(57)【要約】【課題】電極パッド部の上に設けられた接続部に対して、例えば、ワイヤボンボンディングが施されるとき、接続部に損傷等が発生することのない構成、構造を有する発光素子組立体を提供する。【解決手段】発光素子組立体は、（Ａ）複数の化合物半導体層２１，２３，２２が積層されて成る第１積層構造体２５から構成された発光素子部２０、及び、（Ｂ）第１積層構造体２５と同じ構成を有する積層構造体１２１，１２３，１２２の上に、更に、化合物半導体から成る電流阻止層３１が積層された第２積層構造体３５から構成された電極パッド部３０を備えており、発光素子部２０と電極パッド部３０とは導電材料層５２によって電気的に接続されている。【選択図】  図１
2009164533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）複数の化合物半導体層が積層されて成る第１積層構造体から構成された発光素子部、及び、
（Ｂ）第１積層構造体と同じ構成を有する積層構造体の上に、更に、化合物半導体から成る電流阻止層が積層された第２積層構造体から構成された電極パッド部、
を備え、
発光素子部と電極パッド部とは導電材料層によって電気的に接続されていることを特徴とする発光素子組立体。
【請求項２】
発光素子部と電極パッド部とは並置されており、同じ基体上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子組立体。
【請求項３】
第１積層構造体は、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されて成り、少なくとも第２化合物半導体層及び活性層から構成されたメサ構造を有し、
第２積層構造体は、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、第２導電型を有する第２化合物半導体層、及び、電流阻止層が順次積層されて成り、
第１積層構造体を構成する少なくとも第２化合物半導体層及び活性層と、第２積層構造体を構成する少なくとも電流阻止層、第２化合物半導体層及び活性層とは、分離領域によって空間的に分離されており、
少なくとも、分離領域と対面するメサ構造の側面の部分、分離領域、及び、分離領域と対面する第２積層構造体の部分は、絶縁層で被覆されており、
第１積層構造体を構成する第１化合物半導体層は、第１電極に電気的に接続されており、
導電材料層は、第１積層構造体を構成する第２化合物半導体層の頂面から第２積層構造体を構成する電流阻止層の頂面に亙り、絶縁層上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子組立体。
【請求項４】
電流阻止層は、半絶縁性の化合物半導体、又は、電流阻止層の直下に位置する第２積層構造体の部分の導電型とは逆の導電型を有する化合物半導体から成ることを特徴とする請求項１に記載の発光素子組立体。
【請求項５】
第２積層構造体の頂面に位置する導電材料層の部分においてワイヤボンディングがなされることを特徴とする請求項１に記載の発光素子組立体。
【請求項６】
発光素子部によって面発光レーザ素子が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子組立体。
【請求項７】
（ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、第２導電型を有する第２化合物半導体層、及び、化合物半導体から成る電流阻止層を、順次、形成した後、
（ｂ）少なくとも電流阻止層、第２化合物半導体層及び活性層を選択的に除去することで分離領域を形成し、以て、第１化合物半導体層、活性層、第２化合物半導体層、及び、電流阻止層から成る第２積層構造体及び第１積層構造体形成予定領域を得た後、
（ｃ）第１積層構造体形成予定領域における電流阻止層を選択的に除去し、以て、第１化合物半導体層、活性層、及び、第２化合物半導体層から成り、少なくとも第２化合物半導体層及び活性層から構成されたメサ構造を有する第１積層構造体を得た後、
（ｄ）第１積層構造体から構成された発光素子部と第２積層構造体から構成された電極パッド部とを電気的に接続する導電材料層を形成する、
各工程を備えていることを特徴とする発光素子組立体の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）の後、少なくとも、分離領域、分離領域と対面する第２積層構造体の部分、及び、分離領域と対面する第１積層構造体形成予定領域の部分に絶縁層を形成し、該絶縁層を選択的に除去することで、第２積層構造体の頂面の少なくとも一部を露出させ、且つ、第１積層構造体形成予定領域の頂面の少なくとも一部を露出させる工程を含み、
前記工程（ｄ）において、発光素子部と電極パッド部とを電気的に接続する導電材料層を、第１積層構造体を構成する第２化合物半導体層の頂面から第２積層構造体を構成する電流阻止層の頂面に亙り、絶縁層上に形成することを特徴とする請求項６に記載の発光素子組立体の製造方法。
【請求項９】
電流阻止層は、半絶縁性の化合物半導体、又は、第１導電型を有する化合物半導体から成ることを特徴とする請求項６に記載の発光素子組立体の製造方法。
【請求項１０】
第２積層構造体の頂面に位置する導電材料層の部分においてワイヤボンディングがなされることを特徴とする請求項６に記載の発光素子組立体の製造方法。
【請求項１１】
発光素子部によって面発光レーザ素子が構成されていることを特徴とする請求項６に記載の発光素子組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子組立体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ素子においては、基板上に上下方向に設けられた２つのミラー層（Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）によって挟まれたキャビティ内に、例えば、多重量子井戸構造を有する活性層を設け、電流注入によって活性層で発光した光を閉じ込めて、レーザ発振を得る。ここで、面発光レーザ素子にあっては、通常、例えば、特開２００６−３６１７９９に開示されているように、円柱形のメサ構造が採用されている。このメサ構造は、例えば、ｎ型化合物半導体層、活性層、ｐ型化合物半導体層の積層構造から構成されている。そして、ｐ型化合物半導体層の一部分をメサ構造の側面から酸化することで、ｐ型化合物半導体層の中央部分に電流狭窄領域が設けられている。また、メサ構造を絶縁層で被覆し、ｐ型化合物半導体層の頂面の一部を除去し、ｐ型化合物半導体層の頂面にｐ側電極を形成する。併せて、基板の裏面にｎ側電極を形成する。電流狭窄領域を設けることで活性層への電流の高効率注入を図ることができ、このような構造を有する面発光レーザ素子は、活性層に電流が効率良く注入され、高効率のレーザ発振が可能となる。
【０００３】
そして、このメサ構造に隣接して、メサ構造と同じ構造を有する電極パッド部が設けられている。ここで、メサ構造と電極パッド部とは、分離溝によって分離されている。また、メサ構造の側面、分離溝及び電極パッド部は、層間絶縁層で覆われている。更には、電極パッド部の頂面上に位置する層間絶縁層の部分の上には電極（便宜上、パッド電極と呼ぶ）が設けられている。そして、露出したメサ構造の頂面の電極層から電極パッド部に亙り、メサ構造の側面、分離溝及び電極パッド部の上に形成された層間絶縁層上には配線金属（ｐ側電極を兼ねている）が設けられている。パッド電極には、ワイヤボンディングが施される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３６１７９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、パッド電極は層間絶縁層の上に設けられている。一般に、電極を構成する金属材料の層間絶縁層を構成する絶縁材料に対する密着力は余り高くない。従って、パッド電極にワイヤボンディングが施されるとき、パッド電極が層間絶縁層から剥離したり、層間絶縁層に損傷が発生するといった問題が生じ易い。このような問題は、面発光レーザ素子を高い実装密度にて使用する場合、一層顕著になる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、電極パッド部の上に設けられた接続部に対して、例えば、ワイヤボンディングが施されるとき、接続部に損傷等が発生することのない構成、構造を有する発光素子組立体及びそ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】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の発光素子組立体は、
（Ａ）複数の化合物半導体層が積層されて成る第１積層構造体から構成された発光素子部、及び、
（Ｂ）第１積層構造体と同じ構成を有する積層構造体の上に、更に、化合物半導体から成る電流阻止層が積層された第２積層構造体から構成された電極パッド部、
を備え、
発光素子部と電極パッド部とは導電材料層によって電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の発光素子組立体において、発光素子部と電極パッド部とは並置されており、同じ基体上に形成されている構成とすることが好ましい。
【０００９】
上記の好ましい構成を含む本発明の発光素子組立体において、
第１積層構造体は、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されて成り、少なくとも第２化合物半導体層及び活性層から構成されたメサ構造を有し、
第２積層構造体は、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、第２導電型を有する第２化合物半導体層、及び、電流阻止層が順次積層されて成り、
第１積層構造体を構成する少なくとも第２化合物半導体層及び活性層と、第２積層構造体を構成する少なくとも電流阻止層、第２化合物半導体層及び活性層とは、分離領域によって空間的に分離されており、
少なくとも、分離領域と対面するメサ構造の側面の部分、分離領域、及び、分離領域と対面する第２積層構造体の部分は、絶縁層で被覆されており、
第１積層構造体を構成する第１化合物半導体層は、第１電極に電気的に接続されており、
導電材料層は、第１積層構造体を構成する第２化合物半導体層の頂面から第２積層構造体を構成する電流阻止層の頂面に亙り、絶縁層上に形成されている形態とすることが望ましい。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の発光素子組立体の製造方法は、
（ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、第２導電型を有する第２化合物半導体層、及び、化合物半導体から成る電流阻止層を、順次、形成した後、
（ｂ）少なくとも電流阻止層、第２化合物半導体層及び活性層を選択的に除去することで分離領域を形成し、以て、第１化合物半導体層、活性層、第２化合物半導体層、及び、電流阻止層から成る第２積層構造体及び第１積層構造体形成予定領域を得た後、
（ｃ）第１積層構造体形成予定領域における電流阻止層を選択的に除去し、以て、第１化合物半導体層、活性層、及び、第２化合物半導体層から成り、少なくとも第２化合物半導体層及び活性層から構成されたメサ構造を有する第１積層構造体を得た後、
（ｄ）第１積層構造体から構成された発光素子部と第２積層構造体から構成された電極パッド部とを電気的に接続する導電材料層を形成する、
各工程を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の発光素子組立体の製造方法において、
前記工程（ｂ）の後、少なくとも、分離領域、分離領域と対面する第２積層構造体の部分、及び、分離領域と対面する第１積層構造体形成予定領域の部分に絶縁層を形成し、該絶縁層を選択的に除去することで、第２積層構造体の頂面の少なくとも一部を露出させ、且つ、第１積層構造体形成予定領域の頂面の少なくとも一部を露出させる工程を含み、
前記工程（ｄ）において、発光素子部と電極パッド部とを電気的に接続する導電材料層を、第１積層構造体を構成する第２化合物半導体層の頂面から第２積層構造体を構成する電流阻止層の頂面に亙り、絶縁層上に形成する形態とすることができる。
【００１２】
上記の好ましい構成、形態を含む本発明の発光素子組立体において、電流阻止層は、半絶縁性の化合物半導体、ノンドープの化合物半導体、又は、電流阻止層の直下に位置する第２積層構造体の部分の導電型とは逆の導電型を有する化合物半導体から成ることが望ましい。一方、上記の好ましい構成、形態を含む本発明の発光素子組立体の製造方法において、電流阻止層は、半絶縁性の化合物半導体、又は、第１導電型を有する化合物半導体から成ることが望ましい。
【００１３】
また、以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の発光素子組立体、あるいは又、以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の発光素子組立体の製造方法においては、第２積層構造体の頂面に位置する導電材料層の部分においてワイヤボンディングがなされる形態とすることができる。更には、以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の発光素子組立体あるいは本発明の発光素子組立体の製造方法においては、発光素子部によって面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）が構成されている形態とすることができるし、端面発光型のレーザ素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）が構成されている形態とすることもできる。また、発光素子組立体を、光を出射する発光装置だけでなく、光検出器や変調器に適用することもできる。
【００１４】
以上に説明した好ましい構成、形態を含む本発明の発光素子組立体あるいはその製造方法（以下、これらを総称して、単に、『本発明』と呼ぶ）において、電流阻止層とは、導電材料層を介して発光素子部に電流を流し、発光素子部を発光させたとき、電極パッド部の第２積層構造体における第１積層構造体と同じ構成を有する積層構造体に電流が流れない状態を達成できる層、あるいは又、微小な電流のみが流れる層（漏れ電流が微小な層）を意味する。
【００１５】
本発明において、活性層に電流が注入されることで活性層が発光するが、電流の流れに関して活性層より上流に位置する化合物半導体層の一部に、電流が狭窄される領域（電流狭窄領域）を形成することが好ましい。電流狭窄領域は、化合物半導体層の一部に絶縁化処理を施すことで形成された絶縁領域によって囲まれた構成、構造とすることができる。
【００１６】
ここで、絶縁化処理は、メサ構造の側面における化合物半導体層の露出した部分からこの化合物半導体層の内部に向かっての酸化処理とすることができる。但し、このような処理に限定するものではなく、窒化処理でもよいし、化合物半導体層の一部分を無秩序化する処理であってもよいし、化合物半導体層の一部にイオン注入を行った後、熱処理を施すことで、不純物を化合物半導体層の一部分に拡散させる処理であってもよい。更には、絶縁化処理を酸化処理とする場合、酸化処理は高温の水蒸気を用いた処理（例えば、５０゜Ｃ乃至１００゜Ｃの水蒸気を１容積％乃至５０容積％含む大気雰囲気）とすることができ、更には、この場合、化合物半導体層は、活性層側から、下層、中層及び上層の３層構造を有し、少なくとも中層は、ＩＩＩ族原子としてアルミニウム（Ａｌ）を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されており、絶縁領域及び電流狭窄領域は中層に形成され、中層における化合物半導体組成中のアルミニウム（Ａｌ）の原子百分率（Atomic %）の値は、下層及び上層における化合物半導体組成中のアルミニウム（Ａｌ）の原子百分率（Atomic %）の値よりも高い構成とすることができる。尚、ＩＩＩ族原子として、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）を挙げることができるし、Ｖ族原子として、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）を挙げることができる。より具体的には、（中層／下層及び上層）を構成する化合物半導体の組成の組合せとして、（ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＩｎＰ）、（ＡｌＳｂ／ＡｌＩｎＳｂ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＩｎＡｓＰ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＮ／ＡｌＧａＮ）を例示することができる。
【００１７】
また、絶縁化処理が施されていない化合物半導体層（絶縁化処理が施されている化合物半導体層が第２化合物半導体層である場合には、第１化合物半導体層であり、絶縁化処理が施されている化合物半導体層が第１化合物半導体層である場合には、第２化合物半導体層である）を構成する化合物半導体として、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮを挙げることができるし、活性層を構成する化合物半導体として、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＰ、ＧａＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮを挙げることができる。
【００１８】
更には、電流阻止層を構成する化合物半導体として、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮを挙げることができるが、中でも、（電流阻止層を構成する化合物半導体、第２化合物半導体層の上層を構成する化合物半導体）の組合せとして、（ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＩｎＰ）、（ＡｌＳｂ／ＡｌＩｎＳｂ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＩｎＡｓＰ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＮ／ＡｌＧａＮ）を挙げることができる。また、電流阻止層を、例えばｐｎｐｎ接合（サイリスタ構造）から構成する場合には、所謂スイッチング電圧までは電流は流れない。
【００１９】
本発明においては、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）のメサ構造を形成するが、第２化合物半導体層及び活性層が選択的に除去されるだけでなく、第１化合物半導体層も、厚さ方向に一部、選択的に除去された状態とされてもよい。即ち、メサ構造は、少なくとも第２化合物半導体層及び活性層が、例えば、一種、島状に残された構造を有するが、第２化合物半導体層、活性層、及び、第１化合物半導体層の一部が、例えば、一種、島状に残された構造を有していてもよい。絶縁領域及び電流狭窄領域は、第２化合物半導体層に形成されていてもよいし、第１化合物半導体層に形成されていてもよい。
【００２０】
化合物半導体層や電流阻止層の形成方法（成膜方法）として、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法を挙げることができる。また、メサ構造の形成は、例えば、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術あるいはウェットエッチング技術との組合せに基づき行うことができる。
【００２１】
本発明の発光素子組立体における基体として、あるいは又、本発明の発光素子組立体の製造方法における基板として、サファイア基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＮ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ2基板、ＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ＩｎＰ基板、Ｓｉ基板、これらの基板の表面（主面）に下地層やバッファ層が形成されたものを挙げることができる。
【００２２】
本発明において、第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型とすることができるし、これとは逆に、第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型とすることもできる。化合物半導体層に添加されるｎ型不純物として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）を挙げることができ、ｐ型不純物として、亜鉛（Ｚｎ）や、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）を挙げることができる。
【００２３】
本発明において、基板側から、第２化合物半導体層の下層（活性層に近い層）を、例えば、第２クラッド層とすることができるし、第２化合物半導体層の上層（活性層から遠い層）を、例えば、第２ＤＢＲ層とすることができる。また、第１化合物半導体層は、例えば、活性層から遠くに位置する第１ＤＢＲ層と、活性層の近くに位置する第１クラッド層の積層構造とすることができる。一般に、ＤＢＲ層を構成する層の光学的厚さは、λ／４（λは発振波長）である。活性層は、例えば、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）を有し、あるいは、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を有する。
【００２４】
本発明において、導電材料層を構成する材料として、Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕを挙げることができる。また、第１積層構造体の頂面と導電材料層との間に導電下地層を形成してもよい。
【００２５】
更には、第１電極や導電下地層を構成する材料は、下地としての化合物半導体層の導電型によって決定すればよく、例えば、下地としての化合物半導体層の導電型がｐ型である場合、銀（Ｉｎ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｐｔを含有する銀合金を包含する）、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ等から構成することができるし、下地としての化合物半導体層の導電型がｎ型である場合、チタン（Ｔｉ）、ＴｉＷやＴｉＭｏといったチタン合金から成る電極（例えば、ＴｉＷ層、Ｔｉ層／Ｎｉ層／Ａｕ層等）、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金、ＡｕＧｅ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ等から構成することができる。第１電極は、使用する基板の構成材料に依存して、基板の裏面に形成してもよいし、メサ構造形成時に露出した第１化合物半導体層の部分に形成してもよい。第１電極を透明にする必要がある場合には、ＩＴＯ等の透明電極材料から構成すればよい。また、電極パッド部の頂面上の導電材料層の部分や第１電極に対して、必要に応じて、例えば、Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層等といった［接着層（Ｔｉ層やＣｒ層等）］／［バリアメタル層（Ｐｔ層、Ｎｉ層、ＴｉＷ層やＭｏ層等）］／［実装に対して融和性の良い金属層（例えばＡｕ層）］のような積層構成とした多層メタル層から成るコンタクト部（パッド部）を設けてもよい。尚、第１電極にあっては、「／」の前の材料層ほど、活性層から遠いところに位置する材料層を指す。また、導電材料層あるいは導電下地層にあっては、「／」の前の材料層ほど、活性層に近いところに位置する材料層を指す。
【００２６】
第１電極、導電材料層、導電下地層、コンタクト部（パッド部）は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といった各種のＰＶＤ法、各種のＣＶＤ法、メッキ法によって形成することができる。導電材料層を形成した後、第１電極を形成してもよいし、第１電極を形成した後、導電材料層を形成してもよい。
【００２７】
絶縁層を構成する材料として、ＳｉＯ2を含むＳｉＯX系材料、ＳｉＮY系材料、ＳｉＯXＮY系材料、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3を例示することができるし、あるいは又、ポリイミド樹脂等の有機材料を挙げることもできる。絶縁層の形成方法として、例えば真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法を挙げることができるし、塗布法に基づき形成することもできる。絶縁層を選択的に除去することで、第２積層構造体の頂面の少なくとも一部を露出させ、且つ、第１積層構造体形成予定領域の頂面の少なくとも一部を露出させるが、具体的には、メサ構造の頂面となるであろう部分の上に位置する全ての絶縁層の部分を除去してもよいし、メサ構造の頂面の中央部となるであろう部分の上に位置する絶縁層の部分を除去し、メサ構造の頂面の縁部となるであろう部分の上に絶縁層を残してもよい。同様に、第２積層構造体の頂面上に位置する全ての絶縁層の部分を除去してもよいし、第２積層構造体の頂面の中央部上に位置する絶縁層の部分を除去し、第２積層構造体の頂面の縁部上に位置する絶縁層の部分を残してもよい。絶縁層の選択的な除去は、例えば、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき行うことができるし、感光性を有する材料から絶縁層を構成する場合（例えば、感光性ポリイミド樹脂にて絶縁層を構成する場合）、露光、現像によって絶縁層の選択的な除去を行うことができる。即ち、絶縁層を形成し、絶縁層を選択的に除去する工程は、絶縁層を形成した後、絶縁層を選択的に除去する工程としてもよいし、絶縁層を形成すると同時に、絶縁層を選択的に除去する工程としてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にあっては、電極パッド部上の導電材料層と第１電極との間に電流を流すことによって、発光素子部における活性層が発光する。一方、電極パッド部上の導電材料層と、電極パッド部の第２積層構造体における第１積層構造体と同じ構成を有する積層構造体との間には、電流阻止層が存在するので、電流は流れない。そして、電流阻止層は化合物半導体から構成されているので、導電材料層と電流阻止層との間に高い密着力を得ることができる結果、導電材料層にワイヤボンディングが施されるときでも、導電材料層が電流阻止層から剥離したり、電流阻止層に損傷が発生するといった問題が生じることを確実に防止することができる。従って、例えば、面発光レーザ素子を高い実装密度にて使用することが可能となるし、高い信頼性を有する発光素子組立体を得ることができる。また、従来の発光素子組立体に化合物半導体から成る電流阻止層を追加しただけなので、一括して連続的に化合物半導体層の結晶成長を行うことができ、従来の発光素子部の製造プロセスをそのまま承継することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００３０】
実施例１は、本発明の発光素子組立体、及び、本発明の発光素子組立体の製造方法に関する。尚、実施例１において、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型とする。また、発光素子は、第２化合物半導体層を介して光を出射する、あるいは又、第１化合物半導体層及び基板を介して光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る。
【００３１】
実施例１の発光素子組立体の模式的な一部断面図を図１の（Ａ）に示し、模式的な一部平面図を図１の（Ｂ）に示す。実施例１の発光素子組立体は、
（Ａ）複数の化合物半導体層が積層されて成る第１積層構造体２５から構成された発光素子部２０、及び、
（Ｂ）第１積層構造体２５と同じ構成を有する積層構造体の上に、更に、化合物半導体から成る電流阻止層３１が積層された第２積層構造体３５から構成された電極パッド部３０、
を備えている。そして、発光素子部２０と電極パッド部３０とは並置されており、同じ基体（具体的には、基板１０）上に形成されている。
【００３２】
そして、実施例１の発光素子組立体において、第１積層構造体２５は、第１導電型（実施例１にあってはｎ型）を有する第１化合物半導体層２１、活性層２３、及び、第２導電型（実施例１にあっては、ｐ型）を有する第２化合物半導体層２２が順次積層されて成り、少なくとも第２化合物半導体層２２及び活性層２３（実施例１にあっては、更に、第１化合物半導体層２１の一部分）から構成されたメサ構造２４を有する。一方、第２積層構造体３５は、第１導電型を有する第１化合物半導体層１２１、活性層１２３、第２導電型を有する第２化合物半導体層１２２、及び、電流阻止層３１が順次積層されて成る。
【００３３】
また、第１積層構造体２５を構成する少なくとも第２化合物半導体層２２及び活性層２３と、第２積層構造体３５を構成する少なくとも電流阻止層３１、第２化合物半導体層１２２及び活性層１２３とは、分離領域４０によって空間的に分離されている。更には、少なくとも、分離領域４０と対面するメサ構造２４の側面の部分、分離領域４０、及び、分離領域４０と対面する第２積層構造体３５の部分（実施例１にあっては、更に、メサ構造２４の頂面の一部及び第２積層構造体３５の頂面の一部を除く全面）は、絶縁層５１で被覆されている。
【００３４】
そして、発光素子部２０と電極パッド部３０とは導電材料層５２によって電気的に接続されているが、より具体的には、導電材料層５２は、第１積層構造体２５を構成する第２化合物半導体層２３の頂面から第２積層構造体３５を構成する電流阻止層３１の頂面に亙り、絶縁層５１上に形成されている。また、第１積層構造体２５を構成する第１化合物半導体層２１は、第１電極６１に電気的に接続されている。
【００３５】
実施例１にあっては、電流阻止層３１は、半絶縁性の化合物半導体、具体的には、不純物をドーピングしていないノンドープのＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓから成る。尚、電流阻止層３１を、電流阻止層３１の直下に位置する第２積層構造体３５の部分（第２化合物半導体層１２２の上層１２２Ｃ）の導電型（具体的には、ｐ型）とは逆の導電型（第１導電型であり、具体的には、ｎ型）を有する化合物半導体から成る構成とすることもできる。
【００３６】
発光素子部２０に関して、第１化合物半導体層２１は、活性層２３から遠い側から、以下の組成を有する第１ＤＢＲ層２１Ａ及び第１クラッド層２１Ｂの積層構造から構成されている。また、活性層２３は、以下の組成を有する多重量子井戸構造を有する活性層から成る。更には、第２化合物半導体層２２は、活性層２３に近い側から、以下の組成を有する下層（第２クラッド層）２２Ａ、中層２２Ｂ、及び、上層（第２ＤＢＲ層）２２Ｃの積層構造から構成されている。中層における電流狭窄領域２２Ｅは、メサ構造２４の側面からメサ構造２４の中心部に向かって形成された絶縁領域２２Ｄによって囲まれている。電流狭窄領域２２Ｅの平面形状は、概ね円形であり、直径は、例えば約３μｍ〜約２０μｍである。また、メサ構造２４は円柱形であり、その直径は１０μｍ〜４０μｍであり、高さは３μｍ〜５μｍ程度である。尚、電流狭窄領域２２Ｅの平面形状は、例えば、ＦＦＰ（Far Field Pattern）や横モード、縦モードに影響を与える。
【００３７】
2009164533.tif 000003
【００３８】
また、電極パッド部３０に関して、第１化合物半導体層１２１は、活性層１２３から遠い側から、発光素子部２０における第１ＤＢＲ層２１Ａ及び第１クラッド層２１Ｂと同じ組成を有する第１ＤＢＲ層１２１Ａ及び第１クラッド層１２１Ｂの積層構造から構成されている。また、活性層１２３は、発光素子部２０における活性層２３と同じ組成を有する。更には、第２化合物半導体層１２２は、活性層１２３に近い側から、下層（第２クラッド層）１２２Ａ、中層１２２Ｂ、及び、上層（第２ＤＢＲ層）１２２Ｃの積層構造から構成されている。これらの層は、発光素子部２０における下層（第２クラッド層）２２Ａ、中層２２Ｂ、及び、上層（第２ＤＢＲ層）２２Ｃと同じ組成を有する。中層における電流狭窄領域１２２Ｅは、電極パッド部３０の側面から電極パッド部３０の中心部に向かって形成された絶縁領域１２２Ｄによって囲まれている。電流狭窄領域１２２Ｅの平面形状は、概ね円形であり、また、電極パッド部３０は円柱形である。電極パッド部３０においては発光は生じないが、電極パッド部３０は発光素子部２０と同じプロセスで形成されるので、電極パッド部３０は、発光素子部２０と概ね同じ積層構造を有する積層構造体から構成されている。
【００３９】
実施例１にあっては、基板１０はｎ−ＧａＡｓ基板から成り、導電材料層５２はＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、あるいは、Ｔｉ／Ａｕから成り、絶縁層５１はＳｉＮから成り、第１電極６１はＴｉ／Ｎｉ／Ａｕから成る。尚、「／」の前の層ほど、基板１０に近い側に位置する。
【００４０】
以下、積層構造体等の模式的な一部端面図である図２の（Ａ）、（Ｂ）、図３、図４、図５を参照して、実施例１の発光素子組立体の製造方法の概要を説明する。尚、各層は、例えば、ＭＯＣＶＤ法により形成することができる。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（ＡｓＨ3）を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ2Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。また、例えば、塩素系ガスによるドライエッチング技術によって各層のエッチングを行うことができる。
【００４１】
［工程−１００］
先ず、ｎ−ＧａＡｓから成る基板１０の主面上に、周知のＭＯＣＶＤ技術を用いて、バッファ層（図示せず）、第１導電型（具体的には、ｎ型）を有する第１化合物半導体層（第１ＤＢＲ層２１Ａ及び第１クラッド層２１Ｂ）、活性層２３、及び、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する第２化合物半導体層（下層（第２クラッド層）２２Ａ、中層２２Ｂ、及び、上層（第２ＤＢＲ層）２２Ｃ）、電流阻止層３１を、順次、成膜する（図２の（Ａ）参照）。
【００４２】
［工程−１１０］
次に、少なくとも、電流阻止層３１、第２化合物半導体層２２及び活性層２３を選択的に除去することで分離領域４０を形成し、以て、第１化合物半導体層１２１、活性層１２３、第２化合物半導体層１２２、及び、電流阻止層３１から成る第２積層構造体３５、第１化合物半導体層２１、活性層２３、第２化合物半導体層２２、及び、電流阻止層３１’から成る第１積層構造体形成予定領域２５’を得る。具体的には、リソグラフィ技術及びエッチング技術（例えば、塩素系エッチングガスを用いたＲＩＥ法）に基づき、電流阻止層３１、第２化合物半導体層２２、活性層２３、第１化合物半導体層２１の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層２１の一部を露出させ、少なくとも、電流阻止層３１’、第２化合物半導体層２２及び活性層２３が、一種、島状に残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）の第１積層構造体形成予定領域２５’を得ることができる（図２の（Ｂ）参照）。第１積層構造体形成予定領域２５’は、より具体的には、下から、第１化合物半導体層２１の一部、活性層２３、第２の化合物半導体層２２、及び、電流阻止層３１’から構成されている。そして、第１積層構造体形成予定領域２５’は、露出した第１化合物半導体層２１によって取り囲まれている。また、少なくとも、電流阻止層３１、第２化合物半導体層１２２及び活性層１２３が、一種、島状に残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）の第２積層構造体３５を得ることができる（図２の（Ｂ）参照）。第２積層構造体３５は、より具体的には、下から、第１化合物半導体層１２１の一部、活性層１２３、第２の化合物半導体層２２、及び、電流阻止層３１から構成されている。そして、第２積層構造体３５は、露出した第１化合物半導体層２１によって取り囲まれている。
【００４３】
［工程−１２０］
次いで、水蒸気雰囲気中において高温での酸化処理を行い、第１積層構造体形成予定領域２５’の側面に露出した中層２２Ｂの部分から中層２２Ｂの内部に亙り、選択的に酸化することで、絶縁領域２２Ｄによって囲まれた電流狭窄領域２２Ｅを得ることができる（図３参照）。このとき、同時に、第２積層構造体３５の側面に露出した中層１２２Ｂの部分から中層１２２Ｂの内部に亙り、選択的に酸化が進行し、絶縁領域１２２Ｄによって囲まれた電流狭窄領域１２２Ｅが形成される。
【００４４】
［工程−１３０］
その後、少なくとも、分離領域４０、分離領域４０と対面する第２積層構造体３５の部分、及び、分離領域４０と対面する第１積層構造体形成予定領域２５’の部分に絶縁層５１を形成し、この絶縁層５１を選択的に除去することで、第２積層構造体３５の頂面の少なくとも一部を露出させ、且つ、第１積層構造体形成予定領域２５’の頂面の少なくとも一部を露出させる。具体的には、例えばＳｉＮから成る絶縁層５１を、ＣＶＤ法に基づき全面に形成する。そして、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第２積層構造体３５の頂面の中央部に位置する絶縁層５１の部分、及び、第１積層構造体形成予定領域２５’の頂面の中央部に位置する絶縁層５１の部分を除去する。こうして、図４に示す構造を得ることができる。
【００４５】
［工程−１４０］
次に、第１積層構造体形成予定領域２５’における電流阻止層３１’を選択的に除去し、以て、第１化合物半導体層２１、活性層２３、及び、第２化合物半導体層２２から成り、少なくとも第２化合物半導体層２２及び活性層２３から構成されたメサ構造２４を有する第１積層構造体２５を得る。具体的には、全面にレジスト層を形成し、第１積層構造体形成予定領域２５’の頂面の中央部に位置するレジスト層の部分をリソグラフィ技術に基づき除去する。次いで、露出した第１積層構造体形成予定領域２５’の頂面の中央部に位置する電流阻止層３１’をドライエッチング法に基づき除去し、次いで、レジスト層を除去する。こうして、図５に示す構造を得ることができる。尚、電流阻止層３１’及び第２化合物半導体層の上層２２Ｃの組成が異なっているので、ドライエッチング時のエッチング選択比を十分に大きくとることができる。
【００４６】
［工程−１５０］
その後、第１積層構造体２５から構成された発光素子部２０と第２積層構造体３５から構成された電極パッド部３０とを電気的に接続する導電材料層５２を形成する。具体的には、リフトオフ法に基づき、導電材料層５２を形成すべき部分に開口を有するレジスト層を形成し、真空蒸着法に基づき導電材料層５２を形成した後、レジスト層を除去する。こうして、第１積層構造体２５を構成する第２化合物半導体層２３の頂面から第２積層構造体３５を構成する電流阻止層３１の頂面に亙り、絶縁層５１上に導電材料層５２を形成することができる。
【００４７】
次いで、必要に応じて基板１０の厚さを減少させ、次いで、基板１０の裏面（基板１０の主面とは反対側の面）上に第１電極６１を真空蒸着法にて形成する。
【００４８】
その後、導電材料層５２、第１電極６１の合金化処理を行った後、例えば、ダイシング法にて、発光素子組立体を個別化（分離）した後、組立のために、第２積層構造体３５の頂面に位置する導電材料層５２の部分においてワイヤボンディングを行えばよい。こうして、図１に示した構成、構造を有する発光素子組立体を得ることができる。尚、発光素子組立体は、１つ毎に個別化（分離）してもよいし、複数個毎に個別化（分離）してもよい。
【００４９】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した発光素子部や発光素子組立体の構成、構造、発光素子部や発光素子組立体を構成する材料や組成等は例示であり適宜変更することができるし、電極パッド部の平面形状、発光素子部と電極パッド部との配置関係、配置状態も例示であり適宜変更することができる。基板側から、第２化合物半導体層、活性層、第１化合物半導体層の積層構造とすることもできる。即ち、適切な基板上に、実施例１において説明した発光素子の積層構造の天地を逆にした積層構造（第２化合物半導体層２２の第２ＤＢＲ層２２Ｃを最下層とし、第１化合物半導体層２１の第１ＤＢＲ層２１Ａを最上層とする積層構造）を形成してもよい。また、発光素子を発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることもできるし、端面（劈開面）から光を出射する端面発光レーザ素子に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の発光素子組立体の模式的な一部端面図、及び、模式的な部分的平面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の発光素子組立体の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図３】図３は、図２の（Ｂ）に引き続き、実施例１の発光素子組立体の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図４】図４は、図３に引き続き、実施例１の発光素子組立体の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図５】図５は、図５に引き続き、実施例１の発光素子組立体の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０・・・基板、２０・・・発光素子部、２１，１２１・・・第１化合物半導体層、２１Ａ，１２１Ａ・・・第１ＤＢＲ層、２１Ｂ，１２１Ｂ・・・第１クラッド層、２２，１２２・・・第２化合物半導体層、２３，１２３・・・活性層、２２Ａ，１２２Ａ・・・下層（第２クラッド層）、２２Ｂ，１２２Ｂ・・・中層、２２Ｃ，１２２Ｃ・・・上層（第２ＤＢＲ層）、２２Ｄ，１２２Ｄ・・・絶縁領域、２２Ｅ，１２２Ｅ・・・電流狭窄領域、２４・・・メサ構造、２５・・・第１積層構造体、２５’・・・第１積層構造体形成予定領域、３０・・・電極パッド部、３１，３１’・・・電流阻止層、３５・・・第２積層構造体、４０・・・分離領域、５１・・・絶縁層、５２・・・導電材料層、６１・・・第１電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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