(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程とを有する、発光素子の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、加熱処理によって前記マスク層の前記 開口部内に露出した前記下地層の表面域にボイドを発生させ、
しかる後に、前記下地層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を結晶成長させ て前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記下地層との界面にて前記結晶層を前記下地層及び前記マスク層から剥 離する
ことを特徴とする、発光素子の製造方法。
【請求項２】
開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程とを有する、発光素子の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、前記マスク層の前記開口部内に露出し た前記下地層の表面上に前記発光素子構成材料を薄い厚みに結晶成長させ、
この薄い厚みの結晶成長層が所定の厚みに達した時点で昇温することによって、前記 結晶成長層の表面域にボイドを発生させ、
引き続いて、前記結晶成長層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を更に結晶 成長させて前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記結晶成長層との界面にて前記結晶層を前記結晶成長層から剥離する
ことを特徴とする、発光素子の製造方法。
【請求項３】
開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程と、この剥離によって得られた発光素子を絶縁層に埋設する工程と、この絶縁層に前記発光素子に接続された電極端子を形成する工程と、この電極端子を含む発光素子ユニットを作製する工程と、この発光素子ユニットを駆動回路基板に接続固定する工程とを有する、発光装置の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、加熱処理によって前記マスク層の前記 開口部内に露出した前記下地層の表面域にボイドを発生させ、
しかる後に、前記下地層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を結晶成長させ て前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記下地層との界面にて前記結晶層を前記下地層及び前記マスク層から剥 離する
ことを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項４】
開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程と、この剥離によって得られた発光素子を絶縁層に埋設する工程と、この絶縁層に前記発光素子に接続された電極端子を形成する工程と、この電極端子を含む発光素子ユニットを作製する工程と、この発光素子ユニットを駆動回路基板に接続固定する工程とを有する、発光装置の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、前記マスク層の前記開口部内に露出し た前記下地層の表面上に前記発光素子構成材料を薄い厚みに結晶成長させ、
この薄い厚みの結晶成長層が所定の厚みに達した時点で昇温することによって、前記 結晶成長層の表面域にボイドを発生させ、
引き続いて、前記結晶成長層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を更に結晶 成長させて前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記結晶成長層との界面にて前記結晶層を前記結晶成長層から剥離する
ことを特徴とする、発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記ボイド発生域上に、第１導電型層と活性層と第２導電型層とを順次積層成長させて、前記結晶層を形成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載した製造方法。
【請求項６】
前記結晶層を、ガリウム系窒化物半導体のエピタキシャル成長によって前記結晶性基体上に形成する、請求項５に記載した製造方法。
【請求項７】
前記結晶層のシードとしての前記下地層を、ガリウム系窒化物半導体のエピタキシャル成長によって前記結晶性基体上に形成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載した製造方法。
【請求項８】
ガリウム系窒化物半導体からなる半導体発光素子を前記絶縁層としての樹脂中に埋設した後、この樹脂に前記電極端子としての電極パッドを形成し、更にスクライビングして前記発光素子ユニットを作製する、請求項３又は４に記載した製造方法。
【請求項９】
画像表示装置又は光源装置としての発光素子又は発光装置を製造する、請求項１〜４のいずれか１項に記載した製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置等に好適な発光素子の製造方法及び発光装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像表示装置の光源や画素に発光ダイオート（ＬＥＤ）が用いられている。これは、例えば図１１に示すように、ＬＥＤモジュール２を基体１上に二次元的に配置して固定した後、各ＬＥＤモジュール２のアノード電極３及びカソード電極４をワイヤボンディングやハンダ付けにより基体１上の配線に接続している。
【０００３】
この画像表示装置１０では、ＬＥＤモジュール２としてウエーハから切り出したＬＥＤチップを１画素分として使用し、例えば数十万画素の画面を形成しているが、モジュールの占有面積が大きくてその面密度を高められない。
【０００４】
このようなＬＥＤを構成する半導体発光素子としては、例えばサファイア基板上の全面に低温バッファ層、ＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ側コンタクト層を形成し、その上にＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ側クラッド層、ＳｉをドープしたＩｎＧａＮからなる活性層、ＭｇをドープしたＡｌＧａＮからなるｐ側クラッド層、及びＭｇをドープしたＧａＮよりなるｐ側コンタクト層などを積層した素子が知られている。こうした構造のＬＥＤは、発光波長が４５０ｎｍ〜５３０ｎｍの青色用、緑色用のものが知られている。
【０００５】
【発明に至る経過】
本出願人は、図１１に示した画像表示装置に対し、単位面積当たりの半導体発光素子の占有面積を小さくし、また配線を単純化させ、コストを格段に低下させた表示装置を特願２００１−６７２３８等において既に提起した。
【０００６】
この表示装置（以下、先願発明と称する。）は、例えば図１７（１４）に示す構造からなっている。即ち、エポキシ樹脂からなる第１絶縁層３９に埋め込んだＧａＮ系半導体発光素子３２を表示パネルとなる透明な基板５０の面上に所定ピッチで配置し、透明接着剤４６にて固定する。この場合、図１７（１３）に示すように、基板５０の上面に設けられたクロム層４８及び電極層４７の積層配線上に半導体発光素子３２を埋め込んだ樹脂チップ４０を透明接着剤４６で固定した後、これらの全面を覆うようにエポキシ樹脂溶液を塗布し、乾燥、加熱硬化させてエポキシ樹脂からなる第２絶縁層４９を形成する。
【０００７】
そして、この状態において、第２絶縁層４９に形成した接続孔５５、５６、５７を介して、内部の半導体発光素子３２の引き出し電極１８ｄ及び１９ｄを導電層５４、５６によって、基板５０上の駆動制御回路（図示せず）に接続する。
【０００８】
このように、半導体発光素子３２を第１絶縁層３９に埋め込んだ状態で、所定間隔を置いてパネル面となる基板５０の面上に配置して固定し、これらを第２絶縁層４９で覆って電極１８ｄ、１９ｄを引き出しているので、表示装置の単位面積当りの半導体発光素子の占める面積が小さくなり、また配線を単純化させ、コストを格段に低下させることができる。
【０００９】
しかも、微小な寸法形状としたＧａＮ系半導体発光素子３２を第１絶縁層３９に埋め込んで見掛けサイズの大きい半導体発光素子３２とすることによって、ハンドリングを容易化できる上に、第１絶縁層３９の上面に比較的大きい面積の引き出し電極１８ｄ、１９ｄを設けることができるので、第２絶縁層４９からの電極の引き出しを容易に行えるという利点もある。
【００１０】
なお、上記のＧａＮ系半導体発光素子（ＬＥＤ）３２は、図１２（ａ）の断面図、図１２（ｂ）の平面図に示す構造からなっており、この発光素子を埋め込んだ樹脂チップ４０は、図１３（ａ）の斜視図、図１３（ｂ）の平面図に示す構造からなっている。図中の１１は下地成長層、１２はｎ型ＧａＮ層、１３はＩｎＧａＮ活性層、１４はｐ型ＧａＮ層、１５はｐ電極である。
【００１１】
この半導体発光素子３２は、例えばｐ型半導体とｎ型半導体との接合面に順方向に電流を注入した時にキャリアである電子と正孔とが再結合して発光するものであればよく、半導体発光素子の構成材料は特に限定されない。このような発光性半導体材料としては、青色発光用の窒化ガリウム（ＧａＮ）、緑色発光用のリン化ガリウム（ＧａＰ）、赤色発光用のヒ化リン化ガリウム（ＧａＡｓＰ）、ヒ化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＡｓ）等のガリウム系の化合物半導体、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等、公知の半導体であってよい。
【００１２】
このような各種の半導体発光素子の材料となる化合物半導体は、有機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）などによって製造可能であるが、ハイドリングが可能である限り、なるべく微小な寸法形状とすることが望ましい。こうした微小な半導体発光素子は、化合物半導体のウエーハからチップ状に切り出すよりも、例えばサファイア基板上で化合物半導体を選択的に結晶成長させることによって比較的容易に得られる。この選択的な結晶成長によって、下端面の一辺の寸法が１００〜２００μｍ程度又はそれ以下、例えば１０〜５０μｍ程度のサイズの半導体発光素子を得ることができる。必要によっては、結晶成長させた後に、立体形状を調整するための加工処理を施してもよい。
【００１３】
そして、この微小な半導体発光素子のｐ型半導体には例えばＮｉ／Ａｕを蒸着してｐ電極を形成し、またｎ型半導体には必要に応じて例えばＴｉ／Ａｕを蒸着してｎ電極を形成する。これらの電極を形成した微小な半導体発光素子はそのまま基体面に配置して固定してもよいが、半導体発光素子を特に微小な形状とし、上述したようにその周囲を第１絶縁層３９で覆うことにより、見掛け上のサイズを大にしてハンドリングを容易化することができる。
【００１４】
また、透明な基体面に配置して固定する半導体発光素子３２は、その形状によって、基体面側、即ち半導体発光素子の下端面側への発光光３０の輝度を向上させることが可能である。半導体発光素子３２の発光領域（活性層）からの発光のうち、発光領域から上方へ向かう光は上端部の電極面等を反射面として下端面側へ向かう光とし得るが、下端面に垂直な側面へ向かう光は側面で反射させても下端面へ向かう光とはなりにくいので、半導体発光素子は下端面となす角度が４５±２０度の範囲内にある傾斜面を有することが望ましい。このような傾斜面に反射面を設けることにより、側方へ向かう発光成分を反射させて効果的に下端面側へ向かう光とすることができる。
【００１５】
この傾斜面は、片側斜面、両側斜面、方形斜面であってもよい。更には、半導体発光素子が角錐形状又は角錐台形状を有することが望ましい。角錐、角錐台及び多角錐台にあっては、上面も反射面とすることにより、半導体発光素子の発光を一層効果的に下端面側へ向けることができる。ここで言う角錐又は角錐台には、三角錐、四角錐、五角錐、六角錐から、円錐に近似した多角錐等の各種の角錐と、それらに対応する角錐台が含まれる。
【００１６】
また、上記の第１絶縁層３９及び第２絶縁層４９等の絶縁層に使用する材料は、有機物又は無機物の何れであってもよく、その種類、形成方法は特に限定されないが、無機物のＳｉＯ2やＳｉ3Ｎ4を採用する場合には、ＣＶＤ法（化学的気相成長法）や蒸着又はスパッタリング法を適用するが、有機物であるエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、合成ゴム等の高分子化合物を採用する場合には、簡易な塗布法によって基体面が大面積の場合にも容易に形成することができ、表示装置を低コスト化することが可能である。塗布による絶縁層としては、スピンオングラス法によるガラス膜も使用し得る。
【００１７】
上記した発光素子３２及びこれを埋設した発光装置を製造するには、例えば、まず図１４（１）に示すように、サファイア基板３１の（０００１）面に温度５００℃でＡ１又はＧａＮ等のバッファ層（図示せず）、続いて１０００℃でシリコンをドーピングしたｎ型の窒化ガリウム（ＧａＮ：Ｓｉ）層１１を成長させる。
【００１８】
次いで図１４（２）に示すように、窒化ガリウム層１１上にＳｉＯ2又はＳｉＮマスク４３を形成し、その開口部４３ａに図１４（３）に示すように、１０００℃でシリコンをドーピングしたｎ型の窒化ガリウムを結晶成長させることにより、六角錐形状のｎ型半導体（ＧａＮ：Ｓｉ）層１２を形成する。
【００１９】
次いで図１４（４）に示すように、この六角錐の（１−１０１）面及びこれに等価な傾斜面上に、成長温度を下げてＩｎＧａＮからなる活性層１３を形成し、更にこの上にマグネシウムをドーピングしたｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４を成長させた後、図１５（５）に示すように、その表層部のｐ型（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４にＮｉ／Ａｕを蒸着して発光の反射面ともなるｐ電極１５を形成する。なお、下地層（ＧａＮ：Ｓｉ）１１の上面のマスク４３に開口を開け、Ｔｉ／Ａｕを蒸着してｎ電極（図示せず）を形成してもよいが、ここではそのようなｎ電極は形成していない。
【００２０】
このようにして形成された半導体発光素子３２は、図１５（６）に示すように（但し、簡略化のために、以後の図においても発光素子３２は概略図示している。）、図１２（ａ）に示した断面形状にＲＩＥ（Reactive Ion Etching）によりカットして分離溝３２ｇを形成した後、サファイア基板から剥離し、更に支持体３３上に設けた第１絶縁層３９中に埋め込み、支持体３３上に剥離転写する。
【００２１】
ここで、支持体３３は、一時保持用部材として基板３１に対向する面に剥離層３４と第１絶縁層（接着剤層）３９が２層になって形成されたものである。この一時保持用部材は例えばガラス基板、石英ガラス基板、プラスチック基板等からなり、剥離層３４は例えばフッ素コート、シリコーン樹脂、水溶性接着剤（例えばポリビニルアルコール）、ポリイミド等からなっている。また、接着剤層３９は、紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤のいずれかによって形成されてよい。一例として、一時保持用部材３１として石英ガラス基板を用い、この上に剥離層３４としてポリイミド膜（４μｍ厚）、接着剤層３９としてＵＶ硬化型接着剤（約２０μｍ厚）をそれぞれ塗布によって形成する。
【００２２】
一時保持用部材３３の接着剤３９は、硬化した領域３９ｓと未硬化領域３９ｙが混在するように調整され、未硬化領域３９ｙに選択転写されるべき発光素子３２が位置するように位置合わせされる。即ち、硬化した領域３９ｓと未硬化領域３９ｙが混在するような調整は、例えば、ＵＶ硬化型接着剤を露光機にて選択的に２００μｍピッチでＵＶ（紫外線）露光し、発光素子３２を転写するところは未硬化であるが、それ以外は硬化させた状態にすればよい。このような状態で、転写対象位置の発光素子３２に対してレーザ光３６を基板３１の裏面から選択的に照射し、発光素子３２を基板３１からレーザアブレーションによって剥離する。
【００２３】
即ち、ＧａＮ系の発光ダイオード３２は、サファイア基板３１との界面で金属のＧａと窒素に分解することから、比較的簡単に剥離できる。ここで、照射するレーザ光３６としては、エキシマレーザ、高調波ＹＡＧレーザなどが用いられる。
【００２４】
図１８（１）、（２）には、このレーザアブレーションを利用した剥離状況を拡大図示しているが、レーザ光３６の選択照射にかかる発光素子３２は、ＧａＮ層１１と基板３１との界面で分離する。そして、図１５（７）に示すように、反対側の接着剤層３９にｐ電極部分を突き刺すようにして転写される。レーザ光３６が照射されない領域の発光素子３２については、対応する接着剤層３９の部分が硬化した領域３９ｓであり、レーザ光も照射されていないために、一時保持用部材３３側に転写されることはない。なお、図では、１つの発光素子３２のみが選択的にレーザ照射されているが、ｎピッチ分だけ離間した領域においても同様に発光素子３２がレーザ照射されているものとする。このような選択的な転写によって、発光素子３２は、基板３１上に配列されている時よりも離間して一時保持用部材３３上に配列される。
【００２５】
次いで図１５（８）に示すように、発光素子３２は、一時保持用部材３３の接着剤層３９に保持された状態で、発光素子３２の裏面がｎ電極側（カソード電極側）になっていて、ここに発光素子３２の裏面と電気的に接続された電極パッド１９ｄを形成する。
【００２６】
なお、上記において、レーザ光３６によりＧａＮ系発光素子３２をサファイア基板３１から剥離したときには、その剥離面にＧａが折出しているので、発光光の取り出しのためにそのＧａをエッチングすることが必要であるが、これは、ＮａＯＨ水溶液又は硝酸で行える。電極パッド１９ｄとしては、透明電極材料（ＩＴＯ、ＺｎＯ系など）又はＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕなどの材料を用いることができる。透明電極材料の場合は、発光素子の裏面を大きく覆っても発光を遮ることがないので、パターニング精度が粗くてもよく、また大きな電極を形成でき、パターニングプロセスが容易になる。
【００２７】
この電極パッド１９ｄを形成した後、図１６（９）に示すように、図１５（８）の接着剤層３９に対し、剥離層３８付きの別の支持体３７を第二の一時保持用部材として押圧し、更に接着剤層３９と共に第一の一時保持用部材３３から剥離する。
【００２８】
次いで図１６（１０）に示すように、アノード電極（ｐ電極）側のビアホール４１を形成した後、アノード側電極パッド１８ｄを形成し、更に樹脂からなる接着剤層３９をダイシングして、発光素子３２毎に接着剤層３９を素子分離溝４２で分断し、各発光素子３２を埋設した樹脂チップ４０とする。このダイシングは、ダイシングブレード等の機械的手段を用いたダイシング、又はエキシマレーザ、高調波ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等のレーザビームを用いたレーザダイシングにより行う。
【００２９】
次いで図１６（１１）に示すように、機械的手段を用いて発光素子３２を第二の一時保持用部材３７から剥離する。このとき、第二の一時保持用部材３７上には、例えばフッ素コート、シリコーン樹脂、水溶性接着剤（例えばＰＶＡ）、ポリイミド等の剥離層３８が形成されているので、一時保持用部材３７の裏面から例えばＹＡＧ第３高調波レーザを照射することにより、例えば剥離層３８としてポリイミドを形成した場合では、ポリイミド３８と石英基板３７の界面でポリイミドのアブレーションが生じて、各発光素子３２は第二の一時保持用部材３７から機械的手段により容易に剥離可能となる。
【００３０】
こうした機械的手段としては、第二の一時保持用部材３７上に配列している発光素子３２をピックアップする吸着装置５３を用いることができる。この吸着装置の吸着孔４５は画像表示装置の画素ピッチに対応して例えばマトリクス状に開口していて、多数個の発光素子３２を一括して吸着できるようになっている。吸着孔４５の奥部には、吸着チャンバ４４が形成されており、この吸着チャンバ４４を負圧に制御することにより発光素子３２の吸着が可能になる。発光素子３２は樹脂３９で覆われており、その上面は略平坦化されているため、吸着装置５３による選択的な吸着を容易に行うことができる。
【００３１】
次いで図１７（１２）に示すように、吸着装置５３でピックアップされた発光素子３２を配線回路基板５０に転写する。この基板５０には予めＵＶ硬化型接着剤、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤等の接着剤層４６が塗布されており、発光素子３２を固定すべき領域の接着剤層４６を硬化させ、ここに発光素子３２を固着して配列させることができる。この際、吸着装置５３の吸着チャンバ４４内の圧力を高くし、発光素子３２との吸着による結合状態を解放する。また、接着剤層４６の樹脂を硬化させるエネルギーは基板５０の裏面から光照射６３によって供給し、ＵＶ硬化型接着剤の場合はＵＶ照射装置、熱硬化性接着剤の場合には同様のレーザ照射によって接着剤を溶融させて接着を行う。
【００３２】
基板５０上には、シャドウマスクとしても機能する電極層４７を配設し、特に電極層４７の画面側の表面（即ち、表示装置を見る側の面）に黒色クロム層４８を形成する。このようにすると、画像のコントラストを向上させることができると共に、クロム層４８でのエネルギー吸収率を高くして、選択的に照射されるビーム６３による接着剤層４６の硬化等を促進することができる。
【００３３】
こうして、基板５０の上面に設けられた電極層４７上に、発光素子３２を埋め込んだ樹脂チップ４０を透明接着剤４６で固定した後、図１７（１３）に示すように、全面を覆うようにエポキシ樹脂溶液を塗布し、乾燥、加熱硬化させてエポキシ樹脂からなる第２絶縁層４９を形成する。
【００３４】
そして、この状態において、図１７（１４）に示すように、第２絶縁層４９に形成した接続孔５５、５６、５７を介して、内部の半導体発光素子３２の引き出し電極１８ｄ及び１９ｄを導電層５４、５８によって、基板５０上の電極層４７、更には駆動制御回路（図示せず）に接続する。この場合、接続孔５５、５６、５７は汎用のフォトリソグラフィにより形成した後、全面にアルミニウムの蒸着又はスパッタリングを行い、汎用のフォトリソグラフィによってパターニングし、発光素子３２の上記したｐ電極１５は導電層５４を介して第２絶縁層４９上に導き、また発光素子３２のｎ極側は導電層５８を介して第２絶縁層４９の上面に導き、更にそれぞれ駆動制御回路に接続する。
【００３５】
このようにして、半導体発光素子３２を第１絶縁層３９に埋め込んだ状態で、所定間隔を置いてパネル面となる基板５０の面上に配置して固定し、これらを第２絶縁層４９で覆って電極１８ｄ、１９ｄを引き出した構造の画像表示装置を作製することができる。
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、先願発明は優れた特長を有しているが、なお改善すべき問題点があることが判明した。
【００３７】
即ち、図１５（６）に示した発光素子３２の剥離工程において、ＲＩＥにより分離溝３２ｇを入れた後、図１８（１）、（２）に拡大図示したように、レーザアブレーションを利用し、レーザ光３６が選択照射された発光素子３２をＧａＮ層１１と基板３１との界面で分離しているので、分離された発光素子３２には下地層としてのＧａＮ層１１が一体となっており、この下地層の面積が大きいために素子サイズが大きくなり、また下地層１１により高抵抗化してしまう。
【００３８】
また、発光素子３２を得るためにＲＩＥによるカッティングが必要であることに加えて、サファイア基板３１から剥離したＧａＮ系発光素子３２の剥離面にはＧａＮの分解によるＧａが析出しているため、このＧａをエッチングすることも必要である。
【００３９】
そこで、本発明の目的は、上記の先願発明とは異なる方法によって、小面積かつ低抵抗な発光素子及びこれを内蔵する発光装置を工数少なくして容易に製造することができる方法を提供することにある。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程とを有する、発光素子の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、加熱処理によって前記マスク層の前記 開口部内に露出した前記下地層の表面域にボイドを発生させ、
しかる後に、前記下地層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を結晶成長させ て前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記下地層との界面にて前記結晶層を前記下地層及び前記マスク層から剥 離する
ことを特徴とする、発光素子の製造方法に係るものである。
本発明はまた、開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程とを有する、発光素子の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、前記マスク層の前記開口部内に露出し た前記下地層の表面上に前記発光素子構成材料を薄い厚みに結晶成長させ、
この薄い厚みの結晶成長層が所定の厚みに達した時点で昇温することによって、前記 結晶成長層の表面域にボイドを発生させ、
引き続いて、前記結晶成長層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を更に結晶 成長させて前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記結晶成長層との界面にて前記結晶層を前記結晶成長層から剥離する
ことを特徴とする、発光素子の製造方法に係るものである。
【００４１】
また本発明は、開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程と、この剥離によって得られた発光素子を絶縁層に埋設する工程と、この絶縁層に前記発光素子に接続された電極端子を形成する工程と、この電極端子を含む発光素子ユニットを作製する工程と、この発光素子ユニットを駆動回路基板に接続固定する工程とを有する、発光装置の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、加熱処理によって前記マスク層の前記 開口部内に露出した前記下地層の表面域にボイドを発生させ、
しかる後に、前記下地層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を結晶成長させ て前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記下地層との界面にて前記結晶層を前記下地層及び前記マスク層から剥 離する
ことを特徴とする、発光装置の製造方法を提供するものである。
更に本発明は、開口部を有するマスク層を結晶性基体上に形成する工程と、前記開口部に素子剥離促進処理を施す工程と、この処理領域上にガリウム系化合物半導体からなる発光素子構成材料を結晶成長させる工程と、これによって得られた結晶層を前記処理領域上にて剥離する工程と、この剥離によって得られた発光素子を絶縁層に埋設する工程と、この絶縁層に前記発光素子に接続された電極端子を形成する工程と、この電極端子を含む発光素子ユニットを作製する工程と、この発光素子ユニットを駆動回路基板に接続固定する工程とを有する、発光装置の製造方法であって、
前記結晶性基体上に、前記結晶層の結晶成長時のシードとなるガリウム系化合物半導 体からなる下地層を形成し、
この下地層上に前記マスク層を形成した後に、前記マスク層の前記開口部内に露出し た前記下地層の表面上に前記発光素子構成材料を薄い厚みに結晶成長させ、
この薄い厚みの結晶成長層が所定の厚みに達した時点で昇温することによって、前記 結晶成長層の表面域にボイドを発生させ、
引き続いて、前記結晶成長層のボイド発生域上に、前記発光素子構成材料を更に結晶 成長させて前記結晶層を形成し、
しかる後に、前記ボイド発生域にレーザ光を照射し、このレーザ光の衝撃波によって 前記結晶層と前記結晶成長層との界面にて前記結晶層を前記結晶成長層から剥離する
ことを特徴とする、発光装置の製造方法も提供するものである。
【００４２】
本発明によれば、前記基体上に形成した前記マスク層の前記開口部に前記ボイド発生域（素子剥離促進処理領域）を形成し、この処理領域上に結晶成長させた前記結晶層を前記処理領域上にて剥離しているので、剥離された素子には既述した先願発明での下地層の如き面積サイズが大きい高抵抗層が存在しないことになり、素子サイズが小さくて低抵抗化された発光素子を得ることができる。
【００４３】
また、レーザ光の衝撃波によって剥離しているので、上述したＲＩＥ等によるカッティングが不要となる上に、上述したレーザアブレーションによる剥離とは異なって素子−基体の界面でのＧａ等の析出がないことから、発光光の取り出しのためにその析出物をエッチング除去することも不要となり、工数を減らして容易に製造することができる。
【００４４】
しかも、前記マスク層が下地からの結晶成長を阻害する作用があるため、下地側からの貫通転位の伝播を防ぎ、前記開口部のみから所望の結晶成長を行わせることができると共に、前記開口部の前記処理領域の存在によって下地からの貫通転位の伝播を防ぎ、結晶成長を良好に行わせることができ、更に前記処理領域から前記マスク層上を含む領域に結晶成長を延在させ、横方向への結晶成長を生じさせると、貫通転位の伝播をより確実に防止することができる。
【００４５】
また、発光素子を絶縁層に埋設してユニット化（チップ化）し、このユニットに設けた電極端子に接続すると共に、これらの端子を駆動回路基板に接続しているので、発光装置の単位面積当りの発光素子の占める面積が小さくなり、また配線を単純化させ、コストを格段に低下させることができる。そして、微小な寸法形状とした発光素子を埋め込んで見掛けサイズの大きいチップとすることによって、ハンドリングを容易化できる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、前記処理領域上にて前記結晶層を剥離するが、実際には、上述した如き下地層を伴うことなしに前記結晶層を前記処理領域及び前記マスク層から剥離することになる。
【００４７】
また、前記下地層上に結晶成長させる場合、サファイア等の結晶性基体上に前記下地層を形成し、この下地層上に前記マスク層を形成し、前記下地層上にて前記開口部に、或いは前記開口部内の前記下地層に対して、前記素子剥離促進処理を施す。
【００４８】
例えば、前記素子剥離促進処理を前記開口部内の前記下地層に対して行い、前記下地層を加熱処理して素子剥離促進のためのボイドを形成する。このようなボイドは、素子剥離後に剥離面に残留し易いので、そのボイドの存在によって発光光の散乱効果が生じ、画素の拡大化、画質の向上を図れることがある。
【００４９】
或いは、前記素子剥離促進処理を前記開口部内の前記下地層上の前記結晶成長層に対して行い、前記下地層上に結晶成長を所定厚だけ行った時点で昇温してその結晶成長層に素子剥離促進のためのボイドを形成し、更に引続いて結晶成長を行う。
【００５２】
また、前記処理領域上に、第１導電型層と活性層と第２導電型層とを順次積層成長させて、前記結晶層を形成することによって、発光素子を構成することができる。
【００５３】
また、前記結晶層は、ＧａＮ等のガリウム系窒化物半導体のエピタキシャル成長によってサファイア等の基体上に形成してよいが、前記結晶層のシードとしての前記下地層をＧａＮ等の窒化物半導体のエピタキシャル成長によってサファイア等の結晶性基体上に形成するのがよい。
【００５４】
また、ガリウム系窒化物半導体からなる半導体発光素子を前記絶縁層としての樹脂中に埋設した後、この樹脂に前記電極端子としての電極パッドを形成し、更にスクライビングして前記発光素子ユニットを作製すれば、前記発光素子を樹脂中に埋設してチップ化できるので、発光装置の単位面積当りの前記発光素子の占める面積が小さくなり、また配線を単純化させ、コストを格段に低下させることができる。そして、微小な寸法形状とした前記発光素子を埋め込んで見掛けサイズの大きいチップとすることによって、ハンドリングを容易化できる。
【００５５】
なお、本発明は、画像表示装置又は光源装置としての発光素子又は発光装置を製造するのに好適である。
【００５６】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に具体的に説明する。
【００５７】
第１の実施の形態
図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態による発光素子（及び表示装置）の製造方法を示すものである。
【００５８】
まず図１（１）に示すように、図１４（１）及び（２）に示したと同様に、サファイア基板３１の（０００１）面に温度５００℃でＡ１又はＧａＮ等のバッファ層（図示せず）、続いて１０００℃でシリコンをドーピングしたｎ型の窒化ガリウム（ＧａＮ：Ｓｉ）層１１をエピタキシャル成長させた後、窒化ガリウム層１１上にＳｉＯ2又はＳｉＮマスク４３を形成し、その開口部４３ａをフォトエッチングによって形成する。
【００５９】
次いで、図１（２）に示すように、開口部４３ａ上にｎ型窒化ガリウムを結晶成長させる前に、１０２０℃で５分間、加熱して、開口部４３ａ内の下地の窒化ガリウム層１１の表面域にボイド６０を発生させる。
【００６０】
次いで、図１（３）に示すように、窒化ガリウム層１１をシードとして、１０００℃でシリコンをドーピングしたｎ型の窒化ガリウムを結晶成長（エピタキシャル成長）させることにより、六角錐形状のｎ型半導体（ＧａＮ：Ｓｉ）層１２を形成する。
【００６１】
次いで、図２（４）に示すように、この六角錐形の（１−１０１）面及びこれに等価な傾斜面上に、成長温度を下げてＩｎＧａＮからなる活性層１３を形成し、更にこの上にマグネシウムをドーピングしたｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４を成長させた後、その表層部のｐ型（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４にＮｉ／Ａｕを蒸着して発光の反射面ともなるｐ電極１５を形成する。
【００６２】
次いで、図２（４）の状態において、基板３１の側からレーザ光（エキシマ、高調波ＹＡＧ）６６を照射する。この結果、図２（５）に示すように、レーザ光６６の衝撃波によって、窒化ガリウム層１１−１２間の界面で窒化ガリウム層１２が分離する。この分離は、ボイド６０の部分が強度的に弱いため、レーザ光６６の衝撃力によって容易に破壊するために生じるものである。
【００６３】
このようにして、発光素子６２を下地層１１及びマスク層４３から剥離して、図３（６）に示すように（但し、以後の図においても発光素子６２は簡略図示している。）、図１５（７）に示したと同様に、支持体３３上に設けた剥離層３４付きの第１絶縁層３９中に埋め込み、支持体３３上に剥離転写する。この場合、第１絶縁層３９の選択的な未硬化領域の形成と、この領域への発光素子６２の転写は上述したと同様に行えるので、ここではその説明を省略する。
【００６４】
次いで図３（７）に示すように、発光素子６２は一時保持用部材３３の絶縁層（接着剤層）３９に保持された状態で、発光素子６２の裏面がｎ電極側（カソード電極側）になっているが、この面全体にＳｉＯ2等の絶縁層６１を形成する。
【００６５】
次いで図３（８）に示すように、絶縁層６１にフォトエッチングによって開口部を開け、発光素子６２の窒化ガリウム層１２を露出させた後、全面にアルミニウム等を蒸着等で被着し、フォトリソグラフィによってパターニングして、電極パッド６９ｄを形成する。
【００６６】
この電極パッド６９ｄを形成した後、図４（９）に示すように、図３（８）の接着剤層３９に対し、剥離層３８付きの別の支持体３７を第二の一時保持用部材として押圧し、更に発光素子６２と共に第一の一時保持用部材３３から剥離する。
【００６７】
次いで図４（１０）に示すように、必要に応じて接着剤層３９を厚み方向に僅かに除去した後、アノード電極（ｐ電極）側の電極パッド６８ｄを蒸着等及びフォトリソグラフィによって所定パターンに形成する。
【００６８】
次いで図４（１１）に示すように、接着剤層３９から支持体３７に至るまでスクライビング（ダイシング）して、発光素子６２毎に素子分離溝７２で分断し、各発光素子６２を埋設した樹脂チップ７０とする。このダイシングは、ダイシングブレード等の機械的手段を用いたダイシング、又はエキシマレーザ、高調波ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ等のレーザビームを用いたレーザダイシングにより行う。
【００６９】
次いで図１６（１１）〜図１７（１２）に示したと同様にして、発光素子６２を第二の一時保持用部材３７から剥離し、更に吸着装置でピックアップされた発光素子６２を配線回路基板に転写する。
【００７０】
次いで図１７（１３）、（１４）に示したと同様にして、発光素子６２を第１絶縁層３９に埋め込んだ状態で、所定間隔を置いてパネル面となる基板の面上に配置して固定し、これらを第２絶縁層４９で覆って電極６８ｄ、６９ｄを引き出した構造の画像表示装置を作製することができる。
【００７１】
上記したように、本実施の形態によれば、図２（４）、（５）の素子剥離工程において、マスク層４３の開口部４３ａに露出した下地層１１にボイド６０を生成し、レーザ光６６の衝撃力によってボイド６０の部分から窒化ガリウム層１２を剥離しているので、剥離された発光素子６２には、面積サイズが大きい高抵抗な下地層１１が存在しないことになり、素子サイズが小さくて低抵抗化された発光素子６２を得ることができる。
【００７２】
発光素子６２の剥離に不可欠な上記のボイド６０は、下地層１２に上記の加熱処理を施すことによって発生するが、先願発明ではこうしたボイドの発生は僅かである。即ち、先願発明では、図１４（３）の工程において、下地層１１の形成後、例えば８５０℃で成長開始して１０００℃で成長させることにより窒化ガリウム層１２を形成しているので、窒化ガリウム層１２−１１間の界面にはボイドが発生しないか或いは少量しか発生せず、本実施の形態のようにレーザ光を照射してもその界面で剥離することがない。
【００７３】
上記のようなボイド６０によって、素子剥離後に剥離面が粗面化され易いが、この粗面の存在によって発光光の散乱効果が生じ、画素の拡大化、画質の向上を図れる。
【００７４】
また、発光素子６２を剥離して個々に得ることができるため、上述したＲＩＥによるカッティングが不要となる上に、上述したレーザアブレーションによる剥離とは異なって素子−基板の界面でのＧａ等の析出がないことから、発光光の取り出しのためにその析出物をエッチング除去することも不要となり、工数を減らして容易に製造することができる。
【００７５】
また、マスク層４３が下地からの結晶成長を阻害する作用があるため、下地側からの貫通転位の伝播を防ぎ、開口部４３ａのみから所望の結晶成長を行わせることができると共に、開口部４３ａのボイド６０の存在によって下地からの貫通転位の伝播を防ぎ、結晶成長を良好に行わせることができ、更にボイド６０からマスク層４３上を含む領域に結晶成長を延在させ、横方向への結晶成長が生じることから、貫通転位の伝播をより確実に防止することができる。
【００７６】
しかも、半導体発光素子６２を埋設してチップ化し、このチップ７０に設けた外部端子６８ｄ、６９ｄに接続すると共に、これらの外部端子を駆動トランジスタ等の駆動制御回路に接続しているので、表示装置の単位面積当りの発光素子６２の占める面積が小さくなり、また配線を単純化させ、コストを格段に低下させることができる。そして、微小な寸法形状とした発光素子６２を埋め込んで見掛けサイズの大きいチップ７０とすることにより、ハンドリングを容易化できる。
【００７７】
第２の実施の形態
図５及び図６は、本発明の第２の実施の形態による発光素子（及び表示装置）の製造方法を示すものである。
【００７８】
まず図５（１）に示すように、図１（１）に示したと同様にして、サファイア基板３１上にｎ型の窒化ガリウム層１１及びマスク層４３を形成する。
【００７９】
次いで図５（２）に示すように、マスク開口部４３ａ内の窒化ガリウム層１１上にシリコンドープの第２の窒化ガリウム層をエピタキシャル成長させる際に、８５０℃で窒化ガリウム層１２ａを１００ｎｍ厚（プレーナ換算）に薄く成長させながら、その厚みに達した時点で１０２０℃へ昇温させる。この結果、薄い窒化ガリウム層１２ａにボイド６０が発生する。
【００８０】
そして、このまま引続いてシリコンドープの窒化ガリウム層１２を連続的にエピタキシャル成長させることにより、六角錐形状のｎ型半導体（ＧａＮ：Ｓｉ）層１２を形成する。
【００８１】
次いで図６（４）に示すように、この六角錐の（１−１０１）面及びこれに等価な傾斜面上に、成長温度を下げてＩｎＧａＮからなる活性層１３を形成し、更にこの上にマグネシウムをドーピングしたｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４を成長させた後、その表層部のｐ型（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４にＮｉ／Ａｕを蒸着して発光の反射面ともなるｐ電極１５を形成する。
【００８２】
次いで図６（４）の状態において、基板３１の側からレーザ光（エキシマ、高調波ＹＡＧ）６６を照射する。この結果、図６（５）に示すように、レーザ光６６の衝撃波によって、窒化ガリウム層１２−１２ａ間の界面で窒化ガリウム層１２が分離する。この分離は、ボイド６０の部分が強度的に弱いため、レーザ光６６の衝撃力によって容易に破壊するために生じるものである。
【００８３】
このようにして、発光素子７２を窒化ガリウム層１２ａ及びマスク層４３から剥離した後、図３〜図４に示したようにして、発光素子７２を第１絶縁層３９に埋め込んだ状態で、所定間隔を置いてパネル面となる基板の面上に配置して固定し、これらを第２絶縁層４９で覆って電極６８ｄ、６９ｄを引き出した構造の画像表示装置を作製することができる。
【００８４】
上記したように、本実施の形態によれば、図６（４）、（５）の素子剥離工程において、マスク層４３の開口部４３ａに形成した薄い窒化ガリウム層１２ａにボイド６０を生成し、レーザ光６６の衝撃力によってボイド６０の部分から窒化ガリウム層１２を剥離しているので、剥離された発光素子７２には、面積サイズが大きい高抵抗な下地層１１は勿論存在しないことになり、素子サイズが小さくて低抵抗化された発光素子７２を得ることができる。
【００８５】
上記のようなボイド６０によって、素子剥離後に剥離面が粗面化され易いが、この粗面の存在によって発光光の散乱効果が生じ、画素の拡大化、画質の向上を図れる。
【００８６】
また、その他、上述した第１の実施の形態と同様に、発光素子７２を剥離して個々に得ることができるため、上述したＲＩＥによるカッティングが不要となる上に、Ｇａ析出物のエッチング除去も不要となり、工数を減らして容易に製造することができると共に、マスク層４３による貫通転位の伝播防止作用によって結晶成長を良好に行え、また半導体発光素子７２を埋設したチップを接続固定することによって発光素子の面積縮小化、配線の単純化、コストの低下、ハンドリングの容易化を達成できる。
【００８７】
＜参考例＞
図７及び図８は、本発明の参考例による発光素子（及び表示装置）の製造方法を示すものである。
【００８８】
まず図７（１）に示すように、図１（１）に示したと同様にして、サファイア基板３１上にｎ型の窒化ガリウム層１１及びマスク層４３を形成する。
【００８９】
次いで図７（２）に示すように、マスク開口部４３ａ内の窒化ガリウム層１１上にシリコンドープの第２の窒化ガリウム層をエピタキシャル成長させる前に、８５０℃で窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）層１６を１００ｎｍ厚（プレーナ換算）に薄く成長させる。
【００９０】
次いで、図７（３）に示すように、１０００℃でシリコンをドープしたｎ型の窒化ガリウム層１２をエピタキシャル成長させることにより、六角錐形状のｎ型半導体（ＧａＮ：Ｓｉ）層１２を形成する。
【００９１】
次いで図８（４）に示すように、この六角錐の（１−１０１）面及びこれに等価な傾斜面上に、成長温度を下げてＩｎＧａＮからなる活性層１３を形成し、更にこの上にマグネシウムをドーピングしたｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４を成長させた後、その表層部のｐ型（ＧａＮ：Ｍｇ）層１４にＮｉ／Ａｕを蒸着して発光の反射面ともなるｐ電極１５を形成する。
【００９２】
次いで図８（４）の状態において、基板３１の側から波長４００ｎｍのレーザ光（エキシマ、高調波ＹＡＧ）８６を照射する。この結果、図８（５）に示すように、レーザ光８６の波長（４００ｎｍ）に吸収を示す窒化インジウムガリウム層１６がレーザ光８６の吸収によって選択的に発熱し、窒化ガリウム層１２との間の界面で窒化ガリウム層１２が分離する。この分離は、窒化インジウムガリウム層１６がレーザ光８６の吸収によって溶融するために生じるものである。
【００９３】
このようにして、発光素子８２を窒化インジウムガリウム層１６及びマスク層４３から剥離した後、図３〜図４に示したようにして発光素子８２を第１絶縁層３９に埋め込んだ状態で、所定間隔を置いてパネル面となる基板の面上に配置して固定し、これらを第２絶縁層４９で覆って電極６８ｄ、６９ｄを引き出した構造の画像表示装置を作製することができる。
【００９４】
上記したように、この参考例によれば、図８（４）、（５）の素子剥離工程において、マスク４３の開口部４３ａに形成した薄い窒化インジウムガリウム層１６をレーザ光で溶融させ、この部分から窒化ガリウム層１２を剥離しているので、剥離された発光素子８２には、面積サイズが大きい高抵抗な下地層１１は勿論存在しないことになり、素子サイズが小さくて低抵抗化された発光素子８２を得ることができる。
【００９５】
また、その他、上述した第１の実施の形態と同様に、発光素子８２を剥離して個々に得ることができるため、上述したＲＩＥによるカッティングが不要となる上に、Ｇａ析出物のエッチング除去も不要となり、工数を減らして容易に製造することができると共に、マスク層４３による貫通転位の伝播防止作用によって結晶成長を良好に行え、また半導体発光素子８２を埋設したチップを接続固定することによって発光素子の面積縮小化、配線の単純化、コストの低下、ハンドリングの容易化を達成できる。
【００９６】
第３の実施の形態
図９及び図１０は、本発明の第３の実施の形態による発光素子（及び表示装置）の製造方法を示すものである。
【００９７】
まず図９（１）、（２）に示すように、図１（１）に示したと同様にして、サファイア基板３１上にｎ型の窒化ガリウム層１１及びマスク層４３を形成する。この窒化ガリウム層１１中には、サファイア基板３１との格子不整合や熱膨張係数差などに起因して、約３×１０9ｃｍ-2の密度で貫通転位９０が存在する。
【００９８】
次いで図９（３）に示すように、マスク開口部４３ａ内の窒化ガリウム層（下地層）１１上にシリコンドープの第２の窒化ガリウム層をエピタキシャル成長させる前に、上述した第１の実施の形態と同様に、下地層１１を１０２０℃で５分間、加熱処理する。この結果、窒化ガリウム層１１にボイド６０が発生する。
【００９９】
次いで、下地層１１上にシリコンドープの窒化ガリウムをエピタキシャル成長させるが、この成長前に、窒素原料（アンモニア）とキャリアガス（水素と窒素）を流しながら昇温し、シリコン原料であるシランガスを一担供給してから５分後に、１０２０℃でガリウム原料であるトリメチルガリウムの供給を開始して窒化ガリウムを成長させる。
【０１００】
一般にシリコンは、窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長において成長を阻害するアンチサーファクタントとして知られており、シランガスを供給した後には、マスク層４３の開口部４３ａ内の窒化ガリウム層１１の表面はＳｉＮxのような化合物で終端されて、図９（３）に示すように、窒化ガリウム層１１の表面は窒化珪素を主たる材料とする成長阻害面９１となる。この成長阻害面９１には窒化ガリウムはほとんど成長しないが、成長阻害面９１には上記したボイド６０と共に微小孔（ピンホール）も存在している。
【０１０１】
次いで図１０（４）に示すように、窒化ガリウムをエピタキシャル成長させると、成長阻害面９１のボイド６０及び微小孔が存在する部分から島状に成長が始まり、凹凸をもった窒化ガリウム層１２ｂとして成長する。但し、このような島状の成長は、ボイド６０によって生じることから、少なくともボイド６０を開口部４３ａに存在させておけばよい。
【０１０２】
そして、更に成長が進んで、図１０（５）に示すように、マスク層４３上まで延在されるように窒化ガリウム層１２ｃの斜面９２の部分が広がり、マスク層４３が形成されていない開口部４３ａから成長したにも拘らず、貫通転位密度の低い結晶とすることができる。
【０１０３】
図１０（６）に示すように、更に成長を続けると、マスク層４３上で十分に横方向成長するため、これらの領域ではマスク層４３によりサファイア基板３１側から垂直に伸びる貫通転位９０は確実に遮断されており、殆んど転位を生じない。
【０１０４】
こうして、マスク層４３上にも非常に転位密度の低い窒化ガリウム層１２をプレーナ型に形成することができる。
【０１０５】
次いで図２（４）に示したと同様に、窒化ガリウム層１２の表面に成長温度を下げてＩｎＧａＮからなる活性層を形成し、更にこの上にマグネシウムをドーピングしたｐ型の窒化ガリウム（ＧａＮ：Ｍｇ）層を成長させた後、その表層部のｐ型（ＧａＮ：Ｍｇ）層にＮｉ／Ａｕを蒸着して発光の反射面ともなるｐ電極を形成する。
【０１０６】
次いで図２（４）、（５）に示したと同様に、基板３１の側からレーザ光（エキシマ、高調波ＹＡＧ）を照射することによって、レーザ光の衝撃波によって、窒化ガリウム層１１−１２間の界面で窒化ガリウム層１２が分離する。この分離は、ボイド６０の部分が強度的に弱いため、レーザ光の衝撃力によって容易に破壊するために生じるものである。
【０１０７】
このようにして、プレーナ型の発光素子を窒化ガリウム層１１及びマスク層４３から剥離した後、図３〜図４に示したようにして、発光素子を第１絶縁層３９に埋め込んだ状態で、所定間隔を置いてパネル面となる基板の面上に配置して固定し、これらを第２絶縁層４９で覆って電極６８ｄ、６９ｄを引き出した構造の画像表示装置を作製することができる。
【０１０８】
上記したように、本実施の形態によれば、図２（４）、（５）の素子剥離と同様の工程により、素子サイズが小さくて低抵抗化されたプレーナ型の発光素子、及び薄型の発光装置を得ることができる。
【０１０９】
上記のようなボイド６０によって、素子剥離後に剥離面が粗面化され易いが、この粗面の存在によって発光光の散乱効果が生じ、画素の拡大化、画質の向上を図れる。
【０１１０】
また、その他、上述した第１の実施の形態と同様に、発光素子を剥離して個々に得ることができるため、上述したＲＩＥによるカッティングが不要となる上に、Ｇａ析出物のエッチング除去も不要となり、工数を減らして容易に製造することができると共に、マスク層４３による貫通転位の伝播防止作用によって結晶成長を良好に行え、また、半導体発光素子を埋設したチップを接続固定することによって発光素子の面積縮小化、配線の単純化、コストの低下、ハンドリングの容易化を達成できる。
【０１１１】
以上に述べた実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて更に変形が可能である。
【０１１２】
例えば、上述の各実施の形態による素子剥離促進処理を組み合わせて適用することもできる。
【０１１３】
また、上述の発光素子、ＬＩＰ及びこれらを内蔵した表示装置の各部の構造（例えば、電極の取り出し構造）、材質等、及びその形成方法等は種々変更してよい。
【０１１４】
また、上述した発光素子は、画像表示装置に関するものであるが、これ以外にも光源装置としても適用することができる。
【０１１５】
【発明の作用効果】
上述したように、本発明によれば、結晶性基体上に形成したマスク層の開口部にボイド発生域（素子剥離促進処理領域）を形成し、この処理領域上に結晶成長させたガリウム系化合物半導体結晶層を前記処理領域上にて剥離しているので、剥離された素子には既述した先願発明での下地層の如き面積サイズが大きい高抵抗層が存在しないことになり、素子サイズが小さくて低抵抗化された発光素子を得ることができる。
【０１１６】
また、レーザ光の衝撃波によって剥離しているので、ＲＩＥ等によるカッティングが不要となる上に、レーザアブレーションによる剥離とは異なって素子−基体の界面でのＧａ等の析出がないことから、発光光の取り出しのためにその析出物をエッチング除去することも不要となり、工数を減らして容易に製造することができる。
【０１１７】
しかも、前記マスク層が下地からの結晶成長を阻害する作用があるため、下地側からの貫通転位の伝播を防ぎ、前記開口部のみから所望の結晶成長を行わせることができると共に、前記開口部の前記処理領域の存在によって下地からの貫通転位の伝播を防ぎ、結晶成長を良好に行わせることができ、更に前記処理領域から前記マスク層上を含む領域に結晶成長を延在させ、横方向への結晶成長を生じさせると、貫通転位の伝播をより確実に防止することができる。
【０１１８】
また、発光素子を絶縁層に埋設してユニット化（チップ化）し、このユニットに設けた電極端子に接続すると共に、これらの端子を駆動回路基板に接続しているので、発光装置の単位面積当りの発光素子の占める面積が小さくなり、また配線を単純化させ、コストを格段に低下させることができる。そして、微小な寸法形状とした発光素子を埋め込んで見掛けサイズの大きいチップとすることによって、ハンドリングを容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による発光素子及び表示装置の製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図２】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図３】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図４】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態による発光素子及び表示装置の製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図６】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図７】  本発明の参考例による発光素子及び表示装置の製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図８】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図９】本発明の更に他の実施の形態による発光素子及び表示装置の製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図１０】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図１１】従来例の表示装置の概略斜視図である。
【図１２】先願発明による発光素子の拡大断面図（ａ）とその平面図（ｂ）である。
【図１３】同、発光素子を埋設した樹脂チップの概略斜視図（ａ）とその平面図（ｂ）である。
【図１４】同、発光素子及び表示装置の製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図１５】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図１６】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図１７】同、製造プロセスを順次示す要部概略断面図である。
【図１８】同、発光素子の剥離状況を説明するための要部概略断面図である。
【符号の説明】
１１…窒化ガリウム層（下地層）、１２…ｎ型窒化ガリウム層、
１２ａ…窒化ガリウム層、１３…活性層、１４…ｐ型窒化ガリウム層、
１５…ｐ電極、１６…窒化インジウムガリウム層、３０…発光光、
３１…透明基板、３２…発光素子、３３、３７…支持体、３４、３８…剥離層、
３６、６６、８６…レーザ光、３９…第１絶縁層、
４０、７０…ＬＥＤ入り樹脂チップ、４３…マスク（層）、４３ａ…開口部、
６０…ボイド、６１…絶縁層、６２、７２、８２…発光素子、
６８ｄ…電極パッド（引き出しｐ電極）、
６９ｄ…電極パッド（引き出しｎ電極）、９０…貫通転位、９１…成長阻害面
【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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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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