(57)【要約】順にｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を、ならびに必要によりｐ型ＧａＮ層を含み、さらに該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を、そして該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｐ電極を、当該駆動電流が各層内を各境界面に対して実質的に法線方向に流れるように形成させたことを特徴とする窒化物系深紫外発光素子及びその製造方法を開示する。本発明による窒化物系深紫外発光素子は、縦型電極構造を有することにより、素子抵抗が大幅に下がり、また発光素子の小型化に有利である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
順にｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層を、ならびに必要によりｐ型ＧａＮ層を含み、さらに該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を、そして該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｐ電極を、当該駆動電流が各層内を各境界面に対して実質的に法線方向に流れるように形成させたことを特徴とする窒化物系深紫外発光素子。
【請求項２】
ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する、請求の範囲第１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項３】
当該放出光が、前記ｎ電極及び前記ｐ電極のいずれか一方又は両方の側から取り出される、請求の範囲第１項又は第２項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項４】
当該放出光が、前記ｎ電極及び前記ｐ電極のいずれか一方と素子の側方から又は両方の側の電極と素子の側方から取り出される、請求の範囲第１項又は第２項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項５】
前記ｎ電極又は前記ｐ電極が光反射性であることにより、当該放出光が前記ｐ電極又は前記ｎ電極の側から取り出される、請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項６】
前記ｎ電極又は前記ｐ電極が光反射性であることにより、当該放出光が前記ｐ電極側と素子の側方から又は前記ｎ電極側と素子の側方から取り出される、請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項７】
前記ｎ電極及び前記ｐ電極の両方が光反射性であることにより、当該放出光が素子の側方から取り出される、請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項８】
前記ｐ電極と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との間にｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層をさらに含む、請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項９】
前記ｎ電極と前記ｎ型ＡｌＧａＮ層との間にｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層をさらに含む、請求の範囲第１項〜第８項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項１０】
前記ｎ電極に張り合わされた導電性支持体をさらに含む、請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項１１】
前記ｐ電極に張り合わされた導電性支持体をさらに含む、請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項１２】
サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１３】
サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１４】
サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１５】
サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１６】
サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１７】
サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１８】
サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１９】
サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２０】
サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２１】
サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２２】
サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２３】
サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外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、新規な構造を有する窒化物系深紫外発光素子とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外光源は、照明、ディスプレイ、蛍光分析、光触媒化学、高分解能光学機器等の多様な応用分野を有している。紫外光源用発光素子として窒化物半導体が知られており、とりわけ直接遷移型のワイドギャップ窒化物半導体で、波長２００〜３５０ｎｍの深紫外発光が可能な窒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＮ）に注目が集まっている。
従来の窒化物系深紫外発光素子１の層構造の典型例を図１に示す。図１において、窒化物系深紫外発光素子１は、サファイア基板１０上にＧａＮバッファ層２０、ｎ型ＡｌＧａＮ層３０、窒化物系量子井戸活性層４０、ｐ型ＡｌＧａＮ層５０および必要によりｐ型ＧａＮ層６０を順次積層させ、ｎ電極８０をｐ電極７０の側方に位置させた横型電極構造を採用している。ＡｌＧａＮ系半導体層は、バルク基板の作製が非常に困難であるため、通常はサファイア基板上へのヘテロエピタキシャル成長により形成される。また、窒化物系深紫外発光素子の場合、ｐ型ＧａＮ層６０を設けたときにはこれが紫外光を吸収するためｐ電極７０側から光を取り出すことができず、基板１０側から光を取り出さなければならない（図１中、矢印９０）点でもサファイア基板１０が有用である。ここでサファイア基板１０には導電性がないため、従来の窒化物系深紫外発光素子は、図１に示したように、ｎ電極８０がｐ電極７０の側方に位置する横型電極構造を採用している。このような横型電極構造を有する窒化物系深紫外発光素子は、特開平１１−３０７８１１号公報に記載されている。
【発明の開示】
【０００３】
ところで、図１のような横型電極構造には、電流がｎ型ＡｌＧａＮ層３０中を横方向に流れなければならないため、素子抵抗が高くなるという問題がある。素子抵抗が高くなると動作時の自己発熱量が増大し、キャリアの注入効率への悪影響も懸念される。また、この問題は高出力動作時には一層顕著となる。さらに、横型電極構造はチップサイズを小型化する際にも不利である。
そこで、本発明は、素子抵抗を大幅に下げることで駆動効率を高め、また発熱を抑えて高出力動作を可能とし、さらにはチップサイズの小型化に有利となる窒化物系深紫外発光素子を提供することを目的とする。
本発明によると、順にｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を、ならびに必要によりｐ型ＧａＮ層を含み、さらに該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を、そして該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｐ電極を、当該駆動電流が各層内を各境界面に対して実質的に法線方向に流れるように形成させたことを特徴とする窒化物系深紫外発光素子が提供される。
また本発明によると、サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
また本発明によると、サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
また本発明によると、サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、必要により導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
さらに本発明によると、サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで必要により第１の接着剤を介して該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに必要により第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および使用した場合には該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層または該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする窒化物系深紫外発光素子の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、従来の横型電極構造を有する窒化物系深紫外発光素子の層構造を示す略横断面図であり、
図２は、本発明による縦型電極構造を有する窒化物系深紫外発光素子の層構造を示す略横断面図であり、
図３は、本発明による窒化物系深紫外発光素子の光の取出方向を示す略横断面図であり、
図４は、本発明の別態様による窒化物系深紫外発光素子の層構造を示す略横断面図であり、
図５は、さらに導電性支持体をｎ電極側に張り合わせた本発明の別態様による窒化物系深紫外発光素子の層構造を示す略横断面図であり、
図６は、さらに導電性支持体をｐ電極側に張り合わせた本発明の別態様による窒化物系深紫外発光素子の層構造を示す略横断面図であり、
図７は、本発明による窒化物系深紫外発光素子の製造手順の一態様を示す略横断面図であり、
図８は、本発明による窒化物系深紫外発光素子の製造手順の別態様を示す略横断面図であり、
図９は、本発明による窒化物系深紫外発光素子の製造手順の別態様を示す略横断面図であり、
図１０は、本発明による窒化物系深紫外発光素子の製造手順の別態様を示す略横断面図であり、
図１１は、例１においてサファイア基板を除去した後の層構造の横断面を示す図面に代わる顕微鏡写真であり、
図１２は、例１において得られた発光素子の発光スペクトルを示すグラフであり、
図１３は、例２における結晶品質向上層の横断面を示す図面に代わる顕微鏡写真であり、
図１４は、例３においてサファイア基板およびＡｌＮバッファ層を除去した後の層構造の横断面を示す図面に代わる顕微鏡写真であり、
図１５は、例５において作製した層構造の横断面を示す図面に代わる顕微鏡写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図２に、本発明による窒化物系深紫外発光素子１００の好適例を示す。本発明による深紫外発光素子１００は、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０、窒化物系量子井戸活性層１３０およびｐ型ＡｌＧａＮ層１４０を、ならびに必要によりｐ型ＧａＮ層１５０を順次積層させ、さらに該ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の少なくとも一部にｎ電極１１０を形成させ、かつ、該ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０（または使用した場合にはｐ型ＧａＮ層１５０）の表面の少なくとも一部にｐ電極１６０を形成させた構造を有する。本発明による深紫外発光素子１００は、ｎ電極１１０とｐ電極１６０とが上下に位置する縦型電極構造となっているため、両電極間の素子抵抗が、従来の横型電極構造をとる深紫外発光構造体と比較して劇的に、例えば１００分の１程度にまで、低下する。
ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の材料としては、後述する窒化物系量子井戸活性層１３０の材料よりもバンドギャップが大きくなるように設計されたｎ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体が使用される。このようなｎ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体の設計は、当業者であれば適宜行うことができる。ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の材料の好適例として、Ａｌ組成が３０原子％（Ｇａ組成は７０原子％）程度のｎ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体が挙げられる。このｎ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体にドープされるｎ型ドーパントとしては、例えばシラン、テトラエチルシリコン等のＳｉ源が挙げられる。ｎ型ドーパントは、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０のキャリア濃度が２〜３×１０１８ｃｍ−２程度になるような量でドープすればよい。ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の厚さは、一般に１〜２μｍの範囲内とすればよい。
窒化物系量子井戸活性層１３０の材料としては、波長２００〜３５０ｎｍの深紫外発光が可能ないずれの窒化物系化合物半導体でも使用することができる。また、量子井戸活性層１３０の材料は、上記ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の材料および後述するｐ型ＡｌＧａＮ層１４０の材料よりもバンドギャップが小さくなるように設計される。量子井戸活性層１３０は単一量子井戸（ＳＱＷ）構造であっても多重量子井戸（ＭＱＷ）構造であってもよい。量子井戸活性層１３０の好適例として、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ／ＡｌｙＧａ１−ｙＮ系量子井戸活性層（ｘ＝０．１５、ｙ＝０．２０）であって、膜厚がそれぞれ３ｎｍ／８ｎｍであるものを３〜５周期形成させたＭＱＷ構造が挙げられる。あるいは、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ／ＡｌｙＧａ１−ｙＮ系量子井戸活性層にインジウム（Ｉｎ）を添加したＩｎｘ１Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ１−ｘ２Ｎ／Ｉｎｙ１Ａｌｙ２Ｇａ１−ｙ１−ｙ２Ｎ系量子井戸活性層を用いてもよい。ここで、各々の組成ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２は、Ｉｎｘ１Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ１−ｘ２ＮのバンドギャップがＩｎｙ１Ａｌｙ２Ｇａ１−ｙ１−ｙ２Ｎのバンドギャップより小さくなるように設計され、そのような設計自体は、当業者であれば適宜行うことができる。
ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０の材料としては、上記窒化物系量子井戸活性層１３０の材料よりもバンドギャップが大きくなるように設計されたｐ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体が使用される。このようなｐ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体の設計は、当業者であれば適宜行うことができる。ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０の材料の好適例として、Ａｌ組成が２４〜３０原子％（Ｇａ組成は７０〜７６原子％）程度のｐ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体が挙げられる。このｐ型ＡｌＧａＮ系化合物半導体にドープされるｐ型ドーパントとしては、例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム等のＭｇ源が挙げられる。ｐ型ドーパントは、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０のキャリア濃度が１×１０１７ｃｍ−２程度になるような量でドープすればよい。ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０の厚さは、一般に１０〜１００ｎｍの範囲内とすればよい。
必要に応じて、後述するｐ電極１６０との接触抵抗を下げるため、ｐ型ＧａＮ層１５０が積層されてもよい。さらには、ｐ型ＧａＮの他、上記ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０を構成するｐ型ＡｌＧａＮよりもバンドギャップが小さくなるように設計されたｐ型ＡｌＧａＮを使用してもよい。ｐ型ＧａＮ系化合物半導体にドープされるｐ型ドーパントとしては、例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム等のＭｇ源が挙げられる。ｐ型ドーパントは、ｐ型ＧａＮ層１５０のキャリア濃度が５×１０１７ｃｍ−２程度になるような量でドープすればよい。ｐ型ＧａＮ層１５０の厚さは、一般に１０〜２００ｎｍの範囲内とすればよい。
本発明による深紫外発光素子１００は、上記ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の少なくとも一部に形成させたｎ電極１１０を含む。放出された深紫外光をｎ電極１１０側から取り出す場合（図２中、矢印１９０）、ｎ電極１１０は当該放出光に対して透過性であることが好ましい。このような透光性ｎ電極１１０を使用する場合、ｎ電極１１０でｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の全面を被覆することができる。透光性ｎ電極１１０の材料の好適例として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＧａ２Ｏ４等が挙げられる。また、透光性ｎ電極１１０として、当該放出光を透過せしめるに十分な薄さの金属膜、例えば、厚さ３０ｎｍ以下の極薄金属膜を使用してもよい。ｎ電極１１０が当該放出光に対して透過性でない場合には、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の一部のみにｎ電極１１０を形成させることにより、同様に深紫外光をｎ電極１１０側から取り出すことができる。例えば、ｎ電極１１０の形状を櫛形又はメッシュ状にし、その隙間から光を取り出すことができる。非透光性ｎ電極１１０の材料の好適例として、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ等が挙げられる。ｎ電極１１０の厚さは、一般に２０〜３０００ｎｍの範囲内とすればよい。
本発明による深紫外発光素子は、上記ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０（または使用した場合にはｐ型ＧａＮ層１５０）の表面の少なくとも一部に形成させたｐ電極１６０を含む。ｐ型ＧａＮ層１５０を使用せず、放出された深紫外光をｐ電極１６０側から取り出す場合には、ｐ電極１６０は当該放出光に対して透過性であることが好ましい。放出光をｎ電極１１０側から取り出す場合には、ｐ電極１６０の透光性は問題とならず、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０またはｐ型ＧａＮ層１５０へ正孔を注入することができるものであればｐ電極１６０の材料に特に制限はない。ｐ電極１６０の材料の好適例として、Ｎｉ／Ａｕ、Ｐｔ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｐｄ／Ａｇ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／ＩＴＯ、Ｐｄ／Ｒｅ、Ｎｉ／ＺｎＯ，Ｎｉ（Ｍｇ）／Ａｕ、Ｎｉ（Ｌａ）／Ａｕ等が挙げられる。ｐ電極１６０の厚さは、一般に２０〜３０００ｎｍの範囲内とすればよい。
図３を参照し、本発明による深紫外発光素子からの光の取出方向について更に説明する。図３（Ａ）に、ｎ電極１１０側から光を取り出す態様を示す。この場合、ｎ電極１１０は、上述したように、当該放出光に対して透過性であるか、又は当該放出光に対して透過性でない場合には、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の一部のみにｎ電極１１０を形成させたものであることができる。図３（Ｂ）に、ｐ電極１６０側から光を取り出す態様を示す。この場合、ｐ電極１６０は、上述したように、当該放出光に対して透過性であるか、又は当該放出光に対して透過性でない場合には、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０の表面の一部のみにｐ電極１６０を形成させたものであることができる。なお、図示していないが、図３（Ａ）と図３（Ｂ）を組み合わせた態様として、ｎ電極１１０とｐ電極１６０の両側から光を取り出す態様も考えられる。図３（Ｃ）に、ｎ電極１１０で反射された光をｐ電極１６０側から取り出す態様を示す。この場合、ｎ電極１１０としては、光の反射を可能にする電極、例えば、Ｎｉ／Ａｇ、Ｎｉ／Ａｇ／Ａｕ、Ａｌ／Ａｕ等の金属多層膜、誘電体多層膜（ブラッグ反射鏡）と金属電極の組合せ等を使用すればよい。ｐ電極１６０は、図３（Ｂ）の態様と同様に、当該放出光に対して透過性であるか、又は当該放出光に対して透過性でない場合には、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０の表面の一部のみにｐ電極１６０を形成させたものであることができる。図３（Ｄ）に、ｐ電極１６０で反射された光をｎ電極１１０側から取り出す態様を示す。この場合、ｐ電極１６０としては、図３（Ｃ）におけるｎ電極１１０と同様、光の反射を可能にする電極を使用すればよい。図３（Ｅ）に、深紫外発光素子の側方から光を取り出す態様を示す。この場合、ｎ電極１１０とｐ電極１６０を共に上述したように光反射性にすることにより、深紫外発光素子の側方から強い深紫外光を取り出すことができる。
図４に、本発明の別態様による窒化物系深紫外発光素子の層構造を示す。図４（Ａ）は、本発明による深紫外発光素子の基本構造を示すものである。図４（Ｂ）に、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０とｐ電極１６０の間にｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１５５を設けた態様を示す。ｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１５５を設けることにより、ｐ電極１６０との接触抵抗を下げることができる。ｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１５５の材料としては、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０のＡｌ組成より低いＡｌ組成を有するｐ型ＡｌＧａＮを使用することができる。すなわち、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０の組成をＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ｎで表した場合、ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ｎ（０≦ｙ＜ｘ）で表されるｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１５５を使用することができる。また、ｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１５５の材料としては、ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ｎ／ＡｌｚＧａ（１−ｚ）Ｎ系超格子材料を使用することもできる。ここで、ｚは０≦ｚであり、ｘ、ｙ、ｚ間はｚ＜ｙ＜ｘの関係を満たす。このような超格子材料については、例えば、「Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｎｉｔｒｉｄｅ  ｓｈｏｒｔ−ｐｅｒｉｏｄ  ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅｓ  ｄｏｐｅｄ  ｗｉｔｈ  ｍａｇｎｅｓｉｕｍ」と題する論文（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌｕｍｅ７４，Ｉｓｓｕｅ１４，ｐｐ．２０２３−２０２５，Ａｐｒｉｌ  ５，１９９９）に詳しく記載されている。図４（Ｃ）に、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０とｎ電極１１０の間にｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１１５を設けた態様を示す。ｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１１５を設けることにより、ｎ電極１１０との接触抵抗を下げることができる。ｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１１５の材料としては、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０のＡｌ組成より低いＡｌ組成を有するｎ型ＡｌＧａＮを使用することができる。すなわち、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の組成をＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ｎで表した場合、ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ｎ（ｙ＜ｘ）で表されるｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１１５を使用することができる。また、ｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１１５の材料としては、ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ｎ／ＡｌｚＧａ（１−ｚ）Ｎ系超格子材料を使用することもできる。ここで、ｚは０≦ｚであり、ｘ、ｙ、ｚ間はｚ＜ｙ＜ｘの関係を満たす。図４（Ｄ）に、図４（Ｂ）と図４（Ｃ）を組み合わせた態様、すなわち、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０とｐ電極１６０の間にｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１５５を設け、かつ、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０とｎ電極１１０の間にｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１１５を設けた態様を示す。ｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１５５とｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層１１５を設けることにより、ｐ電極１６０及びｎ電極１１０との接触抵抗を下げることができる。
図５に、本発明による窒化物系深紫外発光素子のｎ電極１１０側に導電性支持体１８０を張り合わせた例を示す。導電性支持体１８０は、サファイア基板除去後に発光素子を支持する役割を担うと共に、ｎ電極１１０への電流注入機能をも有する。導電性支持体１８０の材料としては、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ／Ｎｉ等およびそれらの合金が挙げられる。導電性支持体１８０の厚さは、一般に５０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。導電性接着剤１７０を使用する場合、例えばＡｕ／Ｇｅ系半田を厚さ０．５〜１００μｍ程度で使用することができる。導電性接着剤１７０を使用しないで、ｎ電極１１０の上に直接導電性支持体１８０を配置して加熱処理することによりｎ電極１１０に導電性支持体１８０を接合させることもできる。図５（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ図４（Ａ）〜（Ｄ）に示した各態様に対応する。本発明による深紫外発光素子のｎ電極１１０側に導電性支持体１８０を張り合わせたことにより、ｐ型およびｎ型半導体に対する電極ともに、それぞれ良好な条件で形成することができる。具体的には、一般に高い温度を必要とするｎ型半導体層に対する電極の形成を高温で行った後に、ｐ型電極をそれ以下の最適温度で形成できるため、低い接触抵抗を持つ素子を容易に実現することができる。
図６に、本発明による窒化物系深紫外発光素子のｐ電極１６０側に導電性支持体１８０を張り合わせた例を示す。導電性支持体１８０の役割、材料、厚さは、図５に示したものについて説明したとおりである。また、導電性接着剤１７０を使用する場合も、同様にＡｕ／Ｇｅ系半田を厚さ０．５〜１００μｍ程度で使用することができる。さらに、導電性接着剤１７０を使用しないで、ｐ電極１６０の上に直接導電性支持体１８０を配置して加熱処理することによりｐ電極１６０に導電性支持体１８０を接合させることもできる。図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ図４（Ａ）〜（Ｄ）に示した各態様に対応する。本発明による深紫外発光素子のｐ電極１６０側に導電性支持体１８０を張り合わせたことにより、一般にｎ型半導体よりも高い比接触抵抗率を有するｐ型半導体の接触面積を最大限に用いることが可能であるため、ｐ型の接触抵抗を下げることが可能である。
以下、上述した本発明による深紫外発光素子の製造方法を説明する。図７に、本発明による製造方法の第１態様を示す。第１態様によると、図７（Ａ）に示したように、典型的にはサファイア基板１０上に、ＧａＮバッファ層２００、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０、窒化物系量子井戸活性層１３０、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０および必要によりｐ型ＧａＮ層１５０を順次積層させる。ここで、ＧａＮバッファ層２００は、サファイア基板１０とＧａＮバッファ層２００の上に成長させるｎ型ＡｌＧａＮ層１２０、及びそれに引き続いて成長させる各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することの他、後述のレーザー照射により融解除去されることを目的として設けられる。このＧａＮバッファ層２００の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＧａＮバッファ層２００は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数μｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板１０上に形成された厚膜ＧａＮテンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。各層の積層には、当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法、例えば有機金属気相体積法（ＭＯＣＶＤ法）を採用することができる。また、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。なお、サファイア基板の代わりにＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、ＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板等を用いることもできる。
次いで、図７（Ｂ）に示したように、ｐ型ＧａＮ層１５０（ｐ型ＧａＮ層を使用しない場合にはｐ型ＡｌＧａＮ層１４０）の上にｐ電極１６０を形成させた後、必要により導電性接着剤１７０を介してｐ電極１６０の上に導電性支持体１８０を接合させる。ｐ電極１６０の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。導電性支持体１８０は、サファイア基板１０除去後に発光素子を支持する役割を担うと共に、ｐ電極１６０への電流注入機能をも有する。導電性支持体１８０の材料としては、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ／Ｎｉ等が挙げられる。導電性支持体１８０の厚さは、一般に５０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。導電性接着剤１７０を使用する場合、例えばＡｕ／Ｇｅ系半田を厚さ０．５〜１００μｍ程度で使用することができる。導電性接着剤を使用しないで、ｐ電極１６０の上に直接導電性支持体１８０を配置して加熱処理することによりｐ電極１６０に導電性支持体１８０を接合させることもできる。
次いで、図７（Ｃ）に示したように、該サファイア基板１０側から所定の波長を有するレーザー３００を照射することにより該ＧａＮバッファ層２００を融解させることができる。レーザー３００としては、例えばＮｄ−ＹＡＧレーザーの第３高調波（３５５ｎｍ）または第４高調波（２６６ｎｍ）を使用すればよい。このようなレーザーをサファイア基板１０側から照射することによりＧａＮバッファ層２００が融解し、これと共に該サファイア基板１０が容易に除去される。なお、基板の除去方法としては、図７（Ｃ）に示したようなレーザーリフトオフ法の他、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等を採用することもできる。
その後、図７（Ｄ）に示したように、サファイア基板１０およびＧａＮバッファ層２００が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の少なくとも一部にｎ電極１１０を形成させる。ｎ電極１１０の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。このように、本発明の製造方法によると、窒化物系深紫外発光素子において初めてｎ電極１１０とｐ電極１６０とが上下に位置する縦型電極構造が実現される。
図８に、本発明による製造方法の第２態様を示す。第２態様によると、図８（Ａ）に示したように、サファイア基板１０上にＧａＮバッファ層２００、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０、窒化物系量子井戸活性層１３０、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０および必要によりｐ型ＧａＮ層１５０を順次積層させる。この第２態様は、ＧａＮバッファ層２００とｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の間にＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０を設ける点で、図７に示した第１態様と相違する。このＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０は、その上に積層されるｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の結晶性を高めると共に、後述のレーザー照射時にｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の結晶性を保全することを目的として設けられる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０の材料としては、ＡｌｗＧａ（１−ｗ）Ｎ（０≦ｗ≦１）で表される化合物半導体単層構造、またはＡｌｗ１Ｇａ（１−ｗ１）Ｎ／Ａｌｗ２Ｇａ（１−ｗ２）Ｎ（０≦ｗ１、ｗ２≦１）を多数回積層した超格子構造を使用することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよい。図７（Ａ）に示した第１態様の場合と同様に、各層の積層には当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法を採用することができ、その際、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。
次いで、図８（Ｂ）に示したように、ｐ型ＧａＮ層１５０（ｐ型ＧａＮ層を使用しない場合にはｐ型ＡｌＧａＮ層１４０）の上にｐ電極１６０を形成させた後、必要により導電性接着剤１７０を介してｐ電極１６０の上に導電性支持体１８０を接合させる。ｐ電極１６０、導電性接着剤１７０及び導電性支持体１８０については、図７（Ｂ）について説明したとおりである。
次いで、図８（Ｃ）に示したように、該サファイア基板１０側から所定の波長を有するレーザー３００を照射することにより該ＧａＮバッファ層２００を融解させることができる。このようにレーザーをサファイア基板１０側から照射することによりＧａＮバッファ層２００が融解し、これと共に該サファイア基板１０が容易に除去される。この基板除去工程に際して、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０が、レーザー照射によるｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の結晶性の劣化を防止する。なお、基板の除去方法としては、第１態様の場合と同様に、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等を採用することもできる。
次いで、図８（Ｄ）に示したように、サファイア基板１０およびＧａＮバッファ層２００が除去されたことにより露出されたＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０を、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等により、除去する。
その後、図８（Ｅ）に示したように、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２１０が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の少なくとも一部にｎ電極１１０を形成させる。ｎ電極１１０の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
図９に、本発明による製造方法の第３態様を示す。第３態様によると、図９（Ａ）に示したように、サファイア基板１０上にＡｌＮバッファ層２２０、ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０（０≦ｖ＜１）、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０、窒化物系量子井戸活性層１３０、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０および必要によりｐ型ＧａＮ層１５０を順次積層させる。ここで、ＡｌＮバッファ層２２０は、サファイア基板１０とＡｌＮバッファ層２２０の上に成長させるＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０、及びそれに引き続いて成長させる各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することを目的として設けられる。しかし、ＡｌＮバッファ層２２０は、上述のＧａＮバッファ層２００（図７）とは異なり、レーザー照射により融解しない。このＡｌＮバッファ層２２０の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌＮバッファ層２２０は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数μｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板１０上に形成された厚膜ＡｌＮテンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。第３態様では、レーザー照射による融解除去を目的とし、ＡｌＮバッファ層２２０の上にＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層（０≦ｖ＜１）２３０を積層させる。ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０は、使用するレーザー波長（例、３５５または２６６ｎｍ）のレーザー光を吸収するようなＡｌ組成ｖで構成する。例えば、波長３５５ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成をｖ＝０近傍、すなわち、ＧａＮ層もしくはＡｌ組成のごく少ないＡｌＧａＮとすればよく、また波長２６６ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成を０≦ｖ≦０．４５の範囲に設定すればよい。なお、本ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０の吸光現象を当項ではＡｌ組成ｖによる層のエネルギーギャップ変調のための吸収端変化を利用したわけであるが、これに限るものではなく、状況に応じて不純物添加によるエネルギーギャップ以下のエネルギー光に対しての吸光係数上昇といった現象を利用してもよい。その場合、Ａｌ組成ｖの上限は０．４５より大きな値へずれ、適合範囲は拡がることとなる。このＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数百ｎｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板１０上に形成されたＡｌＮバッファ層２２０を介して形成されたＡｌｖＧａ１−ｖＮ系テンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。各層の積層には、当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法、例えば有機金属気相体積法（ＭＯＣＶＤ法）を採用することができる。また、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。
次いで、図９（Ｂ）に示したように、ｐ型ＧａＮ層１５０（ｐ型ＧａＮ層を使用しない場合にはｐ型ＡｌＧａＮ層１４０）の上にｐ電極１６０を形成させた後、必要により導電性接着剤１７０を介してｐ電極１６０の上に導電性支持体１８０を接合させる。ｐ電極１６０および導電性支持体１８０の形成については、第１態様の図７（Ｂ）について説明したとおりである。
次いで、図９（Ｃ）に示したように、該サファイア基板１０側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０を融解させる。レーザーについては、第１態様の図７（Ｃ）について説明したとおりである。このようなレーザーをサファイア基板１０側から照射することによりＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０が融解し、これと共にサファイア基板１０およびＡｌＮバッファ層２２０が容易に除去される。
その後、図９（Ｄ）に示したように、サファイア基板１０、ＡｌＮバッファ層２２０およびＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の少なくとも一部にｎ電極１１０を形成させる。ｎ電極１１０の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。このように、第３態様の製造方法によっても、第１態様と同様のｎ電極１１０とｐ電極１６０とが上下に位置する縦型電極構造が実現される。
本発明による製造方法の第４態様（図示なし）は、図９に示したＡｌＮバッファ層２２０の代わりにＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層（０＜ｕ＜１）を積層させた点で、上記第３態様とは異なる。ここで、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、この上に成長させるｎ型ＡｌＧａＮ層、及びそれに引き続いて成長される各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することを目的として設けられる。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長（例、３５５または２６６ｎｍ）のレーザー光を透過するようなＡｌ組成ｕで構成する。例えば、波長３５５ｎｍのレーザーを使用する場合は、Ａｌ組成をｕ＝０近傍を除いた範囲、すなわちＡｌ組成のごく少ない範囲を除いたＡｌＧａＮとすればよく、また波長２６６ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成を０．４５＜ｕ＜１の範囲に設定すればよい。なお、本ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の光透過現象を当項ではＡｌ組成ｕによる層のエネルギーギャップ変調のための吸収端変化を利用したわけであるが、これに限るものではなく、状況に応じて不純物添加によるエネルギーギャップ以下のエネルギー光に対しての吸光係数上昇を見越しておかなければならない。その場合、Ａｌ組成ｕの下限は０．４５より大きな値へずれ、適合範囲は狭まることとなる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数百ｎｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板上に形成されたＡｌｕＧａ１−ｕＮ系テンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長の光を透過するため、レーザー照射により融解しない。第４態様では、レーザー照射による融解除去を目的とし、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の上にＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層を積層させる。ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層については、第３態様の図９（Ａ）について説明したとおりである。
図１０に、本発明による製造方法の第５態様を示す。第５態様によると、図１０（Ａ）に示したように、サファイア基板１０上にＡｌＮバッファ層２２０、ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０（０≦ｖ＜１）、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０、ｎ型ＡｌＧａＮ層１２０、窒化物系量子井戸活性層１３０、ｐ型ＡｌＧａＮ層１４０および必要によりｐ型ＧａＮ層１５０を順次積層させる。この第５態様は、ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０（０≦ｖ＜１）とｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の間にＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０を設ける点で、図９に示した第３態様と相違する。このＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０は、その上に積層されるｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の結晶性を高めると共に、後述のレーザー照射時にｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の結晶性を保全することを目的として設けられる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０の材料としては、ＡｌｔＧａ（１−ｔ）Ｎ（０≦ｔ≦１）で表される化合物半導体単層構造、またはＡｌｔ１Ｇａ（１−ｔ１）Ｎ／Ａｌｔ２Ｇａ（１−ｔ２）Ｎ（０≦ｔ１、ｔ２≦１）を多数回積層した超格子構造を使用することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよい。図９（Ａ）に示した第３態様の場合と同様に、各層の積層には当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法を採用することができ、その際、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。
次いで、図１０（Ｂ）に示したように、ｐ型ＧａＮ層１５０（ｐ型ＧａＮ層を使用しない場合にはｐ型ＡｌＧａＮ層１４０）の上にｐ電極１６０を形成させた後、必要により導電性接着剤１７０を介してｐ電極１６０の上に導電性支持体１８０を接合させる。ｐ電極１６０、導電性接着剤１７０及び導電性支持体１８０については、図７（Ｂ）について説明したとおりである。
次いで、図１０（Ｃ）に示したように、該サファイア基板１０側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０を融解させる。レーザーについては、第１態様の図７（Ｃ）について説明したとおりである。このようなレーザーをサファイア基板１０側から照射することによりＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０が融解し、これと共にサファイア基板１０およびＡｌＮバッファ層２２０が容易に除去される。この基板除去工程に際して、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０が、レーザー照射によるｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の結晶性の劣化を防止する。なお、基板の除去方法としては、第１態様の場合と同様に、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等を採用することもできる。
次いで、図１０（Ｄ）に示したように、サファイア基板１０、ＡｌＮバッファ層２２０及びＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層２３０が除去されたことにより露出されたＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０を、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等により、除去する。
その後、図１０（Ｅ）に示したように、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層２４０が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層１２０の表面の少なくとも一部にｎ電極１１０を形成させる。ｎ電極１１０の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
本発明による製造方法の第６態様（図示なし）は、図１０に示したＡｌＮバッファ層２２０の代わりにＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層（０＜ｕ＜１）を積層させた点で、上記第５態様とは異なる。ここで、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、この上に成長させるｎ型ＡｌＧａＮ層、及びそれに引き続いて成長される各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することを目的として設けられる。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長（例、３５５または２６６ｎｍ）のレーザー光を透過するようなＡｌ組成ｕで構成する。例えば、波長３５５ｎｍのレーザーを使用する場合は、Ａｌ組成をｕ＝０近傍を除いた範囲、すなわちＡｌ組成のごく少ない範囲を除いたＡｌＧａＮとすればよく、また波長２６６ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成を０．４５＜ｕ＜１の範囲に設定すればよい。なお、本ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の光透過現象を当項ではＡｌ組成ｕによる層のエネルギーギャップ変調のための吸収端変化を利用したわけであるが、これに限るものではなく、状況に応じて不純物添加によるエネルギーギャップ以下のエネルギー光に対しての吸光係数上昇を見越しておかなければならない。その場合、Ａｌ組成ｕの下限は０．４５より大きな値へずれ、適合範囲は狭まることとなる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数百ｎｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板上に形成されたＡｌｕＧａ１−ｕＮ系テンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長の光を透過するため、レーザー照射により融解しない。第６態様では、レーザー照射による融解除去を目的とし、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の上にＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層を積層させる。ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層については、第５態様の図１０（Ａ）について説明したとおりである。
本発明による製造方法の第７態様（図示なし）を説明する。典型的にはサファイア基板上に、ＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させる。ここで、ＧａＮバッファ層は、サファイア基板とＧａＮバッファ層の上に成長させるｎ型ＡｌＧａＮ層、及びそれに引き続いて成長させる各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することの他、後述のレーザー照射により融解除去されることを目的として設けられる。このＧａＮバッファ層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＧａＮバッファ層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数μｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板上に形成された厚膜ＧａＮテンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。各層の積層には、当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法、例えば有機金属気相体積法（ＭＯＣＶＤ法）を採用することができる。また、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。なお、サファイア基板の代わりにＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、ＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板等を用いることもできる。
次いで、必要により第１の接着剤を介してｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させる。第１の支持体は、サファイア基盤を除去する際にのみ用い、最終的には除去されるので、第１の支持体はいかなる材料でもよく、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ等及びそれらの合金を用いることができる。支持体の厚さは、一般に５０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。第１の接着剤としては、例えば、低融点のインジウムまたはＡｕＳｎ半田を厚さ０．５〜１０００μｍ程度で使用することができる。
次いで、該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させることができる。レーザーとしては、例えばＮｄ−ＹＡＧレーザーの第３高調波（３５５ｎｍ）または第４高調波（２６６ｎｍ）を使用すればよい。このようなレーザーをサファイア基板側から照射することによりＧａＮバッファ層が融解し、これと共に該サファイア基板が容易に除去される。なお、基板の除去方法としては、レーザーリフトオフ法の他、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等を採用することもできる。
その後、サファイア基板およびＧａＮバッファ層が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させる。ｎ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
次いで、ｎ型ＡｌＧａＮ層の上に必要により、第２の導電性接着剤を介してｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させる。ｎ電極の形成は当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。第２の導電性の接着剤は、第２の導電性の接着剤の融点が、第１の接着剤の融点よりも高い材料を選択すればよい。例えば、インジウムを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｎを、ＡｕＳｎを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｉを用いればよい。第２の導電性接着剤を使用しないで、ｎ電極の上に直接第２の導電性支持体を配置して加熱処理することもできる。
第２の導電性支持体は、サファイア基板除去後に発光素子を支持する役割を担うとともに、ｎ電極への電流注入機構をも有する。第２の導電性支持体の材料としては、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、ＡｕＮｉ等及びそれらの合金が挙げられる。第２の導電性支持体の厚さは、一般に２０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。
次いで、第１の支持体を、第１の接着剤の融点まで温度を上げることにより除去する。ｐ型ＧａＮ表面に残留した第１の接着剤を湿式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨等により完全に除去した後、ｐ電極の形成を行う。ｐ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
本発明による製造方法の第８態様（図示なし）によると、サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させる。この第８態様は、ＧａＮバッファ層とｎ型ＡｌＧａＮ層の間にＡｌＧａＮ系結晶品質向上層を設ける点で、上記第７態様と相違する。このＡｌＧａＮ系結晶品質向上層は、その上に積層されるｎ型ＡｌＧａＮ層の結晶性を高めると共に、後述のレーザー照射時にｎ型ＡｌＧａＮ層の結晶性を保全することを目的として設けられる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層の材料としては、ＡｌｗＧａ（１−ｗ）Ｎ（０≦ｗ≦１）で表される化合物半導体単層構造、またはＡｌｗ１Ｇａ（１−ｗ１）Ｎ／Ａｌｗ２Ｇａ（１−ｗ２）Ｎ（０≦ｗ１、ｗ２≦１）を多数回積層した超格子構造を使用することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよい。上記第７態様の場合と同様に、各層の積層には当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法を採用することができ、その際、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。
次いで、必要により第１の接着剤を介してｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させる。第１の支持体は、サファイア基盤を除去する際にのみ用い、最終的には除去されるので、第１の支持体はいかなる材料でもよく、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ等及びそれらの合金を用いることができる。支持体の厚さは、一般に５０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。第１の接着剤としては、例えば、低融点のインジウムまたはＡｕＳｎ半田を厚さ０．５〜１０００μｍ程度で使用することができる。
次いで、該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させることができる。このようにレーザーをサファイア基板側から照射することによりＧａＮバッファ層が融解し、これと共に該サファイア基板が容易に除去される。この基板除去工程に際して、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層が、レーザー照射によるｎ型ＡｌＧａＮ層の結晶性の劣化を防止する。なお、基板の除去方法としては、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等を採用することもできる。
次いで、サファイア基板およびＧａＮバッファ層が除去されたことにより露出されたＡｌＧａＮ系結晶品質向上層を、例えば、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等により、除去する。
その後、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させる。ｎ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
次いで、ｎ型ＡｌＧａＮ層の上に必要により、第２の導電性接着剤を介してｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させる。ｎ電極の形成は当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。第２の導電性の接着剤は、第２の導電性の接着剤の融点が、第１の接着剤の融点よりも高い材料を選択すればよい。例えば、インジウムを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｎを、ＡｕＳｎを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｉを用いればよい。第２の導電性接着剤を使用しないで、ｎ電極の上に直接第２の導電性支持体を配置して加熱処理することもできる。
第２の導電性支持体は、サファイア基板除去後に発光素子を支持する役割を担うとともに、ｎ電極への電流注入機構をも有する。第２の導電性支持体の材料としては、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、ＡｕＮｉ等及びそれらの合金が挙げられる。第２の導電性支持体の厚さは、一般に２０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。
次いで、第１の支持体を、第１の接着剤の融点まで温度を上げることにより除去する。ｐ型ＧａＮ表面に残留した第１の接着剤を湿式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨等により完全に除去した後、ｐ電極の形成を行う。ｐ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
本発明による製造方法の第９態様（図示なし）によると、サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層（０≦ｖ＜１）、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させる。ここで、ＡｌＮバッファ層は、サファイア基板とＡｌＮバッファ層の上に成長させるＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、及びそれに引き続いて成長させる各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することを目的として設けられる。しかし、ＡｌＮバッファ層は、上述のＧａＮバッファ層とは異なり、レーザー照射により融解しない。このＡｌＮバッファ層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌＮバッファ層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数μｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板上に形成された厚膜ＡｌＮテンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。第９態様では、レーザー照射による融解除去を目的とし、ＡｌＮバッファ層の上にＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層（０≦ｖ＜１）を積層させる。ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層は、使用するレーザー波長（例、３５５または２６６ｎｍ）のレーザー光を吸収するようなＡｌ組成ｖで構成する。例えば、波長３５５ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成をｖ＝０近傍、すなわち、ＧａＮ層もしくはＡｌ組成のごく少ないＡｌＧａＮとすればよく、また波長２６６ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成を０≦ｖ≦０．４５の範囲に設定すればよい。なお、本ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層の吸光現象を当項ではＡｌ組成ｖによる層のエネルギーギャップ変調のための吸収端変化を利用したわけであるが、これに限るものではなく、状況に応じて不純物添加によるエネルギーギャップ以下のエネルギー光に対しての吸光係数上昇といった現象を利用してもよい。その場合、Ａｌ組成ｖの上限は０．４５より大きな値へずれ、適合範囲は拡がることとなる。このＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数百ｎｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板上に形成されたＡｌＮバッファ層を介して形成されたＡｌｖＧａ１−ｖＮ系テンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。各層の積層には、当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法、例えば有機金属気相体積法（ＭＯＣＶＤ法）を採用することができる。また、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。
次いで、必要により第１の接着剤を介してｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させる。第１の支持体は、サファイア基盤を除去する際にのみ用い、最終的には除去されるので、第１の支持体はいかなる材料でもよく、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ等及びそれらの合金を用いることができる。支持体の厚さは、一般に５０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。第１の接着剤としては、例えば、低融点のインジウムまたはＡｕＳｎ半田を厚さ０．５〜１０００μｍ程度で使用することができる。
次いで、該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層を融解させる。レーザーについては、第１態様の図７（Ｃ）について説明したとおりである。このようなレーザーをサファイア基板側から照射することによりＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層が融解し、これと共にサファイア基板およびＡｌＮバッファ層が容易に除去される。
その後、サファイア基板、ＡｌＮバッファ層およびＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させる。ｎ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
次いで、ｎ型ＡｌＧａＮ層の上に必要により、第２の導電性接着剤を介してｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させる。ｎ電極の形成は当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。第２の導電性の接着剤は、第２の導電性の接着剤の融点が、第１の接着剤の融点よりも高い材料を選択すればよい。例えば、インジウムを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｎを、ＡｕＳｎを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｉを用いればよい。第２の導電性接着剤を使用しないで、ｎ電極の上に直接第２の導電性支持体を配置して加熱処理することもできる。
第２の導電性支持体は、サファイア基板除去後に発光素子を支持する役割を担うとともに、ｎ電極への電流注入機構をも有する。第２の導電性支持体の材料としては、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、ＡｕＮｉ等及びそれらの合金が挙げられる。第２の導電性支持体の厚さは、一般に２０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。
次いで、第１の支持体を、第１の接着剤の融点まで温度を上げることにより除去する。ｐ型ＧａＮ表面に残留した第１の接着剤を湿式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨等により完全に除去した後、ｐ電極の形成を行う。ｐ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
このように、第９態様の製造方法によっても、第７態様と同様のｎ電極とｐ電極とが上下に位置する縦型電極構造が実現される。
本発明による製造方法の第１０態様（図示なし）は、ＡｌＮバッファ層の代わりにＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層（０＜ｕ＜１）を積層させた点で、上記第９態様とは異なる。ここで、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、この上に成長させるｎ型ＡｌＧａＮ層、及びそれに引き続いて成長される各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することを目的として設けられる。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長（例、３５５または２６６ｎｍ）のレーザー光を透過するようなＡｌ組成ｕで構成する。例えば、波長３５５ｎｍのレーザーを使用する場合は、Ａｌ組成をｕ＝０近傍を除いた範囲、すなわちＡｌ組成のごく少ない範囲を除いたＡｌＧａＮとすればよく、また波長２６６ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成を０．４５＜ｕ＜１の範囲に設定すればよい。なお、本ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の光透過現象を当項ではＡｌ組成ｕによる層のエネルギーギャップ変調のための吸収端変化を利用したわけであるが、これに限るものではなく、状況に応じて不純物添加によるエネルギーギャップ以下のエネルギー光に対しての吸光係数上昇を見越しておかなければならない。その場合、Ａｌ組成ｕの下限は０．４５より大きな値へずれ、適合範囲は狭まることとなる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数百ｎｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板上に形成されたＡｌｕＧａ１−ｕＮ系テンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長の光を透過するため、レーザー照射により融解しない。第４態様では、レーザー照射による融解除去を目的とし、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の上にＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層を積層させる。ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層については、第３態様の図９（Ａ）について説明したとおりである。
本発明による製造方法の第１１態様（図示なし）によると、サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層（０≦ｖ＜１）、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層および必要によりｐ型ＧａＮ層を順次積層させる。この第１１態様は、ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層（０≦ｖ＜１）とｎ型ＡｌＧａＮ層の間にＡｌＧａＮ系結晶品質向上層を設ける点で、上記第９態様と相違する。このＡｌＧａＮ系結晶品質向上層は、その上に積層されるｎ型ＡｌＧａＮ層の結晶性を高めると共に、後述のレーザー照射時にｎ型ＡｌＧａＮ層の結晶性を保全することを目的として設けられる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層の材料としては、ＡｌｔＧａ（１−ｔ）Ｎ（０≦ｔ≦１）で表される化合物半導体単層構造、またはＡｌｔ１Ｇａ（１−ｔ１）Ｎ／Ａｌｔ２Ｇａ（１−ｔ２）Ｎ（０≦ｔ１、ｔ２≦１）を多数回積層した超格子構造を使用することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよい。第９態様の場合と同様に、各層の積層には当該技術分野で公知のエピタキシャル成長法を採用することができ、その際、当業者であれば、上述した各層の組成および特性を実現するために必要な原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス、層成長温度その他の製造条件を適宜選定することができる。
次いで、必要により第１の接着剤を介してｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させる。第１の支持体は、サファイア基盤を除去する際にのみ用い、最終的には除去されるので、第１の支持体はいかなる材料でもよく、例えば、サファイア、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ａｕ等及びそれらの合金を用いることができる。支持体の厚さは、一般に５０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。第１の接着剤としては、例えば、低融点のインジウムまたはＡｕＳｎ半田を厚さ０．５〜１０００μｍ程度で使用することができる。
次いで、該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層を融解させる。レーザーについては、第１態様の図７（Ｃ）について説明したとおりである。このようなレーザーをサファイア基板側から照射することによりＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層が融解し、これと共にサファイア基板およびＡｌＮバッファ層が容易に除去される。この基板除去工程に際して、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層が、レーザー照射によるｎ型ＡｌＧａＮ層の結晶性の劣化を防止する。なお、基板の除去方法としては、第１態様の場合と同様に、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等を採用することもできる。
次いで、サファイア基板、ＡｌＮバッファ層及びＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層が除去されたことにより露出されたＡｌＧａＮ系結晶品質向上層を、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法、湿式エッチング法、乾式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨法等により、除去する。
その後、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層が除去されたことにより露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させる。ｎ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
次いで、ｎ型ＡｌＧａＮ層の上に必要により、第２の導電性接着剤を介してｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させる。ｎ電極の形成は当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。第２の導電性の接着剤は、第２の導電性の接着剤の融点が、第１の接着剤の融点よりも高い材料を選択すればよい。例えば、インジウムを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｎを、ＡｕＳｎを第１の接着剤として用いた場合には第２の導電性の接着剤にはＡｕＳｉを用いればよい。第２の導電性接着剤を使用しないで、ｎ電極の上に直接第２の導電性支持体を配置して加熱処理することもできる。
第２の導電性支持体は、サファイア基板除去後に発光素子を支持する役割を担うとともに、ｎ電極への電流注入機構をも有する。第２の導電性支持体の材料としては、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、ＡｕＮｉ等及びそれらの合金が挙げられる。第２の導電性支持体の厚さは、一般に２０〜５０００μｍの範囲内とすればよい。
次いで、第１の支持体を、第１の接着剤の融点まで温度を上げることにより除去する。ｐ型ＧａＮ表面に残留した第１の接着剤を湿式エッチング法、イオンビームエッチング法、化学機械研磨等により完全に除去した後、ｐ電極の形成を行う。ｐ電極の形成は、当該技術分野で公知の蒸着法を採用することができる。
本発明による製造方法の第１２態様（図示なし）は、ＡｌＮバッファ層の代わりにＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層（０＜ｕ＜１）を積層させた点で、上記第１１態様とは異なる。ここで、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、この上に成長させるｎ型ＡｌＧａＮ層、及びそれに引き続いて成長される各層との間の格子不整合を緩和してミスフィット転位を防止することを目的として設けられる。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長（例、３５５または２６６ｎｍ）のレーザー光を透過するようなＡｌ組成ｕで構成する。例えば、波長３５５ｎｍのレーザーを使用する場合は、Ａｌ組成をｕ＝０近傍を除いた範囲、すなわちＡｌ組成のごく少ない範囲を除いたＡｌＧａＮとすればよく、また波長２６６ｎｍのレーザーを使用する場合にはＡｌ組成を０．４５＜ｕ＜１の範囲に設定すればよい。なお、本ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の光透過現象を当項ではＡｌ組成ｕによる層のエネルギーギャップ変調のための吸収端変化を利用したわけであるが、これに限るものではなく、状況に応じて不純物添加によるエネルギーギャップ以下のエネルギー光に対しての吸光係数上昇を見越しておかなければならない。その場合、Ａｌ組成ｕの下限は０．４５より大きな値へずれ、適合範囲は狭まることとなる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の厚さは１ｎｍ〜数百μｍといった広い範囲で設定することができる。このＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、後に除去されて深紫外発光素子の一部を構成しないため、結晶質であっても非晶質であってもよく、さらには厚さが数百ｎｍ〜数百μｍといった場合は、サファイア基板上に形成されたＡｌｕＧａ１−ｕＮ系テンプレートウェハとして市販されているような形態でもよい。ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層は、使用するレーザー波長の光を透過するため、レーザー照射により融解しない。第１２態様では、レーザー照射による融解除去を目的とし、ＡｌｕＧａ１−ｕＮ系光透過バッファ層の上にＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層を積層させる。ＡｌｖＧａ１−ｖＮ系吸光バッファ層については、第５態様の図１０（Ａ）について説明したとおりである。
【実施例】
【０００６】
例１
図７に示した製造手順に従い、以下のように本発明による窒化物系深紫外発光素子を製造した。各層の結晶成長に際しては、有機金属気相堆積法（ＭＯＣＶＤ）を使用した。また、キャリアガスには水素（Ｈ２）を使用した。
所定の結晶成長装置にＣ面サファイア基板を装填した。Ｇａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を、そして窒素源としてアンモニア（ＮＨ３）を供給し、温度５５０℃において、サファイア基板上に厚さ２０ｎｍのＧａＮ層をバッファ層として成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に上昇させ、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を、窒素源としてＮＨ３を、そしてｎ型ドーパント源としてテトラエチルシリコン（ＴＥＳｉ）を供給し、ＧａＮバッファ層の上に厚さ１μｍのｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給するに際し、ＴＭＧとＴＭＡの流量を変更することにより、ｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に８ｎｍ厚のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ障壁層と３ｎｍ厚のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ井戸層が５周期からなる窒化物系量子井戸活性層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を供給し、窒化物系量子井戸活性層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１０８０℃とし、Ｇａ源としてＴＭＧを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてＣＰ２Ｍｇを供給し、ｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型ＧａＮ層を成長させた。
続いて、結晶成長装置から上記結晶成長法で形成した半導体積層体を取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中３０分、８５０℃でｐ型化の活性化アニールを行った。次いで、活性化アニールを行った後、７０℃の王水で１０分間表面処理を行った積層体を蒸着装置（アネルバ株式会社製：型式ＶＩ−４３Ｎ）に装着し、ｐ型ＧａＮ層の上に厚さ２０ｎｍのＮｉと厚さ７００ｎｍの金を連続して蒸着した。蒸着後、積層体を蒸着装置から取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、４５０℃５分間、窒素含有量８０％および酸素含有量２０％の混合ガス雰囲気中でアニールを行いｐ型電極を形成した。ｐ型電極を形成後、張り合わせ工程のために、積層体を適当なサイズに切断した。積層体をサポートする厚さ３５０μｍのＧａＡｓからなる導電性支持体を適当なサイズに切断した後、アセトン、メタノール、超純水で洗浄し、乾燥させた。乾燥後、支持体の上に厚さ４０μｍの金ゲルマニウム合金（金：１２％）を配置し、その後積層体のｐ型電極面を下にして配置し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中、４５０℃で５分間加熱を行い積層体と支持体を接合させた。
次いで、サファイア基板側から、ＱスイッチＬＤ励起Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（スペクトラフィジックス株式会社製：型式ＢＬ６Ｓ−２６６Ｑ）（波長２６６ｎｍ）を照射してＧａＮバッファ層を融解させた。その後、半導体積層体を約５０℃に加熱してサファイア基板を除去した。サファイア基板除去後の積層体の横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、図１１に示したようにｎ型ＡｌＧａＮが露出されていることがわかった。
サファイア基板の除去により露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層の表面、あるいは、ＧａＮバッファ層の残さがある場合は、残さを含め表面をＣＭＰ法、あるいはＲＩＥとＣＭＰ法を併用する研磨工程によって除去して、平坦なｎ型ＡｌＧａＮ層を露出させた。これは、サファイア基板を裏面から研磨によって除去するよりも遥かに簡単な工程である。この研磨工程の後、その上に厚さ３００ｎｍのＩＴＯ電極からなるｎ電極をレーザーアブレーション（ＰＬＤ）法により堆積させることにより深紫外発光素子を得た。
ｎ電極を堆積させて得られた発光素子に電流１０ｍＡを注入して発光スペクトルを測定し、その結果を図１２に示す。図１２のスペクトルから、例１で得られた発光素子は深紫外光域の波長３３０ｎｍ付近にピークを有することがわかった。また、この発光素子の素子抵抗を測定したところ約１Ωであった。この値は、従来の横型電極構造を有する窒化物系深紫外発光素子における素子抵抗約１００Ωの１００分の１である。
例２
図８に示した製造手順に従い、以下のように本発明による窒化物系深紫外発光素子を製造した。各層の結晶成長に際しては、例１と同じ結晶成長装置およびキャリアガスを使用した。
所定の結晶成長装置にＣ面サファイア基板を装填した。Ｇａ源としてＴＭＧを、そして窒素源としてＮＨ３を供給し、サファイア基板上に温度５５０℃において厚さ２０ｎｍのＧａＮ層を成長させ、続いて温度を１０５０℃に上昇させ１００ｎｍのＧａＮ層をさらに継続して成長させバッファ層とした。
続いて温度を１１２０℃に上昇させ、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を供給し、ＧａＮバッファ層の上に結晶品質向上層として４０ｎｍ厚のＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ層と８ｎｍ厚のＡｌＮ層を１０周期積層させた超格子の形態で成長させた。
図１３に、結晶品質向上層であるＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ／ＡｌＮ超格子構造の断面透過電子顕微鏡像を示す。図中の暗線として見られる貫通転位が、超格子構造中において、効果的に横方向に伝播方向が曲げられ転位密度が低減している様子が観測された。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｎ型ドーパント源としてＴＥＳｉを供給し、結晶品質向上層である４０ｎｍ厚のＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ層と８ｎｍ厚のＡｌＮ層を１０周期積層させた超格子の上に厚さ１μｍのｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給するに際し、ＴＭＧとＴＭＡの流量を変更することにより、ｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に８ｎｍ厚のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ障壁層と３ｎｍ厚のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ井戸層が５周期からなる窒化物系量子井戸活性層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を供給し、窒化物系量子井戸活性層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１０８０℃とし、Ｇａ源としてＴＭＧを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてＣＰ２Ｍｇを供給し、ｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型ＧａＮ層を成長させた。
続いて、結晶成長装置から上記結晶成長法で形成した半導体積層体を取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中３０分、８５０℃でｐ型化の活性化アニールを行った。次いで、活性化アニールを行った後、７０℃の王水で１０分間表面処理を行った積層体を蒸着装置（アネルバ株式会社製：型式ＶＩ−４３Ｎ）に装着し、ｐ型ＧａＮ層の上に厚さ２０ｎｍのＮｉと厚さ７００ｎｍの金を連続して蒸着した。蒸着後、積層体を蒸着装置から取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、４５０℃５分間、窒素含有量８０％および酸素含有量２０％の混合ガス雰囲気中でアニールを行いｐ型電極を形成した。ｐ型電極を形成後、張り合わせ工程のために、積層体を適当なサイズに切断した。積層体をサポートする厚さ３５０μｍのＧａＡｓからなる導電性支持体を適当なサイズに切断した後、アセトン、メタノール、超純水で洗浄し、乾燥させた。乾燥後、支持体の上に厚さ４０μｍの金ゲルマニウム合金（金：１２％）を配置し、その後積層体のｐ型電極面を下にして配置し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中、４５０℃で５分間加熱を行い積層体と支持体を接合させた。
次いで、サファイア基板側から、ＱスイッチＬＤ励起Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（スペクトラフィジックス株式会社製：型式ＢＬ６Ｓ−２６６Ｑ）（波長２６６ｎｍ）を照射してＧａＮバッファ層を融解させた。その後、半導体積層体を約５０℃に加熱してサファイア基板を除去した。サファイア基板除去後の積層体の横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ／ＡｌＮが露出されていることが確認された。
サファイア基板の除去により露出された結晶品質向上層であるＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ／ＡｌＮ超格子の表面、あるいは、ＧａＮバッファ層の残さがある場合は、残さを含め結晶品質向上層をＣＭＰ法、あるいはＲＩＥとＣＭＰ法を併用する研磨工程によって除去し、平坦なｎ型ＡｌＧａＮ層を露出させた。さらにその上に厚さ３００ｎｍのＩＴＯ電極からなるｎ電極をレーザーアブレーション（ＰＬＤ）法により堆積させることにより、例１で作製したものと同一構造の深紫外発光素子を得た。
例３
図９に示した製造手順に従い、以下のように本発明による窒化物系深紫外発光素子を製造した。各層の結晶成長に際しては、例１と同じ結晶成長装置およびキャリアガスを使用した。
所定の結晶成長装置にＣ面サファイア基板を装填した。Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給し、温度１１３０℃において、サファイア基板上に厚さ７００ｎｍのＡｌＮ層をバッファ層として成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に下降させ、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給し、ＡｌＮバッファ層の上に厚さ５０ｎｍのＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎを成長させた。このＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ吸光バッファ層の組成は、波長２６６ｎｍのレーザー光を効率よく吸収して融解するように設計されている。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｎ型ドーパント源としてＴＥＳｉを供給し、Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ吸光バッファ層の上に厚さ１μｍのｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給するに際し、ＴＭＧとＴＭＡの流量を変更することにより、ｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に８ｎｍ厚のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ障壁層と３ｎｍ厚のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ井戸層が５周期からなる窒化物系量子井戸活性層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてＣＰ２Ｍｇを供給し、窒化物系量子井戸活性層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１０８０℃とし、Ｇａ源としてＴＭＧを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてＣＰ２Ｍｇを供給し、ｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型ＧａＮ層を成長させた。
続いて、結晶成長装置から上記結晶成長法で形成した半導体積層体を取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中３０分、８５０℃でｐ型化の活性化アニールを行った。次いで、活性化アニールを行った後、７０℃の王水で１０分間表面処理を行った積層体を蒸着装置（アネルバ株式会社製：型式ＶＩ−４３Ｎ）に装着し、ｐ型ＧａＮ層の上に厚さ２０ｎｍのＮｉと厚さ７００ｎｍの金を連続して蒸着した。蒸着後、積層体を蒸着装置から取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、４５０℃５分間、窒素含有量８０％および酸素含有量２０％の混合ガス雰囲気中でアニールを行いｐ型電極を形成した。ｐ型電極を形成後、張り合わせ工程のために、積層体を適当なサイズに切断した。積層体をサポートする厚さ３５０μｍのＧａＡｓからなる導電性支持体を適当なサイズに切断した後、アセトン、メタノール、超純水で洗浄し、乾燥させた。乾燥後、支持体の上に厚さ４０μｍの金ゲルマニウム合金（金：１２％）を配置し、その後積層体のｐ型電極面を下にして配置し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中、４５０℃で５分間加熱を行い積層体と支持体を接合させた。
次いで、サファイア基板側から、ＱスイッチＬＤ励起Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（スペクトラフィジックス株式会社製：型式ＢＬ６Ｓ−２６６Ｑ）（波長２６６ｎｍ）を照射してＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ吸光バッファ層を融解させた。その後、半導体積層体を約５０℃に加熱してサファイア基板およびＡｌＮバッファ層を除去した。サファイア基板およびＡｌＮバッファ層を除去した後の積層体の横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、図１４に示したようにｎ型ＡｌＧａＮ層からサファイア基板およびＡｌＮバッファ層が剥離したことがわかった。
その後、吸光バッファ層の残さをＣＭＰ法、あるいはＲＩＥとＣＭＰ法を併用する研磨工程によって除去して、平坦なｎ型ＡｌＧａＮ層を露出させ、さらにその上に厚さ３００ｎｍのＩＴＯ電極からなるｎ電極をレーザーアブレーション（ＰＬＤ）法により堆積させることにより、例１で作製したものと同一構造の深紫外発光素子が得られる。
例４
図１０に示した製造手順に従い、以下のように本発明による窒化物系深紫外発光素子を製造した。各層の結晶成長に際しては、例１と同じ結晶成長装置およびキャリアガスを使用した。
所定の結晶成長装置にＣ面サファイア基板を装填した。Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給し、温度１１３０℃においてサファイア基板上に厚さ５００ｎｍのＡｌＮ層をバッファ層として成長させた。
続いて、温度を１０８０℃に下降させ、Ｇａ源としてＴＭＧを、窒素源としてＮＨ３を供給し、ＡｌＮバッファ層の上に厚さ５ｎｍのＧａＮを吸光バッファ層として成長させた。このＧａＮ層は、波長２６６ｎｍのレーザー光を効率よく吸収して融解する。
続いて、温度を１１３０℃に上昇させ、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を供給し、ＧａＮ吸光バッファ層の上に結晶品質向上層として厚さ３００μｍのＡｌＮ層を成長させた。
続いて、温度を１１３０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｎ型ドーパント源としてＴＥＳｉを供給し、結晶品質向上層である厚さ３００μｍのＡｌＮ層の上に厚さ１μｍのｎ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ｎ層を成長させた。
ここで、厚さ８００ｎｍのＡｌＮバッファ層の上に厚さ５ｎｍのＧａＮ吸光バッファ層を成長させ、その上にｎ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ｎ層を成長させた場合の、ｎ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ｎ層からのＸ線（１０２）回折のロッキングカーブ半値幅を測定したところ、１７７１秒であった。また、厚さ８００ｎｍのＡｌＮバッファ層の上に厚さ５ｎｍのＧａＮ吸光バッファ層、その上に厚さ５ｎｍのＡｌＮ結晶品質向上層を成長させ、その上にｎ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ｎ層を成長させた場合の同半値幅は１１４５秒であった。さらに、厚さ５００ｎｍのＡｌＮバッファ層の上に厚さ５ｎｍのＧａＮ吸光バッファ層、その上に厚さ３００ｎｍのＡｌＮ結晶品質向上層を成長させ、その上にｎ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ｎ層を成長させた場合の同半値幅は９３２秒であった。結晶品質向上層を含まない場合に比べて、厚さ５ｎｍのＡｌＮ結晶品質向上層を含むもの、さらには厚さ３００ｎｍのＡｌＮ結晶品質向上層を含むものの半値幅が低減することが確認された。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給するに際し、ＴＭＧとＴＭＡの流量を変更することにより、ｎ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ｎ層の上に８ｎｍ厚のＡｌ０．５Ｇａ０．５Ｎ障壁層と３ｎｍ厚のＡｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎ井戸層が３周期からなる窒化物系量子井戸活性層を成長させた。
続いて、温度を１１３０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてＣＰ２Ｍｇを供給し、窒化物系量子井戸活性層の上に厚さ１５ｎｍのｐ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ｎ層及び厚さ５０ｎｍのｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１０８０℃とし、Ｇａ源としてＴＭＧを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてＣＰ２Ｍｇを供給し、ｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎ層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型ＧａＮ層を成長させた。
続いて、結晶成長装置から上記結晶成長法で形成した半導体積層体を取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中３０分、８５０℃でｐ型化の活性化アニールを行った。次いで、活性化アニールを行った後、７０℃の王水で１０分間表面処理を行った積層体を蒸着装置（アネルバ株式会社製：型式ＶＩ−４３Ｎ）に装着し、ｐ型ＧａＮ層の上に厚さ２０ｎｍのＮｉと厚さ７００ｎｍの金を連続して蒸着した。蒸着後、積層体を蒸着装置から取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、４５０℃５分間、窒素含有量８０％および酸素含有量２０％の混合ガス雰囲気中でアニールを行いｐ型電極を形成した。ｐ型電極を形成後、張り合わせ工程のために、積層体を適当なサイズに切断した。積層体をサポートする厚さ３５０μｍのＧａＡｓからなる導電性支持体を適当なサイズに切断した後、アセトン、メタノール、超純水で洗浄し、乾燥させた。乾燥後、支持体の上に厚さ４０μｍの金ゲルマニウム合金（金：１２％）を配置し、その後積層体のｐ型電極面を下にして配置し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中、４５０℃で５分間加熱を行い積層体と支持体を接合させた。
次いで、サファイア基板側から、ＱスイッチＬＤ励起Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（スペクトラフィジックス株式会社製：型式ＢＬ６Ｓ−２６６Ｑ）（波長２６６ｎｍ）を照射して５ｎｍ厚ＧａＮ吸光バッファ層を融解させた。その後、半導体積層体を約５０℃に加熱してサファイア基板およびＡｌＮバッファ層を除去した。サファイア基板除去後の積層体の横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、ＡｌＮ結晶品質向上層が露出されていることが確認された。
サファイア基板の除去により露出された結晶品質向上層である３００ｎｍ厚のＡｌＮ層の表面、あるいは、ＧａＮバッファ層の残さがある場合は、残さを含め結晶品質向上層をＣＭＰ法、あるいはＲＩＥとＣＭＰ法を併用する研磨工程によって除去し、平坦なｎ型ＡｌＧａＮ層を露出させた。さらにその上に厚さ３００ｎｍのＩＴＯ電極からなるｎ電極をレーザーアブレーション（ＰＬＤ）法により堆積させることにより、ＡｌＧａＮ層各層のＡｌ組成は異なるものの、例１で作製したものと等価な構造の深紫外発光素子を得た。
例５
以下のように本発明による窒化物系深紫外発光素子を製造した。各層の結晶成長に際しては、有機金属気相堆積法（ＭＯＣＶＤ）を使用した。また、キャリアガスには水素（Ｈ２）を使用した。
所定の結晶成長装置にＣ面サファイア基板を装填した。Ｇａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を、そして窒素源としてアンモニア（ＮＨ３）を供給し、温度５５０℃において、サファイア基板上に厚さ２０ｎｍのＧａＮ層をバッファ層として成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に上昇させ、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を、窒素源としてＮＨ３を、そしてｎ型ドーパント源としてテトラエチルシリコン（ＴＥＳｉ）を供給し、ＧａＮバッファ層の上に厚さ１μｍのｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、そして窒素源としてＮＨ３を供給するに際し、ＴＭＧとＴＭＡの流量を変更することにより、ｎ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に８ｎｍ厚のＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ障壁層と３ｎｍ厚のＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ井戸層が５周期からなる窒化物系量子井戸活性層を成長させた。
続いて、温度を１１２０℃に維持したまま、Ｇａ源としてＴＭＧを、Ａｌ源としてＴＭＡを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を供給し、窒化物系量子井戸活性層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層を成長させた。
続いて、温度を１０８０℃とし、Ｇａ源としてＴＭＧを、窒素源としてＮＨ３を、そしてｐ型ドーパント源としてＣＰ２Ｍｇを供給し、ｐ型Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層の上に厚さ４０ｎｍのｐ型ＧａＮ層を成長させた。
続いて、結晶成長装置から上記結晶成長法で形成した半導体積層体を取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中３０分、８５０℃でｐ型化の活性化アニールを行った。次いで、活性化アニールを行った後、７０℃の王水で１０分間表面処理を行い、張り合わせ工程のために、積層体を適当なサイズに切断した。積層体をサポートする厚さ３５０μｍのＧａＡｓからなる支持体を適当なサイズに切断した後、アセトン、メタノール、超純水で洗浄し、乾燥させた。乾燥後、支持体の上に接着剤として厚さ１０μｍのインジウムを配置し、その後積層体のｐ型ＧａＮ層面を下にして配置し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中、２００℃で５分間加熱を行い積層体と支持体を接合させた。
次いで、サファイア基板側から、ＱスイッチＬＤ励起Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（スペクトラフィジックス株式会社製：型式ＢＬ６Ｓ−２６６Ｑ）（波長２６６ｎｍ）を照射してＧａＮバッファ層を融解させた。その後、半導体積層体を約５０℃に加熱してサファイア基板を除去した。サファイア基板除去後の積層体の横断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、図１１に示したようにｎ型ＡｌＧａＮが露出されていることがわかった。
サファイア基板の除去により露出されたｎ型ＡｌＧａＮ層の表面、あるいは、ＧａＮバッファ層の残さがある場合は、残さを含め表面をＣＭＰ法、あるいはＲＩＥとＣＭＰ法を併用する研磨工程によって除去して、平坦なｎ型ＡｌＧａＮ層を露出させた。これは、サファイア基板を裏面から研磨によって除去するよりも遥かに簡単な工程である。この研磨工程の後、ｎ型ＡｌＧａＮが露出された上に厚さ３μｍの金スズ合金（金：８０％）を配置し、その上から厚さ３５０μｍの別のＧａＡｓ支持体を被せ、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、窒素雰囲気中、３５０℃で５分間加熱を行い、積層体と別の支持体を接合させた。
続いて、二つの支持体で接合されている積層体を、２００℃に維持したまま加熱して、インジウムからなる接着剤のみを融解させて、初めに接合させた支持体を除去した。
続いて、希塩酸（濃度１０％）を用いてｐ型ＧａＮ層の上に取り残されたインジウムを融解させた。積層体を蒸着装置（アネルバ株式会社製：型式ＶＩ−４３Ｎ）に装着し、ｐ型ＧａＮ層の上に厚さ２０ｎｍのＮｉと厚さ７００ｎｍの金を連続して蒸着した。蒸着後、積層体を蒸着装置から取り出し、電気炉（真空理工株式会社製：ＨＰＣ−５０００）で、４５０℃５分間、窒素含有量８０％および酸素含有量２０％の混合ガス雰囲気中でアニールを行いｐ型電極を形成し、図１５に示したようなｎ型ＡｌＧａＮで支持体する構造体を作製した。
【産業上の利用可能性】
【０００７】
本発明によると、ｎ電極とｐ電極とが上下に位置する縦型電極構造を実現したことにより、窒化物系深紫外発光素子の素子抵抗が劇的に下がる。このため、発光素子の駆動効率を高めることができ、また高出力動作時の発熱が抑えられる。さらに、縦型電極構造によりチップサイズの一層の小型化が可能となる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月20日(2006.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】順にｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層を含み、さらに該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を、そして該ｐ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｐ電極を、当該駆動電流が各層内を各境界面に対して実質的に法線方向に流れるように形成させたことを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子。
【請求項２】（削除）
【請求項３】当該放出光が、前記ｎ電極及び前記ｐ電極のいずれか一方又は両方の側から取り出される、請求の範囲第１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項４】当該放出光が、前記ｎ電極及び前記ｐ電極のいずれか一方と素子の側方から又は両方の側の電極と素子の側方から取り出される、請求の範囲第１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項５】前記ｎ電極又は前記ｐ電極が光反射性であることにより、当該放出光が前記ｐ電極又は前記ｎ電極の側から取り出される、請求の範囲第１項、第３項又は第４項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項６】前記ｎ電極又は前記ｐ電極が光反射性であることにより、当該放出光が前記ｐ電極側と素子の側方から又は前記ｎ電極側と素子の側方から取り出される、請求の範囲第１項、第３項又は第４項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項７】前記ｎ電極及び前記ｐ電極の両方が光反射性であることにより、当該放出光が素子の側方から取り出される、請求の範囲第１項又は第３項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項８】前記ｐ電極と前記ｐ型ＡｌＧａＮ層との間にｐ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層をさらに含む、請求の範囲第１項又は第３項〜第７項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項９】前記ｎ電極と前記ｎ型ＡｌＧａＮ層との間にｎ型ＡｌＧａＮ系金属電極接触層をさらに含む、請求の範囲第１項又は第３項〜第８項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項１０】前記ｎ電極に張り合わされた導電性支持体をさらに含む、請求の範囲第１項又は第３項〜第９項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項１１】前記ｐ電極に張り合わされた導電性支持体をさらに含む、請求の範囲第１項又は第３項〜第９項のいずれか１項に記載の窒化物系深紫外発光素子。
【請求項１２】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１３】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１４】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１５】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１６】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１７】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１８】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項１９】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２０】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２１】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２２】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２３】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層およびｐ型ＡｌＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体を除去した後に、該ｐ型ＡｌＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２４】順にｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層、ｐ型ＧａＮ層を含み、さらに該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を、そして該ｐ型ＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｐ電極を、当該駆動電流が各層内を各境界面に対して実質的に法線方向に流れるように形成させたことを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子。
【請求項２５】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２６】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２７】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２８】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項２９】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項３０】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成させた後、導電性接着剤を介して該ｐ電極の上に導電性支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面の少なくとも一部にｎ電極を形成させることを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項３１】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで第１の接着剤を介して該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項３２】サファイア基板上にＧａＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで第１の接着剤を介して該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＧａＮバッファ層を融解させて該サファイア基板と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項３３】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで第１の接着剤を介して該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項３４】サファイア基板上にＡｌＮバッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで第１の接着剤を介して該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項３５】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで第１の接着剤を介して該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮバッファ層と共に除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【請求項３６】サファイア基板上にＡｌＧａＮ系光透過バッファ層、ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層、ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層、ｎ型ＡｌＧａＮ層、窒化物系量子井戸活性層、ｐ型ＡｌＧａＮ層およびｐ型ＧａＮ層を順次積層させ、次いで第１の接着剤を介して該ｐ型ＧａＮ層の上に第１の支持体を接合させ、次いで該サファイア基板側から所定の波長を有するレーザーを照射することにより該ＡｌＧａＮ系吸光バッファ層を融解させて該サファイア基板および該ＡｌＧａＮ系光透過バッファ層と共に除去し、これにより露出された該ＡｌＧａＮ系結晶品質向上層をさらに除去し、これにより露出された該ｎ型ＡｌＧａＮ層の表面にｎ電極を形成させ、さらに第２の導電性接着剤を介して該ｎ電極の上に第２の導電性支持体を接合させ、その後該第１の支持体および該第１の接着剤を除去した後に、該ｐ型ＧａＮ層の上にｐ電極を形成することを特徴とする、ピーク波長が２００〜３５０ｎｍの範囲内にある深紫外光を放出する窒化物系深紫外発光素子の製造方法。
【国際調査報告】
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