CN103430332B - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供以均匀的膜厚形成保护膜及其上的电极膜的发光二极管及其制造方法。这样的发光二极管，在上部具有平坦部和台面型结构部，该台面型结构部具有倾斜侧面和顶面，平坦部和台面型结构部各自至少一部分由保护膜、电极膜依次覆盖，倾斜侧面通过湿式蚀刻形成，且水平方向的截面积朝向顶面连续变小地形成，保护膜覆盖平坦部的至少一部分、倾斜侧面、顶面的周缘区域，并且俯视在周缘区域的内侧具有将化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗，电极层是以与从上述通电窗露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于上述平坦部上的保护膜的一部分，在上述台面型结构部的顶面上具有光射出孔的方式形成的连续膜。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管及其制造方法。
本申请基于2011年3月14日在日本申请的专利申请2011－055833号、以及2011年9月16日在日本申请的专利申请2011－203449号主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
已知将在发光层产生的光从元件上表面的一部分取出的点光源型的发光二极管。在该类型的发光二极管中，已知具有用于将发光层中的通电区域限制在其面内的一部分的电流狭窄结构的发光二极管（例如，专利文献1）。具有电流狭窄结构的发光二极管，发光区域被限定，从设置在该区域的正上方的光射出孔射出光，因此可得到高的光输出功率，并且能够将射出的光效率良好地引入到光学部件等中。
在点光源型的发光二极管之中，特别是共振器型发光二极管（RCLED：ResonantCavity Light Emitting Diode）是下述高效率的发光元件，其构成为：在包含两个反射镜（mirror）的共振器内产生的驻波的波腹位于配置在共振器内的发光层，并且将光射出侧的反射镜的反射率设定得比基板侧的反射镜的反射率低，由此不使激光振荡而以LED模式工作（专利文献2、3）。共振器型发光二极管与通常的发光二极管相比，由于共振器结构的效果，使得发光光谱线宽度较窄，射出光的指向性高，自然释放的载流子（carrier）寿命短，因而能够高速应答，具有上述等等的特征，因此适合于传感器等。
在共振器型发光二极管中，已知下述构成：为了在平行于基板的方向上使发光区域较窄，将上部反射镜层和活性层等形成为柱状结构，具备在该柱状结构的顶面的光取出面具有光射出用的开口的层（例如专利文献 4）。
图18表示一种共振器型发光二极管，是在基板131上依次具备下部反射镜层132、活性层133、上部反射镜层134和接触层135的共振器型发光二极管，将活性层133、上部反射镜层134和接触层135形成为柱状结构137，用保护膜138被覆柱状结构137及其周围，在该保护膜138上形成电极膜139，在柱状结构137的顶面137a（光取出面）中，在电极膜139上形成了光射出用的开口139a。标记140是背面电极。
如图18所示的柱状结构的电流狭窄结构在并非共振器型的点光源型的发光二极管中也能够应用。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2005-31842号公报
专利文献2：日本特开2002-76433号公报
专利文献3：日本特开2007-299949号公报
专利文献4：日本特开平9-283862号公报
发明内容
形成上述柱状结构时，采用各向异性的干式蚀刻实施形成了活性层等之后的、柱状结构以外的部分的除去，因此如图18所示，柱状结构137的侧面137b相对于基板131垂直或极度倾斜地形成。在该柱状结构的侧面，通常采用蒸镀法、溅射法形成保护膜后，采用蒸镀法形成电极用金属（例如Au）膜，但在该垂直或极度倾斜的侧面，以一样的膜厚形成保护膜和/或电极用金属膜并不容易，存在容易成为不连续的膜的问题。在保护膜成为不连续的膜的情况下（图18中的标记A），电极用金属膜会进入到该不连续部分与活性层等接触，成为漏电（leak）的原因。另外，在电极用金属膜成为不连续的膜的情况下（图18中的标记B），成为通电不良的原因。
另外，如果利用干式蚀刻进行柱状结构以外的部分的除去，则需要高价的装置，还存在蚀刻时间较长的问题。
本发明是鉴于上述情况完成的发明，其目的在于提供一种以均匀的 膜厚形成保护膜和在其上形成的电极膜的发光二极管、以及一种降低漏电和通电不良从而提高成品率、并且能够以低于以往的成本制造的发光二极管的制造方法。
本发明提供以下的手段。
（1）一种发光二极管，是在基板上包含反射层和活性层的化合物半导体层的发光二极管，其特征在于，在其上部具有平坦部和台面型结构部，该台面型结构部具有倾斜侧面和顶面，所述平坦部和所述台面型结构部各自至少一部分由保护膜、电极膜依次覆盖，所述台面型结构部至少含有所述活性层的一部分，所述倾斜侧面通过湿式蚀刻形成，并且其水平方向的截面积朝向所述顶面连续变小地形成，所述保护膜至少覆盖所述平坦部的至少一部分、所述台面型结构部的所述倾斜侧面、和所述台面型结构部的所述顶面的周缘区域，并且俯视在所述周缘区域的内侧具有将所述化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗，所述电极层是以与从所述通电窗露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于所述平坦部上的保护膜的一部分，在所述台面型结构部的顶面上具有光射出孔的方式形成的连续膜。
此外，本发明中所谓“平坦部”，是指对化合物半导体层进行湿式蚀刻从而形成台面型结构部时同时形成的部分，“平坦”化是通过湿式蚀刻进行的。
（2）根据（1）所述的发光二极管，其特征在于，所述反射层为DBR反射层。
（3）根据（2）所述的发光二极管，其特征在于，在所述活性层的与基板相反侧具有上部DBR反射层。
（4）根据（1）所述的发光二极管，其特征在于，所述反射层包含金属。
（5）根据（1）～（4）的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述化合物半导体层具有与所述电极层接触的接触层。
（6）根据权利要求1～5的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述台面型结构部包含所述活性层的全部、和所述反射层的一部分或全 部。
（7）根据（1）～（6）的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述台面型结构部俯视为矩形。
（8）根据（7）所述的发光二极管，其特征在于，所述台面型结构部的各倾斜侧面，相对于所述基板的定向平面（定位边，Orientation Flat）偏斜（偏移，off set）地形成。
（9）根据（1）～（8）的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述台面型结构部的高度为3～7μm，俯视的所述倾斜侧面的宽度为0.5～7μm。
（10）根据（1）～（9）的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述光射出孔俯视为圆形或椭圆。
（11）根据（10）所述的发光二极管，其特征在于，所述光射出孔的孔径为50～150μm。
（12）根据（1）～（11）的任一项所述的发光二极管，其特征在于，在所述电极层的所述平坦部上的部分具有接合线。
（13）根据（1）～（12）的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述活性层所包含的发光层包含多量子阱。
（14）根据（1）～（13）的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述活性层所包含的发光层由（AlX1Ga1－X1）Y1In1－Y1P（0≤X1≤1，0＜Y1≤1）、（AlX2Ga1－X2）As（0≤X2≤1）、（InX3Ga1－X3）As（0≤X3≤1）中的任一种构成。
（15）一种发光二极管的制造方法，其特征在于，具有：在基板上形成包含反射层和活性层的化合物半导体层的工序；对所述化合物半导体层进行湿式蚀刻，形成水平方向的截面积朝向顶面连续减小地形成的台面型结构部和配置在该台面型结构部的周围的平坦部的工序；以在所述台面型结构部的顶面具有将所述化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗的方式，在所述台面型结构部和平坦部上形成保护膜的工序；和形成以与从所述通电窗露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于所述平坦部上的保护膜的一部分，在所述台面型结构部 的顶面上具有光射出孔的方式，形成作为连续膜的电极层的工序。
（16）根据（15）所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，利用选自磷酸-过氧化氢水混合液、氨-过氧化氢水混合液、溴甲醇混合液、碘化钾-氨中的至少一种以上进行所述湿式蚀刻。
根据本发明的发光二极管，由于采用以下构成，即在其上部具有平坦部、和具备倾斜侧面及顶面的台面型结构部，平坦部和台面型结构部各自至少一部分由保护膜、电极膜依次覆盖，台面型结构部至少包含活性层的一部分，保护膜至少覆盖平坦部的至少一部分、台面型结构部的倾斜侧面、和台面型结构部的上述顶面的周缘区域，并且俯视在上述周缘区域的内侧具有将化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗，电极层是以与从通电窗露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于平坦部上的保护膜的一部分，在台面型结构部的顶面上具有光射出孔的方式形成的连续膜，所以可得到高的光输出功率，并且能够将射出的光效率良好地向光学部件等取入。
另外，由于采用以下构成，即台面型结构部的倾斜侧面通过湿式蚀刻形成、且水平方向的截面积朝向顶面连续变小地形成，所以与垂直侧面的情况相比在侧面容易形成保护膜及其上的电极膜，所以以均匀的膜厚形成有连续的膜，因此没有不连续的膜所引起的漏电和通电不良，能够保证稳定而高辉度的发光。该效果是只要具备台面型结构部即可发挥的效果，是能够无关于发光二极管的内部的叠层结构、基板的构成而可得到的效果，所述台面型结构部具有通过湿式蚀刻形成的倾斜侧面。
根据本发明的发光二极管，通过采用反射层包含金属的结构，能够以高反射率反射由发光层发出的光从而能够得到高的光输出功率。
根据本发明的发光二极管，通过采用反射层为DBR反射层的构成，能够进行发光光谱线宽度窄的发光。另外，通过进一步采用在活性层的与基板相反侧具有上部DBR反射层的构成，发光光谱线宽度窄，射出光的指向性高，能够进行高速响应。
根据本发明的发光二极管，通过采用化合物半导体层具有与电极层接触的接触层的构成，能够降低欧姆电极的接触电阻进行低电压驱动。
根据本发明的发光二极管，通过采用台面型结构部包含活性层的全部、和反射层的一部分或全部的构成，发光全部在台面型结构部内产生，光取出效率提高。
根据本发明的发光二极管，通过采用俯视台面型结构部为矩形的构成，可抑制由于制造时的湿式蚀刻的各向异性的影响，台面形状根据蚀刻深度而发生变化，台面部面积的控制容易，所以可得到高精度的尺寸形状。
根据本发明的发光二极管，通过采用台面型结构部的各倾斜侧面，相对于基板的定向平面偏斜地形成的构成，相对于构成矩形台面型结构部的四边基板方位所引起的各向异性的影响被缓和，因此可得到均等的台面形状和梯度。
根据本发明的发光二极管，通过采用台面型结构部的高度为3～7μm，俯视的倾斜侧面的宽度为0.5～7μm的构成，与垂直侧面的情况相比容易在侧面形成保护膜及其上的电极膜，所以以均匀的膜厚形成连续的膜，因此没有不连续的膜所引起的漏电和通电不良，能够保证稳定而高辉度的发光。
根据本发明的发光二极管，通过采用光射出孔俯视为圆形或椭圆的构成，与矩形等的具有角的结构相比容易形成均匀的接触区域，能够抑制角部的电流集中等的发生。另外，适于向受光侧的光纤等的结合。
根据本发明的发光二极管，由于低于50μm时在台面型结构部的电流密度升高，会在低电流下输出饱和，另一方面若超过150μm则难以进行向台面型结构部全体的电流扩散，所以通过采用光射出孔的孔径为50～150μm的构成，能够避免输出饱和的问题。
根据本发明的发光二极管，通过采用在电极层的平坦部上的部分具有接合线的构成，由于在施加了充分的载荷（及超声波）的平坦部上进行了线接合，所以可实现接合强度高的线接合。
根据本发明的发光二极管的制造方法，由于采用以下构成，该构成具有：对化合物半导体层进行湿式蚀刻，形成水平方向的截面积朝向顶面连续变小地形成的台面型结构部、和配置在该台面型结构部的周围的 平坦部的工序；以在台面型结构部的顶面具有将化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗的方式，在台面型结构部和平坦部上形成保护膜的工序；和以与从通电窗露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于上述平坦部上的保护膜的一部分，在台面型结构部的顶面上具有光射出孔的方式形成作为连续膜的电极层的工序，因此，能够制造以下的发光二极管，即具有高的光输出功率、且能够将射出的光效率良好地向光学部件等取入，并且与垂直侧面的情况相比容易在倾斜斜面形成保护膜及其上的电极膜，所以以均匀的膜厚形成有连续的膜，因此没有不连续的膜所引起的漏电和通电不良，可保证稳定而高辉度的发光。通过以往的各向异性的干式蚀刻形成柱状结构时，侧面垂直地形成，但通过湿式蚀刻形成台面型结构部，能够使侧面形成平缓倾斜的侧面。另外，通过采用湿式蚀刻形成台面型结构部，与以往采用干式蚀刻形成柱状结构的情况相比，能够缩短形成时间。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的发光二极管的截面模式图。
图2是本发明的第1实施方式的发光二极管的立体图。
图3是表示本发明的第1实施方式的发光二极管的倾斜斜面的截面的电子显微镜照片。
图4是本发明的第1实施方式的发光二极管的活性层的截面模式图。
图5是本发明的第2实施方式的发光二极管的截面模式图。
图6是本发明的第3实施方式的发光二极管的截面模式图。
图7是本发明的第4实施方式的发光二极管的截面模式图。
图8是用于说明本发明的第1实施方式的发光二极管的制造方法的截面模式图。
图9是用于说明本发明的第1实施方式的发光二极管的制造方法的截面模式图。
图10是表示深度以及宽度相对于湿式蚀刻的蚀刻时间的关系的图。
图11是用于说明本发明的第1实施方式的发光二极管的制造方法的截面模式图。
图12是表示本发明的第4实施方式的发光二极管所使用的金属基板的制造工序的一例的工序截面图。
图13是表示本发明的第4实施方式的发光二极管的制造方法的一例的工序截面图。
图14是表示本发明的第4实施方式的发光二极管的制造方法的一例的工序截面图。
图15是表示本发明的第4实施方式的发光二极管的制造方法的一例的工序截面图。
图16是表示在发光二极管的正上的光谱的测定结果的图。
图17是表示发光的光的指向性的测定结果的图。
图18是现有的发光二极管的截面图。
具体实施方式
以下，对于应用了本发明的发光二极管及其制造方法，利用附图说明其构成。再者，为易于明白其特征，在以下的说明中使用的附图有时为方便起见将成为特征的部分放大地表示，各构成要素的尺寸比率等未必与实际相同。另外，在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本发明不限定于此，在不变更其要旨的范围可以适当变更来实施。
再者，在不损害本发明的效果的范围也可以具备以下没有记载的层。
[发光二极管（第1实施方式）]
图1是作为应用了本发明的发光二极管的一例的共振器型发光二极管的截面模式图。图2是在含有图1示出的发光二极管的晶片（wafer）上形成的发光二极管的立体图。
以下，参照图1和图2，对于应用了本发明的一实施方式的发光二极管详细地说明。
图1所示的发光二极管100，是在基板1上具备包含反射层2和活性 层3的化合物半导体层的发光二极管，在其上部具有平坦部6、和具有倾斜侧面7a和顶面7b作为外表面的台面型结构部7，平坦部6和台面型结构部7各自至少一部分由保护膜8、电极膜9依次覆盖，台面型结构部7至少包含活性层3的一部分，倾斜侧面7a通过湿式蚀刻形成，并且水平方向的截面积朝向顶面7b连续变小地形成，保护膜8至少覆盖平坦部6的至少一部分、台面型结构部7的倾斜侧面7a、台面型结构部7的顶面7b的周缘区域7ba，并且，在俯视周缘区域7ba的内侧具有将化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗8b，电极层9是以与从通电窗8b露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于平坦部6上的保护膜8的一部分，在台面型结构部7的顶面7b上具有光射出孔9b的方式形成的连续膜，反射层2是DBR反射层（下部DBR反射层），在活性层3的与基板1相反侧具备上部DBR反射层4，化合物半导体层具有与电极层9接触的接触层5。
本实施方式的共振器型发光二极管的台面型结构部7俯视为矩形，电极层9的光射出孔9b俯视为圆形。台面型结构部7俯视并不限定于矩形，另外，光射出孔9b的俯视也不限定于圆形。
在台面型结构部7的电极膜上具备用于防止来自侧面的漏光的防漏光膜16。
另外，在基板1的下表面侧具备背面电极10。
本发明的发光二极管，如图2所示，可以通过在晶片状的基板上制作出多个发光二极管100后，对各发光二极管每一个沿着切割道（预定切断线）21（虚线22是切割道21的纵向的中心线）切断来制造。即，通过使激光、刀片等沿着虚线22切断切割道21的部分，可以对各发光二极管每一个进行切断。
台面型结构部7是相对于平坦部6向上方突出的结构，具有倾斜侧面7a和顶面7b来作为外表面。在图1示出的例子的情况下，倾斜侧面7a包含：在活性层3的整个层、上部DBR层4和接触层5的倾斜截面上隔着保护膜而形成的电极层（表面电极层）9的表面，顶面7b包含：覆盖保护 膜8的中央部分的部分8d的表面、和电极层9（标记9ba、9bb和9d的部分）的表面。
另外，本发明的台面型结构部7的内部至少包含接触层5、上部DBR层4、活性层3的至少一部分。
在图1示出的例子的情况下，台面型结构部7的内部包含接触层5、上部DBR层4和活性层3的整个层。也可以在台面型结构部7的内部仅包含活性层3的一部分，但优选活性层3的整个层包含在台面型结构部7的内部。原因是在活性层3中发出的光全部在台面型结构部内产生，光取出效率提高。另外，也可以在台面型结构部7的内部包含下部DBR层2的一部分。
另外，台面型结构部7，其倾斜侧面7a通过湿式蚀刻形成，并且从基板1侧朝向顶面水平方向的截面积连续变小地形成。由于倾斜侧面7a是通过湿式蚀刻而形成的，因此向下形成为凸状。优选台面型结构部7的高度h为3～7μm，俯视的倾斜侧面7a的宽度w为0.5～7μm。原因是该情况下，台面型结构部7的侧面不是垂直或极度倾斜，而是缓缓的倾斜，因此以一样的膜厚形成保护膜和/或电极用金属膜变得容易，没有成为不连续的膜的顾虑，因此，没有起因于不连续的膜的漏电和通电不良，保证了稳定而高辉度的发光。
另外，如果进行湿式蚀刻直到高度超过7μm，则倾斜侧面容易变为悬突形状（倒锥状），因此不优选。在为悬突形状（倒锥状）时以均匀的膜厚没有不连续部位地形成保护膜和/或电极膜比垂直侧面的情况更困难。
再者，在本说明书中，所谓高度h，是指从平坦部6上的隔着保护膜而形成的电极膜9（标记9c的部分）的表面，到覆盖保护膜8的标记8ba的部分的电极膜9（标记9ba的部分）的表面的垂直方向的距离（参照图1）。另外，所谓宽度w，是指从覆盖保护膜8的标记8ba的部分的电极膜9（标记9ba的部分）的边缘到与该边缘连接的倾斜侧面的电极膜9（标记9a的部分）的最下的边缘的水平方向的距离（参照图1）。
图3是台面型结构部7附近的截面的电子显微镜照片。
图3示出的例子的层构成，接触层包含Al0.3Ga0.7As，其层厚为3μm，除此以外是与后述的实施例同样的构成。
本发明的台面型结构部通过湿式蚀刻而形成，因此形成为：越是从其顶面侧趋向基板侧（在图中越是趋向下方），台面型结构部的水平截面积（或者，宽度或直径）的增大率越大。由该形状可以判别台面型结构部不是通过干式蚀刻，而是通过湿式蚀刻形成的。
在图3示出的例子中，高度h为7μm，宽度w为3.5～4.5μm。
台面型结构部7优选俯视为矩形。原因是可抑制由于制造时的湿式蚀刻的各向异性的影响使台面形状根据蚀刻深度而变化，台面型结构部的各面的面积的控制容易，因此可得到高精度的尺寸形状。
发光二极管的台面型结构部7的位置，如图1和图2所示，为了元件的小型化，优选偏置于发光二极管的长轴方向的一方。原因是，平坦部6需要安装接合线（未图示）所需要的宽度，因此要使其狭窄存在极限，通过使台面型结构部7更靠向一方，可以将平坦部6的范围最小化，可以谋求元件的小型化。
平坦部6是配置在台面型结构部7的周围的部分。在本发明中，线接合是在位于能够施加充分的载荷（和超声波）的、电极层的平坦部的部分进行的，因此能够实现接合强度高的线接合。
在平坦部6上，依次形成有保护膜8、电极层（表面电极层）9，在电极层9上安装接合线（未图示）。配置在平坦部6的保护膜8的正下方的材料，根据台面型结构部7的内部的构成来确定。在图1示出的例子的情况下，台面型结构部7的内部包含接触层5、上部DBR层4和活性层3的整个层，作为活性层3的正下方的层的下部DBR层的最上面配置在平坦部6的保护膜8的正下方，因此配置在平坦部6的保护膜8的正下方的材料是下部DBR层的最上面的材料。
保护膜8包含：覆盖台面型结构部7的倾斜侧面7a的部分8a、覆盖平坦部6的至少一部分的部分8c（也包括隔着台面型结构部7覆盖相反侧的平坦部的部分8cc）、覆盖台面型结构部7的顶面7b的周缘区域7ba的 部分8ba、覆盖上述顶面7b的中央部分的部分8d，俯视在周缘区域7ba的内侧具有将接触层5的表面的一部分露出的通电窗8b。
本实施方式的通电窗8b，在台面型结构部7的顶面7b将接触层5的表面之中的、位于周缘区域7ba之下的部分8ba和位于覆盖中央部分的部分8d之下的部分之间的直径不同的两个同心圆间的区域露出。
保护膜8的第1功能，是为了缩小产生发光的区域和取出光的范围，配置在表面电极层9的下层，限制表面电极层9和背面电极10之间的电流流通的区域。即，形成了保护膜8后，在包含保护膜8的整个面形成表面电极层，其后将表面电极层图案化，但对于形成了保护膜8的部分，即使不除去表面电极层也不会在其与背面电极10之间流通电流。在希望与背面电极10之间流通电流的地方形成保护膜8的通电窗8b。
因此，如果是在台面型结构部7的顶面7b的一部分形成通电窗8b以具有第1功能的构成，则通电窗8b的形状和位置不限定于图1那样的形状和位置。
保护膜8的第2功能，相对于第1功能为必需的功能，并不是必需的功能，在图1所示的保护膜8的情况下，作为第2功能，是俯视配置在表面电极层9的光射出孔9a内的接触层5的表面，能够越过保护膜8取出光，并且保护取出光的接触层5的表面。
再者，后述的第2实施方式，是在光射出孔之下没有保护膜，不经保护膜而从光射出孔9b直接取出光的构成，不具有第2功能。
作为保护膜8的材料，可以使用作为绝缘层公知的材料，从容易形成稳定的绝缘膜出发，优选硅氧化膜。
再者，在本实施方式中，越过该保护膜8（8d）取出光，因此保护膜8需要具有透光性。
另外，保护膜8的膜厚优选为0.3～1μm。因为低于0.3μm时绝缘不充分，如果超过1μm则形成时过于花费时间。
电极层（表面电极层）9包含：覆盖保护膜8之中的部分8a的部分9a，该部分8a覆盖倾斜侧面7a；覆盖保护膜8之中的部分8c的部分9c，该部 分8c覆盖平坦部6的至少一部分；覆盖保护膜8之中的部分8ba的一部分的部分9ba，该部分8ba覆盖台面型结构部7的顶面7b的周缘区域7ba；埋入保护膜8的通电窗8b的部分9bb（以下适当地称作“接触部分”）、和覆盖台面型结构部7的顶面7b上的保护膜8之中的部分8d的外周缘部的部分9d，该部分8d覆盖顶面7b的中央部分。
电极层（表面电极层）9的第1功能，是在其与背面电极10之间流通电流，第2功能是限制发出的光射出的范围。在图1示出的例子的情况下，第1功能由接触部分9bb担负，第2功能由覆盖部分8d的外周缘部的部分9d担负，该部分8d覆盖中央部分。
对于第2功能也可以是通过使用非透光性的保护膜，使该保护膜担负的构成。
电极层9可以覆盖平坦部6的保护膜8全体，也可以覆盖其一部分，但为了适当地安装接合线，优选尽量覆盖宽的范围。从成本降低的观点来看，优选如图2所示，在切断各发光二极管每一个时的切割道21上不覆盖电极层。
该电极层9，在台面型结构部7的顶面7b中仅用接触部分9bb与接触层5接触，因此电极层9和背面电极10，仅在接触部9bb和背面电极10之间流通电流。因此，在发光层13中俯视与光射出孔9b重叠的范围电流集中，在该范围发光集中，因此能够高效地取出光。
作为电极层9的材料，可以使用公知的电极材料，但从可得到良好的欧姆接触出发，最优选AuBe/Au。
另外，电极层9的膜厚优选为0.5～2.0μm。因为低于0.5μm时不仅难以得到均匀且良好的欧姆接触，接合时的强度、厚度也不充分，如果超过2.0μm则过于花费成本。
如图1所示，还可以具有防止在活性层发出的光从台面型结构部7的侧面漏出到元件外的防漏光膜16。
作为防漏光膜16的材料，可以使用公知的反射材料。还可以为与电极层9相同的AuBe/Au。
在本实施方式中，是在光射出孔9b之下形成有保护膜8d（8），在台面型结构部7的顶面经由保护膜8d（8）从光射出孔9b取出光的构成。
光射出孔9b的形状优选俯视为圆形或椭圆。与矩形等的具有角的结构相比容易形成均匀的接触区域，可以抑制在角部的电流集中等的产生。另外，是由于适合于对受光侧的光纤等的结合的缘故。
光射出孔9b的孔径优选为50～150μm。因为低于50μm时在射出部的电流密度变高，在低电流下输出功率饱和，另一方面，如果超过150μm则向射出部全体的电流扩散困难，因此相对于注入电流，发光效率降低。
作为基板1，可以使用例如GaAs基板。
在使用GaAs基板的情况下，可以使用由公知的制法制作出的市售品的单晶基板。GaAs基板的进行外延生长的表面优选为平滑的。GaAs基板的表面的面取向，从品质的稳定性方面出发，优选容易外延生长、可量产的（100）面和从（100）在±20°以内偏斜的基板。此外，更优选：GaAs基板的面取向的范围为从（100）方向向（0-1-1）方向偏斜15°±5°。
为了使下部DBR层2、活性层3和上部DBR层4的结晶性良好，优选GaAs基板的位错密度较低。具体地讲，例如为10000个cm-2以下，优选为1000个cm-2以下较合适。
GaAs基板可以是n型也可以是p型。GaAs基板的载流子浓度可以根据所希望的电导率和元件结构而适当选择。例如，在GaAs基板为掺杂Si的n型的情况下，载流子浓度优选为1×1017～5×1018cm-3的范围。与此相对，在GaAs基板为掺杂Zn的p型的情况下，载流子浓度优选为2×1018～5×1019cm-3的范围。
GaAs基板的厚度，根据基板的尺寸而有适当的范围。如果GaAs基板的厚度比适当的范围薄，则在化合物半导体层的制造工艺中有开裂之虞。另一方面，如果GaAs基板的厚度比适当的范围厚，则材料成本会增加。因此，在GaAs基板的基板尺寸大的情况，例如直径为75mm的情况下，为了防止操作时的开裂而优选为250～500μm的厚度。同样，在直径为50mm的情况下，优选为200～400μm的厚度，在直径为100mm的情况下，优选 为350～600μm的厚度。
这样通过根据GaAs基板的基板尺寸而增厚基板的厚度，可以降低起因于活性层3的化合物半导体层的翘曲。由此，外延生长中的温度分布变得均匀，因此可以减小活性层3的面内的波长分布。再者，GaAs基板的形状并不特别限定于圆形，即使是矩形等也没有问题。
可以在化合物半导体层（反射层（下部DBR层2）和活性层3、上部DBR层4、接触层5）的结构中适时施加公知的功能层。例如，可以设置用于使元件驱动电流在整个发光部平面性地扩散的电流扩散层、相反地用于限制元件驱动电流流通的区域的电流阻止层和电流狭窄层等公知的层结构。
形成于基板1上的反射层（下部DBR层）、和化合物半导体层，通过依次层叠下部DBR层2、活性层3和上部DBR层4而构成。
DBR（分布式布拉格反射；Distributed Bragg Reflector）层是包含多层膜的层，该多层膜是以λ/（4n）的膜厚（λ：应该反射的光在真空中的波长、n：层材料的折射率）将折射率不同的两种层交替层叠而成的多层膜。反射率在两种的折射率之差较大时，利用比较少的层数的多层膜可得到高反射率。其特征为并不像通常的反射膜那样由某一面反射，而是作为多层膜的全体基于光的干涉现象引起反射。
DBR层的材料，优选相对于发光波长为透明，另外，优选进行选择以成为构成DBR层的两种材料的折射率之差变大的组合。
下部DBR层2优选是折射率不同的两种层交替地层叠10～50对而成。原因是：在10对以下的情况下反射率过低，因此无助于输出功率的增大，即使为50对以上，反射率的进一步增大也较小。
构成下部DBR层2的折射率不同的两种层，从效率良好地得到高的反射率出发，希望选自下述组合中的任一种：作为组成不同的两种的（AlXhGa1-Xh）Y3In1-Y3P（0＜Xh≤1、Y3＝0.5）、（AlXlGa1-Xl）Y3In1-Y3P；0≤Xl＜1、Y3＝0.5）的对的、两者的Al的组成差ΔX＝xh-xl大于或等于0.5的组合、或者GaInP和AlInP的组合、或者作为组成不同的两种的 AlxlGa1-xlAs（0.1≤xl≤1）、AlxhGa1-xhAs（0.1≤xh≤1）的对的、两者的组成差ΔX＝xh-xl大于或等于0.5的组合。
组成不同的AlGaInP的组合，由于不含有容易产生晶体缺陷的As因而优选，GaInP和AlInP，由于在其中取得最大的折射率差，因此能够减少反射层的数目，组成的切换也简单，因此优选。另外，AlGaAs有容易取得大的折射率差的优点。
上部DBR层4也可以使用与下部DBR层2同样的层结构，但由于需要透过上部DBR层4射出光，因此构成为相比于下部DBR层2反射率较低。具体地讲，在由与下部DBR层2相同的材料构成的情况下，优选交替地层叠3～10对的折射率不同的两种层而成，以使得层数相比于下部DBR层2较少。原因是在为2对以下的情况下反射率过低，因此无助于输出功率的增大，如果设为11对以上则透过上部DBR层4的光量过于降低。
本发明的发光二极管，通过采取用低反射率的上部DBR层4和高反射率的下部DBR层2夹持活性层3，在活性层3中发出的光在上部DBR层4和下部DBR层2之间共振，使驻波的波腹位于发光层的构成，成为不使激光振荡而与以往的发光二极管相比指向性高、高效率的发光二极管。
如图4所示，活性层3是依次层叠下部覆盖层11、下部引导层12、发光层13、上部引导层14、上部覆盖层15从而构成的。即，在得到高强度的发光方面，优选：活性层3形成为：为了将带来辐射再结合的载流子（载体：carrier）和发光“封入”到发光层13而含有在发光层13的下侧和上侧对峙地配置的下部覆盖层11、下部引导层12、和上部引导层14、上部覆盖层15的、所谓双异质（英文简称：DH）结构。
如图4所示，为了控制发光二极管（LED）的发光波长，发光层13可以构成量子阱结构。即，发光层13可以设为在两端具有势垒层（也称为垒层）18的、阱层17与势垒层18的多层结构（叠层结构）。
发光层13的层厚优选为0.02～2μm的范围。发光层13的传导类型没有特别限定，无掺杂、p型和n型的任一种都可以选择。为了提高发光效率，优选设为结晶性良好的无掺杂或者低于3×1017cm-3的载流子浓度。
作为阱层17的材料可以使用公知的阱层材料。例如，可以使用AlGaAs、InGaAs、AlGaInP。
阱层17的层厚优选为3～30nm的范围。更优选为3～10nm的范围。
作为势垒层18的材料，优选选择相对于阱层17的材料合适的材料。为了防止在势垒层18中的吸收、提高发光效率，优选设为与阱层17相比带隙大的组成。
例如，在作为阱层17的材料使用AlGaAs或InGaAs的情况下，作为势垒层18的材料优选为AlGaAs、AlGaInP。在作为势垒层18的材料使用AlGaInP的情况下，由于不含有容易产生缺陷的As，因此结晶性高，有助于高输出。
在作为阱层17的材料使用（AlX1Ga1-X1）Y1In1-Y1P（0≤X1≤1，0＜Y1≤1）的情况下，作为势垒层18的材料可以使用Al组成更高的（AlX4Ga1-X4） Y1In1-Y1P（0≤X4≤1，0＜Y1≤1，X1＜X4）或相比于阱层（AlX1Ga1-X1）Y1In1-Y1P（0≤X1≤1，0＜Y1≤1）带隙能量大的AlGaAs。
势垒层18的层厚，优选与阱层17的层厚相等或比阱层17的层厚厚。通过在产生隧道效应的层厚范围充分地增厚，可抑制隧道效应所引起的向阱层间的扩展，载流子的封入效果增大，电子和空穴的发光再结合概率变大，可以谋求发光输出功率的提高。
在阱层17和势垒层18的多层结构中，将阱层17和势垒层18交替地层叠的对数不特别限定，但优选为2对～40对。即，优选在活性层11中含有2～40层的阱层17。在此，作为使活性层11的发光效率合适的范围，优选阱层17为5层以上。另一方面，阱层17和势垒层18，载流子浓度低，因此如果形成为较多的对，则正向电压（VF）增大。因此，优选为40对以下，更优选为20对以下。
下部引导层12和上部引导层14，如图4所示，分别设置在发光层13的下表面和上表面。具体地讲，在发光层13的下表面设置有下部引导层12，在发光层13的上表面设置有上部引导层14。
作为下部引导层12和上部引导层14的材料，可以使用公知的化合物 半导体材料，优选选择相对于发光层13的材料合适的材料。可以使用例如AlGaAs、AlGaInP。
例如，在作为阱层17的材料使用AlGaAs或InGaAs，作为势垒层18的材料使用AlGaAs或AlGaInP的情况下，作为下部引导层12和上部引导层14的材料优选为AlGaAs或AlGaInP。在作为下部引导层12和上部引导层14的材料使用AlGaInP的情况下，由于不含有容易产生缺陷的As因此结晶性高，有助于高输出。
在作为阱层17的材料使用（AlX1Ga1-X1）Y1In1-Y1P（0≤X1≤1，0＜Y1≤1）的情况下，作为引导层14的材料可以使用Al组成更高的（AlX4Ga1-X4） Y1In1-Y1P（0≤X4≤1，0＜Y1≤1，X1＜X4）或相比于阱层（AlX1Ga1-X1）Y1In1-Y1P（0≤X1≤1，0＜Y1≤1）带隙能量大的AlGaAs。
下部引导层12和上部引导层14是分别为了降低下部覆盖层11以及上部覆盖层15和活性层11的缺陷的传播而设置的。因此，下部引导层12和上部引导层14的层厚优选为10nm以上，更优选为20nm～100nm。
下部引导层12和上部引导层14的传导类型没有特别限定，无掺杂、p型和n型的任一种都可以选择。为了提高发光效率，优选设为结晶性良好的无掺杂或者低于3×1017cm-3的载流子浓度。
下部覆盖层11和上部覆盖层15，如图4所示，分别设置在下部引导层12的下表面和上部引导层14的上表面。
作为下部覆盖层11和上部覆盖层15的材料，可以使用公知的化合物半导体材料，优选选择相对于发光层13的材料合适的材料。可以使用例如AlGaAs、AlGaInP。
例如，在作为阱层17的材料使用AlGaAs或InGaAs，作为势垒层18的材料使用AlGaAs或AlGaInP的情况下，作为下部覆盖层11和上部覆盖层15的材料优选为AlGaAs或AlGaInP。在作为下部覆盖层11和上部覆盖层15的材料使用AlGaInP的情况下，由于不含有容易产生缺陷的As，因此结晶性高，有助于高输出。
在作为阱层17的材料使用（AlX1Ga1-X1）Y1In1-Y1P（0≤X1≤1，0＜Y1≤1） 的情况下，作为覆盖层15的材料可以使用Al组成更高的（AlX4Ga1-X4） Y1In1-Y1P（0≤X4≤1，0＜Y1≤1，X1＜X4）或相比于阱层（AlX1Ga1-X1）Y1In1-Y1P（0≤X1≤1，0＜Y1≤1）带隙能量大的AlGaAs。
下部覆盖层11和上部覆盖层15以极性不同的方式构成。
另外，下部覆盖层11和上部覆盖层15的载流子浓度以及厚度，可以使用公知的合适范围，优选将条件最佳化，以使得活性层11的发光效率提高。再者，也可以不设置下部和上部覆盖层。
另外，通过控制下部覆盖层11和上部覆盖层15的组成，可以使化合物半导体层20的翘曲降低。
接触层5是为了降低与电极的接触电阻而设置的。优选接触层5的材质是带隙比活性层13大的材料。另外，接触层5的载流子浓度的下限值，为了降低与电极的接触电阻而优选为5×1017cm-3以上，更优选为1×1018cm-3以上。载流子浓度的上限值优选为容易引起结晶性降低的2×1019cm-3以下。接触层5的厚度优选为0.05μm以上。接触层5的厚度的上限值不特别限定，但为了将外延生长涉及的成本控制在适当范围而优选为10μm以下。
本发明的发光二极管，可以组装到灯、背光源、便携电话、显示器、各种面板类、计算机、游戏机、照明等的电子设备、组装有这些电子设备的汽车等的机械装置等中。
[发光二极管（第2实施方式）]
图5是表示作为应用了本发明的发光二极管的一例的共振器型发光二极管的另一例的截面模式图。
在第1实施方式中，是在光射出孔之下形成有保护膜，在台面型结构部的顶面经由保护膜从光射出孔取出光的构成，但在第2实施方式中，在光射出孔之下没有保护膜，是不经由保护膜而从光射出孔9b直接取出光的构成。
即，在第2实施方式涉及的共振器型发光二极管200中，保护膜28覆盖平坦部6的至少一部分28c、台面型结构部7的倾斜侧面7a、台面型 结构部7的顶面7b的周缘区域7ba，并且俯视在周缘区域7ba的内侧具有将接触层5的表面露出的通电窗28b，电极膜29的特征在于：经由保护膜28覆盖平坦部6的至少一部分，经由保护膜28覆盖台面型结构部7的倾斜侧面7a，经由保护膜28覆盖台面型结构部7的顶面7b的周缘区域7ba，并且具有：仅覆盖在台面型结构部7的顶面从通电窗28b露出的接触层5的表面的一部分，而将接触层5的表面的其他的部分5a露出的光射出孔29b。
如图5所示，第2实施方式的保护膜28，包含：覆盖台面型结构部7的倾斜侧面7a的部分28a、覆盖平坦部6的至少一部分的部分28c（也包括隔着台面型结构部7覆盖相反侧的平坦部的部分28cc）、覆盖台面型结构部7的顶面7b的周缘区域7ba的部分28ba，并具有俯视在周缘区域7ba的内侧将接触层5的表面露出的通电窗28b。即，通电窗28b在台面型结构部7的顶面7b上将接触层5的表面之中的、位于周缘区域7ba之下的部分以外露出。在保护膜8之上形成有电极层（表面电极层）9，在该电极层9和背面电极10之间没有流通电流的部分形成有保护膜8。
另外，如图5所示，第2实施方式的电极层（表面电极层）29包含：覆盖保护膜28之中的部分28a的部分29a，该部分28a覆盖倾斜侧面7a；覆盖保护膜28之中的部分28c的部分29c，该部分28c覆盖平坦部6的至少一部分；覆盖保护膜28之中的部分28ba的一部分的部分29ba，该部分28ba覆盖台面型结构部7的顶面7b的周缘区域7ba；和以在台面型结构部7的顶面7b上，超越保护膜28之中的标记28ba的部分，并开出光射出孔29b的方式覆盖接触层5的部分29bb。
在第2实施方式的电极层（表面电极层）29中，部分29bb担负上述的第1功能和第2功能两者。
[发光二极管（第3实施方式）]
应用了本发明的第3实施方式的发光二极管，与第1实施方式的发光二极管相比，不同之处在于没有上部DBR反射层，代替之，具备电流扩散层。
图6表示第3实施方式涉及的发光二极管300的一例的截面模式图。
如图6所示，发光二极管300是在活性层3上具备电流扩散层40的构成。
在本实施方式中，作为电流扩散层40的材料可以使用例如AlGaAs等。
作为电流扩散层40的厚度，优选为0.1μm～10μm。
原因是低于0.1μm时电流扩散效果不充分，如果超过10μm则相对于效果，外延生长涉及的成本过大。
[发光二极管（第4实施方式）]
应用了本发明的第4实施方式的发光二极管，与第1实施方式的发光二极管相比，不同之处在于没有上部DBR反射层，并且代替为下部DBR反射层具有包含金属的反射层，并且，作为基板具有金属基板和/或由硅、镍等构成的基板的导电性基板。
此外，本实施方式中，还可以构成为上部覆盖层还具有第3实施方式中的电流扩散层40的电流扩散功能。
图7表示第4实施方式涉及的发光二极管400的一例的截面模式图。
如图7所示，发光二极管400是在导电性基板51上依次具有包含金属的反射层52、GaP层53、活性层54、接触层5的发光二极管。
另外，在导电性基板51的下表面侧具有背面电极56。
作为包含金属的反射层52，优选相对于发光波长具有90%以上的反射率的金属，可例如由金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）、铝（Al）或它们的合金、AgPdCu合金（APC）构成。
活性层54为包含上部覆盖层63a、发光层64、下部覆盖层63b的构成，但在使上部覆盖层还具有第3实施方式中的电流扩散层40的电流扩散功能的情况下，作为上部覆盖层63a的厚度，优选为0.1μm～10μm。因为在低于0.1μm时电流扩散效果不充分，若超过10μm则相对于效果，外延生长涉及的成本过大。
GaP层53相对于包含金属的反射层52和包含化合物半导体的活性层54双方能够降低接触电阻将两者电连接。只要为具有该功能的材料，就不限于GaP，可以使用（AlxGa（1－x））（1－y）InyP、（AlxGa（1－x））（1－y）InyAs等。
作为GaP层53的厚度，优选为1μm～5μm。因为在低于1μm时由于接合界面的应力，发光输出功率降低，若超过5μm则相对于效果，外延生长涉及的成本过大。
导电性基板51的材料，可以使用金属、Si、Ge、GaP、GaInP、SiC等。Si基板、Ge基板具有廉价且耐湿性优异的优点。GaP、GaInP、SiC基板，具有与发光部热膨胀系数接近、耐湿性优异、热传导性好的优点。金属基板从成本方面、机械强度、散热性的观点来看优异，另外，如后述那样，通过设为叠层多个金属层（金属板）的结构，具有作为金属基板全体能够调整热膨胀系数的优点。
在作为导电性基板51使用金属基板的情况下，可以设为叠层多个金属层（金属板）的结构。
在设为叠层多个金属层（金属板）的结构的情况下，优选两种金属层被交替叠层而成，特别优选使两种金属层（例如，将它们称作第1金属层、第2金属层）的层数合计成为奇数。
例如，在形成利用第1金属层夹持第2金属层而成的金属基板的情况下，从金属基板的翘曲和开裂的观点出发，在作为第2金属层使用热膨胀系数比化合物半导体层小的材料时，第1金属层优选使用由热膨胀系数比化合物半导体层3大的材料构成的层。作为金属基板全体的热膨胀系数变得与化合物半导体层的热膨胀系数接近，因此，能够抑制接合化合物半导体层和金属基板时的金属基板的翘曲和开裂，能够使发光二极管的制造成品率提高。同样，在作为第2金属层使用热膨胀系数比化合物半导体层2大的材料时，第1金属层优选使用由热膨胀系数比化合物半导体层2小的材料构成的层。原因是作为金属基板全体的热膨胀系数变得与化合物半导体层的热膨胀系数接近，因此，能够抑制接合化合物半导体层和金属基板时的金属基板的翘曲和开裂，能够使发光二极管的制造成品率提高。
从以上的观点出发，两种金属层任一个为第1金属层或第2金属层都没有关系。
作为两种金属层，可以使用例如，由银（热膨胀系数＝18.9ppm／K）、铜（热膨胀系数＝16.5ppm／K）、金（热膨胀系数＝14.2ppm／K）、铝（热膨胀系数＝23.1ppm／K）、镍（热膨胀系数＝13.4ppm／K）以及这些合金的某一种构成的金属层，和由钼（热膨胀系数＝5.1ppm／K）、钨（热膨胀系数＝4.3ppm／K）、铬（热膨胀系数＝4.9ppm／K）以及这些合金的某一种构成的金属层的组合。
作为优选的例子，可列举由Cu／Mo／Cu的3层构成的金属基板。在上述的观点中，由Mo／Cu／Mo的3层构成的金属基板也可得到同样的效果，但由Cu／Mo／Cu的3层构成的金属基板，由于是利用容易加工的Cu夹持机械强度高的Mo的构成，因此，具有与由Mo／Cu／Mo的3层构成的金属基板相比切断等的加工容易的优点。
作为金属基板全体的热膨胀系数例如，在由Cu（30μm）／Mo（25μm）／Cu（30μm）的3层构成的金属基板中为6.1ppm／K，在由Mo（25μm）／Cu（70μm）／Mo（25μm）的3层构成的金属基板中为5.7ppm／K。
另外，从散热的观点出发，构成金属基板的金属层优选由热传导率高的材料构成。因为由此，能够提高金属基板的散热性，以高辉度使发光二极管发光，并能够使发光二极管的寿命为长寿命。
例如，优选使用银（热传导率＝420W／m·K）、铜（热传导率＝398W／m·K）、金（热传导率＝320W／m·K）、铝（热传导率＝236W／m·K）、钼（热传导率＝138W／m·K）、钨（热传导率＝174W／m·K）以及它们的合金等。
更优选由这些金属层的热膨胀系数与化合物半导体层的热膨胀系数大致相等的材料构成。特别是金属层的材料优选具有化合物半导体层的热膨胀系数的±1.5ppm／K以内的热膨胀系数的材料。由此，能够减小因金属基板和化合物半导体层的接合时向发光部的热导致的应力，能够抑制因将金属基板与化合物半导体层连接时的热导致的金属基板的开裂，能够发光二极管的制造成品率提高。
作为金属基板全体的热传导率，例如，在由Cu（30μm）／Mo（25μm） ／Cu（30μm）的3层构成的金属基板中成为250W／m·K，在由Mo（25μm）／Cu（70μm）／Mo（25μm）的3层构成的金属基板中成为220W／m·K。
另外，优选利用金属保护膜覆盖金属基板的上表面和下表面。进而优选其侧面也利用金属保护膜覆盖。
作为金属保护膜的材料，优选由包含密合性优异的铬、镍，化学性质稳定的铂或金的至少任一种的金属构成的材料。
金属保护膜最适合由将密合性好的镍和耐化学药品性优异的金属组合而成的层构成。
金属保护膜的厚度没有特别限制，但从相对于蚀刻液的耐性和成本的平衡出发，为0.2～5μm，优选地，0.5～3μm为合适的范围。在为高价的金的情况下，厚度优选为2μm以下。
[发光二极管（第1实施方式）的制造方法]
接着，作为本发明的发光二极管的制造方法的一实施方式，说明第1实施方式的发光二极管（共振器型发光二极管）的制造方法。
图8是表示发光二极管的制造方法的一工序的截面模式图。另外，图9是表示图8之后的一工序的截面模式图。
（化合物半导体层的形成工序）
首先，制作图8所示的化合物半导体层20。
化合物半导体层20，是在基板1上依次层叠下部DBR层2、活性层3、上部DBR层4和接触层5而制作的。
也可以在基板1和下部DBR层2之间设置缓冲层（buffer）。缓冲层是为了降低基板1和活性层3的构成层的缺陷的传播而设置的。因此，如果选择基板的品质和外延生长条件，则缓冲层未必需要。另外，缓冲层的材质优选设为与进行外延生长的基板相同的材质。
为了降低缺陷的传播，缓冲层中也可以使用由不同于基板的材质构成的多层膜。缓冲层的厚度优选为0.1μm以上，更优选为0.2μm以上。
在本实施方式中，可以应用分子束外延法（MBE）和减压有机金属化 学气相沉积法（MOCVD法）等公知的生长方法。其中，最优选应用量产性优异的MOCVD法。具体地讲，在化合物半导体层的外延生长中使用的基板1，优选在生长前实施洗涤工序和热处理等的预处理，来除去表面的污染和自然氧化膜。构成上述化合物半导体层的各层，可以在MOCVD装置内安置直径为50～150mm的基板1，同时地使其外延生长来层叠。另外，作为MOCVD装置，可以应用自公转型、高速旋转型等的市售的大型装置。
使上述化合物半导体层20的各层外延生长时，作为Ⅲ族构成元素的原料，可以使用例如三甲基铝（（CH3）3Al）、三甲基镓（（CH3）3Ga）和三甲基铟（（CH3）3In）。另外，作为Mg的掺杂原料，可以使用例如双环戊二烯基镁（bis-（C5H5）2Mg）等。另外，作为Si的掺杂原料，可以使用例如乙硅烷（Si2H6）等。另外，作为Ⅴ族构成元素的原料，可以使用膦（PH3）、胂（AsH3）等。
此外，各层的载流子浓度和层厚、温度条件可以适当选择。
这样制作出的化合物半导体层，尽管具有活性层3也可得到晶体缺陷少的良好的表面状态。另外，化合物半导体层20也可以对应于元件结构来实施研磨等的表面加工。
（背面电极的形成工序）
接着，如图8所示，在基板1的背面形成背面电极10。
具体地讲，例如在基板为n型基板的情况下，采用蒸镀法依次层叠例如Au、AuGe从而形成n型欧姆电极的背面电极10。
（台面型结构部的形成工序）
接着，为了形成台面型结构部（除了保护膜以及电极膜以外），对台面型结构部以外的部分的化合物半导体层，即接触层、上部DBR层、和活性层的至少一部分、或接触层、上部DBR层、活性层、和下部DBR层的至少一部分进行湿式蚀刻。
具体地讲，首先，如图9所示，在作为化合物半导体层的最上层的接触层上沉积光致抗蚀剂（photo resist），采用光刻法形成在台面型结构部以外具有开口23a的抗蚀剂图案23。
在抗蚀剂图案中优选将台面型结构部预定形成部位的大小形成为与「台面型结构部」的顶面相比各边上下左右大10μm左右的大小。
接着，使用例如选自磷酸/过氧化氢水混合液，对台面型结构部以外的部分的接触层、上部DBR层、和活性层的至少一部分、或接触层、上部DBR层、活性层、和下部DBR层的至少一部分进行湿式蚀刻并除去。
作为磷酸/过氧化氢水混合液，例如，使用H2PO4：H2O2：H2O＝1～3：4～6：8～10的磷酸/过氧化氢水混合液，将湿式蚀刻时间设为30～120秒钟，能够进行上述蚀刻除去。
其后，除去抗蚀剂。
台面型结构部的俯视形状根据抗蚀剂图案23的开口23a的形状来确定。抗蚀剂图案23中形成对应于所希望的俯视形状的形状的开口23a。
另外，蚀刻的深度，即蚀刻除去到化合物半导体层之中的哪个层，根据蚀刻剂的种类和蚀刻时间来确定。
图10表示使用H2PO4：H2O2：H2O＝2：5：9（100：250：450）、56%（H2O）、液温为30℃～34℃的蚀刻剂，对于后述的实施例1中示出的化合物半导体层进行湿式蚀刻的情况下的深度和宽度相对于蚀刻时间的关系。在表1中将其条件和结果用数值表示。
表1
| 时间（秒） | 深度（μm） | 宽度（μm） |
| 5 | 0.45 | 0.25 |
| 10 | 0.91 | 0.55 |
| 30 | 2.7 | 1.6 |
| 45 | 4.2 | 2.6 |
| 60 | 5.45 | 3.8 |
| 90 | 8.5 | 7.2 |
从图10和表1可知，蚀刻深度（相当于图1的“h”）与蚀刻时间（秒）大致成比例，但蚀刻宽度是蚀刻时间越长其增大率越大。即，如图3所示，形成为越是变深（在图中越是趋向下方），台面型结构部的水平截面积（或者，宽度或直径）的增大率越大。该蚀刻形状与由干式蚀刻产生的蚀刻形 状不同。因此，从台面型结构部的倾斜斜面的形状可以判别台面型结构部是利用干式蚀刻形成的或者利用湿式蚀刻形成的。
（保护膜的形成工序）
接着，在整个面形成保护膜8的材料。具体地讲，例如采用溅射法在整个面上形成SiO2膜。
（切割道和接触层的部分的保护膜的除去工序）
接下来，在整个面沉积光致抗蚀剂，通过光刻法形成使与接触层上的通电窗8b对应的部分和与切割道对应的部分开口的抗蚀剂图案。
接下来，例如，使用缓冲氢氟酸通过湿式蚀刻，除去与台面型结构部的顶面的通电窗8b对应的部分和与切割道对应的部分的保护膜8的材料，形成保护膜8。
图11表示保护膜8的通电窗8b附近的俯视图。
然后，除去抗蚀剂。
（表面电极层的形成工序）
接着，形成表面电极层9。即在保护膜8上以及从保护膜8的通电窗8b露出的接触层5上形成具有光射出孔9b的表面电极层9。
具体地讲，在整个面沉积光致抗蚀剂，通过光刻形成抗蚀剂图案，在该抗蚀剂图案中，将包括对应于光射出孔9b的部分、和晶片基板上的多个发光二极管间的切断部分（切割道）的、不需要电极膜的部分以外的部分设为开口。接着，蒸镀电极层材料。在仅通过该蒸镀在台面型结构部的倾斜侧面不能充分地蒸镀上电极层材料的情况下，进一步为了在台面型结构部的倾斜侧面蒸镀电极层材料而利用蒸镀金属容易绕入的行星型的蒸镀装置进行蒸镀。
其后，除去抗蚀剂。
光射出孔9b的形状根据抗蚀剂图案（未图示）的开口的形状来确定。形成使该开口形状为与所希望的光射出孔9b的形状对应的形状的抗蚀剂图案。
（单片化工序）
接着，将晶片基板上的发光二极管单片化。
具体地讲，采用例如切片机或激光器切断切割道部分，对晶片基板上的发光二极管每一个进行切断从而单片化。
[发光二极管（第2实施方式）的制造方法]
本发明的发光二极管（第2实施方式），仅是保护膜和电极的配置构成与发光二极管（第1实施方式）不同，其制造方法可以与发光二极管（第1实施方式）的制造方法同样地进行。
[发光二极管（第3实施方式）的制造方法]
在本发明的发光二极管（第3实施方式）的制造方法中，与发光二极管（第1实施方式）的制造方法的不同点是，在化合物半导体层的形成工序中，在基板1上层叠了下部DBR层2和活性层3后，在活性层3上层叠电流扩散层40，其他可以与发光二极管（第1实施方式）的制造方法同样地进行。
[发光二极管（第4实施方式）的制造方法]
接下来，说明本发明的发光二极管（第4实施方式）的制造方法。
对作为基板51使用金属基板的情况进行说明。
＜金属基板的制造工序＞
图12（a）～图12（c）是用于说明金属基板的制造工序的金属基板的一部分的截面模式图。
作为金属基板51，采用热膨胀系数比活性层的材料大的第1金属层（第1金属板）51b和热膨胀系数比活性层的材料小的第2金属层（第2金属板）51a，并进行热压形成。
具体地讲，首先，准备两枚大致平板状的第1金属层51b和一枚大致平板状的第2金属层51a。例如，作为第1金属层51b使用厚度10μm的Cu，作为第2金属层51a使用厚度75μm的Mo。
然后，如图12（a）所示，在两枚第1金属层51b之间插入第2金属层51a并将它们重叠配置。
接下来，将重叠的这些金属层配置在规定的加压装置中，在高温下沿箭头方向对第1金属层51b和第2金属层51a施加载荷。由此，如图 12（b）所示，形成第1金属层51b为Cu、第2金属层51a为Mo、由Cu（10μm）／Mo（75μm）／Cu（10μm）的3层构成的金属基板1。
金属基板51，例如，热膨胀系数为5.7ppm／K，热传导率为220W／m·K。
接着，如图12（c）所示，形成覆盖金属基板1的整个面即上表面、下表面和侧面的金属保护膜51c。此时，金属基板在用于对各发光二极管单片化而被切断之前，因此，金属保护膜覆盖的侧面是指金属基板（板）的外周侧面。因此，在利用金属保护膜51c覆盖单片化后的各发光二极管的金属基板51的侧面的情况下，另外实施利用金属保护膜覆盖侧面的工序。
图12（c）是表示金属基板（板）的不是外周端侧的部位的一部分的图，外周侧面的金属保护膜在图中未示出。
金属保护膜可以利用公知的膜形成方法，但最优选能够在包含侧面的整个面形成膜的镀覆法。
例如，无电解镀法中，在镍之后电镀金，能够制作利用镍膜和金膜（金属保护膜）覆盖金属基板的上表面、侧面、下表面的金属基板51。
镀覆材质没有特别限制，可以适用铜、银、镍、铬、铂、金等公知的材质，但最适合将密合性好的镍和耐化学药品性优异的金组合了的层。
镀覆法可以使用公知的技术、化学药品。不需要电极的无电解镀法因简便而优选。
＜化合物半导体层的形成工序＞
首先，如图13所示，在半导体基板（生长用基板）61的一面61a上，使多个外延层生长形成包含活性层54的外延叠层体80。
半导体基板61为外延叠层体80形成用基板，例如，是形成为一面61a从（100）面倾斜15°的面的、掺杂Si的n型的GaAs单晶基板。在作为外延叠层体80使用AlGaInP层或AlGaAs层的情况下，作为形成外延叠层体80的基板可以使用砷化镓（GaAs）单晶基板。
作为活性层54的形成方法，可以使用有机金属化学气相生长（Metal OrganicChemical Vapor Deposition：MOCVD）法、分子束外延（Molecular Beam Epitaxicy：MBE）法或液相外延（Liquid Phase Epitaxicy：LPE）法等。
本实施方式中，可以采用将三甲基铝（（CH3）3Al）、三甲基镓（（CH3） 3Ga）和三甲基铟（（CH3）3In）用作Ⅲ族构成元素的原料的减压MOCVD法，使各层外延生长。
此外，Mg的掺杂原料使用双环戊二烯基镁（（C5H5）2Mg）。另外，Si的掺杂原料使用乙硅烷（Si2H6）。另外，作为V族构成元素的原料，使用膦（PH3）或砷（AsH3）。
此外，p型的GaP层53，例如，在750℃生长，其他的外延生长层，例如，在730℃生长。
具体地讲，首先，在生长用基板61的一面61a上形成由掺杂了Si的n型的GaAs构成的缓冲层62a。作为缓冲层62a，例如，使用掺杂了Si的n型的GaAs，使载流子浓度为2×1018cm－3，层厚为0.2μm。
然后，在本实施方式中，在缓冲层62a上将蚀刻停止层62b成膜。
蚀刻停止层62b是在蚀刻除去半导体基板时，用于防止蚀刻到覆盖层以及发光层的层，例如，由掺杂Si的（Al0.5Ga0.5）0.5In0.5P构成，使层厚为0.5μm。
然后，在蚀刻停止层62b上，例如，形成由掺杂Si的n型的AlxGa1－xAs（0.1≤X≤0.3）构成的接触层5。
然后，在接触层5上，例如，形成由掺杂了Si的n型的（Al0.7Ga0.3） 0.5In0.5P构成的覆盖层63a。
接下来，在覆盖层63a上，例如，形成由Al0.17Ga0.83As／Al0.3Ga0.7As的对构成的阱层／势垒层的3对叠层结构构成的发光层64。
然后，在发光层64上，例如，形成由掺杂了Mg的p型的Al0.7Ga0.3） 0.5In0.5P构成的覆盖层63b。
然后，在覆盖层63b上，例如，形成掺杂了Mg的p型的GaP层53。
在贴附于后述的金属基板等的基板上之前，为了调整贴附面（即， 进行镜面加工。例如，使表面粗糙度为0.2nm以下），例如，优选进行1μm左右的研磨。
此外，还可以在覆盖层和发光层之间设置引导层。
＜反射层的形成工序＞
然后，如图13所示，在p型的GaP层53上例如形成由Au构成的反射层52。
＜金属基板的接合工序＞
在将金属基板51接合于反射层52上之前，还可以在反射层52上形成势垒层（未图示）和／或接合层（未图示）。
势垒层能够抑制金属基板中所包含的金属扩散从而与反射层52发生反应。
作为势垒层的材料，可以使用镍、钛、铂、铬、钽、钨、钼等。势垒层通过两种以上的金属的组合，例如铂和钛的组合等，能够提高势垒的性能。
此外，即使不设置势垒层，而通过在接合层中添加这些材料也能够使接合层具有与势垒层同样的功能。
接合层是用于使包含活性层54的化合物半导体层10等密合性良好地接合于金属基板1的层。
作为接合层的材料，使用化学性质稳定、且熔点低的Au系的共晶金属等。作为Au系的共晶金属，例如，可以列举AuGe、AuSn、AuSi、AuIn等的合金的共晶组成。
然后，如图14所示，将形成了外延叠层体80、反射层6等的半导体基板61和通过金属基板的制造工序形成的金属基板51搬入减压装置内，以该接合层的接合面和金属基板51的接合面51A相对地重合的方式配置。
然后，将减压装置内排气到3×10－5Pa后，在将重合的半导体基板61和金属基板51加热到400℃的状态下，施加500kg的载荷对接合层的接合面和金属基板51的接合面51A进行接合，形成接合结构体90。
＜半导体基板以及缓冲层除去工序＞
接着，如图15所示，从接合结构体90中通过氨系蚀刻剂选择性除去半导体基板61和缓冲层62a。
此时，本发明的金属基板被金属保护膜覆盖，对于蚀刻剂的耐性较高，所以可防止金属基板品质劣化。
＜蚀刻停止层除去工序＞
然后，如图15所示，通过盐酸系蚀刻剂选择性除去蚀刻停止层62b。
本发明的金属基板被金属保护膜覆盖，对于蚀刻剂的耐性较高，所以可防止金属基板品质劣化。
（背面电极的形成工序）
接下来，如图15所示，在金属基板51的背面形成背面电极56。
（台面型结构部的形成工序）
然后，与发光二极管（第1实施方式）的制造方法同样地，为了形成台面型结构部（除保护膜和电极膜以外），对台面型结构部以外的部分的化合物半导体层，即电流扩散层和活性层的至少一部分、或电流扩散层和活性层的全部进行湿式蚀刻。
具体地讲，首先，与发光二极管（第1实施方式）的制造方法同样地形成抗蚀剂图案。
然后，对台面型结构部以外的部分的化合物半导体层进行湿式蚀刻。
作为湿式蚀刻所使用的蚀刻剂不是限定性的，但对于AlGaAs等的As系的化合物半导体材料氨系蚀刻剂（例如，氨-过氧化氢水混合液）是合适的，对于AlGaInP等的P系的化合物半导体材料碘系蚀刻剂（例如碘化钾/氨）是合适的，磷酸/过氧化氢水混合液适合于AlGaAs系，溴甲醇混合液适合于P系。
另外，例如，仅由As系形成的结构也可以使用磷酸混合液，混合具有As/P系的结构也可以对As系结构部使用氨混合液、对P系结构部使用碘混合液。
在上述所示那样的化合物半导体层的情况下，即在最上层的由AlGaAs构成的接触层5、由AlGaInP构成的覆盖层63a、由AlGaAs 构成的发光层64、由AlGaInP构成的覆盖层63b、GaP层53的情况下，As系的接触层5及发光层64、和其他的P系的层优选分别使用蚀刻速度高的、不同的蚀刻剂。
例如，优选：对于P系的层的蚀刻使用碘系蚀刻剂，对于As系的接触层5及发光层64的蚀刻使用氨系蚀刻剂。
作为碘系蚀刻剂，例如可以使用混合了碘（I）、碘化钾（KI）、纯水（H2O）、氨水（NH4OH）的蚀刻剂。
另外，作为氨系蚀刻剂，例如可以使用氨-过氧化氢水混合液（NH4OH：H2O2：H2O）。
若说明使用该优选的蚀刻剂对台面型结构部以外的部分进行除去的情况，则首先，利用氨系蚀刻剂蚀刻除去台面型结构部以外的部分的由AlGaAs构成的接触层5。
在该蚀刻时，作为下一层的由AlGaInP构成的覆盖层55作为蚀刻停止层发挥功能，因此，不需要严格地管理蚀刻时间，但例如若使接触层5的厚度为0.05μm左右，则进行10秒左右的蚀刻即可。
接着，利用碘系蚀刻剂蚀刻除去台面型结构部以外的部分的包含AlGaInP的覆盖层55。
蚀刻速度，在使用以碘（I）500cc、碘化钾（KI）100g、纯水（H2O）2000cc、氢氧化氨水（NH4OH）90cc的比率混合的蚀刻剂的情况下，为0.72μm／min。
在该蚀刻时，作为下一层的包含AlGaAs的发光层64作为蚀刻停止层发挥功能，因此，不需要严格管理蚀刻时间，但在该蚀刻剂的情况下，若使覆盖层55的厚度为4μm左右，则进行6分钟左右的蚀刻即可。
然后，利用氨系蚀刻剂蚀刻除去台面型结构部以外的部分的包含AlGaAs的发光层64。
在该蚀刻时，作为下一层的包含AlGaInP的覆盖层63b作为蚀刻停止层发挥功能，因此，不需要严格管理蚀刻时间，但使发光层64的厚度为0.25μm左右时，进行40秒左右的蚀刻即可。
接着，利用碘系蚀刻剂蚀刻除去台面型结构部以外的部分的包含 AlGaInP的覆盖层63b。
在该覆盖层63b之下具有GaP层53，但由于若GaP层53之下的包含金属的反射层52露出的话电特性方面不优选，因此，需要在到达GaP层53为止停止蚀刻。
例如，在使GaP层形成3.5μm，然后研磨1μm时，GaP层的厚度成为2.5μm，覆盖层63b的厚度为0.5μm时，在使用上述的碘系蚀刻剂的情况下，蚀刻时间需要为4分钟以下。
对于之后的保护膜的形成工序、切割道以及接触层的部分的保护膜的除去工序、表面电极层的形成工序，可以与发光二极管（第1实施方式）的制造方法同样地进行。
（单片化工序）
接下来，对晶片基板上的发光二极管依次进行蚀刻和激光切割从而进行单片化。
具体地讲，在形成了在切割道部分具有开口的抗蚀剂图案后，将切割道上的化合物半导体层和反射层蚀刻除去，接下来，对金属基板进行激光切割而完成单片化。在仅对化合物半导体层进行蚀刻，或除了化合物半导体层及反射层以外还对金属保护层进行蚀刻之后，进行激光切割等，进行蚀刻的层的选择不限于上述的情况。
（金属基板侧面的金属保护膜形成工序）
对于单片化了的发光二极管的被切断的金属基板的侧面，可以在与上表面及下表面的金属保护膜的形成条件同样的条件下形成金属保护膜。
实施例
以下，通过实施例进一步详细说明本发明的发光二极管及其制造方法，但本发明不仅限定于该实施例。本实施例中，为了进行特性评价而制作将发光二极管芯片安装在基板上的发光二极管灯。
（实施例1）
实施例1的发光二极管是第1实施方式的发光二极管的实施例。
实施例1的发光二极管，首先，在由掺杂Si的n型的GaAs单晶构成 的GaAs基板上依次层叠化合物半导体层，制作出外延晶片。GaAs基板以（100）面为生长面，载流子浓度设为2×1018cm-3。另外，GaAs基板的层厚约为250μm。所谓化合物半导体层，是由掺杂Si的GaAs构成的n型的缓冲层、作为掺杂Si的Al0.9Ga0.1As和Al0.1Ga0.9As的40对的重复结构的n型的下部DBR反射层、由掺杂Si的Al0.4Ga0.6As构成的n型的下部覆盖层、由Al0.25Ga0.75As构成的下部引导层、由GaAs/Al0.15Ga0.85As的3对构成的阱层/势垒层、由Al0.25Ga0.75As构成的上部引导层、由掺杂C的Al0.4Ga0.6As构成的p型的上部覆盖层、作为掺杂C的Al0.9Ga0.1As和Al0.1Ga0.9As的5对的重复结构的p型的上部DBR反射层、由掺杂C的p型Al0.1Ga0.9As构成的接触层。
在本实施例中，采用减压有机金属化学气相沉积装置法（MOCVD装置），在直径为50mm、厚度为250μm的GaAs基板上使化合物半导体层外延生长，形成了外延晶片。在生长外延生长层时，作为Ⅲ族构成元素的原料，使用了三甲基铝（（CH3）3Al）、三甲基镓（（CH3）3Ga）和三甲基铟（（CH3）3In）。另外，作为C的掺杂原料，使用了四溴甲烷（CBr4）。另外，作为Si的掺杂原料，使用了乙硅烷（Si2H6）。另外，作为V族构成元素的原料，使用了膦（PH3）、胂（AsH3）。
另外，作为各层的生长温度，在700℃生长。
由GaAs构成的缓冲层，载流子浓度设为约2×1018cm-3、层厚设为约0.5μm。下部DBR反射层，是将载流子浓度设为约1×1018cm-3、层厚设为约54nm的Al0.9Ga0.1As、和载流子浓度设为约1×1018cm-3、层厚设为约51nm的Al0.1Ga0.9As交替地层叠了40对。下部覆盖层，载流子浓度设为约1×1018cm-3、层厚设为约54nm。下部引导层，未掺杂且层厚设为约50nm。阱层是未掺杂且层厚约为7nm的GaAs，势垒层是未掺杂且层厚约为7nm的Al0.15Ga0.85As。另外，将阱层和势垒层交替地层叠了3对。上部引导层，未掺杂且层厚设为约50nm。上部覆盖层，载流子浓度设为约1×1018cm-3、层厚设为54nm。另外，上部DBR反射层，是将载流子浓度设为约1×1018cm-3、层厚设为约54nm的Al0.9Ga0.1As、和载流子浓度设为 约1×1018cm-3、层厚设为约51nm的Al0.1Ga0.9As交替地层叠了5对。
由Al0.1Ga0.9As构成的接触层，载流子浓度设为约3×1018cm-3、层厚设为约250nm。
接着，作为背面电极，在基板背面采用真空蒸镀法成膜，以使得AuGe、Ni合金的厚度为0.5μm、Pt为0.2μm、Au为1μm，形成了n型欧姆电极。
接着，为了形成台面型结构部，使用图案化了的抗蚀剂（AZ5200NJ（クラリアント公司制）），使用H2PO4：H2O2：H2O＝2：5：9的磷酸/过氧化氢水混合液，进行60秒钟的湿式蚀刻，形成了台面型结构部和平坦部。通过该湿式蚀刻，除去接触层、上部DBR反射层和活性层的整个层，形成了顶面的大小为190μm×190μm、高度h为7μm、宽度w为5μm的俯视矩形的台面型结构部（保护膜和电极膜除外）。
接着，为了形成保护膜，形成了0.5μm左右的由SiO2构成的保护膜。
其后，在采用抗蚀剂（AZ5200NJ（クラリアント公司制）进行图案化后，使用缓冲氢氟酸，形成了俯视同心圆形（外径dout：166μm、内径din：154μm）的开口（参照图11）和切割道部的开口。
接着，为了形成表面电极（膜），采用抗蚀剂（AZ5200NJ（クラリアント公司制）进行图案化后，依次蒸镀1.2μm的Au、0.15μm的AuBe，通过剥离（lift off）形成了具有俯视圆形（孔径：150μm）的光射出孔9b的、形成为长边350μm、短边250μm的表面电极（p型欧姆电极）。
其后，在450℃进行10分钟热处理从而合金化，形成了低电阻的p型和n型欧姆电极。
接着，为了在台面型结构部的侧面形成防漏光膜16，在采用抗蚀剂（AZ5200NJ（クラリアント公司制）进行图案化后，依次蒸镀0.5μm的Ti、0.17μm的Au，通过剥离形成了防漏光膜16。
接着，从化合物半导体层侧使用切片机在切割道部切断，进行芯片化。利用硫酸-过氧化氢混合液将由切片所引起的破碎层和污物蚀刻除去，制作出实施例的发光二极管。
组装了100个在装配基板上安装了如上述那样地制作出的实施例的发 光二极管芯片的发光二极管灯。该发光二极管灯，装配是利用管芯连接机（芯片焊接机；die bonder）支持（mount），用金线将p型欧姆电极和p电极端子进行线接合后，利用一般的环氧树脂封装进行制作。
对于该发光二极管（发光二极管灯），在n型和p型欧姆电极间流通了电流后，射出了峰波长为850nm的红外光。正向流通了20毫安（mA）的电流时的正向电压（VF）为1.6V。
正向电流设为20mA时的发光输出功率为1.5mW。另外，响应速度（上升时间：Tr）为12.1纳秒（nsec）。
对于制作的100个发光二极管灯的任一个，都可得到相同程度的特性，没有被认为原因是保护膜为不连续的膜的情况下的漏电（短路）、或在电极用金属膜成为不连续的膜的情况下的通电不良的不良。
图16是表示发光二极管的正上方的光谱（参照图右侧的模式图）的测定结果的图。纵轴表示光的强度，横轴表示波长。
如图16所示，在实施例的发光二极管中，发光光谱的线宽度窄（单色性高）、半值宽（HWHM）为6.3nm。
图17是表示发光的光的指向性（参照图右侧的模式图）的测定结果的图。图中的从横轴的「-1」连接到「1」的圆周，是作为光的强度（Int.）表示13000的圆周。因此，例如，在某一方向光的强度为6500的情况下，就该方向而言，曲线图处在从横轴的「-0.5」连接到「0.5」的圆周上。另外，例如，实施例的发光二极管，就正上方（90°）±10°的方向而言，曲线图处在从约「-0.9」连接到「0.9」的圆周（未图示）上，因此可知在该范围光的强度为13000的90%左右。
如图17所示，实施例的发光二极管，在光射出孔的正上方±15°左右的范围具有高的强度（13000的70%左右以上），显示出高的指向性。
（实施例2）
实施例2的发光二极管是第4实施方式的发光二极管（使用金属基板的情况下）的实施例。
首先，利用两枚厚度10μm的Cu层（箔、板）夹持厚度75μm的 Mo层（箔、板），加热压接形成厚度95μm的金属板（单片化的切断前）。对该金属板的上表面和下表面进行研磨，使上表面成为光泽面后，利用有机溶剂洗涤，除去污物。接下来，在该金属板的整个面，通过无电解镀法依次形成作为金属保护膜的2μm的Ni层、1μm的Au层而制作金属基板（单片化的切断前的金属基板）51。
接下来，在由掺杂Si的n型的GaAs单晶构成的GaAs基板上依次层叠化合物半导体层，制作出发光波长730nm的外延晶片。
GaAs基板以从（100）面向（0-1-1）方向倾斜15°的面作为生长面，载流子浓度设为2×1018cm-3。另外，GaAs基板的层厚约为0.5μm。所谓化合物半导体层，是由掺杂Si的GaAs构成的n型的缓冲层62a、由掺杂Si的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P构成的蚀刻停止层62b、由掺杂Si的n型Al0.3GaAs构成的接触层5、由掺杂Si的（Al0.7Ga0.3）0.5In0.5P构成的n型的上部覆盖层63a、由Al0.4Ga0.6As构成的上部引导层、由Al0.17Ga0.83As/Al0.3Ga0.7As的对构成的阱层/势垒层64、由Al0.4Ga0.6As构成的下部引导层、由掺杂Mg的（Al0.7Ga0.3）0.5In0.5P构成的p型的下部覆盖层63b、由（Al0.5Ga0.5） 0.5In0.5P构成的薄膜的中间层、掺杂Mg的p型GaP层53。
在本实施例中，采用减压有机金属化学气相沉积装置法（MOCVD装置），在直径为50mm、厚度为250μm的GaAs基板上使化合物半导体层外延生长，形成了外延晶片。在生长外延生长层时，作为Ⅲ族构成元素的原料，使用了三甲基铝（（CH3）3Al）、三甲基镓（（CH3）3Ga）和三甲基铟（（CH3）3In）。另外，作为Mg的掺杂原料，使用了双环戊二烯基镁（bis-（C5H5）2Mg）。另外，作为Si的掺杂原料，使用了乙硅烷（Si2H6）。另外，作为V族构成元素的原料，使用了膦（PH3）、胂（AsH3）。
另外，作为各层的生长温度，p型GaP层在750℃生长。其他各层在700℃生长。
由GaAs构成的缓冲层，载流子浓度设为约2×1018cm-3、层厚设为约0.5μm。蚀刻停止层，载流子浓度设为约2×1018cm-3、层厚设为约0.5μm。接触层，载流子浓度设为约2×1018cm-3、层厚设为约0.05μm。上部覆盖 层，载流子浓度设为约1×1018cm-3、层厚设为约3.0μm。阱层为未掺杂且层厚为约7nm的Al0.17Ga0.83As、势垒层是未掺杂且层厚约为19nm的Al0.3Ga0.7As。另外，将阱层和势垒层交替地层叠了3对。下部引导层，未掺杂且层厚设为约50nm。下部覆盖层，载流子浓度设为约8×1017cm-3、层厚设为约0.5μm。中间层，载流子浓度设为约8×1017cm-3、层厚设为约0.05μm。GaP层，载流子浓度设为约3×1018cm-3、层厚设为约3.5μm。
接下来，对GaP层从表面研磨到约1μm的深度的区域，进行镜面加工。通过该镜面加工，使电流扩散层的表面的粗糙度为0.18nm。
然后，在GaP层上形成厚度0.7μm的由Au构成的反射层。而且，在反射层上作为势垒层形成厚度0.5μm的Ti层，在势垒层上作为接合层形成厚度1.0μm的AuGe层。
接下来，以使在GaAs基板上形成了化合物半导体层及反射层等的结构体、和金属基板相对地重合的方式配置并搬入减压装置内，在以400℃加热的状态下，利用500kg重的载荷对它们进行接合从而形成接合结构体。
然后，从接合结构体通过氨系蚀刻剂选择性除去作为化合物半导体层的生长基板的GaAs基板和缓冲层，进而通过盐酸系蚀刻剂选择性除去蚀刻停止层。
（背面电极的形成工序）
接下来，在金属基板51的背面，通过真空蒸镀法依次将1.2μm的Au、0.15μm的AuBe成膜，形成背面电极56。
然后，为了形成台面型结构部，形成抗蚀剂图案后，利用氨-过氧化氢水混合液（NH4OH：H2O2：H2O），进行10秒钟湿式蚀刻，除去台面型结构部以外的部分的电流扩散层55。
接着，利用以碘（I）500cc、碘化钾（KI）100g、纯水（H2O）2000cc、氢氧化氨水（NH4OH）90cc的比率混合的碘系蚀刻剂，进行45秒钟湿式蚀刻，除去台面型结构部以外的部分的上部覆盖层55。
接下来，利用上述氨-过氧化氢水混合液（NH4OH：H2O2：H2O），进行40秒钟湿式蚀刻，除去台面型结构部以外的部分的上部引导层、 发光层64和下部引导层。
然后，利用上述碘系蚀刻剂，进行50秒钟湿式蚀刻，除去台面型结构部以外的部分的下部覆盖层63b。这样形成台面型结构部。
接下来，为了形成保护膜，形成由SiO2构成的0.5μm左右的保护膜。
之后，在形成抗蚀剂图案后，利用缓冲氢氟酸，形成了俯视同心圆形（外径dout：166μm、内径din：154μm）的开口（参照图11）和切割道部的开口。
接着，为了形成表面电极（膜），形成抗蚀剂图案后，通过真空蒸镀法成膜，以使得AuGe、Ni合金的厚度为0.5μm、Pt为0.2μm、Au为1μm，通过剥离形成了具有俯视圆形（孔径：150μm）的光射出孔9b的、形成为长边350μm、短边250μm的表面电极（n型欧姆电极）。
其后，在450℃进行10分钟热处理从而合金化，形成了低电阻的n型欧姆电极。
接着，为了在台面型结构部的侧面形成防漏光膜16，形成抗蚀剂图案后，依次蒸镀0.5μm的Ti、0.17μm的Au，通过剥离形成了防漏光膜16。
接着，依次进行湿式蚀刻和激光切断进行单片化，制作出实施例的发光二极管。
组装了100个在装配基板上安装了如上述那样地制作出的实施例的发光二极管芯片的发光二极管灯。该发光二极管灯，装配是利用管芯连接机支持（mount），用金线将p型欧姆电极和p电极端子进行线接合后，利用一般的环氧树脂封装进行制作。
对于该发光二极管（发光二极管灯），在n型和p型欧姆电极间流通了电流后，射出了峰波长为730nm的红外光。正向流通了20毫安（mA）的电流时的正向电压（VF）为1.6V。正向电流设为20mA时的发光输出功率为3.2mW。另外，响应速度（上升时间：Tr）为12.6纳秒（nsec）。
对于制作的100个发光二极管灯的任一个，都可得到相同程度的特性，没有被认为原因是在保护膜为不连续的膜的情况下的漏电（短路）、 或在电极用金属膜成为不连续的膜的情况下的通电不良的不良。
（比较例）
示出采用液相外延法进行厚膜生长，并除去了基板的结构的波长为850nm的发光二极管的例子。
使用滑动舟皿型生长装置在GaAs基板上生长AlGaAs层。
在滑动舟皿型生长装置的基板收纳槽安置p型GaAs基板，向为各层的生长用而准备的坩埚中装入了Ga金属、GaAs多晶、金属Al和掺杂剂。
进行生长的层，设为透明厚膜层（第一p型层）、下部覆盖层（p型覆盖层）、活性层、上部覆盖层（n型覆盖层）的四层结构，以该顺序层叠。
将安置了这些原料的滑动舟皿型生长装置安置在石英反应管内，在氢气气流中加热到950℃，熔化了原料后，将气氛温度降温到910℃，将滑块向右侧推压，与原料熔液（熔体）接触后，以0.5℃/分钟的速度降温，达到了规定温度后，还推压滑块依次与各原料熔液接触后使其降温的动作重复进行，最终与熔体接触后将气氛温度降温到703℃，生长出n覆盖层后，推压滑块分离原料熔液和晶片，结束外延生长。
得到的外延层的结构，第一p型层，Al组成X1＝0.3～0.4、层厚为64μm，载流子浓度为3×1017cm-3，p型覆盖层，Al组成X2＝0.4～0.5、层厚为79μm，载流子浓度为5×1017cm-3，p型活性层，是发光波长为850nm的组成，层厚为1μm、载流子浓度为1×1018cm-3，n型覆盖层，Al组成X4＝0.4～0.5、层厚为25μm，载流子浓度为5×1017cm-3。
外延生长结束后，取出外延基板，保护n型GaAlAs覆盖层表面，利用氨-过氧化氢系蚀刻剂选择性地除去p型GaAs基板。其后，在外延晶片两面形成金电极，使用长边为350μm的电极掩模，形成直径为100μm的线接合用焊盘配置于中央的表面电极。背面电极是以80μm的间隔形成直径为20μm的欧姆电极。其后，通过切片进行分离、蚀刻，由此制作出n型AlGaAs层处于表面侧的350μm见方的发光二极管。
在比较例的发光二极管的n型和p型欧姆电极间流通了电流后，射出 了峰波长为850nm的红外光。正向流通了20毫安（mA）的电流时的正向电压（VF）为1.9V。正向电流设为20mA时的发光输出功率为5.0mW。另外，响应速度（Tr）为15.6纳秒，与本发明的实施例相比较慢。
如图16所示，比较例的发光二极管，发光光谱的线宽度宽、半值宽（HWHM）为42nm。
如图17所示，比较例的发光二极管，以发光二极管为中心，半球状地发出13000的20%左右以下的强度的光，指向性与实施例相比相当低。
产业上的利用可能性
本发明能够适用于发光二极管及其制造方法。
附图标记说明
1 基板
2 下部DBR层
3 活性层
4 上部DBR层
5 接触层
6 平坦部
7 台面型结构部
7a 倾斜侧面
7b 顶面
7ba 周缘区域
8 保护膜
8b 通电窗
9 电极膜
9b 光射出孔
11 下部覆盖层
12 下部引导层
13 发光层
14 上部引导层
15 上部覆盖层
16 防漏光膜
20 化合物半导体层
23 抗蚀剂图案
40 电流扩散层
51 金属基板（导电性基板）
51c 金属保护膜
52 反射层
53 GaP层
54 活性层
56 背面电极
61 半导体基板（生长用基板）
63a 上部覆盖层
63b 下部覆盖层
64 发光层
100、200、300、400 发光二极管
Claims (14)
1.一种发光二极管，是在基板上具备包含反射层和活性层的化合物半导体层的发光二极管，其特征在于，
在其上部具有平坦部和台面型结构部，所述台面型结构部具有倾斜侧面和顶面，
所述平坦部和所述台面型结构部各自至少一部分由保护膜、电极膜依次覆盖，
所述台面型结构部是至少包含所述活性层的一部分的结构部，其俯视为矩形，所述台面型结构部的各倾斜侧面，相对于所述基板的定向平面，以向所述台面型结构部的内部倾斜的方式偏斜地形成，所述倾斜侧面通过各向异性的湿式蚀刻形成，并且水平方向的截面积朝向所述顶面连续变小地形成，
所述保护膜至少覆盖所述平坦部的至少一部分、所述台面型结构部的所述倾斜侧面、和所述台面型结构部的所述顶面的周缘区域，并且俯视在所述周缘区域的内侧具有将所述化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗，
所述电极膜是以与从所述通电窗露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于所述平坦部上的保护膜的一部分，在所述台面型结构部的顶面上具有光射出孔的方式形成的连续膜。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述反射层为DBR反射层。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，在所述活性层的与基板相反侧具有上部DBR反射层。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述反射层包含金属。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述化合物半导体层具有与所述电极膜接触的接触层。
6.根据权利要求1～4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述台面型结构部包含所述活性层的全部、和所述反射层的一部分或全部。
7.根据权利要求1～4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述台面型结构部的高度为3～10μm，俯视的所述倾斜侧面的宽度为0.5～7μm。
8.根据权利要求1～4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述光射出孔俯视为圆形或椭圆。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述光射出孔的孔径为50～150μm。
10.根据权利要求1～4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，在所述电极膜的所述平坦部上的部分具有接合线。
11.根据权利要求1～4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述活性层中所包含的发光层包含多量子阱。
12.根据权利要求1～4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述活性层中所包含的发光层包含(AlX1Ga1－X1)Y1In1－Y1P、(AlX2Ga1－X2)As、(InX3Ga1－X3)As中的任一种，其中，0≤X1≤1，0＜Y1≤1，0≤X2≤1，0≤X3≤1。
13.一种发光二极管的制造方法，其特征在于，具有：
在基板上形成包含反射层和活性层的化合物半导体层的工序；
对所述化合物半导体层进行各向异性的湿式蚀刻，形成水平方向的截面积朝向顶面连续变小地形成的台面型结构部、和配置在该台面型结构部的周围的平坦部的工序；
以在所述台面型结构部的顶面具有将所述化合物半导体层的表面的一部分露出的通电窗的方式，在所述台面型结构部及平坦部上形成保护膜的工序；和
以与从所述通电窗露出的化合物半导体层的表面直接接触，并且至少覆盖形成于所述平坦部上的保护膜的一部分，在所述台面型结构部的顶面上具有光射出孔的方式，形成作为连续膜的电极膜的工序，
所述台面型结构部俯视为矩形，在形成所述台面型结构部的工序中，所述台面型结构部的各倾斜侧面，相对于所述基板的定向平面，以向所述台面型结构部的内部倾斜的方式偏斜地形成。
14.根据权利要求13所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，使用选自磷酸-过氧化氢水混合液、氨-过氧化氢水混合液、溴甲醇混合液、碘化钾-氨中的至少一种以上进行所述湿式蚀刻。
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