(57)【要約】【課題】光取り出し効率を向上させ、照明用としても適用可能な大面積の発光源を提供する。【解決手段】集積型発光源は、メイン支持体１００と、その上に配列された複数の発光素子１０と、発光素子１０に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料１１０とを有する。発光素子１１０は、透明な基板上に薄膜結晶層、第二導電型側電極、第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が基板側とされる。両電極は、空間的に重なりを有さず第１の光取り出し方向とは反対側に形成される。薄膜結晶層の側壁面は基板の端より後退している。絶縁層が、薄膜結晶層および両電極の所定の部位を覆っている。さらに、出射する光の均一性を向上させる光均一化層が、基板と第一導電型半導体層の間に設けられている。【選択図】図７−１
2009111102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（Ａ）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ａ）：
発光波長に対して透明な基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層と、任意の構成として前記基板と光均一化層との間にバッファ層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項２】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記光均一化層および前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状、
のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の後退側壁面と一致する面を被覆している請求項１に記載の集積型発光源。
【請求項３】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記光均一化層および前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、前記光均一化層および前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない請求項１に記載の集積型発光源。
【請求項４】
前記発光素子は、
前記光均一化層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記基板と前記第一導電型クラッド層の間に設けられている層である請求項１〜３のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項５】
メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（Ｂ）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｂ）：
バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており； 
前記バッファ層と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中からまたは前記光均一化層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有し；
さらに、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体
を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項６】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状であり、
前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中からまたは前記光均一化層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有する請求項５に記載の集積型発光源。
【請求項７】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）：前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、前記光均一化層および前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部をも被覆していながら、端部段差面上には形成されていない請求項５に記載の集積型発光源。
【請求項８】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
前記（ｉ）：前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の側壁後退面と一致する面を被覆している請求項５に記載の集積型発光源。
【請求項９】
メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（Ｃ）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｃ）：
発光波長に対して透明な基板上に、バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状、
のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の後退側壁面と一致する面を被覆している請求項９に記載の集積型発光源。
【請求項１１】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない請求項９に記載の集積型発光源。
【請求項１２】
メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（Ｄ）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｄ）：
バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有すること
を特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項１３】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉｉ）前記バッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状であり、
前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有する請求項１２に記載の集積型発光源。
【請求項１４】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない請求項１２に記載の集積型発光源。
【請求項１５】
前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の側壁後退面と一致する面を被覆している請求項１２に記載の集積型発光源。
【請求項１６】
前記光取り出し材料は、次の付着の形態、即ち
（ｉ）前記発光素子の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記発光素子の全体を覆っている形態；
（ｉｉｉ）前記発光素子同士の間を充填している形態；
（ｉｖ）複数の発光素子を覆っている形態；および
（ｖ）すべての発光素子を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記発光素子に付着している請求項１〜１５のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項１７】
前記光取り出し材料は、珪素含有化合物を含有することを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の集積型発光源。
【請求項１８】
前記珪素含有化合物が、縮合型シリコーン系材料であることを特徴とする請求項１７に記載の集積型発光源。
【請求項１９】
前記縮合型シリコーン系材料が、次の条件（１）〜（３）：
（１）ケイ素含有率が２０重量％以上である；
（２）固体Ｓｉ−核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルにおいて、下記（ａ）及び／又は（ｂ）のＳｉに由来するピークを少なくとも１つ有する；
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク
（３）シラノール含有率が０．０１重量％以上、１０重量％以下である；
のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする請求項１８に記載の集積型発光源。
【請求項２０】
請求項１において（Ａ）で規定される発光素子、請求項５において（Ｂ）で規定される発光素子、請求項９において（Ｃ）で規定される発光素子、および請求項１２において（Ｄ）で規定される発光素子からなる群より選ばれる複数個の発光素子を作製する工程と、
前記複数個の発光素子をメイン支持体上に配列する工程と、
前記メイン支持体上に配列された前記複数個の発光素子に、前記発光素子の発光波長に対して透明な材料からなる光取り出し材料を密着して付着させる工程と、
を有する集積型発光源の製造方法。
【請求項２１】
前記光取り出し材料を付着させる工程は、
（ｉ）前記発光素子の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記発光素子の全体を覆っている形態；
（ｉｉｉ）前記発光素子同士の間を充填している形態；
（ｉｖ）複数の発光素子を覆っている形態；および
（ｖ）すべての発光素子を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記光取り出し材料を前記発光素子に付着させることを含む請求項２０に記載の集積型発光源の製造方法。
【請求項２２】
前記光取り出し材料を付着させる工程は、
液状のシリコーン系材料を前記発光素子に付着させることと、
付着させたシリコーン系材料を硬化させることと、
を含む請求項２０または２１に記載の集積型発光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積型の化合物半導体発光装置をさらに集積した関する。なお、本明細書中において、発光ダイオードまたはＬＥＤとの表現は、レーザダイオード、スーパールミネッセントダイオード等を含んだ発光素子一般を含む言葉として使用する。
【背景技術】
【０００２】
可視領域に発光スペクトルを有するＬＥＤは広く工業的に製造されており、広く表示用途に使用されている。最も一般的な形状は、１対のｐ側電極とｎ側電極を有する１つのＬＥＤを、シリコーン系の封止材でその周囲を包みこみ、これを砲弾型と呼ばれる形状にしたものである。白色発光用としては、青色または紫外領域の光を発光するＬＥＤと蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤが実用化されている。しかし、このような形態の光源は、表示用途には適するものの、形状が小型であって１装置あたりの発光面積が小型であることから、照明用途などには適していない。
【０００３】
また、波長の異なる複数の半導体発光素子を、１つの支持体上に搭載し、これを近接させてマウントし、封止材でその周囲を包みこみ発光源とした例も知られている。赤、緑、青の発光波長の異なる半導体発光装置を１つの支持体に搭載して、白色化することができる。この形態においても、白色化は達成されても、１装置あたりの発光面積が小型であることから、照明用途などには適していない。
【０００４】
大面積化のために、多数の小型ＬＥＤを配列することも行われるが、ひとつひとつの発光装置のアセンブリコストがかさみ、また、発光強度の面内均一性が悪い問題がある。
【０００５】
大面積での均一な発光を目的として、あるいはディスプレイとしての利用を目的として、同一基板上に複数個のＬＥＤを集積した発光装置が提案されている。たとえば特開２００２−３２４９１５号公報（特許文献１）には、同一基板上に複数個の発光ユニットを並列させ、ここに蛍光体をバインダーとともに付着させ、発光装置を大型化する事が記載されている（特許文献１の段落［００８５］参照）。また、国際特許公開ＷＯ２００６／０９０８０４号公報（特許文献２）には、半導体発光装置に好適なシリコーン系の封止剤が記載され、その材料が、光取り出し膜として使用できることが記載されている（特許文献２の段落０３９７参照）。また、特開２００３−１１５６１１号公報（特許文献２）には、面発光光源またはディスプレイとして利用する目的で、ＬＥＤを集積化した発光装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３２４９１５号公報
【特許文献２】特開２００３−１１５６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のようにして複数のユニットを集積した発光装置であっても、１枚の基板以上の大きさに発光面積を広げることはできない。現在、ＧａＮ系材料のエピタキシャル成長に主に使用されるサファイア基板は、２−３インチ程度の大きさであって、たとえば家庭用主照明の大きさから言っても不足している。一方、半導体発光装置においては発光効率の向上が常に求められている。しかしながら、特許文献１および２のどちらにも、集積型半導体発光装置を光の取り出しの観点から改良する試みは記載されていない。
【０００７】
本発明は、集積型の発光装置をさらに集積した、例えば照明用としても適用可能な大面積の発光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の事項に関する。
【０００９】
［１］  メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（Ａ）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ａ）：
発光波長に対して透明な基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層と、任意の構成として前記基板と光均一化層との間にバッファ層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【００１０】
［２］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記光均一化層および前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状、
のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の後退側壁面と一致する面を被覆している上記［１］に記載の集積型発光源。
【００１１】
［３］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記光均一化層および前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、前記光均一化層および前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない上記［１］に記載の集積型発光源。
【００１２】
［４］  前記発光素子は、
前記光均一化層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記基板と前記第一導電型クラッド層の間に設けられている層である上記［１］〜［３］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００１３】
［５］  メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（B）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｂ）：
バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており； 
前記バッファ層と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中からまたは前記光均一化層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有し；
さらに、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体
を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【００１４】
［６］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状であり、
前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中からまたは前記光均一化層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有する上記［５］に記載の集積型発光源。
【００１５】
［７］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）：前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、前記光均一化層および前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部をも被覆していながら、端部段差面上には形成されていない上記［５］に記載の集積型発光源。
【００１６】
［８］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
前記（ｉ）：前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の側壁後退面と一致する面を被覆している上記［５］に記載の集積型発光源。
【００１７】
［９］  メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（Ｃ）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｃ）：
発光波長に対して透明な基板上に、バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【００１８】
［１０］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状、
のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の後退側壁面と一致する面を被覆している上記［９］に記載の集積型発光源。
【００１９】
［１１］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状のいずれかの形状を有し；
前記絶縁膜が、前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない上記［９］に記載の集積型発光源。
【００２０】
［１２］  メイン支持体と、前記メイン支持体上に配列された、次の（Ｄ）で規定される複数の発光素子と、前記発光装置に密着して付着している、発光波長において透明な材料からなる光取り出し材料とを有する集積型発光源。
（Ｄ）：
バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有すること
を特徴とする化合物半導体発光素子。
【００２１】
［１３］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉｉ）前記バッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状であり、
前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有する上記［１２］に記載の集積型発光源。
【００２２】
［１４］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない上記［１２］に記載の集積型発光源。
【００２３】
［１５］  前記発光素子は、
前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁膜が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の側壁後退面と一致する面を被覆している上記［１２］に記載の集積型発光源。
【００２４】
［１６］  前記光取り出し材料は、次の付着の形態、即ち
（ｉ）前記発光素子の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記発光素子の全体を覆っている形態；
（ｉｉｉ）前記発光素子同士の間を充填している形態；
（ｉｖ）複数の発光素子を覆っている形態；および
（ｖ）すべての発光素子を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記発光素子に付着している上記［１］〜［１５］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００２５】
［１７］  前記光取り出し材料は、珪素含有化合物を含有することを特徴とする上記［１］〜［１６］のいずれかに記載の集積型発光源。
【００２６】
［１８］  前記珪素含有化合物が、縮合型シリコーン系材料であることを特徴とする上記［１７］に記載の集積型発光源。
【００２７】
［１９］  前記縮合型シリコーン系材料が、次の条件（１）〜（３）：
（１）ケイ素含有率が２０重量％以上である；
（２）固体Ｓｉ−核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルにおいて、下記（ａ）及び／又は（ｂ）のＳｉに由来するピークを少なくとも１つ有する；
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク
（３）シラノール含有率が０．０１重量％以上、１０重量％以下である；
のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする上記［１８］に記載の集積型発光源。
【００２８】
［２０］  上記［１］において（Ａ）で規定される発光素子、上記［５］において（Ｂ）で規定される発光素子、上記［９］において（Ｃ）で規定される発光素子、および上記［１２］において（Ｄ）で規定される発光素子からなる群より選ばれる複数個の発光素子を作製する工程と、
前記複数個の発光素子をメイン支持体上に配列する工程と、
前記メイン支持体上に配列された前記複数個の発光素子に、前記発光素子の発光波長に対して透明な材料からなる光取り出し材料を密着して付着させる工程と、
を有する集積型発光源の製造方法。
【００２９】
［２１］  前記光取り出し材料を付着させる工程は、
（ｉ）前記発光素子の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）前記発光素子の全体を覆っている形態；
（ｉｉｉ）前記発光素子同士の間を充填している形態；
（ｉｖ）複数の発光素子を覆っている形態；および
（ｖ）すべての発光素子を覆っている形態；
の少なくとも１つの形態を満たすように前記光取り出し材料を前記発光素子に付着させることを含む上記［２０］に記載の集積型発光源の製造方法。
【００３０】
［２２］  前記光取り出し材料を付着させる工程は、
液状のシリコーン系材料を前記発光素子に付着させることと、
付着させたシリコーン系材料を硬化させることと、
を含む上記［２０］または［２１］に記載の集積型発光源の製造方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、発光素子は大面積の面光源的発光に適した構造を有しており、照明用としての使用に適した大面積の発光源を提供することができる。さらに、発光素子に光取り出し材料を付着させることにより、光取り出し効率を向上させることができ、照明用としてより適した発光源を提供することができる。光取り出し材料を付着の形態によっては、さらに発光装置内の面光源としての均一性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本明細書において、「積層」または「重なる」の表現は、もの同士が直接接触している状態に加え、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに接触していなくても、一方を他方に投影した際に空間的に重なる状態をも指す場合がある。また、「〜の上（〜の下）」の表現も、もの同士が直接接触して一方が他方の上（下）に配置されている状態に加え、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに接触していなくても、一方が他方の上（下）に配置されている状態にも使用する場合がある。さらに、「〜の後（前、先）」との表現は、ある事象が別の事象の直後（前）に発生する場合にも、ある事象が別の事象との間に第三の事象を挟んだ後（前）発生する場合にも、どちらにも使用する。また、「接する」の表現は、「物と物が直接的に接触している場合」に加えて、本発明の趣旨に適合する限りにおいて、「物と物が直接的には接触していなくても、第三の部材を介して間接的に接している場合」、「物と物が直接的に接触している部分と、第三の部材を介して間接的に接している部分が混在している場合」などを指す場合もある。
【００３３】
さらに、本発明において、「薄膜結晶成長」とは、いわゆる、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、プラズマアシストＭＢＥ、ＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＥＤ（Ｐｕｌｓｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＶＰＥ（Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、ＬＰＥ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法等の結晶成長装置内における薄膜層、アモルファス層、微結晶、多結晶、単結晶、あるいはそれらの積層構造の形成に加えて、その後の薄膜層の熱処理、プラズマ処理等によるキャリアの活性化処理等も含めて薄膜結晶成長と記載する。また、本発明において、「薄膜結晶層」とは、「薄膜結晶成長」によって形成された膜をいう。
【００３４】
また、本発明において、発光素子（化合物半導体発光素子）は、あらゆる方向へ光を取り出すことができ、後述する光取り出し材料や絶縁層の構造を適宜変更することで、配光分布も任意に調整することができる。本発明では、発光素子における方向を説明するのに、「第１の光取り出し方向」という用語を用いることがあるが、この用語は、配光分布とは無関係に、単に種々の光取り出し方向のうち１つの方向という意味で、方向を特定することのみに用いる。具体的には、「第１の光取り出し方向」は、発光素子の第一導電型側電極および第二導電型側電極が設けられた側と反対側を意味する。
【００３５】
また、本発明の「集積型発光源」は、複数の発光素子を集積したものであるが、単に「発光源」と記載する場合もある。また、「メイン支持体」は、発光源を構成する発光素子の全部を支持するために用いられる。
【００３６】
＜＜１．  本発明の全体の構造＞＞
本発明の集積型発光源は、メイン支持体と、メイン支持体上に配列された複数の発光素子と、発光素子に密着して付着している光取り出し材料とを有している。発光素子は、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層（以下、単に薄膜結晶層ということもある）と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有している。また、第二導電型側電極および第一導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さず、かつ、第１の光取り出し方向とは反対側に形成されている。発光素子は、第二導電型側電極および第一導電型側電極を利用して、メイン支持体上にフリップチップ実装される。
【００３７】
メイン支持体上に配列する発光素子の数は特に限定されず、提供される１つのメイン支持体のサイズに応じて適宜個数を設定可能である。例えば、発光素子の数は２個でもよく、また、５００個を超える発光素子を配列してもかまわない。集積型発光源における好ましい発光素子の数は２５〜１００００個であり、また発光素子を２次元的に配列することも好ましい。さらに、メイン支持体を３次元的に構成し、ここに発光素子を搭載して立体的な光源とすることも好ましい。
【００３８】
集積型発光源の中において、各発光素子は互いに近接して配列されることが好ましい。この近接の度合いは、フリップチップボンド可能なボンディング装置の機械精度等によって決定され、隣接する発光素子同士は、１００μｍ以下の間隔、より好ましくは２５μｍ以下の間隔、最も好ましくは１０μｍ以下の間隔で配列される。しかし、現実的には、発光素子のスクライブやブレーキング時に各発光素子のエッジに凹凸が発生する場合があり、また、ボンディング装置の機械精度等の都合もあり、発光素子を極端に近接させることは現実的ではない。よって、現実的には、隣接する発光素子同士は、１μｍ以上の間隔、より好ましくは２μｍ以上の間隔、最も好ましくは５μｍ以上の間隔で配列される。発光素子同士の絶縁性が保たれている場合には、発光素子同士が接触してもよい。
【００３９】
本発明に使用される発光素子は、後述するような構成を有する発光素子である。また、発光装置は、必要により、バッファ層、光均一化層、絶縁層、配線、その他必要な構成要素を有することができる。
【００４０】
また、本発明の集積型発光源に使用されるメイン支持体は、多数の発光素子を支持可能なものであれば特に制限はないが、メイン支持体上に配線、電極等を形成するときは、少なくとも表面が絶縁性の材料で形成された基体が好ましい。具体的には、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮ、ＣｕＷ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス等が挙げられる。発光素子が、絶縁性の成長基板、サブマウントまたは支持体に搭載された状態でメイン支持体に載せられ、メイン支持体に絶縁性が求められない場合には、金属材料で形成された基体を支持体としてもよい。金属材料で形成されるメイン支持体としては、Ａｌ、Ｃｕ等の単体金属などは放熱性の観点から好ましく、また、ステンレス等の複合材や、ＣｕやＦｅをＮｉメッキしたような複合材なども好ましい。
【００４１】
本発明の集積型発光源では、光取り出し材料が発光装置に直接接して付着している。
【００４２】
光取り出し材料は、主として、集積型光源から空気に向けて出射される光の取り出し効率を高める目的で使用される。また、付着の態様によっては、１つの集積型発光源に含まれる１つの発光素子から出射される光を、他の発光素子と光学的に結合するための目的でも使用される。さらに、光取り出し材料は、密着性に優れていることから、通常は放熱効率を高め、発光素子の温度上昇を低下させる効果も有している。
【００４３】
光取り出し材料の付着の態様の例として、
（ｉ）発光素子の第１の光取り出し方向側の面に付着している形態；
（ｉｉ）発光素子の全体を覆っている形態；
（ｉｉｉ）発光素子同士の間を充填している形態；
（ｉｖ）複数の発光素子を連続して覆っている形態；および
（ｖ）すべての発光素子を連続して覆っている形態；
を挙げることができる。特に、（ｉｉ）〜（ｖ）の場合には、発光素子に存在する空隙も充填および／または発光ユニットの側面を被覆することが好ましい。本発明では、これら（ｉ）〜（ｖ）の少なくとも１つの形態を満たすように、光取り出し材料を発光素子に付着させることが好ましい。
【００４４】
これら（ｉ）〜（ｖ）の形態について、図面を参照して説明する。
【００４５】
図７−１および図７−２に（ｉ）の形態の例を示す。メイン支持体１００の上に、複数（図では３個）の発光素子１０が集積されている。発光素子１０として、この図では後述するタイプＡの発光素子を示す。光取り出し材料１１０が、発光素子の第１の光取り出し方向側の面（タイプＡの発光素子では薄膜結晶層成長用の基板面）に付着している。（ｉ）の形態では、光取り出し材料１１０は、図７−１に示すように、島状およびストライプ状等の不連続の形状で付着されていてもよいし、図７−２に示すように、第１の光取り出し方向側の面を連続して覆っていてもよい。このように、光取り出し材料１１０が、発光素子１０間で連続していない場合には、主として光取り出しの点で効果が見られる。
【００４６】
図８−１に、（ｉｉ）の形態の例を示す。この形態においては、発光素子１０の全体を覆って光取り出し材料１１０が付着しているが、発光素子１０間では連続していない。この形態でも、光取り出し材料１１０が発光素子１０間で連続していないため、個別の発光素子１０の光特性の改良を目的としている。この形態では、光取り出し材料１１０が第１の光取り出し方向側の面に付着していることにより、上記（ｉ）の効果が得られることに加え、発光素子１０の側面を覆い、発光素子１０に存在する空隙９０を充填することにより、薄膜結晶層の側面からの光取り出しも可能になる。薄膜結晶層の側面からの光取り出しは、発光効率の向上に寄与することに加え、薄膜結晶層内に滞る光を取り出すことによる熱の蓄積防止、およびメイン支持体１００（別の支持体がある場合はそれも含む）等との熱結合による放熱効率の向上を図ることができる。尚、図８−２に示すように、光取り出し材料を、第１の光取り出し方向側の面に付着させない場合でも、空隙９０部分を充填するようにすると光の均一性の効果が得られる（他の形態においても同じ。）
【００４７】
図９に、（ｉｉｉ）の形態の例を示す。この形態においては、光取り出し材料１１０が、発光素子１０の側面に密着し、隣接する発光素子１０の隙間を充填している。光取り出し材料１１０が発光素子１０の側面に密着することにより、側面からの光取り出しの効率が向上すると共に、光取り出し材料が複数の発光素子１０に接触して付着しているときは、複数の発光素子１０間の光学的結合の効果も得られる。即ち、複数の発光素子１０間が光取り出し材料１１０で充填されていることにより、１つの発光素子１０から出射される光が、隣接する発光装置１０との間の空間にも分布するため、発光素子１０間の空間からも光が出射する。従って、集積型発光源から出射される光の強度分布の均一性が向上し、面光源としての応用がより有利になる。
【００４８】
図１０に、（ｉｖ）または（ｖ）の形態の例を示す。この形態においては、光取り出し材料１１０が、複数または全部の発光素子１０を連続して覆っているため、発光素子１０の第１の光取り出し方向側の面および側面に密着し、かつ発光素子１０の間の空隙を充填している。そのため、第１の光取り出し方向側の面からの光取り出し、側面からの光取り出し、および発光素子１０間の隙間からの発光および発光素子１０間での光学的結合を達成することができる。従って、図１０の形態、特にすべての発光素子１０を覆うように光取り出し材料１１０が設けられていることが最も好ましい。
【００４９】
また、光取り出し材料は、いずれの形態においても、光取り出し効率の向上のために外側に凸の曲面となるように形成されることが好ましい。
【００５０】
以下に、本発明において使用される発光素子および光取り出し材料について説明する。
【００５１】
＜＜２．  発光素子＞＞
本発明の集積型発光源に組み込まれる複数個の発光素子は、好ましくは次のタイプＡの発光素子、タイプＢの発光素子、タイプＣの発光素子およびタイプＤの発光素子からなる群より選ばれる。
【００５２】
タイプＡ：
発光波長に対して透明な基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層と、任意の構成として前記基板と光均一化層との間にバッファ層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【００５３】
タイプＢ：
バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており； 
前記バッファ層と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方側向部分には形成されずに、前記バッファ層の途中からまたは前記光均一化層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有し；
さらに、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体
を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【００５４】
タイプＣ：
発光波長に対して透明な基板上に、バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【００５５】
タイプＤ：
バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有すること
を特徴とする化合物半導体発光素子。
【００５６】
上記タイプＡ、Ｂ、ＣおよびＤの集積型発光装置を使用する利点は次の点にある。従来の集積型の発光装置は、２つのタイプがあり、１つめのタイプは、１対のｐｎ接合部分を含む発光ユニットが、互いに電気的に分離されている装置（特許文献１に記載の装置、および特許文献２の請求項４、図１０（ｂ）に記載の装置等）であり、２つめのタイプは１対のｐｎ接合部分を含む発光ユニットが、互いに電気的に結合されている装置である（特許文献２の請求項５、図１０（ａ）等）。１つめのタイプでは、発光ユニット間の分離溝部分で発光強度が大きく低下するために、面光源全体での均一性に問題があり、また、発光ユニットの１つが劣化した場合に、その近傍のみが極端に発光強度が落ちてしまうという問題も同様にある。２つ目のタイプでは、ｎ型半導体層が発光装置全体で共通となっているために、ｎ側電極から最も近接するｐ側電極に電流が流れ込むだけでなく、１つのｎ側電極からあらゆるｐ側電極に電流が流れ込むことになり、発光装置全体としてみたときの電流注入効率は高くない。また、すべてのｐ側電極とすべてのｎ側電極が電気的に結合しているため、１箇所の劣化が、装置全体の劣化となってしまう問題がある。
【００５７】
これに対して、上記タイプＡ、Ｂ、ＣおよびＤの集積型発光装置は、このような問題がなく、発光強度の均一性が高いため、本発明の集積型発光源に使用する集積型発光装置として特に適している。
【００５８】
以下にタイプＡ〜Ｄを順に説明する。
【００５９】
＜＜２−１．  タイプＡ＞＞
タイプＡの発光素子の特徴は次の事項で特定される。
【００６０】
１．  発光波長に対して透明な基板上に、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記基板と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層と、任意の構成として前記基板と光均一化層との間にバッファ層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【００６１】
２．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記光均一化層および前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状、
のいずれかの形状を有し；
前記絶縁層が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の後退側壁面と一致する面を被覆していることを特徴とする上記１記載の発光素子。
【００６２】
３．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記光均一化層および前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状のいずれかの形状を有し；
前記絶縁層が、前記光均一化層および前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない事を特徴とする上記１記載の発光素子。
【００６３】
４．  前記光均一化層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記基板と前記第一導電型クラッド層の間に設けられている層であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の発光素子。
【００６４】
５．  発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光均一化層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎｓｂ＜ｎｏｃ  および  ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の発光素子。
【００６５】
６．  前記発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光均一化層の平均屈折率をｎｏｃ、前記光均一化層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、前記光均一化層と前記基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の発光素子。
【００６６】
７．  前記発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、前記光均一化層の発光波長における平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の発光波長における平均屈折率をｎ１、前記光均一化層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光均一化層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したとき、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光素子。
【００６７】
８．  前記光均一化層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の発光素子。
【００６８】
９．  前記光均一化層が複数の層の積層構造であることを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の発光素子。
【００６９】
１０．  前記第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ１ｗが５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の発光素子。
【００７０】
１１．  前記第二導電型側電極が前記絶縁層で覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ２ｗが１５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光素子。
【００７１】
１２．  前記Ｌ２ｗが１００μｍ以上であることを特徴とする上記１１記載の発光素子。
【００７２】
１３．  薄膜結晶層の側壁面の後退によって露出した前記基板面のうち、前記絶縁層で覆われていない端面部の最も狭い部分の幅Ｌｗｓが１５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜１２のいずれかに記載の発光素子。
【００７３】
１４．  前記第一導電型側電極が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１３のいずれかに記載の発光素子。
【００７４】
１５．  前記第二導電型側電極が、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１４のいずれかに記載の発光素子。
【００７５】
１６．  前記絶縁層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれる材料の単層であることを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の発光素子。
【００７６】
１７．  前記絶縁層が複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の発光素子。
【００７７】
１８．  前記絶縁層を構成する層の少なくとも１つが、フッ化物を含む材料からなることを特徴とする上記１７記載の発光素子。
【００７８】
１９．  前記フッ化物が、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれることを特徴とする上記１８記載の発光素子。
【００７９】
２０．  前記基板が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれることを特徴とする上記１〜１９のいずれかに記載の発光素子。
【００８０】
２１．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記１〜２０のいずれかに記載の発光素子。
【００８１】
２２．  前記光均一化層から基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記１〜２１のいずれかに記載の発光素子。
【００８２】
２３．  前記化合物半導体薄膜結晶層は、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、前記第一導電型クラッド層、前記活性層構造および第二導電型クラッド層中に、Ｉｎ、ＧａおよびＡｌからなる群より選ばれる元素が含まれることを特徴とする上記１〜２２のいずれかに記載の発光素子。
【００８３】
２４．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜２３のいずれかに記載の発光素子。
【００８４】
２５．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜２４のいずれかに記載の発光素子。
【００８５】
２６．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、ハンダによって金属層を有するサブマウントに接合されていることを特徴とする上記１〜２４のいずれかに記載の発光素子。
【００８６】
タイプＡの発光素子によれば、青色または紫外発光が可能な発光素子であって、高出力、高効率、さらに第１の光取り出し方向側の面での明るさの均一性が高いフリップチップマウント型の半導体発光素子を提供することができる。
【００８７】
タイプＡの発光素子の構造では、製造プロセスにおける各工程でのプロセスダメージが排除されているために、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【００８８】
以下、タイプＡの発光素子をさらに詳細に説明する。
【００８９】
図１-１Ａおよび図１-２Ａに、タイプＡの形態の化合物半導体発光素子（以下、単に発光素子という）の代表的例を示す。図１-１Ｂ、図１-２Ｂは、説明のために、それぞれ図１-１Ａおよび図１-２Ａの一部を省略した図であり、図１-３Ａ、図１-３Ｂは発光素子の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図である。以下、図１-１Ａ〜図１-３Ｂを参照して説明する。
【００９０】
タイプＡの形態の発光素子は、図１-１Ａ、図１-２Ａに示すように基板２１上に、バッファ層２２、光均一化層２３、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。
【００９１】
第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層、活性層構造の一部、第一導電型クラッド層の一部が除去された構成となっており、除去された箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、基板に対して同じ側に配置されるように構成されている。第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８は、サブマウント４０上の金属層４１に、金属ハンダ４２を介してそれぞれ接続されている。
【００９２】
本形態において、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２７は、互いに空間的に重なりを有していない。これは、図１-１Ａおよび図１-２Ａに示すように、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２７を基板面に対して投影したときに、影が重ならないことを意味する。
【００９３】
絶縁層３０は、フリップチップマウントを実施した際に、マウント用のハンダ、導電性ペースト材等が「第二導電型側電極と第一導電型側電極の間」、「活性層構造などの薄膜結晶層の側壁」等に回りこんで、意図しない短絡が発生しないようにするためのものである。同時に、本形態では、素子にダメージを与え性能に影響を及ぼしたり、歩留まりに影響を与えたりしないように、絶縁層が最適な位置に配置されている。
【００９４】
タイプＡの形態の発光素子は、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状、の２箇所で異なる形態を取り得る。（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状については、製造工程において素子分離を行うために装置間分離溝１３（図１−３Ａ等参照）を形成する際のエッチング深さにより、大きく分けて（ｉ）光均一化層２３の途中まで、（ｉｉ）バッファ層２２の途中まで（バッファ層が存在するとき、以下同じ。）、（ｉｉｉ）基板面まで（またはそれより深く）、の３つの選択がある。また、装置間分離溝１３の壁面は、素子分離後に素子端より後退するので、本形態では装置間分離溝１３の形成時に側壁面として現れた面を、素子分離後の素子については、「後退側壁面」という。また、素子分離により素子端に現れる側壁面を、「非後退側壁面」という。そして、発光素子の端部には、後退側壁面と非後退側壁面の間で段差面が形成されるので、これを「端部段差面」という。
【００９５】
装置間分離溝１３の深さ（ｉ）〜（ｉｉｉ）に対応して、（ｉ）では、薄膜結晶層の後退側壁面に対して、光均一化層２３の一部が共に後退側壁面を構成し、残り（第１の光取り出し方向側）の光均一化層２３の側壁は、非後退側壁面となり、光均一化層２３の端に端部段差面が存在する形状となる。同様に（ｉｉ）では、バッファ層２２の端に端部段差面が存在する形状となる。（ｉｉｉ）では、光均一化層２３およびバッファ層２２のどちらの側壁も、後退側壁面を構成するので（装置間分離溝１３の側壁面となるため）、基板２１が露出した部分が端部段差面となる形状となる。
【００９６】
（ｉ）に対応するのは、図１-１Ｃ、図１-２Ｃである。（ｉｉ）に対応する形状は、図１-１Ｄ、図１-２Ｄ、図１-２Ｅである。（ｉｉｉ）に対応するのは、図１-１Ａ（図１-１Ｂ）、図１-２Ａ（図１-２Ｂ）である。
【００９７】
（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状については、製造工程において、（ｉ）装置間分離溝１３の側壁に形成された絶縁層３０を残したまま、溝底面上の中央を含む領域の絶縁層３０のみを除去するか、（ｉｉ）溝底面に形成された絶縁層３０のすべてに加えて、溝内の側壁の一部までを含めて絶縁層３０を除去するか、の選択があり、その結果製造される発光素子１０において、（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状、（ｉｉ）絶縁層３０が溝底面から離れている形状、の２種類が存在する。（ｉ）に対応するのは、図１-１Ａ（図１-１Ｂ）、図１-１Ｃ、図１-１Ｄである。（ｉｉ）に対応するのは、図１-２Ａ（図１-２Ｂ）、図１-２Ｃ、図１-２Ｄ、図１-２Ｅである。
【００９８】
タイプＡの形態の発光素子１０の形状を（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状により、（ｉ）：第１の態様、（ｉｉ）：第２の態様として分けて説明する。
【００９９】
〔第１の態様〕
第１の態様に属する形態を、図１-１Ａ〜図１-１Ｄに示す。まず、代表的な形態として図１-１Ａを用いて説明する。薄膜結晶層のうち少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層の側壁面は基板２１の端より後退している。この形状は、タイプＡのすべての形態に表れている。これは、図１-３Ａに示すように、製造工程において、薄膜結晶層を成膜後、各素子間を分離するために、後述する方法によって所定の深さまで薄膜結晶層を除去して装置間分離溝１３を形成し、分離溝内で、素子を分離するためである。図１-１Ａは、基板２１に達するまで薄膜結晶層を除去した例を示し、タイプＡの好ましい形態の１つである。タイプＡでは、薄膜結晶層、特に電流注入、発光等の本質的な機能に関わる部分である第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、一般に使用されるスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際のプロセスを被歴せず、素子が分離されるので、性能に関わる薄膜結晶層に直接的にダメージを与えることがない。このため、特に大電流注入においてその耐性や信頼性等の性能が優れている。
【０１００】
そして、薄膜結晶層を除去した際に露出する側壁面は、絶縁層３０により覆われている。さらに、素子分割前には、図１-３Ａに示すように、絶縁層３０は装置間分離溝１３の溝底面の全てを覆うのではなく、基板表面（即ち、溝底面）に絶縁層３０が形成されていないスクライブ領域１４が形成されている。製造工程中のスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際に基板２１のみをスクライブ、ブレーキングすればよいので、薄膜結晶層に直接的にダメージを与えることがない。また、絶縁層３０の剥がれが生じないので、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることもない。
【０１０１】
その結果得られる分離された後の発光素子１０では、図１-１Ａ、図１-１ＢのＡ部分に示すように、薄膜結晶層の側壁面が後退して露出した基板面の全面を絶縁層３０が覆うのではなく、基板２１の端からＬｗｓだけ離れた位置より内側の基板面を覆っている。スクライブ領域１４の幅の中央から分割された場合、絶縁層３０で覆われていない距離Ｌｗｓは、製造のゆらぎ等の範囲でスクライブ領域１４の幅の略１／２に対応する。即ち、この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子１０は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子１０の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０１０２】
Ｌｗｓの大きさは、完成した発光素子１０においては、０より大きければよいが、通常は１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上である。設計値としては、スクライブ領域１４の幅を２Ｌｗｓとすると、２Ｌｗｓは、３０μｍ以上が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳは、通常３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。
【０１０３】
また、装置間分離溝１３が、光均一化層２３の途中まで、またはバッファ層２２の途中まで形成されることも好ましい形態である。その結果、完成した発光素子１０では、少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、発光素子１０の端（基板端）より内側に後退して後退側壁面を形成し、溝底面に基づく端部段差面５５が発光素子１０の端に存在する。尚、図１-１Ａでは基板面自身が、段差面に対応する。
【０１０４】
図１-１Ｃに、装置間分離溝が光均一化層２３の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端までバッファ層２２と光均一化層２３の一部が非後退側壁面として存在し、光均一化層２３の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。バッファ層２２の壁面はすべて露出している。一方、図１-１Ｃ中にＡ部分で示すように、光均一化層２３の側壁のうち、非後退側壁面の部分は露出し、後退側壁面の部分は絶縁層３０で被覆され、端部段差面５５のうちで、端から離れた位置（図１-１ＢのＬｗｓに対応する位置）から、内側を前記後退側壁面に連続して被覆している。これは、図１-１Ａ（図１-１Ｂ）において、装置間分離溝を光均一化層２３の途中でとめた形態に対応する。
【０１０５】
図１-１Ｄに、装置間分離溝がバッファ層２２の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端まで、バッファ層２２が存在し、バッファ層２２には、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在しており、バッファ層２２の側壁のうち非後退側壁面（素子端部分）と、発光素子端から内側に入った後退側壁面の部分（装置間分離溝の側壁）とを有する。図１-１Ｄ中にＡ部分で示すように、バッファ層２２の側壁のうち、非後退側壁面は絶縁層３０で覆われないで露出し、後退側壁面の部分は絶縁層３０で被覆され、端部段差面５５のうちで、端から離れた位置（図１-１ＢのＬｗｓに対応する位置）から、内側を前記後退側壁面に連続して被覆している。これは、図１-１Ａ（図１-１Ｂ）において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中でとめた形態に対応する。
【０１０６】
これらの例のように、装置間分離溝が、光均一化層２３とバッファ層２２を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層３０が、発光素子の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層３０の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図１-１Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い装置となる。
【０１０７】
〔第２の態様〕
第２の態様に属する形態を、図１-２Ａ〜図１-２Ｅに示す。第２の態様は、層構成等は第１の態様と同じであり、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状が第１の態様と異なっている。
【０１０８】
まず、図１-２Ａに示すように、薄膜結晶層のうち少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層の側壁面は基板２１の端より後退して後退側壁面を構成している。この形状は、タイプＡのすべての形態に表れている。これは、図１-３Ｂに示すように、製造工程において、薄膜結晶層を成膜後、各素子間を分離するために、後述する方法によって、薄膜結晶層を除去して装置間分離溝１３を形成し、分離溝内で、素子を分離しているからである。タイプＡのその他の態様と同じように、薄膜結晶層を除去した際に露出する側壁面のうち、少なくとも、第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）、活性層構造２５、および第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の側壁面は、絶縁層３０により覆われている。
【０１０９】
第２の態様では、基板２１表面の中で装置間分離溝底面に相当する部分にも、絶縁層３０は存在しない。薄膜結晶層の後退側壁面で、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５は、バッファ層２２の側壁面の少なくとも第１の光取り出し方向側に存在し、場合によっては、バッファ層２２の側壁面の全部に渡っていてもよい。さらに、光均一化層２３の側壁面の一部まで、または全部まで渡っていてもよい。また、基板２１の一部までエッチングして装置間分離溝を形成した場合には、分離溝の壁面のうち、基板部分のみが露出し、バッファ層２２が被覆されている場合がある。
【０１１０】
この場合、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５のバッファ層２２は、ドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。また、絶縁層非形成部分１５が光均一化層２３まで及んでいるときは、その部分まではドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。露出している部分が絶縁性の高い材料であればハンダの回り込みによる短絡等の虞がなく、信頼性の高い素子となる。
【０１１１】
この構造は、図１-３Ｂに示すように、製造工程途中の素子分割前の形状に対応し、絶縁層３０は、装置間分離溝１３の溝内の基板表面と、基板面に近接する溝側壁面の絶縁層非形成部分１５から除去されている。
【０１１２】
基板２１と接している部分に絶縁層３０が形成されていないので、製造工程中のスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際に基板２１のみをスクライブ、ブレーキングすればよいので、薄膜結晶層に直接的にダメージを与えることがない。また、絶縁層３０の剥がれが生じないので、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることもない。
【０１１３】
その結果得られる分離された後の発光素子１０では、図１-２Ａおよび図１-２ＢのＡ部分に示すように、薄膜結晶層の側壁面が後退して露出した基板面を絶縁層３０が覆っていない。この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子１０は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子１０の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０１１４】
また、第２の態様においても、装置間分離溝１３が、光均一化層２３の途中まで、またはバッファ層２２の途中まで形成されることも好ましい形態である。その結果、完成した発光素子１０では、少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、装置の端（基板端）より内側に後退し、溝底面に基づく端部段差面が発光素子１０の端に存在する。
【０１１５】
図１-２Ｃに、装置間分離溝が光均一化層２３の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端までバッファ層２２と光均一化層２３の一部が非後退側壁面として存在し、光均一化層２３の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。バッファ層２２の壁面はすべて露出している。そして、光均一化層２３の端部段差面５５も絶縁層３０で被覆されておらず、また、後退側壁面には、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が、第１の光取り出し方向側に存在する。これは、図１-２Ａ（図１-２Ｂ）において、装置間分離溝を光均一化層２３の途中でとめた形態に対応する。
【０１１６】
図１-２Ｄ、図１-２Ｅに、装置間分離溝がバッファ層２２の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端までバッファ層２２の一部が非後退側壁面として存在し、バッファ層２２の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。非後退側壁面（素子端の側壁部分）および端部段差面５５は、絶縁層３０で被覆されておらず、また、後退側壁面（装置間分離溝の側壁）では、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が、第１の光取り出し方向側に存在する。これは、図１-２Ａ（図１-２Ｂ）において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中でとめた形態に対応する。絶縁層非形成部分１５は、場合によっては、バッファ層２２の側壁面の全部に渡っていてもよい。さらに、図１-２Ｅのように、光均一化層２３の側壁面の一部まで、または全部まで渡っていてもよい。
【０１１７】
これらの例のように、装置間分離溝１３が、光均一化層２３とバッファ層２２を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層３０が、発光素子１０の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層３０の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図１-２Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い装置となる。
【０１１８】
第１の態様および第２の態様に共通して、タイプＡでは絶縁層３０は、図１-１Ｂ、図１-２ＢのＢ部分に示すように、第一導電型側電極２８の基板側（第１の光取り出し方向側）の一部に接している。即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（この実施形態では第一導電型クラッド層２４）との間の一部に、絶縁層３０が介在している。その結果、第一導電型側電極２８の面積が、第一電流注入領域３６の面積より大きい。図１-１Ｂ、図１-２Ｂに示すように、第一導電型側電極２８が絶縁層３０に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０１１９】
さらに絶縁層３０は、図１-１Ｂ、図１-２ＢのＣ部分に示すように、第二導電型側電極２７のサブマウント側（第１の光取り出し方向の反対側）の一部を覆っている。即ち、第二導電型側電極２７の電極露出部分３７の面積が、第二導電型側電極２７の面積より小さく、第二電流注入領域３５の面積は、第二導電型側電極２７の面積と等しい。図１-１Ｂ、図１-２Ｂに示すように、第二導電型側電極２７の周辺から絶縁層３０で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層３０によって第二導電型側電極２７の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極２８等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０１２０】
また、第一導電型半導体層（この実施形態では第一導電型クラッド層２４）、第二導電型半導体層（この実施形態では第二導電型クラッド層２６）のサブマウント側（第１の光取り出し方向の反対側）の表面の露出部分も短絡防止のために、通常は図に示すように絶縁層３０で被覆される。
【０１２１】
絶縁層３０と各電極２７、２８とのこのような位置関係により、プロセスダメージの少ない工程により製造することが可能である。
【０１２２】
タイプＡの発光素子１０では、以上のように、プロセスダメージ、フリップチップマウントを実施した際の放熱性、絶縁性等が総合的に考慮された絶縁層３０の配置となっている。
【０１２３】
さらに、タイプＡの発光素子１０は、第一導電型半導体層（この実施形態では第一導電型クラッド層２４）より第１の光取り出し方向側に、光均一化層２３を有している。光均一化層２３は、詳細は後述するが、適度な光閉じ込め効果を有し、活性層構造２５で発光した光は、局在することなく光均一化層全体に分布する。そのため、基板２１の第１の光取り出し方向側の面５０ａから見たとき、第一導電型側電極２８の取り出しのために活性構造層２５がない非発光部に対応する領域にも光が分布し、また活性構造層２５での発光にムラがあっても、均一化するように光が分布する。さらに、光均一化層２３の周囲は絶縁層３０で被覆されているため、絶縁層３０の発光波長に対する反射率を高めることで、光均一化層２３内での光閉じ込め効果が上がり、面内均一性がさらに向上する。
【０１２４】
以下に、タイプＡの発光素子１０を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０１２５】
＜基板＞
基板は、光学的に発光素子の発光波長に対しておおよそ透明であれば、材料等は特に限定されない。ここでおおよそ透明とは、発光波長に対する吸収が無いか、あるいは、吸収が存在しても、基板での吸収によって光出力が５０％以上低減しないものである。
【０１２６】
基板は、電気的には絶縁性基板であることが好ましい。これは、フリップチップマウントをした際に、たとえハンダ材などが基板周辺に付着しても、発光素子への電流注入には影響を与えないからである。具体的な材料としては、例えばＩｎＡｌＧａＮ系発光材料またはＩｎＡｌＢＧａＮ系材料をその上に薄膜結晶成長させるためは、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３、およびＭｇＯから選ばれることが望ましく、特にサファイア、ＧａＮ、ＺｎＯ基板が好ましい。特にＧａＮ基板を用いる際には、そのＳｉのドーピング濃度は、意図的にアンドープ基板を用いる場合には、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ濃度以下が望ましく、さらに望ましくは８×１０１７ｃｍ−３以下であることが、電気抵抗の観点と結晶性の観点からが望ましい。
【０１２７】
タイプＡの発光素子で使用される基板は、いわゆる面指数によって完全に確定されるジャスト基板だけではなく、薄膜結晶成長の際の結晶性を制御する観点から、いわゆるオフ基板（ｍｉｓｓ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であることもできる。オフ基板は、ステップフローモードでの良好な結晶成長を促進する効果を有するため、素子のモフォロジ改善にも効果があり、基板として広く使用される。たとえば、サファイアのｃ＋面基板を基板としてＩｎＡｌＧａＮ系材料の結晶成長用基板として使用する際には、ｍ＋方向に０．２度程度傾いた面を使用することが好ましい。オフ基板としては、０．１〜０．２度程度の微傾斜を持つものが広く一般的に用いられるが、サファイア上に形成されたＩｎＡｌＧａＮ系材料においては、活性層構造内の発光ポイントである量子井戸層にかかる圧電効果による電界を打ち消すために、比較的大きなオフ角度をつけることも可能である。
【０１２８】
基板は、ＭＯＣＶＤやＭＢＥ等の結晶成長技術を利用して化合物半導体発光素子を製造するために、あらかじめ化学エッチングや熱処理等を施しておいてもよい。また、後述するバッファ層との関係で、意図的に凹凸をつけた基板に加工しておき、これによって、薄膜結晶層と基板との界面で発生する貫通転移を発光素子の活性層近傍に導入しないようにすることも可能である。
【０１２９】
タイプＡの発光素子においては、後述する光均一化層に光を閉じ込めて、同時に層内に分布するように導波するために、基板は、化合物半導体発光素子の発光波長における屈折率（ｎｓｂ）が、光均一化層の平均的屈折率（ｎｏｃ）よりも相対的に小さいことが望ましい。
【０１３０】
基板の厚みとしては、１実施形態においては、素子作成初期においては、通常２５０〜７００μｍ程度のものであり、発光素子の結晶成長、素子作製プロセスにおける機械的強度が確保されるようにしておくのが普通である。これを用いて薄膜結晶層を成長した後に、各々の素子に分離しやすくするために、適宜、研磨工程によってプロセス途中で薄くし、最終的に装置としては１００μｍ厚程度以下となっていることが望ましい。また、通常３０μｍ以上の厚みである。
【０１３１】
異なる実施形態では、基板の厚さは、従来とは異なり厚いものでもよく、３５０μｍ程度、さらには４００μｍ、または５００μｍ程度の厚みがあってもよい。
【０１３２】
また、後述する光均一化層に光を閉じ込めて導波するために、導波路に対する相対的に低屈折率層となるように基板を選んだ場合には、基板の物理厚みは、発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、基板の平均的屈折率をｎｓｂとした際に、４λ／ｎｓｂよりも厚いことが望ましい。
【０１３３】
さらに、基板の第１の光取り出し方向側の面に、いわゆる低反射コーティング層あるいは低反射光学膜が形成されていることが望ましい。基板−空気界面の屈折率差による反射を抑制し、高出力化、素子の高効率化を図ることができる。ここで、光均一化層側から（バッファ層が存在するときはバッファ層から）基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることが好ましい。たとえば基板がサファイアである場合には、低反射コーティング膜としてＭｇＦ２等を用いることが望ましい。発光波長における基板の屈折率ｎｓに対して、低反射コーティング膜の屈折率が、√ｎｓに近いことが望ましいので、サファイアの屈折率の平方根に対して、ＭｇＦ２の屈折率が近いからである。
【０１３４】
タイプＡの発光素子においては、基板の第１の光取り出し方向側の面が、平坦でない面または粗面であることも好ましい。これにより量子井戸層内で発光した光を高効率で取り出すことが可能になり、素子の高出力化、高効率化の観点で望ましい。また、素子の発光波長をλ（ｎｍ）とすると、その粗面の程度は、平均粗さＲａ（ｎｍ）が、
λ/５（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜１０×λ（ｎｍ）
を満たすことが望ましく、
λ/２（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜２×λ（ｎｍ）
を満たすことがより望ましい。
【０１３５】
＜バッファ層＞
バッファ層は、基板上に薄膜結晶成長する上で、転移の抑制、基板結晶の不完全性の緩和、基板結晶と所望の薄膜結晶成長層との各種の相互不整合の軽減など、主に薄膜結晶成長のための目的のために形成される。
【０１３６】
バッファ層は、薄膜結晶成長で成膜され、本発明で望ましい形態であるＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料、ＩｎＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＡｌＮ系材料、ＧａＮ系材料などを異種基板上に薄膜結晶成長する際には、必ずしも基板との格子定数のマッチングが確保されないので、バッファ層は特に重要である。たとえば、薄膜結晶成長層を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で成長する際には、６００℃近傍の低温成長ＡｌＮ層をバッファ層に用いたり、あるいは５００℃近傍で形成した低温成長ＧａＮ層を用いたりすることも出来る。また、８００℃から１０００℃程度の高温で成長したＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＢＧａＮなども使用可能である。これらの層は一般に薄く５〜４０ｎｍ程度である。
【０１３７】
バッファ層は必ずしも単一の層である必要はなく、低温で成長したＧａＮバッファ層の上に、結晶性をより改善するために、ドーピングを施さない１０００℃程度の温度で成長したＧａＮ層を数μｍ程度有するようにしてもかまわない。実際には、このような厚膜バッファ層を有することが普通であって、その厚みは０．５〜７μｍ程度である。バッファ層は、Ｓｉ等でドーピングされていてもよいし、バッファ層内にドーピング層とアンドープ層を積層して形成することも可能である。
【０１３８】
典型的な実施形態としては、基板に接して３５０℃〜６５０℃未満程度の低温で薄膜結晶成長させた低温バッファ層と、６５０℃〜１１００℃程度の高温で薄膜結晶成長させた高温バッファ層の２層構造のものが挙げられる。また、基板がＧａＮであるときには、バッファ層のすべてを９００℃以上の高温にて形成したＧａＮとすることができる。
【０１３９】
また、バッファ層の形成に関しては、いわゆるマイクロチャネルエピタキシーの一種である横方向成長技術（ＥＬＯ）も使用可能であり、これによってサファイア等の基板とＩｎＡｌＧａＮ系材料の間で発生する貫通転移の密度を大幅に低減することも可能である。さらに基板の表面に凹凸の加工を施したような加工基板を使用する際にも、横方向成長をさせる際に転位の一部を消滅させることが可能であって、このような基板とバッファ層の組み合わせをタイプＡの発光素子に適応する事は好ましい。さらに、この際には基板上に形成された凹凸によって光取り出し効率が向上する効果もあって、好ましい。
【０１４０】
タイプＡの発光素子においては、バッファ層は後述する光均一化層と一体となって、第１の光取り出し方向側の面での光強度の均一性を上げるために光閉じ込めを実現するようにしてもかまわない。また、バッファ層の一部または全部が光均一化層を兼ねていてもよい。
【０１４１】
また、バッファ層は装置間分離溝の露出部分になる場合もあるが、露出部分はアンドープ部分であることが好ましい。これにより、装置組み立て時のハンダ等による絶縁不良を抑制することができる。
【０１４２】
＜光均一化層＞
タイプＡの発光素子の光均一化層は、活性層構造で発光した光を、一旦、層内に閉じ込めて分布させることで光の一部をリークしながらもゆるやかに導波し、また場合によっては光を散乱、多重反射、薄膜干渉を引き起こすなどの効果を発現し、発光素子の第１の光取り出し方向側の面での均一性を向上するための層である。
【０１４３】
光均一化層２３は、化合物半導体層で形成されることが好ましく、図１-１Ａ、図１-２Ａおよびその他の図面に示すように、バッファ層が存在し、そしてバッファ層と第一導電型半導体層（第一導電型クラッド層）の間に存在することが望ましい。また、成膜方法は特に制限はないが、発光素子を簡便に作製するために、他の薄膜結晶層と同時に、薄膜結晶成長技術を用いて作製することが望ましい。
【０１４４】
タイプＡの発光素子において、光均一化層は、少なくとも層内に光の閉じ込めが生じるように、即ち光の分布密度が高くなるようにその屈折率が選ばれる。従って、光均一化層の平均屈折率（ｎｏｃ）は、第一導電型クラッド層の平均屈折率より大きく、また基板がある態様では基板の平均屈折率（ｎｓｂ）より大きい。特に光均一化層と活性層構造の間に存在する第一導電型半導体層の平均屈折率（ｎ１）より大きくすることが好ましい。またバッファ層の平均屈折率（ｎｂｆ）以上であり、特にバッファ層の平均屈折率より大きいことが好ましい。また、光均一化層を構成する材料は、量子井戸層から発せられる光に対して透明であることが特に好ましい。ＩｎＡｌＧａＮ系等のＩＩＩ―Ｖ族窒化物に基づく発光素子である場合には、活性層構造から発せられる光が吸収されない程度にＩｎやＡｌを含有することも望ましく、特に屈折率を高める観点ではＩｎを含むことが好ましい。
【０１４５】
また、光均一化層は、単層である必要はなく、複数の層で構成されてもよい。複数の層で構成されるとき、例えば、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＮおよびＧａＮ等の層が複数存在してもよいし、超格子構造であってもよい。また、量子ドットのような構造を内在してもよく、素子の発光波長程度の大きさを有するような場合には、これによって、光の散乱を誘発させたりするも可能である。さらに光均一化層を薄膜結晶成長し、一度結晶成長を中断し、適宜その表面に凹凸をつける等の加工を施し、さらに薄膜結晶成長を実施して適宜光の散乱、多重反射、薄膜干渉等を引き起こすようにすることも可能である。
【０１４６】
ここで、各層の平均屈折率（ｎａｖ）は、その層を構成するｎ種類の材料それぞれの屈折率（ｎｘ）に対して、その材料の物理的な厚み（ｔｘ）との積をとり、これを全体の厚みで除した値であり、
ｎａｖ＝（ｎ１×ｔ１＋ｎ２×ｔ２＋・・・＋ｎｎ×ｔｎ）／（ｔ１＋ｔ２＋・・・＋ｔｎ）で計算される。
【０１４７】
光均一化層の例としては、たとえば、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮ、バッファ層がアンドープＧａＮ、基板がサファイアであった場合には、光均一化層として単層のアンドープＧａＮが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０１４８】
また、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、その発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮとｎ−ＡｌＧａＮ層からなり、バッファ層がアンドープＧａＮとＳｉドープＧａＮの積層構造、基板がサファイアであった場合には、光均一化層として単層のアンドープＧａＮが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０１４９】
また、活性層構造がＩｎａＧａ１−ａＮの組成の量子井戸層を有し、その発光波長が４６０ｎｍ、第一導電型クラッド層がｎ−ＧａＮとｎ−ＡｌＧａＮ層からなり、バッファ層がアンドープＧａＮとＳｉドープＧａＮの積層構造、基板がＳｉドープＧａＮであった場合には、光均一化層として厚膜のアンドープＧａＮ中に発光波長に透明な組成のＩｎｂＧａ１−ｂＮを所望の厚みで所望の数有する多層構造などが使用可能である。なお、一般に、半導体材料の、その材料に透明な波長における屈折率はキャリア濃度が高いほど小さくなる傾向がある。
【０１５０】
これらのような構造において、さらに光均一化層としては、ＩｎｂＧａ１−ｂＮおよびＩｎｃＡｌｄＧａ１−ｃ−ｄＮ等の材料を含む場合も望ましく、その組成ｂ、ｃ、ｄと厚み等を適宜選択することにより、波長４６０ｎｍで透明で、かつ第一導電型半導体層に含まれることがあるｎ−ＧａＮ、バッファ層に含まれることのあるアンドープＧａＮ、基板として含まれることのあるサファイア、ＧａＮ等よりも屈折率を大きくできるので、光均一化層として使用可能であり、それらを単層で、またはそれらとアンドープＧａＮ層とから選ばれる複数の積層構造として使用してもよい。
【０１５１】
また、光均一化層が化合物半導体発光素子の発光波長を吸収しないようにＩｎ組成、ＩｎＧａＮ層の厚みを設定したＩｎＧａＮ層とＧａＮ層からなる超格子・量子井戸構造を有することも好ましい。
【０１５２】
また、光均一化層は、量子井戸層から発せられた光の一部を受けて層内に光を伝播するマルチモード光導波路として機能するように、その厚みが選ばれることも重要である。
【０１５３】
光均一化層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）で表し、発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、光均一化層の平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、基板の平均屈折率をｎｓｂで表したとき、光均一化層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義する。また、光均一化層と基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義する。そして、光均一化層を第一導電型半導体層の平均屈折率ではさまれた対称スラブ導波路とみなすと、その導波路がマルチモードとなる条件は規格化周波数がπ/２以上であればよいから
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されることが望ましい。また、同時に、仮に光均一化層が基板の平均屈折率ではさまれた対称スラブ導波路とみなした際に、その導波路がマルチモードとなる条件は、規格化周波数がπ/２以上であればよいから
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
も満たすようにｔｏｃが選択されることが望ましい。
【０１５４】
具体的には、たとえば波長４６０ｎｍにおいて光均一化層の平均屈折率が２．５０であって、基板の平均屈折率が１．７０であったとすると、光均一化層の厚みとしては、約０．１３μｍ以上であれば、上式を満たすこととなる。また、たとえば波長４６０ｎｍにおいて光均一化層の平均屈折率が２．５０であって、第一導電型半導体層の平均屈折率が２．４９９であったとすると、光均一化層の厚みとしては、約３．３μｍ以上であれば、上式を満たすこととなる。このように、光均一化層の厚みは、基板を有する場合には基板の平均屈折率、光均一化層の平均屈折率、第一導電型半導体層の平均屈折率によって適宜選択が可能であるが、総じていえば、１〜７μｍが好ましく、さらに３〜５μｍがよりこのましい。
【０１５５】
このようにして、光の閉じ込めとゆるやかなリークが実現し、構造によっては、同時に光を散乱、多重反射、薄膜干渉を引き起こすなどの効果も発現するマルチモード導波路を実現することによって、発光素子は第１の光取り出し方向側の面において均一な発光を実現しやすくなる。
【０１５６】
なお、光均一化層に極端に光を閉じ込めると、発光素子は、発光の均一性は向上するものの、光取り出しがしにくくなることから、光均一化層の厚み、材料、構造、構成、屈折率等を適宜選択し、ある程度リーキーでありながら導波が生じるようにすることが好ましい。特にその厚みに関しては、光均一化層の厚みを極端に厚くしてしまい、導波路の光閉じ込めを過剰にすることも望ましくなく、例えば、その上限は３０μｍ以下であることが望ましく、１０μｍ以下であることがより望ましく、５μｍ以下であることが最も望ましい。
【０１５７】
タイプＡの発光素子の光均一化層は、導電性であっても絶縁性であってもどちらでもよいが、ハンダ等による短絡をより確実に防止するという点では、絶縁性が好ましい。例えば層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が０．５（Ω・ｃｍ）以上であることが好ましい。さらに好ましくは、１．０（Ω・ｃｍ）以上であり、さらに好ましくは１．５（Ω・ｃｍ）以上、最も好ましくは５（Ω・ｃｍ）以上である。比抵抗が高いためには、光均一化層はアンドープであることが望ましい。また、光均一化層が複数の層からなる場合などにおいては、一部ドーピングされている層があっても、これがアンドープ層の間にあれば問題はない。この場合、第一導電型半導体層（例えば第一導電型クラッド層）に隣接する層が上記の比抵抗を有していればよい。また、一般的に半導体においては、その材料に対して透明な波長領域では、同一の材料であっても、アンドープ層の屈折率が意図的にドーピングされ多数のキャリアを有する層よりも屈折率が高くなるので、光学的な特性から考えても、また、電気的特性から考えても、アンドープ層は好ましい。特に、光均一化層が装置端の露出部分となる場合には、露出部分はアンドープ部分であることが好ましい。これにより、装置組み立て時のハンダ等による絶縁不良を抑制することができる。
【０１５８】
タイプＡの発光素子においては、光均一化層は、光を分布・遍在させるのに対し、前述のバッファ層は基板上に結晶成長するときに各種の不整合の軽減を図るものであるので、その機能は異なる。しかし、同一の層が２つの機能を同時に有することがある。また、光均一化層またはバッファ層が複数の層で構成されているとき、一部の層が２つの機能を有する場合もある。さらに組成が同一でも成長方法・条件が異なる場合には、一方の機能しか有さない場合もある。
【０１５９】
また、タイプＡの発光素子では、露出した光均一化層の側面は、絶縁層で覆われている。これにより、発光素子をサブマウント等にフリップチップマウントした際に、薄膜結晶層の側壁などでのハンダによる短絡等の発生を防止できる。
【０１６０】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＡの発光素子の代表的実施形態では、図１-１Ａに示すように光均一化層２３に接して、第一導電型クラッド層２４が存在する。第一導電型クラッド層２４は、後述する活性層構造２５に対して、後述する第二導電型クラッド層２６と共に機能して、キャリアを効率よく注入し、かつ、活性層構造２５からのオーバーフローも抑制し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。また、あわせて活性層構造近傍への光の閉じ込めにも寄与し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。第一導電型半導体層は、上記のクラッド機能を有する層に加えて、コンタクト層のように素子の機能向上のため、または製造上の理由により、第一導電型にドープされた層を含むものである。広義には、第一導電型半導体層の全体を第一導電型クラッド層と考えてもよく、その場合にはコンタクト層等は、第一導電型クラッド層の一部と見ることもできる。
【０１６１】
一般的に第一導電型クラッド層は、後述する活性層構造の平均的屈折率より小さな屈折率を有する材料で、かつ、後述する活性層構造の平均的なバンドギャップよりも大きな材料で構成されることが望ましい。さらに、第一導電型クラッド層は、活性層構造内の特にバリア層との関係において、いわゆるタイプＩ型のバンドラインナップとなる材料で構成されるのが一般的である。このような指針の元で、第一導電型クラッド層材料としては、所望の発光波長を実現するために準備される基板、バッファ層、活性層構造等に鑑みて、適宜選択することができる。
【０１６２】
例えば、基板としてＣ＋面サファイアを使用し、バッファ層として低温成長したＧａＮと高温成長したＧａＮの積層構造を使用する場合には、第一導電型クラッド層としてＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＡｌＧａＩｎＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料、もしくはその多層構造を用いることができる。
【０１６３】
第一導電型クラッド層のキャリア濃度としては、下限としては１×１０１７ｃｍ−３以上が好ましく、５×１０１７ｃｍ−３以上がより好ましく、１×１０１８ｃｍ−３以上が最も好ましい。上限としては５×１０１９ｃｍ−３以下が好ましく、１×１０１９ｃｍ−３以下がより好ましく、７×１０１８ｃｍ−３以下が最も好ましい。また、ここでは、第一導電型がｎ型の場合、ドーパントとしては、Ｓｉが最も望ましい。
【０１６４】
第一導電型クラッド層の構造は、図１-１Ａの一例では単一の層からなる第一導電型クラッド層を示すが、第一導電型クラッド層は、２層以上の層からなるものであってもよい。この場合には、たとえばＧａＮ系材料とＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料、ＡｌＮ系材料を使用することも可能である。また第一導電型クラッド層の全体を異種材料の積層構造として超格子構造とすることもできる。さらに、第一導電型クラッド層内において、前述のキャリア濃度を変化させることも可能である。
【０１６５】
第一導電型クラッド層の第一導電型側電極と接触している部分においては、そのキャリア濃度を意図的に高くして、当該電極との接触抵抗を低減することも可能である。
【０１６６】
第一導電型クラッド層の一部はエッチングされており、かつ、第一導電型クラッド層の露出した側壁、エッチングされた部分などは、後述する第一導電型側電極との接触を実現する第一電流注入領域を除いて、すべて絶縁層で覆われている構造が望ましい。
【０１６７】
第一導電型クラッド層に加えて、第一導電型半導体層として、必要によりさらに異なる層が存在してもよい。例えば、電極との接続部にキャリアの注入を容易にするためのコンタクト層が含まれていてもよい。また、各層を、組成または形成条件等の異なる複数の層に分けて構成してもよい。
【０１６８】
＜活性層構造＞
第一導電型クラッド層２４の上には、活性層構造２５が形成されている。活性層構造とは、前述の第一導電型クラッド層と、後述する第二導電型クラッド層から注入される、電子と正孔（あるいは正孔と電子）が再結合して発光する層である量子井戸層を含み、かつ、量子井戸層に隣接して配置される、あるいは、量子井戸層とクラッド層間に配置されるバリア層をも含む構造を指す。ここで、本発明のひとつの目的である高出力化、高効率化を実現するためには、活性層構造中の量子井戸層の層数をＷ、バリア層の層数をＢとすると、Ｂ＝Ｗ＋１を満たすことが望ましい。すなわち、クラッド層と活性層構造の全体の層の関係は、「第一導電型クラッド層、活性層構造、第二導電型クラッド層」と形成され、活性層構造は、「バリア層、量子井戸層、バリア層」、あるいは、「バリア層、量子井戸層、バリア層、量子井戸層、バリア層」のように形成されることが、高出力化のために望ましい。図１-４に、５層の量子井戸層と、６層のバリア層が積層された構造を模式的に示す。
【０１６９】
ここで、量子井戸層においては量子サイズ効果を発現させて、発光効率を高めるために、その層厚はド・ブロイ波長と同程度に薄い層である。このため、高出力化を実現するためには、単層の量子井戸層のみではなく、複数の量子井戸層を設けてこれを分離して活性層構造とすることが望ましい。この際に各量子井戸層間の結合を制御しつつ分離する層がバリア層である。また、バリア層は、クラッド層と量子井戸層の分離のためにも存在することが望ましい。たとえば、クラッド層がＡｌＧａＮからなり、量子井戸層がＩｎＧａＮからなる場合には、この間にＧａＮからなるバリア層が存在する形態が望ましい。これは結晶成長の最適温度が異なる場合の変更も容易にできるので、薄膜結晶成長の観点からも望ましい。また、クラッド層が、最もバンドギャップの広いＩｎＡｌＧａＮからなり、量子井戸層が最もバンドギャップの狭いＩｎＡｌＧａＮからなる場合は、バリア層にその中間のバンドギャップを有するＩｎＡｌＧａＮを用いることも可能である。さらに、一般にクラッド層と量子井戸層との間のバンドギャップの差は、バリア層と量子井戸層の間のバンドギャップの差よりも大きく、量子井戸層へのキャリアの注入効率を考えても、量子井戸層はクラッド層に直接隣接しないことが望ましい。
【０１７０】
量子井戸層は意図的なドーピングは実施しないほうが望ましい。一方、バリア層には、ドーピングを施して、系全体の抵抗を下げるなどのことを実施するのが望ましい。特に、バリア層にはｎ型のドーパント、特にＳｉをドーピングするのが望ましい。これは、ｐ型のドーパントであるＭｇはデバイス内では拡散しやすく、高出力動作時においては、Ｍｇの拡散を抑制することが重要となる。このために、Ｓｉは有効であって、バリア層にはＳｉがドーピングされていることが望ましい。但し量子井戸層とバリア層との界面においては、ド−ピングを実施しないほうが望ましい。
【０１７１】
１つの素子の活性層構造側壁は、図１-１Ａに示される通り、絶縁層３０で覆われていることが望ましい。このようにすると、作製された素子をフリップチップボンドする際には、活性層構造の側壁におけるハンダ等による短絡が発生しない利点がある。
【０１７２】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
第二導電型クラッド層２６は、前述の活性層構造２５に対して、前述の第一導電型クラッド層２４と共に、キャリアを効率よく注入し、かつ、活性層構造からのオーバーフローも抑制し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。また、あわせて活性層構造近傍への光の閉じ込めにも寄与し、量子井戸層における発光を高効率で実現するための機能を有している。第二導電型半導体層は、上記のクラッド機能を有する層に加えて、コンタクト層のように装置の機能向上のため、または製造上の理由により、第二導電型にドープされた層を含むものである。広義には、第二導電型半導体層の全体を第二導電型クラッド層と考えてもよく、その場合にはコンタクト層等は、第二導電型クラッド層の一部と見ることもできる。
【０１７３】
一般的に第二導電型クラッド層は、前述の活性層構造の平均的屈折率より小さな屈折率を有する材料で、かつ、前述の活性層構造の平均的なバンドギャップよりも大きな材料で構成されることが望ましい。さらに、第二導電型クラッド層は、活性層構造内の特にバリア層との関係において、いわゆるタイプＩ型のバンドラインナップとなる材料で構成されるのが一般的である。このような指針の元で、第二導電型クラッド層材料としては、所望の発光波長を実現するために準備される基板、バッファ層、活性層構造等に鑑みて、適宜選択することができる。例えば、基板としてＣ＋面サファイアを使用し、バッファ層としてＧａＮを使用する場合には、第二導電型クラッド層としてＧａＮ系材料、ＡｌＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＡｌＧａＩｎＮ系材料、ＡｌＧａＢＩｎＮ系材料等を用いることができる。また、上記材料の積層構造であってもかまわない。また、第一導電型クラッド層と第二導電型クラッド層は同じ材料で構成することも可能である。
【０１７４】
第二導電型クラッド層のキャリア濃度としては、下限としては１×１０１７ｃｍ−３以上が好ましく、４×１０１７ｃｍ−３以上がより好ましく、５×１０１７ｃｍ−３以上がさらに好ましく７×１０１７ｃｍ−３以上が最も好ましい。上限としては７×１０１８ｃｍ−３以下が好ましく、３×１０１８ｃｍ−３以下がより好ましく、２×１０１８ｃｍ−３以下が最も好ましい。また、ここでは、第二導電型がｐ型の場合ドーパントとしては、Ｍｇが最も望ましい。
【０１７５】
第二導電型クラッド層の構造は、図１-１Ａの一例では単一の層で形成された例を示しているが、第二導電型クラッド層は、２層以上の層からなるものであってもよい。この場合には、たとえばＧａＮ系材料とＡｌＧａＮ系材料を使用することも可能である。また第二導電型クラッド層の全体を異種材料の積層構造からなる超格子構造とすることもできる。さらに、第二導電型クラッド層内において、前述のキャリア濃度を変化させることも可能である。
【０１７６】
一般に、ＧａＮ系材料においてはｎ型ドーパントがＳｉであって、かつ、ｐ型ドーパントがＭｇである場合には、ｐ型ＧａＮ、ｐ型ＡｌＧａＮ、ｐ型ＡｌＩｎＧａＮの結晶性は、ｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌＧａＮ、ｎ型ＡｌＩｎＧａＮにはそれぞれ及ばない。このため、素子作製においては、結晶性の劣るｐ型クラッド層を活性層構造の結晶成長後に実施することが望ましく、この観点で、第一導電型がｎ型で、第二導電型がｐ型である場合が望ましい。
【０１７７】
また、結晶性の劣るｐ型クラッド層（これは、望ましい形態をとった場合の第二導電型クラッド層に相当する）の厚みは、ある程度薄いほうが望ましい。これは、フリップチップボンディングを実施するタイプＡの発光素子においては、基板側が第１の光の取り出し方向となるため、後述する第二導電型側電極側からの光の取り出しを考慮する必要がなく、大面積の厚膜電極を形成することが可能である。このため、フェイスアップマウントを実施する際のように、第二導電型側クラッド層における横方向への電流拡散を期待する必要がなく、第二導電型側クラッド層は、ある程度薄くすることが素子構造からも有利である。但し、極端に薄い場合には、キャリアの注入効率が低下してしまうため、最適値が存在する。第二導電型側クラッド層の厚みは、適宜選択可能であるが、０．０５μｍから０．３μｍが望ましく、０．１μｍから０．２μｍが最も望ましい。
【０１７８】
第二導電型クラッド層の第二導電型側電極と接触している部分においては、そのキャリア濃度を意図的に高くして、当該電極との接触抵抗を低減することも可能である。
【０１７９】
第二導電型クラッド層の露出した側壁は、後述する第二導電型側電極との接触を実現した第二電流注入領域を除いて、すべて絶縁層で覆われている構造であることが望ましい。
【０１８０】
さらに、第二導電型クラッド層に加えて、第二導電型半導体層として、必要によりさらに異なる層が存在してもよい。例えば、電極と接する部分にキャリアの注入を容易にするためのコンタクト層が含まれていてもよい。また、各層を、組成または形成条件等の異なる複数の層に分けて構成してもよい。
【０１８１】
尚、本発明の要旨に反しない限り、薄膜結晶層として、必要により上述のカテゴリに入らない層を形成してもよい。
【０１８２】
＜第二導電型側電極＞
第二導電型側電極は、第二導電型の窒化物化合物半導体と良好なオーム性接触を実現し、かつ、フリップチップマウントをした際には、良好な発光波長帯域における反射ミラーとなり、また、フリップチップマウントした際に、ハンダ材などによるサブマウントなどとの良好な接着を実現するものである。本目的のためには、適宜材料選択が可能であり、第二導電型側電極は単一の層であっても、複数の層からなる場合でもかまわない。一般には、電極に要請される複数の目的を達するために、複数の層構成をとるのが普通である。
【０１８３】
また、第二導電型がｐ型で第二導電型側クラッド層の第二導電型側電極側がＧａＮである場合には、第二導電型側電極を構成する材料として、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕのいずれか、またはそれらの２種以上の元素を含む材料が好ましい。この電極は、多層構造であってもよく、少なくとも１層は上記元素を含む材料で形成され、好ましくは各層が上記元素を含み構成成分（種類および／または比率）が異なる材料で構成される。電極構成材料は、好ましくは単体金属または合金である。
【０１８４】
特に好ましい実施形態では、第二導電型側電極のｐ側クラッド層側の第一層目はＮｉであり、第二導電型側電極のｐ側クラッド層側と反対側の表面はＡｕである。これは、Ｎｉの仕事関数の絶対値が大きく、ｐ型材料にとって都合がよく、また、Ａｕは、後述するプロセスダメージに対する耐性、マウントの都合などを考えると最表面の材料として好ましい。
【０１８５】
第二導電型側電極は、第二導電型のキャリアを注入可能であれば、薄膜結晶層のどの層と接してもよく、例えば第二導電型側コンタクト層が設けられるときは、それに接するように形成される。
【０１８６】
＜第一導電型側電極＞
第一導電型側電極は第一導電型の窒化物化合物半導体と良好なオーム性接触を実現し、かつ、フリップチップマウントをした際には、良好な発光波長帯域における反射ミラーとなり、また、フリップチップマウントした際に、ハンダ材等によるサブマウントなどとの良好な接着を実現するものであって、本目的のためには、適宜材料選択が可能である。第一導電型側電極は単一の層であっても、複数の層からなる場合でもかまわない。一般には、電極に要請される複数の目的を達するために、複数の層構成をとるのが普通である。
【０１８７】
第一導電型がｎ型であるとすると、ｎ側電極は、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏのいずれか、またはそれらの２種以上の元素を含む材料が好ましい。この電極は、多層構造であってもよく、少なくとも１層は上記元素を含む材料で形成され、好ましくは各層が上記元素を含み構成成分（種類および／または比率）が異なる材料で構成される。電極構成材料は、好ましくは単体金属または合金である。これらは、これらの金属の仕事関数の絶対値が小さいためである。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向の反対側には、Ａｌが露出するのが普通である。
【０１８８】
タイプＡの発光素子においては、第一導電型側電極は第一電流注入領域の大きさよりも大きな面積に形成され、かつ、第一導電型側電極と第二導電型側電極は、空間的に重なりを有さないことが望ましい。これは、発光素子をハンダなどでフリップチップマウントした際に、サブマウントなどとの十分な密着性を確保するに十分な面積を確保しつつ、第二導電型側電極と第一導電型側電極との間のハンダ材等による意図しない短絡を防止するのに十分な間隔を確保するために重要である。
【０１８９】
ここで、第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅は１５μｍ以上であることが望ましい。これはフォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によって形成することが好ましい第一導電型側電極の形成プロセスにおけるマージンが必要であるからである。
【０１９０】
第一導電型側電極は、第一導電型のキャリアを注入可能であれば、薄膜結晶層のどの層と接してもよく、例えば第一導電型側コンタクト層が設けられるときは、それに接するように形成される。
【０１９１】
＜絶縁層＞
絶縁層３０は、フリップチップマウントを実施した際に、マウント用のハンダ、導電性ペースト材等が「第二導電型側電極と第一導電型側電極の間」、「活性層構造などの薄膜結晶層の側壁」に回りこんで、意図しない短絡が発生しないようにするためのものである。構造および形状については前述したとおりである。
【０１９２】
絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、材料は適宜選択することができる。例えば、単層の酸化物、窒化物、フッ化物等が好ましく、具体的には、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘ、ＭｇＦｘ等から選ばれることが好ましい。これらは、長期に渡って安定に絶縁性を確保できる。
【０１９３】
一方、絶縁層３０を絶縁物の多層膜とすることも可能である。これは、誘電体多層膜となるので、絶縁層内の誘電体の屈折率を適宜調整することによって、発光素子内で発生した光に対して光学的機能を発現させられるからである。
【０１９４】
また、その材料の安定性、屈折率の範囲から考えて、誘電体膜中に、フッ化物が含まれることは望ましく、かつ、具体的にはＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘ、ＭｇＦｘのいずれかが含まれることが望ましい。
【０１９５】
＜サブマウント＞
サブマウント４０は、金属層を有し、フリップチップマウントをした素子への電流注入と放熱の機能を併せ持つものである。サブマウントの母材は、金属、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮ、ＣｕＷのいずれかであることが望ましい。これら材料は、放熱性に優れ、高出力の発光素子に不可避である発熱の問題を効率よく抑制できて望ましい。またＡｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス等も安価であってサブマウントの母材として利用範囲が広く好ましい。尚、サブマウントの母材を金属から選択する際には、その周りを耐エッチング性のある誘電体等で覆う事が望ましい。金属の母材としては、発光素子の発光波長における反射率の高い材料が望ましく、Ａｌ、Ａｇ等が望ましい。また、誘電体等で覆う際には、各種ＣＶＤ法で形成したＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等が望ましい。
【０１９６】
発光素子は各種ハンダ材、ペースト材によってサブマウント上の金属層に接合される。素子の高出力動作と高効率な発光のために放熱性を十分に確保するためには、特に金属ハンダによって接合されることが望ましい。金属ハンダとしては、Ｉｎ、ＩｎＡｇ、ＰｂＳｎ、ＳｎＡｇ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉ等を挙げることができる。これらハンダは安定であって、使用温度環境等に照らして適宜選択可能である。
【０１９７】
また、タイプＡの発光素子の複数個を１つのサブマウントに搭載することも可能であり、サブマウント上の金属配線を自在に変化させることで、１つのサブマウント上の各発光素子を並列接続にも、直列接続にもすることも、あるいはこれらを混在させることも可能である。
【０１９８】
〔タイプＡの発光素子の製造方法〕
【０１９９】
次に、タイプＡの発光素子の製造方法について説明する。代表的形態の製造方法について、説明する。
【０２００】
＜製造方法の実施形態１＞
製造方法の実施形態１では、図１-１Ａに示す発光素子を主として、さらに図１-１Ｃおよび図１-１Ｄに示す発光素子の製造方法を説明する。図１-５に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、光均一化層２３、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。これらの薄膜結晶層の形成には、ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＰＥＤ法、ＶＰＥ法、ＬＰＥ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０２０１】
薄膜結晶層成長の後、本発明において図１-１Ａ、図１-１Ｂ、図１-３Ａに示された形状を実現するためには、図１-５に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層の形成工程を第二導電型側電極の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０２０２】
また、タイプＡの発光素子において第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からもタイプＡの発光素子の製造では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０２０３】
なお、第二導電型側電極が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０２０４】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０２０５】
第二導電型側電極２７を形成した後、図１-６に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することが目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０２０６】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０２０７】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０２０８】
次に図１-７に示すように、装置間分離溝１３を、第二エッチング工程により形成する。タイプＡの発光素子では、装置間分離溝は、少なくとも第一導電型クラッド層を分断して形成されていることが必要であり、本実施形態では、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、装置を分離するために、スクライブ、ブレーキング等の工程において、薄膜結晶層が形成されている側からダイヤモンドスクライブを実施した際にも、サファイア基板上のＧａＮ系材料の剥離を抑制することが可能である。またレーザスクライブを実施した場合にも、薄膜結晶層にダメージが入らない利点がある。さらに、サファイア基板（ＧａＮ等の他の基板でも同じ）の一部までエッチングして装置間分離溝を形成することも同様に好ましい。
【０２０９】
一方、装置間分離溝が、基板に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝が、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層の側壁に絶縁層を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光素子完成後の形態は、図１-１Ｃおよび図１-１Ｄを参照。）。この場合、溝底面が、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中に形成され、これが発光素子の端において端部段差面になる。溝底面は、エッチングで得られる程度の凹凸を含む面である。尚、溝底面は、素子分離の際にスクライブ等の処理を受けるため、素子分離後の端部段差面は、面としての平面性および層方向との平行性については高くない場合が多い。また、絶縁層で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。
【０２１０】
第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、光均一化層２３およびバッファ層２２の少なくとも一部、場合によっては全部をエッチングすることが必要なことから、３〜７μｍとなることがあり、場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０２１１】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で１０μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、２μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０２１２】
そこで、第二エッチング工程において装置間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０２１３】
金属フッ化物膜は、第一、第二エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０２１４】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、ＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０２１５】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０２１６】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０２１７】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０２１８】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図１-１６に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０２１９】
このような第二エッチング工程により、図１-７に示すように、装置間分離溝１３が形成される。
【０２２０】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程は、どちらの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチング工程を実施することも好ましい。図１-１６に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二エッチングマスク５２を形成する。そして、第二エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。
【０２２１】
形成される装置間分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これらは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０２２２】
尚、タイプＡの説明で定義する「後退側壁面」は、第二エッチング工程、即ち、装置間分離溝形成のときに側壁として現れる側壁面であり、第一エッチングのみで現れる壁面ではない。
【０２２３】
第二エッチング工程の後には、図１-８に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０２２４】
次に、図１-９Ａに示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層上で絶縁層が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で絶縁層が除去されたスクライブ領域１４を形成する。第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極の周辺部分が絶縁層によって覆われているように実施する。すなわち第二導電型側電極露出部分の表面積は第二電流注入領域の面積よりも小さい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極の一部が絶縁層に覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ２ｗ）は前述のとおり１５μｍ以上であることが望ましい。さらに望ましくは１００μｍ以上である。絶縁層によって第二導電型側電極の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。
【０２２５】
絶縁層の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０２２６】
スクライブ領域１４の幅としては、すでに説明したように、所定のＬｗｓが得られるように設定することができる。
【０２２７】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、およびスクライブ領域１４の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。尚、装置間分離溝が、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成される場合にも、上記のプロセスで絶縁層を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。
【０２２８】
次に、図１-１０に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。本形態においては、第一導電型側電極は第一電流注入領域の大きさよりも大きな面積に形成され、かつ、第一導電型側電極と第二導電型側電極は、空間的に重なりを有さないことが特徴である。これは、当該素子をハンダなどでフリップチップマウントした際に、サブマウントなどとの十分な密着性を確保するに十分な面積を確保しつつ、第二導電型側電極と第一導電型側電極との間のハンダ材等による意図しない短絡を防止するのに十分な間隔を確保するために重要である。第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ１ｗ）は、前述の範囲になるように設定される。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０２２９】
電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｇおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０２３０】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０２３１】
第一導電型側電極は、この例では、第一導電型クラッド層にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０２３２】
本発明の製造方法では、第一導電型側電極が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい実施形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、もしｎ側電極が第二導電型側電極のように絶縁層の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、本形態においては、第一導電型側電極の形成が絶縁層の形成後かつ絶縁層の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０２３３】
このようにして、図１-１０の構造が形成された後には、各化合物半導体発光素子を１つ１つ分離するために、装置間分離溝を使用して、基板対してダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０２３４】
また、装置間分離溝は、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されている場合もあるが、この場合にも、装置間分離溝を使用して、基板に対してのダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０２３５】
本形態では、素子間分離工程の際に、装置間分離溝に性能に影響を与える薄膜結晶層がないので、薄膜結晶層へのプロセスダメージの導入がない。また、スクライブ領域に絶縁層も存在しないので、スクライブ時に、絶縁層の剥離等が生じる可能性もない。
【０２３６】
傷入れ（スクライブ）が終了した後には、化合物半導体発光素子はブレーキング工程において、１装置ずつに分割され、好ましくはハンダ材料等によってサブマウントに搭載される。
【０２３７】
以上のようにして、図１-１Ａに示した発光素子が完成する。同様に、図１-１Ｃおよび図１-１Ｄに示した発光素子も製造することができる。
【０２３８】
この製造方法では、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極の形成、エッチング工程（第一エッチング工程および第二エッチング工程）、絶縁層の形成、絶縁層の除去（第二導電型側電極露出部分の形成、第一電流注入領域の形成、スクライブ領域の形成）、第一導電型側電極の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極にもダメージのない発光素子を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、この発光素子は、第二導電型側電極、絶縁層、第一導電型側電極がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極は、第二導電型クラッド層（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層を介在しないで接しており、第二導電型側電極の上部周辺には絶縁層で覆われた部分があり、第一導電型側電極と第一導電型側クラッド層（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層が介在している部分が存在している。
【０２３９】
＜製造方法の実施形態２＞
製造方法の実施形態２では、図１-２Ａに示す発光素子を主として、さらに図１-２Ｃ、図１-２Ｄおよび図１-２Ｅに示す発光素子の製造方法を説明する。実施形態２では、実施形態１において絶縁層３０の形成工程までは同一である（図１-５〜図１-８）。その後、実施形態１では、基板面（溝底面）の装置間分離溝の中央部を含む領域のみを除去したが、実施形態２では、図１-９Ｂに示すように、装置間分離溝１３内で基板２１上（即ち、溝底面）の絶縁層３０をすべて除去し、また、溝内の側壁に形成された絶縁層の基板側（即ち、溝底面側）の絶縁層を除去し絶縁層非形成部分１５とする。形成方法として、次のようなプロセスが可能である。まず、装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝内の基板面上の絶縁層の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層がウエットエッチャントで除去され、図１-９Ｂに示したように基板側の側壁に絶縁層が存在しない形状が得られる。
【０２４０】
絶縁層が除去されて露出する側壁は、バッファ層の側壁の少なくとも基板側の部分であり、実施形態によっては、バッファ層２２の側壁の全部を露出させてもよく、また光均一化層２３の側壁の少なくとも一部まで露出させてもよい。光均一化層２３の側壁の一部まで露出させた場合は、図１-２Ａにおいて、バッファ層の側壁が露出し、図１-２Ａ中の絶縁層比形成部分が、光均一化層２３の側壁まで達する。絶縁層が存在しない露出した側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、サブマウントとの接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。このような絶縁層の除去形状は、特に発光素子の製造工程中に、基板を除去する際には、これに付随して絶縁層の剥離など意図しない不具合が発生しないため、望ましい形状である。また、基板の一部までエッチングして装置間分離溝を形成した場合には、溝の壁面のうち、基板部分のみが露出し、バッファ層が絶縁層で被覆されている場合がある。
【０２４１】
実施形態１と同様に、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、および絶縁層非形成部分１５の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。
【０２４２】
その後は、実施形態１と同様のプロセスにより図１-２Ａに示す発光素子を完成することができる。
【０２４３】
製造方法の実施形態２において、実施形態１と同様に、装置間分離溝が、基板に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝が、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層の側壁に絶縁層を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光素子完成後の形態は、図１-２Ｃ、図１-２Ｄおよび図１-２Ｅ。）。この場合、溝底面が、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中に形成され、これが発光素子の端において端部段差面になる。溝底面は、エッチングで得られる程度の凹凸を含む面である。また、絶縁層で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。そして、絶縁層３０を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。その他は実施形態２と同様にして、図１-２Ｃ、図１-２Ｄおよび図１-２Ｅに示した発光素子も製造することができる。図１-２Ｄと図１-２Ｅの形状の違いは、サイドエッチングの時間等を調整して制御する。
【０２４４】
実施形態２のプロセス（およびその変形プロセス）で製造された発光素子も、側壁を覆う絶縁層が、発光素子の端まで達していない形状ができている装置であり、絶縁層の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図１-１Ａの形態の発光素子と同じく信頼性の高い装置となる。
【０２４５】
＜＜２−２．タイプＢ＞＞
タイプＢの発光素子の特徴は次の事項で特定される。
【０２４６】
１．  バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記バッファ層と前記第一導電型半導体層の間に、前記第１の光取り出し方向側の面から出射する光の均一性を向上させる光均一化層を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中からまたは前記光均一化層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有し；
さらに、前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体
を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【０２４７】
２．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉｉ）前記光均一化層およびバッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状であり、
前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中からまたは前記光均一化層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする上記１記載の発光素子。
【０２４８】
３．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）：前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁層が、前記光均一化層および前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部をも被覆していながら、端部段差面上には形成されていないことを特徴とする上記１記載の発光素子。
【０２４９】
４．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
前記（ｉ）：前記光均一化層の一部、または前記光均一化層の全部と前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記光均一化層またはバッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁層が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の側壁後退面と一致する面を被覆していることを特徴とする上記１記載の発光素子。
【０２５０】
５．  前記バッファ層のうち、側壁面が前記絶縁層で被覆されていない部分を構成する層は、アンドープ型であることを特徴とする上記４記載の発光素子。
【０２５１】
６．  前記光均一化層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記基板と前記第一導電型クラッド層の間に設けられている層であることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の発光素子。
【０２５２】
７．  前記光均一化層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１、前記バッファ層の平均屈折率をｎｂｆで表したとき、
ｎ１＜ｎｏｃ  および  ｎｂｆ≦ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光素子。
【０２５３】
８．  前記発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、前記光均一化層の発光波長における平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の発光波長における平均屈折率をｎ１、前記光均一化層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光均一化層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したとき、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の発光素子。
【０２５４】
９．  さらに、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  ２×π
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記８記載の発光素子。
【０２５５】
１０．  前記光均一化層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の発光素子。
【０２５６】
１１．  前記光均一化層が複数の層の積層構造であることを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光素子。
【０２５７】
１２．  前記第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ１ｗが５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜１１のいずれかに記載の発光素子。
【０２５８】
１３．  前記第二導電型側電極が前記絶縁層で覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ２ｗが１５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜１２のいずれかに記載の発光素子。
【０２５９】
１４．  前記Ｌ２ｗが１００μｍ以上であることを特徴とする上記１３記載の発光素子。
【０２６０】
１５．  前記第一導電型側電極が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１４のいずれかに記載の発光素子。
【０２６１】
１６．  前記第二導電型側電極が、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の発光素子。
【０２６２】
１７．  前記絶縁層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれる材料の単層であることを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の発光素子。
【０２６３】
１８．  前記絶縁層が複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１〜１７のいずれかに記載の発光素子。
【０２６４】
１９．  前記絶縁層を構成する層の少なくとも１つが、フッ化物を含む材料からなることを特徴とする上記１８記載の発光素子。
【０２６５】
２０．  前記フッ化物が、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれることを特徴とする上記１９記載の発光素子。
【０２６６】
２１．  前記薄膜結晶層が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれる基板上に成膜されて形成されたことを特徴とする上記１〜２０のいずれかに記載の発光素子。
【０２６７】
２２．  前記化合物半導体薄膜結晶層は、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、前記第一導電型クラッド層、前記活性層構造および第二導電型クラッド層中に、Ｉｎ、ＧａおよびＡｌからなる群より選ばれる元素が含まれることを特徴とする上記１〜２１のいずれかに記載の発光素子。
【０２６８】
２３．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜２２のいずれかに記載の発光素子。
【０２６９】
２４．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜２３のいずれかに記載の発光素子。
【０２７０】
２５．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、ハンダによって金属層を有する支持体に接合されていることを特徴とする上記１〜２４のいずれかに記載の発光素子。
【０２７１】
２６．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極と、前記支持体の金属層との接合が、金属ハンダのみ、または金属ハンダと金属バンプによってなされていることを特徴とする上記２５記載の発光素子。
【０２７２】
２７．  前記支持体の母材がＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記２５または２６記載の発光素子。
【０２７３】
２８．  前記支持体の装置間の分離部分に、金属層が形成されていないことを特徴とする上記２５〜２７のいずれかに記載の発光素子。
【０２７４】
２９．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記２記載の発光素子。
【０２７５】
３０．  前記バッファ層の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記３記載の発光素子。
【０２７６】
３１．  前記バッファ層から基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記２記載の発光素子。
【０２７７】
３２．  前記光均一化層からバッファ層側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記バッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記３記載の発光素子。
【０２７８】
タイプＢの発光素子によれば、青色または紫外発光が可能な発光素子であって、高出力、高効率、さらに第１の光取り出し方向側の面での明るさの均一性が高いフリップチップマウント型の半導体発光素子を提供することができる。
【０２７９】
タイプＢの発光素子の構造では、製造プロセスにおける各工程でのプロセスダメージが排除されているために、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０２８０】
以下、タイプＢの発光素子をさらに詳細に説明する。
【０２８１】
図２-１Ａ、図２-２Ａ、図２-３Ａに、タイプＢの化合物半導体発光素子（以下、単に発光素子という）の代表的例を示す。図２-１Ｂおよび図２-３Ｂは、説明のために、図２-１Ａおよび図２-３Ａの一部を省略した図である。図２-４Ａ、図２-４Ｂは発光素子の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図である。以下、図２-１Ａ〜図２-４Ｂを参照して説明する。
【０２８２】
タイプＢの発光素子は、図２-１Ａ、図２-２Ａおよび図２-３Ａに示すように基板２１上に、バッファ層２２、光均一化層２３、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。
【０２８３】
第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５の一部、第一導電型クラッド層２４の一部が除去された構成となっており、除去された箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、バッファ層２２に対して同じ側に配置されるように構成されている。第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８は、支持体４０上の金属層４１に、金属ハンダ４２を介してそれぞれ接続されている。
【０２８４】
タイプＢの発光素子において、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２７は、互いに空間的に重なりを有していない。これは、図２-１Ａ、図２-２Ａおよび図２-３Ａに示すように、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２７を第１の光取り出し方向側の面５０ｂに対して投影したときに、影が重ならないことを意味する。
【０２８５】
絶縁層３０は、フリップチップマウントを実施した際に、マウント用のハンダ、導電性ペースト材等が「第二導電型側電極と第一導電型側電極の間」、「活性層構造などの薄膜結晶層の側壁」等に回りこんで、意図しない短絡が発生しないようにするためのものである。同時に、タイプＢの発光素子１０では、素子にダメージを与え性能に影響を及ぼしたり、歩留まりに影響を与えたりしないように、絶縁層が最適な位置に配置されている。
【０２８６】
タイプＢの発光素子１０は、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状、の２箇所で異なる形態を取り得る。（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状については、製造工程において素子分離を行うために装置間分離溝１３（図２−４Ａ等参照）を形成する際のエッチング深さにより、大きく分けて（ｉ）光均一化層２３の途中まで、（ｉｉ）バッファ層２２の途中まで、（ｉｉｉ）薄膜結晶層成長用の基板面まで（またはそれより深く）、の３つの選択がある。また、装置間分離溝１３の壁面は、素子分離後に素子端より後退するので、タイプＢでは装置間分離溝１３の形成時に側壁面として現れた面を、素子分離後の素子については、「後退側壁面」という。また、素子分離により素子端に現れる側壁面を、「非後退側壁面」という。そして、発光素子１０の端部には、後退側壁面と非後退側壁面の間で段差面が形成されるので、これを「端部段差面」という。
【０２８７】
装置間分離溝１３の深さ（ｉ）〜（ｉｉｉ）に対応して、（ｉ）では、薄膜結晶層の後退側壁面に対して、光均一化層２３の一部が共に後退側壁面を構成し、残り（第１の光取り出し方向側）の光均一化層２３の側壁は、非後退側壁面となり、光均一化層２３の端に端部段差面が存在する形状となる。同様に（ｉｉ）では、バッファ層２２の端に端部段差面が存在する形状となる。（ｉｉｉ）では、光均一化層２３およびバッファ層２２のどちらの側壁も、後退側壁面を構成するので（装置間分離溝１３の側壁面となるため）、素子完成後に基板が存在しないタイプＢの発光素子においては端部段差面は存在しない。尚、（ｉｉｉ）の場合でも、装置間分離溝１３の壁面面は、装置間分離溝１３を形成しないで分離したときの素子端面に比べて後退していることになるので、タイプＢでは統一して「後退側壁面」という。
【０２８８】
（ｉ）に対応するのは、図２-２Ａ、図２-３Ａ（図２-３Ｂ）である。（ｉｉ）に対応する形状は、図２-２Ｂ、図２-２Ｃ、図２-３Ｃである。（ｉｉｉ）に対応するのは、図２-１Ａ（図２-１Ｂ）である。
【０２８９】
（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状については、製造工程において、（ｉ）装置間分離溝１３の側壁に形成された絶縁層３０を残したまま、溝底面上の中央を含む領域の絶縁層３０のみを除去するか、（ｉｉ）溝底面に形成された絶縁層３０のすべてに加えて、溝内の側壁の一部までを含めて絶縁層３０を除去するか、の選択があり、その結果製造される発光素子１０において、（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状、（ｉｉ）絶縁層３０が溝底面から離れている形状、の２種類が存在する。（ｉ）に対応するのは、図２-３Ａ（図２-３Ｂ）、図２-３Ｃである。（ｉｉ）に対応するのは、図２-１Ａ（図２-１Ｂ）、図２-２Ａ（図２-２Ｂ）、図２-２Ｃである。
【０２９０】
尚、タイプＡの発光素子においては、製造工程中に薄膜結晶層成長用の基板を除去するため、基板除去の際に絶縁層３０が基板に付いている形態は好ましくない。従って、上記の組み合わせて、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状が、（ｉｉｉ）光均一化層２３およびバッファ層２２のどちらにも段差がない形状であり、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状について、（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状、となる組み合わせは、タイプＢには含まれない形態である。
【０２９１】
タイプＢの発光素子の形状を（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状により、第１の態様：（ｉｉ）絶縁層３０が溝底面から離れている形状、第２の態様：（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状の順に分けて説明する。
【０２９２】
但し、タイプＢの発光素子に共通して、第１の光取り出し方向のバッファ層２２の端までは絶縁層３０が達していない。
【０２９３】
〔第１の態様〕
第１の態様に属する形態を、図２-１Ａ〜図２-２Ｃに示す。まず、代表的な形態として図２-１Ａを用いて説明する。タイプＢの発光素子は、図２-１Ａに示すように、第１の光取り出し方向に基板を有していない。絶縁層３０は、薄膜結晶層を除去した際に露出する側壁面のうち、少なくとも、第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）、活性層構造２５、および第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の側壁面を被覆している。また、バッファ層２２の側壁面の少なくとも第１の光取り出し方向側に、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が存在し、これは場合によっては、バッファ層２２の側壁面の全部に渡っていてもよい。さらに、光均一化層２３の側壁面の一部まで、または全部まで渡っていてもよい。このように、タイプＢの発光素子では、バッファ層２２の第１の光取り出し方向側の素子端には絶縁層３０が存在することはない。この点は、他の実施形態でバッファ層２２または光均一化層２３に端部段差面がある場合においても同じである。
【０２９４】
また、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５のバッファ層２２は、ドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。また、絶縁層非形成部分１５が光均一化層２３まで及んでいるときは、その部分まではドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。露出している部分が絶縁性の高い材料であればハンダの回り込みによる短絡等の虞がなく、信頼性の高い素子となる。
【０２９５】
この構造は、製造工程途中の素子分割前は、図２-４Ａに示される形状を経由する。製造工程途中において、絶縁層３０は、装置間分離溝１３の溝内の基板面（溝底面）と、基板面（溝底面）に近接する溝側壁面の絶縁層非形成部分１５から除去されている。タイプＢの発光素子では、製造工程中で、基板２１が剥がされる。このとき、絶縁層３０が基板２１に接していないため、基板剥離の際に、絶縁層３０の剥がれが生じない。従って、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることもない。
【０２９６】
その結果得られる分離された後の発光素子１０では、図２-１ＡのＡ部分に示すように、バッファ層２２の壁面の第１の光取り出し方向側に絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が存在する。つまり、この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子１０は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子１０の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０２９７】
さらに絶縁層３０は、図２-１ＢのＢ部分に示すように、第一導電型側電極２８の基板側（第１の光取り出し方向側）の一部に接している。即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（この実施形態では第一導電型クラッド層２４）との間の一部に、絶縁層３０が介在している。その結果、第一導電型側電極２８の面積が、第一電流注入領域３６の面積より大きい。図２-１Ｂに示すように、第一導電型側電極２８が絶縁層３０に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０２９８】
さらに絶縁層３０は、図２-１ＢのＣ部分に示すように、第二導電型側電極２７の支持体４０側（第１の光取り出し方向の反対側）の一部を覆っている。即ち、第二導電型側電極２７の電極露出部分３７の面積が、第二導電型側電極２７の面積より小さく、第二電流注入領域３５の面積は、第二導電型側電極２７の面積と等しい。図２-３Ｂに示すように、第二導電型側電極２７の周辺から絶縁層３０で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層３０によって第二導電型側電極２７の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極２８等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０２９９】
また、第一導電型半導体層（この実施形態では第一導電型クラッド層２４）、第二導電型半導体層（この実施形態では第二導電型クラッド層２６）の支持体４０側（第１の光取り出し方向の反対側）の表面の露出部分も短絡防止のために、通常は図に示すように絶縁層３０で被覆される。
【０３００】
絶縁層３０と各電極２７、２８とのこのような位置関係により、プロセスダメージの少ない工程により製造することが可能である。
【０３０１】
さらに、タイプＢの発光素子は、第一導電型半導体層（この形態では第一導電型クラッド層２４）より第１の光取り出し方向側に、光均一化層２３を有している。光均一化層２３は、詳細は後述するが、適度な光閉じ込め効果を有し、活性層構造２５で発光した光は、局在することなく光均一化層全体に分布する。そのため、第１の光取り出し方向側の面５０ｂから見たとき、第一導電型側電極２８の取り出しのために活性構造層２５がない非発光部に対応する領域にも光が分布し、また活性構造層での発光にムラがあっても、均一化するように光が分布する。さらに、光均一化層２３の周囲は絶縁層３０で被覆されているため、絶縁層３０の発光波長に対する反射率を高めることで、光均一化層２３内での光閉じ込め効果が上がり、面内均一性がさらに向上する。
【０３０２】
〔第１の態様その２〕
第１の態様に属するその他の形態を、図２-２Ａ〜図２-２Ｃを用いて説明する。図２-１Ａの形態では、と異なる点は、図２-１Ａの発光素子では、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状が、（ｉｉｉ）光均一化層２３およびバッファ層２２のどちらにも段差がない形状であるのに対して、図２-２Ａ〜図２-２Ｃで示す発光素子では、（ｉ）光均一化層２３の端に装置間分離溝に基づく端部段差面５５を有する形状、または（ｉｉ）バッファ層２２の端に装置間分離溝に基づく端部段差面５５を有する形状である点である。
【０３０３】
この形状は、装置間分離溝が、光均一化層２３の途中まで、またはバッファ層２２の途中まで形成されて製造され、その結果、完成した発光素子１０では、少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、発光素子１０の端より内側に後退して後退側壁面を構成し、素子端壁面（非後退側壁面）との間で端部段差面５５が存在している。
【０３０４】
図２-２Ａに、装置間分離溝が光均一化層２３の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端まで、バッファ層２２と光均一化層２３の一部が非後退側壁面として存在し、光均一化層２３の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。バッファ層２２の壁面はすべて露出している。そして、光均一化層２３の端部段差面５５も絶縁層３０で被覆されておらず、また、後退側壁面には、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が、第１の光取り出し方向側に存在する。
【０３０５】
図２-２Ｂに、装置間分離溝がバッファ層２２の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端までバッファ層２２の一部が非後退側壁面として存在し、バッファ層２２の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。非後退側壁面（素子端の側壁部分）は、絶縁層３０で被覆されておらず、また、端部段差面５５も絶縁層３０で被覆されておらず、さらに、後退側壁面（装置間分離溝の側壁）では、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が、第１の光取り出し方向側に存在する。この例では、絶縁層非形成部分１５が、バッファ層２２にのみ存在し、光均一化層２３は絶縁層３０により被覆されている。図２-２Ｃも、装置間分離溝がバッファ層２２の途中まで形成されて製造された発光素子の１例である。この図で示すように、絶縁層非形成部分１５が、バッファ層２２から光均一化層２３まで延びており、バッファ層２２の側壁はすべて露出している。
【０３０６】
これらの例のように、装置間分離溝１３が、光均一化層１３とバッファ層２２を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層３０が、発光素子１０の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層３０の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図２-１Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い装置となる。
【０３０７】
〔第２の態様〕
第２の態様では、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状が、（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状となっている。図２-３Ａの発光素子は、素子分割前には図２-４Ｂに示すように、装置間分離溝１３は光均一化層２３の途中まで形成され、絶縁層３０は装置間分離溝１３の溝底面の全てを覆うのではなく、溝底面に絶縁層３０が形成されていないスクライブ領域１４が形成されている。従って、製造工程中のスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際に、バッファ層２２および光均一化層２３をブレーキングすればよく、薄膜結晶層のうちデバイス性能に関わる層、即ち、第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層に直接的にダメージを与えることがない。また、溝底面の絶縁層３０のないスクライブ領域１４から分割するので、絶縁層３０の剥がれが生じないので、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることがない。
【０３０８】
その結果得られる分離された後の発光素子では、図２-３Ａ、図２-３ＢのＡ部分に示すように、光均一化層２３に形成された端部段差面（溝底面）５５の全面を絶縁層３０が覆うのではなく、素子端からＬｗｓだけ離れた位置より内側の基板面を覆っている。スクライブ領域１４の幅の中央から分割された場合、絶縁層３０で覆われていない距離Ｌｗｓは、製造のゆらぎ等の範囲でスクライブ領域１４の幅の略１／２に対応する。即ち、この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０３０９】
Ｌｗｓは、完成した発光素子においては、０より大きければよいが、通常は１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上である。設計値としては、スクライブ領域１４の幅を２Ｌｗｓとすると、２Ｌｗｓは、３０μｍ以上が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳは、通常３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。
【０３１０】
図２-３Ｃに示す発光素子は、装置間分離溝が、図２-４Ｃに示すようにバッファ層２２の途中まで形成され、さらに溝底面に形成された絶縁層３０が、溝中央領域を含むスクライブ領域１４において除去されて製造される形態である。
【０３１１】
第２の態様の発光素子においても、露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図２-１Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い装置となる。また、第２の態様のその他の部分の形状については、第１の態様と同様である。
【０３１２】
以下に、発光素子を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０３１３】
＜基板＞
タイプＢの発光素子では、完成した発光素子に基板が残らない。基板はその上に半導体層を成長させることが可能なものが選ばれ、また最終的に除去できるものが用いられる。基板は、透明である必要はないが、製造工程で、基板を後述するレーザディボンディングにより剥離するときには、その特定の波長のレーザ光を透過することが好ましい。また、電気的には絶縁性基板である事が好ましい。これは、製造工程で、同様にレーザディボンディング法によって基板を剥離する際に、導電性基板ではその自由電子による吸収等によって、このような基板剥離方法を採用しにくくなるからである。
【０３１４】
前述のタイプＡで説明した基板材料は、すべてタイプＢの発光素子でも使用できる。具体的な材料としては、例えばＩｎＡｌＧａＮ系発光材料またはＩｎＡｌＢＧａＮ系材料をその上に薄膜結晶成長させるためは、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３、およびＭｇＯから選ばれることが望ましく、特にサファイア、ＧａＮ、ＺｎＯ基板が好ましい。特にＧａＮ基板を用いる際には、そのＳｉのドーピング濃度は、意図的にアンドープ基板を用いる場合には、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ濃度以下が望ましく、さらに望ましくは８×１０１７ｃｍ−３以下であることが、電気抵抗の観点と結晶性の観点からが望ましい。基板を除去する際にケミカルエッチングを前提とする場合には、塩酸等で容易に除去可能なＺｎＯが好ましい。
【０３１５】
また、タイプＡで説明したように、オフ基板も使用可能である点、基板にあらかじめ化学エッチングや熱処理等を施しておいてもよい点、また、基板に意図的に凹凸をつけてもよい点等も同様である。
【０３１６】
基板の厚みとしては、１つの実施形態においては、装置作成初期においては、通常２５０〜７００μｍ程度のものであり、半導体結晶成長、素子作製プロセスにおける機械的強度が確保されるようにしておくのが普通である。基板を用いて必要な半導体層を成長した後に、基板は、例えば研磨、エッチング、またはレーザディボンディング等により除去される。特にレーザディボンディング等の光学的な手法によって剥離される際には、薄膜結晶成長時には両面研磨基板を用いることが望ましい。これは、薄膜結晶成長されていない面から照射されるレーザ等を、片面研磨基板を用いてしまうと、粗面から入射することになり、レーザディボンディング時に不要に大きなレーザ出力が必要となるためである。
【０３１７】
＜バッファ層＞
バッファ層に関して、タイプＡで説明した事項は、すべてタイプＢの発光素子にも当てはまる。タイプＢの発光素子では基板が残らないため、好ましい事項をさらに説明する。
【０３１８】
完成した発光素子においては、すでに説明したように、バッファ層の側壁面の少なくとも第１の光取り出し方向（バッファ層成膜の際の基板側）の近傍は、絶縁層で被覆されていない。
【０３１９】
さらに、後述する光均一化層に光を閉じ込めて導波するために、発光素子の発光波長におけるバッファ層の屈折率は、光均一化層の平均屈折率以下であり、好ましくは光均一化層の平均屈折率未満である。バッファの物理厚みは、発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、バッファの平均屈折率をｎｂｆで表したとき、４λ／ｎｂｆよりも厚いことが望ましい。
【０３２０】
また、基板を製造工程中に除去するので、バッファ層が第１の光取り出し方向側の面になる。前述のとおり基板の剥離の１つ方法として、基板に対して透明で、バッファ層に対して吸収のある光を用いて、バッファ層の一部を光学的に分解して、基板を剥離する方法が挙げられる。そのような方法を採用する場合には、その方法に適合した材料が選択される。たとえば、基板がサファイアで、バッファ層がＧａＮである場合には、２４８ｎｍの発振波長を有するエキシマレーザを薄膜結晶成長がされていない基板側から光を照射し、バッファ層のＧａＮを金属Ｇａと窒素に分解して、その結果、基板を剥離するレーザディボンディングを実施することも可能である。
タイプＢの発光素子では、第１の光取り出し方向に基板が存在しないので、バッファ層の第１の光取り出し方向側の面に、いわゆる低反射コーティング層あるいは低反射光学膜が形成されることが望ましい。バッファ層−空気界面での屈折率差による反射を抑制し、高出力化、素子の高効率化を図ることができる。ここで、後述する光均一化層からバッファ層側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすようにバッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることは望ましい。たとえばバッファ層がＧａＮである場合には、低反射コーティング膜としてＡｌ２Ｏ３等を用いることが望ましい。これは素子の発光波長におけるバッファ層の屈折率ｎｂｆに対して、低反射コーティング膜の屈折率が、√ｎｂｆに近いことが望ましいので、ＧａＮの屈折率の平方根に対して、Ａｌ２Ｏ３の屈折率が近いからである。
【０３２１】
バッファ層の第１の光取り出し方向側の面が、平坦でない面あるいは粗面であることも好ましい。これにより量子井戸層内で発光した光を高効率で取り出すことが可能になり、素子の高出力化、高効率化の観点で望ましい。ここで、素子の発光波長をλ（ｎｍ）とすると、バッファ層の粗面の程度は、平均粗さＲａ（ｎｍ）が
λ/５（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜１０×λ（ｎｍ）
を満たすことが望ましく、
λ/２（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜２×λ（ｎｍ）
を満たすことがより望ましい。
【０３２２】
この形態では、バッファ層の少なくとも一部は、装置端で露出する。従って、少なくとも露出部分をアンドープ部分とすることが、装置組み立て時のハンダ等による絶縁不良を抑制することができるので好ましい。
【０３２３】
＜光均一化層＞
タイプＢの発光素子における光均一化層は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０３２４】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＢの発光素子における第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０３２５】
＜活性層構造＞
タイプＢの発光素子における活性層構造は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０３２６】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
タイプＢの発光素子における第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０３２７】
＜第二導電型側電極＞
タイプＢの発光素子における第二導電型側電極は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０３２８】
＜第一導電型側電極＞
タイプＢの発光素子における第一導電型側電極は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０３２９】
＜絶縁層＞
タイプＢの発光素子における絶縁層は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０３３０】
＜支持体＞
タイプＢの発光素子では、完成後の素子に基板が存在しないために、支持体に要求される機能は、タイプＡで説明したサブマウントと多少異なる点がある。
【０３３１】
支持体４０は、基板剥離の際の薄膜結晶層の支持体としての役割を果たせることが必須であるが、さらに、本支持体は、素子完成後の電流導入と放熱の機能をあわせ持つことも非常に望ましい。この観点で、支持体の母材は、金属、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることが望ましい。これら材料は、放熱性に優れ、高出力の発光素子に不可避である発熱の問題を効率よく抑制できる点で好ましい。またＡｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス等も安価であって支持体として利用範囲が広く好ましい。また、後述する基板除去時にレーザ照射によって薄膜結晶層の一部を金属Ｇａと窒素に分解した際には、金属Ｇａを除去する際にウェットエッチングを実施する事が望ましいが、この際も、支持体はエッチングされない材質であることが望ましい。尚、支持体の母材を金属から選択する際には、その周りを耐エッチング性のある誘電体等で覆う事が望ましい。金属の母材としては、発光素子の発光波長における反射率の高い材料が望ましく、Ａｌ、Ａｇ等が望ましい。また、誘電体等で覆う際には、各種ＣＶＤ法で形成したＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等が望ましい。
【０３３２】
支持体は、さらに素子完成後の電流導入と放熱の機能をあわせ持つとの観点では、母材の上に、電流導入用の電極配線を有することが望ましく、また、この電極配線上で素子を搭載する部分には、適宜素子と支持体の接合用の接着層を有することが望ましい。ここで、接着層は、Ａｇを含んだペースト、金属バンプ等を使用することも可能ではあるが、金属ハンダで構成されていることが、放熱性の観点で非常に望ましい。金属ハンダはＡｇを含んだペースト材、金属バンプなどと比較して圧倒的に放熱性に優れたフリップチップマウントが実現可能である。ここで、金属ハンダとしては、Ｉｎ、ＩｎＡｇ、ＩｎＳｎ、ＳｎＡｇ、ＰｂＳｎ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉ等を挙げることができる。特に、ＡｕＳｎ、ＡｕＳｉ、ＡｕＧｅ等の高融点ハンダがより望ましい。これは、発光素子を超高出力動作させるために大電流を注入すると、素子近傍の温度が２００℃程度に上昇するためであって、ハンダ材の融点として駆動時の素子温度よりも高い融点を有する金属ハンダがより好ましい。また、場合によっては、フリップチップマウント時の素子の段差を打ち消すために、バンプを用い、さらに、金属ハンダ材でその周りを埋めながら接合する事も望ましい。
【０３３３】
また、通常、後述するように支持体を分割して素子分離を行うため、完成した発光素子では、支持体４０の周辺には、金属配線が存在しない分離領域が存在することが好ましい。図２-５に示すように、金属配線が存在しない領域の幅をＬＷＳＰＴ２（図２-５では、左側をＬＷＳＰＴ２(left)、右側をＬＷＳＰＴ２(right)で表している。）とすると、ＬＷＳＰＴ２は、完成した素子においては、０より大きければよいが、以下のとおり分離工程においていかなる手法を用いるかによって好ましい範囲は異なる。
【０３３４】
スクライビングによって分離する際には、通常は１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上である。したがって分離領域４７としては２ＬＷＳＰＴ２を３０μｍ以上とする事が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳＰＴ２は、通常は、３００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
【０３３５】
また、ダイシングによって分離する際には、ＬＷＳＰＴ２は、通常は１００μｍ以上、好ましくは５００μｍ以上である。したがって分離領域４７としては２ＬＷＳＰＴ２を１０００μｍ以上とする事が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳＰＴ２は、通常は、２０００μｍ以下、好ましくは、１５００μｍ以下である。
【０３３６】
尚、支持体を分割しない実施形態も可能であり、例えば複数個の発光素子を１つの支持体に搭載することもできる。支持体上の金属配線を自在に変化させることで、１つの支持体上の各発光素子を並列接続にも、直列接続にも、またはこれらを混在させることも可能である。
【０３３７】
〔タイプＢの発光素子の製造方法〕
次に、タイプＢの発光素子の製造方法について説明する。
【０３３８】
＜第１の態様の発光素子の製造方法＞
製造方法の１例では、図２-７に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、光均一化層２３、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０３３９】
薄膜結晶層成長の後、図２-１Ａ〜図２-２Ｃに示された形状を実現するためには、図２-７に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい実施形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層の形成工程を第二導電型側電極の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、本発明では薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０３４０】
また、本発明においては、第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からも、薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０３４１】
なお、タイプＢにおいては、第二導電型側電極が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０３４２】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０３４３】
第二導電型側電極２７を形成した後、図２-８に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することが目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０３４４】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０３４５】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０３４６】
次に図２-９に示すように、装置間分離溝１３を、第二エッチング工程により形成する。タイプＢでは、装置間分離溝１３は、少なくとも第一導電型クラッド層２４を分断して形成されていることが必要であり、この実施形態では、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、素子を分離するために、スクライブ、ブレーキング等の工程において、薄膜結晶層が形成されている側からダイヤモンドスクライブを実施した際にも、サファイア基板上のＧａＮ系材料の剥離を抑制することが可能である。またレーザスクライブを実施した場合にも、薄膜結晶層にダメージが入らない利点がある。さらに、サファイア基板（ＧａＮ等の他の基板でも同じ）の一部までエッチングして装置間分離溝を形成することも同様に好ましい。
【０３４７】
一方、装置間分離溝が、基板に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝が、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層の側壁に絶縁層を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光素子完成後の形態は、図２-２Ａ〜図２-２Ｃを参照。）。この場合、溝底面が、光均一化層とバッファ層を合わせた層の途中に形成され、これが発光素子の端において端部段差面になる。溝底面は、エッチングで得られる程度の凹凸を含む面である。尚、溝底面は、素子分離の際にスクライブ等の処理を受けるため、素子分離後の端部段差面は、面としての平面性および層方向との平行性については高くない場合が多い。また、絶縁層で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。
【０３４８】
第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、光均一化層２３およびバッファ層２２の少なくとも一部、場合によっては全部をエッチングすることが必要なことから、３〜７μｍとなることがあり、場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０３４９】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で１０μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、２μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０３５０】
そこで、第二エッチング工程において装置間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０３５１】
金属フッ化物膜は、第一、第二エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０３５２】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、ＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０３５３】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０３５４】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０３５５】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０３５６】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図２-１９に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０３５７】
このような第二エッチング工程により、図２-９に示すように、装置間分離溝１３が形成される。
【０３５８】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程は、どちらの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチング工程を実施することも好ましい。図２-１９に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二エッチングマスク５２を形成する。そして、第二エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。
【０３５９】
形成される装置間分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これらは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０３６０】
尚、タイプＢの説明で定義する「後退側壁面」は、第二エッチング工程、即ち、装置間分離溝形成のときに側壁として現れる側壁面であり、第一エッチングのみで現れる壁面ではない。
【０３６１】
第二エッチング工程の後には、図２-１０に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０３６２】
次に、図２-１１に示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層上で絶縁層が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で基板面と側壁から絶縁層が除去された絶縁層非形成部分１５を形成する。
【０３６３】
第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極２７の周辺部分が絶縁層３０によって覆われているように実施する。すなわち第二導電型側電極露出部分の表面積は第二電流注入領域の面積よりも小さい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極２７の一部が絶縁層３０に覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ２ｗ）は前述のとおり１５μｍ以上であることが望ましい。さらに望ましくは１００μｍ以上である。絶縁層３０によって第二導電型側電極２７の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極２８等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。
【０３６４】
絶縁層３０の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層３０がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層３０がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０３６５】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、および絶縁層非形成部分１５の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。
【０３６６】
尚、装置間分離溝内の基板近傍の側壁部分の絶縁層３０を除去して、絶縁層非形成部分１５を設けるには、たとえば、以下の様なプロセスで形成が可能である。まず、装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層３０をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝内の基板面上の絶縁層３０の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層３０がウエットエッチャントで除去され、図２-１１に示したように装置間分離溝近傍の絶縁層３０が存在しない形状が得られる。このように絶縁層３０を除去する場合においては、絶縁層３０が存在しない薄膜結晶層の側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、支持体との接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。このような絶縁層３０の除去形状は、特に発光素子の製造工程中に、基板２１を除去する際には、これに付随して絶縁層３０の剥離など意図しない不具合が発生しないため、望ましい形状である。
【０３６７】
次に、図２-１２に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。タイプＢの発光素子においては、第一導電型側電極２８は第一電流注入領域の大きさよりも大きな面積に形成され、かつ、第一導電型側電極２８と第二導電型側電極２７は、空間的に重なりを有さないことが特徴である。これは、当該素子をハンダなどでフリップチップマウントした際に、支持体などとの十分な密着性を確保するに十分な面積を確保しつつ、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８との間のハンダ材等による意図しない短絡を防止するのに十分な間隔を確保するために重要である。第一導電型側電極２８が絶縁層３０に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ１ｗ）は、前述の範囲になるように設定される。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０３６８】
電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｇおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０３６９】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０３７０】
第一導電型側電極２８は、この例では、第一導電型クラッド層２４にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０３７１】
この製造方法では、第一導電型側電極２８が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい実施形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、もしｎ側電極が第二導電型側電極２７のように絶縁層３０の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層３０のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層３０のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、タイプＢの発光素子の製造においては、第一導電型側電極２８の形成が絶縁層３０の形成後かつ絶縁層３０の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０３７２】
このようにして図２-１２の構造が形成された後には、基板２１を除去するための前準備をする。通常、図２-１２に示された構造を、ウエハー全体として、あるいはその一部を、先ず、図２−１３に示すように支持体４０に接合する。これは、薄膜結晶層全体としても高々１５μｍ程度の厚みであるので、基板２１を剥離してしまうと、機械的強度が不十分になりそれだけで自立してその後のプロセスを受けることが困難になるからである。支持体４０の材料等については前述のとおりである。
【０３７３】
図２-１３に示すように、支持体４０上の金属層４１（電極配線等）に例えば金属ハンダ４２で接続して搭載する。
【０３７４】
このとき、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８は、お互いが空間的に重ならない配置となっており、かつ、第一導電型側電極２８が第一電流注入領域よりも大きく、十分な面積も有しているため、意図しない短絡の防止と高い放熱性の確保が両立しており望ましい。また、他の薄膜結晶層の側壁も少なくともバッファ層の一部、特にアンドープ部分を除いて絶縁層３０で保護されるため、ハンダの染み出し等があっても薄膜結晶層内、たとえば活性層構造側壁における短絡等も発生することがない。
【０３７５】
次に、支持体４０に素子を接合した後に、基板２１を剥離する。基板２１の剥離には、研磨、エッチング、レーザディボンディング等のあらゆる方法を用いる事が可能である。サファイア基板を研磨する場合には、ダイヤモンド等の研磨材を使用して基板２１を除去することが可能である。また、ドライエッチングによって基板２１を除去することも可能である。さらには、たとえばサファイア基板上にＩｎＡｌＧａＮ系材料によって薄膜結晶成長部分が形成されている場合には、サファイア基板側から、サファイア基板は透過し、たとえばバッファ層２２に使用されるＧａＮには吸収される２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いて、バッファ層２２の一部のＧａＮを金属Ｇａと窒素に分解し、基板２１を剥離するレーザディボンディングを実施することも可能である。図２-１４には、レーザディボンディングにより基板２１が剥離した様子を模式的に示した。
【０３７６】
またＺｎＯおよびＳｃＡｌＭｇＯ４等を基板２１として使用する場合には、ＨＣｌ等のエッチャントを用いて基板２１をウェットエッチングで除去することも可能である。
【０３７７】
タイプＢの発光素子では、基板２１に絶縁層３０が接している部分がないため、基板剥離を実施した際に副次的に絶縁層３０の剥離等が発生することがない。
【０３７８】
その後、図２-１４に示すように、装置間分離溝が存在する箇所に対応する分離領域４７において、支持体４０と共に発光素子を分離して単体の発光素子を得る。ここで、支持体４０の分離領域４７には、金属配線が存在しないことが好ましい。ここに金属配線が存在すると装置間の分離が実施しにくいからである。
【０３７９】
支持体４０の分離領域部分の切断には、支持体４０の母材によって、ダイシング、スクライビングとブレーキングなど適宜プロセスを選択可能である。また、装置間分離溝が、光均一化層２３とバッファ層２２を合わせた層の途中まで形成されている場合には、装置間分離溝を使用して、ダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる光均一化層２３および／またはバッファ層２２の一部のアブレーション等を実施する事で、薄膜結晶層部分における発光素子間の分離は容易に実現可能である。その後、支持体４０はダイシングによって、各発光素子に分離することが可能である。場合によっては、発光素子間の分離は、薄膜結晶層と支持体４０をダイシングによって同時に分離することも可能である。
【０３８０】
以上のようにして、図２-１Ａ〜図２-２Ｃに示した第１の態様の発光素子が完成する。
【０３８１】
＜第２の態様の発光素子の製造方法＞
図２-３Ａ〜図２-３Ｃに示す第２の態様の発光素子を製造するには、第１の態様の製造方法の説明中で、装置間分離溝の形成の際に、光均一化層２３またはバッファ層２２の途中でエッチングを止める。同様にして絶縁層３０を形成し、絶縁層３０をエッチングするときに、図２-４Ｂ、図２-４Ｃに示すように、装置間分離溝の中央を含む領域から絶縁層３０を除去し、スクライブ領域を形成する。第１の態様では、溝底面上の絶縁層３０すべてを除去したが、この態様では絶縁層３０が溝底面にも残るようにして、意図的なサイドエッチングは行わない。スクライブ領域１４の幅は、すでに説明したように所定のＬｗｓが得られるように設定することができる。その後は、第１の態様と同様にして、図２-３Ａ〜図２-３Ｃに示す発光素子が完成する。
【０３８２】
第１の態様および第２の態様に共通して、この製造方法では、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極２７の形成、エッチング工程（第一エッチング工程および第二エッチング工程）、絶縁層３０の形成、絶縁層３０の除去（第二導電型側電極露出部分の形成、第一電流注入領域の形成、スクライブ領域の形成）、第一導電型側電極２８の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極２８にもダメージのない発光素子を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、発光素子は、第二導電型側電極２７、絶縁層３０、第一導電型側電極２８がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極２７は、第二導電型クラッド層２６（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層３０を介在しないで接しており、第二導電型側電極２７の上部周辺には絶縁層３０で覆われた部分があり、第一導電型側電極２８と第一導電型側クラッド層２４（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層３０が介在している部分が存在している。
【０３８３】
＜＜２−３．タイプＡ、Ｂの発光素子の製造方法の特徴＞＞
前述したタイプＡおよびタイプＢの発光素子の製法は、以下の事項に特徴付けられる。
【０３８４】
１．  （ａ）基板上に、バッファ層および光均一化層をこの順に成膜する工程（ａ）と、
（ｂ）少なくとも、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する薄膜結晶層を前記基板側からこの順に成膜する工程（ｂ）と、
（ｃ）前記第二導電型半導体層の表面に第二導電型側電極を形成する工程（ｃ）と、
（ｄ）前記第二導電型側電極が形成されていない箇所の一部をエッチングして、前記第一導電型半導体層の一部を露出させる第一エッチング工程（ｄ）と、
（ｅ）隣接する発光素子を分離する装置間分離溝を形成するために、前記第二導電型側電極が形成されていない箇所の一部を、表面から、（ｉ）前記光均一化層の少なくとも一部を除去するまで、（ｉｉ）前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで、または（ｉｉｉ）少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成する第二エッチング工程（ｅ）と、
（ｆ）前記第二導電型側電極、前記第一エッチング工程によって露出した第一導電型半導体層および前記装置間分離溝内を含む全面に絶縁層を形成する工程（ｆ）と、
（ｇ）前記装置間分離溝内の少なくとも溝底面の溝中央を含む領域の絶縁層を除去する工程（ｇ）と、
（ｈ）前記第一導電型半導体層面上に形成された絶縁層の一部を除去し、第一電流注入領域となる開口を形成する工程（ｈ）と、
（ｉ）前記第二導電型側電極の表面に形成された絶縁層の一部を除去し、前記第二導電型側電極の一部を露出させる工程（ｉ）と、
（ｊ）前記工程（ｈ）で開口された第一電流注入領域に接して第一導電型側電極を形成する工程（ｊ）と
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【０３８５】
２．  前記工程（ｇ）において、前記装置間分離溝の側壁に形成された前記絶縁層を残したまま、前記溝底面上の溝中央を含む領域の絶縁層のみを除去することを特徴とする上記１記載の方法。
【０３８６】
３．  前記工程（ｇ）において、前記装置間分離溝内の前記溝底面に形成された絶縁層のすべてと、前記装置間分離溝内の側壁の少なくとも前記溝底面側の部分に形成された絶縁層を除去することを特徴とする上記１記載の方法。
【０３８７】
４．  前記絶縁層が除去されて露出する面を構成する層は、アンドープ型であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の方法。
【０３８８】
５．  前記工程（ｊ）の後に、
前記装置間分離溝で、前記基板を素子分離する工程と、
前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、サブマウント上の金属層に接合する工程と
をさらに有することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の方法。
【０３８９】
６．  前記工程（ｊ）の後に、
前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、支持体上の金属層に接合して支持体に搭載する工程と、
前記基板を除去する工程と、
前記支持体を分割して素子分離する工程と
をさらに有することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の方法。
【０３９０】
７．  前記バッファ層および光均一化層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記第一導電型半導体層の形成に先立って行われることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の方法。
【０３９１】
８．  発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光均一化層の平均屈折率をｎｏｃ、前記第一導電型半導体層の平均屈折率をｎ１で表したとき、
ｎｓｂ＜ｎｏｃ  および  ｎ１＜ｎｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の方法。
【０３９２】
９．  前記発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長における前記基板の平均屈折率をｎｓｂ、前記光均一化層の平均屈折率をｎｏｃ、前記光均一化層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、前記光均一化層と前記基板の比屈折率差Δ（ｏｃ−ｓｂ）を
Δ（ｏｃ−ｓｂ）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎｓｂ)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したときに、
（√（２×Δ（ｏｃ−ｓｂ））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃが選択されていることを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の方法。
【０３９３】
１０．  前記発光素子の発光波長をλ（ｎｍ）、前記光均一化層の発光波長における平均屈折率をｎｏｃ、第一導電型半導体層の発光波長における平均屈折率をｎ１、前記光均一化層の物理的厚みをｔｏｃ（ｎｍ）とし、光均一化層と第一導電型半導体層の比屈折率差Δ（ｏｃ−１）を
Δ（ｏｃ−１）≡（（ｎｏｃ)２−（ｎ１)２）/(２×（ｎｏｃ)２）
と定義したとき、
（√（２×Δ（ｏｃ−１））×ｎｏｃ×π×ｔｏｃ）/λ  ≧  π/２
を満たすようにｔｏｃを選択することを特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の方法。
【０３９４】
１１．  前記光均一化層全体の比抵抗ρｏｃ（Ω・ｃｍ）が、
０．５  ≦ρｏｃ
の関係を満たすことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光素子。
【０３９５】
１２．  前記光均一化層を複数の層として積層することを特徴とする上記１〜１１のいずれかに記載の方法。
【０３９６】
１３．  前記工程（ｊ）において、前記第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ１ｗが５μｍ以上となるように前記第一導電型側電極を形成することを特徴とする上記１〜１２のいずれかに記載の方法。
【０３９７】
１４．  前記工程（ｉ）において、前記第二導電型側電極が前記絶縁層で覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ２ｗが１５μｍ以上となるように前記第二導電型側電極の一部を露出させることを特徴とする上記１〜１３のいずれかに記載の方法。
【０３９８】
１５．  前記Ｌ２ｗが３０μｍ以上であることを特徴とする上記１４記載の方法。
【０３９９】
１６．  前記第一導電型側電極が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の方法。
【０４００】
１７．  前記第二導電型側電極が、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の方法。
【０４０１】
１８．  前記絶縁層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれる材料の単層であることを特徴とする上記１〜１７のいずれかに記載の方法。
【０４０２】
１９．  前記絶縁層が複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の方法。
【０４０３】
２０．  前記絶縁層を構成する層の少なくとも１つが、フッ化物を含む材料からなることを特徴とする上記１９記載の方法。
【０４０４】
２１．  前記フッ化物が、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれることを特徴とする上記２０記載の方法。
【０４０５】
２２．  前記薄膜結晶層を、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれる基板上に成膜して形成することを特徴とする上記１〜２１のいずれかに記載の方法。
【０４０６】
２３．  前記化合物半導体薄膜結晶層は、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、前記第一導電型クラッド層、前記活性層構造および第二導電型クラッド層中に、Ｉｎ、ＧａおよびＡｌからなる群より選ばれる元素が含まれることを特徴とする上記１〜２２のいずれかに記載の方法。
【０４０７】
２４．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜２３のいずれかに記載の方法。
【０４０８】
２５．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜２４のいずれかに記載の方法。
【０４０９】
２６．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極を、ハンダによって金属層を有するサブマウントに接合することを特徴とする上記５記載の方法。
【０４１０】
２７．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極を、ハンダによって前記金属層を有する支持体に接合することを特徴とする上記６記載の方法。
【０４１１】
２８．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極と、前記サブマウントまたは支持体の金属層との接合を、金属ハンダのみ、または金属ハンダと金属バンプによって行うことを特徴とする上記２６または２７記載の方法。
【０４１２】
２９．  前記サブマウントまたは支持体の母材がＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記２６〜２８のいずれかに記載の方法。
【０４１３】
３０．  前記サブマウントまたは支持体の発光素子間の分離部分に、金属層が形成されていないことを特徴とする上記２６〜２９のいずれかに記載の方法。
【０４１４】
３１．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記５記載の方法。
【０４１５】
３２．  前記バッファ層の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記６記載の方法。
【０４１６】
３３．  前記バッファ層から基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記５記載の方法。
【０４１７】
３４．  前記光均一化層からバッファ層側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記バッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記６記載の方法。
【０４１８】
３５．  前記基板がＧａＮであり、前記バッファ層のすべてを９００℃以上の温度にてＧａＮで形成することを特徴とする上記１〜３４のいずれかに記載の方法。
【０４１９】
上記の製造方法によれば、青色または紫外発光が可能な発光素子であって、高出力、高効率、さらに第１の光取り出し方向側の面での明るさの均一性が高いフリップチップマウント型の半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
【０４２０】
また、上記の製造方法では、製造プロセスにおける各工程でのプロセスダメージが排除されているために、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子を製造することができる。
【０４２１】
上記の製造方法によれば、タイプＡおよびタイプＢにおいて開示される発光素子を製造することができる。この製造方法は、工程（ａ）〜工程（ｊ）を有しており、その工程順を図３のフローチャートに示す。工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、この順に実施する。工程（ｄ）および（ｅ）は、工程（ｃ）の次に実施されるが、工程（ｄ）および（ｅ）の順番はどちらが先でもよい。その後、工程（ｆ）を実施した後、工程（ｇ）、（ｈ）および（ｉ）はどの順番で行ってもよいし、同時に行ってもよい。
【０４２２】
薄膜結晶成長に使用した基板を剥離する場合は、工程（ｊ）の後に実施する。
【０４２３】
各工程の具体的内容に関しては、すでにタイプＡおよびタイプＢにおいて説明した通りであり、上記の製造方法は、その内容のすべてを包含する。但し、タイプＡにて開示される発光素子においては、バッファ層は任意の構成であるので、バッファ層がない構成の発光素子を作製するときは、バッファ層の成膜工程は省略される。
【０４２４】
また、工程（ｅ）の違いと、工程（ｇ）の違いにより、素子端の形状、絶縁層の溝底面および側壁面での形状が異なる。
【０４２５】
＜＜２−４．タイプＣ＞＞
タイプＣの発光素子の特徴は次の事項で特定される。
【０４２６】
１．  発光波長に対して透明な基板上に、バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記基板側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は前記基板の端より後退して後退側壁面を形成しており；
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、（ｂ）少なくとも、発光素子端から離れた位置から後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
【０４２７】
２．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状、
のいずれかの形状を有し；
前記絶縁層が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の後退側壁面と一致する面を被覆していることを特徴とする上記１記載の発光素子。
【０４２８】
３．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共にすべて後退して、前記基板が露出した部分が端部段差面を形成する形状のいずれかの形状を有し；
前記絶縁層が、前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていない事を特徴とする上記１記載の発光素子。
【０４２９】
４．  前記第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ１ｗが５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の発光素子。
【０４３０】
５．  前記第二導電型側電極が前記絶縁層で覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ２ｗが１５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の発光素子。
【０４３１】
６．  前記Ｌ２ｗが１００μｍ以上であることを特徴とする上記５記載の発光素子。
【０４３２】
７．  薄膜結晶層の側壁面の後退によって露出した前記基板面のうち、前記絶縁層で覆われていない端面部の最も狭い部分の幅Ｌｗｓが１５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光素子。
【０４３３】
８．  前記第一導電型側電極が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の発光素子。
【０４３４】
９．  前記第二導電型側電極が、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の発光素子。
【０４３５】
１０．  前記絶縁層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれる材料の単層であることを特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の発光素子。
【０４３６】
１１．  前記絶縁層が複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の発光素子。
【０４３７】
１２．  前記絶縁層を構成する層の少なくとも１つが、フッ化物を含む材料からなることを特徴とする上記１１記載の発光素子。
【０４３８】
１３．  前記フッ化物が、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれることを特徴とする上記１２記載の発光素子。
【０４３９】
１４．  前記基板が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれることを特徴とする上記１〜１３のいずれかに記載の発光素子。
【０４４０】
１５．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記１〜１４のいずれかに記載の発光素子。
【０４４１】
１６．  前記バッファ層から基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の発光素子。
【０４４２】
１７．  前記化合物半導体薄膜結晶層は、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、前記第一導電型クラッド層、前記活性層構造および第二導電型クラッド層中に、Ｉｎ、ＧａおよびＡｌからなる群より選ばれる元素が含まれることを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の発光素子。
【０４４３】
１８．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜１７のいずれかに記載の発光素子。
【０４４４】
１９．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の発光素子。
【０４４５】
２０．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、ハンダによって金属層を有するサブマウントに接合されていることを特徴とする上記１〜１９のいずれかに記載の発光素子。
【０４４６】
タイプＣの発光素子によれば、青色または紫外発光が可能な発光素子であって、高出力、高効率なフリップチップマウント型の半導体発光素子を提供することができる。
【０４４７】
タイプＣの発光素子の構造では、製造プロセスにおける各工程でのプロセスダメージが排除されているために、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０４４８】
図４-１Ａおよび図４-２Ａに、タイプＣの化合物半導体発光素子（以下、単に発光素子という）の代表的例を示す。図４-１Ｂ、図４-２Ｂは、説明のためにそれぞれ図４-１Ａおよび図４-２Ａの一部を省略した図であり、図４-３Ａ、図４-３Ｂは発光素子の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図である。以下、図４-１Ａ〜図４-３Ｂを参照して説明する。
【０４４９】
タイプＣの発光素子１０は、図４-１Ａ、図４-２Ａに示すように基板２１上に、バッファ層２２、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。
【０４５０】
第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５の一部、第一導電型クラッド層２４の一部が除去された構成となっており、除去された箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、基板２１に対して同じ側に配置されるように構成されている。第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８は、サブマウント４０上の金属層４１に、金属ハンダ４２を介してをそれぞれ接続されている。
【０４５１】
タイプＣの発光素子１０において、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２７は、互いに空間的に重なりを有していない。これは、図４-１Ａに示すように、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２７を基板面に対して投影したときに、影が重ならないことを意味する。
【０４５２】
絶縁層３０は、フリップチップマウントを実施した際に、マウント用のハンダ、導電性ペースト材等が「第二導電型側電極と第一導電型側電極の間」、「活性層構造などの薄膜結晶層の側壁」等に回りこんで、意図しない短絡が発生しないようにするためのものである。同時に、タイプＣの発光素子では、素子にダメージを与え性能に影響を及ぼしたり、歩留まりに影響を与えたりしないように、絶縁層３０が最適な位置に配置されている。
【０４５３】
タイプＣの発光素子１０は、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状、の２箇所で異なる形態を取り得る。（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状については、製造工程において装置間分離溝１３（図４−３Ａ等参照）を形成する際のエッチング深さにより、大きく分けて（ｉ）バッファ層２２の途中まで、（ｉｉ）基板面まで（またはそれより深く）、の２つの選択がある。また、装置間分離溝１３の壁面は、素子分離後に素子端より後退するので、タイプＣの発光素子１０では装置間分離溝１３の形成時に側壁面として現れた面を、素子分離後の素子については、「後退側壁面」という。また、素子分離により素子端に現れる側壁面を、「非後退側壁面」という。そして、発光素子１０の端部には、後退側壁面と非後退側壁面の間で段差面が形成されるので、これを「端部段差面」という。
【０４５４】
装置間分離溝１３の深さ（ｉ）〜（ｉｉ）に対応して、（ｉ）では、薄膜結晶層の後退側壁面に対して、バッファ層２２の一部が共に後退側壁面を構成し、残り（第１の光取り出し方向側）のバッファ層２２の側壁は、非後退側壁面となり、バッファ層２２の端に端部段差面５５が存在する形状となる。（ｉｉ）では、バッファ層２２の側壁も、後退側壁面を構成するので（装置間分離溝１３の側壁面となるため）、基板２１が露出した部分が端部段差面５５となる形状となる。
【０４５５】
（ｉ）に対応するのは、図４-１Ｃ、図４-２Ｃである。（ｉｉ）に対応するのは、図４-１Ａ（図４-１Ｂ）、図４-２Ａ（図４-２Ｂ）である。
【０４５６】
（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状については、製造工程において、（ｉ）装置間分離溝１３の側壁に形成された絶縁層３０を残したまま、溝底面上の中央を含む領域の絶縁層３０のみを除去するか、（ｉｉ）溝底面に形成された絶縁層３０のすべてに加えて、溝内の側壁の一部までを含めて絶縁層３０を除去するか、の選択があり、その結果製造される発光素子１０において、（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状、（ｉｉ）絶縁層３０が溝底面から離れている形状、の２種類が存在する。（ｉ）に対応するのは、図４-１Ａ（図４-１Ｂ）、図４-１Ｃである。（ｉｉ）に対応するのは、図４-２Ａ（図４-２Ｂ）、図４-２Ｃである。
【０４５７】
タイプＣの発光素子１０の形状を（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状により、（ｉ）：第１の態様、（ｉｉ）：第２の態様として分けて説明する。
【０４５８】
〔第１の態様〕
第１の態様に属する形態を、図４-１Ａ〜図４-１Ｃに示す。まず、代表的形態として図４-１Ａを用いて説明する。薄膜結晶層のうち少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層の側壁面は基板２１の端より後退している。この形状は、タイプＣのすべての形態に表れている。これは、図４-３Ａに示すように、製造工程において、薄膜結晶層を成膜後、各素子間を分離するために、後述する方法によって所定の深さまで薄膜結晶層を除去して装置間分離溝１３を形成し、分離溝内で、素子を分離しているからである。図４-１Ａは、基板２１に達するまで薄膜結晶層を除去した例を示し、タイプＣの好ましい形態の１つである。タイプＣの発光素子１０では、薄膜結晶層、特に電流注入、発光等の本質的な機能に関わる部分である第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、一般に使用されるスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際のプロセスを被歴せず、素子が分離されるので、性能に関わる薄膜結晶層に直接的にダメージを与えない。このため、特に大電流注入においてその耐性や信頼性等の性能が優れている。
【０４５９】
そして、薄膜結晶層を除去した際に露出する側壁面は、絶縁層３０により覆われる。
【０４６０】
さらに、素子分割前には、図４-３Ａに示すように、絶縁層３０は装置間分離溝１３の溝底面の全てを覆うのではなく、基板表面（即ち、溝底面）に絶縁層３０が形成されていないスクライブ領域１４が形成されている。製造工程中のスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際に基板２１のみをスクライブ、ブレーキングすればよいので、薄膜結晶層に直接的にダメージを与えることがない。また、絶縁層３０の剥がれが生じないので、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることもない。
【０４６１】
その結果得られる分離された後の発光素子１０では、図４-１Ａ、図４-１ＢのＡ部分に示すように、薄膜結晶層の側壁面が後退して露出した基板面の全面を絶縁層３０が覆うのではなく、基板２１の端からＬｗｓだけ離れた位置より内側の基板面を覆っている。仮にスクライブ領域１４の幅の中央から分割された場合、絶縁層３０で覆われていない距離Ｌｗｓは、製造のゆらぎ等の範囲でスクライブ領域１４の幅の略１／２に対応する。即ち、この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子１０は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子１０の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０４６２】
Ｌｗｓは、完成した素子においては、０より大きければよいが、通常は１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上である。設計値としては、スクライブ領域１４の幅を２Ｌｗｓとすると、２Ｌｗｓは、３０μｍ以上が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳは、通常３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。
【０４６３】
また、装置間分離溝１３が、バッファ層２２の途中まで形成されることも好ましい形態である。その結果、完成した発光素子１０では、少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、装置の端（基板端）より内側に後退し、溝底面に基づく段差により基板面と平行な面（端部平行面）が発光素子１０の端に存在する。尚、図４-１Ａでは基板面自身が、基板面と平行な面に対応する。
【０４６４】
図４-１Ｃに、装置間分離溝がバッファ層２２の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端までバッファ層２２の一部が非後退側壁面として存在し、バッファ層２２の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。バッファ層２２の側壁のうち、非後退側壁面の部分は露出し、後退側壁面の部分は絶縁層３０で被覆され、端部段差面５５のうちで、端から離れた位置（図４-１ＢのＬｗｓに対応する位置）から、内側を前記後退側壁面に連続して被覆している。これは、図４-１Ａ（図４-１Ｂ）において、装置間分離溝をバッファ層２２の途中でとめた形態に対応する。
【０４６５】
これらの例のように、装置間分離溝１３が、バッファ層２２の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層３０が、発光素子１０の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層３０の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図４-１Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い装置となる。
【０４６６】
〔第２の態様〕
第２の態様に属する形態を、図４-２Ａ〜図４-２Ｃに示す。第２の態様は、層構成等は第１の態様と同じであり、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状において異なっている。
【０４６７】
まず、図４-２Ａに示すように、薄膜結晶層のうち少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層の側壁面は基板２１の端より後退して後退側壁面を構成している。この形状は、タイプＣのすべての形態に表れている。これは、図４-３Ｂに示すように、製造工程において、薄膜結晶層を成膜後、各素子間を分離するために、後述する方法によって、薄膜結晶層を除去して装置間分離溝１３を形成し、分離溝内で、素子を分離しているからである。タイプＣのその他の態様と同じように、薄膜結晶層を除去した際に露出する側壁面のうち、少なくとも、第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）、活性層構造２５、および第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の側壁面は、絶縁層３０により覆われている。
【０４６８】
第２の態様では、基板２１表面（装置間分離溝底面）にも、絶縁層３０は存在しない。薄膜結晶層の後退側壁面で、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５は、バッファ層２２の側壁面の少なくとも第１の光取り出し方向側に存在し、場合によっては、バッファ層２２の側壁面の全部に渡っていてもよい。また、基板２１の一部までエッチングして装置間分離溝１３を形成した場合には、溝の壁面のうち、基板部分のみが露出し、バッファ層２２が被覆されている場合がある。
【０４６９】
この場合、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５のバッファ層２２は、ドーピングされていないアンドープ層であることが好ましい。露出している部分が絶縁性の高い材料であればハンダの回り込みによる短絡等の虞がなく、信頼性の高い素子となる。
【０４７０】
この構造は、図４-３Ｂに示すように、製造工程途中の素子分割前の形状に対応し、絶縁層３０は、装置間分離溝１３の溝内の基板表面と、基板面に近接する溝側壁面の絶縁層非形成部分１５から除去されている。
【０４７１】
基板２１と接している部分に絶縁層３０が形成されていないので、製造工程中のスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際に基板２１のみをスクライブ、ブレーキングすればよいので、薄膜結晶層に直接的にダメージを与えることがない。また、絶縁層３０の剥がれが生じないので、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることもない。
【０４７２】
その結果得られる分離された後の発光素子では、図４-２Ａおよび図４-２ＢのＡ部分に示すように、薄膜結晶層の側壁面が後退して露出した基板面を絶縁層３０が覆っていない。この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０４７３】
また、第２の態様においても、装置間分離溝１３が、バッファ層２２の途中まで形成されることも好ましい形態である。その結果、完成した発光素子では、少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、素子の端（基板端）より内側に後退し、溝底面に基づく段差により基板面と平行な面（端部平行面）が発光素子の端に存在する。
【０４７４】
図４-２Ｃに、装置間分離溝がバッファ層２２の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端までバッファ層２２の一部が非後退側壁面として存在し、バッファ層２２の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。非後退側壁面（素子端の側壁部分）および端部段差面は、絶縁層３０で被覆されておらず、また、後退側壁面（装置間分離溝の側壁）では、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が、第１の光取り出し方向側に存在する。絶縁層非形成部分１５は、場合によっては、バッファ層２２の側壁面の全部に渡っていてもよい。
【０４７５】
この例のように、装置間分離溝が、バッファ層２２の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層３０が、発光素子の端まで達していない形状ができている装置は、絶縁層３０の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図４-２Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い装置となる。
【０４７６】
第１の態様および第２の態様に共通して、タイプＣの発光素子では、絶縁層３０は、図４-１Ｂ、図４-２ＢのＢ部分に示すように、第一導電型側電極２８の基板側（第１の光取り出し方向側）の一部に接している。即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（この形態では第一導電型クラッド層２４）との間の一部に、絶縁層３０が介在している。その結果、第一導電型側電極２８の面積が、第一電流注入領域３６の面積より大きい。図４-１Ｂ、図４-２Ｂに示すように、第一導電型側電極２８が絶縁層３０に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０４７７】
さらに絶縁層３０は、図４-１Ｂ、図４-２ＢのＣ部分に示すように、第二導電型側電極２７のサブマウント側（第１の光取り出し方向の反対側）の一部を覆っている。即ち、第二導電型側電極２７の電極露出部分３７の面積が、第二導電型側電極２７の面積より小さく、第二電流注入領域３５の面積は、第二導電型側電極２７の面積と等しい。図４-１Ｂ、図４-２Ｂに示すように、第二導電型側電極２７の周辺から絶縁層３０で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層３０によって第二導電型側電極２７の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極２８等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０４７８】
また、第一導電型半導体層（この形態では第一導電型クラッド層２４）、第二導電型半導体層（この形態では第二導電型クラッド層２６）のサブマウント側（第１の光取り出し方向の反対側）の表面の露出部分も短絡防止のために、通常は図に示すように絶縁層３０で被覆される。
【０４７９】
絶縁層３０と各電極２７、２８とのこのような位置関係により、プロセスダメージの少ない工程により製造することが可能である。
【０４８０】
タイプＣの発光素子では、以上のように、プロセスダメージ、フリップチップマウントを実施した際の放熱性、絶縁性等が総合的に考慮された絶縁層３０の配置となっている。
【０４８１】
以下に、発光素子を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０４８２】
＜基板＞
基板２１は、光学的に素子の発光波長に対しておおよそ透明であれば、材料等は特に限定されない。ここでおおよそ透明とは、発光波長に対する吸収が無いか、あるいは、吸収が存在しても、その基板の吸収によって光出力が５０％以上低減しないものである。
【０４８３】
基板は、電気的には絶縁性基板であることが好ましい。これは、フリップチップマウントをした際に、たとえハンダ材などが基板周辺に付着しても、発光素子への電流注入には影響を与えないからである。具体的な材料としては、例えばＩｎＡｌＧａＮ系発光材料またはＩｎＡｌＢＧａＮ系材料をその上に薄膜結晶成長させるためは、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３、およびＭｇＯから選ばれることが望ましく、、特にサファイア、ＧａＮ、ＺｎＯ基板が好ましい。特にＧａＮ基板を用いる際には、そのＳｉのドーピング濃度は、意図的にアンドープ基板を用いる場合には、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ濃度以下が望ましく、さらに望ましくは８×１０１７ｃｍ−３以下であることが、電気抵抗の観点と結晶性の観点からが望ましい。
【０４８４】
タイプＣの発光素子で使用される基板は、いわゆる面指数によって完全に確定されるジャスト基板だけではなく、薄膜結晶成長の際の結晶性を制御する観点から、いわゆるオフ基板（ｍｉｓｓ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であることもできる。オフ基板は、ステップフローモードでの良好な結晶成長を促進する効果を有するため、素子のモフォロジ改善にも効果があり、基板として広く使用される。たとえば、サファイアのｃ＋面基板をＩｎＡｌＧａＮ系材料の結晶成長用基板として使用する際には、ｍ＋方向に０．２度程度傾いた面を使用することが好ましい。オフ基板としては、０．１〜０．２度程度の微傾斜を持つものが広く一般的に用いられるが、サファイア上に形成されたＩｎＡｌＧａＮ系材料においては、活性層構造内の発光ポイントである量子井戸層にかかる圧電効果による電界を打ち消すために、比較的大きなオフ角度をつけることも可能である。
【０４８５】
基板は、ＭＯＣＶＤやＭＢＥ等の結晶成長技術を利用して化合物半導体発光素子を製造するために、あらかじめ化学エッチングや熱処理等を施しておいてもよい。また、後述するバッファ層との関係で、意図的に凹凸をつけた基板に加工しておき、これによって、薄膜結晶層と基板との界面で発生する貫通転移を発光素子の活性層近傍に導入しないようにすることも可能である。
【０４８６】
基板の厚みとしては、タイプＣの発光素子の１形態においては、素子作成初期においては、通常２５０〜７００μｍ程度のものであり、発光素子の結晶成長、素子作製プロセスにおける機械的強度が確保されるようにしておくのが普通である。これを用いて薄膜結晶層を成長した後に、各々の素子に分離しやすくするために、適宜、研磨工程によってプロセス途中で薄くし、最終的に装置としては１００μｍ厚程度以下となっていることが望ましい。また、通常３０μｍ以上の厚みである。
【０４８７】
さらにタイプＣの発光素子の異なる形態では、基板の厚さは、従来とは異なり厚いものでもよく、３５０μｍ程度、さらには４００μｍ、または５００μｍ程度の厚みがあってもよい。
【０４８８】
さらに、基板の第１の光取り出し方向側の面に、いわゆる低反射コーティング層あるいは低反射光学膜が形成されていることが望ましい。基板−空気界面の屈折率差による反射を抑制し、高出力化、素子の高効率化を図ることができる。ここで、バッファ層から基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることが好ましい。たとえば基板がサファイアである場合には、低反射コーティング膜としてＭｇＦ２等を用いることが望ましい。発光波長における基板の屈折率ｎｓに対して、低反射コーティング膜の屈折率が、√ｎｓに近いことが望ましいので、サファイアの屈折率の平方根に対して、ＭｇＦ２の屈折率が近いからである。
【０４８９】
基板の第１の光取り出し方向側の面が、平坦でない面または粗面であることも好ましい。これにより量子井戸層内で発光した光を高効率で取り出すことが可能になり、素子の高出力化、高効率化の観点で望ましい。また、素子の発光波長をλ（ｎｍ）とすると、その粗面の程度は、平均粗さＲａ（ｎｍ）が、
λ/５（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜１０×λ（ｎｍ）
を満たすことが望ましく、
λ/２（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜２×λ（ｎｍ）
を満たすことがより望ましい。
【０４９０】
＜バッファ層＞
バッファ層２２は、基板上に薄膜結晶成長する上で、転移の抑制、基板結晶の不完全性の緩和、基板結晶と所望の薄膜結晶層との各種の相互不整合の軽減など、主に薄膜結晶成長のための目的のために形成される。
【０４９１】
バッファ層は、薄膜結晶成長で成膜され、タイプＣの発光素子で望ましい形態であるＩｎＡｌＧａＮ系材料、ＩｎＡｌＢＧａＮ系材料、ＩｎＧａＮ系材料、ＡｌＧａＮ系材料、ＧａＮ系材料などを異種基板上に薄膜結晶成長する際には、必ずしも基板との格子定数のマッチングが確保されないので、バッファ層は特に重要である。たとえば、薄膜結晶層を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）で成長する際には、６００℃近傍の低温成長ＡｌＮ層をバッファ層に用いたり、あるいは５００℃近傍で形成した低温成長ＧａＮ層を用いたりすることも出来る。また、８００℃から１０００℃程度の高温で成長したＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＢＧａＮなども使用可能である。これらの層は一般に薄く５〜４０ｎｍ程度である。
【０４９２】
バッファ層２２は必ずしも単一の層である必要はなく、低温で成長したＧａＮバッファ層の上に、結晶性をより改善するために、ドーピングを施さない１０００℃程度の温度で成長したＧａＮ層を数μｍ程度有するようにしてもかまわない。実際には、このような厚膜バッファ層を有することが普通であって、その厚みは０．５〜７μｍ程度である。バッファ層は、Ｓｉ等でドーピングされていてもよいし、バッファ層内にドーピング層とアンドープ層を積層して形成することも可能である。
【０４９３】
典型的な形態としては、基板に接して３５０℃〜６５０℃未満程度の低温で薄膜結晶成長させた低温バッファ層と、６５０℃〜１１００℃程度の高温で薄膜結晶成長させた高温バッファ層の２層構造のものが挙げられる。また、基板がＧａＮであるときには、バッファ層のすべてを９００℃以上の高温にて形成したＧａＮとすることができる。
【０４９４】
また、バッファ層の形成に関しては、いわゆるマイクロチャネルエピタキシーの一種である横方向成長技術（ＥＬＯ）も使用可能であり、これによってサファイア等の基板とＩｎＡｌＧａＮ系材料の間で発生する貫通転移の密度を大幅に低減することも可能である。さらに基板の表面に凹凸の加工を施したような加工基板を使用する際にも、横方向成長をさせる際に転位の一部を消滅させることが可能であって、このような基板とバッファ層の組み合わせを本発明に適応する事は好ましい。さらに、この際には基板上に形成された凹凸によって光取り出し効率が向上する効果もあって、好ましい。
【０４９５】
また、バッファ層は装置間分離溝の露出部分になる場合もあるが、露出部分はアンドープ部分であることが好ましい。これにより、装置組み立て時のハンダ等による絶縁不良を抑制することができる。
【０４９６】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＣの発光素子では、光均一化層が存在しないので、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層は、バッファ層に接して存在する以外、タイプＡで記載したものと同様の構成をを採用することができる。
【０４９７】
＜活性層構造＞
タイプＣの発光素子における活性層構造は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０４９８】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
タイプＣの発光素子における第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０４９９】
＜第二導電型側電極＞
タイプＣの発光素子における第二導電型側電極は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０５００】
＜第一導電型側電極＞
タイプＣの発光素子における第一導電型側電極は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０５０１】
＜絶縁層＞
タイプＣの発光素子における絶縁層は、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０５０２】
＜サブマウント＞
タイプＣの発光素子におけるサブマウントは、タイプＡの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０５０３】
〔タイプＣの発光素子の製造方法〕
次に、タイプＣの発光素子の製造方法について説明する。
【０５０４】
＜製造方法の実施形態１＞
製造方法の実施形態１では、図４-１Ａに示す発光素子を主として、さらに図４-１Ｃに示す発光素子の製造方法を説明する。図４-５に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。これらの薄膜結晶層の形成には、ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＰＥＤ法、ＶＰＥ法、ＬＰＥ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０５０５】
薄膜結晶層成長の後、図４-１Ａ、図４-１Ｂ、図４-３Ａに示された形状を実現するためには、図４-５に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層の形成工程を第二導電型側電極の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０５０６】
また、第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からも、薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０５０７】
なお、第二導電型側電極が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０５０８】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０５０９】
第二導電型側電極２７を形成した後、図４-６に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することが目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０５１０】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０５１１】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極２７が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０５１２】
次に図４-７に示すように、装置間分離溝１３を、第二エッチング工程により形成する。タイプＣでは、装置間分離溝１３は、少なくとも第一導電型クラッド層を分断して形成されていることが必要であり、本形態では、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、発光素子を分離するために、スクライブ、ブレーキング等の工程において、薄膜結晶層が形成されている側からダイヤモンドスクライブを実施した際にも、サファイア基板上のＧａＮ系材料の剥離を抑制することが可能である。またレーザスクライブを実施した場合にも、薄膜結晶層にダメージが入らない利点がある。さらに、サファイア基板（ＧａＮ等の他の基板でも同じ）の一部までエッチングして装置間分離溝を形成することも同様に好ましい。
【０５１３】
一方、装置間分離溝１３が基板２１に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝１３が、バッファ層２２の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層２４の側壁に絶縁層３０を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光素子完成後の形態は、図４-１Ｃを参照。）。この場合、溝底面が、バッファ層２２の途中に形成され、これが発光素子の端において端部段差面５５になる。溝底面は、エッチングで得られる程度の凹凸を含む面である。尚、溝底面は、素子分離の際にスクライブ等の処理を受けるため、素子分離後の端部段差面５５は、面としての平面性および層方向との平行性については高くない場合が多い。また、絶縁層３０で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。
【０５１４】
第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、バッファ層２２の少なくとも一部、場合によっては全部をエッチングすることが必要なことから、３〜７μｍとなることがああり、場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０５１５】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で１０μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、２μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０５１６】
そこで、第二エッチング工程において装置間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０５１７】
金属フッ化物膜は、第一、第二エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０５１８】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、ＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０５１９】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０５２０】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０５２１】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０５２２】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図４-１６に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０５２３】
このような第二エッチング工程により、図４-７に示すように、装置間分離溝１３が形成される。
【０５２４】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程は、どちらの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチング工程を実施することも好ましい。図４-１６に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二エッチングマスク５２を形成する。そして、第二エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。
【０５２５】
形成される装置間分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これらは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０５２６】
尚、タイプＣの説明で定義する「後退側壁面」は、第二エッチング工程、即ち、装置間分離溝形成のときに側壁として現れる側壁面であり、第一エッチングのみで現れる壁面ではない。
【０５２７】
第二エッチング工程の後には、図４-８に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層３０は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０５２８】
次に、図４-９Ａに示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層３０が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層２４上で絶縁層３０が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で絶縁層３０が除去されたスクライブ領域１４を形成する。第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極２７の周辺部分が絶縁層３０によって覆われているように実施する。すなわち第二導電型側電極露出部分３７の表面積は第二電流注入領域の面積よりも小さい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極２７の一部が絶縁層３０に覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ２ｗ）は前述のとおり１５μｍ以上であることが望ましい。さらに望ましくは１００μｍ以上である。絶縁層３０によって第二導電型側電極２７の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極２８等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。
【０５２９】
絶縁層３０の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層３０がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層３０がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０５３０】
スクライブ領域１４の幅としては、すでに説明したように、所定のＬｗｓが得られるように設定することができる。
【０５３１】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、およびスクライブ領域１４の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。尚、装置間分離溝１３が、バッファ層２２の途中まで形成される場合にも、上記のプロセスで絶縁層３０を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。
【０５３２】
次に、図４-１０に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。タイプＣにおいては、第一導電型側電極２８は第一電流注入領域の大きさよりも大きな面積に形成され、かつ、第一導電型側電極２８と第二導電型側電極２７は、空間的に重なりを有さないことが特徴である。これは、当該素子をハンダなどでフリップチップマウントした際に、サブマウントなどとの十分な密着性を確保するに十分な面積を確保しつつ、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８との間のハンダ材等による意図しない短絡を防止するのに十分な間隔を確保するために重要である。第一導電型側電極２８が絶縁層３０に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ１ｗ）は、前述の範囲になるように設定される。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０５３３】
電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｇおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０５３４】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０５３５】
第一導電型側電極２８は、この例では、第一導電型クラッド層２４にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０５３６】
タイプＣの発光素子の製造方法では、第一導電型側電極２９が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、もしｎ側電極が第二導電型側電極２７のように絶縁層３０の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層３０のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層３０のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、第一導電型側電極２８の形成が絶縁層３０の形成後かつ絶縁層３０の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０５３７】
このようにして、図４-１０の構造が形成された後には、各化合物半導体発光素子を１つ１つ分離するために、装置間分離溝１３を使用して、基板２１に対してダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０５３８】
また、装置間分離溝１３は、バッファ層２２の途中まで形成されている場合もあるが、この場合にも、装置間分離溝１３を使用して、基板２１に対してのダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによる基板材料の一部のアブレーションが実施される。
【０５３９】
本形態では、素子間分離工程の際に、装置間分離溝１３に性能に影響を与える薄膜結晶層がないので、薄膜結晶層へのプロセスダメージの導入がない。また、スクライブ領域１４に絶縁層３０も存在しないので、スクライブ時に、絶縁層３０の剥離等が生じる可能性もない。
【０５４０】
傷入れ（スクライブ）が終了した後には、化合物半導体発光素子はブレーキング工程において、１装置ずつに分割され、好ましくはハンダ材料等によってサブマウントに搭載される。
【０５４１】
以上のようにして、図４-１Ａに示した発光素子１０が完成する。同様に、図４-１Ｃに示した発光素子も製造することができる。
【０５４２】
この製造方法では、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極２７の形成、エッチング工程（第一エッチング工程および第二エッチング工程）、絶縁層３０の形成、絶縁層３０の除去（第二導電型側電極露出部分の形成、第一電流注入領域の形成、スクライブ領域の形成）、第一導電型側電極２８の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極２８にもダメージのない発光素子を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、この発光素子は、第二導電型側電極２７、絶縁層３０、第一導電型側電極２８がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極２７は、第二導電型クラッド層２６（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層３０を介在しないで接しており、第二導電型側電極２７の上部周辺には絶縁層３０で覆われた部分があり、第一導電型側電極２８と第一導電型側クラッド層２４（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層３０が介在している部分が存在している。
【０５４３】
＜製造方法の実施形態２＞
製造方法の実施形態２では、図４-２Ａに示す発光素子を主として、さらに図４-２Ｃに示す発光素子の製造方法を説明する。実施形態２では、実施形態１において絶縁層３０の形成工程までは同一である（図４-５〜図４-８）。その後、実施形態１では、基板面（溝底面）の装置間分離溝の中央部を含む領域のみを除去したが、実施形態２では、図４-９Ｂに示すように、装置間分離溝１３内で基板２１上（即ち、溝底面）の絶縁層３０をすべて除去し、また、溝内の側壁に形成された絶縁層３０の基板２１側（即ち、溝底面側）の部分を除去し絶縁層非形成部分１５とする。形成方法として、次のようなプロセスが可能である。まず、装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層３０をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝１３内の基板面上の絶縁層３０の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層３０がウエットエッチャントで除去され、図４-９Ｂに示したように基板側の側壁に絶縁層３０が存在しない形状が得られる。
【０５４４】
絶縁層３０が除去されて露出する側壁は、バッファ層２２の側壁の少なくとも基板側の部分であり、実施形態によっては、バッファ層２２の側壁の全部を露出させてもよい。絶縁層３０が存在しない露出した側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、サブマウントとの接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。尚、基板２１の一部までエッチングして装置間分離溝１３を形成した場合には、分離溝の壁面のうち、基板部分のみが露出し、バッファ層２２が絶縁層３０で被覆されている場合がある。
【０５４５】
実施形態１と同様に、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、および絶縁層非形成部分１５の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。
【０５４６】
その後は、実施形態１と同様のプロセスにより図４-２Ａに示す発光素子を完成することができる。
【０５４７】
製造方法の実施形態２において、実施形態１と同様に、装置間分離溝１３が、基板２１に達していない形態も好ましい形態である。例えば、装置間分離溝１３が、バッファ層２２の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層２４の側壁に絶縁層３０を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光素子完成後の形態は、図４-２Ｃ）。この場合、溝底面が、バッファ層２２の途中に形成され、これが発光素子の端において端部段差面５５になる。溝底面は、エッチングで得られる程度の凹凸を含む面である。また、絶縁層３０で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。そして、絶縁層３０を堆積するときに、基板面でなく溝底面に堆積される点が異なるが、同一のプロセスを採用することができる。その他は実施形態２と同様にして、図４-２Ｃに示した発光素子も製造することができる。
【０５４８】
実施形態２のプロセス（およびその変形プロセス）で製造された発光素子も、側壁を覆う絶縁層３０が、発光素子の端まで達していない形状ができている装置であり、絶縁層３０の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図４-１Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い装置となる。
【０５４９】
＜＜２−５．タイプＤ＞＞
タイプＤの発光装置の特徴は次の事項で特定される。
【０５５０】
１．  バッファ層、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層をこの順序で有する化合物半導体薄膜結晶層と、第二導電型側電極と、並びに第一導電型側電極とを有し、第１の光取り出し方向が前記活性層構造から見てバッファ層側である化合物半導体発光素子であって、
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極は、互いに空間的に重なりを有さずかつ前記第１の光取り出し方向とは反対側に形成されており；
前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が接続され、前記発光素子を支持する支持体を有し；
前記発光素子の端において、前記薄膜結晶層の側壁面のうち少なくとも前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層は、製造工程中に装置間分離溝の形成により後退した後退側壁面を構成しており、
少なくとも、前記第一導電型半導体層、前記活性層構造および前記第二導電型半導体層の後退側壁面を覆う絶縁層であって、（ａ）前記第一導電型側電極の第１の光取り出し方向側の一部に接し、前記第二導電型側電極の第１の光取り出し方向と反対側の一部を覆い、かつ（ｂ）：前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であるときは、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層を有し、または
（ｉｉ）前記バッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状のときは、前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向部分には形成されずに、前記バッファ層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有すること
を特徴とする化合物半導体発光素子。
【０５５１】
２．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉｉ）前記バッファ層が共に後退側壁面を構成して端部段差面が存在しない形状であり、
前記バッファ層の少なくとも第１の光取り出し方向側部分には形成されずに、前記バッファ層の途中から前記後退側壁面を被覆する絶縁層を有することを特徴とする上記１記載の発光素子。
【０５５２】
３．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁層が、前記バッファ層の後退側壁面の少なくとも一部を被覆していながら、端部段差面上には形成されていないことを特徴とする上記１記載の発光素子。
【０５５３】
４．  前記薄膜結晶層の後退側壁面に対して、
（ｉ）前記バッファ層の一部が、共に後退側壁面を構成しており、前記バッファ層の後退していない非後退側壁面との間で端部段差面を形成する形状であり、少なくとも、発光素子端から離れた位置から形成されている絶縁層であって、
前記絶縁層が、発光素子端から離れた位置から端部段差面上、および前記第一導電型半導体層の側壁後退面と一致する面を被覆していることを特徴とする上記１記載の発光素子。
【０５５４】
５．  前記バッファ層のうち、側壁面が前記絶縁層で被覆されていない部分を構成する層は、アンドープ型であることを特徴とする上記４記載の発光素子。
【０５５５】
６．  前記第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ１ｗが５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の発光素子。
【０５５６】
７．  前記第二導電型側電極が前記絶縁層で覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ２ｗが１５μｍ以上であることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の発光素子。
【０５５７】
８．  前記Ｌ２ｗが１００μｍ以上であることを特徴とする上記７記載の発光素子。
【０５５８】
９．  前記第一導電型側電極が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の発光素子。
【０５５９】
１０．  前記第二導電型側電極が、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜９のいずれかに記載の発光素子。
【０５６０】
１１．  前記絶縁層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれる材料の単層であることを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の発光素子。
【０５６１】
１２．  前記絶縁層が複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１〜１１のいずれかに記載の発光素子。
【０５６２】
１３．  前記絶縁層を構成する層の少なくとも１つが、フッ化物を含む材料からなることを特徴とする上記１２記載の発光素子。
【０５６３】
１４．  前記フッ化物が、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれることを特徴とする上記１３記載の発光素子。
【０５６４】
１５．  前記薄膜結晶層が、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３、およびＭｇＯからなる群より選ばれる基板上に成膜されて形成されたことを特徴とする上記１〜１４のいずれかに記載の発光素子。
【０５６５】
１６．  前記化合物半導体薄膜結晶層は、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、前記第一導電型クラッド層、前記活性層構造および第二導電型クラッド層中に、Ｉｎ、ＧａおよびＡｌからなる群より選ばれる元素が含まれることを特徴とする上記１〜１５のいずれかに記載の発光素子。
【０５６６】
１７．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の発光素子。
【０５６７】
１８．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜１７のいずれかに記載の発光素子。
【０５６８】
１９．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極が、ハンダによって金属層を有する支持体に接合されていることを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の発光素子。
【０５６９】
２０．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極と、前記支持体の金属層との接合が、金属ハンダのみ、または金属ハンダと金属バンプによってなされていることを特徴とする上記１９記載の発光素子。
【０５７０】
２１．  前記支持体の母材がＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記１９または２０記載の発光素子。
【０５７１】
２２．  前記支持体の発光素子間の分離領域に、金属層が形成されていないことを特徴とする上記１９〜２１のいずれかに記載の発光素子。
【０５７２】
２３．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記２記載の発光素子。
【０５７３】
２４．  前記バッファ層の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記３記載の発光素子。
【０５７４】
２５．  前記バッファ層から基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記２記載の発光素子。
【０５７５】
２６．  前記第一導電型半導体層からバッファ層側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記バッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記３記載の発光素子。
【０５７６】
タイプＤの発光素子によれば、青色または紫外発光が可能な発光素子であって、高出力、高効率なフリップチップマウント型の半導体発光素子を提供することができる。
【０５７７】
タイプＤの発光素子の構造では、製造プロセスにおける各工程でのプロセスダメージが排除されているために、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０５７８】
図５-１Ａ、図５-２、図５-３Ａに、タイプＤの化合物半導体発光素子（以下、単に発光素子という）の代表的例を示す。図５-１Ｂおよび図５-３Ｂは、説明のために、図５-１Ａおよび図５-３Ａの一部を省略した図５-である。図５-４Ａ、図５-４Ｂは発光素子の構造を詳細に説明するために、作製途中の形状を示す図である。以下、図５-１Ａ〜図５-４Ｂを参照して説明する。
【０５７９】
タイプＤの発光素子は、図５-１Ａ、図５-２および図５-３Ａに示すようにバッファ層２２、第一導電型クラッド層２４を含む第一導電型半導体層、第二導電型クラッド層２６を含む第二導電型半導体層、および前記第一および第二導電型半導体層の間に挟まれた活性層構造２５を有する化合物半導体薄膜結晶層、第二導電型側電極２７、並びに第一導電型側電極２８を有する。
【０５８０】
第二導電型クラッド層２６の表面の一部に、第二導電型側電極２７が配置され、第二導電型クラッド層２６と第二導電型側電極２７の接触している部分が第二電流注入領域３５となっている。また、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５の一部、第一導電型クラッド層２４の一部が除去された構成となっており、除去された箇所に露出する第一導電型クラッド層２４に接して、第一導電型側電極２８が配置されることで、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８が、バッファ層２２に対して同じ側に配置されるように構成されている。第二導電型側電極２７および第一導電型側電極２８は、支持体４０上の金属層４１に、金属ハンダ４２を介してそれぞれ接続されている。
【０５８１】
タイプＤの発光素子１０において、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２８は、互いに空間的に重なりを有していない。これは、図５-１Ａ、図５-２および図５-３Ａに示すように、第一導電型側電極２８および第二導電型側電極２７を基板面に対して投影したときに、影が重ならないことを意味する。
【０５８２】
絶縁層３０は、フリップチップマウントを実施した際に、マウント用のハンダ、導電性ペースト材等が「第二導電型側電極と第一導電型側電極の間」、「活性層構造などの薄膜結晶層の側壁」等に回りこんで、意図しない短絡が発生しないようにするためのものである。同時に、タイプＤの発光素子１０では、素子にダメージを与え性能に影響を及ぼしたり、歩留まりに影響を与えたりしないように、絶縁層３０が最適な位置に配置されている。
【０５８３】
タイプＤの発光素子１０は、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状、の２箇所で異なる形態を取り得る。（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状については、製造工程において素子分離を行うために装置間分離溝１３（図５−４Ａ等参照）を形成する際のエッチング深さにより、大きく分けて（ｉ）バッファ層２２の途中まで、（ｉｉ）基板面まで（またはそれより深く）、の２つの選択がある。また、装置間分離溝１３の壁面は、素子分離後に素子端より後退するので、タイプＤでは装置間分離溝１３の形成時に側壁面として現れた面を、素子分離後の素子については、「後退側壁面」という。また、素子分離により素子端に現れる側壁面を、「非後退側壁面」という。そして、発光素子１０の端部には、後退側壁面と非後退側壁面の間で段差面が形成されるので、これを「端部段差面」という。
【０５８４】
装置間分離溝１３の深さ（ｉ）〜（ｉｉ）に対応して、（ｉ）では、薄膜結晶層の後退側壁面に対して、バッファ層２２の一部が共に後退側壁面を構成し、残り（第１の光取り出し方向側）のバッファ層２２の側壁は、非後退側壁面となり、バッファ層２２の端に端部段差面５５が存在する形状となる。（ｉｉ）では、バッファ層２２の側壁も後退側壁面を構成するので（装置間分離溝１３の側壁面となるため）、素子完成後に基板２１が存在しないタイプＤの発光素子１０においては端部段差面は存在しない。尚、（ｉｉ）の場合でも、装置間分離溝１３の壁面は、装置間分離溝１３を形成しないで分離したときの素子端面に比べて後退していることになるので、本発明では統一して「後退側壁面」という。
【０５８５】
（ｉ）に対応するのは、図５-２、図５-３Ａ（図５-３Ｂ）である。（ｉｉ）図５-１Ａ（図５-１Ｂ）である。
【０５８６】
（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状については、製造工程において、（ｉ）装置間分離溝１３の側壁に形成された絶縁層３０を残したまま、溝底面上の中央を含む領域の絶縁層３０のみを除去するか、（ｉｉ）溝底面に形成された絶縁層３０のすべてに加えて、溝内の側壁の一部までを含めて絶縁層３０を除去するか、の選択があり、その結果製造される発光素子１０において、（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状、（ｉｉ）絶縁層３０が溝底面から離れている形状、の２種類が存在する。（ｉ）に対応するのは、図５-３Ａ（図５-３Ｂ）である。（ｉｉ）に対応するのは、図５-１Ａ（図５-１Ｂ）、図５-２である。
【０５８７】
尚、タイプＤの発光素子１０では、製造工程中に成長基板を除去するため、基板除去の際に絶縁層３０が基板２１に付いている形態は好ましくない。従って、上記の組み合わせて、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状が、（ｉｉ）バッファ層２２に段差がない形状であり、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状が、（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状、となる組み合わせは、タイプＤの発光素子１０には含まれない形態である。
【０５８８】
タイプＤの発光素子１０の形状を（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層３０の形状により、第１の態様：（ｉｉ）絶縁層３０が溝底面から離れている形状、第２の態様：（ｉ）絶縁層３０が溝底面に付いている形状の順に分けて説明する。
【０５８９】
但し、タイプＤの発光素子１０に共通して、第１の光取り出し方向のバッファ層２２の端までは絶縁層３０が達していない。
【０５９０】
〔第１の態様〕
第１の態様に属する形態を、図５-１Ａ〜図５-２に示す。まず、代表的な形態として図５-１Ａを用いて説明する。タイプＤの発光素子１０は、図５-１Ａに示すように、第１の光取り出し方向に基板を有していない。絶縁層３０は、薄膜結晶層を除去した際に露出する側壁面のうち、少なくとも、第一導電型半導体層（図では第一導電型クラッド層２４）、活性層構造２５、および第二導電型半導体層（図では第二導電型クラッド層２６）の側壁面を被覆している。また、バッファ層２２の側壁面の少なくとも第１の光取り出し方向側に、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が存在し、これは場合によっては、バッファ層２２の側壁面の全部に渡っていてもよい。このように、タイプＤの発光素子１０では、バッファ層２２の第１の光取り出し方向側の素子端には絶縁層３０が存在することはない。この点は、他の実施形態でバッファ層に端部段差面がある場合においても同じである。
【０５９１】
また、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５のバッファ層２２は、ドーピングされていないアンドープ部分であることが好ましい。露出している部分が絶縁性の高い材料であればハンダの回り込みによる短絡等の虞がなく、信頼性の高い素子となる。
【０５９２】
この構造は、製造工程途中の素子分割前は、図５-４Ａに示される形状を経由する。製造工程途中において、絶縁層３０は、装置間分離溝１３の溝内の基板面（溝底面）と、基板面（溝底面）に近接する溝側壁面の絶縁層非形成部分１５から除去されている。タイプＤの発光素子１０では、製造工程中で、基板２１が剥がされる。このとき、絶縁層３０が基板２１に接していないため、基板２１を剥離する際に、絶縁層３０の剥がれが生じない。従って、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることもない。
【０５９３】
その結果得られる分離された後の発光素子１０では、図５-１ＡのＡ部分に示すように、バッファ層２２の壁面の第１の光取り出し方向側に絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が存在する。つまり、この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子１０は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子１０の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０５９４】
さらに絶縁層３０は、図５-１ＢのＢ部分に示すように、第一導電型側電極２８の基板側（第１の光取り出し方向側）の一部に接している。即ち、第一導電型側電極２８と第一導電型半導体層（この実施形態では第一導電型クラッド層２４）との間の一部に、絶縁層３０が介在している。その結果、第一導電型側電極２８の面積が、第一電流注入領域３６の面積より大きい。図５-１Ｂに示すように、第一導電型側電極２８が絶縁層３０に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ１ｗとすると、Ｌ１ｗは７μｍ以上が好ましく、特に９μｍ以上が好ましい。また、Ｌ１ｗは、通常５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以下である。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０５９５】
さらに絶縁層３０は、図５-１ＢのＣ部分に示すように、第二導電型側電極２７の支持体４０側（第１の光取り出し方向の反対側）の一部を覆っている。即ち、第二導電型側電極２７の電極露出部分３７の面積が、第二導電型側電極２７の面積より小さく、第二電流注入領域３５の面積は、第二導電型側電極２７の面積と等しい。図５-３に示すように、第二導電型側電極２７の周辺から絶縁層３０で覆われている幅の中で、最も狭い部分の幅をＬ２Ｗとすると、Ｌ２Ｗは１５μｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０μｍ以上、特に好ましくは１００μｍ以上である。絶縁層３０によって第二導電型側電極２７の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極２８等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。また、Ｌ２ｗは、通常２０００μｍ以下であり、好ましくは７５０μｍ以下である。
【０５９６】
また、第一導電型半導体層（この実施形態では第一導電型クラッド層２４）、第二導電型半導体層（この実施形態では第二導電型クラッド層２６）の支持体４０側（第１の光取り出し方向の反対側）の表面の露出部分も短絡防止のために、通常は図に示すように絶縁層３０で被覆される。
【０５９７】
絶縁層３０と各電極２７、２８とのこのような位置関係により、プロセスダメージの少ない工程により製造することが可能である。
【０５９８】
〔第１の態様その２〕
第１の態様に属するその他の形態を、図５-２を用いて説明する。図５-１Ａの形態では、と異なる点は、図５-１Ａの発光素子１０では、（Ｉ）発光素子１０の端部の段差形状が、（ｉｉ）バッファ層２２に段差がない形状であるのに対して、図５-２で示す発光素子１０では、（ｉ）バッファ層２２の端に装置間分離溝に基づく端部段差面５５を有する形状である点である。
【０５９９】
この形状は、装置間分離溝が、バッファ層２２の途中まで形成されて製造され、その結果、完成した八発光素子１０では、少なくとも第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層は、発光素子１０の端より内側に後退して後退側壁面を構成し、素子端壁面（非後退側壁面）との間で端部段差面５５が存在している。
【０６００】
図５-２に、装置間分離溝がバッファ層２２の途中まで形成されて製造された発光素子の１例を示す。Ａ部分に示すように、発光素子端まで、バッファ層２２の一部が非後退側壁面として存在し、バッファ層２２の途中から壁面が素子端より後退し、第二導電型半導体層の側壁面と共に後退側壁面（装置間分離溝の側壁）を構成している。非後退側壁面と後退側壁面の間に、装置間分離溝の底面に基づく端部段差面５５が存在している。非後退側壁面（素子端の側壁部分）は、絶縁層３０で被覆されておらず、端部段差面５５も絶縁層３０で被覆されておらず、さらに、後退側壁面（装置間分離溝の側壁）では、絶縁層３０で覆われていない絶縁層非形成部分１５が、第１の光取り出し方向側に存在する。絶縁層非形成部分１５は、場合によっては、バッファ層２２の側壁面の全部に渡っていてもよい。
【０６０１】
この例のように、装置間分離溝が、バッファ層２２を合わせた層の途中まで形成されている場合にも、側壁を覆う絶縁層３０が、発光素子１０の端まで達していない形状ができている素子は、絶縁層３０の剥がれがないことが保証され、また露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図５-１Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い素子となる。
【０６０２】
〔第２の態様〕
第２の態様では、（ＩＩ）発光素子端部の絶縁層の形状が、（ｉ）絶縁層が溝底面に付いている形状となっている。図５-３Ａの発光素子は、素子分割前には図５-４Ｂに示すように、装置間分離溝はバッファ層２２の途中まで形成され、絶縁層３０は装置間分離溝１３の溝底面の全てを覆うのではなく、溝底面に絶縁層３０が形成されていないスクライブ領域１４が形成されている。従って、製造工程中のスクライブ、ブレーキング等の素子分離の際に、バッファ層２２をブレーキングすればよく、薄膜結晶層のうちデバイス性能に関わる層、即ち、第一導電型半導体層、活性層構造２５および第二導電型半導体層に直接的にダメージを与えることがない。また、溝底面の絶縁層３０のないスクライブ領域１４から分割するので、絶縁層３０の剥がれが生じないので、確実な絶縁性を保てることに加え、絶縁層３０の剥がれの際に生じる引っ張りによって、薄膜結晶層にダメージが入ることがない。
【０６０３】
その結果得られる分離された後の発光素子では、図５-３Ａ、図５-３ＢのＡ部分に示すように、バッファ層２２に形成された端部段差面（溝底面）の全面を絶縁層３０が覆うのではなく、素子端からＬｗｓだけ離れた位置より内側の基板面を覆っている。スクライブ領域１４の幅の中央から分割された場合、絶縁層３０で覆われていない距離Ｌｗｓは、製造のゆらぎ等の範囲でスクライブ領域１４の幅の略１／２に対応する。即ち、この形状ができていることにより、薄膜結晶層の側面に絶縁層３０の剥がれがないことが保証される結果、この発光素子は、仮にハンダの回り込みがあっても、意図しない短絡が防止されていることに加え、薄膜結晶層にダメージが入っていないため、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子となっている。
【０６０４】
Ｌｗｓは、完成した素子においては、０より大きければよいが、通常は１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上である。設計値としては、スクライブ領域１４の幅を２Ｌｗｓとすると、２Ｌｗｓは、３０μｍ以上が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳは、通常３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下である。
【０６０５】
第２の態様の発光素子においても、露出している層を絶縁性の高い材料で構成することにより、図５-１Ａの形態の発光素子１０と同じく信頼性の高い素子となる。また、第２の態様のその他の部分の形状については、第１の態様と同様である。
【０６０６】
以下に、発光素子を構成する各部材と構造についてさらに詳細に説明する。
【０６０７】
＜基板＞
タイプＤの発光素子では、完成した発光素子に基板が残らない。基板はその上に半導体層を成長させることが可能なものが選ばれ、また最終的に除去できるものが用いられる。基板は、透明である必要はないが、製造工程で、基板を後述するレーザディボンディングにより剥離するときには、その特定の波長のレーザ光を透過することが好ましい。また、電気的には絶縁性基板である事が好ましい。これは、製造工程で、同様にレーザディボンディング法によって基板を剥離する際に、導電性基板ではその自由電子による吸収等によって、このような基板剥離方法を採用しにくくなるからである。
【０６０８】
前述のタイプＣで説明した基板材料は、すべてタイプＤの発光素子の製造でも使用できる。具体的な材料としては、例えばＩｎＡｌＧａＮ系発光材料またはＩｎＡｌＢＧａＮ系材料をその上に薄膜結晶成長させるためは、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３、およびＭｇＯから選ばれることが望ましく、特にサファイア、ＧａＮ、ＺｎＯ基板が好ましい。特にＧａＮ基板を用いる際には、そのＳｉのドーピング濃度は、意図的にアンドープ基板を用いる場合には、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ濃度以下が望ましく、さらに望ましくは８×１０１７ｃｍ−３以下であることが、電気抵抗の観点と結晶性の観点からが望ましい。また、基板を除去する際にケミカルエッチングを前提とする際には、塩酸等で容易に除去可能なＺｎＯが望ましい。
【０６０９】
タイプＤの発光素子の製造で使用される基板は、いわゆる面指数によって完全に確定されるジャスト基板だけではなく、薄膜結晶成長の際の結晶性を制御する観点から、いわゆるオフ基板（ｍｉｓｓ  ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）であることもできる。オフ基板は、ステップフローモードでの良好な結晶成長を促進する効果を有するため、素子のモフォロジ改善にも効果があり、基板として広く使用される。たとえば、サファイアのｃ＋面基板をＩｎＡｌＧａＮ系材料の結晶成長用基板として使用する際には、ｍ＋方向に０．２度程度傾いた面を使用することが好ましい。オフ基板としては、０．１〜０．２度程度の微傾斜を持つものが広く一般的に用いられるが、サファイア上に形成されたＩｎＡｌＧａＮ系材料においては、活性層構造内の発光ポイントである量子井戸層にかかる圧電効果による電界を打ち消すために、比較的大きなオフ角度をつけることも可能である。
【０６１０】
基板は、ＭＯＣＶＤやＭＢＥ等の結晶成長技術を利用して化合物半導体発光素子を製造するために、あらかじめ化学エッチングや熱処理等を施しておいてもよい。また、後述するバッファ層との関係で、意図的に凹凸をつけた基板にしておき、これによって、薄膜結晶層と基板との界面で発生する貫通転移を発光素子あるいは、後述する発光ユニットの活性層近傍に導入しないようにすることも可能である。
【０６１１】
基板の厚みとしては、タイプＤの１形態においては、素子作成初期においては、通常２５０〜７００μｍ程度のものであり、発光素子の結晶成長、素子作製プロセスにおける機械的強度が確保されるようにしておくのが普通である。基板を用いて必要な半導体層を成長した後に、基板は、例えば研磨、エッチング、またはレーザディボンディング等により除去される。特にレーザディボンディング等の光学的な手法によって剥離される際には、薄膜結晶成長時には両面研磨基板を用いることが望ましい。これは、薄膜結晶成長されていない面から照射されるレーザ等を、片面研磨基板を用いてしまうと、粗面から入射することになり、レーザディボンディング時に不要に大きなレーザ出力が必要となるためである。
【０６１２】
＜バッファ層＞
バッファ層に関して、タイプＣで説明した事項は、すべてタイプＤにも当てはまる。タイプＤの発光素子においては素子の完成後に基板が残らないため、好ましい事項をさらに説明する。
【０６１３】
タイプＤの発光素子においては、基板を製造工程中に除去するので、本態様の１実施形態においてはバッファ層の表面が第１の光取り出し方向側の面になる。後述するように基板の剥離の１つ方法として、基板に対して透明で、バッファ層に対して吸収のある光を用いて、バッファ層の一部を光学的に分解して、基板を剥離する方法が挙げられる。そのような方法を採用する場合には、その方法に適合した材料が選択される。たとえば、基板がサファイアで、バッファ層がＧａＮである場合には、２４８ｎｍの波長を有するＫｒＦエキシマレーザを薄膜結晶成長がされていない基板側から照射し、バッファ層のＧａＮを金属Ｇａと窒素に分解して、その結果、基板を剥離するレーザディボンディングを実施することも可能である。
タイプＤの発光素子では、第１の光取り出し方向に基板が存在しないので、バッファ層の第１の光取り出し方向側の面に、いわゆる低反射コーティング層あるいは低反射光学膜が形成されることが望ましい。バッファ層−空気界面での屈折率差による反射を抑制し、高出力化、素子の高効率化を図ることができる。ここで、後述する第一導電型半導体層側からバッファ層側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすようにバッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることは望ましい。たとえばバッファ層がＧａＮである場合には、低反射コーティング膜としてＡｌ２Ｏ３等を用いることが望ましい。これは素子の発光波長におけるバッファ層の屈折率ｎｂｆに対して、低反射コーティング膜の屈折率が、√ｎｂｆに近いことが望ましいので、ＧａＮの屈折率の平方根に対して、Ａｌ２Ｏ３の屈折率が近いからである。
【０６１４】
バッファ層の第１の光取り出し方向側の面が、平坦でない面あるいは粗面であることも好ましい。これにより量子井戸層内で発光した光を高効率で取り出すことが可能になり、素子の高出力化、高効率化の観点で望ましい。ここで、素子の発光波長をλ（ｎｍ）とすると、バッファ層の粗面の程度は、平均粗さＲａ（ｎｍ）が
λ/５（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜１０×λ（ｎｍ）
を満たすことが望ましく、
λ/２（ｎｍ）＜Ｒａ（ｎｍ）＜２×λ（ｎｍ）
を満たすことがより望ましい。
【０６１５】
タイプＤの発光素子では、バッファ層の少なくとも一部は、装置端で露出する。従って、少なくとも露出部分をアンドープ部分とすることが、装置組み立て時のハンダ等による絶縁不良を抑制することができるので好ましい。
【０６１６】
＜第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層＞
タイプＤの発光素子における第一導電型半導体層および第一導電型クラッド層は、タイプＣの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０６１７】
＜活性層構造＞
タイプＤの発光素子における活性層構造は、タイプＣの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０６１８】
＜第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層＞
タイプＤの発光素子における第二導電型半導体層および第二導電型クラッド層は、タイプＣの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０６１９】
＜第二導電型側電極＞
タイプＤの発光素子における第二導電型側電極は、タイプＣの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０６２０】
＜第一導電型側電極＞
タイプＤの発光素子における第一導電型側電極は、タイプＣの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０６２１】
＜絶縁層＞
タイプＤの発光素子における絶縁層は、タイプＣの発光素子で用いたのと同様の構成を採用することができる。
【０６２２】
＜支持体＞
支持体４０は、基板剥離の際の薄膜結晶層の支持体としての役割を果たせることが必須であるが、さらに、本支持体は、素子完成後の電流導入と放熱の機能をあわせ持つことも非常に望ましい。この観点で、支持体の母材は、金属、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることが望ましい。これら材料は、放熱性に優れ、高出力の発光素子に不可避である発熱の問題を効率よく抑制できる点で好ましい。またＡｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス等も安価であって支持体として利用範囲が広く好ましい。また、後述する基板除去時にレーザ照射によって薄膜結晶層の一部を金属Ｇａと窒素に分解した際には、金属Ｇａを除去する際にウェットエッチングを実施する事が望ましいが、この際も、支持体はエッチングされない材質であることが望ましい。尚、支持体の母材を金属から選択する際には、その周りを耐エッチング性のある誘電体等で覆う事が望ましい。金属の母材としては、発光素子の発光波長における反射率の高い材料が望ましく、Ａｌ、Ａｇ等が望ましい。また、誘電体等で覆う際には、各種ＣＶＤ法で形成したＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等が望ましい。
【０６２３】
支持体は、さらに素子完成後の電流導入と放熱の機能をあわせ持つとの観点では、母材の上に、電流導入用の電極配線を有することが望ましく、また、この電極配線上で素子を搭載する部分には、適宜素子と支持体の接合用の接着層を有することが望ましい。ここで、接着層は、Ａｇを含んだペースト、金属バンプ等を使用することも可能ではあるが、金属ハンダで構成されていることが、放熱性の観点で非常に望ましい。金属ハンダはＡｇを含んだペースト材、金属バンプなどと比較して圧倒的に放熱性に優れたフリップチップマウントが実現可能である。ここで、金属ハンダとしては、Ｉｎ、ＩｎＡｇ、ＩｎＳｎ、ＳｎＡｇ、ＰｂＳｎ、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅおよびＡｕＳｉ等を挙げることができる。特に、ＡｕＳｎ、ＡｕＳｉ、ＡｕＧｅ等の高融点ハンダがより望ましい。これは、発光素子を超高出力動作させるために大電流を注入すると、素子近傍の温度が２００℃程度に上昇するためであって、ハンダ材の融点として駆動時の素子温度よりも高い融点を有する金属ハンダがより好ましい。また、場合によっては、フリップチップマウント時の素子の段差を打ち消すために、バンプを用い、さらに、金属ハンダ材でその周りを埋めながら接合する事も望ましい。
【０６２４】
また、通常、後述するように支持体を分割して素子分離を行うため、完成した発光素子では、支持体４０の周辺には、金属配線が存在しない分離領域が存在することが好ましい。図５-５に示すように、金属配線が存在しない領域の幅をＬＷＳＰＴ２（図５-５では、左側をＬＷＳＰＴ２(left)、右側をＬＷＳＰＴ２(right)で表している。）とすると、ＬＷＳＰＴ２は、完成した素子においては、０より大きければよいが、以下のとおり分離工程においていかなる手法を用いるかによって好ましい範囲は異なる。
【０６２５】
スクライビングによって分離する際には、通常は１０μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上である。したがって分離領域４７としては２ＬＷＳＰＴ２を３０μｍ以上とする事が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳＰＴ２は、通常は、３００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下である。
【０６２６】
また、ダイシングによって分離する際には、ＬＷＳＰＴ２は、通常は１００μｍ以上、好ましくは５００μｍ以上である。したがって分離領域４７としては２ＬＷＳＰＴ２を１０００μｍ以上とする事が好ましい。また、大きすぎても無駄であるので、２ＬＷＳＰＴ２は、通常は、２０００μｍ以下、好ましくは、１５００μｍ以下である。
【０６２７】
尚、支持体を分割しない実施形態も可能であり、例えば複数個の発光素子を１つの支持体に搭載することもできる。支持体上の金属配線を自在に変化させることで、１つの支持体上の各発光素子を並列接続にも、直列接続にも、あるいはこれらを混在させることも可能である。
【０６２８】
〔タイプＤの発光素子の製造方法〕
次に、タイプＤの半導体発光素子の製造方法について説明する。
【０６２９】
＜第１の態様の発光素子の製造方法＞
製造方法の１例では、図５-７に示すように、まず基板２１を用意し、その表面にバッファ層２２、第一導電型クラッド層２４、活性層構造２５および第二導電型クラッド層２６を薄膜結晶成長により順次成膜する。これらの薄膜結晶層の形成には、ＭＯＣＶＤ法が望ましく用いられる。しかし、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＰＥＤ法、ＶＰＥ法、ＬＰＥ法なども全部の薄膜結晶層、あるいは一部の薄膜結晶層を形成するために用いることが可能である。これらの層構成は、素子の目的等に合わせて適宜変更が可能である。また、薄膜結晶層の形成後には、各種の処理を実施してもかまわない。なお、本明細書では、薄膜結晶層の成長後の熱処理等も含めて、「薄膜結晶成長」と記載している。
【０６３０】
薄膜結晶層成長の後、図５-１Ａ〜図５-２に示された形状を実現するためには、図５-７に示すように、第二導電型側電極２７を形成することが好ましい。即ち、予定されている第二電流注入領域３５に対する第二導電型側電極２７の形成が、絶縁層３０の形成よりも、また、第一電流注入領域３６の形成よりも、さらには、第一導電型側電極２８の形成よりも、早く実施されることが望ましい。これは、望ましい実施形態として第二導電型がｐ型である場合において、表面に露出しているｐ型クラッド層の表面に対して各種プロセスを経た後にｐ側電極を形成すると、ＧａＮ系材料では比較的活性化率の劣るｐ−ＧａＮクラッド層中の正孔濃度をプロセスダメージによって低下させてしまうからである。たとえばｐ−ＣＶＤによる絶縁層３０の形成工程を第二導電型側電極２７の形成より前に実施すれば、その表面にプラズマダメージが残存してしまう。このため、タイプＤでは薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極２７の形成が他のプロセス工程（たとえば後述する第一エッチング工程、第二エッチング工程、あるいは絶縁層形成工程、第二導電型側電極露出部分形成工程、第一電流注入領域形成工程や第一導電型側電極形成工程など）よりも先に実施されることが望ましい。
【０６３１】
また、タイプＤの発光素子の製造においては、第二導電型がｐ型である場合には、前述のとおり、第二導電型側電極２７の表面がＡｕである場合が代表的な例として想定されるが、露出面がＡｕなどの比較的安定な金属である場合には、その後のプロセスを経ても、プロセスダメージを受ける可能性が低い。この観点からも、薄膜結晶成長の後には第二導電型側電極２７の形成が他のプロセス工程よりも先に実施されることが望ましい。
【０６３２】
なお、タイプＤの発光素子では、第二導電型側電極２７が形成される層が、第二導電型コンタクト層である場合にも同様に、第二導電型半導体層に対してのプロセスダメージを低減することができる。
【０６３３】
第二導電型側電極２７の形成には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、所望の形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０６３４】
第二導電型側電極２７を形成した後、図５-８に示すように、第一導電型クラッド層２４の一部を露出させる。この工程は、第二導電型クラッド層２６、活性層構造２５、さらには第一導電型クラッド層２４の一部をエッチングにより除去することが好ましい（第一エッチング工程）。第一エッチング工程においては、後述する第一導電型側電極が第一導電型のキャリアを注入する半導体層を露出することが目的であるので、薄膜結晶層に他の層、たとえば、クラッド層が２層からなる場合や、あるいはコンタクト層がある場合には、その層を含んでエッチングしてもかまわない。
【０６３５】
第一エッチング工程では、エッチング精度があまり要求されないので、ＳｉＮｘのような窒化物やＳｉＯｘ等の酸化物をエッチングマスクとしてＣｌ２等を用いたプラズマエッチング法による公知のドライエッチングを使用することができる。しかし、後述する第二エッチング工程で詳細に説明するような金属フッ化物マスクを用いたドライエッチングを実施することも望ましい。特に、ＳｒＦ２、ＡｌＦ３、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる金属フッ化物層を含むエッチングマスクを用いて、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４等のガスを用いたプラズマ励起ドライエッチングによりエッチングを行うことが好ましい。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０６３６】
ここで第二導電型側電極２７はプラズマＣＶＤ等によって形成されるＳｉＮｘマスクの形成履歴、あるいは第一エッチング工程後に実施される該ＳｉＮｘマスク除去工程を履歴するが、Ａｕなどの安定な金属が表面に形成されている場合には、第二導電型側電極２７が受けるプロセスダメージは少なくなる。
【０６３７】
次に図５-９に示すように、装置間分離溝１３を、第二エッチング工程により形成する。タイプＤの発光素子では、装置間分離溝１３は、少なくとも第一導電型クラッド層２４を分断して形成されていることが必要であり、この実施形態では、装置間分離溝１３が基板２１に到達するように形成される。この場合には、素子を分離するために、スクライブ、ブレーキング等の工程において、薄膜結晶層が形成されている側からダイヤモンドスクライブを実施した際にも、サファイア基板上のＧａＮ系材料の剥離を抑制することが可能である。またレーザスクライブを実施した場合にも、薄膜結晶層にダメージが入らない利点がある。さらに、サファイア基板（ＧａＮ等の他の基板でも同じ）の一部までエッチングして装置間分離溝１３を形成することも同様に好ましい。
【０６３８】
一方、装置間分離溝１３が基板２１に達していない形態も好ましい形態である。装置間分離溝１３が、バッファ層２２の途中まで形成されていれば、第一導電型クラッド層２４の側壁に絶縁層３０を形成することができて、ハンダ等の回りこみに対して絶縁性を保つことができる（発光素子完成後の形態は、図５-２を参照。）。この場合、溝底面が、バッファ層２２を合わせた層の途中に形成され、これが発光素子の端において端部段差面５５になる。溝底面は、エッチングで得られる程度の凹凸を含む面である。尚、溝底面は、素子分離の際にスクライブ等の処理を受けるため、素子分離後の端部段差面５５は、面としての平面性および層方向との平行性については高くない場合が多い。また、絶縁層３０で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。また、絶縁層３０で被覆されずに側壁から露出する層は、高い絶縁性を有することが好ましい。
【０６３９】
第二エッチング工程は、第一エッチング工程と比較して、さらに深くＧａＮ系材料をエッチングすることが必要となる。一般に、第一エッチング工程によってエッチングされる層の総和は、０．５μｍ程度が普通であるが、第二エッチング工程においては、第一導電型クラッド層２４のすべてと、バッファ層２２の少なくとも一部、場合によっては全部をエッチングすることが必要なことから、３〜７μｍとなることがあり、場合によっては、３〜１０μｍの範囲、さらには１０μｍを越えることもある。
【０６４０】
一般に、金属マスク、ＳｉＮｘ等の窒化物マスク、ＳｉＯｘ等の酸化物マスク等は、Ｃｌ２系プラズマに対するエッチング耐性を示すＧａＮ系材料に対する選択比は５程度であって、膜厚の厚いＧａＮ系材料をエッチングする必要のある第二エッチング工程を実施するには、比較的厚めのＳｉＮｘ膜が必要となってしまう。たとえば第二ドライエッチング工程で１０μｍのＧａＮ系材料をエッチングする最には、２μｍを越えるＳｉＮｘマスクが必要となってしまう。しかし、この程度の厚みのＳｉＮｘマスクになると、ドライエッチング実施中にＳｉＮｘマスクもエッチングされてしまい、その縦方向の厚みのみではなく水平方向の形状も変ってしまい、所望のＧａＮ系材料部分のみを選択的にエッチングすることができなくなってしまう。
【０６４１】
そこで、第二エッチング工程において装置間分離溝を形成する際には、金属フッ化物層を含むマスクを用いたドライエッチングが好ましい。金属フッ化物層を構成する材料は、ドライエッチング耐性とウェットエッチング性のバランスを考慮すると、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＡｌＦ３が好ましく、この中でもＳｒＦ２が最も好ましい。
【０６４２】
金属フッ化物膜は、第一、第二エッチング工程で行うドライエッチングに対しては十分な耐性があり、一方でパターニングのためのエッチング（好ましくはウェットエッチング）に対しては、容易にエッチング可能でかつパターニング形状、特に側壁部分の直線性の良いものが求められる。金属フッ化物層の成膜温度を１５０℃以上にすることで、下地との密着性に優れ、緻密な膜が形成され、同時にエッチングによってパターニングした後に、マスク側壁の直線性にも優れている。成膜温度は、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３００℃以上、最も好ましくは３５０℃以上である。特に３５０℃以上で成膜された金属フッ化物層は、あらゆる下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性に非常に優れ、開口部の幅の制御性も確保されるようになり、エッチングマスクとして最も好ましい。
【０６４３】
このように、下地との密着性に優れ、かつ、緻密な膜となり、高いドライエッチング耐性を示しつつ、パターニング形状についても、側壁部分の直線性と開口部の幅の制御性に非常に優れたエッチングマスクとするためには、高温で成膜することが好ましいが、一方、成膜温度が高すぎると、金属フッ化物をパターニングする際に好ましく実施される塩酸等に対するウェットエッチングに対する耐性が必要以上になり、その除去が容易でなくなる。特に、ＳｒＦ２等のマスクは半導体層のドライエッチング時に塩素等のプラズマにさらされると、その後に実施するマスク層の除去時のエッチングレートが、塩素等のプラズマにさらされる前に比較して低下する傾向を有している。このため、金属フッ化物の過剰な高温での成膜はそのパターニングと最終除去の観点から好ましくない。
【０６４４】
まず半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされる前の金属フッ化物にあっては、低温成膜した層ほど塩酸等のエッチャントに対するエッチングレートが大きくエッチングが速く進行し、成膜温度を高くするほどエッチングレートが低下し、エッチングの進行が遅くなる。成膜温度が３００℃以上になると、成膜温度が２５０℃程度の膜よりエッチングレートの低下が目立ってくるが、３５０℃から４５０℃程度では、非常に都合の良いエッチング速度の範囲にある。しかし、成膜温度が４８０℃を超えるとエッチング速度の絶対値が必要以上に小さくなり、当該金属フッ化物のパターニングに過剰な時間を費やすこととなり、また、レジストマスク層等が剥離しない条件でのパターニングが困難になる事もある。さらに、半導体層のドライエッチング時のプラズマにさらされた後の金属フッ化物にあっては、除去時の塩酸等に対するウエットエッチングレートは低下する性質があり、過剰な高温成長は金属フッ化物の除去を困難にしてしまう。
【０６４５】
このような観点から、金属フッ化物層の成膜温度は、好ましくは４８０℃以下であり、さらに好ましくは４７０℃以下、特に好ましくは４６０℃以下である。
【０６４６】
このようなことに配慮してパターニングされたマスク（金属フッ化物層が表面層になるようにＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などと積層されていてよい）を用いて、ドライエッチングを行う。ドライエッチングのガス種としては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＣＣｌ４およびこれらの組み合わせから選ばれるものが望ましい。ドライエッチングの際に、ＳｒＦ２マスクのＧａＮ系材料に対する選択比は１００を越えるため、厚膜ＧａＮ系材料のエッチングが容易に、かつ、高精度に行うことができる。さらに、ドライエッチングの方法としては、高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ型のドライエッチングが最適である。
【０６４７】
エッチング後に、不要となった金属フッ化物層のマスクを、塩酸等のエッチャントで除去する際に、金属フッ化物マスクの下に酸に弱い材料が存在する場合、例えば電極材料が酸に弱い場合には、金属フッ化物層が表面層になるようにしてＳｉＮｘ、ＳｉＯ２などとの積層マスクとしてもよい。この場合、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等は、金属フッ化物マスク層の下部の全体に存在していてもよいし、または例えば図５-１９に示すように、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等マスク５１は、金属フッ化物マスク層５２の下部の全体に存在していなくても、少なくとも酸に弱い材料上に形成されていればよい。
【０６４８】
このような第二エッチング工程により、図５-９に示すように、装置間分離溝１３が形成される。
【０６４９】
なお、第一エッチング工程と第二エッチング工程は、どちらの工程を先に実施しても、後に実施してもかまわない。また、プロセスを簡略にするため、第一エッチング工程を先に実施し、その際のエッチングマスクを除去しないで、第二エッチング工程を実施することも好ましい。図５-１９に示すように、まずＳｉＮｘ、ＳｉＯ２等の酸に強い材料（好ましくはＳｉＮｘ）により第一エッチングマスク５１を形成し、第一導電型クラッド層２４が現れるようにエッチングし、マスク５１を除去しないで、金属フッ化物層による第二エッチングマスク５２を形成する。そして、第二エッチング工程を実施した後、マスク５２を酸により除去し、その後、マスク５１を適宜除去することが好ましい。
【０６５０】
形成される装置間分離溝間の最も狭い部分の幅を２ＬＷＳＰＴ１とすると、ＬＷＳＰＴ１はブレーキングによって素子分離を行う際には、２０μｍ以上、例えば３０μｍ以上であることが望ましい。また、ダイシング等によって実施する際には、ＬＷＳＰＴ１は３００μｍ以上であることが望ましい。また、大きすぎても無駄であるので、ＬＷＳＰＴ１は通常は２０００μｍ以下である。これらは、素子作製プロセスのマージンと、さらには、スクライブ領域の確保のために必要であるからである。
【０６５１】
尚、タイプＤの説明で定義する「後退側壁面」は、第二エッチング工程、即ち、装置間分離溝形成のときに側壁として現れる側壁面であり、第一エッチングのみで現れる壁面ではない。
【０６５２】
第二エッチング工程の後には、図５-１０に示すように、絶縁層３０を形成する。絶縁層３０は、電気的に絶縁が確保できる材料であれば、適宜選択することができ、詳細は前述のとおりである。成膜方法は、プラズマＣＶＤ法等の公知の方法を用いればよい。
【０６５３】
次に、図５-１１に示すように、絶縁層３０の所定部分を除去し、第二導電型側電極２７上で絶縁層３０が除去された第二導電型側電極露出部分３７、第一導電型クラッド層２４上で絶縁層３０が除去された第一電流注入領域３６、装置間分離溝１３内で基板面と側壁から絶縁層３０が除去された絶縁層非形成部分１５を形成する。
【０６５４】
第二導電型側電極２７上の絶縁層３０の除去は、第二導電型側電極２７の周辺部分が絶縁層３０によって覆われているように実施する。すなわち第二導電型側電極露出部分３７の表面積は第二電流注入領域３６の面積よりも小さい。ここで、素子作製プロセス、特にフォトリソグラフィー工程のマージン、あるいは、ハンダ材による意図しない短絡等の発生を防止するためには、第二導電型側電極２７の一部が絶縁層３０に覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ２ｗ）は前述のとおり１５μｍ以上であることが望ましい。さらに望ましくは１００μｍ以上である。絶縁層３０によって第二導電型側電極２７の面積の多くが覆われることによって、特に、金属ハンダ材によるたとえば第一導電型側電極２８等の他の部分との意図しない短絡を低減することができる。
【０６５５】
絶縁層３０の除去は、選択された材質によってドライエッチング、ウェットエッチング等のエッチング手法が選択可能である。たとえば、絶縁層３０がＳｉＮｘ単層である場合には、ＳＦ６等のガスを用いたドライエッチングも、あるいはフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングも可能である。また、絶縁層３０がＳｉＯｘとＴｉＯｘからなる誘電体多層膜である場合には、Ａｒイオンミリングによって所望の部分の多層膜を除去することも可能である。
【０６５６】
また、第二導電型側電極露出部分３７、第一電流注入領域３６、および絶縁層非形成部分１５の形成は、別々に行ってもよいが、通常は同時にエッチングで形成する。
【０６５７】
尚、装置間分離溝内の基板近傍の側壁部分の絶縁層３０を除去して、絶縁層非形成部分１５を設けるには、たとえば、以下の様なプロセスで形成が可能である。まず、装置間分離溝１３の面積とほぼ同等か少し小さめの開口を有するレジストマスクをフォトリソグラフィーによって形成し、次に、絶縁層３０をエッチング可能なエッチャントを用いてウェットエッチングを実施すると、装置間分離溝内の基板面上の絶縁層３０の除去が進む。その後、さらに長時間エッチングを継続するとサイドエッチングが起こり、溝側壁の基板側を覆っていた絶縁層３０がウエットエッチャントで除去され、図５-１１に示したように装置間分離溝近傍の絶縁層３０が存在しない形状が得られる。このように絶縁層３０を除去する場合においては、絶縁層３０が存在しない薄膜結晶層の側壁は、アンドープ層の側壁であることが望ましい。これは、フリップチップマウントを実施する際に、万が一、支持体との接合用ハンダ等が側壁に付着しても、意図しない電気的短絡が発生しないためである。このような絶縁層３０の除去形状は、特に発光素子の製造工程中に、基板２１を除去する際には、これに付随して絶縁層３０の剥離など意図しない不具合が発生しないため、望ましい形状である。
【０６５８】
次に、図５-１２に示すように、第一導電型側電極２８を形成する。タイプＤの発光素子においては、第一導電型側電極２８は第一電流注入領域の大きさよりも大きな面積に形成され、かつ、第一導電型側電極２８と第二導電型側電極２７は、空間的に重なりを有さないことが特徴である。これは、当該素子をハンダなどでフリップチップマウントした際に、支持体などとの十分な密着性を確保するに十分な面積を確保しつつ、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８との間のハンダ材等による意図しない短絡を防止するのに十分な間隔を確保するために重要である。第一導電型側電極２８が絶縁層３０に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅（Ｌ１ｗ）は、前述の範囲になるように設定される。通常、５μｍ以上があれば、フォトリソグラフィー工程とリフトオフ法によるプロセスマージンは確保できる。
【０６５９】
電極材料としては、すでに説明したとおり、第一導電型がｎ型であるとすると、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｇおよびＭｏのいずれかから選択される材料、またはすべてを構成元素として含むことが望ましい。また、ｎ側電極の第１の光取り出し方向とあい対する向きには、Ａｌが露出するのが普通である。
【０６６０】
電極材料の成膜には、スパッタ、真空蒸着、メッキ等種々の成膜技術を適応可能であり、電極形状とするためには、フォトリソグラフィー技術を用いたリフトオフ法や、メタルマスク等を用いた場所選択的な蒸着等を適宜使用可能である。
【０６６１】
第一導電型側電極２８は、この例では、第一導電型クラッド層２４にその一部が接して形成されるが、第一導電型側コンタクト層が形成されるときはそれに接するように形成することができる。
【０６６２】
この製造方法では、第一導電型側電極２８が、積層構造形成の最終段階にて製造されることにより、プロセスダメージ低減の観点でも有利である。第一導電型がｎ型である場合には、ｎ側電極は、好ましい実施形態では、Ａｌがその電極材の表面に形成される。この場合に、もしｎ側電極が第二導電型側電極２７のように絶縁層３０の形成よりも前になされると、ｎ側電極表面、すなわちＡｌ金属は、絶縁層３０のエッチングプロセスを履歴することになる。絶縁層３０のエッチングには、前述のとおりフッ酸系のエッチャントを用いたウェットエッチング等が簡便であるが、Ａｌはフッ酸を含めた各種エッチャントに対する耐性が低く、このようなプロセスを実効的に実施すると電極そのものにダメージが入ってしまう。また、ドライエッチングを実施してもＡｌは比較的反応性が高く酸化を含めたダメージが導入される可能性がある。従って、タイプＤの発光素子の製造においては、第一導電型側電極の形成が絶縁層の形成後かつ絶縁層の予定されている不要部分の除去後に行われることは、電極に対するダメージの低減に効果がある。
【０６６３】
このようにして図５-１２の構造が形成された後には、基板２１を除去するための前準備をする。通常、図５-１２に示された構造を、ウエハー全体として、あるいはその一部を、先ず、支持体４０に接合する。これは、薄膜結晶層全体としても高々１５μｍ程度の厚みであるので、基板２１を剥離してしまうと、機械的強度が不十分になりそれだけで自立してその後のプロセスを受けることが困難になるからである。支持体４０の材料等については前述のとおりである。
【０６６４】
図５-１３に示すように、支持体４０上の金属層４１（電極配線等）に例えば金属ハンダ４２で接続して搭載する。
【０６６５】
このとき、タイプＤの発光素子では、第二導電型側電極２７と第一導電型側電極２８は、お互いが空間的に重ならない配置となっており、かつ、第一導電型側電極２８が第一電流注入領域よりも大きく、十分な面積も有しているため、意図しない短絡の防止と高い放熱性の確保が両立しており望ましい。また、他の薄膜結晶層の側壁もバッファ層２２の一部、特にアンドープ部分を除いて絶縁層３０で保護されるため、ハンダの染み出し等があっても薄膜結晶層内、たとえば活性層構造側壁における短絡等も発生することがない。
【０６６６】
次に、支持体４０に素子を接合した後に、基板２１を剥離する。基板２１の剥離には、研磨、エッチング、レーザディボンディング等のあらゆる方法を用いる事が可能である。サファイア基板を研磨する場合には、ダイヤモンド等の研磨材を使用して基板２１を除去することが可能である。また、ドライエッチングによって基板２１を除去することも可能である。さらには、たとえばサファイアかならる基板２１上にＩｎＡｌＧａＮ系材料によって薄膜結晶成長部分が形成されている場合には、サファイア基板側から、サファイア基板は透過し、たとえばバッファ層２２に使用されるＧａＮには吸収される２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いて、バッファ層２２の一部のＧａＮを金属Ｇａと窒素に分解し、基板２１を剥離するレーザディボンディングを実施することも可能である。図５-１４には、レーザディボンディングにより基板２１が剥離した様子を模式的に示した。
【０６６７】
またＺｎＯおよびＳｃＡｌＭｇＯ４等を基板２１として使用する場合には、ＨＣｌ等のエッチャントを用いて基板２１をウェットエッチングで除去することも可能である。
【０６６８】
タイプＤの発光素子では、基板２１に絶縁層３０が接している部分がないため、基板２１の剥離を実施した際に副次的に絶縁層３０の剥離等が発生することがない。
【０６６９】
その後、図５-１４に示すように、装置間分離溝が存在する箇所に対応する分離領域４７において、支持体４０と共に発光素子を分離して単体の発光素子を得る。ここで、支持体４０の分離領域４７には、金属配線が存在しないことが好ましい。ここに金属配線が存在すると装置間の分離が実施しにくいからである。
【０６７０】
支持体４０の分離領域部分の切断には、母材によって、ダイシング、スクライビングとブレーキングなど適宜プロセスを選択可能である。また、装置間分離溝が、バッファ層２２の途中まで形成されている場合には、装置間分離溝を使用して、ダイヤモンドスクライブによる傷いれ、レーザスクライブによるバッファ層の一部のアブレーション等を実施する事で、薄膜結晶成長層部分における発光素子間の分離は容易に実現可能である。その後、支持体４０はダイシングによって、各発光素子に分離することが可能である。場合によっては、発光素子間の分離は、薄膜結晶成長層と支持体４０をダイシングによって同時に分離することも可能である。
【０６７１】
以上のようにして、図５-１Ａ〜図５-２に示した態様の発光素子が完成する。
【０６７２】
＜第２の態様の発光素子の製造方法＞
図５-３Ａに示す第２の態様の発光素子を製造するには、第１の態様の製造方法の説明中で、装置間分離溝の形成の際に、バッファ層の途中でエッチングを止める。同様にして絶縁層３０を形成し、絶縁層３０をエッチングするときに、図５-４Ｂに示すように、装置間分離溝１３の中央を含む領域から絶縁層３０を除去し、スクライブ領域１４を形成する。第１の態様では、溝底面上の絶縁層すべてを除去したが、この態様では溝底面にも絶縁層３０が残るようにして、意図的なサイドエッチングは行わない。スクライブ領域１４の幅は、すでに説明したように所定のＬｗｓが得られるように設定することができる。その後は、第１の態様と同様にして、図５-３Ａに示す発光素子が完成する。
【０６７３】
第１の態様および第２の態様に共通して、この製造方法では、説明のとおり薄膜結晶層の形成、第二導電型側電極２７の形成、エッチング工程（第一エッチング工程および第二エッチング工程）、絶縁層３０の形成、絶縁層３０の除去（第二導電型側電極露出部分の形成、第一電流注入領域の形成、スクライブ領域の形成）、第一導電型側電極２８の形成は、この順に実施されることが望ましく、この工程順により、第二導電型側電極直下の薄膜結晶層のダメージがなく、また第一導電型側電極２８にもダメージのない発光素子を得ることができる。そして、装置形状はプロセスフローを反映したものとなっている。即ち、発光素子は、第二導電型側電極２７、絶縁層３０、第一導電型側電極２８がこの順番に積層された構造を内在している。つまり、第二導電型側電極２７は、第二導電型クラッド層２６（またはその他の第二導電型薄膜結晶層）に絶縁層３０を介在しないで接しており、第二導電型側電極２７の上部周辺には絶縁層３０で覆われた部分があり、第一導電型側電極２８と第一導電型側クラッド層２４（またはその他の第一導電型薄膜結晶層）の間には、電極周囲部分に絶縁層３０が介在している部分が存在している。
【０６７４】
＜＜２−６．タイプＣ、Ｄの発光素子の製造方法の特徴＞＞
前述したタイプＣおよびタイプＤの発光素子の製法は、以下の事項に特徴付けられる。
【０６７５】
１．  （ａ）基板上に、バッファ層を成膜する工程（ａ）と、
（ｂ）少なくとも、第一導電型クラッド層を含む第一導電型半導体層、活性層構造、および第二導電型クラッド層を含む第二導電型半導体層を有する薄膜結晶層を前記基板側からこの順に成膜する工程（ｂ）と、
（ｃ）前記第二導電型半導体層の表面に第二導電型側電極を形成する工程（ｃ）と、
（ｄ）前記第二導電型側電極が形成されていない箇所の一部をエッチングして、前記第一導電型半導体層の一部を露出させる第一エッチング工程（ｄ）と、
（ｅ）隣接する発光素子を分離する装置間分離溝を形成するために、前記第二導電型側電極が形成されていない箇所の一部を、表面から、（ｉ）前記バッファ層の少なくとも一部を除去するまで、または（ｉｉ）少なくとも前記基板に達するまでの深さでエッチングを行って前記装置間分離溝を形成する第二エッチング工程（ｅ）と、
（ｆ）前記第二導電型側電極、前記第一エッチング工程によって露出した第一導電型半導体層および前記装置間分離溝内を含む全面に絶縁層を形成する工程（ｆ）と、
（ｇ）前記装置間分離溝内の少なくとも溝底面の溝中央を含む領域の絶縁層を除去する工程（ｇ）と、
（ｈ）前記第一導電型半導体層面上に形成された絶縁層の一部を除去し、第一電流注入領域となる開口を形成する工程（ｈ）と、
（ｉ）前記第二導電型側電極の表面に形成された絶縁層の一部を除去し、前記第二導電型側電極の一部を露出させる工程（ｉ）と、
（ｊ）前記工程（ｈ）で開口された第一電流注入領域に接して第一導電型側電極を形成する工程（ｊ）と
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【０６７６】
２．  前記工程（ｇ）において、前記装置間分離溝の側壁に形成された前記絶縁層を残したまま、前記溝底面の溝中央を含む領域の絶縁層のみを除去することを特徴とする上記１記載の方法。
【０６７７】
３．  前記工程（ｇ）において、前記装置間分離溝内の前記溝底面に形成された絶縁層のすべてと、前記装置間分離溝内の側壁の少なくとも前記溝底面側の部分に形成された絶縁層を除去することを特徴とする上記１記載の方法。
【０６７８】
４．  前記絶縁層が除去されて露出する面を構成する層は、アンドープ型であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の方法。
【０６７９】
５．  前記工程（ｊ）の後に、
前記装置間分離溝で、前記基板を素子分離する工程と、
前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、サブマウント上の金属層に接合する工程と
をさらに有することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の方法。
【０６８０】
６．  前記工程（ｊ）の後に、
前記第一導電型側電極および第二導電型側電極を、支持体上の金属層に接合して支持体に搭載する工程と、
前記基板を除去する工程と、
前記支持体を分割して素子分離する工程と
をさらに有することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の方法（但し、前記工程（ｅ）において前記基板に達するまでエッチングを行い、且つ前記工程（ｇ）において前記溝底面上の中央を含む領域の絶縁層のみを除去する場合を除く。）。
【０６８１】
７．  前記バッファ層が、前記薄膜結晶層の一部として、前記第一導電型半導体層の形成に先立って行われることを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の方法。
【０６８２】
８．  前記工程（ｊ）において、前記第一導電型側電極が絶縁層に接している部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ１ｗが５μｍ以上となるように前記第一導電型側電極を形成することを特徴とする上記１〜７のいずれかに記載の方法。
【０６８３】
９．  前記工程（ｉ）において、前記第二導電型側電極が前記絶縁層で覆われている部分の幅の中で、最も狭い部分の幅Ｌ２ｗが１５μｍ以上となるように前記第二導電型側電極の一部を露出させることを特徴とする上記１〜８のいずれかに記載の方法。
【０６８４】
１０．  前記Ｌ２ｗが３０μｍ以上であることを特徴とする上記９記載の方法。
【０６８５】
１１．  前記第一導電型側電極が、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ，Ｍｏおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１０のいずれかに記載の方法。
【０６８６】
１２．  前記第二導電型側電極が、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ａｕおよびそれらの２種以上の組み合わせからなる群より選ばれる元素を含む材料からなる層を含むことを特徴とする上記１〜１１のいずれかに記載の方法。
【０６８７】
１３．  前記絶縁層が、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ、ＨｆＯｘ、ＺｒＯｘ、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれる材料の単層であることを特徴とする上記１〜１２のいずれかに記載の方法。
【０６８８】
１４．  前記絶縁層が複数の層からなる誘電体多層膜であることを特徴とする上記１〜１３のいずれかに記載の方法。
【０６８９】
１５．  前記絶縁層を構成する層の少なくとも１つが、フッ化物を含む材料からなることを特徴とする上記１４記載の方法。
【０６９０】
１６．  前記フッ化物が、ＡｌＦｘ、ＢａＦｘ、ＣａＦｘ、ＳｒＦｘおよびＭｇＦｘからなる群より選ばれることを特徴とする上記１５記載の方法。
【０６９１】
１７．  前記薄膜結晶層を、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬｉＧａＯ２、ＺｎＯ、ＳｃＡｌＭｇＯ４、ＮｄＧａＯ３およびＭｇＯからなる群より選ばれる基板上に成膜して形成することを特徴とする上記１〜１６のいずれかに記載の方法。
【０６９２】
１８．  前記化合物半導体薄膜結晶層は、Ｖ族として窒素原子を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなり、前記第一導電型クラッド層、前記活性層構造および第二導電型クラッド層中に、Ｉｎ、ＧａおよびＡｌからなる群より選ばれる元素が含まれることを特徴とする上記１〜１７のいずれかに記載の方法。
【０６９３】
１９．  前記活性層構造が、量子井戸層とバリア層からなり、バリア層の数をＢ、量子井戸層の数をＷで表したとき、ＢとＷが、
Ｂ＝Ｗ＋１
を満たすことを特徴とする上記１〜１８のいずれかに記載の方法。
【０６９４】
２０．  第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型であることを特徴とする上記１〜１９のいずれかに記載の方法。
【０６９５】
２１．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極を、ハンダによって金属層を有するサブマウントに接合することを特徴とする上記５記載の方法。
【０６９６】
２２．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極を、ハンダによって前記金属層を有する支持体に接合することを特徴とする上記６記載の方法。
【０６９７】
２３．  前記第一導電型側電極および前記第二導電型側電極と、前記サブマウントまたは支持体の金属層との接合を、金属ハンダのみ、または金属ハンダと金属バンプによって行うことを特徴とする上記２１または２２記載の方法。
【０６９８】
２４．  前記サブマウントまたは支持体の母材がＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ、ガラス、ＳｉＣ、ダイヤモンド、ＢＮおよびＣｕＷからなる群より選ばれることを特徴とする上記２１〜２３のいずれかに記載の方法。
【０６９９】
２５．  前記サブマウントまたは支持体の発光素子間の分離部分に、金属層が形成されていないことを特徴とする上記２１〜２４のいずれかに記載の方法。
【０７００】
２６．  前記基板の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記５記載の方法。
【０７０１】
２７．  前記バッファ層の第１の光取り出し方向側の表面が平坦でないことを特徴とする上記６記載の方法。
【０７０２】
２８．  前記バッファ層から基板側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が基板で反射される反射率をＲ３、前記基板から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記基板の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記５記載の方法。
【０７０３】
２９．  前記第一導電型半導体層からバッファ層側に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光がバッファ層で反射される反射率をＲ３、前記バッファ層から第１の光取り出し方向側の空間に垂直入射する当該発光素子の発光波長の光が空間との界面で反射される反射率をＲ４で表したとき、
Ｒ４＜Ｒ３
を満たすように前記バッファ層の第１の光取り出し方向側に低反射光学膜が設けられることを特徴とする上記６記載の方法。
【０７０４】
３０．  前記基板がＧａＮであり、前記バッファ層のすべてを９００℃以上の温度にてＧａＮで形成することを特徴とする上記１〜２９のいずれかに記載の方法。
【０７０５】
上記の製造方法によれば、青色または紫外発光が可能な発光素子であって、高出力、高効率のフリップチップマウント型の半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
【０７０６】
上記の製造方法では、製造プロセスにおける各工程でのプロセスダメージが排除されているために、発光素子の機能が損なわれることなく信頼性の高い素子を製造することができる。
【０７０７】
上記の製造方法によれば、タイプＣおよびタイプＤにおいて開示される発光素子を製造することができる。この製造方法は、工程（ａ）〜工程（ｊ）を有しており、その工程順を図６のフローチャートに示す。ここで開示される発明では、工程（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、この順に実施する。工程（ｄ）および（ｅ）は、工程（ｃ）の次に実施されるが、工程（ｄ）および（ｅ）の順番はどちらが先でもよい。その後、工程（ｆ）を実施した後、工程（ｇ）、（ｈ）および（ｉ）はどの順番で行ってもよいが、同時に行うことが好ましい。その後、工程（ｊ）を実施する。
【０７０８】
薄膜結晶成長に使用した基板を剥離する場合、即ちタイプＤで開示される発光素子を製造する場合は、工程（ｊ）の後に実施する。
【０７０９】
各工程の具体的内容に関しては、すでにタイプＣおよびタイプＤにおいて説明した通りであり、上記の製造方法は、その内容のすべてを包含する。但し、タイプＣにて開示される発光素子においては、バッファ層は任意の構成であるので、バッファ層がない構成の発光素子を作製するときは、バッファ層の成膜工程は省略される。
【０７１０】
また、工程（ｅ）の違いと、工程（ｇ）の違いにより、素子端の形状、絶縁層の溝底面および側壁面での形状が異なる。
【０７１１】
＜＜２−７．  本発明の集積型発光源の形態＞＞
上記タイプＡ〜タイプＤの発光素子は、種々の形態にて、本発明の集積型発光源に組み入れることができる。
【０７１２】
タイプＡの形態においては、図１１に示すように、発光素子１０に備えられているサブマウント４０を、メイン支持体１００上に搭載して、集積型発光源とすることができる。この集積型発光源では、メイン支持体１００とは別に、発光素子に対応してサブマント４０が存在する。光取り出し材料１１０の付着形態は、前述の（ｉ）〜（ｖ）のいずれも可能である。図１１には、（ｖ）の付着形態を示した。
【０７１３】
あるいは、図１１Ａに示すように、外周部を壁状に取り囲む反射板を有するマウント部品１０５をメイン支持体として用いることもできる。この集積型発光源は、マウント部品１０５上の反射板で囲まれた部分に、サブマウント４０付きの発光素子１０が搭載され、さらに、反射板の内側の空間に光取り出し材料１１０が充填された構造を有している。図１１Ａでも光取り出し材料１１０の付着の形態として（ｖ）の形態を示したが、前述の（ｉ）〜（ｖ）のいずれも可能である。
【０７１４】
また、サブマウントが存在しない形態も可能である。即ち、メイン支持体１００上に必要な金属配線を予め形成しておくことで、メイン支持体１００にタイプＡの説明中のサブマウント４０を兼ねさせることできる。この例は、すでに図７−１、図７−２、図８−１、図８−２、図９および図１０で示したとおり、メイン支持体１００上の金属配線に、金属ハンダ等を介して直接、発光素子１０を搭載する。さらに、図１２に示すように、複数の発光素子１０を１つのサブマウント４０に搭載した素子の１つまたは複数個を、さらにメイン支持体１００上に搭載して本発明の集積型発光源とすることもできる。発光素子１０への光取り出し材料１１０の付着の形態の１例として、図１２には（ｖ）の付着形態を示したが、前述の（ｉ）〜（ｖ）のいずれも可能である。
【０７１５】
なお、図示はしていないが、タイプＣの発光素子（すなわち、例えば図４−１Ａに示したような、光均一化層のない発光素子）を用いた場合も、メイン支持体上への複数の発光素子の配列形態、および発光素子への光取り出し材料の付着形態は、タイプＡの発光素子を用いた場合と同様とすることができる。
【０７１６】
また、タイプＢの形態においても同様に、図１３に示すように、発光素子１０ごとに備えられている支持体４０をメイン支持体１００上に搭載したり、図１４に示すように、複数の発光素子１０を１つの支持体４０に搭載した１つまたは複数の素子をメイン支持体１００上に搭載したり、図１５に示すように、複数の発光素子１０を、金属ハンダ等を介してメイン支持体１００上に直接搭載したりすることによって、集積型発光源とすることができる。タイプＢの形態の発光素子１０を、支持体４０を使用せずに直接メイン支持体１００に搭載する場合、基板２１がついている状態の作製途中のデバイスを、支持体４０ではなくメイン支持体１００に接合し、その後、基板２１を剥離することで製造することができる。タイプＣの形態においても、光取り出し材料１１０の付着形態として、図１２〜１４では（ｖ）の付着形態を示したが、前述の（ｉ）〜（ｖ）のいずれも可能である。
【０７１７】
なお、図示はしていないが、タイプＤの発光素子（すなわち、例えば図５−１Ａに示したような、光均一化層のない発光素子）を用いた場合も、メイン支持体上への複数の発光素子の配列形態、および発光素子への光取り出し材料の付着形態は、タイプＢの発光素子を用いた場合と同様とすることができる。
【０７１８】
また、図１１Ａに示した構成は、マウント部品１０５をメイン支持体として用いた代表的な例を示すだけであって、上述した集積型発光源の全ての形態に適用することができる。
【０７１９】
＜＜３．  光取り出し材料＞＞
本発明に使用される光取り出し材料は、透明性、適切な屈折率、および密着性を有する材料であれば特に限定されない。さらに好ましくは、耐熱性およびこれらの各特性の長期安定性を有する材料である。
【０７２０】
＜＜３−１．  光取り出し材料の具体的材料＞＞
光取り出し材料としては、発光素子には液状で付着（塗布）され、その後、何らかの硬化処理を施すことにより硬化されて固体状になる硬化性材料を用いることができる。ここで、「液状」とは、一般的な意味で用いられる液体状だけでなくゲル状も含む。本出願において、「光取り出し材料」の用語は、一般に硬化後の材料を意味し、液状の材料は、「硬化前」等の用語により区別される。尚、「硬化」の用語は、液状から固体状に変化するすべて変化を含み、重合および／または架橋による硬化に加えて、溶融状態から冷却による固体化、および溶媒蒸発による乾燥等を含む。
【０７２１】
硬化性材料は、発光素子から発せられた光の取り出し効率を高めるという光取り出し材料の役割を担保するものであれば、具体的な種類に制限は無い。また、硬化性材料は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。したがって、硬化性材料としては、無機系材料及び有機系材料並びに両者の混合物のいずれを用いることも可能である。
【０７２２】
無機系材料としては、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマー若しくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合して成る溶液、またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料（例えばシロキサン結合を有する無機系材料）等を挙げることができる。
【０７２３】
一方、有機系材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。具体例を挙げると、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル樹脂；ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリエステル樹脂；フェノキシ樹脂；ブチラール樹脂；ポリビニルアルコール；エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂；エポキシ樹脂；フェノール樹脂；シリコーン樹脂等が挙げられる。
【０７２４】
これら硬化性材料の中では、特に、発光素子からの発光に対して劣化が少なく、耐熱性にも優れる珪素含有化合物を使用することが好ましい。珪素含有化合物とは分子中に珪素原子を有する化合物をいい、ポリオルガノシロキサン等の有機材料（シリコーン系材料）、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等の無機材料、及びホウケイ酸塩、ホスホケイ酸塩、アルカリケイ酸塩等のガラス材料を挙げることができる。中でも、透明性、接着性、ハンドリングの容易さ、機械的、熱適応力の緩和特性に優れる等の点から、シリコーン系材料が好ましい。
【０７２５】
＜＜３−２．  シリコーン系材料＞＞
シリコーン系材料とは、通常、シロキサン結合を主鎖とする有機重合体をいい、例えば、下記の一般組成式（１）で表わされる化合物及び／又はそれらの混合物が挙げられる。
（Ｒ1Ｒ2Ｒ3ＳｉＯ1/2）M（Ｒ4Ｒ5ＳｉＯ2/2）D（Ｒ6ＳｉＯ3/2）T（ＳｉＯ4/2）Q・・・式（１）
一般組成式（１）において、Ｒ1からＲ6は、有機官能基、水酸基及び水素原子よりなる群から選択されるものを表わす。なお、Ｒ1からＲ6は、同じであってもよく、異なってもよい。
【０７２６】
また、一般組成式（１）において、Ｍ、Ｄ、Ｔ及びＱは、０以上１未満の数を表わす。ただし、Ｍ＋Ｄ＋Ｔ＋Ｑ＝１を満足する数である。
【０７２７】
なお、シリコーン系材料を硬化性材料として用いる場合、その塗設に際しては、液状のシリコーン系材料を発光素子に付着させた後、熱や光によって硬化させればよい。
【０７２８】
シリコーン系材料の種類：
シリコーン系材料を硬化のメカニズムにより分類すると、通常、付加重合硬化タイプ、縮重合硬化タイプ、紫外線硬化タイプ、パーオキサイド架硫タイプなどのシリコーン系材料を挙げることができる。これらの中では、付加重合硬化タイプ（付加型シリコーン樹脂）、縮合硬化タイプ（縮合型シリコーン樹脂）、紫外線硬化タイプが好適である。以下、付加型シリコーン系材料、及び縮合型シリコーン系材料について説明する。
【０７２９】
付加型シリコーン系材料：
付加型シリコーン系材料とは、ポリオルガノシロキサン鎖が、有機付加結合により架橋されたものをいう。代表的なものとしては、例えばビニルシランとヒドロシランとをＰｔ触媒などの付加型触媒の存在下反応させて得られる、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物等を挙げることができる。これらは市販のものを使用することができ、例えば付加重合硬化タイプの具体的商品名としては信越化学工業社製「ＬＰＳ−１４００」「ＬＰＳ−２４１０」「ＬＰＳ−３４００」等が挙げられる。
【０７３０】
縮合型シリコーン系材料：
縮合型シリコーン系材料とは、例えば、アルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合で得られるＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を架橋点に有する化合物を挙げることができる。具体的には、下記一般式（２）及び／又は（３）で表わされる化合物、及び／又はそのオリゴマーを加水分解・重縮合して得られる重縮合物が挙げられる。
Ｍm+ＸnＹ1m-n        （２）
（式（２）中、Ｍは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表わし、Ｘは、加水分解性基を表わし、Ｙ1は、１価の有機基を表わし、ｍは、Ｍの価数を表わす１以上の整数を表わし、ｎは、Ｘ基の数を表わす１以上の整数を表わす。但し、ｍ≧ｎである。）
（Ｍs+ＸtＹ1s-t-1）uＹ2        （３）
（式（３）中、Ｍは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、及びチタンからなる群より選択される少なくとも１種の元素を表わし、Ｘは、加水分解性基を表わし、Ｙ1は、１価の有機基を表わし、Ｙ2は、ｕ価の有機基を表わし、ｓは、Ｍの価数を表わす１以上の整数を表わし、ｔは、１以上、ｓ−１以下の整数を表わし、ｕは、２以上の整数を表わす。）
【０７３１】
また、縮合型シリコーン系材料には、硬化触媒を含有させておいても良い。硬化触媒としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができ、例えば、金属キレート化合物などを好適に用いることができる。金属キレート化合物は、アルミニウム、ジルコニウム、スズ、亜鉛、チタン及びタンタルからなる群より選ばれるいずれか１以上を含むものが好ましく、Ｚｒを含むものがさらに好ましい。なお、硬化触媒は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０７３２】
このような縮合型シリコーン系材料としては、例えば、特開２００６−７７２３４号公報、特開２００６−２９１０１８号公報、特開２００６−３１６２６４号公報、特開２００６−３３６０１０号公報、特開２００６−３４８２８４号公報、および国際公開２００６／０９０８０４号パンフレットに記載の半導体発光デバイス用部材が好適である。
【０７３３】
縮合型シリコーン系材料の中で、特に好ましい材料について、以下に説明する。
【０７３４】
シリコーン系材料は、一般に半導体発光素子や当該素子を配置する基板、パッケージ等との接着性が弱いことが多い。そこで、本発明に用いる硬化性材料としては密着性が高いシリコーン系材料を用いることが好ましく、特に、以下の特徴〈１〉〜〈３〉のうち、１つ以上を有する縮合型シリコーン系材料を用いることがより好ましい。
【０７３５】
〈１〉ケイ素含有率が２０重量％以上である。
【０７３６】
〈２〉後に詳述する方法によって測定した固体Ｓｉ−核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトルにおいて、下記（ａ）及び／又は（ｂ）のＳｉに由来するピークを少なくとも１つ有する。
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク。
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク。
【０７３７】
〈３〉シラノール含有率が０．０１重量％以上、１０重量％以下である。
【０７３８】
本発明で用いる硬化性材料としては、上記の特徴〈１〉〜〈３〉のうち、特徴〈１〉を有するシリコーン系材料が好ましい。さらに好ましくは、上記の特徴〈１〉及び〈２〉を有するシリコーン系材料が好ましい。特に好ましくは、上記の特徴〈１〉〜〈３〉を全て有するシリコーン系材料が好ましい。以下、上記の特徴〈１〉〜〈３〉について説明する。
【０７３９】
〔特徴〈１〉（ケイ素含有率）〕
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料のケイ素含有率は、通常２０重量％以上であり、中でも２５重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましい。一方、上限としては、ＳｉＯ2のみからなるガラスのケイ素含有率が４７重量％であるという理由から、通常４７重量％以下の範囲である。
【０７４０】
なお、シリコーン系材料のケイ素含有率は、例えば以下の方法を用いて誘導結合高周波プラズマ分光（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：以下適宜「ＩＣＰ」と略する。）分析を行ない、その結果に基づいて算出することができる。
【０７４１】
ケイ素含有率の測定：
シリコーン系材料を白金るつぼ中にて大気中、４５０℃で１時間、次いで７５０℃で１時間、９５０℃で１．５時間保持して焼成し、炭素成分を除去した後、得られた残渣少量に１０倍量以上の炭酸ナトリウムを加えてバーナー加熱し溶融させ、これを冷却して脱塩水を加え、更に塩酸にてｐＨを中性程度に調整しつつケイ素として数ｐｐｍ程度になるよう定容し、ＩＣＰ分析を行なう。
【０７４２】
〔特徴〈２〉（固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル）〕
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料の固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを測定すると、有機基の炭素原子が直接結合したケイ素原子に由来する前記（ａ）及び／又は（ｂ）のピーク領域に少なくとも１本、好ましくは複数本のピークが観測される。
【０７４３】
ケミカルシフト毎に整理すると、本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料において、前記（ａ）に記載のピークの半値幅は、分子運動の拘束が小さいために全般に前記（ｂ）に記載のピークの場合より小さく、通常３．０ｐｐｍ以下、好ましくは２．０ｐｐｍ以下、また、通常０．３ｐｐｍ以上の範囲である。
【０７４４】
一方、前記（ｂ）に記載のピークの半値幅は、通常５．０ｐｐｍ以下、好ましくは４．０ｐｐｍ以下、また、通常０．３ｐｐｍ以上、好ましくは０．４ｐｐｍ以上の範囲である。
【０７４５】
上記のケミカルシフト領域において観測されるピークの半値幅が大きすぎると、分子運動の拘束が大きくひずみの大きな状態となり、クラックが発生し易く、耐熱・耐候耐久性に劣る部材となる場合がある。例えば、四官能シランを多用した場合や、乾燥工程において急速な乾燥を行ない大きな内部応力を蓄えた状態などにおいて、半値幅範囲が上記の範囲より大きくなることがある。
【０７４６】
また、ピークの半値幅が小さすぎると、その環境にあるＳｉ原子はシロキサン架橋に関わらないことになり、三官能シランが未架橋状態で残留する例など、シロキサン結合主体で形成される物質より耐熱・耐候耐久性に劣る部材となる場合がある。
【０７４７】
但し、大量の有機成分中に少量のＳｉ成分が含まれるシリコーン系材料においては、−８０ｐｐｍ以上に上述の半値幅範囲のピークが認められても、良好な耐熱・耐光性及び塗布性能は得られない場合がある。
【０７４８】
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料のケミカルシフトの値は、例えば、以下の方法を用いて固体Ｓｉ−ＮＭＲ測定を行ない、その結果に基づいて算出することができる。また、測定データの解析（半値幅やシラノール量解析）は、例えばガウス関数やローレンツ関数を使用した波形分離解析等により、各ピークを分割して抽出する方法で行なう。
【０７４９】
［固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定］
シリコーン系材料について固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルを行なう場合、以下の条件で固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定及び波形分離解析を行なう。また、得られた波形データより、シリコーン系材料について、各々のピークの半値幅を求める。
【０７５０】
［装置条件］
装置：Chemagnetics社  Infinity CMX-400  核磁気共鳴分光装置
29Ｓｉ共鳴周波数：７９．４３６ＭＨｚ
プローブ：７．５ｍｍφＣＰ／ＭＡＳ用プローブ
測定温度：室温
試料回転数：４ｋＨｚ
測定法：シングルパルス法
1Ｈデカップリング周波数：５０ｋＨｚ
29Ｓｉフリップ角：９０゜
29Ｓｉ９０゜パルス幅：５．０μｓ
繰り返し時間：６００ｓ
積算回数：１２８回
観測幅：３０ｋＨｚ
ブロードニングファクター：２０Ｈｚ
基準試料：シリコーンゴム
【０７５１】
［データ処理例］
シリコーン系材料については、５１２ポイントを測定データとして取り込み、８１９２ポイントにゼロフィリングしてフーリエ変換する。
【０７５２】
［波形分離解析法］
フーリエ変換後のスペクトルの各ピークについてローレンツ波形及びガウス波形或いは両者の混合により作成したピーク形状の中心位置、高さ、半値幅を可変パラメータとして、非線形最小二乗法により最適化計算を行なう。
【０７５３】
なお、ピークの同定は、ＡＩＣｈＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ，  ４４（５），  ｐ．１１４１，  １９９８年等を参考にする。
【０７５４】
〔特徴〈３〉（シラノール含有率）〕
本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、シラノール含有率が、通常０．０１重量％以上、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．３重量％以上、また、通常１０重量％以下、好ましくは８重量％以下、更に好ましくは５重量％以下の範囲である。シラノール含有率を低くすることにより、シラノール系材料は経時変化が少なく、長期の性能安定性に優れ、吸湿・透湿性何れも低い優れた性能を有する。但し、シラノールが全く含まれない部材は密着性に劣るため、シラノール含有率に上記のごとく最適な範囲が存在する。
【０７５５】
シリコーン系材料のシラノール含有率は、例えば、前記の［固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定］の項で説明した方法を用いて固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定を行ない、全ピーク面積に対するシラノール由来のピーク面積の比率より、全ケイ素原子中のシラノールとなっているケイ素原子の比率（％）を求め、別に分析したケイ素含有率と比較することにより算出することができる。
【０７５６】
また、本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、適当量のシラノールを含有しているため、導光部材を構成する基板や堰等の部材の表面に存在する極性部分にシラノールが水素結合し、密着性が発現する。極性部分としては、例えば、水酸基やメタロキサン結合の酸素等が挙げられる。
【０７５７】
さらに、本発明で用いることのできる硬化性材料として好適なシリコーン系材料は、適切な触媒の存在下で加熱することにより、導光部材を構成する基板や堰等の部材の表面の水酸基との間に脱水縮合による共有結合を形成し、更に強固な密着性を発現することができる。
【０７５８】
一方、シラノールが多過ぎると、系内が増粘して塗布が困難になったり、活性が高くなり加熱により軽沸分が揮発する前に固化したりすることによって、発泡や内部応力の増大が生じ、クラックなどを誘起する場合がある。
【０７５９】
その他の成分：
硬化性材料には、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記の無機系材料及び／又は有機系材料などに、更にその他の成分を混合して用いることも可能である。なお、その他の成分は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０７６０】
無機粒子：
硬化性材料には、光学的特性や作業性を向上させるため、また、以下の〔１〕〜〔５〕の何れかの効果を得ることを目的として、更に無機粒子を含有させても良い。なお、無機粒子は、１種のみを用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【０７６１】
〔１〕硬化性材料に無機粒子を光散乱剤として含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層を散乱層とする。これにより、光源から伝送された光を散乱層において散乱させることができ、導光部材から外部に放射される光の指向角を広げることが可能となる。また、蛍光体と組み合わせて無機粒子を光散乱剤として含有させれば、蛍光体に当たる光量を増加させ、波長変換効率を向上させることが可能となる。
【０７６２】
〔２〕硬化性材料に無機粒子を結合剤として含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層においてクラックの発生を防止することができる。
【０７６３】
〔３〕硬化性材料に無機粒子を粘度調整剤として含有させることにより、当該硬化性材料の粘度を高くすることができる。
【０７６４】
〔４〕硬化性材料に無機粒子を含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層の収縮を低減することができる。
【０７６５】
〔５〕硬化性材料に無機粒子を含有させることにより、当該硬化性材料で形成された層の屈折率を調整して、光取り出し効率を向上させることができる。
【０７６６】
ただし、硬化性材料に無機粒子を含有させる場合、その無機粒子の種類及び量によって得られる効果が異なる。
【０７６７】
例えば、無機粒子が粒径約１０ｎｍの超微粒子状シリカ、ヒュームドシリカ（乾式シリカ。例えば、「日本アエロジル株式会社製、商品名：ＡＥＲＯＳＩＬ＃２００」、「トクヤマ社製、商品名：レオロシール」等）の場合、硬化性材料のチクソトロピック性が増大するため、上記〔３〕の効果が大きい。
【０７６８】
また、例えば、無機粒子が粒径約数μｍの破砕シリカ若しくは真球状シリカの場合、チクソトロピック性の増加はほとんど無く、当該無機粒子を含む層の骨材としての働きが中心となるので、上記〔２〕及び〔４〕の効果が大きい。
【０７６９】
また、例えば、硬化性材料に用いられる他の化合物（前記の無機系材料及び／又は有機系材料など）とは屈折率が異なる粒径約１μｍの無機粒子を用いると、前記化合物と無機粒子との界面における光散乱が大きくなるので、上記〔１〕の効果が大きい。
【０７７０】
また、例えば、硬化性材料に用いられる他の化合物より屈折率の大きな、中央粒径が通常１ｎｍ以上、好ましくは３ｎｍ以上、また、通常１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下、具体的には発光波長以下の粒径をもつ無機粒子を用いると、当該無機粒子を含む層の透明性を保ったまま屈折率を向上させることができるので、上記〔５〕の効果が大きい。
【０７７１】
従って、混合する無機粒子の種類は目的に応じて選択すれば良い。また、その種類は単一でも良く、複数種を組み合わせてもよい。また、分散性を改善するためにシランカップリング剤などの表面処理剤で表面処理されていても良い。
【０７７２】
無機粒子の種類：
使用する無機粒子の種類としては、例えば、シリカ、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化イットリウムなどの無機酸化物粒子やダイヤモンド粒子が挙げられるが、目的に応じて他の物質を選択することもでき、これらに限定されるものではない。
【０７７３】
無機粒子の形態は粉体状、スラリー状等、目的に応じいかなる形態でもよいが、透明性を保つ必要がある場合は、当該無機粒子を含有させる層に含有されるその他の材料と屈折率を同等としたり、水系・溶媒系の透明ゾルとして硬化性材料に加えたりすることが好ましい。
【０７７４】
無機粒子の中央粒径：
これらの無機粒子（一次粒子）の中央粒径は特に限定されないが、通常、蛍光体粒子の１／１０以下程度である。具体的には、目的に応じて以下の中央粒径のものが用いられる。例えば、無機粒子を光散乱材として用いるのであれば、その中央粒径は通常０．０５μｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、また、通常５０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下である。また、例えば、無機粒子を骨材として用いるのであれば、その中央粒径は１μｍ〜１０μｍが好適である。また、例えば、無機粒子を増粘剤（チクソ剤）として用いるのであれば、その中央粒子は１０〜１００ｎｍが好適である。また、例えば、無機粒子を屈折率調整剤として用いるのであれば、その中央粒径は１〜１０ｎｍが好適である。
【０７７５】
無機粒子の混合方法：
無機粒子を混合する方法は特に制限されない。通常は、蛍光体と同様に遊星攪拌ミキサー等を用いて脱泡しつつ混合することが推奨される。例えばアエロジルのような凝集しやすい小粒子を混合する場合には、粒子混合後必要に応じビーズミルや三本ロールなどを用いて凝集粒子の解砕を行なってから蛍光体等の混合容易な大粒子成分を混合しても良い。
【０７７６】
無機粒子の含有率：
硬化性材料中における無機粒子の含有率は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であり、その適用形態により自由に選定できる。ただし、当該無機粒子を含有する層における無機粒子の含有率は、その適用形態により選定することが好ましい。例えば、無機粒子を光散乱剤として用いる場合は、その層内における含有率は０．０１〜１０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を骨材として用いる場合は、その層内における含有率は１〜５０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を増粘剤（チクソ剤）として用いる場合は、その層内における含有率は０．１〜２０重量％が好適である。また、例えば、無機粒子を屈折率調整剤として用いる場合は、その層内における含有率は１０〜８０重量％が好適である。無機粒子の量が少なすぎると所望の効果が得られなくなる可能性があり、多すぎると硬化物の密着性、透明性、硬度等の諸特性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、流体状の硬化性材料における無機粒子の含有率は、各層における無機粒子の含有率が前記範囲に収まるように設定すればよい。したがって、流体状の硬化性材料が乾燥工程において重量変化しない場合は硬化性材料における無機粒子の含有率は形成される各層における無機粒子の含有率と同様になる。また、流体状の硬化性材料が溶媒等を含有している場合など、当該硬化性材料が乾燥工程において重量変化する場合は、その溶媒等を除いた硬化性材料における無機粒子の含有率が、形成される各層における無機粒子の含有率と同様になるようにすればよい。
【０７７７】
さらに、硬化性材料として前記のアルキルアルコキシシランの加水分解・重縮合物を用いる場合には、当該加水分解・重縮合物はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの他の硬化性材料と比較して低粘度であり、かつ蛍光体や無機粒子とのなじみが良く、高濃度の無機粒子を分散しても十分に塗布性能を維持することが出来る利点を有する。また、必要に応じて重合度の調整やアエロジル等のチキソ材を含有させることにより高粘度にすることも可能であり、目的の無機粒子含有量に応じた粘度の調整幅が大きく、塗布対象物の種類や形状さらにはポッティング、スピンコート、印刷などの各種塗布方法に柔軟に対応できる塗布液を提供することが出来る。
【０７７８】
＜＜３−３．  その他＞＞
光取り出し材料には、必要に応じて各種の後処理を施しても良い。後処理の種類としては、表面処理、反射防止膜の作製、光取り出し効率向上のための微細凹凸面の作製等が挙げられる。
【０７７９】
また、光取り出し材料は、熱膨張係数が、集積型発光源に用いられる材料と同程度に小さいことが好ましいが、好ましいシリコーン材料を用いた場合には、前述のようにエラストマーの性質を有することも好ましく、付着する装置部位等も考慮して適宜設定することができる。硬化物に分岐構造、架橋構造が多くなるほど、熱膨張係数が小さくなるが、一般に硬くなり、エラストマー性が低下する。従って、好ましいシリコーン材料では、２官能ケイ素のみを有するモノマーおよび／またはオリゴマーに加えて、３官能以上のケイ素を有するモノマーおよび／またはオリゴマーを原料として使用することで、架橋密度を適宜調節することが好ましい。
【０７８０】
また、光取り出し材料は、蛍光体を含有させることもできる。また複数の層とすることもできる。
【０７８１】
＜＜４．  光取り出し材料を付着した集積型発光源の製造＞＞
本発明では、複数の発光素子をメイン支持体上に搭載した後に、光取り出し材料を発光素子に付着させて集積型発光源を作製することが好ましい。光取り出し材料を付着させる方法としては、液状材料（硬化前の光取り出し材料）の粘度を適宜調節して、所望の形状が得られるようにすることが好ましい。
【０７８２】
発光素子への光取り出し材料の付着の形態としては、前述のように（ｉ）〜（ｖ）の形態がある。例えば（ｉ）の付着の形態の場合、比較的粘度の高い材料をディスペンサ等により順次付着していくことで形成できる。付着の形態（ｉｉ）〜（ｖ）、特に（ｉｉｉ）〜（ｖ）の形態では、粘度が低く流動性の高い材料を使用してもよい。図１６に示すように、流動性が非常に大きいときは、発光素子の周囲に液止め１２０を設けてもよい。また、図１１Ａに示すようなマウント部品１０５をメイン支持体として用いた場合は、マウント部品１０５の外周部の反射板を液止めとして利用することができる。あるいは、図１７に示すように、ポッティング容器１２１中の液状材料１１３に、集積型発光源２００を逆さまにして浸し、液状材料を硬化させ、その後ポッティング容器１２１をはずして、光取り出し材料を形成してもよい。
【０７８３】
以上のようにして製造された集積型発光源は、複数の発光素子をメイン支持体上に配列した構成とすることで、照明用としての使用に適した大面積の発光源を提供することができる。しかも、発光素子に光取り出し材料が付着しているため、光取り出し効率が向上し、照明用としての使用により適したものとなる。さらに、発光素子への光取り出し材料の付着の形態によっては、光取り出しの均一性も向上する。
【実施例】
【０７８４】
以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。また、以下の実施例において参照している図面は、構造を把握しやすくするために敢えて寸法を変えている部分があるが、実際の寸法は以下の文中に記載されるとおりである。
【０７８５】
＜＜タイプＡの発光素子の製造例＞＞
（製造例Ａ−１）
図１-１１に示した発光素子を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図１-５〜１０を参照する。
【０７８６】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に厚み１μｍの第２のバッファ層２２ｂとして厚み０．５μｍのアンドープＧａＮと厚み０．５μｍのＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１７ｃｍ−３）のＧａＮ層を１０４０℃で積層した。連続して光均一化層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮ層を１０３５℃で形成した。
【０７８７】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０７８８】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０７８９】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１-５に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０７９０】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０７９１】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させた。
【０７９２】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１-６に対応する。
【０７９３】
次いで、装置間分離溝１３を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０７９４】
次いで第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光均一化層２３およびアンドープＧａＮバッファ層２２の薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。装置間分離溝１３の幅は、マスクの幅どおり、１５０μｍで形成できた。
【０７９５】
第二エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１-７に対応する。
【０７９６】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜とした。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１-８に対応する。
【０７９７】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上のｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上のｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のスクライブ領域１４の形成を同時に実施するために、まず、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクで覆われていない部分の誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。また、スクライブ領域の幅が１００μｍ（分離後の素子中のＬＷＳが５０μｍ）になるように形成した。
【０７９８】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１-９Ａに対応する。
【０７９９】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備のために、レジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（３００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１-１０に対応する。
【０８００】
次いで、サファイア基板の裏面側に、ＭｇＦ２からなる低反射光学膜４５を真空蒸着法によって形成した。この際には、ＭｇＦ２は素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚の１／４を成膜した。
【０８０１】
次いで、ウエハー上に形成された１つ１つの発光素子を分割するために、レーザスクライバーを用いて薄膜結晶成長側から装置間分離溝１３内にスクライブラインを形成した。さらにこのスクライブラインにそってサファイア基板とＭｇＦ２低反射光学膜のみをブレーキングし、１つ１つの化合物半導体発光素子を完成させた。この際に、薄膜結晶層へのダメージ導入はなく、また、誘電体膜の剥離等も発生しなかった。
【０８０２】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属層４１と接合し、図１-１１に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８０３】
（製造例Ａ−２）
図１-１５（図１-２Ａに類似）に示した発光素子を以下の手順で作製した。
【０８０４】
誘電体多層膜を絶縁層としてウエハー全面に形成するところまで（図１-８に概ね対応する）は、製造例Ａ−１と同様の工程を繰り返した。
【０８０５】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域３６の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の基板２１側に存在する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクをで覆われていなかった誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、アンドープバッファ層２２の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＮｘとＳｉＯｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０８０６】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図１-９Ｂに対応する。
【０８０７】
次いで、ｎ側電極２８を製造例Ａ−１同様に形成した。次いで、サファイア基板の裏面側に、ＭｇＦ２からなる低反射光学膜４５を真空蒸着法によって形成した。この際には、ＭｇＦ２は素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚の１／４を成膜した。
【０８０８】
次いで、ウエハー上に形成された１つ１つの発光素子を分割するために、レーザスクライバーを用いて薄膜結晶成長側から装置間分離溝１３内にスクライブラインを形成した。さらにこのスクライブラインにそってサファイア基板とＭｇＦ２低反射光学膜のみをブレーキングし、１つ１つの発光素子を完成させた。この際に、薄膜結晶層へのダメージ導入はなく、また、誘電体膜の剥離等も発生しなかった。
【０８０９】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属層４１と接合し、図１-１５に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８１０】
（製造例Ａ−３、４）
製造例Ａ−１および２において、光均一化層２３を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ａ−１および２を繰り返した。即ち、製造例Ａ−１で、光均一化層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮを１０３５℃で形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ａ−１、２と同様にして、それぞれ図１-１１および図１-１５に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８１１】
尚、製造例Ａ−１〜４のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよい。
【０８１２】
さらに、製造例Ａ−１（および製造例Ａ−３）において、第二エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図１-１Ｄに示す発光素子を製作することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。また、第二エッチング工程でのエッチングを、光均一化層の途中で止めることで、図１-１Ｃに示す発光素子を製作することができる。同様に、製造例Ａ−２（および製造例Ａ−４）において、第二エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、また、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつサイドエッチングの量により図１-２Ｄまたは図１-２Ｅに示す発光素子を製作することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。また、第二エッチング工程でのエッチングを、光均一化層の途中で止めることで、図１-２Ｃに示す発光素子を製作することができる。
【０８１３】
（製造例Ａ−５）
図１-１２に示した発光素子を以下の手順で作製した。厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして２０ｎｍ厚みの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み１μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０８１４】
光均一化層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層が３ｎｍ厚とアンドープＧａＮ層が１２ｎｍ厚の各１０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ層２μｍ厚を形成した。ここで、アンドープＧａＮ層は８５０℃、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で成長した。
【０８１５】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２２ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０８１６】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍ厚に成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０８１７】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０８１８】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８１９】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８２０】
次いで、装置間分離溝を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程を実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０８２１】
次いで、第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＩｎＧａＮ／ＧａＮ光均一化層２３およびアンドープＧａＮバッファ層２２までの薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いてＩＣＰエッチングした。第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。
【０８２２】
第二エッチング工程により装置間分離溝を形成した後、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０８２３】
次いで、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘ層をパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分は残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜は除去した。
【０８２４】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させた。
【０８２５】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをＳＦ６ガスを用いたＲＩＥ法によりすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、このプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０８２６】
次いで、ｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７の上のｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層上のｎ側電流注入領域の形成、さらに装置間分離溝のスクライブ領域１４とを同時に形成するために、まず、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、次いでＳＦ６ガスのＲＩＥプラズマを用いてレジストマスクで覆われていない部分の絶縁層を除去した。ここでは、ｐ側電極の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。
【０８２７】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。
【０８２８】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０８２９】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属層４１と接合し、発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８３０】
（製造例Ａ−６）
製造例Ａ−５において、基板および薄膜結晶層の構成を次のように変更した以外は、製造例Ａ−５と同様にして発光素子を作製した。
【０８３１】
まず、厚みが３３０μｍのｃ＋面ＧａＮ基板２１（Ｓｉ濃度１×１０１７ｃｍ−３））を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いてバッファ層２２として厚み２μｍのアンドープＧａＮを１０４０℃で形成した。
【０８３２】
ついで光均一化層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎが３ｎｍとアンドープＧａＮが１２ｎｍの各２０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ４μｍを形成した。ここで、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で、これに隣接するアンドープＧａＮ層は８５０℃、その他のＧａＮ層は１０３５℃で成長した。
【０８３３】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０８３４】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０８３５】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０２μｍの厚さに形成した。
【０８３６】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８３７】
この後は、製造例Ａ−５と同様にして発光素子を完成した、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８３８】
尚、製造例Ａ−５、６では、第二エッチング工程を行い、その後第一エッチング工程を実施したが、第一エッチング工程を先に実施し、その後第二エッチング工程を実施してもよい。その場合に、第一エッチング工程で使用したＳｉＮｘマスクを除去することなく、第二エッチング工程を実施することも好ましい。また、絶縁層３０のエッチングの際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを進めることにより、第２の態様の形状の発光素子を製造することもできる。
【０８３９】
＜＜タイプＢの発光素子の製造例＞＞
（製造例Ｂ−１）
図２-１５に示した発光素子を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図２-７〜１２を参照する。
【０８４０】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に厚み１μｍの第２のバッファ層２２ｂとして厚み０．５μｍのアンドープＧａＮと厚み０．５μｍのＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１７ｃｍ−３）のＧａＮ層を１０４０℃で積層した。連続して光均一化層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮ層を１０３５℃で形成した。
【０８４１】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０８４２】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８４３】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２-７に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８４４】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０８４５】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させた。
【０８４６】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２-８に対応する。
【０８４７】
次いで、装置間分離溝１３を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０８４８】
次いで第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮ光均一化層２３およびアンドープＧａＮバッファ層２２の薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。装置間分離溝１３の幅は、マスクの幅どおり、１５０μｍで形成できた。
【０８４９】
第二エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２-９に対応する。
【０８５０】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜とした。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２-１０に対応する。
【０８５１】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の基板２１側に存在する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクを形成しなかった誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、アンドープバッファ層２２の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０８５２】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２-１１に対応する。
【０８５３】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備のために、レジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（３００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図２-１２に対応する。
【０８５４】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＡｌＮ基板を用意した。この支持体に、発光素子が作りこまれたウエハー（基板２１）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光素子が形成されたウエハー（基板２１）を３００℃に加熱してｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際に、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８５５】
次に、基板剥離を実施するために、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）から出射されたレーザ光を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０８５６】
最後に、１つ１つの発光素子を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内の分離領域部分とウエハー内の装置間分離溝を同時にカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図２-１５に示す化合物半導体発光素子を完成させた。
【０８５７】
（製造例Ｂ−２）
製造例Ｂ−１において、光均一化層２３を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ｂ−１および２を繰り返した。即ち、製造例Ｂ−１で、光均一化層２３として厚み３．５μｍのアンドープＧａＮを１０３５℃で形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ｂ−１と同様にして、図２-１５に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８５８】
尚、製造例Ｂ−１および２のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよい。
【０８５９】
さらに、製造例Ｂ−１および製造例Ｂ−２において、第二エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図２-２Ｂ、図２-２Ｃに示す発光素子を製作することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。また、第二エッチング工程でのエッチングを、光均一化層の途中で止めることで、図２-２Ａに示す発光素子を製作することができる。素子分離は、支持体内の素子分離領域部分を、装置間分離溝底部の光均一化層およびバッファ層と共にカットすればよい。
【０８６０】
さらに、図２-３Ａ〜図２-３Ｃに示す発光素子を製作するには、製造例Ｂ−１および製造例Ｂ−２において、第二エッチング工程でのエッチングを、光均一化層またはバッファ層の途中で止め、さらに、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めずに、例えばスクライブ領域の幅が１００μｍ（分離後の素子中のＬＷＳが５０μｍ）になるように、溝底面に絶縁層を残しながらスクライブ領域を形成することで実施することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。
【０８６１】
（製造例Ｂ−３）
図２-１６に示した発光素子を以下の手順で作製した。厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして２０ｎｍ厚みの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み１μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０８６２】
光均一化層２３としてアンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層が３ｎｍ厚とアンドープＧａＮ層が１２ｎｍ厚の各１０層の積層構造をその中心に含むアンドープＧａＮ層２μｍ厚を形成した。ここで、アンドープＧａＮ層は８５０℃、アンドープＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層は７３０℃で成長した。
【０８６３】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０８６４】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０８６５】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０８６６】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８６７】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８６８】
次いで、装置間分離溝を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程を実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０８６９】
次いで、第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＩｎＧａＮ／ＧａＮ光均一化層２３およびアンドープＧａＮバッファ層２２までの薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いてＩＣＰエッチングした。第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。
【０８７０】
第二エッチング工程により装置間分離溝を形成した後、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０８７１】
次いで、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘ層をパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分は残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜は除去した。
【０８７２】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させた。
【０８７３】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをＳＦ６ガスを用いたＲＩＥ法によりすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、このプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０８７４】
次いで、ｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。
【０８７５】
次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の基板側部分に存在する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクを形成しなかった絶縁層を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、アンドープバッファ層の側壁の基板側部分の絶縁層も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。
【０８７６】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。
【０８７７】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０８７８】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＡｌＮ基板を用意した。この支持体に、発光素子が作りこまれたウエハー（基板２１）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光素子が形成されたウエハー（基板２１）を３００℃に加熱してｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際に、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８７９】
次に、基板剥離を実施するために、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）から出射されたレーザ光を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０８８０】
最後に、１つ１つの発光素子を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内の分離領域部分とウエハー内の装置間分離溝を同時にカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図２-１６に示す化合物半導体発光素子を完成させた。
【０８８１】
＜＜タイプＣの発光素子の製造例＞＞
（製造例Ｃ−１）
図４-１１に示した発光素子を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図４-５〜１０を参照する。
【０８８２】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み４μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０８８３】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０８８４】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０８８５】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４-５に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０８８６】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０８８７】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させた。
【０８８８】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４-６に対応する。
【０８８９】
次いで、装置間分離溝１３を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０８９０】
次いで第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、およびアンドープＧａＮバッファ層２２の薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。装置間分離溝１３の幅は、マスクの幅どおり、１５０μｍで形成できた。
【０８９１】
第二エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４-７に対応する。
【０８９２】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜とした。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４-８に対応する。
【０８９３】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上のｐ側電極露出部分と、ｎ側コンタクト層２４ｃ上のｎ側電流注入領域（３６）と、装置間分離溝内のスクライブ領域１４とを同時に形成する絶縁層の除去のために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクで覆われていない部分の誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。また、スクライブ領域の幅が１００μｍ（分離後の素子中のＬｗｓが５０μｍ）になるように形成した。
【０８９４】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４-９Ａに対応する。
【０８９５】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備のために、レジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（３００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４-１０に対応する。
【０８９６】
次いで、サファイア基板の裏面側に、ＭｇＦ２からなる低反射光学膜４５を真空蒸着法によって形成した。この際には、ＭｇＦ２は素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚の１／４を成膜した。
【０８９７】
次いで、ウエハー上に形成された１つ１つの発光素子を分割するために、レーザスクライバーを用いて薄膜結晶成長側から装置間分離溝１３内にスクライブラインを形成した。さらにこのスクライブラインにそってサファイア基板とＭｇＦ２低反射光学膜のみをブレーキングし、１つ１つの発光素子を完成させた。この際に、薄膜結晶層へのダメージ導入はなく、また、誘電体膜の剥離等も発生しなかった。
【０８９８】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属層４１と接合し、図４-１１に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０８９９】
（製造例Ｃ−２）
図４-１５（図４-２Ａに類似）に示した発光素子を以下の手順で作製した。
【０９００】
誘電体多層膜を絶縁層としてウエハー全面に形成するところまで（図４-８に概ね対応する）は、製造例Ｃ−１と同様の工程を繰り返した。
【０９０１】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域３６の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の基板２１側に存在する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクをで覆われていなかった誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、アンドープバッファ層２２の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＮｘとＳｉＯｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０９０２】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図４-９Ｂに対応する。
【０９０３】
次いで、ｎ側電極２８を製造例Ｃ−１同様に形成した。次いで、サファイア基板の裏面側に、ＭｇＦ２からなる低反射光学膜４５を真空蒸着法によって形成した。この際には、ＭｇＦ２は素子の発光波長に対して低反射コーティングとなるように、光学膜厚の１／４を成膜した。
【０９０４】
次いで、ウエハー上に形成された１つ１つの発光素子を分割するために、レーザスクライバーを用いて薄膜結晶成長側から装置間分離溝１３内にスクライブラインを形成した。さらにこのスクライブラインにそってサファイア基板とＭｇＦ２低反射光学膜のみをブレーキングし、１つ１つの発光素子を完成させた。この際に、薄膜結晶層へのダメージ導入はなく、また、誘電体膜の剥離等も発生しなかった。
【０９０５】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属層４１と接合し、図４-１５に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９０６】
（製造例Ｃ−３、４）
製造例Ｃ−１および２において、バッファ層２２を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ｃ−１および２と同様の工程を繰り返した。即ち、製造例Ｃ−１で、バッファ層２２を形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ｃ−１、２と同様にして、それぞれ図４-１１および図４-１５に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９０７】
尚、製造例Ｃ−１〜４のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよい。
【０９０８】
さらに、製造例Ｃ−１（および製造例Ｃ−３）において、第二エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図４-１Ｃに示す発光素子を製作することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。同様に、製造例Ｃ−２（および製造例Ｃ−４）において、第二エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図４-２Ｃに示す発光素子を製作することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。
【０９０９】
（製造例Ｃ−５）
図４-１２に示した発光素子を以下の手順で作製した。厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして２０ｎｍ厚みの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み２μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０９１０】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０９１１】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍ厚に成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍ厚に成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０９１２】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０９１３】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０９１４】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０９１５】
次いで、装置間分離溝を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程を実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０９１６】
次いで、第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮバッファ層２２までの薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いてＩＣＰエッチングした。第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。
【０９１７】
第二エッチング工程により装置間分離溝を形成した後、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０９１８】
次いで、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘ層をパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分は残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜は除去した。
【０９１９】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させた。
【０９２０】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをＳＦ６ガスを用いたＲＩＥ法によりすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、このプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０９２１】
次いで、ｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７の上のｐ側電極露出部分と、ｎ側コンタクト層上のｎ側電流注入領域と、さらに装置間分離溝のスクライブ領域１４とを同時に形成する絶縁層の除去のために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成し、次いでＳＦ６ガスのＲＩＥプラズマを用いてレジストマスクで覆われていない部分の絶縁層を除去した。ここでは、ｐ側電極の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。
【０９２２】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。
【０９２３】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備としてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０９２４】
次いで、この素子を金属ハンダ４２を用いてサブマウント４０の金属層４１と接合し、発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９２５】
（製造例Ｃ−６）
製造例Ｃ−５において、基板および薄膜結晶層の構成を次のように変更した以外は、製造例Ｃ−５と同様にして発光素子を作製した。
【０９２６】
まず、厚みが３３０μｍのｃ＋面ＧａＮ基板２１（Ｓｉ濃度１×１０１７ｃｍ−３）を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いてバッファ層２２として厚み６μｍのアンドープＧａＮを１０４０℃で形成した。
【０９２７】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度７×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０９２８】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍに成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０９２９】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０２μｍの厚さに形成した。
【０９３０】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０９３１】
この後は、製造例Ｃ−５と同様にして発光素子を完成した、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９３２】
尚、製造例Ｃ−５、６では、第二エッチング工程を行い、その後第一エッチング工程を実施したが、第一エッチング工程を先に実施し、その後第二エッチング工程を実施してもよい。その場合に、第一エッチング工程で使用したＳｉＮｘマスクを除去することなく、第二エッチング工程を実施することも好ましい。また、絶縁層３０のエッチングの際に、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、サイドエッチングを進めることにより、第２の態様の形状の発光素子を製造することもできる。
【０９３３】
＜＜タイプＤの発光素子の製造例＞＞
（製造例Ｄ−１）
図５-１５に示した発光素子を以下の手順で作製した。関連する工程図として、図５-７〜１２を参照する。
【０９３４】
厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして厚み１０ｎｍの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み４μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０９３５】
さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で５層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０３μｍの厚さに形成した。
【０９３６】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０９３７】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極２７をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＮｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（５００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極を完成させた。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図５-７に対応する。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０９３８】
次いで、第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘマスクをパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分はマスクを残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜を除去した。
【０９３９】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層２４ｃを露出させた。
【０９４０】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをバッファフッ酸を用いてすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによっても、ｐ側電極はまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図５-８に対応する。
【０９４１】
次いで、装置間分離溝１３を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝を形成する領域のＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の装置間分離溝形成用マスク、すなわち、第二エッチング工程用ＳｒＦ２マスクを形成した。
【０９４２】
次いで第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、およびアンドープＧａＮバッファ層２２の薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰエッチングした。この第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。装置間分離溝１３の幅は、マスクの幅どおり、１５０μｍで形成できた。
【０９４３】
第二エッチング工程によって装置間分離溝１３を形成後は、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図５-９に対応する。
【０９４４】
次いで、ウエハー全面にｐ−ＣＶＤ法によってＳｉＯｘとＳｉＮｘをこの順に形成し、誘電体多層膜とした。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図５-１０に対応する。
【０９４５】
次いで、Ｎｉ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の基板２１側に存在する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクで覆われていない部分の誘電体多層膜（絶縁層）を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、アンドープバッファ層の側壁の一部の誘電体多層膜（絶縁層）も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＯｘとＳｉＮｘからなる絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。
【０９４６】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図５-１１に対応する。
【０９４７】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備のために、レジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（３００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きくなるように、絶縁層にその周辺が３０μｍほど接するようにし、かつ、ｐ側電極２７との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。尚、別の製造例では、１０μｍほど接するようにして製造し、この製造例と同等の性能の発光素子が得られた。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。ここまでの工程で完成した構造は、概ね図５-１２に対応する。
【０９４８】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＡｌＮ基板を用意した。この支持体に、発光素子が作りこまれたウエハー（基板２１）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光素子が形成されたウエハー（基板２１）を３００℃に加熱してｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際に、この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９４９】
次に、基板剥離を実施するために、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）から出射されたレーザ光を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０９５０】
最後に、１つ１つの発光素子を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内の分離領域部分とウエハー内の装置間分離溝を同時にカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図５-１５に示す化合物半導体発光素子を完成させた。
【０９５１】
（製造例Ｄ−２）
製造例Ｄ−１において、バッファ層２２を成膜した後の薄膜結晶層の成膜を次のように行った以外は製造例Ｄ−１および２と同様の工程を繰り返した。即ち、製造例Ｄ−１で、バッファ層２２を形成した後、さらに、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を４μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度８×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度５．０×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍの厚さに成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７２０℃で２ｎｍの厚さに成膜したアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎ層とを、量子井戸層が全部で８層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎを０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮを０．０７μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮを０．０３μｍの厚さに形成した。その後は、製造例Ｄ−１と同様にして、図５-１５に示す発光素子を完成させた。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９５２】
尚、製造例Ｄ−１および２のプロセスでは、第一エッチング工程後にＳｉＮｘマスクを除去したが、ＳｉＮｘマスクを除去せずに、第二エッチング工程後に除去してもよい。
【０９５３】
さらに、製造例Ｄ−１および製造例Ｄ−２において、第二エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止めることで、図５-２に示す発光素子を製作することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。素子分離は、支持体内の素子分離領域部分を、装置間分離溝底部のバッファ層と共にカットすればよい。
【０９５４】
さらに、図５-３Ａに示す発光素子を製作するには、製造例Ｄ−１および製造例Ｄ−２において、第二エッチング工程でのエッチングを、バッファ層の途中で止め、さらに、予定した形状に適したフォトリソグラフィによって、適切なエッチングマスク形状を準備し、かつ、絶縁層のサイドエッチングを進めずに、例えばスクライブ領域の幅が１００μｍ（分離後の素子中のＬＷＳが５０μｍ）になるように、溝底面に絶縁層を残しながらスクライブ領域を形成することで実施することができる（但し、絶縁層は多層誘電体膜）。
【０９５５】
（製造例Ｄ−３）
図５-１６に示した発光素子を以下の手順で作製した。厚みが４３０μｍのｃ＋面サファイア基板２１を用意し、この上に、まずＭＯＣＶＤ法を用いて、第１のバッファ層２２ａとして２０ｎｍ厚みの低温成長したアンドープのＧａＮ層を形成し、この後に第２のバッファ層２２ｂとして厚み３μｍのアンドープＧａＮ層を１０４０℃で形成した。
【０９５６】
次いで、第一導電型（ｎ型）第二クラッド層２４ｂとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を２μｍ厚に形成し、第一導電型（ｎ型）コンタクト層２４ｃとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３）のＧａＮ層を０．５μｍ厚に形成し、さらに第一導電型（ｎ型）第一クラッド層２４ａとしてＳｉドープ（Ｓｉ濃度１．５×１０１８ｃｍ−３）のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さで形成した。
【０９５７】
さらに活性層構造２５として、バリア層として８５０℃で１３ｎｍ厚に成膜したアンドープＧａＮ層と、量子井戸層として７１５℃で２ｎｍ厚に成膜したアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ層を、量子井戸層が全部で３層で両側がバリア層となるように交互に成膜した。
【０９５８】
さらに成長温度を１０２５℃にして、第二導電型（ｐ型）第一クラッド層２６ａとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層を０．１μｍの厚さに形成した。さらに連続して、第二導電型（ｐ型）第二クラッド層２６ｂとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０５μｍの厚さに形成した。最後に第二導電型（ｐ型）コンタクト層２６ｃとしてＭｇドープ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３）ＧａＮ層を０．０２μｍの厚さに形成した。
【０９５９】
この後にＭＯＣＶＤ成長炉の中で徐々に温度を下げて、ウエハーを取り出し、薄膜結晶成長を終了した。
【０９６０】
薄膜結晶成長が終了したウエハーに対してｐ側電極２７を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｐ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備をしてレジストパターンを形成した。ここでｐ側電極としてＰｄ（２０ｎｍ厚）／Ａｕ（１０００ｎｍ厚）を真空蒸着法によって形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｐ側電極２７を完成させた。尚、ここまでの工程では、ｐ側電極直下のｐ側電流注入領域には、プラズマプロセス等のダメージが入るような工程はなかった。
【０９６１】
次いで、装置間分離溝を形成する第二エッチング工程を実施するために、真空蒸着法を用いて、ＳｒＦ２マスクをウエハー全面に形成した。次いで、装置間分離溝の形成領域にあるＳｒＦ２膜を除去し、薄膜結晶層の分離エッチングマスク、すなわち、第二エッチング工程を実施するためのエッチングマスクを形成した。
【０９６２】
次いで、第二エッチング工程として、装置間分離溝に相当する部分の、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａ、ｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃ、ｎ−ＧａＮ第二クラッド層２４ｂ、アンドープＧａＮバッファ層２２までの薄膜結晶層すべてを、Ｃｌ２ガスを用いてＩＣＰエッチングした。第二エッチング工程中には、ＳｒＦ２マスクはほとんどエッチングされなかった。
【０９６３】
第二エッチング工程により装置間分離溝を形成した後、不要となったＳｒＦ２マスクを除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたためまったく変質しなかった。
【０９６４】
次いで、第一導電型側電極を形成する前準備として第一導電型コンタクト層を露出させる第一エッチング工程を実施するために、エッチング用マスクの形成を実施した。ここでは、ｐ−ＣＶＤ法を用いて０．４μｍ厚みのＳｉＮｘを基板温度４００℃で、ウエハー全面に成膜した。ここでｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、ｐ−ＣＶＤによるＳｉＮｘ成膜プロセスによってもまったく変質しなかった。次に再度フォトリソグフィー工程を実施してＳｉＮｘ層をパターニングし、ＳｉＮｘエッチングマスクを作製した。この際には、ＳｉＮｘ膜の不要部分のエッチングはＲＩＥ法を用いてＳＦ６プラズマを用いて実施し、後述する第一エッチング工程において薄膜結晶層のエッチングを行わない部分は残し、かつ予定されている薄膜結晶層のエッチング部分に相当する部分のＳｉＮｘ膜は除去した。
【０９６５】
次いで第一エッチング工程として、ｐ−ＧａＮコンタクト層２６ｃ、ｐ−ＧａＮ第二クラッド層２６ｂ、ｐ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２６ａ、ＩｎＧａＮ量子井戸層とＧａＮバリア層からなる活性層構造２５、ｎ−ＡｌＧａＮ第一クラッド層２４ａを経てｎ−ＧａＮコンタクト層２４ｃの途中まで、Ｃｌ２ガスを用いたＩＣＰプラズマエッチングを実施し、ｎ型キャリアの注入部分となるｎ型コンタクト層を露出させた。
【０９６６】
ＩＣＰプラズマエッチング終了後は、ＳｉＮｘマスクをＳＦ６ガスを用いたＲＩＥ法によりすべて除去した。ここにおいてもｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、このプロセスによってもまったく変質しなかった。
【０９６７】
次いで、ｐ−ＣＶＤ法によって絶縁層３０としてＳｉＮｘを１２５ｎｍ厚だけウエハー全面に形成した。
【０９６８】
次いで、Ｐｄ−Ａｕからなるｐ側電極２７上へのｐ側電極露出部分の形成、ｎ側コンタクト層２４ｃ上へのｎ側電流注入領域（３６）の形成、装置間分離溝内のアンドープバッファ層の側壁の基板側部分に存在する絶縁層の除去を、同時に実施するために、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクを形成した。次いでフッ酸系のエッチャントでレジストマスクで覆われていない部分の絶縁層を除去した。さらに、フッ酸によるサイドエッチングの効果によって、アンドープバッファ層の側壁の基板側部分の絶縁層も除去した。ここでは、ｐ側電極２７の周辺はＳｉＮｘ絶縁層に１５０μｍ覆われているようにした。また、ｎ側電流注入領域を除いて薄膜結晶層の側壁なども絶縁層に覆われているようにした。
【０９６９】
この後に、不要となったレジストマスクは、アセトンで除去し、かつ、ＲＩＥ法による酸素プラズマでアッシングし除去した。この際にも、ｐ側電極表面にはＡｕが露出していたため、まったく変質しなかった。
【０９７０】
次いで、ｎ側電極２８を形成するために、フォトリソグラフィー法を用いてｎ側電極をリフトオフ法でパターニングする準備としてレジストパターンを形成した。ここでｎ側電極としてＴｉ（２０ｎｍ厚）／Ａｌ（１５００ｎｍ厚）を真空蒸着法でウエハー全面に形成し、アセトン中で不要部分をリフトオフ法によって除去した。次いで、その後熱処理を実施してｎ側電極を完成させた。ｎ側電極は、その面積がｎ側電流注入領域よりも大きく、かつ、ｐ側電極との重なりを有さないように形成し、金属ハンダによるフリップチップボンディングが容易で、かつ放熱性等にも配慮した。Ａｌ電極は、プラズマプロセス等により変質しやすく、かつ、フッ酸等によってもエッチングされるが、素子作製プロセスの最後にｎ側電極の形成を行ったことから、まったくダメージを受けなかった。
【０９７１】
次いで、基板剥離を実施する前準備として、支持体４０として、表面にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層構造の金属配線（金属層４１）が形成されたＡｌＮ基板を用意した。この支持体に、発光素子が作りこまれたウエハー（基板２１）全体を、ＡｕＳｎハンダを用いて接合した。接合時には、支持体４０と発光素子が形成されたウエハー（基板２１）を３００℃に加熱してｐ側電極とｎ側電極が、それぞれ設計された支持体上の金属配線にＡｕＳｎハンダで融着されるようにした。この際には、素子の意図しない短絡等は発生しなかった。
【０９７２】
次に、基板剥離を実施するために、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）から出射されたレーザ光を、薄膜結晶成長を実施していない基板２１面から照射し、基板を剥離した（レーザディボンディング）。この後に、ＧａＮバッファ層の一部が窒素と金属Ｇａに分解されることで発生したＧａ金属をウェットエッチングによって除去した。
【０９７３】
最後に、１つ１つの発光素子を分割するために、ダイシングソーを用いて、支持体内分離領域部分とウエハー内の装置間分離溝を同時にカットした。ここで、支持体内素子分離領域には、金属配線等が存在しなかったことから意図しない配線の剥離等は発生しなかった。このようにして、図５-１６に示す化合物半導体発光素子を完成させた。
【０９７４】
＜＜光取り出し材料の製造例＞＞
＜製造例５−１＞
ＷＯ２００６／３０３３２８の実施例１−１に記載の合成方法により、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン合同会社製の両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３（オリゴマー）６９８．３ｇと、フェニルトリメトキシシラン６９．８ｇと、触媒として５重量％アルミニウムアセチルアセトン塩メタノール溶液１５３．４ｇと、水１８．３ｇとを、撹拌翼及びコンデンサを取り付けた三つロコルベン中に計量し、室温にて大気圧下１５分撹拝し、初期加水分解を行なった後に、約７５℃にて４時間撹拌しつつ還流させた。
【０９７５】
この後、内温が１００℃になるまでメタノール及び低沸ケイ素成分を留去し、さらに１００℃で４時間撹拌しつつ還流させた。反応液を室温まで冷却し、加水分解・重縮合液を調液した。この液の加水分解率はフェニルトリメトキシシランに対し１９２％である。なお原料ＸＣ９６−７２３は２００％加水分解品に相当する。
【０９７６】
光取り出し材料の物性確認のため、このようにして得られた加水分解・重縮合液３ｇを直径５ｃｍのテフロン（登録商標）シャーレに入れ、防爆炉中、微風下、５０℃で３０分間保持して第１の乾燥を行い、次いで１２０℃で１時間、続いて１５０℃で３時間保持し第２の乾燥を行ったところ、厚さ約０．５ｍｍの独立した円形透明エラストマー状膜が得られた。これをサンプルとして用いて、固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定、シラノール含有率の算出、硬度測定、紫外耐光性試験、耐熱性試験（透過率）、およびケイ素含有率の測定を行った。さらに、上記の加水分解・重縮合液を用いて、耐リフロー試験および屈折率の測定を行った。
【０９７７】
これらの試験条件を以下に示す。
【０９７８】
（固体Ｓｉ−ＮＲスペクトル測定）
前述したとおりである。
【０９７９】
（シラノール含有率の算出）
前述したとおりである。
【０９８０】
（硬度）
古里精機製作所製Ａ型（デュロメータタイプＡ）ゴム硬度計を使用し、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して硬度（ショアＡ）を測定した。
【０９８１】
（耐紫外光性試験）
耐紫外光性試験は、上記サンプルに以下の条件で紫外光を照射し、照射前後のサンプルの様子を比較することによって行なった。
【０９８２】
紫外光照射条件：松下電工製水銀キセノンランプＵＶ照射装置Ａｉｃｕｒｅ（登録商標）  ＳＰＯＴ  ＴＹＰＥ  ＡＮＵＰ５２０３（光ファイバ出光面における出力：２８０００Ｗ／ｍ2）を波長３８５ｎｍ以下のＵＶカットフィルタと組み合わせて使用した。照射ファイバ先とＵＶカットフィルタとの間、およびＵＶカットフィルタとサンプルとの間に隙間が無い状態で紫外光を２４時間照射した。照射面に照射された光の照度をウシオ電機社製４３６ｎｍ受光素子照度計ＵＶＤ−４３６ＰＤ（感度波長域：３６０ｎｍ〜５００ｎｍ）にて測定したところ、４５００Ｗ／ｍ2であった。
【０９８３】
（耐熱性試験）
上記サンプルを、温度２００℃とした通風乾燥機中で５００時間保持し、保持前後の、波長４００ｎｍの光の透過率を比較した。
【０９８４】
（ケイ素含有率）
前述したとおりである。
【０９８５】
（耐リフロー試験）
耐リフロー試験は、以下の手順で行なった。
【０９８６】
（１）上記の加水分解・重縮合液を、直径９ｍｍ、深さ１ｍｍの、表面にＡｇメッキを施した銅製カップに滴下し、所定の硬化条件で硬化させて耐リフロー試験用のサンプルを１０個作製した。
【０９８７】
（２）縦長さ×横長さ×厚さ＝２５ｍｍ×７０ｍｍ×１ｍｍのアルミ板に放熱用シリコーングリスを薄く塗り、その上にサンプルを並べて温度８５℃、湿度８５％の雰囲気（以下、「吸湿環境」という）下で１時間吸湿させた。
【０９８８】
（３）吸湿させたサンプルを吸湿環境下から取り出し、室温（２０℃〜２５℃）まで冷却した。冷却したサンプルを、２６０℃に設定したホッとプレート上にアルミ板ごと載置し、１分間保持した。この条件においてサンプルの温度は約５０秒で２６０℃に達し、その後、この温度を１０秒間保持した。
【０９８９】
（４）加熱後のサンプルをアルミ板ごと、室温とされたステンレス製の冷却板の上に置き、室温まで冷却した。目視および顕微鏡観察により、銅製のカップからのサンプルの剥離の有無を観察した。わずかでも剥離が観察されたものは「剥離有」とする。
【０９９０】
（５）全てのサンプルについて剥離の観察を行ない、剥離率を求めた。剥離率は、「剥離したサンプルの個数／全サンプル数」により算出する。
【０９９１】
（屈折率の測定）
光取り出し材料の屈折率は、液浸法（固体対象）の他、Ｐｕｌｆｌｉｃｈ屈折計、Ａｂｂｅ屈折計、プリズムカプラー法、干渉法、最小偏角法などの公知の方法を用いて測定することができる。この製造例および以下に述べる製造例による光取り出し材料は、硬化前後で屈折率が変化しないため、光構えの液体状態においてＡｂｂｅ屈折計（ナトリウムＤ線（５８９ｎｍ））により屈折率を測定した。
【０９９２】
以下に、測定結果および試験結果を示す。
【０９９３】
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９９４】
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【０９９５】
シラノール含有量（重量％）：０．３０
硬度（ショアＡ）：２７
紫外線耐光試験（７２時間）：変化無し
耐熱試験（２００℃）：変化無し
耐リフロー試験：剥離脱落なし（剥離率＝０％）
ケイ素含有率（重量％）：３８
屈折率：１．４２
【０９９６】
＜製造例５−２＞
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を１４０ｇ、フェニルトリメトキシシランを１４ｇ、および触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を０．３０８ｇ用意し、これを攪拌翼とコンデンサとを取り付けた三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒が十分溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１２０度まで昇温し、１２０度全還流下で３０分間攪拌しつつ初期加水分解を行った。
【０９９７】
続いて窒素をＳＶ２０で吹き込み生成メタノール及び水分、副生物の低沸ケイ素成分を留去しつつ１２０℃で攪拌し、さらに６時間重合反応を進めた。なお、ここで「ＳＶ」とは「Ｓｐａｃｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ」の略称であり、単位時間当たりの吹き込み体積量を指す。よって、ＳＶ２０とは、１時間に反応液の２０倍の体積のＮ2を吹き込むことをいう。
【０９９８】
窒素の吹き込みを停止し反応液をいったん室温まで冷却した後、ナス型フラスコに反応液を移し、ロータリーエバポレーターを用いてオイルバス上１２０℃、１ｋＰａで２０分間微量に残留しているメタノール及び水分、低沸ケイ素成分を留去し、無溶剤の加水分解・重縮合液を得た。
【０９９９】
光取り出し材料の物性確認のため、このようにして得られた上述の加水分解・重縮合液２ｇを、直径５ｃｍのテフロン（登録商標）シャーレに入れ、防爆炉中、微風下、１１０℃で１時間保持し、次いで１５０℃で３時間保持したところ、厚さ約１ｍｍの独立した円形透明エラストマー状膜が得られた。これを用いて、製造例５−１と同様の条件で、固体Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定、シラノール含有率の算出、硬度測定、紫外耐光性試験、耐熱試験、およびケイ素含有率の測定を行った。さらに、上記の加水分解・重縮合液を用いて、製造例５−１と同様の条件で耐リフロー試験および屈折率の測定を行った。その結果は次のとおりである。
【１０００】
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【１００１】
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【１００２】
シラノール含有量（重量％）：０．１０
硬度（ショアＡ）：３３
紫外線耐光試験（２４時間）：変化無し
耐熱試験（２００℃）：変化無し
耐リフロー試験：剥離脱落なし（剥離率＝０％）
ケイ素含有率（重量％）：３８
屈折率：１．４２
【１００３】
＜製造例５−３＞
モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン合同会社製両末端シラノールジメチルシリコーンオイルＸＣ９６−７２３を７０ｇ、両末端シラノールメチルフェニルシリコーンオイルＹＦ３８０４を７０ｇ、フェニルトリメトキシシランを１４ｇ、及び、触媒としてジルコニウムテトラアセチルアセトネート粉末を０．３０８ｇ用意し、これを攪拌翼とコンデンサとを取り付けた三つ口コルベン中に計量し、室温にて１５分触媒が十分溶解するまで攪拌した。この後、反応液を１２０度まで昇温し、１２０度全還流下で２時間攪拌しつつ初期加水分解を行った。それ以降は、製造例５−２と同じ条件で重合反応および低沸ケイ素成分の留去を行い、無溶剤の加水分解・重縮合液を得た。
【１００４】
光取り出し材料の物性確認のため、製造例５−２と同じ条件で、得られた加水分解・重縮合液からエラストマー状膜を作製し、このエラストマー状膜および加水分解・重縮合膜を用いて、製造例５−１と同様に、各種物性の測定および試験を行なった。その結果は次のとおりである。
【１００５】
（ａ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−４０ｐｐｍ以上、０ｐｐｍ以下の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【１００６】
（ｂ）ピークトップの位置がシリコーンゴムを基準としてケミカルシフト−８０ｐｐｍ以上、−４０ｐｐｍ未満の領域にあり、ピークの半値幅が０．３ｐｐｍ以上５．０ｐｐｍ以下であるピーク：２本以上。
【１００７】
シラノール含有量（重量％）：０．６
硬度（ショアＡ）：２０
紫外線耐光試験（２４時間）：変化無し
耐熱試験（２００℃）：変化無し
耐リフロー試験：剥離脱落なし（剥離率＝０％）
ケイ素含有率（重量％）：３１
屈折率：１．４７
【１００８】
＜実施例１＞
メイン支持体として用意した、平面サイズが１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さが０．３ｍｍの、図１１Ａに示したような反射板付きマウント部品（絶縁性の基体に配線を形成したもの）の上に、製造例Ａ−１で作製した発光素子をフリップチップボンドにより搭載した。発光素子は、平面サイズが１ｍｍ×１ｍｍであり、マウント部品上には、９×９の２次元マトリックス状に、合計８１個搭載した。隣接する発光素子同士の間隔は１００μｍとした。発光素子同士の電気的接続は、１列上に並ぶ９個を直列接続し、その列同士を並列に接続するように行なった。
【１００９】
この段階で得られた集積型発光源に１８０ｍＡの電流を流し、集積型発光源を発光させた。この際の駆動電圧は２８．９Ｖであった。集積型発光源からの発光の全放射束は１１５５ｍＷであった。
【１０１０】
さらに、ここまでの段階で得られた集積型発光源に対して、マウント部品上からマイクロピペットで７９マイクロリットルの硬化前光取り出し材料を滴下し、発光素子を覆った。硬化前光取り出し材料としては、製造例５−１で得た加水分解・重縮合液を用いた。加水分解・重縮合液は、発光素子内および発光素子間の隙間を充填し、さらに第１の光取り出し方向側の面もぬれた状態で覆った。これを乾燥させることにより、加水分解・重縮合液が硬化し、クラックの無い透明なエラストマー上の光取り出し材料が発光素子に付着した、図１１Ａに示すような集積型発光源が得られた。
【１０１１】
得られた集積型発光源に１８０ｍＡの電流を流し、集積型発光源を発光させた。この際の駆動電圧は２８．６Ｖであった。集積型発光源から発光の全放射束は１６５３ｍＷとなり、光取り出し材料を発光素子に付着させる前と比較して全放射束が約４３％向上した。このことから、発光素子に光取り出し材料を付着させることにより光取り出し効率が向上することがわかる。また、集積型発光源からの発光は均一であった。
【１０１２】
＜実施例２＞
製造例５−３で得た加水分解・重縮合液を硬化前光取り出し材料として使用した以外は実施例１と同様にして集積型発光源を作製した。加水分解・重縮合液の乾燥により、加水分解・重縮合液が硬化し、クラックの無い透明なエラストマー上の光取り出し材料が発光素子に付着した集積型発光源が得られた。
【１０１３】
得られた集積型発光源に１８０ｍＡの電流を流し、集積型発光源を発光させた。この際の駆動電圧は２８．４Ｖであった。集積型発光源からの発光の全放射束は１７３３ｍＷとなり、実施例１において光取り出し材料を発光素子に付着させる前と比較すると全放射束が約５０％向上した。このことから、屈折率の高い光取り出し材料を用いることにより、光取り出し効率がさらに向上することがわかる。また、集積型発光源からの発光は均一であった。
【図面の簡単な説明】
【１０１４】
【図１−１Ａ】本発明で用いることのできるタイプＡの第１の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図１−１Ｂ】図１−１Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図１−１Ｃ】タイプＡの第１の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図１−１Ｄ】タイプＡの第１の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図１−２Ａ】タイプＡの第２の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図１−２Ｂ】図１−２Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図１−２Ｃ】タイプＡの第２の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図１−２Ｄ】タイプＡの第２の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図１−２Ｅ】タイプＡの第２の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図１−３Ａ】タイプＡの第１の態様の発光素子の１例の完成前の構造を示す図である。
【図１−３Ｂ】タイプＡの第２の態様の発光素子の１例の完成前の構造を示す図である。
【図１−４】タイプＡで開示される活性層構造を模式的に示す図である。
【図１−５】タイプＡの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図１−６】タイプＡの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図１−７】タイプＡの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図１−８】タイプＡの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図１−９Ａ】タイプＡの発光素子の製造方法の１例（第１の態様）を説明する工程断面図である。
【図１−９Ｂ】タイプＡの発光素子の製造方法の１例（第２の態様）を説明する工程断面図である。
【図１−１０】タイプＡの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図１−１１】製造例Ａ−１、３で製造したタイプＡの発光素子を示す図である。
【図１−１２】製造例Ａ−５、６で製造したタイプＡの発光素子を示す図である。
【図１−１５】製造例Ａ−２、４で製造したタイプＡの発光素子を示す図である。
【図１−１６】タイプＡの発光素子の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図２−１Ａ】本発明で用いることのできるタイプＢの第１の態様の発光素子の例を示す図である。
【図２−１Ｂ】図２−１Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図２−２Ａ】タイプＢの第１の態様の発光素子の例を示す図である。
【図２−２Ｂ】図２−２Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図２−２Ｃ】タイプＢの第１の態様の発光素子の例を示す図である。
【図２−３Ａ】タイプＢの第２の態様の発光素子の例を示す図である。
【図２−３Ｂ】タイプＢの第２の態様の発光素子の位置関係を示すための図である。
【図２−３Ｃ】タイプＢの第２の態様の発光素子の例を示す図である。
【図２−４Ａ】タイプＢの第１の態様の発光素子の完成前の構造の１例を示す図である。
【図２−４Ｂ】タイプＢの第２の態様の発光素子の完成前の構造の１例を示す図である。
【図２−４Ｃ】タイプＢの第２の態様の発光素子の完成前の構造の１例を示す図である。
【図２−５】タイプＢの発光素子の一形態における、金属配線が存在しない領域の幅を説明するための図である。
【図２−７】タイプＢの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−８】タイプＢの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−９】タイプＢの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−１０】タイプＢの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−１１】タイプＢの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−１２】タイプＢの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−１３】タイプＢの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−１４】パートＢで開示される製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図２−１５】製造例Ｂ−１で製造したタイプＢの発光素子を示す図である。
【図２−１６】製造例Ｂ−３で製造したタイプＢの発光素子を示す図である。
【図２−１９】タイプＢの発光素子の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図３】タイプＡおよびタイプＢの発光素子の製造方法の工程順を示すフローチャートである。
【図４−１Ａ】本発明で用いることのできるタイプＣの第１の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図４−１Ｂ】図４−１Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図４−１Ｃ】タイプＣの第１の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図４−２Ａ】タイプＣの第２の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図４−２Ｂ】図４−２Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図４−２Ｃ】タイプＣの第２の態様の発光素子の１例を示す図である。
【図４−３Ａ】タイプＣの第１の態様の発光素子の１例の完成前の構造を示す図である。
【図４−３Ｂ】タイプＣの第２の態様の発光素子の１例の完成前の構造を示す図である。
【図４−５】タイプＣの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図４−６】タイプＣの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図４−７】タイプＣの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図４−８】タイプＣの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図４−９Ａ】タイプＣの発光素子の製造方法の１例（第１の態様）を説明する工程断面図である。
【図４−９Ｂ】タイプＣの発光素子の製造方法の１例（第２の態様）を説明する工程断面図である。
【図４−１０】タイプＣの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図４−１１】製造例Ｃ−１、３で製造したタイプＣの発光素子を示す図である。
【図４−１２】製造例Ｃ−５、６で製造したタイプＣの発光素子を示す図である。
【図４−１５】製造例Ｃ−２、４で製造したタイプＣの発光素子を示す図である。
【図４−１６】タイプパＣの発光素子の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図５−１Ａ】本発明で用いることのできるタイプＤの第１の態様の発光素子の例を示す図である。
【図５−１Ｂ】図５−１Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図５−２】タイプＤの第１の態様の発光素子の例を示す図である。
【図５−３Ａ】タイプＤの第２の態様の発光素子の例を示す図である。
【図５−３Ｂ】図５−３Ａに示す発光素子を、その一部の構成を省略して示す図である。
【図５−４Ａ】タイプＤの第１の態様の発光素子の完成前の構造の１例を示す図である。
【図５−４Ｂ】タイプＤの第２の態様の発光素子の完成前の構造の１例を示す図である。
【図５−５】タイプＤの発光素子の一形態における、金属配線が存在しない領域の幅を説明するための図である。
【図５−７】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−８】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−９】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−１０】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−１１】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−１２】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−１３】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−１４】タイプＤの発光素子の製造方法の１例を説明する工程断面図である。
【図５−１５】製造例Ｄ−１で製造したタイプＤの発光素子を示す図である。
【図５−１６】製造例Ｄ−３で製造したタイプＤの発光素子を示す図である。
【図５−１９】タイプＤの発光素子の製造方法の１実施形態を説明する工程断面図である。
【図６】タイプＣおよびタイプＤの発光素子の製造方法の工程順を示すフローチャートである。
【図７−１】集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図７−２】集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図８−１】集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図８−２】集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図９】集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図１０】集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図１１】集積型発光源における、光取り出し材料の付着の１形態を示す図である。
【図１１Ａ】集積型発光源の１例を示す図である。
【図１２】集積型発光源の１例を示す図である。
【図１３】集積型発光源の１例を示す図である。
【図１４】集積型発光源の１例を示す図である。
【図１５】集積型発光源の１例を示す図である。
【図１６】集積型発光源の製造方法の１例を示す図である。
【図１７】集積型発光源の製造方法の１例を示す図である。
【符号の説明】
【１０１５】
１０  発光素子
１３  装置間分離溝
１４  スクライブ領域
１５  絶縁層非形成領域
２１  基板
２２  バッファ層
２２ａ  第１のバッファ層
２２ｂ  第２のバッファ層
２３  光均一化層
２４  第一導電型クラッド層
２４ａ  第一導電型第一クラッド層
２４ｂ  第一導電型第二クラッド層
２４ｃ  第一導電型（ｎ型）コンタクト層
２５  活性層構造
２６  第二導電型クラッド層
２６ａ  第二導電型第一クラッド層
２６ｂ  第二導電型第二クラッド層
２６ｃ  第二導電型（ｐ型）コンタクト層
２７  第二導電型側電極
２８  第一導電型側電極
３０  絶縁層
３５  第二電流注入領域
３６  第一電流注入領域
３７  第二導電型側電極の露出面
４０  サブマウント
４１  金属層
４２  金属ハンダ
４５  低反射光学膜
５０ａ  光取り出し面
５０ｂ  光取り出し面
５１  第一エッチングマスク（ＳｉＮｘ等）
５２  第二エッチングマスク（金属フッ化物マスク）
５５  端部段差面
９０  空隙
１１０  光取り出し材料
１０５  マウント部品
１２０  液止め  
１２１  ポッティング容器
２００  集積型発光源
【図１−１Ａ】
2009111102.tif 000003
【図１−１Ｂ】
2009111102.tif 000004
【図１−１Ｃ】
2009111102.tif 000005
【図１−１Ｄ】
2009111102.tif 000006
【図１−２Ａ】
2009111102.tif 000007
【図１−２Ｂ】
2009111102.tif 000008
【図１−２Ｃ】
2009111102.tif 000009
【図１−２Ｄ】
2009111102.tif 000010
【図１−２Ｅ】
2009111102.tif 000011
【図１−３Ａ】
2009111102.tif 000012
【図１−３Ｂ】
2009111102.tif 000013
【図１−４】
2009111102.tif 000014
【図１−５】
2009111102.tif 000015
【図１−６】
2009111102.tif 000016
【図１−７】
2009111102.tif 000017
【図１−８】
2009111102.tif 000018
【図１−９Ａ】
2009111102.tif 000019
【図１−９Ｂ】
2009111102.tif 000020
【図１−１０】
2009111102.tif 000021
【図１−１１】
2009111102.tif 000022
【図１−１２】
2009111102.tif 000023
【図１−１５】
2009111102.tif 000024
【図１−１６】
2009111102.tif 000025
【図２−１Ａ】
2009111102.tif 000026
【図２−１Ｂ】
2009111102.tif 000027
【図２−２Ａ】
2009111102.tif 000028
【図２−２Ｂ】
2009111102.tif 000029
【図２−２Ｃ】
2009111102.tif 000030
【図２−３Ａ】
2009111102.tif 000031
【図２−３Ｂ】
2009111102.tif 000032
【図２−３Ｃ】
2009111102.tif 000033
【図２−４Ａ】
2009111102.tif 000034
【図２−４Ｂ】
2009111102.tif 000035
【図２−４Ｃ】
2009111102.tif 000036
【図２−５】
2009111102.tif 000037
【図２−７】
2009111102.tif 000038
【図２−８】
2009111102.tif 000039
【図２−９】
2009111102.tif 000040
【図２−１０】
2009111102.tif 000041
【図２−１１】
2009111102.tif 000042
【図２−１２】
2009111102.tif 000043
【図２−１３】
2009111102.tif 000044
【図２−１４】
2009111102.tif 000045
【図２−１５】
2009111102.tif 000046
【図２−１６】
2009111102.tif 000047
【図２−１９】
2009111102.tif 000048
【図３】
2009111102.tif 000049
【図４−１Ａ】
2009111102.tif 000050
【図４−１Ｂ】
2009111102.tif 000051
【図４−１Ｃ】
2009111102.tif 000052
【図４−２Ａ】
2009111102.tif 000053
【図４−２Ｂ】
2009111102.tif 000054
【図４−２Ｃ】
2009111102.tif 000055
【図４−３Ａ】
2009111102.tif 000056
【図４−３Ｂ】
2009111102.tif 000057
【図４−５】
2009111102.tif 000058
【図４−６】
2009111102.tif 000059
【図４−７】
2009111102.tif 000060
【図４−８】
2009111102.tif 000061
【図４−９Ａ】
2009111102.tif 000062
【図４−９Ｂ】
2009111102.tif 000063
【図４−１０】
2009111102.tif 000064
【図４−１１】
2009111102.tif 000065
【図４−１２】
2009111102.tif 000066
【図４−１５】
2009111102.tif 000067
【図４−１６】
2009111102.tif 000068
【図５−１Ａ】
2009111102.tif 000069
【図５−１Ｂ】
2009111102.tif 000070
【図５−２】
2009111102.tif 000071
【図５−３Ａ】
2009111102.tif 000072
【図５−３Ｂ】
2009111102.tif 000073
【図５−４Ａ】
2009111102.tif 000074
【図５−４Ｂ】
2009111102.tif 000075
【図５−５】
2009111102.tif 000076
【図５−７】
2009111102.tif 000077
【図５−８】
2009111102.tif 000078
【図５−９】
2009111102.tif 000079
【図５−１０】
2009111102.tif 000080
【図５−１１】
2009111102.tif 000081
【図５−１２】
2009111102.tif 000082
【図５−１３】
2009111102.tif 000083
【図５−１４】
2009111102.tif 000084
【図５−１５】
2009111102.tif 000085
【図５−１６】
2009111102.tif 000086
【図５−１９】
2009111102.tif 000087
【図６】
2009111102.tif 000088
【図７−１】
2009111102.tif 000089
【図７−２】
2009111102.tif 000090
【図８−１】
2009111102.tif 000091
【図８−２】
2009111102.tif 000092
【図９】
2009111102.tif 000093
【図１０】
2009111102.tif 000094
【図１１】
2009111102.tif 000095
【図１１Ａ】
2009111102.tif 000096
【図１２】
2009111102.tif 000097
【図１３】
2009111102.tif 000098
【図１４】
2009111102.tif 000099
【図１５】
2009111102.tif 000100
【図１６】
2009111102.tif 000101
【図１７】
2009111102.tif 000102