(57)【要約】【課題】  半導体発光素子の信頼性を向上させる。【解決手段】  半導体発光素子は、支持基板と、第１導電型の第１半導体層と、該第１半導体層の上に形成される活性層と、該活性層の上に形成される第２導電型の第２半導体層とを含む半導体積層と、前記支持基板と前記半導体積層とを接合し、前記半導体積層側の面とのなす角が９０°よりも大きな側面を有する接合層と、前記半導体積層の上面から、前記接合層の側面を通って配線される配線層とを有する。【選択図】  図１
2013172028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、
第１導電型の第１半導体層と、該第１半導体層の上に形成される活性層と、該活性層の上に形成される第２導電型の第２半導体層とを含む半導体積層と、
前記支持基板と前記半導体積層とを接合し、前記半導体積層側の面とのなす角が９０°よりも大きな側面を有する接合層と、
前記半導体積層の上面から、前記接合層の前記側面を通って配線される配線層と
を有する半導体発光素子。
【請求項２】
請求項１記載の半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の照射像を所定の配光形状で照射する光学系と
を有する車両用灯具。
【請求項３】
（ａ）成長基板を準備する工程と、
（ｂ）前記成長基板上に、第１導電型の第１半導体層と、該第１半導体層の上に形成される活性層と、該活性層の上に形成される第２導電型の第２半導体層とを含む半導体積層を成長する工程と、
（ｃ）前記第２半導体層上に第１接合層を形成する工程と、
（ｄ）前記半導体積層を分割する工程と、
（ｅ）支持基板を準備する工程と、
（ｆ）前記支持基板上に、上面とのなす角が９０°よりも大きい側面を有する第２接合層を形成する工程と、
（ｇ）前記第１接合層と前記第２接合層とを重ね合わせて接合することにより融着層を形成する工程と、
（ｈ）前記成長基板を前記半導体積層から剥離する工程と、
（ｉ）前記融着層の側面のうち、前記第２接合層の前記側面を含む側面を、上面とのなす角が９０°より大きくなるように形成する工程と、
（ｊ）前記第１半導体層上から前記融着層の前記側面上に連続して、配線電極を形成する工程と
を含む半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｉ）は、エッチングにより行われ、
さらに、前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）との間に、
（ｂ−２）前記第２半導体層上の前記工程（ｄ）による分割領域に露出する位置に、前記工程（ｉ）におけるエッチングストップ層を形成する工程を有する請求項３記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｊ）において、前記融着層の前記側面と該側面上に形成される前記配線電極との間に、絶縁性保護膜を形成する請求項３又は４記載の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、半導体発光素子及び半導体発光素を用いた車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ等の窒化物半導体発光ダイオードは、紫外光ないし青色光を発光でき、蛍光体を利用することにより白色光を発光できる。高出力の白色光を発生できるＬＥＤは照明用としても用いられる。
【０００３】
窒化物半導体の成長基板として一般的にサファイアが用いられているが、サファイア基板が絶縁性である為、ｎ側及びｐ側電極を同一面側（成長層側）に形成する必要がある。それぞれ別の領域にｎ側、ｐ側の電極パッドや配線を形成することになる。光吸収の増大や、直列抵抗増加による駆動電圧上昇を発生させる。更に、サファイア基板は、熱伝導率が低く放熱性に劣り、大電流を投入するデバイスには不向きである。
【０００４】
そこで、近年は、レーザーリフトオフ（ＬＬＯ）や研磨でサファイア成長基板を除去し、露出した窒化物半導体層（ｎ型半導体層）上にｎ側電極を形成する事により、ｎ側電極とｐ側電極とを対向位置に配置するデバイス構造の開発が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図８は、従来の窒化物半導体発光素子（ＬＥＤ素子）２０１の構造を示す概略断面図である。
【０００６】
ＬＥＤ素子２０１の製造工程では、まず、サファイア等からなる透明成長基板上に、ｎ型ＧａＮ層、活性層及びｐ型ＧａＮ層からなるＧａＮ系デバイス構造層２０２と、Ａｇ等からなる反射電極２０３と、成長基板に対して側面が垂直もしくは順テーパ形状のＡｕ等からなる第１接着層２０５とを順次形成する。それとは別に、表面に絶縁層２０９とＡｕＳｎ等からなる第２接着層２０６を形成したＳｉ支持基板２１０を用意する。
【０００７】
次に、成長基板を裏返して、第１接着層２０５と第２接着層２０６とを接合して融着層２２６とすることにより両基板を接合した後、ＬＬＯにより、ＬＬＯにより成長基板を剥離する。続いて、成長基板を剥離することにより露出したデバイス構造層２０２の上面及び融着層の一部のｐ側電極２１２となる部分を露出させて絶縁膜２０７を形成する。
【０００８】
その後、デバイス構造層２０２の外周の一辺に沿って、該発光部から一定間隔を置いて配置されるｎ側電極（引き出し電極）２１１と、デバイス構造層２０２の上面（発光面）から側面に添って、ｎ型ＧａＮ層とｎ側電極２１１とを接続する配線電極２０８とを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−０５６４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のＬＥＤ素子２０１では、成長基板に対して側面が垂直もしくは順テーパ形状に形成した第１接着層２０５を裏返して第２接着層２０６と接合して、融着層２２６を形成するため、図８に示すように、融着層２２６の端面形状が垂直もしくは支持基板２１０に対して逆テーパ形状（融着層２２６の発光面側表面と側面とがなす角度が９０度以下である形状）となってしまう。そのため、融着層２２６の発光面側表面と側面とのエッジ部分（図中破線で囲んだ部分）に配置される配線電極２０８が、製造工程中又は製造後に断線することがあり、ＬＥＤ素子２０１の信頼性を低下させている。
【００１１】
本発明の目的は、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】
【００１２】
本発明の一観点によれば、半導体発光素子は、支持基板と、第１導電型の第１半導体層と、該第１半導体層の上に形成される活性層と、該活性層の上に形成される第２導電型の第２半導体層とを含む半導体積層と、前記支持基板と前記半導体積層とを接合し、前記半導体積層側の面とのなす角が９０°よりも大きな側面を有する接合層と、前記半導体積層の上面から、前記接合層の側面を通って配線される配線層とを有する。
【００１３】
また、本発明の他の観点によれば、半導体発光素子の製造方法は、（ａ）成長基板を準備する工程と、（ｂ）前記成長基板上に、第１導電型の第１半導体層と、該第１半導体層の上に形成される活性層と、該活性層の上に形成される第２導電型の第２半導体層とを含む半導体積層を成長する工程と、（ｃ）前記第２半導体層上に第１接合層を形成する工程と、（ｄ）前記半導体積層を分割する工程と、（ｅ）支持基板を準備する工程と、（ｆ）前記支持基板上に、上面とのなす角が９０°よりも大きい側面を有する第２接合層を形成する工程と、（ｇ）前記第１接合層と前記第２接合層とを重ね合わせて接合することにより融着層を形成する工程と、（ｈ）前記成長基板を前記半導体積層から剥離する工程と、（ｉ）前記融着層の側面のうち、前記第２接合層の前記側面を含む側面を、上面とのなす角が９０°より大きくなるように形成する工程と、（ｊ）前記第１半導体層上から前記融着層の前記側面上に連続して、配線電極を形成する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信頼性の高い半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００及びＬＥＤ素子１０１の概略平面図、回路図及び断面図である。
【図２】本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００の他の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図５】本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００の他の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図６】本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００の他の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００を組み込んだ車両用灯具（ヘッドランプ）５０の構成を表す概念図である。
【図８】従来例によるＬＥＤアレイ２０１の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１（Ａ）は、本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００の概略平面図であり、図１（Ｂ）は、ＬＥＤアレイ１００の等価回路図である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）の直線ａｂ間のＬＥＤアレイ１００の簡略化した断面図である。図１（Ｄ）は、本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００の他の例を表す概略平面図である。
【００１７】
本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００は、４つの窒化物半導体発光素子（ＬＥＤ素子）１０１（１０１ａ及び１０１ｂ）を絶縁層（ＳｉＯ２層）９が形成された支持基板（Ｓｉ基板）１０上に配置し、直列接続したものである。個々のＬＥＤ素子１０１は、ｎ型ＧａＮ層２２、活性層２３、ｐ型ＧａＮ層２４からなるＧａＮ系発光部（デバイス構造層）２と、デバイス構造層２の裏面（基板側）に形成され該デバイス構造層２の上下いずれかの長辺側に露出するｐ側電極１２と、ｐ側電極１２が露出する長辺とは逆側の長辺と一定間隔を置いて平行に配置されるｎ側電極（引き出し電極）１１及びデバイス構造層２の表面上に該デバイス構造層２の短辺に平行に配置され、ｎ型ＧａＮ層２１とｎ側電極１１とを接続する配線電極８とを有している。
【００１８】
個々のＬＥＤ素子１０１は、図１（Ｂ）に示すように、それぞれ左右に隣接するＬＥＤ素子１０１と直列に接続されており、ＬＥＤ素子１０１ａのｎ側電極１１は、左側に位置するＬＥＤ素子１０１ｂのｐ側電極１２と電気的に接続され、ＬＥＤ素子１０１ａのｐ側電極１２は右側に位置するＬＥＤ素子１０１ｂのｎ側電極１１と電気的に接続されている。ＬＥＤアレイ１００の端部に位置するＬＥＤ素子１０１ａのｐ側電極１２及びＬＥＤ素子１０１ｂのｎ側電極１１はそれぞれ給電パッド１３に接続されている。
【００１９】
なお、ＬＥＤ素子１０１ａとＬＥＤ素子１０１ｂは、ｐ側電極１２、ｎ側電極１１、配線電極８の配置等の電極パターンが異なるのみで、その他の構造は同一であり、ＬＥＤ素子１０１ａの電極パターンを上下に反転したものがＬＥＤ素子１０１ｂである。
【００２０】
図１（Ｃ）に示すように、個々のＬＥＤ素子１０１のｐ側電極１２は、例えば、デバイス構造層２の裏面（ｐ型ＧａＮ層２４）に形成される反射電極層３と、第１接着層５を含んで構成される。第１接着層５は、支持基板１０に形成される第２接着層６と融着接合されて融着層（反射電極層３及びエッチングストップ層４の残部を含む）を形成している。なお、エッチングストップ層４は、図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して後述するエッチング工程においてエッチストッパーとして機能する。
【００２１】
また、素子の上面全体には、デバイス構造層２の上面（発光面）及びｐ側電極１２形成箇所に開口を有するＳｉＯ２からなる保護膜（絶縁膜）７が形成されている。さらに、デバイス構造層２の外周の一辺に沿って、該発光部から一定間隔を置いて配置されるｎ側電極（引き出し電極）１１と、デバイス構造層２の上面（発光面）から側面（保護膜７上）に添って、ｎ型ＧａＮ層２２とｎ側電極１１とを接続する配線電極８とが形成されている。
【００２２】
本発明の実施例では、第２接着層６を支持基板１０に形成する際に、第１接着層５と接合される面（上面）と側面とがなす角度θ１（図３（Ｃ））が鈍角（θ１＞９０°）となる形状であり、側面の支持基板１０に対する角度θ２（図３（Ｃ））が常に０°＜θ２＜９０°の鋭角範囲内にある形状（例えば、支持基板に対して順テーパ形状のように、水平方向の断面積が支持基板１０に近づくに従い増加する形状、以下、単に「順テーパ形状」又は「側面が支持基板１０に近づくに従い広がる形状」と呼ぶ）にしている。
【００２３】
さらに、後述するように、第１接着層５と第２接着層６とを融着接合した後に、第１接着層５も上面（デバイス構造層２側の面）と側面とがなす角度が９０°より上となる形状（側面が支持基板１０に近づくに従い広がる形状）に成形している。この成形工程により、第１接着層５の下面（の第２接着層６との接合面）は、第２接着層６の上面以下の面積となり、第１接着層５と第２接着層６とからなる融着層の側面が、垂直方向の断面において支持基板１０の方向に向かって連続的もしくは段階的に広がっていくようになる。
【００２４】
なお、第１接着層５の成形時に、支持基板１０上の絶縁層９の一部も除去することにより、第１接着層５から第２接着層６を経て絶縁膜９までの全体を上面と側面とがなす角度が９０°より上となる形状（側面が支持基板１０に近づくに従い広がる形状）に成形することが好ましい。
【００２５】
本実施例のように少なくとも第１接着層５と第２接着層６とからなる融着層の形状を、上面（デバイス構造層２側の面）と側面とがなす角度が９０°より大きくなる形状（側面が支持基板１０に近づくに従い広がる形状）とすることにより、配線層８を形成する面に鋭角部分がなくなり、配線層８の断線を防止することが可能となる。
【００２６】
なお、第１接着層５と第２接着層６とからなる融着層は、配線層８を形成する側面のみを、支持基板１０に近づくに従い広がる形状に加工しても良い。また、第１接着層５と第２接着層６とからなる融着層の配線層８を形成する側面は、連続的に支持基板１０に近づくに従い広がる形状に限らず、段階的に広がる形状でもよい。いずれの場合にも、配線層８を形成する面に鋭角部分ができないようにする必要がある。また、絶縁膜９も側面が支持基板１０に近づくに従い広がる形状に成形する場合も、配線層８を形成する面に鋭角部分ができないようにすることが好ましい。さらに、上記以外の層を形成する場合にも同様に、配線層８を形成する面に鋭角部分ができないようにすることが好ましい。
【００２７】
なお、ＬＥＤアレイ１００は、ＬＥＤ素子１０１ａ及びＬＥＤ素子１０１ｂを交互に配置するものに限らず、ＬＥＤ素子１０１ａ及びＬＥＤ素子１０１ｂのいずれか一方のみを配置するものでも良い。また、ＬＥＤ素子１０１の数は４つに限られるものではない。また、必要に応じてＬＥＤアレイ１００上のＬＥＤ素子１０１の一部又は全部を並列接続しても良い。さらに、ＬＥＤ素子１０１のレイアウトは、水平方向に並べるだけではなく、複数列複数行にわたって行列状に並べるようにしても良い。
【００２８】
また、個々のＬＥＤ素子１０１の形状は、横長の形状をしていても良いし、正方形やその他の形状をしていても良い。横長形状のＬＥＤ素子１０１ｃを用いる場合には、図１（Ｄ）に示すように、ｎ側電極１１とｐ側電極１２を隣接する素子間に設けるようにすることが好ましい。
【００２９】
また、配線層８の平面形状も、図１（Ａ）又は（Ｄ）に示すような櫛状に限らず、梯子状や、放射状など、どのような形状でも良い。
【００３０】
以下、図２〜図６を参照して、図１（Ｄ）に示すような横長形状のＬＥＤ素子１０１ｃをＬＥＤ素子１０１ｃの長辺方向に並べて直列に接続したものを例として、本発明の実施例によるＬＥＤ素子１０１の製造方法を説明する。なお、図１（Ａ）に示すＬＥＤ素子１０１ａ及び１０１ｂ、もしくはその他の形状のＬＥＤ素子１０１であっても、ｐ側電極１２、ｎ側電極１１及び配線電極８の形成位置や各構成部材の形状が異なるのみであり、同様の製造方法にて作製可能である。
【００３１】
図２〜図６は、図１（Ｄ）の直線ｃｄ間の概略断面図であるので、図中２つの窒化物半導体発光素子（ＬＥＤ素子）１０１ｃのみが表されているが、この例では、４つのＬＥＤ素子１０１ｃが配列されて同一基板上に同時に形成される。なお、以下の製造方法は、あくまでも一例であり、これに限られるものではない。
【００３２】
まず図２（Ａ）に示すように、サファイアからなる成長基板１を準備し、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて窒化物系半導体からなるデバイス構造層（ＧａＮ系発光部）２を形成する。具体的には、例えば、サファイア基板１をＭＯＣＶＤ装置に投入後、サーマルクリーニングを行い、ＧａＮバッファ層２０及びアンドープのＧａＮ層２１を成長した後に、Ｓｉ等をドープした膜厚５μｍ程度のｎ型ＧａＮ層２２、ＩｎＧａＮ量子井戸層を含む多重量子井戸発光層（活性層）２３、Ｍｇ等をドープした膜厚０．５μｍ程度のｐ型ＧａＮ層２４を含むＧａＮ系デバイス構造層２を順次成長させる。成長基板１は、ＧａＮのエピタキシャル成長が可能な格子定数を有する単結晶基板であり、後でレーザーリフトオフによる基板剥離を可能にするよう、ＧａＮの吸収端波長である３６２ｎｍの光に対して透明なものから選択される。サファイア以外に、スピネル、ＳｉＣ、ＺｎＯ等を用いても良い。
【００３３】
次に図２（Ｂ）に示すように、デバイス構造層２表面（ｐ型ＧａＮ層２４表面）に、電子ビーム蒸着法により膜厚２００ｎｍのＡｇ層を形成し、リフトオフ法等によりパターニングして、所定形状のｐ電極層（反射電極層）３を形成する。反射電極層３として、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｄ及びこれらの合金を用いることができる。その後、図２（Ｃ）に示すように、反射電極層３の周辺のデバイス構造層２上（ｐ型ＧａＮ層２４上）に、スパッタ法を用いて反射電極層３と同じ膜厚のＳｉＯ２からなるエッチングストップ層４を形成する。エッチングストップ層４は、図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して後述するエッチング工程においてエッチストッパーとして機能する。
【００３４】
次に、図２（Ｄ）に示すように、反射電極層３及びエッチングストップ層４を含む領域に、スパッタ法を用いて膜厚２００ｎｍのＡｕからなる第１接着層５を形成する。なお、反射電極層３及びエッチングストップ層４を含む領域に、拡散防止層、絶縁層等を形成してから第１接着層５を形成するようにしても良い。拡散防止層、絶縁層等を形成する場合は、例えば、スパッタ法を用いて膜厚３００ｎｍのＴｉＷからなる拡散防止層を形成する。拡散防止層は反射電極層３に用いた材質の拡散を防止するためのもので、反射電極層３にＡｇを含む場合には、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕ及びこれらの合金を用いることができる。拡散防止層上には、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）等によりＳｉＯ２からなる絶縁層を形成することが好ましい。
【００３５】
次に、図２（Ｅ）に示すように、レジストマスク及び塩素ガスを用いたドライエッチング法を用いることにより、デバイス構造層２を複数の長方形形状（図１（Ｄ）の平面図参照）の素子に分割する。分割されたデバイス構造層２の側面は、成長基板１に対して順テーパ形状となる。
【００３６】
次に、図３（Ａ）に示すように、Ｓｉからなる支持基板１０を用意し、熱酸化処理を行い表面に絶縁膜（熱酸化ＳｉＯ２膜）９を形成する。絶縁膜９の膜厚は、絶縁性を確保する目的を達成できる厚さであればよい。
【００３７】
次に、絶縁膜９上に抵抗加熱蒸着法を用いて膜厚１μｍのＡｕＳｎ（Ｓｎ：２０ｗｔ％）からなる第２接着層６を形成する。支持基板１０は熱膨張係数がサファイア（７．５×１０−６／Ｋ）やＧａＮ（５．６×１０−６／Ｋ）に近く、熱伝導率が高い材料が好ましい。例えば、Ｓｉ、ＡｌＮ、Ｍｏ、Ｗ、ＣｕＷ等を用いることができる。第１接着層５の材質と第２接着層６の材質は、融着接合が可能な、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｉｎ、Ｐｄ−Ｉｎ、Ｃｕ−Ｉｎ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｉｎ、Ｎｉ−Ｓｎ等を含む金属や、拡散接合が可能なＡｕを含む金属を用いることができる。
【００３８】
第２接着層６は、例えば、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、リフトオフ法を用いて形成することができる。まず、フォトレジスト（例えば、Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏ．製フォトレジストＡＺ５２００）を熱酸化処理した支持基板１０（絶縁膜９を表面に形成した支持基板１０）の全面に塗布し、９０℃以下に設定したホットプレートを用い、大気中で９０秒間程度のプリベークを行う。次いで、ＵＶ光を用い、ファースト露光量１７ｍＪとして、フォトレジストにパターンを露光する。露光後のフォトレジストを１２０℃の大気中で９０秒間程度のリバーサルベーク処理を行い、露光部を熱架橋させる。次に、反転露光量６００ｍＪとして、ＵＶ光を支持基板１０全面に照射する。さらに、現像液中に１３０秒間浸漬し、現像処理を行うことにより所望の（第２接着層６となる部分以外に）フォトレジストパターンＰＲ１を形成する。このように形成されたフォトレジストパターンＰＲ１は、周縁部が支持基板１０に対して逆テーパ形状となる。なお、使用するレジスト及びフォトリソグラフィの条件は、適宜変更可能である。
【００３９】
次に、抵抗加熱蒸着法を用いて、Ｔｉ（１５０ｎｍ）／Ｎｉ（５０ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）／Ｐｔ（２００ｎｍ）／ＡｕＳｎ（１０００ｎｍ、Ｓｎ：２０ｗｔ％）からなる金属積層６を成膜し、その後、リフトオフによって、図３（Ｃ）に示すような端部が支持基板１０に対してテーパ形状となる第２接着層６を形成する。なお、第２接着層６の形状は、第１接着層５と接合される面（上面）と側面とがなす角度θ１が鈍角（θ１＞９０°）となる形状であり、側面の支持基板１０に対する角度θ２が常に０°＜θ２＜９０°の範囲内にある形状であれば、図示したような順テーパ形状に限るものではない。
【００４０】
なお、第２接着層６は、リフトオフ法以外にも、ドライエッチング法を用いても形成することができる。この場合、例えば、図３（Ｄ）に示すように、熱酸化処理した支持基板１０（絶縁膜９を表面に形成した支持基板１０）の全面に、抵抗加熱蒸着法を用いて、Ｔｉ（１５０ｎｍ）／Ｎｉ（５０ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）／Ｐｔ（２００ｎｍ）／ＡｕＳｎ（１０００ｎｍ、Ｓｎ：２０ｗｔ％）からなる金属積層６を成膜する。その後、フォトレジスト（例えば、Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏ．製フォトレジストＡＺ６１３０）を金属積層６の全面に塗布し、１１０℃以下に設定したホットプレートを用い、大気中で１２０秒間程度のプリベークを行う。次いで、ＵＶ光を用い、露光量３００ｍＪとして、フォトレジストにパターンを露光する。その後、大気中にて約１０分間の脱気を行い、現像液中に７０秒間浸漬し、現像処理を行うことにより所望の（第２接着層６となる部分を覆う）フォトレジストパターンＰＲ２を形成する。次に、反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ）を用いて、レジストマスクパターン（フォトレジストパターンＰＲ２）より露出した金属積層６を絶縁層９界面までエッチングによって除去・パターニングすることにより、図３（Ｃ）に示すような第２接着層６が形成可能である。なお、ドライエッチングには、Ａｒ、Ｃｌ２、ＣＦ４と用い、金属膜の構成によって、最適な混合比率にて行う。
【００４１】
また、第２接着層６は、上記の方法以外にも、ウェットエッチング法を用いても形成可能である。この場合も、ドライエッチング法を用いる場合と同様に、まず抵抗加熱蒸着法を用いて、Ｔｉ（１５０ｎｍ）／Ｎｉ（５０ｎｍ）／Ａｕ（１００ｎｍ）／Ｐｔ（２００ｎｍ）／ＡｕＳｎ（１０００ｎｍ、Ｓｎ：２０ｗｔ％）からなる金属積層６を成膜する。その後、フォトレジスト（例えば、東京応化工業（株）製フォトレジストＯＦＰＲ）を金属積層６の全面に塗布し、１１０℃以下に設定したホットプレートを用い、大気中で９０秒間程度のベークを行う。次いで、ＵＶ光を用い、露光量６０ｍＪとして、フォトレジストにパターンを露光する。その後、現像液中に９０秒間浸漬し、現像処理を行うことにより所望の（第２接着層６となる部分を覆う）フォトレジストパターンＰＲ２（図３（Ｄ）参照）を形成する。次に、エッチャント（例えば、Ａｕに対してはヨウ素及びヨウ化アンモニウム水溶液等）を用いて、レジストマスクパターン（フォトレジストパターンＰＲ２）より露出した金属積層６を絶縁層９界面までエッチングによって除去・パターニングすることにより、図３（Ｃ）に示すような第２接着層６が形成可能である。なお、エッチャントは、金属膜の構成によって、最適なものを適宜使用する。
【００４２】
次に、図４（Ａ）に示すように、第１接着層５と第２接着層６を接触させ、圧力３ＭＰａで加圧した状態で３００℃に加熱して１０分間保持した後、室温まで冷却することにより融着接合を行う。この融着接合により融着層が形成される。
【００４３】
その後、図４（Ｂ）に示すようにＵＶエキシマレーザの光をサファイア基板１の裏面側から照射し、バッファ層２０を加熱分解することで、レーザーリフトオフによるサファイア基板１の剥離を行う。なお、基板１の剥離あるいは除去は、エッチング等の別の手法を用いてもよい。
【００４４】
次に、図４（Ｃ）に示すように、レーザーリフトオフにより発生したＧａを熱水などで除去し、その後塩酸で表面処理する。これにより、ｎ型半導体層２２が露出する。表面処理には窒化物半導体をエッチングできるものであればよく、リン酸、硫酸、ＫＯＨ、ＮａＯＨなどの酸やアルカリなどの薬剤も用いることができる。また、表面処理はＡｒプラズマや塩素系プラズマを用いたドライエッチングや、研磨などで行ってもよい。さらに、ｎ型半導体層２２の表面をＲＩＥ等のドライエッチング装置を用いたＣｌ、Ａｒ処理又は、ＣＭＰ研磨装置を用いて平滑化を行いレーザー痕やレーザーダメージ層を除去する。なお、光取り出し効率を向上させる為に露出したｎ型半導体層２２表面には、凹凸加工を施す（光取り出し構造を形成する）ようにしても良い。
【００４５】
次に、図５（Ａ）に示すように、デバイス構造層２の端部が露出するようにフォトレジストＰＲ３を形成する。その後、塩素ガスを用いたドライエッチング法により、フォトレジストＰＲ３から露出したデバイス構造層２の端部をエッチングストップ層４が露出するまでエッチングする。これにより図５（Ｂ）に示すように、デバイス構造層２の側壁は、支持基板１０を下にした場合に上方に向かって断面積が減少するテーパ形状（支持基板１０に対して順テーパ形状）となる。なお、この工程において、エッチングストップ層４がマスクとなり、支持基板１０表面の絶縁膜９も支持基板１０に対して順テーパ形状にエッチングされる。また、エッチングストップ層４が形成されていることにより、素子の信頼性を高めることができる。これは、エッチングストップ層４を配置しない場合には、塩素ガスにより第１接着層５がエッチングされてしまい、エッチングされた第１接着層５の堆積物がデバイス構造層２に付着し、ショートの原因となることがあるためである。
【００４６】
次に、図５（Ｃ）に示すように、エッチングストップ層４及び第１接着層５をエッチングすることで、素子間接続配線用の電極部１２を露出させる。ここでのエッチング工程は、例えば、図３（Ｄ）を参照した第２接着層６のエッチング工程の例と同様に、フォトレジストによりマスクパターンＰＲ４（図５（Ｂ）参照）を形成し、ウェットエッチング法又はドライエッチング法を用いて行うことが可能である。例えば、ＣＦ４ガスを用いたドライエッチングにより行うことができる。また、マスクパターンＰＲ４は、デバイス構造層２の上面及び側面を覆うとともに、エッチングストップ層４の上面を少し覆うように形成する。この処理により、第１接着層及び第２接着層からなる融着層（反射電極層３及びエッチングストップ層４の残部を含む）が、上面と側面とのなす角が９０°よりも大きく、側面に支持基板１０に対して９０°以上となる部分を含まない形状に成形される。よって、最上面のデバイス構造層２から支持基板界面の絶縁層９までが、一連のテーパ形状に加工され、支持基板１０上の積層の側面において、支持基板に対する角度が９０°以上となる部分が存在しなくなる。
【００４７】
次に、図６（Ａ）に示すように、上述した工程で形成した素子の上面全体に、化学気相堆積（ＣＶＤ）等によりＳｉＯ２からなる保護膜（絶縁膜）７を形成し、その後、デバイス構造層２上に形成された保護膜７の一部及び電極部１２上に形成された保護膜７の一部を緩衝フッ酸を用いてエッチングして、成長基板１の剥離によって露出したデバイス構造層２の表面（ｎ型ＧａＮ層２２の表面）の一部及び電極部１２を露出させる。
【００４８】
次に、図６（Ｂ）に示すように、電子ビーム蒸着法により、膜厚１ｎｍのＴｉ層、膜厚２００ｎｍのＡｌ層、膜厚１００ｎｍのＴｉ層、膜厚２μｍのＡｕ層をこの順序で積層し、リフトオフによってパターニングすることにより、ｎ型ＧａＮ層２２と隣接する素子の電極部１２（ｐ側電極）とを接続する、例えば、幅１０μｍ程度の配線電極８を形成する。配線電極１２は、ｎ型ＧａＮ層２２の上面から連続してデバイス構造層２の順テーパ形状の側面及び第１接着層５と第２接着層６から形成された融着層の順テーパ形状の側面上に、絶縁性保護膜９を介して形成されている。また、配線電極１２は、ｎ型ＧａＮ層２２に接触している該ｎ型ＧａＮ層２２の上面領域において、当該ｎ型ＧａＮ層２２とオーミック接触を形成している。配線電極１２は、平面または順テーパ形状の表面上に形成されるため、製造工程中又は製造後に断線することなく配置される。なお、配線電極８の線幅は２０μｍ以下３μｍ以上であることが好ましい。
【００４９】
その後、支持基板１０をレーザースクライブ又は、ダイシングにより分割する。以上により、複数の窒化物半導体発光素子１０１を有するＬＥＤアレイ１００が完成する。なお、青色ＧａＮの発光素子を白色化するには発光素子を封止充填する樹脂に蛍光体（例えば、黄色発光）を入れる。
【００５０】
なお、支持基板１０上の素子構造（デバイス構造層２、第１及び第２接着層からなる融着層等）は、配線層８を形成する一辺又は二辺のみが下方に向かって外側に広がる斜面となるように加工されていても良い。
【００５１】
図７は、本発明の実施例によるＬＥＤアレイ１００を組み込んだ車両用灯具（ヘッドランプ）５０の構成を表す概念図である。
【００５２】
図７（Ａ）は、照射用光学系５１として、照射レンズ１０５を使用した例である。照射レンズ１０５は、ＬＥＤアレイ１００の光源像１０６が、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン（照射面）１０７上に投影されるように設定されている。
【００５３】
照射光学系５１は、図７（Ｂ）に示すようにマルチリフレクタ（反射面）１０３と照射レンズ１０５を用いても良い。図７（Ｂ）に示すヘッドランプ５０は、ＬＥＤアレイ１００の発光面を覆うように配置された蛍光体層（波長変換層）１０８からなる光源１０２と、複数の小反射領域に区画されたマルチリフレクタである反射面１０３、シェード１０４及び照射レンズ１０５を含む照射光学系５１とを含んで構成される。
【００５４】
図７（Ｂ）に示すように、光源１０２は、照射方向（発光面）が上向きとなるように配置され、反射面１０３は、第１焦点が光源１０２近傍に設定され、第２焦点がシェード１０４の上端縁近傍に設定された回転楕円形の反射面であり、光源１０２からの光が入射するように、光源１０２の側方から前方にかけての範囲を覆うように配置されている。
【００５５】
反射面１０３は、図７（Ｂ）に示すように、光源１０２のＬＥＤアレイ１００の光源像１０６を所定の配光形状で車両前方に照射し、車両前端部に正対した仮想鉛直スクリーン（照射面）１０７上に、ＬＥＤアレイ１００の光源像１０６が投影されるように構成されている。
【００５６】
シェード１０４は、反射面１０３からの反射光の一部を遮光してヘッドランプに適したカットオフラインを形成するための遮光部材であり、上端縁を照射レンズ１０５の焦点近傍に位置させた状態で照射レンズ１０５と光源１０２の間に配置されている。
【００５７】
照射レンズ１０５は、車両前方側に配置され、反射面１０３からの反射光を照射面１０７上に照射する。
【００５８】
以上、本発明の実施例によれば、第１接着層５及び第２接着層６からなる融着層（反射電極層３及びエッチングストップ層４を含む）が、上面と側面とのなす角度が９０°より大きく、側面の支持基板１０に対する角度θ２が常に９０°より小さい形状であるため、その上に配置される配線層８の破断を解消することが可能となる。よって、高信頼性の半導体発光素子を提供することができる。
以上、実施例、及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００５９】
１…成長基板、２…デバイス構造層（ＧａＮ系発光部）、３…ｐ電極層（反射電極層）、４…エッチングストップ層、５…第１接着層５…第２接着層、７…絶縁膜、８…配線電極、９…絶縁層、１０…支持基板、１１…ｎ側電極、１２…電極部（ｐ側電極）、２０…バッファ層、２１…アンドープＧａＮ層、２２…ｎ型ＧａＮ層、２３…活性層、２４…ｐ型ＧａＮ層、５０…ヘッドランプ、５１…投射光学系、１００…ＬＥＤアレイ、１０１…窒化物半導体発光素子（ＬＥＤ素子）、１０８…蛍光体層（波長変換層）、１０２…光源、１０３…反射面、１０４…シェード、１０５…照射レンズ、１０６…光源像、１０７…照射面
【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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