(57)【要約】【課題】信頼性を向上させた半導体発光装置を提供する。【解決手段】半導体発光装置は、第１導電形の第１半導体層と、第２導電形の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を含む発光体と、前記発光体の前記第２半導体層側に設けられた基板と、前記基板と前記発光体との間に設けられ、前記第２半導体層と前記基板との間に配置された第１部分と、前記第２半導体層および前記発光層を貫いて前記第１半導体層中に延びる第２部分と、を有し、前記第２半導体層側に設けられた第１バリア層と、前記第１バリア層上に設けられた平坦化層と、を含む第１電極と、前記発光体と前記第１電極の前記第１部分との間に設けられ、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と、前記第１電極の平坦化層と前記基板との間に設けられた接合層と、を備える。【選択図】図１
2017054963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電形の第１半導体層と、第２導電形の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を含む発光体と、
前記発光体の前記第２半導体層側に設けられた基板と、
前記基板と前記発光体との間に設けられ、前記第２半導体層と前記基板との間に配置された第１部分と、前記第２半導体層および前記発光層を貫いて前記第１半導体層中に延びる第２部分と、を有し、前記第２半導体層側に設けられた第１バリア層と、前記第１バリア層上に設けられた平坦化層と、を含む第１電極と、
前記発光体と前記第１電極の前記第１部分との間に設けられ、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と、
前記第１電極の平坦化層と前記基板との間に設けられた接合層と、
を備えた半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１電極は、前記発光体と前記第１バリア層との間に設けられたコンタクト層であって、前記第１部分において前記第１半導体層に電気的に接続されたコンタクト層をさらに含む請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記コンタクト層は、前記発光層の放射光に対する反射率が前記第１バリア層よりも高い請求項２記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記接合層は、接合金属層と第２バリア層とを含み、
前記第２バリア層は、前記平坦化層と前記接合金属層との間に設けられた請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記平坦化層は、銅を含み、
前記第１バリア層は、チタニウム、窒化チタニウム、チタニウム・タングステン、タングステン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウムの少なくともいずれか１つを含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
第１導電形の第１半導体層と、第２導電形の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を含む発光体を形成する工程と、
前記第２半導体層の表面から前記第１半導体層中に至る深さのコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールの内面を覆うバリア層を形成する工程と、
前記バリア層上にメッキ法を用いて平坦化層を形成し、前記コンタクトホールの内部を埋め込む工程と、
を備えた半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、半導体発光装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光装置には、例えば、ｐ形半導体層、発光層およびｎ形半導体層を積層した発光体と、それを支持する基板と、を備えるものがある。そのような半導体発光装置の製造過程では、成長基板上にエピタキシャル成長された発光体を支持基板に接合し、その後、発光体から成長基板を剥離する。発光体は、例えば、ハンダ材などを含む接合層を介して支持基板に接合される。そして、発光体と支持基板との間にボイドが生じないように、両者を接合することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８６５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
信頼性を向上させた半導体発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
半導体発光装置は、第１導電形の第１半導体層と、第２導電形の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた発光層と、を含む発光体と、前記発光体の前記第２半導体層側に設けられた基板と、前記基板と前記発光体との間に設けられ、前記第２半導体層と前記基板との間に配置された第１部分と、前記第２半導体層および前記発光層を貫いて前記第１半導体層中に延びる第２部分と、を有し、前記第２半導体層側に設けられた第１バリア層と、前記第１バリア層上に設けられた平坦化層と、を含む第１電極と、前記発光体と前記第１電極の前記第１部分との間に設けられ、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と、前記第１電極の平坦化層と前記基板との間に設けられた接合層と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】（ａ）は、実施形態に係る半導体発光装置を表す模式断面図であり、（ｂ）は、半導体発光装置を模式的に表す上面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係る半導体発光装置の製造過程を表す模式断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、図２（ｃ）に続く製造過程を表す模式断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図３（ｃ）に続く製造過程を表す模式断面図である。
【図５】図４（ｃ）に続く製造過程を表す模式断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、図５に続く製造過程を表す模式断面図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、図６（ｂ）に続く製造過程を表す模式断面図である。
【図８】実施形態の変形例に係る半導体発光装置を表す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。なお、以下の実施形態において説明する半導体発光装置は一例であり、これらに限定されるものではない。
【０００８】
図１は、実施形態に係る半導体発光装置１を表す模式図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）中に示すＡ−Ａ線に沿った半導体発光装置１の模式断面図である。図１（ｂ）は、半導体発光装置１を模式的に表す上面図である。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、半導体発光装置１は、発光体１０を備える。発光体１０は、第１導電形の第１半導体層（以下、ｎ形半導体層１３）と、第２導電形の第２半導体層（以下、ｐ形半導体層１５）と、発光層１７と、を含む。発光体１０は、ｎ形半導体層１３と、発光層１７と、ｐ形半導体層１５と、を積層した構造を有する。以下、第１導電形をｎ形、第２導電形をｐ形として説明するが、これに限定される訳ではない。実施形態は、第１導電形をｐ形、第２導電形をｎ形とする場合も含む。発光体１０は、接合層３０を介して基板２０の上に設けられる。基板２０は、発光体１０のｐ形半導体層１５側に設けられている。
【００１０】
半導体発光装置１は、発光体１０と基板２０との間にｐ側電極４１およびｎ側電極５０を備える。ｐ側電極４１は、ｐ形半導体層１５に電気的に接続され、ｎ側電極５０は、ｎ形半導体層１３に電気的に接続される。
【００１１】
ｎ側電極５０（第１電極）は、発光体１０と接合層３０との間に設けられる。ｎ側電極５０は、第１部分５０ａと、第２部分５０ｂと、を有する。第１部分５０ａは、ｐ形半導体層１５と接合層３０との間に配置される。第２部分５０ｂは、ｐ形半導体層１５および発光層１７を貫いてｎ形半導体層１３中に延びる。
【００１２】
ｎ側電極５０は、コンタクト層５１と、平坦化層５３と、バリア層５５（第１バリア層）と、を含む。コンタクト層５１は、第２部分５０ｂにおいて、ｎ形半導体層１３に電気的に接続される。コンタクト層５１は、好ましくは、発光層１７の放射光に対する反射率が高い材料を含む。コンタクト層５１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を含む。
【００１３】
平坦化層５３は、ｐ形半導体層１５および発光層１７を貫くコンタクトホール１１０（図４（ａ）参照）の内部を埋め込み、接合層３０側の表面５３ｓで平坦化される。バリア層５５は、コンタクト層５１と平坦化層５３との間に設けられ、平坦化層５３からコンタクト層５１への金属原子の拡散を抑制する。
【００１４】
例えば、平坦化層５３には、銅を用いることが好ましい。銅を含む平坦化層は、熱伝導率が大きく、電気抵抗が小さい。このため、発光体１０において発生する熱を、基板２０を介して放散させる場合に有利である。また、発光体１０と基板２０との間の電気抵抗を低減し、半導体発光装置１の動作電圧を低下させ、その消費電力を低減できる。この場合、バリア層５５の材料には、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、窒化チタニウム（ＴｉＮ）、チタニウム・タングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｂ）のうちの少なくともいずれか１つを用いることが好ましい。これにより、平坦化層５３からコンタクト層５１への銅原子の拡散を抑制することができる。バリア層５５は、例えば、複数の層を含む多層構造であっても良い。
【００１５】
ｐ側電極４１（第２電極）は、発光体１０とｎ側電極５０の第１部分５０ａとの間において、ｐ形半導体層１５に電気的に接続される。さらに、ｐ形半導体層１５上において、ｐ側電極４１を覆う金属層４３を設ける。ｐ側電極４１には、ｐ形半導体層１５に対するコンタクト抵抗が低い材料を用いる。また、ｐ側電極４１および金属層４３は、好ましくは、発光層１７の放射光に対する反射率が高い材料を含む。ｐ側電極４１および金属層４３は、例えば、銀（Ａｇ）を含む。なお、金属層４３を設けない構造であっても良い。
【００１６】
ｐ側電極４１とｎ側電極５０との間には、絶縁層４５が設けられる。絶縁層４５は、ｐ形半導体層１５、ｐ側電極４１および金属層４３をｎ側電極５０から電気的に絶縁する。さらに、コンタクトホール１１０の内壁を覆う絶縁層４６が設けられる。絶縁層４６は、ｐ形半導体層１５および発光層１７をｎ側電極５０から電気的に絶縁する。
【００１７】
接合層３０は、基板２０とｎ側電極５０との間に設けられる。接合層３０は、ｎ側電極５０の平坦化された表面に接する。これにより、接合層３０とｎ側電極５０の間において、コンタクトホール１１０に起因するボイドの発生を防ぐことができる。
【００１８】
接合層３０は、接合金属層３３と、バリア層３５と、バリア層３７（第２バリア層）と、を含む。接合金属層３３は、バリア層３５とバリア層３７との間に設けられる。バリア層３５は、基板２０と接合金属層３３との間に設けられ、接合金属層３３から基板２０への金属原子の拡散を抑制する。バリア層３７は、接合金属層３３とｎ側電極５０との間に設けられ、接合金属層３３からｎ側電極５０への金属原子の拡散を抑制する。
【００１９】
接合金属層３３は、例えば、金錫（ＡｕＳｎ）、ニッケル錫（ＮｉＳｎ）などのハンダ材からなる接合金属を含む導電層である。バリア層３５および３７は、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、窒化チタニウム（ＴｉＮ）、チタニウム・タングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｂ）などの高融点金属膜を含む。
【００２０】
ｎ側電極５０は、接合層３０を介して基板２０に電気的に接続される。基板２０の裏面側には、裏面電極２３が設けられる。裏面電極２３は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造を有し、例えば、８００ｎｍの層厚を有する。例えば、基板２０が導電性を有する場合、ｎ側電極５０は、接合層３０、基板２０および裏面電極２３を介して外部回路に電気的に接続される。
【００２１】
また、ｎ側電極５０は、発光体１０の周りに設けられたダイシングライン５７中に露出する。そして、半導体発光装置１は、ダイシングライン５７上に設けられたボンディングパッド５９をさらに有する。例えば、基板２０が絶縁性基板である場合、ｎ側電極５０は、ボンディングパッド５９を介して外部回路に接続される。また、半導体発光装置１を電気的に絶縁されたマウントベッドの上に実装する場合、ｎ側電極５０は、ボンディングパッド５９を介して外部回路に接続される。
【００２２】
ｐ側電極４１は、発光体１０に隣接して設けられたボンディングパッド４７を介して外部回路に電気的に接続される。ボンディングパッド４７は、金属層４３の延出部４３ｅの上に設けられ、ｐ側電極４１に電気的に接続される。金属層４３は、絶縁層４５の表面に沿って発光体１０の外側に延びる延出部４３ｅを有する。
【００２３】
このように、半導体発光装置１は、ボンディングパッド４７および裏面電極２３もしくはボンディングパッド５９を介して外部回路に接続される。そして、ｐ側電極４１とｎ側電極５０との間に外部回路から駆動電流を供給することにより、発光層１７から光が放出される。
【００２４】
発光層１７から放射される光は、主としてｎ形半導体層１３の表面１３ａから発光体１０の外に放出される。例えば、ｎ形半導体層の表面１３ａには、光取り出し構造が設けられる。光取り出し構造は、放射光の全反射を抑制し、発光体１０からの光取り出し効率を向上させる。例えば、表面１３ａは、微細な突起が設けられ、粗面化される。また、発光層１７から放射され基板２０の方向に伝播する光は、ｐ側電極４１および金属層４３により表面１３ａの方向に反射される。また、ｎ側電極５０のコンタクト層５１は、例えば、表面１３ａにおいて反射された戻り光を反射し、表面１３ａの方向に再び伝播させる。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、発光体１０の直下において、ｎ側電極５０の第２部分５０ｂは、例えば、円形に設けられる。実施形態は、これに限定される訳ではなく、第２部分５０ｂの形状は、例えば、多角形、楕円などであっても良い。また、複数の第２部分５０ｂが発光体１０の下に配置されても良い。また、ｐ側電極４１は、例えば、ｎ側電極５０の第２部分５０ｂを囲むように形成される。ｐ側電極４１は、発光体１０の直下において一体に設けられる。実施形態は、この例に限定される訳ではなく、例えば、ｎ側電極５０の第２部分がｐ側電極４１を囲むように形成されても良い。
【００２６】
次に、図２（ａ）〜図７（ｂ）を参照して、半導体発光装置１の製造方法を説明する。図２（ａ）〜図７（ｂ）は、半導体発光装置１の製造過程を順に表す模式断面図である。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、基板１００の上にｎ形半導体層１３、発光層１７およびｐ形半導体層１５を順に積層する。本明細書において、積層される状態は、直接接している状態に加え、間に別の要素が挿入される状態も含む。
【００２８】
基板１００は、例えば、シリコン基板またはサファイア基板である。ｎ形半導体層１３、ｐ形半導体層１５、および発光層１７は、それぞれ窒化物半導体を含む。ｎ形半導体層１３、ｐ形半導体層１５および発光層１７は、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（ｘ≧０、ｙ≧０、ｘ＋ｙ≦１）を含む。
【００２９】
ｎ形半導体層１３は、例えば、Ｓｉドープｎ形ＧａＮコンタクト層と、Ｓｉドープｎ形ＡｌＧａＮクラッド層と、を含む。Ｓｉドープｎ形ＧａＮコンタクト層と、発光層１７との間に、Ｓｉドープｎ形ＡｌＧａＮクラッド層が配置される。ｎ形半導体層１３は、バッファ層をさらに含んでもよく、ＧａＮバッファ層とＳｉドープｎ形ＡｌＧａＮクラッド層との間に、Ｓｉドープｎ形ＧａＮコンタクト層が配置される。例えば、バッファ層には、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮのいずれか又はそれらの組み合わせが用いられる。
【００３０】
発光層１７は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有する。ＭＱＷ構造においては、例えば、複数の障壁層と、複数の井戸層と、が交互に、積層される。例えば、井戸層には、ＡｌＧａＩｎＮが用いられる。例えば、井戸層には、ＧａＩｎＮが用いられる。
【００３１】
障壁層には、例えば、Ｓｉドープｎ形ＡｌＧａＮが用いられる。例えば、障壁層には、Ｓｉドープｎ形Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎが用いられる。障壁層の厚さは、例えば、２ナノメートル（ｎｍ）以上３０ナノメートル（ｎｍ）以下である。複数の障壁層のうちで、最もｐ形半導体層１５に近い障壁層（ｐ側障壁層）は、他の障壁層とは、異なってもよく、厚くても、薄くてもよい。
【００３２】
発光層１７から放出される光（発光光）の波長（ピーク波長）は、例えば、２１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。発光光のピーク波長は、例えば、３７０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下でもよい。
【００３３】
ｐ形半導体層１５は、例えば、ノンドープＡｌＧａＮスペーサ層と、Ｍｇドープｐ形ＡｌＧａＮクラッド層と、Ｍｇドープｐ形ＧａＮコンタクト層と、高濃度Ｍｇドープｐ形ＧａＮコンタクト層と、を含む。高濃度Ｍｇドープｐ形ＧａＮコンタクト層と発光層１７との間に、Ｍｇドープｐ形ＧａＮコンタクト層が配置される。Ｍｇドープｐ形ＧａＮコンタクト層と発光層１７との間に、Ｍｇドープｐ形ＡｌＧａＮクラッド層が配置される。Ｍｇドープｐ形ＡｌＧａＮクラッド層と発光層１７との間に、ノンドープＡｌＧａＮスペーサ層が配置される。例えば、ｐ形半導体層１５は、ノンドープＡｌ０．１１Ｇａ０．８９Ｎスペーサ層、Ｍｇドープｐ形Ａｌ０．２８Ｇａ０．７２Ｎクラッド層、Ｍｇドープｐ形ＧａＮコンタクト層、および、高濃度Ｍｇドープｐ形ＧａＮコンタクト層を含む。
【００３４】
なお、上記の半導体層において、組成、組成比、不純物の種類、不純物濃度、および厚さは、例示であり、種々の変形が可能である。
【００３５】
図２（ｂ）に示すように、ｐ形半導体層１５の上にｐ側電極４１を形成する。ｐ側電極４１は、例えば、銀（Ａｇ）を含む金属層であり、真空蒸着法を用いて形成される。さらに、ｐ側電極４１を覆う金属層４３を形成する。金属層４３は、例えば、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）を含み、真空蒸着法を用いて形成される。ｐ側電極４１には、ｐ形半導体層１５とのコンタクト抵抗が低い材料を用いる。金属層４３には、例えば、発光層１７の放射光を反射する材料を用いる。
【００３６】
図２（ｃ）に示すように、ｐ側電極４１および金属層４３を覆う絶縁層４５を形成する。絶縁層４５は、例えば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成されるシリコン酸化層である。さらに、絶縁層４５の上面からｐ形半導体層１５および発光層１７を貫通し、ｎ形半導体層１３に至る深さのコンタクトホール１１０を形成する。コンタクトホール１１０は、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法を用いて形成される。コンタクトホール１１０の深さは、例えば、０．４μｍ以上、２μｍ以下である。コンタクトホール１１０は、その底面にｎ形半導体層１３が露出するように形成される。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、コンタクトホール１１０の内壁を覆う絶縁層４６を形成する。絶縁層４６は、例えば、シリコン酸化層である。例えば、絶縁層４５の上面およびコンタクトホール１１０の内面を覆う絶縁層４６を形成する。その後、コンタクトホール１１０の内壁上に形成された部分を残し、コンタクトホール１１０の底面および絶縁層４５の上に形成された絶縁層４６を選択的に除去する。このエッチングには、例えば、異方性ドライエッチングを用いる。コンタクトホール１１０の底面１１０ａには、ｎ形半導体層１３が露出する。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、コンタクトホール１１０の内面および絶縁層４５の上面を覆うコンタクト層５１を形成する。コンタクト層５１は、例えば、アルミニウムおよび銀の少なくともいずれか一方を含む。コンタクト層５１は、コンタクトホール１１０の底面１１０ａにおいてｎ形半導体層１３に電気的に接続される。
【００３９】
図３（ｃ）に示すように、コンタクト層５１の上にバリア層５５を形成する。バリア層５５は、例えば、チタニウム、窒化チタニウム、タンタルもしくは窒化タンタルを含む。バリア層５５は、例えば、スパッタ法を用いて形成される。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、バリア層５５の上にシード層５３ａを形成する。シード層５３ａは、例えば、銅を含み、真空蒸着法を用いて形成される。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、シード層５３ａの上にメッキ層５３ｂを形成する。メッキ層５３ｂは、例えば、銅メッキ法を用いて形成される。メッキ層５３ｂは、コンタクトホール１１０の内部を埋め込み、その表面５３ｓが平坦化されるように形成する。例えば、メッキ速度が平坦な表面において遅く、凹部において速くなる条件を用いる。メッキ層５３ｂは、コンタクトホール１１０の深さよりも厚く形成される。メッキ層５３ｂの厚さは、例えば、最も厚い部分（コンタクトホール１１０を埋め込んだ部分）において２μｍ以上とすることが好ましい。また、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）用いてメッキ層５３ｂの表面を平坦化しても良い。平坦化層５３は、シード層５３ａとメッキ層５３ｂとを含む。
【００４２】
図４（ｃ）に示すように、平坦化層５３の上にバリア層３７と接合金属層３３ａとを形成する。バリア層３７は、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、窒化チタニウム（ＴｉＮ）、チタニウム・タングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｂ）の少なくともいずれか１つを含む高融点金属層である。接合金属層３３ａは、例えば、Ｎｉ−Ｓｎ系、Ａｕ−Ｓｎ系、Ｂｉ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、およびＰｂ−Ａｇ系の少なくともいずれか１つを含む。
【００４３】
図５に示すように、接合金属層３３ａを形成した基板１００と、基板２０と、を対向させる。基板２０は、その上面にバリア層３５と接合金属層３３ｂを有する。そして、基板２０の接合金属層３３ｂは、基板１００の接合金属層３３ａに対向するように配置される。
【００４４】
バリア層３５は、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、窒化チタニウム（ＴｉＮ）、チタニウム・タングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｂ）の少なくともいずれか１つを含む高融点金属層である。接合金属層３３ｂは、例えば、Ｎｉ−Ｓｎ系、Ａｕ−Ｓｎ系、Ｂｉ−Ｓｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系、およびＰｂ−Ａｇ系の少なくともいずれか１つを含む。
【００４５】
図６（ａ）に示すように、接合金属層３３ａと３３ｂとを接触させ、基板１００と基板２０とを熱圧着させる。これにより、接合金属層３３ａと３３ｂとは一体化し、接合金属層３３になる。なお、図６（ａ）は、図５の上下を逆にして基板２０の上に各半導体層および基板１００を配置した状態を表している。
【００４６】
図６（ｂ）に示すように、基板１００を除去する。例えば、基板１００がシリコン基板の場合は、研削及びドライエッチング（例えば、ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）などの方法を用いて除去する。例えば、基板１００がサファイア基板の場合は、ＬＬＯ（Laser Lift Off）を用いて除去する。さらに、ｎ形半導体層１３の表面１３ａに微細な突起を形成し、粗面化する。例えば、アルカリを用いたウエット処理またはＲＩＥにより、ｎ形半導体層１３の表面１３ａを粗面化する。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、ｎ形半導体層１３、発光層１７およびｐ形半導体層１５を選択的に除去し、発光体１０を形成する。例えば、ＲＩＥまたはウエットエッチングなどの方法を用いてｎ形半導体層１３、発光層１７およびｐ形半導体層１５を順にエッチングする。この時、発光体１０の周りには、絶縁層４５の一部および金属層４３の延出部４３ｅが露出する。ｎ形半導体層１３、発光層１７およびｐ形半導体層１５のエッチングには、例えば、熱リン酸を用いる。
【００４８】
図７（ｂ）に示すように、発光体１０の側面を覆う絶縁層１９、ボンディングパッド４７、５９およびダイシングライン５７を形成する。例えば、発光体１０および絶縁層４５、延出部４３ｅを覆う絶縁層１９を形成する。その後、発光体１０の側面を覆う部分を残して、ｎ形半導体層１３の上面を覆う絶縁層１９を除去する。さらに、絶縁層４５をエッチングしてダイシングライン５７を形成する。続いて、ボンディングパッド４７および５９を形成する。次に、例えば、ダイサーもしくはスクライバーを用いてｎ側電極５０、接合層３０および基板２０を切断し、半導体発光装置１をチップ化する。
【００４９】
本実施形態によれば、ｎ側電極５０の形成過程において、コンタクトホール１１０を、例えば、銅メッキを用いて埋め込み、ｎ側電極５０の接合層３０側の表面を平坦化する。これにより、接合層３０にボイドが生じることを防ぐことができる。すなわち、ｎ側電極５０の表面に凹部が生じると、接合金属層３３ａ（図４（ｃ）参照）は、平坦に形成されない。そのような場合、接合金属層３３ａと３３ｂとの間にボイドが生じることがある。本実施形態では、このようなボイドの発生を回避し、半導体発光装置１の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
図８は、実施形態の変形例に係る半導体発光装置２を表す模式断面図である。図８に示すように、半導体発光装置２は、発光体１０と、基板２０と、を備える。発光体１０は、接合層３０を介して基板２０の上に設けられる。
【００５１】
半導体発光装置２は、発光体１０と基板２０との間にｐ側電極４１およびｎ側電極１５０を備える。ｐ側電極４１は、ｐ形半導体層１５に電気的に接続され、ｎ側電極１５０は、ｎ形半導体層１３に電気的に接続される。
【００５２】
ｎ側電極１５０は、発光体１０と接合層３０との間に設けられる。ｎ側電極１５０は、第１部分１５０ａと、第２部分１５０ｂと、を有する。第１部分１５０ａは、ｐ形半導体層１５と接合層３０との間に配置される。第２部分１５０ｂは、ｐ形半導体層１５および発光層１７を貫いてｎ形半導体層１３中に延びる。
【００５３】
ｎ側電極１５０は、平坦化層５３と、バリア層５６と、を含む。バリア層５６は、第２部分１５０ｂにおいて、ｎ形半導体層１３に電気的に接続される。平坦化層５３は、バリア層５６の上に設けられる。平坦化層５３は、ｐ形半導体層１５および発光層１７を貫くコンタクトホール１１０の内部を埋め込み、接合層３０側の平坦化された表面１５０ｓを有する。バリア層５６は、平坦化層５３から発光体１０への金属原子の拡散を抑制する。バリア層５６は、例えば、ｎ形半導体層１３に対して低いコンタクト抵抗を有するチタニウムを含む。
【００５４】
以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、実施形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、実施形態の特徴を備えている限り、実施形態の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００５５】
また、実施形態において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素をさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【００５６】
上記の実施形態では、「部位Ａは部位Ｂの上に設けられている」と表現された場合の「の上に」とは、部位Ａが部位Ｂに接触して、部位Ａが部位Ｂの上に設けられている場合の他に、部位Ａが部位Ｂに接触せず、部位Ａが部位Ｂの上方に設けられている場合との意味で用いられる場合がある。また、「部位Ａは部位Ｂの上に設けられている」は、部位Ａと部位Ｂとを反転させて部位Ａが部位Ｂの下に位置した場合や、部位Ａと部位Ｂとが横に並んだ場合にも適用される場合がある。これは、実施形態に係る半導体装置を回転しても、回転前後において半導体装置の構造は変わらないからである。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１、２・・・半導体発光装置、  １０・・・発光体、  １３・・・ｎ形半導体層、  １３ａ、５３ｓ、１５０ｓ・・・表面、  １５・・・ｐ形半導体層、  １７・・・発光層、  １９、４５、４６・・・絶縁層、  ２０、１００・・・基板、  ２３・・・裏面電極、  ３０・・・接合層、  ３３、３３ａ、３３ｂ・・・接合金属層、  ３５、３７、５５、５６・・・バリア層、  ４１・・・ｐ側電極、  ４３・・・金属層、  ４３ｅ・・・延出部、  ４７、５９・・・ボンディングパッド、  ５０、１５０・・・ｎ側電極、  ５０ａ、１５０ａ・・・第１部分、  ５０ｂ、１５０ｂ・・・第２部分、  ５１・・・コンタクト層、  ５３・・・平坦化層、  ５３ａ・・・シード層、  ５３ｂ・・・メッキ層、  ５７・・・ダイシングライン、  １１０・・・コンタクトホール
【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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