(57)【要約】【課題】窒化物系半導体積層構造の一方側に正電極を有しかつ他方側に負電極を有する窒化物系半導体発光素子とその製造方法とを改善する。【解決手段】窒化物系半導体発光素子は、金属層領域（２）と樹脂層領域（３）とを含む保持基板（１０）、この保持基板上において順次積層されたｐ型窒化物系半導体層（３１、３２）、活性層（３３）およびｎ型窒化物系半導体層（３４）を含む窒化物系半導体積層構造（３０）、および保持基板とｐ型窒化物系半導体層との間においてそのｐ型窒化物系半導体層にオーミック接触しているｐ型用オーミック電極（２０）を含み、保持基板に含まれる金属層領域はｐ型用オーミック電極を介してｐ型窒化物系半導体層に電気的に導通しており、窒化物系半導体積層構造（３０）の周縁は保持基板（１０）の周縁から内側へ後退させられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層領域と樹脂層領域とを含む保持基板、
前記保持基板上において順次積層されたｐ型窒化物系半導体層、活性層、およびｎ型窒化物系半導体層を含む窒化物系半導体積層構造、および
前記保持基板と前記ｐ型窒化物系半導体層との間においてそのｐ型窒化物系半導体層にオーミック接触しているｐ型用オーミック電極を含み、
前記保持基板に含まれる前記金属層領域は前記ｐ型用オーミック電極を介して前記ｐ型窒化物系半導体層に電気的に導通しており、
前記窒化物系半導体積層構造の周縁は前記保持基板の周縁から内側へ後退させられていることを特徴とする窒化物系半導体発光素子。
【請求項２】
前記保持基板に含まれる前記金属層領域の側面は前記樹脂層領域によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項３】
前記保持基板は前記ｐ型用オーミック電極および前記ｐ型窒化物系半導体層との間に介在するバリア膜をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項４】
前記保持基板に含まれる前記金属層領域は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈからなる群から選ばれる１種の金属、またはこれらの金属の積層を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項５】
前記保持基板の厚さが１０μｍ〜５００μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項６】
前記ｎ型窒化物系半導体層はその表面の少なくとも一部に凹凸を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項７】
前記ｎ型窒化物系半導体層の表面上にｎ型用オーミック電極をさらに含むことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子。
【請求項８】
ウエハ状の結晶成長用基板の上に、ｎ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体活性層、およびｐ型窒化物系半導体層を順に成長させて窒化物系半導体積層構造を形成し、
前記ｐ型窒化物系半導体層上にｐ型用オーミック電極を形成し、
前記ｐ型窒化物系半導体層と前記ｐ型用オーミック電極とを覆うように保持基板を形成し、
前記保持基板上にサポート部材を接合し、
前記結晶成長用基板を除去して前記ｎ型窒化物系半導体層の表面を露出させ、
前記サポート部材が接合されたウエハがその後のプロセスに供されることを特徴とする窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記保持基板の形成において、前記ｐ型窒化物系半導体層と前記ｐ型用オーミック電極とを覆うバリア膜を形成し、このバリア膜上において前記ｐ型用オーミック電極の上方に金属層領域を形成しかつ残りの領域に樹脂層領域を形成することを特徴とする請求項８に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記バリア膜および前記金属層領域を覆うように樹脂層が形成され、この樹脂層は前記金属層領域の表面が露出するまで研削または研磨されて前記樹脂層領域に加工されることを特徴とする請求項９に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記保持基板に含まれる前記金属層領域は、電解メッキ、無電解メッキ、蒸着、スパッタ、印刷またはこれらの複合によって形成されることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ｎ型窒化物系半導体層の露出された表面から前記窒化物系半導体積層構造内へ第１種の溝がエッチングにて形成されることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記ｎ型窒化物系半導体層の露出された表面に凹凸領域が形成されることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記ｎ型窒化物系半導体層の露出された表面の一部領域にｎ型用オーミック電極が形成されることを特徴とする請求項８から１３のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記サポート部材は、前記ｎ型用オーミック電極が形成された後に前記保持基板から除去されることを特徴とする請求項１４に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記窒化物系半導体積層構造の形成後であって前記ｐ型用オーミック電極の形成前において、ｐ型窒化物系半導体層の表面から前記窒化物系半導体積層構造内に第２種の溝が形成されることを特徴とする請求項８から１５のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第２種の溝は透光性絶縁膜によって埋め込まれること特徴とする積層構造８から１６のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化物系半導体発光素子とその製造方法に関し、特に窒化物系半導体積層構造の一方側に正電極を有しかつ他方側に負電極を有する窒化物系半導体発光素子とその製造方法との改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２０の模式的な断面図は、特許文献１の特開２００１−３１３４２２号公報に開示された窒化物系半導体発光素子の一例を示しており、この発光素子は窒化物系半導体積層構造の一方側に正電極を有しかつ他方側に負電極を有している。なお、本願の図面において、長さ、幅、厚さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。また、本願の図面において、同一の参照番号は同一部分または相当部分を表している。
【０００３】
図２０の窒化物系半導体発光素子においては、窒化物系半導体層を成長させるためのウエハ状結晶成長用基板（図示せず）上に、少なくともｎ型窒化物系半導体層２００とｐ型窒化物系半導体層２０１を含む窒化物系半導体積層構造、オーミック接触を得るための第１金属層２０２、および保持基板２１０が順次に形成される。保持基板２１０は正電極としての第２金属層領域２０５と樹脂層領域２０６とを含んでいる。第２金属層領域２０５は、メッキによって形成される。保持基板２１０が形成された後には、ｎ型窒化物系半導体層２００の少なくとも一部を露出させるように結晶成長用基板の少なくとも一部が除去され、ｎ型窒化物系半導体層２００の露出表面上に負電極が設けられる。
【特許文献１】特開２００１−３１３４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者が図２０の窒化物系半導体発光素子の製造に関して検討したところ、結晶成長用基板の少なくとも一部を除去した後において、窒化物系半導体積層構造の応力に起因するウエハ面の反りによる高低差が数ｍｍ程度にもなり、その後のプロセスにおけるウエハの処理に困難を伴うことが判明した。
【０００５】
すなわち、ウエハ面の反りが大きい場合には、例えばフォトリソグラフィにおいて広い領域で焦点を合わせることが困難になり、そのウエハから得られる複数の窒化物系半導体発光素子における性能低下と品質のばらつきが生じ得る。
【０００６】
このような先行技術における課題に鑑み、本発明は、窒化物系半導体積層構造の一方側に正電極を有しかつ他方側に負電極を有する窒化物系半導体発光素子とその製造方法とを改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による窒化物系半導体発光素子は、金属層領域と樹脂層領域とを含む保持基板、この保持基板上において順次積層されたｐ型窒化物系半導体層、活性層およびｎ型窒化物系半導体層を含む窒化物系半導体積層構造、および保持基板とｐ型窒化物系半導体層との間においてそのｐ型窒化物系半導体層にオーミック接触しているｐ型用オーミック電極を含み、保持基板に含まれる金属層領域はｐ型用オーミック電極を介してｐ型窒化物系半導体層に電気的に導通しており、窒化物系半導体積層構造の周縁は保持基板の周縁から内側へ後退させられていることを特徴としている。
【０００８】
なお、窒化物系半導体積層構造の周縁が保持基板の周縁から内側へ後退させられている理由は、複数の発光素子領域を含むウエハのプロセスにおいて窒化物系半導体積層構造の応力に起因するウエハの反りを軽減するための溝がその半導体積層構造内に形成され、その溝を通ってチップ分割された後に溝幅の片側が痕跡として残るからである。
【０００９】
なお、保持基板に含まれる金属層領域の側面が樹脂層領域で覆われることによって、金属マイグレーションの防止または金属層領域の経時変化の防止が可能となる。金属層領域の平面形状は特に制限されず、例えば円形状、楕円形状、多角形状などであり得る。発光素子チップにおける金属層領域の数は特に制限されないが、金属層領域の占有面積は発光素子チップの放熱性の観点からできるだけチップサイズに近くなる程度に大きい方が好ましい。ただし、複数の発光素子領域を含むウエハのプロセス中において金属層領域の応力に起因するウエハ反りが問題となる場合には、より小さいサイズの金属層領域を複数形成することによって、ウエハの反りを低減しつつ熱伝導性および電気伝導性の維持を図ることができる。
【００１０】
保持基板は、窒化物系半導体層積層構造を成長させるための結晶成長用基板の除去後においてその半導体積層構造を保持する役割をも担っており、後のプロセスにおいて保持基板を含むウエハのハンドリングを安定させることができる。保持基板の厚さは、１０μｍ〜５００μｍの範囲内にあることが好ましく、５０μｍ〜２００μｍの範囲内にあることがより好ましい。
【００１１】
保持基板は、ｐ型用オーミック電極およびｐ型窒化物系半導体層との間に介在するバリア膜をさらに含むことが好ましい。このバリア膜は、金属層領域とｐ型オーミック電極との間の拡散を防止する役割とともに、金属層領域を電解メッキで形成する際のメッキ用シード層としての役割をも果たすように形成される。さらに、バリア膜は、ウエハから結晶成長用基板を除去した後に窒化物系半導体積層構造内に溝を形成する際に、エッチングストップ層としての役割をも果たす。なお、溝が形成される領域に付加的なエッチングストップ層としてＳｉＯ2やＳｉＮなどの絶縁膜を形成し、その上にバリア膜が形成されてもよい。
【００１２】
保持基板に含まれる金属層領域は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈからなる群から選ばれる１種の金属、またはこれらの金属の積層を含み得る。この金属層領域は正電極の役割をも担うので、発光素子チップにおける電気伝導と熱伝導を向上させる観点をも考慮して、Ｃｕ、Ａｇ、またはＡｕを適用することが望ましい。なお、金属層領域にＣｕなどの酸化しやすい金属を適用する場合、Ｃｕ層上に酸化しにくい金属層を形成してもよい。
【００１３】
ｎ型窒化物系半導体層は、その表面の少なくとも一部に凹凸を含むことが好ましい。これによって、活性層から放出された光を窒化物系半導体積層構造の外部に効率よく取出すことができる。ｎ型窒化物系半導体層の表面上には、ｎ型用オーミック電極をさらに含むことが好ましい。ｎ型用オーミック電極は、ｎ型窒化物系半導体層の凹凸が形成されていない表面上に形成されてもよく、凹凸が形成された表面上に形成されてもよい。表面凹凸構造による光取出し効率の向上の観点からは、ｎ型窒化物系半導体層はｎ型用オーミック電極形成領域以外の表面上に凹凸を有していることが好ましい。
【００１４】
本発明による窒化物系半導体発光素子の製造方法においては、ウエハ状の結晶成長用基板の上に、ｎ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体活性層、およびｐ型窒化物系半導体層を順に成長させて窒化物系半導体積層構造を形成し、ｐ型窒化物系半導体層上にｐ型用オーミック電極を形成し、ｐ型窒化物系半導体層とｐ型用オーミック電極とを覆うように保持基板を形成し、この保持基板上にサポート部材を接合し、結晶成長用基板を除去してｎ型窒化物系半導体層の表面を露出させ、サポート部材が接合されたウエハがその後のプロセスに供されることを特徴としている。
【００１５】
なお、保持基板の形成においては、ｐ型窒化物系半導体層とｐ型用オーミック電極とを覆うバリア膜を形成し、このバリア膜上においてｐ型用オーミック電極の上方に金属層領域を形成しかつ残りの領域に樹脂層領域を形成することが好ましい。この際に、バリア膜および金属層領域を覆うように樹脂層が形成され、この樹脂層は金属層領域の表面が露出するまで研削または研磨されて樹脂層領域に加工されることが好ましい。この方法では、特に金属層領域が厚いかまたはそれらの間隔が狭い場合に、金属層領域以外の領域のみに樹脂を埋め込む場合に比べて樹脂の埋め込みの均一性と容易性が改善され得る。
【００１６】
保持基板に含まれる金属層領域は、電解メッキ、無電解メッキ、蒸着、スパッタ、印刷またはこれらの複合によって形成され得る。なお、５０μｍ以上の厚さの金属層領域が望まれる場合には、電解メッキを利用することが好ましい。
【００１７】
サポート部材が接合されて結晶成長用基板が除去された後において、ｎ型窒化物系半導体層の露出された表面から窒化物系半導体積層構造内へ第１種の溝がエッチングにて形成されることが好ましい。これらの第１種溝によって、結晶成長用基板を除去した後におけるウエハの反りを大幅に低減させることができる。
【００１８】
また、ｎ型窒化物系半導体層の露出された表面には、凹凸領域が形成されることが好ましい。この場合、サポート部材によってウエハの反りが低減されていることから、凹凸領域を均一性よく形成することが可能となる。
【００１９】
ｎ型窒化物系半導体層の露出された表面の一部領域には、ｎ型用オーミック電極が形成され得る。この場合にも、サポート部材によってウエハの反りが低減されていることから、複数のｎ型用オーミック電極を均一性よく形成することが可能となる。
【００２０】
サポート部材は、窒化物系半導体積層構造内へ第１種溝が形成された後で、ｎ型用オーミック電極が形成された後に保持基板から除去され得る。第１種溝の形成前にサポート部材を除去すれば、窒化物系半導体積層構造の応力によってウエハの反りが数ｍｍ程度になり、以後におけるウエハのプロセスが困難となる。他方、第１種溝の形成後にサポート部材を除去すれば、窒化物系半導体積層構造の応力が大幅に低減され得ることから、ウエハの反りを数百μｍ程度まで抑えることができ、以後におけるウエハのプロセスが安定化され得る。さらに好ましくは、チップ分割の直前までサポート部材を貼り付けた状態でウエハをプロセスに供することである。このことにより、サポート部材がない状態に比べてウエハ反りを抑制することができ、プロセスにおけるウエハのより安定した処理が可能となる。最終的にチップ分割前にはサポート部材が除去されるが、第１種溝の形成によってウエハ反りが低減されているので、チップ分割時に使用するダイシングシートにてウエハの反りの補正が可能となり、ダイシングシートへのウエハの貼り付けおよびチップ分割を容易に精度よく行なうことができる。
【００２１】
さらに、窒化物系半導体積層構造の形成後であってｐ型用オーミック電極の形成前において、ｐ型窒化物系半導体層の表面から窒化物系半導体積層構造内に第２種の溝が形成されてもよい。この第２種溝の効果によって、サポート部材を貼り付けた後に結晶成長用基板を除去する際に、窒化物系半導体積層構造において応力によるクラックが入る可能性（結晶成長用基板による応力が開放されて窒化物系半導体積層構造が自身の形態に戻ろうとするが、その半導体積層構造がサポート部材で固定されているために応力の逃げ場がなくなり、結果としてクラックとなって応力が開放される）が回避され得る。この第２種溝は、窒化物系半導体積層構造のｐｎ接合の保護とその側面からの光取出し効率低下の防止のために、透明性絶縁膜で埋め込まれることが好ましい（第２種溝が透明性絶縁膜で埋め込まれなければ、以後のプロセスにおいて第２種溝内部にｐ型用オーミック電極、バリア膜、金属層領域などの材料が堆積して不都合を生じる）。
【発明の効果】
【００２２】
以上のような本発明によれば、窒化物系半導体積層構造の一方側に正電極を有しかつ他方側に負電極を有する窒化物系半導体発光素子とその製造方法とを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明者が図２０に示された特許文献１の窒化物系半導体発光素子を検討した結果として、以下の事項が判明した。
【００２４】
（１）  結晶成長用基板の除去前であれば、保持基板２１０の形成条件（メッキ条件、メッキ液、樹脂層厚、樹脂の種類など）の調整により、ウエハの反りを数十μｍ程度まで低減させ得るが、この場合でも結晶成長用基板の除去後にはウエハの反りがｍｍ程度になる。
【００２５】
（２）  窒化物系半導体積層構造に溝を形成することによって、その半導体積層構造が保持基板に及ぼす応力を低減させることが可能となり、その結果として結晶成長用基板の除去後においてもウエハの反りを数百μｍ程度まで低減させることができる。
【００２６】
すなわち、メッキを利用して形成される保持基板を採用するためには、結晶成長用基板の除去前に窒化物系半導体積層構造の応力を低減させるか、または結晶成長用基板除去後の窒化物系半導体積層構造の応力を何らかの部材で一旦受け止めた後にその半導体積層構造の応力を低減させる手法が必要不可欠である。
【００２７】
（３）  さらに、（２）の場合よりも安定したウエハをプロセスに供するためには、ウエハの反りをさらに低減させるかまたは補正する方法が必要になる。
【００２８】
本発明者による検討結果として判明した上記事項（１）〜（３）に鑑み、本発明は以下の手法を利用する。
【００２９】
（ｉ）  結晶成長用基板除去後の窒化物系半導体積層構造の応力をサポート部材によって一旦受け止め、これによってウエハ反りを低減させる手法を用いる。
【００３０】
（ii）  ウエハの反りの影響をサポート部材によって抑制した状態でプロセスにウエハを供することによって、より安定したプロセスが可能となる。
【００３１】
（iii）  プロセス中において、結晶成長用基板を除去して露出されるｎ型窒化物系半導体層側から窒化物系半導体積層構造内へエッチングにて溝を形成する。この溝によって、窒化物系半導体積層構造の応力を低減させることが可能となり、サポート部材を除去した後のウエハの反りを低減させることができる。
【００３２】
（iv）  サポート部材の除去は、ウエハのチップ分割の直前に行なう。サポート部材の除去によってウエハは若干反るが、窒化物系半導体積層構造に溝が形成されていない場合に比べて反りが大幅に低減されるので、チップ分割時のダイシングシートへのウエハの貼り付けおよびチップ分割を容易に行なうことができる。
【００３３】
（実施形態１）
図１の模式的断面図は、本発明の実施形態１による窒化物系半導体発光素子を示している。この窒化物系半導体発光素子は、保持基板１０下に、ｐ型用オーミック電極２０、ｐ型窒化物系半導体コンタクト層３１、ｐ型窒化物系半導体層３２、窒化物系半導体活性層３３、およびｎ型窒化物系半導体層３４が順次積層されている。すなわち、これらの窒化物系半導体層３１−３４が窒化物系半導体積層構造３０を構成している。ｎ型窒化物系半導体層３４はその表面の少なくとも一部に凹凸３４ａを含み、その表面上にｎ型用オーミック電極４０が形成されている。
【００３４】
保持基板１０は、その下面側のバリア膜１を含むとともに、このバリア膜１上に形成された正電極としての金属層領域２とその側面を覆う樹脂層領域３とを含んでいる。なお、金属層領域２の平面形状は特に制限されず、例えば円形状、楕円形状、多角形状などであり得る。
【００３５】
図１の窒化物系半導体発光素子は、図２から図１４の模式的断面図において図解されているプロセスを経て製造され得る。
【００３６】
図２において、ＭＯＣＶＤ(有機金属気相堆積)法を用いて、結晶成長用基板としてのサファイア基板５０上に、バッファ層５１、ｎ型窒化物系半導体層３４、窒化物系半導体ＭＱＷ（多重量子井戸）活性層３３、ｐ型窒化物系半導体層３２、ｐ型窒化物系半導体コンタクト層３１を順次積層したウエハが作製される。なお、図２から図１３はウエハ内における一つの発光素子作製領域のみを示しているが、実際にウエハは２次元的に連続して広がる複数の発光素子作製領域を含んでいる。
【００３７】
図３において、窒化物系半導体積層構造３０が形成されたウエハがＭＯＣＶＤ装置から取出され、ｐ型半導体コンタクト層３１上にｐ型用オーミック電極２０が形成される。このオーミック電極２０は、フォトマスクを用いたエッチングによってパターニングされている。なお、ｐ型用オーミック電極２０として例えばＰｄ層（厚さ１．５ｎｍ）、Ａｇ層（厚さ３００ｎｍ）およびＮｉ層（厚さ１００ｎｍ）を順次積層することができるが、これらの層の材料および厚さはこれらの例に限定されない。例えば、Ｐｄ層の代わりにＮｉ層、Ｐｔ層などを用いることができ、またＡｇ層の代わりにＡｇ−Ｎｄ層、ＡＰＣ（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）層などを用いることができる。
【００３８】
図４において、ｐ型半導体コンタクト層３１およびｐ型用オーミック電極２０を覆うように、バリア膜１が形成される。なお、バリア膜１は例えば拡散防止層としてのＴｉ層（厚さ２００ｎｍ）とメッキ用シード層としてのＣｕ層（厚さ３００ｎｍ）を順次積層して形成することができるが、これらの層の材料および厚さはこれらの例に限定されない。例えば、Ｔｉ層の代わりにＴｉＮ層、ＴｉＷ層、ＴａＮ層などを適用することも可能であり、Ｃｕ層の代わりにＡｕ層などを適用することも可能である。
【００３９】
図５において、バリア膜１上にフォトマスク層６０がパターンニングされる。そして、フォトマスク層６０の開口領域に露出されたバリア膜１上に、金属層領域２が電解メッキによって形成される。この際に、バリア膜１に含まれるＣｕ層がメッキ用シード層として作用する。金属層領域２は例えばＣｕメッキ層であり得るが、これに限定されず、Ａｕメッキ層やＡｇメッキ層などであってもよい。
【００４０】
フォトマスク層６０の厚さは、電解メッキで形成される金属層領域２の厚さに比べて大きいことが望ましい。例えば、金属層領域２の厚さを１００μｍにする場合、フォトマスク層６０は１００μｍより厚いことが望ましい。メッキプロセスで一般的に使われる手法にしたがって、フォトマスク材料として厚膜用の液状レジストやドライフイルムなどを用いることができる。フォトマスク層６０のパターン化後において、マスク開口部のスカム除去を行なうことによって、メッキ層２の均一性や密着力を向上させることができる。このスカム除去についても、メッキプロセスで一般的に使われる手法を利用することができる。
【００４１】
電解メッキによって金属層領域２を形成する際には、ウエハが電解メッキ浴に浸漬される。この浸漬時間は特に限定されず、金属層領域２に要求される性質や厚さの均一性などに応じて適宜選択され、例えば３０〜１８０分間程度であり得る。より具体的には、例えば１００μｍ厚の金属層領域２を形成する場合には、浸漬時間は９０分間程度に設定され得る。
【００４２】
金属層領域２は、複数種類の金属層を含んで形成されてもよい。例えば、金属層領域２が酸化しやすいＣｕなどの金属層を含む場合、Ｃｕ層のメッキの後に引き続いて例えばＡｕ層またはＮｉ層とＡｕ層との積層をメッキしてもよい。金属層領域２の最外表面が酸化しにくい物質で形成されることによって、その信頼性が向上することとなる。この場合の酸化防止層の厚に特に限定はないが、酸化防止の目的としての厚さは１μｍ以下で十分である。
【００４３】
なお、金属層領域２の形成方法は電解メッキに限られず、無電解メッキ、蒸着、スパッタ、印刷などの他の方法を用いることもできる。また、金属層領域２の形成後、この金属層領域２の外側において、多層バリア膜１の最上層のメッキ用シード層をエッチングで除去しておくてもよい。ここで、多層バリア膜１中のシード層と金属層領域２とが同一金属種である場合、シード層をエッチング除去する際に同じ厚さだけ金属層領域２もエッチングされるので、そのエッチング後の金属層領域２の厚さが保持基板１０の厚さになるように調整される。
【００４４】
図６において、剥離液を用いてフォトマスク層６０が除去された後に、バリア膜１および金属層領域２を覆うように樹脂層３ａが形成される。樹脂層３ａはエポキシ樹脂などを使用して形成することができ、エポキシ樹脂は例えば印刷法によるコーティング後に熱硬化され得る。樹脂層３ａの厚さは、金属層領域２の厚さ以上であることが望ましい。例えば、金属層領域２の厚さが１００μｍである場合、樹脂層３ａの厚さは１５０μｍ以上であることが好ましく、本実施形態では２００μｍに設定される。
【００４５】
図７において、樹脂層３ａは金属層領域２が露出するまで研削または研磨され、樹脂層領域３に加工される。これによって、保持基板１０の形成が完了する。
【００４６】
図８において、金属層領域２および樹脂層領域３上に、サポート部材７０が貼り付けられる。このサポート部材７０は、粘着シート７１と支持基板７２を含んでいる。本実施形態では粘着シートとして１７０℃タイプの熱発泡シートが使用されるが、以後のプロセス温度より高い温度タイプの他の熱発泡シートを用いることもできる。また、支持基板７２としてはサファイア基板が用いられ得るが、一般的に使用されるＳｉ基板、ＧａＡｓ基板などの他の基板を使用してもよい。
【００４７】
図９において、結晶成長用サファイア基板５０を除去し、ｎ型窒化物系半導体層３４の表面を露出させる。具体的には、まずレーザ剥離によってサファイア基板５０を除去した後、残存するバッファ層５１上のＧａ残滓を塩酸系ウエットエッチングなどにより除去し、ついでドライエッチングによってｎ型窒化物系半導体層３４の表面を露出させる。
【００４８】
図１０において、ｎ型窒化物系半導体層３４の表面上に例えば厚さ１０μｍのレジストマスクパターン（図示せず）を形成後、ドライエッチングによって窒化物系半導体積層構造３０に溝３６を形成する。この溝３６を形成することによって、サポート部材７０を除去した後のウエハの反りを低減させることができる。ドライエッチングで溝３６を形成した後には、剥離液によってレジストパターンが除去される。
【００４９】
図１１において、ｎ型窒化物系半導体層３４の表面上に例えば厚さ１０μｍのレジストマスクパターン（図示せず）を形成し、ドライエッチングによって表面凹凸構造３４ａを形成する。本実施形態ではこの表面凹凸構造３４ａにおける高低差が１μｍに設定されるが、この高低差の値に限定されない。ドライエッチングで表面凹凸構造３４ａを形成した後には、剥離液によってレジストパターンが除去される。なお、表面凹凸構造３４ａは、ＫＯＨなどを利用するウエットエッチングで形成されてもよい。
【００５０】
図１２において、表面凹凸構造３４ａ上の部分的領域にｎ型用オーミック電極４０が形成される。ｎ型用オーミック電極４０として例えばＨｆ層（厚さ５ｎｍ）およびＡｌ層（厚さ９００ｎｍ）を順次積層し得るが、これらの層の材料および厚さはこれらの例に限定されない。
【００５１】
図１３において、ウエハからサポート部材７０が除去される。具体的には、粘着シート７１の発泡開始温度以上の加熱によってサポート部材７０が除去され得るので、ホットプレート上にウエハを置いて１７０℃に加熱することでサポート部材７０が除去された。
【００５２】
図１４において、サポート部材７０の除去後に、ウエハのｎ型窒化物系半導体層３４側にダイシングシート９０を貼り付け、図中の矢印で示されているように、樹脂層領域３内におけるダイシングまたはレーザスクライブによってチップ分割を行なう。金属層領域２内でチップ分割すれば、金属層領域２の分割側面が露出されて保護されない状態になるので、金属層領域２の劣化の原因となる。また、発光素子チップ当たりの金属層領域２の総面積が減少して、発光素子チップの放熱性が低下するおそれが生じる。
【００５３】
（実施形態２）
図１５の模式的断面図は、本発明の実施形態２による窒化物系半導体発光素子の製造プロセスの一段階を示している。本実施形態２における図１５のプロセス段階は、実施形態１の図５のプロセス段階に対応している。
【００５４】
しかし、図５のウエハは一つの発光素子領域当りに一つの金属層領域２を含んでいるのに比べて、本実施形態２による図１５のウエハは一つの発光素子領域当りに複数の金属層領域２ａを含んでいることにおいて異なっている。すなわち、図１５においては、レジスト層６０ａが一つの発光素子領域内に複数の開口を含んでおり、それらの開口内に金属層領域２ａが形成される。図１５のウエハは、その後に実施形態１の場合と同様のプロセスを経て、複数の発光素子チップに加工される。
【００５５】
（実施形態３）
図１６と図１７の模式的断面図は、本発明の実施形態３による窒化物系半導体発光素子の製造プロセスの中途段階を示している。本実施形態３においても、実施形態１の図３に示されているウエハが形成される。
【００５６】
図１６は、本実施形態３に関して、図３に続くプロセス段階を示している。このプロセス段階においては、ｐ型半導体コンタクト層３１とｐ型オーミック電極２０とを覆うように絶縁膜４が１μｍの厚さに形成される。その後、フォトマスク（図示せず）を利用するエッチングによって、ｐ型オーミック電極２０上の領域において絶縁膜４が部分的に除去される。もちろん、そのフォトマスクは、エッチング終了後に除去される。こうして、図１６のウエハが得られる。なお、絶縁膜４はＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳＯＧ（スピン・オン・グラス）、ポリイミドなどの単層膜またはこれらの積層膜で形成することができ、絶縁膜４の厚さは１μｍに限定さずに０．５〜５μｍの範囲内で選択され得る。
【００５７】
図１７においては、ｐ型オーミック電極２０と絶縁膜４とを覆うように、バリア膜１ａが形成される。このバリア膜１ａは、図４におけるバリア膜１と同様に形成され得る。
【００５８】
本実施形態３における図１７のウエハも、実施形態１の図５以後と同様のプロセスを経て、複数の発光素子チップに加工される。
【００５９】
なお、本実施形態３における絶縁膜４は、バリア膜１ａと同様にバリア効果を発揮し得るとともに、図１０に示されているような溝３６をエッチングで形成する際のエッチングストップ層としての効果をも発揮し得る。
【００６０】
（実施形態４）
図１８と図１９の模式的断面図は、本発明の実施形態４による窒化物系半導体発光素子の製造プロセスの中途段階を示している。本実施形態４においても、実施形態１の図２に示されているウエハが形成される。
【００６１】
図１８は、本実施形態４に関して、図２に続くプロセス段階を示している。このプロセス段階においては、ｐ型半導体コンタクト層３１上にフォトマスク８１が形成され、半導体積層構造３０の残厚が０．５μｍになるように溝８２がエッチングによって形成される。しかし、半導体積層構造３０のうちで溝８２の底部に残る厚さは０．５μｍに限定されず、０．５〜５μｍの範囲内で選択され得る。
【００６２】
本実施形態４における溝８２は、図９と同様の後のプロセス段階でサポート部材７０を貼り付けた状態で結晶成長用基板５０を除去する際に、窒化物系半導体積層構造３０の応力によるクラックの発生を抑制するように作用し得る。なお、溝８２の平面位置は、図１０と同様の後のプロセス段階で形成される溝３６に一致すように形成されることが望ましい。
【００６３】
図１９においては、フォトマスク８１を除去した後に、溝８２が透光性絶縁膜８３によって埋込まれる。ここで、透光性絶縁膜８２は、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳＯＧ（スピン・オン・グラス）、ポリイミドなどの単層膜またはこれらの積層膜で形成することがでる。溝８２が透光性絶縁膜８３によって埋込まれる理由は、窒化物系半導体積層構造３０のｐｎ接合の保護とその側面からの光取出し効率の低下防止のためである。仮に溝８２を透光性絶縁膜８３で埋込むことなくその後のプロセス段階に進めば、オーミック電極２０、バリア膜１、第１金属層２領域などの材料が溝８２内に堆積して不都合を生じるからである。
【００６４】
本実施形態４における図１９のウエハも、実施形態１の図３以後と同様のプロセスを経て、複数の発光素子チップに加工される。
【００６５】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明によれば、窒化物系半導体積層構造の一方側に正電極を有しかつ他方側に負電極を有する窒化物系半導体発光素子において、その素子の特性および製造方法を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態による窒化系半導体発光素子を示す模式的断面図である。
【図２】図１の窒化系半導体発光素子の製造プロセスにおける一段階を示す模式的断面図である。
【図３】図２に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図４】図３に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図５】図４に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図６】図５に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図７】図６に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図８】図７に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図９】図８に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図１０】図９に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図１１】図１０に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図１２】図１１に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図１３】図１２に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図１４】図１３に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による窒化系半導体発光素子の製造プロセスにおける一段階を示す模式的断面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態による窒化系半導体発光素子の製造プロセスにおける一段階を示す模式的断面図である。
【図１７】図１６に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施形態による窒化系半導体発光素子の製造プロセスにおける一段階を示す模式的断面図である。
【図１９】図１８に続くプロセス段階を示す模式的断面図である。
【図２０】特許文献１による窒化物系半導体発光素子を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１、１ａ  バリア膜、２、２ａ  金属層領域、３  樹脂層領域、３ａ  樹脂層、４  絶縁膜、１０  保持基板、２０  ｐ型オーミック電極、３０  窒化物系半導体積層構造、３１  ｐ型窒化物系半導体コンタクト層、３２  ｐ型窒化物系半導体層、３３  活性層、３４  ｎ型窒化物系半導体層、３４ａ  表面凹凸、３６  溝、４０  ｎ型用オーミック電極、５０  結晶成長用基板、５１  バッファ層、６０、６０ａ  フォトレジストマスク、７０  サポート部材、７１  粘着シート、７２  支持基板、８１  フォトマスク、８２  溝、８３  絶縁膜、９０  ダイシングシート、２００  ｎ型窒化物系半導体層、２０１  ｐ型窒化物系半導体層、２０２  第１金属層、２０５  第２金属層、２０６  樹脂領域、２１０  保持基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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