(57)【要約】【課題】  透明電極とｐ電極との間で好適な接触領域を設けたIII 族窒化物半導体発光素子とその製造方法を提供することである。【解決手段】  コンタクトホール形成工程では、ｎ型半導体層１２０の一部を露出箇所として露出させるとともに、透明電極ＴＥ１における第１の領域Ｒ１を露出させる。表面除去工程では、ｎ型半導体層１２０の露出箇所の表面を除去するとともに、透明電極ＴＥ１における第１の領域Ｒ１の表面を除去する。露出領域拡大工程では、絶縁膜Ｉ１をサイドエッチングすることにより第１の領域Ｒ１の外側に位置する第２の領域Ｒ２を露出させる。ｐ電極形成工程では、透明電極ＴＥ１の第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２の上にｐ電極Ｐ１を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上にｎ型半導体層を形成するｎ型半導体層形成工程と、
前記ｎ型半導体層の上に発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層の上にｐ型半導体層を形成するｐ型半導体層形成工程と、
前記ｐ型半導体層の上に透明電極を形成する透明電極形成工程と、
前記ｐ型半導体層側に前記ｎ型半導体層を露出させるｎ型半導体層露出工程と、
前記透明電極および露出させた前記ｎ型半導体層の上に第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、
前記第１の絶縁膜の一部を開口して前記透明電極および前記ｎ型半導体層を露出させることによりコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
前記ｎ型半導体層および前記透明電極の表面の一部を除去する表面除去工程と、
前記透明電極の露出領域を広げる露出領域拡大工程と、
前記ｎ型半導体層と接触するｎ電極を形成するｎ電極形成工程と、
前記透明電極と接触するｐ電極を形成するｐ電極形成工程と、
を有し、
前記コンタクトホール形成工程では、
前記ｎ型半導体層の一部を露出箇所として露出させるとともに、
前記透明電極における第１の領域を露出させ、
前記表面除去工程では、
前記ｎ型半導体層の前記露出箇所の表面を除去するとともに、
前記透明電極における前記第１の領域の表面を除去し、
前記露出領域拡大工程では、
前記第１の絶縁膜をサイドエッチングすることにより前記第１の領域の外側に位置する第２の領域を露出させ、
前記ｐ電極形成工程では、
前記透明電極の前記第１の領域および前記第２の領域の上に前記ｐ電極を形成すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、
前記表面除去工程では、
塩素系ガスを用いてドライエッチングを実施し、
前記露出領域拡大工程では、
フッ素系薬液を用いてウェットエッチングを実施すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、
前記コンタクトホール形成工程では、
前記第１の絶縁膜の残部の上に第１のレジストを配置してエッチングを実施し、
前記表面除去工程では、
前記第１のレジストを配置したままエッチングを実施し、
前記露出領域拡大工程では、
前記第１のレジストを配置したままエッチングを実施すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、
前記ｎ電極および前記ｐ電極の一部の上に第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程を有すること
を特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
基板と、
前記基板の上のｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層の上の発光層と、
前記発光層の上のｐ型半導体層と、
前記ｐ型半導体層の上の透明電極と、
前記ｎ型半導体層の上のｎ電極と、
前記透明電極の上のｐ電極と、
を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、
前記透明電極は、
前記ｐ電極と接触する第１の領域と、前記第１の領域の外側で前記ｐ電極と接触する第２の領域と、
を有し、
前記第２の領域における前記透明電極の膜厚は、
前記第１の領域における前記透明電極の膜厚よりも厚いこと
を特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
請求項５に記載のIII 族窒化物半導体発光素子において、
前記第２の領域における前記透明電極の膜厚は、
前記第２の領域の外側の領域における前記透明電極の膜厚の０．９５以上１．０５以下であること
を特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の技術分野は、III 族窒化物半導体発光素子とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
III 族窒化物半導体発光素子は、一般に、基板と、ｎ型半導体層と、発光層と、ｐ型半導体層と、ｎ電極と、ｐ電極と、を有する。半導体層に電極を形成するために、半導体層にコンタクトホールを形成する場合がある。そのために、ドライエッチングが用いられることがある。
【０００３】
特許文献１には、エッチングガスとしてＳｉＣｌ4 とＡｒとの混合ガスを用いる場合に、ＧａＮとＳｉとが反応して表面変性層２０が形成される旨が記載されている。また、プラズマ処理の後に薄い高抵抗膜が堆積される旨が記載されている。そして、その薄い高抵抗膜を除去するために酸処理によるエッチングが行われる旨が記載されている（特許文献１の段落［００２２］−［００２６］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、III 族窒化物半導体は、ｐ型半導体層の上に透明電極を有することがある。そして、製造工程の工程数を削減するために、ｎ電極用のコンタクトホールとｐ電極用のコンタクトホールとを同時に形成する場合がある。そのような場合に、塩素系ガス等でプラズマエッチングを行うと、ｎ型半導体層の表面に電気抵抗率の高い表面変性層が発生する。そのため、この表面変性層を除去すればよい。
【０００６】
エッチング等により表面変性層を除去すると、ｎ型半導体層のみならず透明電極の膜厚もわずかに薄くなる。ｎ型半導体層は十分に厚いため、問題はそれほど生じない。一方、透明電極での光の吸収を抑制するため、透明電極は当初から薄く成膜されることがある。その場合には、表面変性層を除去した箇所の膜厚が薄く、その箇所の電気抵抗率が高くなってしまうことがある。この場合には、電流が発光面内に十分に拡散しない。これでは十分な明るさの発光素子が得られない。
【０００７】
本明細書の技術は、前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題は、透明電極とｐ電極との間で好適な接触領域を設けたIII 族窒化物半導体発光素子とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様におけるIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板の上にｎ型半導体層を形成するｎ型半導体層形成工程と、ｎ型半導体層の上に発光層を形成する発光層形成工程と、発光層の上にｐ型半導体層を形成するｐ型半導体層形成工程と、ｐ型半導体層の上に透明電極を形成する透明電極形成工程と、ｐ型半導体層側にｎ型半導体層を露出させるｎ型半導体層露出工程と、透明電極および露出させたｎ型半導体層の上に第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工程と、第１の絶縁膜の一部を開口して透明電極およびｎ型半導体層を露出させることによりコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、ｎ型半導体層および透明電極の表面の一部を除去する表面除去工程と、透明電極の露出領域を広げる露出領域拡大工程と、ｎ型半導体層と接触するｎ電極を形成するｎ電極形成工程と、透明電極と接触するｐ電極を形成するｐ電極形成工程と、を有する。コンタクトホール形成工程では、ｎ型半導体層の一部を露出箇所として露出させるとともに、透明電極における第１の領域を露出させる。表面除去工程では、ｎ型半導体層の露出箇所の表面を除去するとともに、透明電極における第１の領域の表面を除去する。露出領域拡大工程では、第１の絶縁膜をサイドエッチングすることにより第１の領域の外側に位置する第２の領域を露出させる。ｐ電極形成工程では、透明電極の第１の領域および第２の領域の上にｐ電極を形成する。
【０００９】
このIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法は、コンタクトホール形成工程でｎ電極用のコンタクトホールとｐ電極用のコンタクトホールとを同時に形成する。その後、ｎ電極用のコンタクトホールで露出しているｎ型半導体層の表面の高抵抗層を除去すると、ｐ電極用のコンタクトホールで露出している透明電極の表面も除去される。そのため、露出領域拡大工程を実施することにより、透明電極の第２の領域とｐ電極とを好適に接触させることができる。このように製造された発光素子においては、電流が十分な膜厚の透明電極の第２の領域を介して拡散する。そのため、この発光素子では、電流が十分に拡散するとともに、薄い膜厚の透明電極を形成することができる。
【００１０】
第２の態様におけるIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法においては、表面除去工程では、塩素系ガスを用いてドライエッチングを実施する。露出領域拡大工程では、フッ素系薬液を用いてウェットエッチングを実施する。
【００１１】
第３の態様におけるIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法においては、コンタクトホール形成工程では、第１の絶縁膜の残部の上に第１のレジストを配置してエッチングを実施する。表面除去工程では、第１のレジストを配置したままエッチングを実施する。露出領域拡大工程では、第１のレジストを配置したままエッチングを実施する。
【００１２】
第４の態様におけるIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法は、ｎ電極およびｐ電極の一部の上に第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程を有する。
【００１３】
第５の態様におけるIII 族窒化物半導体発光素子は、基板と、基板の上のｎ型半導体層と、ｎ型半導体層の上の発光層と、発光層の上のｐ型半導体層と、ｐ型半導体層の上の透明電極と、ｎ型半導体層の上のｎ電極と、透明電極の上のｐ電極と、を有する。透明電極は、ｐ電極と接触する第１の領域と、第１の領域の外側でｐ電極と接触する第２の領域と、を有する。第２の領域における透明電極の膜厚は、第１の領域における透明電極の膜厚よりも厚い。
【００１４】
第６の態様におけるIII 族窒化物半導体発光素子においては、第２の領域における透明電極の膜厚は、第２の領域の外側の領域における透明電極の膜厚の０．９５以上１．０５以下である。
【発明の効果】
【００１５】
本明細書では、透明電極とｐ電極との間で好適な接触領域を設けたIII 族窒化物半導体発光素子とその製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における発光素子の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における発光素子の透明電極とｐ電極との接触領域の周辺を示す図である。
【図３】第１の実施形態における発光素子の製造方法を説明するための図（その１）である。
【図４】第１の実施形態における発光素子の製造方法を説明するための図（その２）である。
【図５】第１の実施形態における発光素子の製造方法を説明するための図（その３）である。
【図６】第１の実施形態における発光素子の製造方法を説明するための図（その４）である。
【図７】第１の実施形態における発光素子の製造方法を説明するための図（その５）である。
【図８】第１の実施形態における発光素子の製造方法を説明するための図（その６）である。
【図９】第１の実施形態における発光素子の製造方法を説明するための図（その７）である。
【図１０】実験において順方向電圧を比較するグラフである。
【図１１】実験において全放射束を比較するグラフである。
【図１２】実験において静電耐圧性を比較するグラフである。
【図１３】実験において実施例の発光素子における透明電極とｐ電極との接触領域周辺を示すＳＥＭ画像である。
【図１４】実験において比較例の発光素子における透明電極とｐ電極との接触領域周辺を示すＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、具体的な実施形態について、III 族窒化物半導体発光素子とその製造方法を例に挙げて図を参照しつつ説明する。しかし、本明細書の技術は、下記の実施形態に限定されるものではない。また、後述する発光素子の各層の積層構造および電極構造は、例示である。実施形態とは異なる積層構造であってももちろん構わない。そして、それぞれの図における各層の厚みは、概念的に示したものであり、実際の厚みを示しているわけではない。
【００１８】
（第１の実施形態）
１．半導体発光素子
図１は、本実施形態の発光素子１００の概略構成を示す図である。発光素子１００は、フェイスアップ型の半導体発光素子である。発光素子１００は、III 族窒化物半導体から成る複数の半導体層を有する。
【００１９】
図１に示すように、発光素子１００は、基板１１０と、ｎ型半導体層１２０と、発光層１３０と、ｐ型半導体層１４０と、電流阻止層ＣＢ１と、透明電極ＴＥ１と、絶縁膜Ｉ１と、反射膜Ｒｆ１と、ｎ電極Ｎ１と、ｐ電極Ｐ１と、絶縁膜Ｉ２と、を有している。また、基板１１０とｎ型半導体層１２０との間には低温バッファ層が形成されている。
【００２０】
基板１１０は、ＭＯＣＶＤ法により、主面上にIII 族窒化物半導体層を形成するための成長基板である。そして、その表面に凹凸加工がされていてもよい。基板１１０の材質は、サファイアである。また、サファイア以外にも、ＳｉＣ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＮなどの材質を用いてもよい。
【００２１】
ｎ型半導体層１２０は、ｎ型コンタクト層と、ｎ側静電耐圧層と、ｎ側超格子層と、を有する。ｎ型コンタクト層は、ｎ電極Ｎ１と接触している層である。ｎ型コンタクト層は、基板１１０または低温バッファ層の上に形成されている。ｎ側静電耐圧層は、各半導体層の静電破壊を防止するための静電耐圧層である。ｎ側静電耐圧層は、ｎ型コンタクト層の上に形成されている。ｎ側超格子層は、発光層１３０に加わる応力を緩和するための歪緩和層である。ｎ側超格子層は、ｎ側静電耐圧層の上に形成されている。ｎ側超格子層は、超格子構造を有する。ｎ型半導体層１２０は、ドナーをドープしていないｕｄ−ＧａＮ層等を有していてもよい。
【００２２】
発光層１３０は、電子と正孔とが再結合することにより発光する層である。発光層１３０は、ｎ型半導体層１２０のｎ側超格子層の上に形成されている。発光層１３０は、少なくとも井戸層と障壁層とを有する。また、発光層１３０は、井戸層の上にキャップ層を有するとよい。また、発光層１３０は、多重量子井戸構造または単一量子井戸構造を有する。
【００２３】
ｐ型半導体層１４０は、ｐ型クラッド層と、ｐ型コンタクト層と、を有する。ｐ型クラッド層は、電子を発光層１３０に閉じ込めるための層である。ｐ型クラッド層は、発光層１３０の上に形成されている。ｐ型コンタクト層は、ｐ電極Ｐ１と導通する半導体層である。実際には、ｐ型コンタクト層は、透明電極ＴＥ１と接触している。また、ｐ型コンタクト層は、ｐ型クラッド層の上に形成されている。ｐ型半導体層１４０は、アクセプターをドープしていないｕｄ−ＧａＮ層等を有していてもよい。
【００２４】
電流阻止層ＣＢ１は、ｐ電極Ｐ１の直下の半導体層に電流が流れることを抑制し、発光面内に電流を拡散させるための絶縁層である。電流阻止層ＣＢ１は、ｐ型半導体層１４０のｐ型コンタクト層の一部の上に形成されている。また、電流阻止層ＣＢ１は、ｐ電極Ｐ１と透明電極ＴＥ１とが接触する接触領域の直下に形成されている。
【００２５】
透明電極ＴＥ１は、導電性の透明膜である。透明電極ＴＥ１は、電流阻止層ＣＢ１およびｐ型半導体層１４０のｐ型コンタクト層の上に形成されている。また、透明電極ＴＥ１は、ｐ電極Ｐ１と接触している。透明電極ＴＥ１の材質は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＣＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ2 、ＮｂＴｉＯ2 、ＴａＴｉＯ2 、ＳｎＯ2 のいずれかであるとよい。
【００２６】
絶縁膜Ｉ１は、半導体層を保護するとともに、ｐ電極Ｐ１と透明電極ＴＥ１との接触領域およびｎ電極Ｎ１とｎ型半導体層１２０との接触箇所を限定するための第１の絶縁膜である。絶縁膜Ｉ１の材質は、例えばＳｉＯ2 である。絶縁膜Ｉ１の材質は、もちろん、その他の絶縁体であってもよい。
【００２７】
反射膜Ｒｆ１は、発光層１３０から電極に向かう光を反射するためのものである。電極は、光の一部を吸収する。そのため、反射膜Ｒｆ１により、電極に向かう光を反射する。反射膜Ｒｆ１は、主に電極の下部に配置されている。そのため、電極が配線電極を有する場合には、反射膜Ｒｆ１は、その配線電極に沿って配置されている場合がある。反射膜Ｒｆ１は、絶縁膜Ｉ１に覆われている。
【００２８】
ｎ電極Ｎ１は、ｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層の上に形成されている。ｎ電極Ｎ１の材質は、金属である。ｎ電極Ｎ１は、例えば、ｎ型コンタクト層の側からＴｉ、Ｒｈ、Ａｕを順に形成したものである。または、Ｖ、Ａｌを順に形成したものであってもよい。または、ｎ電極Ｎ１は、上記以外の電極構造を有していてもよい。
【００２９】
ｐ電極Ｐ１は、透明電極ＴＥ１の上に形成されている。ｐ電極Ｐ１は、透明電極ＴＥ１に接触している。ｐ電極Ｐ１の材質は、金属である。ｐ電極Ｐ１は、例えば、透明電極ＴＥ１の側からＴｉ、Ｒｈ、Ａｕを順に形成したものである。または、ｐ電極Ｐ１は、上記以外の電極構造を有していてもよい。また、ｐ電極Ｐ１は、ｎ電極Ｎ１と同じ積層構造を有していてもよい。
【００３０】
絶縁膜Ｉ２は、半導体層および電極を保護するための第２の絶縁膜である。絶縁膜Ｉ２の材質は、例えばＳｉＯ2 である。絶縁膜Ｉ２の材質は、もちろん、その他の絶縁体であってもよい。絶縁膜Ｉ２は、開口部Ｉ２ａ、Ｉ２ｂを有している。開口部Ｉ２ａでは、ｎ電極Ｎ１が露出している。開口部Ｉ２ｂでは、ｐ電極Ｐ１が露出している。つまり、ｎ電極Ｎ１はｎパッド電極Ｎ２を有している。ｐ電極Ｐ１はｐパッド電極Ｐ２を有している。
【００３１】
２．透明電極とｐ電極との接触領域
図２は、透明電極ＴＥ１とｐ電極Ｐ１との接触領域を示す図である。図２に示すように、透明電極ＴＥ１とｐ電極Ｐ１とは、接触領域Ｒで接触している。接触領域Ｒは、第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２と、を有する。第２の領域Ｒ２は、第１の領域Ｒ１の外側に位置している。つまり、透明電極ＴＥ１は、ｐ電極Ｐ１と接触する第１の領域Ｒ１と、第１の領域Ｒ１の外側でｐ電極Ｐ１と接触する第２の領域Ｒ２と、を有する。例えば、接触領域Ｒは、円形である。第１の領域Ｒ１は、円形である。第２の領域Ｒ２は、リング形状である。もちろん、第１の領域Ｒ１では、透明電極ＴＥ１は、ｐ電極Ｐ１と接触している。第２の領域Ｒ２では、透明電極ＴＥ１は、ｐ電極Ｐ１と接触している。
【００３２】
透明電極ＴＥ１は、第１の領域Ｒ１に凹部Ｗ１を有している。凹部Ｗ１は、第１の領域Ｒ１にわたって形成されている。透明電極ＴＥ１は、凹部Ｗ１の箇所のみ膜厚が薄い。第２の領域Ｒ２における透明電極ＴＥ１の膜厚ｈは、第１の領域Ｒ１における透明電極ＴＥ１の膜厚ｈ１よりも厚い。そして、第１の領域Ｒ１における透明電極ＴＥ１の膜厚ｈ１は、第２の領域Ｒ２における透明電極ＴＥ１の膜厚ｈより厚みｈ２の分だけ薄い。膜厚ｈに対する膜厚ｈ１の比は、０．３以上０．８以下の範囲内である。
【００３３】
第１の領域Ｒ１の凹部Ｗ１は、後述するドライエッチングにより形成された非貫通孔である。第１の領域Ｒ１における透明電極ＴＥ１の膜厚ｈ１が薄いため、第１の領域Ｒ１における透明電極ＴＥ１の電気抵抗率は、第１の領域Ｒ１以外の領域における透明電極ＴＥ１の電気抵抗率よりも高い。したがって、第１の領域Ｒ１における透明電極ＴＥ１では、電流は拡散しにくい。また、第１の領域Ｒ１における透明電極ＴＥ１は、エッチングによるダメージを受けている。そのため、第１の領域Ｒ１では、透明電極ＴＥ１とｐ電極Ｐ１との間の接触状態は良好でないおそれがある。
【００３４】
第２の領域Ｒ２は、後述するウェットエッチングにより露出された箇所である。第２の領域Ｒ２における透明電極ＴＥ１の膜厚ｈは、接触領域Ｒ以外の箇所における透明電極ＴＥ１の膜厚と同程度である。第２の領域Ｒ２における透明電極ＴＥ１の膜厚ｈは、第２の領域Ｒ２の外側の領域における透明電極ＴＥ１の膜厚の０．９５以上１．０５以下である。このように第２の領域Ｒ２における透明電極ＴＥ１は十分に厚いため、第２の領域Ｒ２における透明電極ＴＥ１では、電流は拡散しやすい。また、第２の領域Ｒ２の幅は十分な幅である。第２の領域Ｒ２の幅は、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下である。そのため、電流は主に第２の領域Ｒ２の透明電極ＴＥ１を介して半導体層に流れる。
【００３５】
３．第２の領域の効果
本実施形態の発光素子１００では、電流が第２の領域Ｒ２を介して透明電極ＴＥ１に拡散する。そのため、電流は発光面内に十分に拡散する。これにより、明るく発光する半導体発光素子が実現されている。また、後述するように、この発光素子は、全放射束、駆動電圧、静電耐圧性において優れている。
【００３６】
４．半導体発光素子の製造方法
ここで、本実施形態に係る発光素子１００の製造方法について説明する。有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により、各半導体層の結晶をエピタキシャル成長させる。ここで用いるキャリアガスは、水素（Ｈ2 ）もしくは窒素（Ｎ2 ）もしくは水素と窒素との混合気体（Ｈ2 ＋Ｎ2 ）である。窒素源として、アンモニアガス（ＮＨ3 ）を用いる。Ｇａ源として、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3 ）3 ）を用いる。Ｉｎ源として、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3 ）3 ）を用いる。Ａｌ源として、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ）を用いる。ｎ型ドーパントガスとして、シラン（ＳｉＨ4 ）を用いる。ｐ型ドーパントガスとして、ビス（シクロペンタジエニル）マグネシウム（Ｍｇ（Ｃ5 Ｈ5 ）2 ）を用いる。また、これら以外のガスを用いてもよい。
【００３７】
４−１．ｎ型半導体層形成工程
まず、基板１１０の主面上に低温バッファ層を形成する。そして、低温バッファ層を形成した基板１１０の上にｎ型半導体層１２０を形成する。ｎ型半導体層１２０として、ｎ型コンタクト層、ｎ側静電耐圧層、ｎ側超格子層をこの順序で形成する。ｎ型コンタクト層を形成する際の基板温度は１０８０℃以上１１４０℃以下である。ｎ側静電耐圧層を形成する際の基板温度は７５０℃以上９５０℃以下である。
【００３８】
４−２．発光層形成工程
次に、ｎ型半導体層１２０のｎ側超格子層の上に発光層１３０を形成する。そのために、１以上の井戸層および障壁層を形成する。井戸層の上にキャップ層を形成してもよい。
【００３９】
４−３．ｐ型半導体層形成工程
次に、発光層１３０の上にｐ型半導体層１４０を形成する。ｐ型半導体層１４０として、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層をこの順序で形成する。
【００４０】
４−４．電流阻止層形成工程
図３に示すように、ｐ型半導体層１４０のｐ型コンタクト層の一部の上に電流阻止層ＣＢ１を形成する。電流阻止層ＣＢ１として、例えば、ＳｉＯ2 を成膜する。
【００４１】
４−５．透明電極形成工程
次に、ｐ型半導体層１４０のｐ型コンタクト層および電流阻止層ＣＢ１の上に透明電極ＴＥ１を形成する。そのために、スパッタリングや蒸着を用いればよい。
【００４２】
４−６．ｎ型半導体層露出工程
図４に示すように、ＩＣＰエッチングにより、ｐ型半導体層１４０からｎ型半導体層１２０まで達する溝を形成する。これにより、ｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層がｐ型半導体層１４０の側に露出する。また、この後に、透明電極ＴＥ１に熱処理を施してもよい。
【００４３】
４−７．第１の絶縁膜形成工程
図５に示すように、透明電極ＴＥ１および露出させたｎ型半導体層１２０の上に絶縁膜Ｉ１を形成する。これにより、透明電極ＴＥ１およびｎ型半導体層１２０は露出していない。また、絶縁膜Ｉ１を形成する際に、反射膜Ｒｆ１を成膜する。そして、反射膜Ｒｆ１が絶縁膜Ｉ１で覆われるようにする。
【００４４】
４−８．コンタクトホール形成工程
図６に示すように、絶縁膜Ｉ１の一部を開口して透明電極ＴＥ１の一部およびｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層の一部を露出させる。これらの開口部は、ｎ電極Ｎ１およびｐ電極Ｐ１を形成するためのコンタクトホールである。その際に、例えば、反応性イオンエッチングを用いる。エッチングガスは、例えば、ＣＦ4 ＋Ｏ2 、ＣＨＦ3 等のフッ素系ガスであるとよい。そのために、図６に示すように、絶縁膜Ｉ１の残部の上にレジストＲｓ１を配置する。レジストＲｓ１は、第１のレジストである。そして、レジストＲｓ１を配置したままエッチングを実施する。これにより、透明電極ＴＥ１の第１の領域Ｒ１が露出する。この際に、ｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層の露出状態の表面に表面変性層が発生する。表面変性層は、ｎ型半導体層１２０とエッチングガスとが反応して生成された層である。
【００４５】
４−９．表面除去工程
図７に示すように、露出状態にある透明電極ＴＥ１およびｎ型コンタクト層の表面を除去する。その際に、コンタクトホール形成工程で用いたレジストＲｓ１を配置したまま塩素系ガスを用いてドライエッチングを実施する。塩素系ガスとして、例えば、ＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 、ＣＣｌ4 が挙げられる。例えば、基板温度は３０℃以上１５０℃以下である。例えば、エッチング時間は、２０秒以上３分以下である。この工程により、ｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層の露出箇所の表面が除去される。また、透明電極ＴＥ１における第１の領域Ｒ１の表面が除去される。これにより、透明電極ＴＥ１には凹部Ｗ１が形成されてしまう。このため、除去された表面変性層の分だけ透明電極ＴＥ１の膜厚は薄くなってしまう。なお、この工程によりｎ型半導体層１２０の膜厚も薄くなる。しかし、ｎ型コンタクト層は十分に厚いため、表面変性層を除去したとしても、ｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層にはほとんど影響がない。
【００４６】
４−１０．露出領域拡大工程
図８に示すように、透明電極ＴＥ１の露出領域を拡大する。そのために、コンタクトホール形成工程および表面除去工程で用いたレジストＲｓ１を配置したままＨＦを用いてウェットエッチングを実施する。例えば、ＨＦの温度は常温である。例えば、ＨＦの濃度は０．１％以上２％以下である。例えば、エッチング時間は５秒以上３分以下である。このウェットエッチングより絶縁層Ｉ１をサイドエッチングする。これにより、第１の領域Ｒ１の外側の露出領域ＴＥ１ａが露出する。つまり、この工程により透明電極ＴＥ１の露出領域が拡大する。露出領域ＴＥ１ａは、コンタクトホールを形成する際にダメージを受けていない。露出領域ＴＥ１ａは、第２の領域Ｒ２となる箇所である。なお、ＨＦに限らずフッ素系薬液を用いるとよい。フッ素系薬液とは、フッ素（Ｆ）を主たるエッチャントとする薬液である。フッ素系薬液として、例えばＢＨＦが挙げられる。
【００４７】
４−１１．電極形成工程（ｎ電極形成工程およびｐ電極形成工程）
図９に示すように、電極を形成する。露出させたｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層の上にｎ電極Ｎ１を形成する。これにより、ｎ電極Ｎ１は、ｎ型半導体層１２０のｎ型コンタクト層と接触する。また、透明電極ＴＥ１の上の拡大させた露出領域の上にｐ電極Ｐ１を形成する。これにより、ｐ電極Ｐ１は、透明電極ＴＥ１と接触領域Ｒで接触する。つまり、ｐ電極Ｐ１は、透明電極ＴＥ１の第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２で接触する。ｎ電極Ｎ１の形成とｐ電極Ｐ１の形成とは別工程であってもよいし、同一工程であってもよい。同一工程で行った場合には、ｎ電極Ｎ１およびｐ電極Ｐ１の積層構造は同じになる。
【００４８】
４−１２．第２の絶縁膜形成工程
次に、ｎ電極Ｎ１およびｐ電極Ｐ１の一部の上に絶縁膜Ｉ２を形成する。この際に、ｎ電極Ｎ１およびｐ電極Ｐ１が完全に覆われないようにする。ｎ電極Ｎ１およびｐ電極Ｐ１と外部電極との間で導通するためである。または、一旦、ｎ電極Ｎ１およびｐ電極Ｐ１の上に一様な絶縁膜を成膜した後に、一部を開口してもよい。
【００４９】
４−１３．その他の工程
また、上記の工程の他に、熱処理工程、その他の工程を適宜実施してもよい。以上により、図１に示す発光素子１００が製造される。
【００５０】
５．実験
５−１．サンプルの製作
実施例に該当する発光素子として、露出領域拡大工程を実施した発光素子を製造した。比較例に該当する発光素子として、露出領域拡大工程を実施しなかった発光素子を製造した。つまり、実施例の発光素子では、透明電極ＴＥ１の第２の領域Ｒ２で透明電極ＴＥ１とｐ電極Ｐ１とが好適に接触している。比較例の発光素子では、透明電極ＴＥ１の第２の領域Ｒ２が存在しない。上記以外の工程については、実施例の発光素子と比較例の発光素子とで同じである。
【００５１】
５−２．順方向電圧
図１０は、発光素子の順方向電圧を示すグラフである。図１０の横軸は実施例および比較例の別である。図１０の縦軸は順方向電圧である。ここで、実施例の順方向電圧を１に規格化した。図１０に示すように、実施例の順方向電圧は１である。比較例の順方向電圧は１．０７８である。そのため、本実施形態の発光素子は、順方向電圧を７．８％ほど改善した。
【００５２】
５−３．全放射束
図１１は、発光素子の全放射束Ｐｏを示すグラフである。図１１の横軸は実施例および比較例の別である。図１１の縦軸は全放射束Ｐｏである。ここで、実施例の全放射束Ｐｏを１に規格化した。図１１に示すように、実施例の全放射束Ｐｏは１である。比較例の全放射束Ｐｏは０．９８１である。そのため、本実施形態の発光素子は、全放射束Ｐｏを２％ほど改善した。
【００５３】
５−４．静電耐圧性
図１２は、発光素子の静電耐圧性を示すグラフである。図１２の横軸は発光素子に印加する静電気電圧である。図１２の縦軸は生存率である。図１２に示すように、実施例において歩留りが１００％を維持する静電気電圧は、７５００Ｖである。比較例において歩留りが１００％を維持する静電気電圧は、２５００Ｖである。
【００５４】
５−５．顕微鏡写真
図１３は、実施例の発光素子における透明電極とｐ電極との接触領域周辺を示すＳＥＭ画像である。図１４は、比較例の発光素子における透明電極とｐ電極との接触領域周辺を示すＳＥＭ画像である。実施例の発光素子では、第２の領域Ｒ２に該当する箇所において透明電極とｐ電極とが好適に接触している。
【００５５】
５−６．実験のまとめ
以上説明したように、本実施形態の発光素子は、順方向電圧、全放射束、静電耐圧性のいずれにおいても露出領域拡大工程を実施しなかった発光素子より優れている。
【００５６】
６．本実施形態のまとめ
以上詳細に説明したように、本実施形態の発光素子１００は、透明電極ＴＥ１とｐ電極Ｐ１とが接触する接触領域Ｒを有する。接触領域Ｒは、第１の領域Ｒ１と、その外側に位置する第２の領域Ｒ２と、を有する。第１の領域Ｒ１における透明電極ＴＥ１の膜厚はやや薄いが、第２の領域Ｒ２における透明電極ＴＥ１の膜厚は十分である。そのため、電流が発光面内に十分に拡散する発光素子１００が実現されている。
【符号の説明】
【００５７】
１００…発光素子
１１０…基板
１２０…ｎ型半導体層
１３０…発光層
１４０…ｐ型半導体層
ＣＢ１…電流阻止層
ＴＥ１…透明電極
Ｒｆ１…反射膜
Ｉ１、Ｉ２…絶縁膜
Ｎ１…ｎ電極
Ｐ１…ｐ電極
Ｒ…接触領域
Ｒ１…第１の領域
Ｒ２…第２の領域
【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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