JP2001144321A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光吸収基板を改良することによって発光効率
の低下を克服することである。 【解決手段】 本発明による発光素子は、電流に反応し
て光を発生する半導体積層構造と、その積層構造から発
生し、反射層に向けて進む光を反射する半導体積層構造
の主表面上に形成された反射層と、その反射層上に配置
し、基板として機能する厚層と、電流を半導体積層構造
に供給する電極構造と、を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光半導体素子及
びその製造方法に関するものである。特に、本発明は、
反射層構造を有する発光半導体素子及びその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
表面発光タイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）は、光吸収
基板を使用することによって製造される。図１は従来技
術の光吸収基板の構造を示しており、その構造ではダブ
ルヘテロ構造を形成するために、まず下部被覆層２１を
光吸収基板２０上に形成し、次いでその下部被覆層２１
の上に活性層２２を形成し、さらにその活性層２２の上
に上部被覆層２を形成する。このようなＬＥＤのからの
放出される光の波長は、活性層の組成比に依存する。個
々の被覆層のエネルギーギャップは活性層のものより高
く、そのため、キャリヤ注入率を増加することが可能で
あるばかりでなく、活性層から放出される光は被覆層で
吸収されない。最後に、正面金属電極２４をＬＥＤの発
光面上に被覆し、背面電極２５をダブルヘテロ構造が形
成された面に反対側の基板２０の面上に被覆する。この
ような垂直型ＬＥＤは光吸収基板、例えば570nmから650
nmの波長の光を吸収することが可能なガリウム砒素基板
を使用するので、その発光効率が低減してしまう。従っ
て、基板に起因した光吸収の問題を克服する方法が、こ
のようなＬＥＤの発光効率を改善する上での鍵となる。

【０００３】光吸収基板に起因した光吸収の欠点を克服
するため、及び従来技術のＬＥＤの発光効率を改善する
ため、図２に示したように、従来構造に電流遮断領域３
４及びブラッグ反射層３３を付加して代替としてきた。
上部被覆層２３の上に形成した電流遮断領域３４は、上
部被覆層２３の材料と同じで異なるドーピング型のもの
である。電流遮断領域３４は、電流拡散領域を増加し、
かつそれから発光効率を改善する。光吸収層２０と下部
被覆層２１との間に形成されたブラッグ反射層３３は、
光吸収層２０に向かう光を反射し、かつ発光効率を増加
することができる。しかしながら、このような従来の構
造においては、電流遮断領域３４の範囲を規定するのに
さらなる工程を使用すべきであり、また電流遮断領域３
４を形成するためにダブルＭＯＣＶＤエピタキシャル工
程を使用すべきである。従って、この製造工程は複雑で
製造時間も非常に長くなるだろう。また、ブラッグ反射
層３３は、異なる屈折率を有する一対の異なる層を繰り
返し積み重ねることによて形成される。ブラッグ反射の
反射角の範囲は、一対の層の屈折率間の差に依存する。
しかしながら、一対の材料は化合物半導体に限定される
ので、一対の層の屈折率間の差は非常に限られ、そのた
め、ほとんど垂直入射した光だけがブラッグ反射層で反
射され、他の入射角度の光はブラッグ反射層を通過して
基板に吸収されてします。従って、基板で光が吸収され
ることを回避する作用は非常に限られている。

【０００４】図３に示した他の従来構造では、ＬＥＤの
ヘテロ構造３６を格子の整合性のために一時的光吸収基
板２０上に形成し、ヘテロ構造３６の形成が完成した
後、この一時的光吸収基板２０を除去し、次いで熱ウェ
ハー結合法を用いて透明導電性基板３５をヘテロ構造に
結合する。透明導電性基板３５は電流拡散領域を増大
し、活性層から発光される光を吸収しないので、発光効
率を向上する。このような従来構造においては、ヘテロ
構造３６と透明導電性基板３５とを結合するのに用いら
れる熱ウェハー結合法のコンセプトは、異なる材料の熱
膨張係数間の差は熱工程の間に単軸方向圧縮を生じてヘ
テロ構造３６と透明導電性基板３５との間の原子間ファ
ンデルワース力に起因した結合力を生ずるというもので
ある。大きな範囲にわたって一様に達成するために、そ
の結合は広い範囲にわたって一様な単軸方向圧縮が生じ
なければならない。従って、熱結合装置が特別製のもの
であるばかりでなく、透明導電性基板３５の表面及び発
光ヘテロ構造３６の表面は、結合表面で十分な結合力及
び低い抵抗を有するように同じ格子方向を向いていなけ
ればならない。従って、このような従来法は製造が非常
に複雑で困難であって、その歩留まり率を向上させるこ
とは困難である。

【０００５】さらに、サファイア基板を用いた従来の窒
化ガリウムベースの発光素子は、サファイア基板が絶縁
性のため、図４に示したように水平型素子として製造し
なければならない。この構造は、バッファ層４１，ｎ型
下部被覆層４２，活性層４３，ｐ型上部被覆層及びｐ型
オーミック接触層４５を順に形成し、その後に正面電極
４６及び水平背面電極４７を形成したサファイア基板４
０を備える。炭化シリコンも、従来の窒化ガリウムベー
スの発光素子の基板として用いられてきた。炭化シリコ
ンは導電性であり、炭化シリコン基板を用いた発光素子
は垂直型電極を有するように作ることができるが、炭化
シリコンは製造が難しいため高価である。絶縁基板を用
いた従来の発光素子は、伝統的な垂直型電極を有するよ
うに作ることはできなく、水平型電極構造にしなければ
ならない。従って、特別のワイヤリング機構及び特別の
パッケージ法を要するだけでなく、鋳型の領域が大きく
なるので、製造工程は非常に複雑になり、単価が上昇す
る。

【０００６】上記のように、先行技術の欠点は以下のよ
うである： １．電流遮断領域を付加するために複雑なＭＯＣＶＤエ
ピタキシャル工程を要し、ブラッグ反射層は特定の範囲
の入射角の光しか反射できない； ２．一様な結合及び低抵抗を達成するための熱ウェハー
結合の工程が非常に複雑で難しい； ３．サファイア基板を用いた窒化ガリウムベースの発光
素子は、垂直型電極を有するように作ることができない
し、単価が上昇する。

【０００７】本発明の目的は、光吸収基板を改良するこ
とによって発光効率の低下を克服する。本発明の他の目
的は、製造工程の複雑さ及び困難さを低減し、歩留まり
率を増大するために、基板を発光半導体構造と容易に結
合する方法を提供することである。本発明の他の目的
は、電流遮断領域の製造工程を単純化して、発光効率を
改善する効果的な電流拡散作用を提供することである。
本発明の他の目的は、水平型電極構造を有する半導体発
光素子を垂直型電極構造に容易に変換して、ＬＥＤ用鋳
型の領域を効果的に低減しそれに続くワイヤリング工程
およびパッケージング工程を従来の機構を用いて容易に
する製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による発光素子
は、電流に反応して光を発生する半導体積層構造と；そ
の積層構造から発生し、反射層に向けて進む光を反射す
る半導体積層構造の主表面上に形成された反射層と；そ
の反射層上に配置し、基板として機能する厚層と；電流
を半導体積層構造に供給する電極構造と、を備える。

【０００９】反射層は、電流遮断領域として機能する低
導電率の少なくとも一つの領域を備えていてもよい。

【００１０】さらに、本発明によると、発光素子を製造
する方法が、第一の基板上に第一導電型下部被覆層を形
成する段階と；前記下部被覆層に隣接して第二導電型上
部被覆層を形成する段階と；前記上部被覆層上にオーミ
ック接触層を形成する段階と；前記オーミック接触層上
に反射層を形成する段階と；第二の基板と前記反射層と
を結合する段階と；前記第一の基板を除去する段階と；
前記下部被覆層と前記上部被覆層とに電気的に接続する
電極を形成する段階と、を備える。

【００１１】本発明による発光素子においては、製造工
程の間に光吸収基板が除去され、それによって光吸収基
板の使用に起因した発光効率の低減の問題を完全に克服
する。さらに、本発明による発光素子は、基板に向かう
光を効果的に反射することができ、それによって表面発
光型ＬＥＤの発光効率を改善することができる反射層を
有する。本発明の反射層は、第二基板と発光半導体構造
との結合を容易にするために中間層として機能する単一
金属層あるいは多重金属層を備えることができる。従っ
て、従来の熱ウェハー結合法の困難を回避できるだけで
なく、第二の基板の材料の選択の制限を緩和することが
できる。さらに、本発明による発光素子においては、反
射層を形成する間に電流遮断領域を形成することがで
き、それによって電流遮断領域の製造工程を単純化する
ことができる。

【００１２】さらに、本発明の方法は、絶縁基板を垂直
型電極構造を有するものとして従来使用してきた発光素
子を作るためにそのまま使用することが可能である。従
って、鋳型用に使用されるウェハー領域が効果的に低減
されるだけでなく、製造の最後の段階は従来のワイヤリ
ング工程及びパッケージング工程を使用することができ
る。さらに、鋳型群を分けるための分割（cleavage）を
提供することができるので、レーザーダイオードを作る
のに適している。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の他の側面及び利点は、添
付図面を参照した以下の記載から明らかになるだろう。
その添付図面は、図１は従来の表面発光型発光素子の構
造を示す断面図であり；図２は他の従来の表面発光型発
光素子の構造を示す断面図であり；図３はさらに他の従
来の表面発光型発光素子の構造を示す断面図であり；図
４は絶縁基板を使用して製造した従来の表面発光型発光
素子の構造を示す断面図であり；図５は本発明により製
造した表面発光型発光素子の構造を示す断面図であり；
図６から図１２は本発明の実施形態による表面発光型発
光素子の製造工程を示す断面図であり；図１３から図１
６は本発明の他の実施形態による表面発光型発光素子の
製造工程を示す断面図であり；図１７から図２０は本発
明のさらに他の実施形態による表面発光型発光素子の製
造工程を示す断面図であり；図２１から図２５は本発明
の実施形態による絶縁基板を使用した表面発光型発光素
子の製造工程を示す断面図であり；図２６から図２８は
本発明の他の実施形態による絶縁基板を使用した表面発
光型発光素子の製造工程を示す断面図である。

【００１４】本発明による発光素子は以下の利点を有し
ている： １．反射層を発光ヘテロ構造と導電性基板との間に形成
する。反射層の製造の間に電流遮断領域を形成すること
ができる。従って、電流遮断領域を２つ以上のＭＯＣＶ
Ｄエピタキシャル工程を用いて製造すること、およびそ
れによって製造工程の複雑さ及びコストを低減する必要
はない。さらに、入射光は反射層の表面だけに侵入可能
であるにすぎず、その反射層の双極子によって反射され
てしまう。金属は、いかなる入射角の光も反射可能であ
る。従って、反射層は、光が基板で吸収されるのを防ぐ
ために有効な光の反射を提供するものである。 ２．金属及び化合物半導体は容易に合金結合を形成する
ので、反射層は発光ヘテロ構造と基板との間の中間層と
して使用可能であり、結合の工程は熱ウェハー結合の工
程よりはるかに容易で単純である。 ３．絶縁基板を使用した発光素子のヘテロ構造と他の基
板との間に反射層を付加し、それから絶縁基板を除去す
る工程は、ワイヤリング及び鋳型のパッケージングの工
程を容易にすること及びコスト低減のために鋳型用に使
用するウェハー領域を低減することが可能である、垂直
型電極構造を有する窒化ガリウムベースの発光素子を製
造することができる。

【００１５】同様の符号は図面を通して同様の構成要素
若しくは同一の構成要素を示す添付図面に示したよう
に、本発明の好適な実施形態をさらに詳細に説明する。
本発明のさらなる理解を提供するため、説明の目的で特
定の詳細を示す。しかしながら、本発明はこれらの詳細
なしで実施してもよいことは当業者に理解されるだろ
う。

【００１６】図５は、金属反射層８，オーミック接合層
７，上部被覆層６，活性層５，下部被覆層４，正面電極
１１，背面電極１０を備えた、本発明による表面発光型
発光素子を示している。

【００１７】本発明の特徴、方法、及び目的は、以下の
実施形態の説明から容易に理解可能である。

【００１８】第一実施形態 図６を参照されたい。本発明の実施形態においては、第
一のｎ型GaAs基板１２０上に、ｎ型AlGaInP下部被覆層
１２１と、従来の構造を有しかつ単一量子井戸構造（Ｓ
ＱＷ）若しくは多重量子井戸構造（ＭＱＷ）であっても
よいAlGaInP活性層１２２と、ｐ型AlGaInP上部被覆層１
２３と、ｐ型InGaP層及びｐ型GaAs層を含むオーミック
接合層１２４と、を順にエピタキシャル成長させる。エ
ピタキシャル工程が終了した後に、図７に示したように
ｐ型上部被覆層１２３を露出するために、ｐ型オーミッ
ク接合層１２４の一部をエッチング法によって除去す
る。金属反射層１２５を、その後図８で示した被覆法あ
るいはスパッタリング法を用いてｐ型オーミック接合層
１２４上及びｐ型上部被覆層１２３上を被覆する。第二
の基板としてはたらくｐ型導電性基板１２６は熱的に金
属反射層１２５に結合し、それから図９に示したように
第一のｎ型GaAs基板１２０を除去する。次いで、図１０
に示したように正面金属電極１２８及び背面金属電極１
２７を形成する。

【００１９】反射層１２５は、ｐ型オーミック接合層１
２４によって効果的にオーミック接合を形成することが
できるが、ｐ型上部被覆層１２３とショットキー接触を
形成してしまう。金属オーミック接合は非常に高い導電
率有するが、電流拡散経路として機能することができる
ばかりでなく、金属反射層１２５がいかなる角度の光で
も反射可能することができるので活性層１２２から出射
する光を効果的に反射することができる。ショットキー
接触は導電率が低いので、電流遮断領域として機能す
る。しかしながら、ショットキー接触領域は活性層１２
２から出射する光を反射することも可能である。

【００２０】図１１は、この実施形態の発光素子におけ
る入射電流の分布を示している。金属反射層１２５は効
果的に電流を拡散させることが可能であり、それによっ
て発光効率を改善する。

【００２１】図１２は、発光効率を改善する目的で、光
が基板で吸収されるのを防ぐために金属反射層１２５が
どのように活性層１２５から出射する光を反射するかを
示している。、

【００２２】第二実施形態 図１３を参照すると、本発明の他の実施形態において
は、第一のｎ型GaAs基板１３０上に、ｎ型AlGaInP下部
被覆層１３１と、従来の構造を有しかつ単一量子井戸構
造（ＳＱＷ）若しくは多重量子井戸構造（ＭＱＷ）であ
ってもよいAlGaInP活性層１３２と、ｐ型AlGaInP上部被
覆層１３３と、ｐ型オーミック接合層１３４と、を順に
エピタキシャル成長させる。エピタキシャル工程が終了
した後に、引き続いて金属反射層１３５で被覆法あるい
はスパッタリング法を用いてｐ型オーミック接合層１３
４上を被覆し、それから図１４で示したようｐ型オーミ
ック接合層１３４を露出するために、ｐ型反射層１３５
の一部をエッチング法によって除去する。第二の基板と
してはたらくｐ型導電性基板１２６は熱的に金属反射層
１３５に結合し、それから図１５に示したように第一の
ｎ型GaAs基板１３０を除去する。最後に、図１６に示し
たように正面金属電極１３８及び背面金属電極１３７を
形成する。

【００２３】金属反射層１３５は、ｐ型オーミック接合
層１３４によって効果的にオーミック接合を形成するこ
とができる。オーミック接合の機能は、第一実施形態で
説明したものと同様である。露出したｐ型オーミック接
合層１３４とｐ型第二基板１３６との間のギャップは、
電流遮断領域として機能することができる。AlGaInP上
部被覆層の屈折率（ｎ）はおよそ 3.5 であり、一方、
露出したｐ型オーミック接合層１３４とｐ型第二基板１
３６との間のギャップの屈折率はおよそ 1 であある。
従って、活性層１３２から出射し、露出したｐ型オーミ
ック接合層１３４とｐ型第二基板１３６との間のギャッ
プへと向かう光は、大きめの屈折率を有する媒体から小
さめめの屈折率を有する媒体へ光が通過し、またギャッ
プも光を反射する。電流分布及びこの実施形態の活性層
から出射する光の反射は第一実施形態のものと同様であ
る。

【００２４】第三実施形態 図１７を参照すると、本発明のさらなる実施形態におい
ては、第一のｎ型GaAs基板１４０上に、ｎ型AlGaInP下
部被覆層１４１と、従来の構造を有しかつ単一量子井戸
構造（ＳＱＷ）若しくは多重量子井戸構造（ＭＱＷ）で
あってもよいAlGaInP活性層１４２と、ｐ型AlGaInP上部
被覆層１４３と、ｐ型オーミック接合層１４４と、を順
にエピタキシャル成長させる。エピタキシャル工程が終
了した後に、金属反射層１４５で被覆法あるいはスパッ
タリング法を用いてｐ型第二基板１４６上を被覆し、そ
れから図１８で示したようｐ型第二基板１４６を露出す
るために、金属反射層１４５の一部を除去する。次い
で、金属反射層１４５は熱的にオーミック接合層１４４
に結合し、それから図１９に示したように第一のｎ型Ga
As基板１４０を除去する。最後に、図２０に示したよう
に正面金属電極１４８及び背面金属電極１４７を形成す
る。

【００２５】金属反射層１４５はｐ型オーミック接合層
１４４によって効果的なオーミック接合を形成すること
ができる。オーミック接合の機能及び露出されたｐ型第
二基板１４６とオーミック接合層１４４との間のギャッ
プの機能は、第二実施形態と同様である。

【００２６】電流分布及びこの実施形態の活性層から出
射する光の反射は第二実施形態のものと同様である。

【００２７】第四実施形態 図２１を参照すると、この実施形態では、第一の絶縁基
板１５０上に、ｎ型GaNバッファ層１５１と、ｎ型AlGaN
下部被覆層１５２と、従来の構造を有しかつ単一量子井
戸構造若しくは多重量子井戸構造であってもよいInGaN
活性層１５３と、ｐ型AlGaN上部被覆層１５４と、ｐ型G
aNオーミック接合層１５５と、を順にエピタキシャル成
長させる。エピタキシャル工程が終了した後に、被覆パ
ターン２００を図２２に示したようにフォトリソグラフ
ィ工程によってｐ型オーミック接合層１５５上に形成す
る。次いで、図２３に示したように、金属反射層１５６
を、ｐ型オーミック接合層１５５上に形成された被覆パ
ターン２００上に被覆する。それから、図２４で示した
ように、第一のサファイア基板１５０を除去した後に、
ｐ型第二基板１５７を金属反射層１５６に熱的に結合す
る。最後に、図２５に示したように正面金属電極１５９
及び背面金属電極１５８を形成し、こうして窒化ガリウ
ムベースの発光素子を製造する。

【００２８】金属反射層１５６はｐ型オーミック接合層
１５５によって効果的なオーミック接合を形成すること
ができる。オーミック接合の機能及び露出されたｐ型第
二基板１５７とオーミック接合層１５５との間のギャッ
プの機能は、第二実施形態と同様である。

【００２９】電流分布及びこの実施形態の活性層から出
射する光の反射は第一実施形態のものと同様である。

【００３０】第五実施形態 図２６を参照すると、この実施形態では、第一の絶縁基
板１６０上に、ｎ型GaNバッファ層１６１と、ｎ型AlGaN
下部被覆層１６２と、従来の構造を有しかつ単一量子井
戸構造若しくは多重量子井戸構造であってもよいInGaN
活性層１６３と、ｐ型AlGaN上部被覆層１６４と、ｐ型G
aNオーミック接合層１６５と、を順にエピタキシャル成
長させる。

【００３１】エピタキシャル工程が終了した後に、金属
反射層被覆パターン２０１でｐ型第二基板１６６上を被
覆し、それから金属反射層２０１は図２７に示したよう
にオーミック接合層１６５に熱的に結合する。次いで、
第一のサファイア基板１６０を除去した後に、正面電極
１６８及び背面電極１６７を形成し、こうして図２８に
示したように、垂直型電極構造を有する窒化ガリウムベ
ースの発光素子を製造する。

【００３２】金属反射層２０１はｐ型オーミック接合層
１６５によって効果的なオーミック接合を形成すること
ができる。オーミック接合の機能及び露出されたｐ型第
二基板１６６とオーミック接合層１６５との間のギャッ
プの機能は、第二実施形態と同様である。

【００３３】電流分布及びこの実施形態の活性層から出
射する光の反射は第一実施形態のものと同様である。

【００３４】本発明の実施形態においては、反射層はチ
タン(Ti）、アルミニウム（Al）、若しくは金（Au）の
単一層構造、または金／ゲルマニウム（Au/Ge）、チタ
ン／アルミニウム（Ti/Al）、ニッケル／金（Ni/Au）の
多層構造であってもよい。

【００３５】実施形態の第二基板の材料は、ゲルマニウ
ム（Ge）とシリコン（Si）とから成る化合物半導体、リ
ン化ガリウム（GaP）とリン化インジウム（InP）とから
成る化合物半導体、または、インジウム-スズ酸化物（I
TO）若しくは酸化亜鉛（ZnO）のような導電性酸化物で
あってもよい。

【００３６】本発明の他の実施形態では、発光素子に活
性層がなく、また光が上部被覆層と下部被覆層との間の
ｐ-ｎ接合から出射される。

【００３７】また、本発明の他の実施形態では、電流遮
断領域が絶縁酸化物または絶縁窒化物から成ってもよ
い。

【００３８】さらに、異なる実施形態において水平型電
極構造を要するならば、本発明の電極構造は水平型であ
ってもよい。

【００３９】本発明の技術的特徴及び技術的内容を上記
のように十分に開示してきた。しかしながら、開示した
内容をもとに、また本発明の精神を越えることなく本発
明から知得して、いろいろな変形例あるいは置換が当業
者によってなされうる。従って、本発明の範囲は、上記
で開示した実施形態に限定されることなく、変形及び置
換を含むべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の表面発光型発光素子の構造を示す断
面図である。

【図２】 他の従来の表面発光型発光素子の構造を示
す断面図である。

【図３】 さらに他の従来の表面発光型発光素子の構
造を示す断面図である。

【図４】 絶縁基板を使用して製造した従来の表面発
光型発光素子の構造を示す断面図である。

【図５】 本発明により製造した表面発光型発光素子
の構造を示す断面図である。

【図６】 本発明の実施形態による表面発光型発光素
子の製造工程において第一の段階を示す基板の断面図で
ある。

【図７】 図６の段階の後の段階を示す基板の断面図
である。

【図８】 図７の段階の後の段階を示す基板の断面図
である。

【図９】 図８の段階の後の段階を示す基板の断面図
である。

【図１０】 図９の段階の後の段階を示す基板の断面
図である。

【図１１】 図１０の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図１２】 図１１の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図１３】 本発明の他の実施形態による表面発光型
発光素子の製造工程において第一の段階を示す基板の断
面図である。

【図１４】 図１３の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図１５】 図１４の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図１６】 図１５の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図１７】 本発明のさらに他の実施形態による表面
発光型発光素子の製造工程において第一の段階を示す基
板の断面図である。

【図１８】 図１７の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図１９】 図１８の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図２０】 図１９の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図２１】 本発明の実施形態による絶縁基板を使用
した表面発光型発光素子の製造工程において第一の段階
を示す基板の断面図である。

【図２２】 図２１の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図２３】 図２２の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図２４】 図２３の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図２５】 図２４の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図２６】 本発明の他の実施形態による絶縁基板を
使用した表面発光型発光素子の製造工程を示す断面図で
ある。

【図２７】 図２６の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【図２８】 図２７の段階の後の段階を示す基板の断
面図である。

【符号の説明】

５ 活性層 ６ 上部被覆層 ７、１２４、１４４ オーミック接合層 ８、１２５、１３５、１４５、１５６ 金属反射層 １０ 背面電極 １１ 正面電極 １２０、１３０、１４０ 第一のｎ型GaAs基板 １２１、１３１、１４１ ｎ型AlGaInP下部被覆層 １２２、１３２、１４２ AlGaInP活性層 １２３、１３３、１４３ ｐ型AlGaInP上部被覆層 １２６ ｐ型導電性基板 １２７、１３７、１４７、１５８、１６７ 背面金属電
極 １２８、１３８、１４８、１５９、１６８ 正面金属電
極 １３４、１５５ ｐ型オーミック接合層 １４６、１５７ ｐ型第二基板 １５０、１６０ 第一の絶縁基板 １５１、１６１ ｎ型GaNバッファ層 １５２、１６２ ｎ型AlGaN下部被覆層 １５３、１６３ InGaN活性層 １５４、１６４ ｐ型AlGaN上部被覆層 １５５、１６５ ｐ型GaNオーミック接合層 ２００、２０１ 被覆パターン

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Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流に反応して光を発生する半導体積
   層構造と；前記半導体積層構造から発生し、反射層へと
   進む光を反射する該積層構造の主表面上に形成された反
   射層と；前記反射層上に配置し、基板として機能する厚
   層と；電流を前記半導体積層構造に供給する電極構造
   と、を備えている発光素子。
2. 【請求項２】 前記反射層は低導電率を有し電流遮断
   領域として機能する少なくとも一つの領域を備えている
   請求項１に記載の発光素子。
3. 【請求項３】 前記電流遮断領域がショットキー接触
   領域であること、または絶縁性酸化物、絶縁性窒化物あ
   るいは空気から成る請求項２に記載の発光素子。
4. 【請求項４】 前記反射層が、チタン(Ti）、アルミニ
   ウム（Al）、あるいは金（Au）の単一層構造、または金
   ／ゲルマニウム（Au/Ge）、チタン／アルミニウム（Ti/
   Al）あるいはニッケル／金（Ni/Au）の多層構造である
   請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の発光素
   子。
5. 【請求項５】 前記半導体積層構造が、第一の導電型
   を有する下部被覆層と；第二の導電型を有し、前記下部
   被覆層に隣接する上部被覆層と；前記上部被覆層上に形
   成されたオーミック接合層と、を備えている請求項１ま
   たは請求項２のいずれか一項に記載の発光素子。
6. 【請求項６】 前記半導体積層構造が、さらに前記下
   部被覆層と前記上部被覆層との間に活性層を有する請求
   項５に記載の発光素子。
7. 【請求項７】 前記下部被覆層がｎ型AlGaInP半導体層
   であり、かつ前記上部被覆層がｐ型AlGaInP半導体層で
   ある請求項５に記載の発光素子。
8. 【請求項８】 前記下部被覆層がｎ型窒化ガリウムIII
   -V化合物半導体層であり、かつ前記上部被覆層がｐ型窒
   化ガリウムIII-V化合物半導体層である請求項５に記載
   の発光素子。
9. 【請求項９】 前記厚層の材料がインジウム−スズ酸
   化物（ITO）、酸化亜鉛（ZnO）、ゲルマニウム（Ge）と
   シリコン（Si）とから成る化合物半導体、あるいはリン
   化ガリウム（GaP）とリン化インジウム（InP）とから成
   る化合物半導体である請求項１または請求項２のいずれ
   か一項に記載の発光素子。
10. 【請求項１０】 前記電極構造が前記厚層の面と前記
    主面の反対側の前記積層構造の面とに配置した２個の電
    極を備えている請求項１または請求項２のいずれか一項
    に記載の発光素子。
11. 【請求項１１】 第一の基板上に第一導電型下部被覆
    層を形成する段階と；前記下部被覆層に隣接して第二導
    電型上部被覆層を形成する段階と；前記上部被覆層上に
    オーミック接触層を形成する段階と；前記オーミック接
    触層上に反射層を形成する段階と；第二の基板と前記反
    射層とを結合する段階と；前記第一の基板を除去する段
    階と；前記下部被覆層と前記上部被覆層とに電気的に接
    続する電極を形成する段階と、を備える発光素子の製造
    方法。
12. 【請求項１２】 前記下部被覆層を形成する前に、第
    一導電型バッファ層を前記第一基板上に形成し、前記下
    部被覆層を前記バッファ層に形成する請求項１１に記載
    の発光素子の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記下部被覆層がｎ型窒化ガリウムI
    II-V化合物半導体層であり、かつ前記上部被覆層がｐ型
    窒化ガリウムIII-V化合物半導体層である請求項１２に
    記載の発光素子の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記上部被覆層を形成する段階の前
    に前記下部被覆層上に、前記下部被覆層と前記上部被覆
    層との間に位置するように活性層を形成する段階とを備
    える請求項１１または請求項１２のいずれか一項に記載
    の発光素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記反射層は低導電率を有し電流遮
    断領域として機能する少なくとも一つの領域を備えてい
    る請求項１１または請求項１２のいずれか一項に記載の
    発光素子の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記電流遮断領域がショットキー接
    触領域であること、または絶縁性酸化物、絶縁性窒化物
    あるいは空気から成る請求項１５に記載の発光素子の製
    造方法。
17. 【請求項１７】 前記反射層が、チタン(Ti）、アルミ
    ニウム（Al）、あるいは金（Au）の単一層構造、または
    金／ゲルマニウム（Au/Ge）、チタン／アルミニウム（T
    i/Al）あるいはニッケル／金（Ni/Au）の多層構造であ
    る請求項１１または請求項１２のいずれか一項に記載の
    発光素子の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記下部被覆層がｎ型AlGaInP半導体
    層であり、かつ前記上部被覆層がｐ型AlGaInP半導体層
    である請求項１１に記載の発光素子の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記第二基板の材料がインジウム−
    スズ酸化物（ITO）、酸化亜鉛（ZnO）、ゲルマニウム
    （Ge）とシリコン（Si）とから成る化合物半導体、ある
    いはリン化ガリウム（GaP）とリン化インジウム（InP）
    とから成る化合物半導体である請求項１１または請求項
    １２のいずれか一項に記載の発光素子の製造方法。
20. 【請求項２０】 前記電極が前記第二基板の面と前記
    下部被覆層の面のそれぞれに配置した２個の電極を備え
    る請求項１１に記載の発光素子の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記電極が前記第二基板の面と前記
    バッファの面のそれぞれに配置した２個の電極を備える
    請求項１２に記載の発光素子の製造方法。