(57)【要約】【課題】逆耐圧の高い発光装置及び逆耐圧の高い発光装置を歩留りよく形成できる発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る発光装置は、機械的に加工された加工側面を有する導電性の支持基板と、エッチングで形成されたエッチング側面を有し、少なくとも発光層を含んで支持基板上に設けられる化合物半導体層とを備える。【選択図】図１Ａ
2009123754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的に加工された加工側面を有する導電性の支持基板と、
エッチングで形成されたエッチング側面を有し、少なくとも発光層を含んで前記支持基板上に設けられる化合物半導体層と
を備える発光装置。
【請求項２】
前記化合物半導体層の前記エッチング側面が、前記支持基板に垂直に形成される
請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記化合物半導体層の前記エッチング側面が、前記支持基板の法線方向に対して所定の角度で形成される
請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記エッチング側面が、前記法線方向に対して１０度以上の傾きを有する
請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記半導体層が、
複数の貫通孔を有して前記半導体層の所定の領域に形成され、前記発光層が発する光に対して透明な透明層と、
前記貫通孔を充填して形成され、前記半導体層とオーミック接合する複数のコンタクト接合部と
を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記複数のコンタクト接合部が前記半導体層と接する面の面積の合計値Ａの、前記透明層が前記半導体層と接する面の面積の値Ｂと前記合計値Ａとの合計値Ｃに対する割合が、１０％以下である
請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記透明層が、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、又はＩＴＯのいずれかを含む
請求項５又は６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記半導体層が、
第１導電型の第１の半導体層と、
前記第１の半導体層の抵抗値よりも低い抵抗値を有する第２導電型の第２の半導体層とを含み、
前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との間に前記発光層を有する
請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
半導体基板上に、第１導電型の第１半導体層と、発光層と、第２導電型の第２半導体層とを順次形成する工程と、
前記第２半導体層上の所定の領域に複数の開口を有し、前記発光層が発する光に対して透明な透明層を形成する工程と、
前記複数の開口に前記第２半導体層と電気的に接合するコンタクト電極を形成する工程と、
前記コンタクト電極と前記透明層との上に、前記発光層が発する光を反射する反射層と、導電性材料から形成される接合層とを少なくとも形成する工程と、
導電性材料から形成される密着層が形成された導電性の支持基板を準備する工程と、
前記支持基板の前記密着層と、前記接合層とを接続する工程と、
前記半導体基板を除去して前記第１半導体層を露出する工程と、
露出した前記第１半導体層の側から少なくとも前記第２半導体層と、前記発光層と、前記第２半導体層とを貫通して、前記支持基板の上までエッチングする工程と、
前記支持基板を機械的に切断する工程と
を備える発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及び発光装置の製造方法に関する。特に、本発明は、逆耐圧の歩留りがよい発光装置及び発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）として、例えば、Ｓｉ基板に金属層を介してＡｌＧａＩｎＰ系の発光層を含む化合物半導体層を貼り合わせたＬＥＤがある。このＬＥＤは、Ｓｉ基板と、Ｓｉ基板に金属層を介して形成される化合物半導体層とを備え、化合物半導体層は、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層と、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層の上に形成されるアンドープのＡｌＧａＩｎＰ層と、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層の上に形成されるｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層と、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層の上に形成されるｐ−ＡｌＧａＡｓ層とを有する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０９２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のＬＥＤの製造方法では、Ｓｉ基板と化合物半導体層とを貼り合わせたウエハからダイシング装置で素子分離する際に、発光層を直接ダイシングして削るため、発光層に供給した電流のリークパスが発光層の端面において発生する。これにより、発光素子の逆耐圧が低下するという不都合があった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、逆耐圧の高い発光装置及び逆耐圧の高い発光装置を歩留りよく形成できる発光装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、機械的に加工された加工側面を有する導電性の支持基板と、エッチングで形成されたエッチング側面を有し、少なくとも発光層を含んで支持基板上に設けられる化合物半導体層とを備える発光装置が提供される。
【０００７】
また、上記発光装置は、化合物半導体層のエッチング側面が、支持基板に垂直に形成されてもよい。あるいは、上記発光装置は、化合物半導体層のエッチング側面が、支持基板の法線方向に対して所定の角度で形成されてもよい。この場合、エッチング側面が、法線方向に対して１０度以上の傾きを有していてもよい。
【０００８】
また、上記発光装置は、半導体層が、複数の貫通孔を有して半導体層の所定の領域に形成され、発光層が発する光に対して透明な透明層と、貫通孔を充填して形成され、半導体層とオーミック接合する複数のコンタクト接合部とを有していてもよい。また、複数のコンタクト接合部が半導体層と接する面の面積の合計値Ａの、透明層が半導体層と接する面の面積の値Ｂと合計値Ａとの合計値Ｃに対する割合が、１０％以下であってもよい。
【０００９】
また、上記発光装置は、透明層が、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、又はＩＴＯのいずれかを含んでいてもよい。そして、上記発光装置は、半導体層が、第１導電型の第１の半導体層と、第１の半導体層の抵抗値よりも低い抵抗値を有する第２導電型の第２の半導体層とを含み、第１の半導体層と第２の半導体層との間に発光層を有していてもよい。
【００１０】
また、本発明は、上記目的を達成するため、半導体基板上に、第１導電型の第１半導体層と、発光層と、第２導電型の第２半導体層とを順次形成する工程と、第２半導体層上の所定の領域に複数の開口を有し、発光層が発する光に対して透明な透明層を形成する工程と、複数の開口に第２半導体層と電気的に接合するコンタクト電極を形成する工程と、コンタクト電極と透明層との上に、発光層が発する光を反射する反射層と、導電性材料から形成される接合層とを少なくとも形成する工程と、導電性材料から形成される密着層が形成された導電性の支持基板を準備する工程と、支持基板の密着層と、接合層とを接続する工程と、半導体基板を除去して第１半導体層を露出する工程と、露出した第１半導体層の側から少なくとも第２半導体層と、発光層と、第２半導体層とを貫通して、支持基板の上までエッチングする工程と、支持基板を機械的に切断する工程とを備える発光装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光装置の製造方法によれば、逆耐圧の高い発光装置を歩留りよく形成できると共に、逆耐圧の高い発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の模式的な縦断面図を示す。また、図１Ｂの（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の模式的な上面図を示しており、図１Ｂの（ｂ）は、図１ＡのＡ−Ａ線で発光装置を切断した場合の発光装置の模式的な上面図を示す。
【００１３】
（発光装置１の構成）
第１の実施の形態に係る発光装置１は、所定の波長の光を発する活性層１０５を有する半導体積層構造１０と、半導体積層構造１０の一の表面の一部の領域と電気的に接続する表面電極１１０と、半導体積層構造１０の一の表面の反対側の他の表面の一部と電気的に接続するコンタクト接合部としての複数のコンタクト電極１２０と、複数のコンタクト電極１２０が設けられている領域を除く半導体積層構造１０の他の表面を覆う透明層１４０と、コンタクト電極１２０及び透明層１４０の半導体積層構造１０の他の面と接する面の反対側に設けられる反射部１３０とを備える。
【００１４】
更に、発光装置１は、反射部１３０のコンタクト電極１２０及び透明層１４０と接する面の反対側に設けられる密着層２００と、密着層２００の反射部１３０と接する面の反対側に設けられる電気導電性の支持基板２０と、支持基板２０の密着層２００と接する面の反対側の面に設けられる裏面電極２１０とを備える。
【００１５】
また、本実施形態に係る発光装置１の半導体積層構造１０は、コンタクト電極１２０及び透明層１４０の上に設けられるｐ型コンタクト層１０９と、ｐ型コンタクト層１０９の外周の所定の領域であって外部に露出しているｐ型コンタクト層表面１０９ａを除く部分に設けられるｐ型クラッド層１０７と、ｐ型クラッド層１０７の上の略全面に設けられる発光層としての活性層１０５と、活性層１０５の上の略全面に設けられるｎ型クラッド層１０３と、ｎ型クラッド層１０３の中心を含む所定の領域に設けられるｎ型コンタクト層１０１とを有する。
【００１６】
更に、反射部１３０は、コンタクト電極１２０及び透明層１４０と接して設けられる反射層１３２と、反射層１３２のコンタクト電極１２０及び透明層１４０と接する面の反対側で反射層１３２と接して設けられるバリア層１３４と、バリア層１３４の反射層１３２と接する面の反対側でバリア層１３４と接して設けられる接合層１３６とを有する。
【００１７】
そして、密着層２００は、反射部１３０の接合層１３６と機械的及び電気的に接合する接合層２０２と、接合層２０２の反射部１３０と接する面の反対側に設けられるバリア層２０４と、バリア層２０４の接合層２０２と接する面の反対側に設けられるコンタクト電極２０６とを有する。
【００１８】
ここで、発光装置１は、少なくとも活性層１０５の側面を含むエッチング側面としての側面１０ａを有する。より望ましくは、発光装置１は、ｎ型クラッド層１０３の側面と、活性層１０５の側面と、ｐ型クラッド層１０７の側面とを少なくとも含む側面１０ａを有する。そして、側面１０ａは、支持基板２０の表面に対して垂直に形成される。更に、発光装置１は、ｐ型コンタクト層１０９の側面と、反射部１３０の側面と、密着層２００の側面と、支持基板２０の側面とを含む加工側面としての加工面１０ｂを有する。
【００１９】
この側面１０ａは、ｎ型クラッド層１０３の一部と、活性層１０５の一部と、ｐ型クラッド層１０７の一部とのそれぞれがウェットエッチング等の化学反応によって除去されて生じた面である。一方、加工面１０ｂは、ｐ型コンタクト層１０９の一部と、反射部１３０の一部と、密着層２００の一部と、支持基板２０の一部とのそれぞれが、ダイシング装置を用いたダイシング等により機械的に切断されて生じた面である。したがって、側面１０ａは、加工面１０ｂに比べて滑らかな表面を有する。一方、加工面１０ｂは、凹凸形状を有する。
【００２０】
また、図１Ｂ（ａ）に示すように、本実施形態に係る発光装置１は上面視にて略正方形に形成される。一例として、発光装置１の平面寸法は、縦寸法及び横寸法がそれぞれ略３００μｍである。また、発光装置１の厚さは、略２００μｍに形成される。
【００２１】
本実施形態に係る半導体積層構造１０は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体を有して形成される。具体的に、半導体積層構造１０は、不純物であるドーパントがドープされていないアンドープのＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体のバルクから形成される活性層１０５を、第１導電型としてのｎ型のＡｌＧａＩｎＰを含んで形成されるｎ型クラッド層１０３と、第２導電型としてのｐ型のＡｌＧａＩｎＰを含んで形成されるｐ型クラッド層１０７とで挟んだ構成を有する。
【００２２】
ここで、活性層１０５は、外部から電流が供給されると所定の波長の光を発する。例えば、活性層１０５は、波長が６３０ｎｍの赤色光を発するように形成される。一例として、活性層１０５は、アンドープの（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ層から形成される。また、ｎ型クラッド層１０３は、Ｓｉ、Ｓｅ等のｎ型のドーパントを所定の濃度含む。一例として、ｎ型クラッド層１０３は、Ｓｉがドープされたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ層から形成される。更に、ｐ型クラッド層１０７は、Ｚｎ、Ｍｇ等のｐ型のドーパントを所定の濃度含む。一例として、ｐ型クラッド層１０７は、Ｍｇがドープされたｐ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ層から形成される。
【００２３】
更に、半導体積層構造１０が有するｐ型コンタクト層１０９は、一例として、Ｍｇが所定の濃度ドープされたｐ型のＧａＰ層から形成される。そして、ｎ型コンタクト層１０１は、Ｓｉが所定の濃度ドープされたＧａＡｓ層から形成される。ここで、ｎ型コンタクト層１０１は、ｎ型クラッド層１０３の上面において、表面電極１１０が設けられる領域にだけ設けられる。
【００２４】
すなわち、図１Ｂ（ａ）に示すように表面電極１１０は、ｎ型クラッド層１０３の上方において、略円形上に形成されるパッド部１１０ａと、パッド部１１０ａの外周から放射状に伸びて形成される複数の枝部１１０ｂとを有して形成される。この表面電極１１０の直下のｎ型クラッド層１０３と表面電極１１０とに挟まれた位置に、ｎ型コンタクト層１０１が設けられる。なお、一例として、パッド部１１０ａは、直径が１００μｍの円形状に形成され、４本の枝部１１０ｂは、幅が１０μｍのライン状に形成される。そして、パッド部１１０ａには、活性層１０５へ電力を供給するＡｕ等からなるワイヤーがボンディングされる。
【００２５】
コンタクト電極１２０は、ｐ型コンタクト層１０９のｐ型コンタクト層表面１０９ａの反対側の面に形成される。具体的には、上面視にて略円形状を有する複数のコンタクト電極１２０が、表面電極１１０の直下の領域を除いたｐ型コンタクト層１０９の表面に設けられる。一例として、コンタクト電極１２０は、Ａｕ、Ｚｎを含む金属材料から形成され、直径が１５μｍの略円形状を有する。
【００２６】
本実施形態においては、図１Ｂ（ｂ）に示すように、４０個のコンタクト電極１２０が、ｐ型コンタクト層１０９の面上に不規則に配置される。なお、コンタクト電極１２０の配置は、表面電極１１０の直下の領域に対応するｐ型コンタクト層１０９の表面に設けられない限り、マトリックス状等の規則的な配置であってもよい。また、コンタクト電極１２０の上面視における形状は多角形状であってもよい。
【００２７】
透明層１４０は、ｐ型コンタクト層１０９のｐ型コンタクト層表面１０９ａの反対側の面であって、複数のコンタクト電極１２０が設けられていない領域に設けられる。透明層１４０は、活性層１０５が発する光の波長に対して透明な材料で形成され、一例として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｉＮｘ等の等の透明誘電体層、又はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物材料を含む透明導電体層から形成される。
【００２８】
ここで、複数のコンタクト電極１２０のｐ型コンタクト層１０９上における面積の合計Ａと、透明層１４０のｐ型コンタクト層１０９上における面積Ｂとの関係が、光取り出し効率の向上の観点から１００×Ａ／（Ａ＋Ｂ）≦１０（％）であることが望ましい。これは、コンタクト電極１２０とｐ型コンタクト層１０９との界面において活性層１０５が発した光の一部が吸収されるので、コンタクト電極１２０の面積の合計がｐ型コンタクト層１０９の面積に対して所定値以下であることが望ましいことによる。
【００２９】
本実施形態において、１つのコンタクト電極１２０の直径は、直径が１５μｍに形成され、ｐ型コンタクト層１０９の上面視における形状は、３００μｍ角に形成される。そして、４０個のコンタクト電極１２０が、３００μｍ角のｐ型コンタクト層１０９上に形成される。したがって、複数のコンタクト電極１２０の面積のｐ型コンタクト層１０９の面積に対する割合は、７．８５％である。
【００３０】
なお、複数のコンタクト電極１２０のｐ型コンタクト層１０９上における面積の合計Ａと、透明層１４０のｐ型コンタクト層１０９上における面積Ｂとの関係が１００×Ａ／（Ａ＋Ｂ）≦１０を満たす限り、コンタクト電極１２０の大きさ及び数は上記の実施の形態に限られない。
【００３１】
反射部１３０の反射層１３２は、活性層１０５が発する光に対して所定の反射率を有する導電性材料から形成される。反射層１３２は、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ等の金属材料から形成される。一例として、反射層１３２は、所定膜厚のＡｌから形成される。そして、反射部１３０のバリア層１３４はＴｉ、Ｐｔ等の金属材料から形成され、一例として、所定膜厚のＴｉから形成される。また、接合層１３６は、密着層２００の接合層２０２と電気的及び機械的に接合する材料から形成され、一例として、所定膜厚のＡｕから形成される。
【００３２】
支持基板２０は導電性材料から形成される。支持基板２０は、ｐ型又はｎ型の導電性Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＧａＡｓ基板、若しくはＣｕ等の金属材料からなる基板等から形成することができ、本実施形態においては、導電性Ｓｉ基板を支持基板２０として用いることができる。
【００３３】
そして、密着層２００の接合層２０２は、反射部１３０の接合層１３６と同様に、所定膜厚のＡｕから形成することができる。また、バリア層２０４は、Ｔｉ、Ｐｔ等の金属材料から形成され、一例として所定膜厚のＰｔから形成することができる。更に、コンタクト電極２０６は、支持基板２０と電気的に接合する材料から形成され、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ等を含む金属材料から形成される。一例として、コンタクト電極２０６は、所定膜厚のＡｌから形成する。
【００３４】
裏面電極２１０は、支持基板２０と電気的に接合する材料から形成され、例えば、Ｔｉ、Ａｕ等の金属材料から形成される。本実施形態においては、裏面電極２１０はＴｉとＡｕとを有する。そして、所定膜厚のＴｉが支持基板２０と電気的に接合して設けられ、Ｔｉの上に所定膜厚のＡｕが更に設けられる。なお、発光装置１は、裏面電極２１０の側を下に向けて、Ａｇペースト等の導電性の接合材料を用いてＣｕ等の金属から形成されるステムの所定の位置に搭載される。
【００３５】
なお、本実施形態に係る発光装置１は、波長が６３０ｎｍの赤色を含む光を発するが、発光装置１が発する光の波長はこの波長に限定されない。半導体積層構造１０の活性層１０５の構造を制御して、所定の波長範囲の光を発する発光装置１を形成することもできる。また、発光装置１が備える半導体積層構造１０は、紫外領域、紫色領域、若しくは青色領域の光を発する活性層１０５を含むＩｎＡｌＧａＮ系の化合物半導体から形成することもできる。
【００３６】
更に、発光装置１が備える半導体積層構造１０は、５６０ｎｍから６６０ｎｍの波長の光を発するＡｌＧａＩｎＰ系の活性層１０５を有して形成することもできる。この場合には、活性層１０５を除く他の化合物半導体層を形成する材料、ドーピング濃度等を同一にして、発光装置を形成することができる。
【００３７】
また、発光装置１の平面寸法は上記の実施形態に限られない。例えば、発光装置１の平面寸法は、縦寸法及び横寸法がそれぞれ略３５０ｍｍとなるように設計することもでき、また、発光装置１の使用用途に応じて、縦寸法及び横寸法を適宜変更して発光装置１を形成することもできる。
【００３８】
また、活性層１０５の量子井戸構造は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、又は歪み多重量子井戸構造のいずれの構造からも形成することができる。また、裏面電極２１０から供給された電流を広げて活性層１０５に供給することを目的として、第２導電型としてのｎ型の第２の半導体層としてのｎ型クラッド層１０３の抵抗値を、第１導電型としてのｐ型の第１の半導体層としてのｐ型クラッド層１０７の抵抗値よりも低くして、ｎ型クラッド層１０３及びｐ型クラッド層１０７を形成することもできる。
【００３９】
（発光装置１の製造方法）
図２Ａから図２Ｈは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の流れを示す。
【００４０】
まず、図２Ａ（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１００の上に、例えば、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ法）によって複数の化合物半導体層を含むＡｌＧａＩｎＰ系の半導体積層構造１１を形成する。具体的には、有機金属化学気相成長（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）を利用するＭＯＣＶＤ装置を用いて形成する。
【００４１】
具体的には、ｎ−ＧａＡｓ基板１００の上に、アンドープの（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐを有するエッチングストップ層１０２と、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＡｓを有するｎ型コンタクト層１０１と、Ｓｉがドープされたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐを有するｎ型クラッド層１０３と、アンドープの（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐを有する活性層１０５と、Ｍｇがドープされたｐ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐを有するｐ型クラッド層１０７と、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＰを有するｐ型コンタクト層１０９とをＭＯＶＰＥ法を用いてこの順に形成する。これにより、ｎ−ＧａＡｓ基板１００上に半導体積層構造１１が形成されたエピタキシャルウエハが形成される。
【００４２】
ここで、ＭＯＶＰＥ法を用いた半導体積層構造１１の形成は、成長温度を６５０℃に、成長圧力を５０Ｔｏｒｒに、半導体積層構造１１が有する複数の化合物半導体層のそれぞれの成長速度を０．３ｎｍ／ｓｅｃから１．０ｎｍ／ｓｅｃに、及びＶ／ＩＩＩ比を約２００前後に設定して実施する。なお、Ｖ／ＩＩＩ比とは、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）等のＩＩＩ族原料のモル数を基準とした場合における、アルシン（ＡｓＨ３）、ホスフィン（ＰＨ３）等のＶ族原料のモル数の比である。
【００４３】
また、ＭＯＶＰＥ法において用いる原料は、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等の有機金属化合物、及びアルシン（ＡｓＨ３）、ホスフィン（ＰＨ３）等の水素化物ガスを用いることができる。更に、ｎ型のドーパントの原料は、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いることができる。そして、ｐ型のドーパントの原料は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いることができる。
【００４４】
また、ｎ型のドーパントの原料として、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、又はジメチルテルル（ＤＭＴｅ）を用いることもできる。そして、ｐ型のドーパントの原料として、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）又はジエチルジンク（ＤＥＺｎ）を用いることもできる。
【００４５】
なお、ｎ−ＧａＡｓ基板１００の上の半導体積層構造１１は、分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）又はハライド気相エピタキシー法（Ｈａｌｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ）等を用いて形成することもできる。
【００４６】
次に、図２Ａ（ｂ）に示すように、図２Ａ（ａ）において形成したエピタキシャルウエハをＭＯＣＶＤ装置から搬出した後、ｐ型コンタクト層１０９の表面に透明層１４０を形成する。具体的には、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を用いて、透明層１４０としてのＳｉＯ２膜をｐ型コンタクト層１０９の表面に形成する。
【００４７】
次に、図２Ｂ（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、透明層１４０に複数の開口１４０ａを形成する。複数の開口１４０ａはそれぞれ、透明層１４０の表面からｐ型コンタクト層１０９と透明層１４０との界面までを貫通して形成される。具体的には、フッ酸系のエッチング液としてのエッチャントを用いて、上面視にて直径が１５μｍの略円形を有する複数の開口１４０ａが透明層１４０に形成される。
【００４８】
続いて、図２Ｂ（ｄ）に示すように、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー法を用いて、複数の開口１４０ａのそれぞれにコンタクト電極１２０としてのＡｕＺｎ合金を形成する。次に、図２Ｂ（ｅ）に示すように、真空蒸着法を用いて、反射層１３２としてのＡｌ層と、バリア層１３４としてのＴｉ層と、接合層１３６としてのＡｕ層とを形成する。これにより、半導体積層構造体１ａが形成される。
【００４９】
次に、図２Ｃ（ｆ）に示すように、支持基板２０としての導電性のＳｉ基板上に、コンタクト電極２０６としてのＴｉと、バリア層２０４としてのＰｔと、接合層２０２としてのＡｕとをこの順に真空蒸着法を用いて形成する。これにより、支持構造体２０ａが形成される。続いて、半導体積層構造体１ａの接合層１３６の表面である接合面１３６ａと、支持構造体２０ａの接合層２０２の表面である接合面２０２ａとを向かい合わせて重ね、この状態を所定の冶具で保持する。
【００５０】
続いて、半導体積層構造体１ａと支持構造体２０ａとが重なり合った状態を保持している冶具を、マイクロマシーン用等に用いられるウエハ貼合わせ装置内に導入する。そして、ウエハ貼合わせ装置内を所定圧力にする。一例として、０．０１Ｔｏｒｒの圧力に設定する。そして、冶具を介して互いに重なり合っている半導体積層構造体１ａと支持構造体２０ａとに所定の均一な圧力を加える。一例として、３０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加える。次に、冶具を所定温度まで所定の昇温速度で加熱する。
【００５１】
具体的には、冶具の温度が３５０℃程度に達した後、冶具を当該温度で約３０分保持する。その後、冶具を徐冷する。冶具の温度を、例えば室温まで十分に低下させる。冶具の温度が低下した後、冶具に加わっている圧力を開放する。そして、ウエハ貼合わせ装置内の圧力を大気圧にして冶具を取り出す。これにより、図２Ｃ（ｇ）に示すように、半導体積層構造体１ａと支持構造体２０ａとが接合層１３６と接合層２０２との間において機械的・電気的に接合した接合構造体１ｂが形成される。
【００５２】
なお、本実施形態においては、半導体積層構造体１ａは、バリア層１３４を有している。したがって、半導体積層構造体１ａと支持構造体２０ａとを接合面１３６ａと接合面２０２ａとで接合させた場合であっても、接合層１３６及び接合層２０２を形成する材料が反射層１３２に拡散することを防止して、反射層１３２の反射特性が劣化することを防止することができる。
【００５３】
次に、所定の冶具に所定の貼り付け用ワックスで支持基板２０を貼りつける。そして、接合構造体１ｂのｎ−ＧａＡｓ基板１００を所定の厚さになるまで研磨する。続いて、研磨後の接合構造体１ｂを研磨板から取り外して、支持基板２０の表面に付着しているワックスを洗浄除去する。そして、図２Ｄ（ｈ）に示すように、ＧａＡｓエッチング用のエッチャントを用いて、研磨後の接合構造体１ｂからｎ−ＧａＡｓ基板１００を選択的に完全に除去して接合構造体１ｃを形成する。なお、ＧａＡｓエッチング用のエッチャントとしては、例えば、アンモニア水と過酸化水素水との混合液が挙げられる。
【００５４】
次に、図２Ｄ（ｉ）に示すように、接合構造体１ｃからエッチングストップ層１０２を所定のエッチャントを用いてエッチングにより除去する。これにより、エッチングストップ層１０２が除去された接合構造体１ｄが形成される。所定のエッチャントとしては、塩酸を含むエッチャントを用いることができる。これによりｎ型コンタクト層１０１としてのｎ−ＧａＡｓ層が露出する。
【００５５】
次に、フォトリソグラフィー法及び真空蒸着法を用いて、ｎ型コンタクト層１０１の表面の所定の位置に、複数の表面電極１１０を形成する。表面電極１１０は、ＡｕＧｅ、Ｔｉ、Ａｕをこの順にｎ型コンタクト層１０１上に形成する。この場合に、複数の表面電極１１０はそれぞれ、コンタクト電極１２０の直上に位置しないように形成される。これにより、図２Ｅ（ｊ）に示すように、複数の表面電極１１０を有する接合構造体１ｅが形成される。
【００５６】
次に、図２Ｆ（ｋ）に示すように、図２Ｅにおいて形成した複数の表面電極１１０をマスクとして、複数の表面電極１１０の直下に対応するｎ型コンタクト層１０１を除くｎ型コンタクト層１０１を、硫酸と過酸化水素水と水との混合液を用いてエッチングして除去する。なお、当該混合液を用いることにより、ＧａＡｓから形成されるｎ型コンタクト層１０１を、ｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐから形成されるｎ型クラッド層１０３に対して選択的にエッチングできる。
【００５７】
更に、支持基板２０の底面の略全面に、裏面電極２１０を真空蒸着法によって形成する。裏面電極２１０は、ＴｉとＡｕとをこの順に支持基板２０の底面に蒸着することにより形成する。これにより、接合構造体１ｆが形成される。その後、コンタクト電極１２０とｐ型コンタクト層１０９との間、表面電極１１０とｎ型コンタクト層１０１との間、コンタクト電極２０６と支持基板２０との間、及び裏面電極２１０と支持基板２０との間のそれぞれの電気的接合を形成する合金化工程であるアロイ工程を接合構造体１ｆに施す。一例として、窒素雰囲気下、４００℃で５分間の熱処理を接合構造体１ｆに施す。
【００５８】
次に、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、図２Ｇ（ｌ）に示すように、ｐ型コンタクト層１０９のｐ型コンタクト層表面１０９ａが露出するまでｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とのそれぞれの一部を所定のエッチャントを用いてエッチングする。なお、所定のエッチャントは、一例として、塩酸と水とを所定の割合で混合した混合液を用いることができる。
【００５９】
具体的には、複数の発光装置１を形成する領域にレジストによるマスクを形成する。マスクは、一の発光装置１を形成する一の領域と、他の発光装置１を形成する他の領域との分離幅Ｌが、一例として、５０μｍとなるように形成される。そして、所定のエッチャントを用いて、ｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とをそれぞれエッチングする。これにより、接合構造体１ｇが形成される。
【００６０】
この場合、ｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とは、ｐ型コンタクト層１０９の面に対して略垂直にエッチングされる。すなわち、ｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とは、ｐ型コンタクト層１０９の法線方向と略水平にエッチングされる。そして、ｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７との側面には、エッチングにより側面１０ａが形成される。
【００６１】
なお、側面１０ａはエッチングにより形成されるので、ダイシング等を用いて機械的にｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とを切断する場合に比べて、側面１０ａは、その表面が平滑、滑らかである。更に、側面１０ａはエッチングにより形成されるので、ｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とに機械的なダメージが生じることがない。
【００６２】
そして、図２Ｈ（ｍ）に示すように、一例として、ダイシング幅Ｄが２５μｍのダイシングブレードを有するダイシング装置を用いて、接合構造体１ｇを素子分離する。これにより複数の発光装置１が形成される。この場合、ダイシングブレードにより機械的に切断された領域には、加工面１０ｂが生じる。加工面１０ｂは、機械的に切断された領域なので、その表面には凹凸が生じている。なお、ダイシング幅Ｄは、分離幅Ｌよりも狭い限り、上記の実施例に限られない。
【００６３】
このような製造工程で製造された発光装置１は、波長が６３０ｎｍ付近の光を発するＬＥＤである。
【００６４】
図２Ｈ（ｍ）の工程を経て形成された発光装置１を、ＴＯ−１８ステムにＡｇペースト等の導電性の接合材料を用いてダイボンディングすると共に、表面電極１１０とステムの所定の領域とをＡｕ等のワイヤーで接続する。これにより、発光装置１の特性を評価することができる。
【００６５】
具体的に、この製造工程で製造した発光装置１の初期特性を、樹脂モールドを施さずに評価した。順電流として２０ｍＡを発光装置１に通電したところ、順方向電圧が２．０１Ｖで、発光出力が４．１ｍＷであった。また、当該発光装置１に逆バイアスとして１０μＡを通電したところ、逆耐圧は４４．６Ｖであった。更に、エピタキシャルウエハから形成した複数の発光装置１の逆耐圧を測定したところ、逆耐圧の歩留りは９７％であった。なお、歩留りは９５％以上であることが好ましく、本実施の形態においては、十分な歩留りが得られることが分かった。
【００６６】
ここで、複数のコンタクト電極１２０のｐ型コンタクト層１０９上における面積の合計Ａと、透明層１４０のｐ型コンタクト層１０９上における面積Ｂとの関係である１００×Ａ／（Ａ＋Ｂ）の値に対する発光出力の関係を表１に示す。
【００６７】
【表１】
2009123754.tif 000003
【００６８】
表１を参照すると面積率としての１００×Ａ／（Ａ＋Ｂ）が１０％以下になると発光出力が急激に増大することが分かる。具体的には、面積率が１０％の場合に、発光装置１の発光出力は４．０ｍＷであった。また、面積率が５％の場合に、発光装置１の発光出力は５．２ｍＷであった。更に、面積率が１％の場合に、発光装置１の発光出力は５．８ｍＷであった。
【００６９】
更に、面積率に対する発光素子の順方向電圧の計算上の関係を表２に示す。
【００７０】
【表２】
2009123754.tif 000004
【００７１】
本実施の形態において、コンタクト電極１２０のｐ型コンタクト層１０９に対する接触低効率は１×１０−５Ωｃｍ２であった。この値から、発光素子１のチップサイズが３００μｍ角である場合、コンタクト電極１２０とｐ型コンタクト層１０９との間のオーミック接触部における２０ｍＡ通電時の電圧は、計算上、表２のようになる。
【００７２】
すなわち、面積率が０．１％以下である場合、接触抵抗の増大により順方向電圧が上昇する。コンタクト電極１２０とｐ型コンタクト層１０９とが接する領域の減少、すなわちコンタクト電極１２０の面積の減少による電圧の上昇が許容できる範囲は、面積率が０．１％程度までであることが分かる。したがって、本実施の形態において、面積率の下限値は０．１％である。そして、表１の結果と併せると、面積率が０．１以上１０％未満の範囲となるようにコンタクト電極１２０が形成されることが好ましい。
【００７３】
（比較例）
ここで、図示しないが、図２Ｆで形成された接合構造体１ｆを、図２Ｇ及び図２Ｈの工程を経ずに、ダイシング装置を用いて直接に複数の発光装置に分離した比較例に係る発光装置について述べる。
【００７４】
比較例に係る発光装置は、本実施形態に係る発光装置１とは、図２Ｆまでの製造工程は同一である。また、形成した比較例に係る発光装置の特性の評価方法も、本実施形態に係る発光装置１の評価方法と同一である。比較例に係る発光装置においては、図２Ｆで形成された接合構造体１ｆを、発光装置の平面寸法が３００μｍ角となるようにダイシング装置で切断する。すなわち、ｎ型クラッド層１０３から裏面電極２１０まで全て、ダイシング装置で切断することにより、比較例に係る発光装置を形成する。
【００７５】
ダイシング装置で切断することにより得られた比較例に係る発光装置を、樹脂モールドを施さずに評価した。順電流として２０ｍＡを比較例に係る発光装置に通電したところ、順方向電圧が２．００Ｖで、発光出力が４．０ｍＷであった。また、当該発光装置に逆バイアスとして１０μＡを通電したところ、逆耐圧は４４．５Ｖであった。一方、エピタキシャルウエハから形成した比較例に係る複数の発光装置の逆耐圧を測定したところ、逆耐圧の歩留りは２５％であった。
【００７６】
比較例に係る発光装置においては、ダイシング装置により活性層１０５が機械的に切断され、発光装置の端面に機械的な多数の欠陥が生じているので、比較例に係る発光装置の端面には多数のリーク電流のパスが生じていると考えられる。
【００７７】
一方、本実施形態に係る発光装置１は、ダイシング装置により活性層１０５を切断せずに形成される。したがって、発光装置１の少なくとも活性層１０５の端面を含む側面１０ａにおいて機械的な欠陥が生じない。これにより、本実施形態に係る発光装置１においては、発光装置１の側面１０ａにリーク電流のパスが生じることを抑制することができると考えられる。
【００７８】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、エピタキシャルウエハから複数の発光装置１を形成する際に、少なくとも活性層１０５を含む層をエッチングにより分離することができる。これにより、発光装置１を形成するときにダイシング装置によって活性層１０５に機械的な欠陥が生じさせることがないので、逆耐圧の歩留りを著しく向上させて、複数の発光装置１を形成することができる。
【００７９】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の模式的な縦断面を示す。
【００８０】
第２の実施の形態に係る発光装置２は、第１の実施の形態に係る発光装置１とは、ｎ型クラッド層１０３の側面と、活性層１０５の側面と、ｐ型クラッド層１０７の側面との形状が異なる点を除いて略同一の構成を備えるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００８１】
第２の実施の形態に係る発光装置２においては、ｎ型クラッド層１０３の側面と、活性層１０５の側面と、ｐ型クラッド層１０７の側面とのそれぞれは、ｐ型コンタクト層表面１０９ａの法線方向に対して所定の角度を有して傾斜して形成される。そして、ｎ型クラッド層１０３の側面と、活性層１０５の側面と、ｐ型クラッド層１０７の側面とのそれぞれによって、傾斜面１０ｃが形成される。
【００８２】
具体的には、傾斜面１０ｃは、所定の光取り出し効果を得ることを目的として、ｐ型コンタクト層表面１０９ａの法線に対して所定の角度だけ傾いて形成される。一例として、傾斜面１０ｃは、ｐ型コンタクト層表面１０９ａの法線方向に対して１０度以上の傾きをもって形成される。なお、所定の光取り出し効果を得ると共に、活性層１０５の上面視における面積が所定値以下となることによる発光出力の低下を防止するため、ｐ型コンタクト層表面１０９ａの法線方向に対する傾斜面１０ｃの角度は７０度以下であることが好ましい。
【００８３】
（発光装置２の製造方法）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す。
【００８４】
第２の実施の形態に係る発光装置２の製造方法は、第１の実施の形態に係る発光装置１の製造方法における図２Ｇの（ｌ）の工程が異なる点を除き、発光装置１の製造方法と同一であるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００８５】
すなわち、図２Ａから図２Ｆまでの工程を経て得られた接合構造体１ｆから、フォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いて、図４に示すような接合構造体２ａを形成する。すなわち、接合構造体１ｆのｐ型コンタクト層１０９のｐ型コンタクト層表面１０９ａが露出するまでｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とのそれぞれの一部を、塩酸を含むエッチャントでエッチングする。
【００８６】
本実施形態においては塩酸を含むエッチャントを用いるので、ｎ型クラッド層１０３と、活性層１０５と、ｐ型クラッド層１０７とをそれぞれエッチングすると、ｎ型クラッド層１０３の側面と、活性層１０５の側面と、ｐ型クラッド層１０７の側面とで形成される端面は、ｐ型コンタクト層１０９のｐ型コンタクト層表面１０９ａの法線方向に対して所定の角度を有する傾斜面１０ｃとなる。
【００８７】
この製造工程で製造した発光装置２の初期特性を、樹脂モールドを施さずに評価した結果、順電流として２０ｍＡを発光装置２に通電したところ、順方向電圧が２．０１Ｖで、発光出力が５．２ｍＷであった。すなわち、傾斜面１０ｃを形成することにより、第１の実施の形態に係る発光装置１と比べて、発光出力が約３０％向上した。また、当該発光装置２に逆バイアスとして１０μＡを通電したところ、逆耐圧は４４．６Ｖであった。更に、エピタキシャルウエハから形成した複数の発光装置１の逆耐圧を測定したところ、逆耐圧の歩留りは９７％であった。
【００８８】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態に係る発光装置２は、ｎ型クラッド層１０３の側面と、活性層１０５の側面と、ｐ型クラッド層１０７の側面とから形成される傾斜面１０ｃを有するので、活性層１０５が発した光、及び活性層１０５が発した光のうち、反射層１３２において反射された光を発光装置２の外部に効率よく取り出すことができる。
【００８９】
（変形例）
なお、本発明の実施の形態に係る発光装置１又は発光装置２をパッケージ化する場合、エポキシ樹脂等の透明樹脂、又はガラス材料で封止することができる。ガラス材料で発光装置１又は発光装置２を封止する場合、発光装置１の側面１０ａ及び発光装置２の傾斜面１０ｃはそれぞれ、滑らかな表面を有しているので、ガラス封止後のガラスに亀裂が発生することを抑制することができる。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１Ａ】第１の実施の形態に係る発光装置の模式的な縦断面図である。
【図１Ｂ】（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の模式的な上面図であり、（ｂ）は、図１ＡのＡ−Ａ線で発光装置を切断した場合の発光装置の模式的な上面図である。
【図２Ａ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図２Ｂ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図２Ｃ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図２Ｄ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図２Ｅ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図２Ｆ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図２Ｇ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図２Ｈ】第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【図３】第２の実施の形態に係る発光装置の模式的な縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１、２  発光装置
１ａ  半導体積層構造体
１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ  接合構造体
１０  半導体積層構造
１０ａ  側面
１０ｂ  加工面
１０ｃ  傾斜面
１１  半導体積層構造
２０  支持基板
２０ａ  支持構造体
１００  ｎ−ＧａＡｓ基板
１０１  ｎ型コンタクト層
１０２  エッチングストップ層
１０３  ｎ型クラッド層
１０５  活性層
１０７  ｐ型クラッド層
１０９  ｐ型コンタクト層
１０９ａ  ｐ型コンタクト層表面
１１０  表面電極
１１０ａ  パッド部
１１０ｂ  枝部
１２０  コンタクト電極
１３０  反射部
１３２  反射層
１３４、２０４  バリア層
１３６、２０２  接合層
１３６ａ、２０２ａ  接合面
１４０  透明層
１４０ａ  開口
２００  密着層
２０６  コンタクト電極
２１０  裏面電極
【図１Ａ】
2009123754.tif 000005
【図１Ｂ】
2009123754.tif 000006
【図２Ａ】
2009123754.tif 000007
【図２Ｂ】
2009123754.tif 000008
【図２Ｃ】
2009123754.tif 000009
【図２Ｄ】
2009123754.tif 000010
【図２Ｅ】
2009123754.tif 000011
【図２Ｆ】
2009123754.tif 000012
【図２Ｇ】
2009123754.tif 000013
【図２Ｈ】
2009123754.tif 000014
【図３】
2009123754.tif 000015
【図４】
2009123754.tif 000016