JP2001244503A - 窒化物半導体発光素子 - Google Patents
窒化物半導体発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化が可能でかつ発光した光の取り出し効
率が高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提供す
る。 【解決手段】 ｎ型窒化ガリウム系半導体からなるｎ層
とｐ型窒化ガリウム系半導体からなるｐ層との間に発光
層を有する窒化物半導体発光素子において、ｎ側オーミ
ック電極は、ｎ層、発光層及びｐ層からなる積層薄板の
一方の主面であるｎ層の表面の一部に形成され、ｐ側オ
ーミック電極は、積層薄板の他方の主面であるｐ層表面
に形成されている。
率が高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提供す
る。 【解決手段】 ｎ型窒化ガリウム系半導体からなるｎ層
とｐ型窒化ガリウム系半導体からなるｐ層との間に発光
層を有する窒化物半導体発光素子において、ｎ側オーミ
ック電極は、ｎ層、発光層及びｐ層からなる積層薄板の
一方の主面であるｎ層の表面の一部に形成され、ｐ側オ
ーミック電極は、積層薄板の他方の主面であるｐ層表面
に形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体発光素
子に関する。
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａ
Ｎ、ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体を
用いて構成された高輝度純緑色発光ＬＥＤ、青色ＬＥＤ
が、既にフルカラーＬＥＤディスプレイ、交通信号灯、
イメージスキャナ光源等の各種光源として実用化されて
いる。この窒化ガリウム系化合物半導体を用いて構成さ
れたＬＥＤ素子は、一般に絶縁性のサファイア基板上に
ｎ型、ｐ型の窒化ガリウム系化合物半導体が成長されて
構成されるので、他のＧａＡｓ、ＧａＡｌＰ等の半導体
基板を用いた他の発光素子と異なり、基板に正又は負の
一方の電極を形成して通電することは不可能である。
Ｎ、ＩｎＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体を
用いて構成された高輝度純緑色発光ＬＥＤ、青色ＬＥＤ
が、既にフルカラーＬＥＤディスプレイ、交通信号灯、
イメージスキャナ光源等の各種光源として実用化されて
いる。この窒化ガリウム系化合物半導体を用いて構成さ
れたＬＥＤ素子は、一般に絶縁性のサファイア基板上に
ｎ型、ｐ型の窒化ガリウム系化合物半導体が成長されて
構成されるので、他のＧａＡｓ、ＧａＡｌＰ等の半導体
基板を用いた他の発光素子と異なり、基板に正又は負の
一方の電極を形成して通電することは不可能である。
【０００３】従って、窒化ガリウム系化合物半導体を用
いたＬＥＤ素子では、正、負の電極はいずれも半導体層
側の同一面側に形成され、それぞれの電極に上からワイ
ヤーボンディングして電極側から発光を観測したり、フ
リップチップボンディングして基板側から発光を観測し
ている。具体的には、サファイア基板上にｎ型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層を介してｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層を形成して、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層の一部を除去して露出させたｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層の表面にｎ側オーミック電極を形成し、そ
の残りのｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層のほぼ全面
にｐ側オーミック電極を形成している。尚、ｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層のほぼ全面にｐ側オーミック電
極を形成する理由は、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層の抵抗がｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の抵抗よ
り高いので、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層全体に
電流を流すためには、ｐ側オーミック電極を広く形成す
る必要があるからである。
いたＬＥＤ素子では、正、負の電極はいずれも半導体層
側の同一面側に形成され、それぞれの電極に上からワイ
ヤーボンディングして電極側から発光を観測したり、フ
リップチップボンディングして基板側から発光を観測し
ている。具体的には、サファイア基板上にｎ型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層を介してｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層を形成して、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層の一部を除去して露出させたｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層の表面にｎ側オーミック電極を形成し、そ
の残りのｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層のほぼ全面
にｐ側オーミック電極を形成している。尚、ｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層のほぼ全面にｐ側オーミック電
極を形成する理由は、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層の抵抗がｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の抵抗よ
り高いので、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層全体に
電流を流すためには、ｐ側オーミック電極を広く形成す
る必要があるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正及び
負の電極を同一面側に形成した従来の窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子は、上述のようにｐ型窒化ガリウム
系半導体層の一部を除去してｎ側オーミック電極を形成
しているので、ｐ型窒化ガリウム系半導体層を除去した
部分である非発光部の面積が比較的大きくなり、小型に
できないという問題点があった。また、従来の窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子は、半導体側（ｐ型窒化ガ
リウム系半導体層側）から光を取り出す場合、ｐ型窒化
ガリウム系半導体層のほぼ全面に形成された透明電極を
介して光を取り出すように構成するが、その場合、透明
電極により光が減衰し取り出し効率が良くないという問
題点があった。
負の電極を同一面側に形成した従来の窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子は、上述のようにｐ型窒化ガリウム
系半導体層の一部を除去してｎ側オーミック電極を形成
しているので、ｐ型窒化ガリウム系半導体層を除去した
部分である非発光部の面積が比較的大きくなり、小型に
できないという問題点があった。また、従来の窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子は、半導体側（ｐ型窒化ガ
リウム系半導体層側）から光を取り出す場合、ｐ型窒化
ガリウム系半導体層のほぼ全面に形成された透明電極を
介して光を取り出すように構成するが、その場合、透明
電極により光が減衰し取り出し効率が良くないという問
題点があった。
【０００５】そこで、本発明は、小型化が可能でかつ発
光した光の取り出し効率が高い窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子を提供することを目的とする。
光した光の取り出し効率が高い窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、ｎ型窒化
ガリウム系半導体からなるｎ層とｐ型窒化ガリウム系半
導体からなるｐ層との間に発光層を有する窒化物半導体
発光素子において、ｎ側オーミック電極は、上記ｎ層、
上記発光層及び上記ｐ層が積層されてなる積層薄板の一
方の主面である上記ｎ層の表面の一部に形成され、ｐ側
オーミック電極は、上記積層薄板の他方の主面であるｐ
層表面に形成されていることを特徴とする。以上のよう
に構成された本発明に係る窒化物半導体発光素子は、発
光層で発光した光を、上記ｎ層を介して上記積層薄板の
一方の主面から出力することができる。
めに、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、ｎ型窒化
ガリウム系半導体からなるｎ層とｐ型窒化ガリウム系半
導体からなるｐ層との間に発光層を有する窒化物半導体
発光素子において、ｎ側オーミック電極は、上記ｎ層、
上記発光層及び上記ｐ層が積層されてなる積層薄板の一
方の主面である上記ｎ層の表面の一部に形成され、ｐ側
オーミック電極は、上記積層薄板の他方の主面であるｐ
層表面に形成されていることを特徴とする。以上のよう
に構成された本発明に係る窒化物半導体発光素子は、発
光層で発光した光を、上記ｎ層を介して上記積層薄板の
一方の主面から出力することができる。
【０００７】以上のように構成された窒化物半導体発光
素子は、従来例のようにｐ層を除去することなくｎ側オ
ーミック電極を形成しているので、従来例と同じ外形の
素子とした場合、従来例より大きな面積の発光層を形成
することができる。従って、発光ダイオードとした場
合、従来例より小型の素子で、従来例と同等の発光層の
面積を得ることができる。また、本発明に係る窒化物半
導体発光素子は、発光ダイオードとした場合、上記発光
層で発光した光のうち上記ｐ側オーミック電極に向かっ
た光を上記ｐ側オーミック電極によって反射させて上記
ｎ層の表面から出力することができるので、より光の取
り出し効率を良くできる。これにより、本発明に係る窒
化物半導体発光素子は、発光層で発光した光の取り出し
効率を従来例に比較してよくできる。
素子は、従来例のようにｐ層を除去することなくｎ側オ
ーミック電極を形成しているので、従来例と同じ外形の
素子とした場合、従来例より大きな面積の発光層を形成
することができる。従って、発光ダイオードとした場
合、従来例より小型の素子で、従来例と同等の発光層の
面積を得ることができる。また、本発明に係る窒化物半
導体発光素子は、発光ダイオードとした場合、上記発光
層で発光した光のうち上記ｐ側オーミック電極に向かっ
た光を上記ｐ側オーミック電極によって反射させて上記
ｎ層の表面から出力することができるので、より光の取
り出し効率を良くできる。これにより、本発明に係る窒
化物半導体発光素子は、発光層で発光した光の取り出し
効率を従来例に比較してよくできる。
【０００８】さらに、以上のように構成された窒化物半
導体発光素子は、ｎ側オーミック電極を上記積層薄板の
一方の主面に形成し、ｐ側オーミック電極を上記積層薄
板の他方の主面に形成しているので、ｎ側オーミック電
極とｐ側オーミック電極間の短絡防止が容易である。
尚、本明細書において、発光層とはｎ層とｐ層の間に位
置して発光する活性層、及びｎ層とｐ層とのｐｎ接合に
より発光する場合のそのｐｎ接合部分の双方を含むもの
である。
導体発光素子は、ｎ側オーミック電極を上記積層薄板の
一方の主面に形成し、ｐ側オーミック電極を上記積層薄
板の他方の主面に形成しているので、ｎ側オーミック電
極とｐ側オーミック電極間の短絡防止が容易である。
尚、本明細書において、発光層とはｎ層とｐ層の間に位
置して発光する活性層、及びｎ層とｐ層とのｐｎ接合に
より発光する場合のそのｐｎ接合部分の双方を含むもの
である。
【０００９】また、本発明に係る窒化物半導体発光素子
では、上記積層薄板において、上記ｎ層及びｐ層の一方
又は双方を複数の層で構成してもよい。すなわち、本発
明に係る窒化物半導体発光素子では、上記ｎ層及びｐ層
の一方又は双方をそれぞれ所望の機能を有する複数の層
で構成することができ、これにより、発光ダイオードま
たはレーザダイオード等の種々の発光素子をそれぞれ目
的に応じて構成することができる。
では、上記積層薄板において、上記ｎ層及びｐ層の一方
又は双方を複数の層で構成してもよい。すなわち、本発
明に係る窒化物半導体発光素子では、上記ｎ層及びｐ層
の一方又は双方をそれぞれ所望の機能を有する複数の層
で構成することができ、これにより、発光ダイオードま
たはレーザダイオード等の種々の発光素子をそれぞれ目
的に応じて構成することができる。
【００１０】また、本発明に係る窒化物半導体発光素子
で発光ダイオードを構成する場合、上記ｐ側オーミック
電極は、上記積層薄板の他方の主面であるｐ層表面にお
いて、上記ｎ側オーミック電極と対向する部分を除いて
形成されていることが好ましい。このようにすると、上
記ｎ側オーミック電極に遮られて光の取り出しが困難で
ある上記ｎ側オーミック電極直下の発光層への電流の供
給を抑制することができるので、無駄な発光を抑えるこ
とができ、外部量子効率を良好にできる。
で発光ダイオードを構成する場合、上記ｐ側オーミック
電極は、上記積層薄板の他方の主面であるｐ層表面にお
いて、上記ｎ側オーミック電極と対向する部分を除いて
形成されていることが好ましい。このようにすると、上
記ｎ側オーミック電極に遮られて光の取り出しが困難で
ある上記ｎ側オーミック電極直下の発光層への電流の供
給を抑制することができるので、無駄な発光を抑えるこ
とができ、外部量子効率を良好にできる。
【００１１】また、本発明に係る窒化物半導体発光素子
で発光ダイオードを構成する場合、上記ｐ側オーミック
電極は、上記積層薄板の他方の主面であるｐ層表面にお
ける、上記ｎ側オーミック電極と対向する部分を除くほ
ぼ全面に形成されていることがさらに好ましい。このよ
うにすると、上記ｎ側オーミック電極直下の発光層を除
く発光層全体に電流を供給することができるので、外部
量子効率を高くできかつより発光強度を高くできる。
尚、ｐ層表面における、上記ｎ側オーミック電極と対向
する部分を除くほぼ全面に形成されているとは、ｐ層表
面のｎ側オーミック電極と対向する部分における概ね８
０％以上に形成されていることをいい、例えば、短絡防
止のためにｐ層表面の周辺部分を除いて形成されていて
もよい。
で発光ダイオードを構成する場合、上記ｐ側オーミック
電極は、上記積層薄板の他方の主面であるｐ層表面にお
ける、上記ｎ側オーミック電極と対向する部分を除くほ
ぼ全面に形成されていることがさらに好ましい。このよ
うにすると、上記ｎ側オーミック電極直下の発光層を除
く発光層全体に電流を供給することができるので、外部
量子効率を高くできかつより発光強度を高くできる。
尚、ｐ層表面における、上記ｎ側オーミック電極と対向
する部分を除くほぼ全面に形成されているとは、ｐ層表
面のｎ側オーミック電極と対向する部分における概ね８
０％以上に形成されていることをいい、例えば、短絡防
止のためにｐ層表面の周辺部分を除いて形成されていて
もよい。
【００１２】また、本発明に係る窒化物半導体発光素子
において、上記ｎ層、発光層及びｐ層はそれぞれ有機金
属気相成長法により成長させることが好ましい。このよ
うにすると、結晶性のよいｐ層、発光層及びｎ層を形成
することができ、良好な発光特性が得られる。
において、上記ｎ層、発光層及びｐ層はそれぞれ有機金
属気相成長法により成長させることが好ましい。このよ
うにすると、結晶性のよいｐ層、発光層及びｎ層を形成
することができ、良好な発光特性が得られる。
【００１３】また、本発明に係る窒化物半導体発光素子
はさらに、上記積層薄板と接合された導電性基板を備
え、該導電性基板は上記ｐ側オーミック電極と導電性接
着剤によって接合されていることが好ましい。このよう
に構成すると、導電性基板により積層薄板を補強でき窒
化物半導体発光素子の取り扱いを容易にできる。
はさらに、上記積層薄板と接合された導電性基板を備
え、該導電性基板は上記ｐ側オーミック電極と導電性接
着剤によって接合されていることが好ましい。このよう
に構成すると、導電性基板により積層薄板を補強でき窒
化物半導体発光素子の取り扱いを容易にできる。
【００１４】さらに、本発明に係る窒化物半導体発光素
子では、上記積層薄板の側面に絶縁保護膜が形成されて
いることが好ましい。これにより、ｐ側オーミック電極
とｎ層との短絡を防止でき、また、導電性接着剤により
導電性基板を接着する場合、ｐ側オーミック電極が導電
性接着剤によりｎ層と短絡するのを防止できる。
子では、上記積層薄板の側面に絶縁保護膜が形成されて
いることが好ましい。これにより、ｐ側オーミック電極
とｎ層との短絡を防止でき、また、導電性接着剤により
導電性基板を接着する場合、ｐ側オーミック電極が導電
性接着剤によりｎ層と短絡するのを防止できる。
【００１５】また、本発明に係る窒化物半導体発光素子
では、上記導電性基板は導電性に優れた金属板とするこ
とができる。また、上記導電性接着剤としてＡｕ−Ｓｎ
等のはんだを用いることができる。
では、上記導電性基板は導電性に優れた金属板とするこ
とができる。また、上記導電性接着剤としてＡｕ−Ｓｎ
等のはんだを用いることができる。
【００１６】さらに、本発明に係る窒化物半導体発光素
子では、上記導電性基板において、上記積層薄板が接合
された一方の主面と側面とが交わる辺に沿って、凹部が
形成されていてもよい。
子では、上記導電性基板において、上記積層薄板が接合
された一方の主面と側面とが交わる辺に沿って、凹部が
形成されていてもよい。
【００１７】また、本発明に係る窒化物半導体発光素子
の製造方法は、複数の窒化物半導体発光素子を製造する
方法であって、基板上に、窒化ガリウム系半導体からな
るｎ層、窒化ガリウム系半導体活性層及び窒化ガリウム
系半導体からなるｐ層を順次成長させることと、上記ｐ
層上に、各素子毎にそれぞれ該ｐ層とオーミック接触す
るｐ側オーミック電極を形成することと、上記ｐ側オー
ミック電極上にそれぞれ第１導電性接着剤層を形成する
ことと、各素子に分離するための素子分離溝を上記基板
に達するように形成することと、一方の主面に、第２導
電性接着剤層が形成された導電性基板を、その第２導電
性接着剤層と上記第１導電性接着剤層とを接合すること
により上記基板に接合することと、上記基板側からレー
ザ光を照射することにより、上記基板を分離すること
と、上記素子分離溝において上記導電性基板を分割する
ことにより個々の窒化物半導体発光素子に分離すること
とを含むことを特徴とする。
の製造方法は、複数の窒化物半導体発光素子を製造する
方法であって、基板上に、窒化ガリウム系半導体からな
るｎ層、窒化ガリウム系半導体活性層及び窒化ガリウム
系半導体からなるｐ層を順次成長させることと、上記ｐ
層上に、各素子毎にそれぞれ該ｐ層とオーミック接触す
るｐ側オーミック電極を形成することと、上記ｐ側オー
ミック電極上にそれぞれ第１導電性接着剤層を形成する
ことと、各素子に分離するための素子分離溝を上記基板
に達するように形成することと、一方の主面に、第２導
電性接着剤層が形成された導電性基板を、その第２導電
性接着剤層と上記第１導電性接着剤層とを接合すること
により上記基板に接合することと、上記基板側からレー
ザ光を照射することにより、上記基板を分離すること
と、上記素子分離溝において上記導電性基板を分割する
ことにより個々の窒化物半導体発光素子に分離すること
とを含むことを特徴とする。
【００１８】また、本発明に係る製造方法ではさらに、
製造工程中において、各素子の側面に上記導電性接着剤
の付着を防止するために、上記導電性基板に上記素子分
離溝と対向する溝を上記一方の主面に形成することと、
上記第２導電性接着剤層を上記溝が形成された上記一方
の主面に形成することとを含むことが好ましい。
製造工程中において、各素子の側面に上記導電性接着剤
の付着を防止するために、上記導電性基板に上記素子分
離溝と対向する溝を上記一方の主面に形成することと、
上記第２導電性接着剤層を上記溝が形成された上記一方
の主面に形成することとを含むことが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る実施の形態の窒化物半導体発光素子について説明
する。 実施の形態１．本実施の形態１の窒化物半導体発光素子
は、例えば、金属板からなる導電性基板１２上に、それ
ぞれ窒化ガリウム系半導体からなるｎ層１、活性層２及
びｐ層３が積層されてなる積層薄板１０が設けられてな
る発光ダイオード（ＬＥＤ）である。ここで、本発明に
おける積層薄板は、例えば、１０μ程度の極めて薄い薄
板である。
に係る実施の形態の窒化物半導体発光素子について説明
する。 実施の形態１．本実施の形態１の窒化物半導体発光素子
は、例えば、金属板からなる導電性基板１２上に、それ
ぞれ窒化ガリウム系半導体からなるｎ層１、活性層２及
びｐ層３が積層されてなる積層薄板１０が設けられてな
る発光ダイオード（ＬＥＤ）である。ここで、本発明に
おける積層薄板は、例えば、１０μ程度の極めて薄い薄
板である。
【００２０】詳細には、積層薄板１０の一方の主表面
（ｎ層１の表面）の一部に円形のｎ側オーミック電極５
が形成され、積層薄板１０の他方の主表面（ｐ層１の表
面）にｐ側オーミック電極４が形成されて、発光素子部
が構成される。ここで、ｎ側オーミック電極５は、図２
に示すように、ｎ層１の表面の中央部に形成され、ｐ側
オーミック電極４は、発光層である活性層２の全体に電
流が流れるように、積層薄板１０のｐ層１の表面のう
ち、ｎ側オーミック電極５との対向部分を除くほぼ全面
に形成される。このように、ｎ側オーミック電極５をｎ
層１の表面の中央部の一部に形成し、ｐ側オーミック電
極４をｐ層１の表面のほぼ全面に形成することにより活
性層２の全体に電流が流れるようにできるのは、以下の
ような理由によるものである。
（ｎ層１の表面）の一部に円形のｎ側オーミック電極５
が形成され、積層薄板１０の他方の主表面（ｐ層１の表
面）にｐ側オーミック電極４が形成されて、発光素子部
が構成される。ここで、ｎ側オーミック電極５は、図２
に示すように、ｎ層１の表面の中央部に形成され、ｐ側
オーミック電極４は、発光層である活性層２の全体に電
流が流れるように、積層薄板１０のｐ層１の表面のう
ち、ｎ側オーミック電極５との対向部分を除くほぼ全面
に形成される。このように、ｎ側オーミック電極５をｎ
層１の表面の中央部の一部に形成し、ｐ側オーミック電
極４をｐ層１の表面のほぼ全面に形成することにより活
性層２の全体に電流が流れるようにできるのは、以下の
ような理由によるものである。
【００２１】すなわち、窒化ガリウム系化合物半導体に
おいて、ｎ型層はｐ型層に比較して抵抗が低いために、
ｎ層の一部にｎ側オーミック電極を形成することにより
ｎ層内において電流を拡散することができるのに対し、
比較的抵抗が高いｐ層内では電流を拡散させることがで
きないので、ｐ側オーミック電極内において電流を拡散
させる必要があるからである。
おいて、ｎ型層はｐ型層に比較して抵抗が低いために、
ｎ層の一部にｎ側オーミック電極を形成することにより
ｎ層内において電流を拡散することができるのに対し、
比較的抵抗が高いｐ層内では電流を拡散させることがで
きないので、ｐ側オーミック電極内において電流を拡散
させる必要があるからである。
【００２２】そして、本実施の形態１では、ｎ側オーミ
ック電極５とｐ側オーミック電極４が形成された積層薄
板１０は、ｐ側オーミック電極４と導電性基板１２の上
面とが導電性接着剤１１で接合されて導電性基板１２上
に固定される。尚、本実施の形態１の窒化物半導体発光
素子においては、導電性接着剤１１が積層薄板１０の側
面に周り込んだ場合に、ｐ側オーミック電極４と発光層
又はｎ層１との短絡及びｐ層３とｎ層１との間の短絡を
防止するために、積層薄板１０の側面に絶縁膜６が形成
されている。
ック電極５とｐ側オーミック電極４が形成された積層薄
板１０は、ｐ側オーミック電極４と導電性基板１２の上
面とが導電性接着剤１１で接合されて導電性基板１２上
に固定される。尚、本実施の形態１の窒化物半導体発光
素子においては、導電性接着剤１１が積層薄板１０の側
面に周り込んだ場合に、ｐ側オーミック電極４と発光層
又はｎ層１との短絡及びｐ層３とｎ層１との間の短絡を
防止するために、積層薄板１０の側面に絶縁膜６が形成
されている。
【００２３】以上のように構成された本実施の形態１の
窒化物半導体発光素子において、導電性基板１２とｎ側
オーミック電極５とに電圧を印加することにより、活性
層２に電流を供給して活性層２で発光させる。そして、
活性層で発光された光は、ｎ層１を介して出力される。
窒化物半導体発光素子において、導電性基板１２とｎ側
オーミック電極５とに電圧を印加することにより、活性
層２に電流を供給して活性層２で発光させる。そして、
活性層で発光された光は、ｎ層１を介して出力される。
【００２４】以上のように構成された実施の形態１の窒
化物半導体発光素子は、積層薄板１０の両面にｎ側オー
ミック電極５とｐ側オーミック電極４とを形成している
ので、従来例のようにｐ層を除去することなくｎ側オー
ミック電極を形成することができる。この様に構成した
ことにより、本実施の形態１の窒化物半導体発光素子
は、従来例のようにｐ層を除去することによりｎ層を露
出する必要がないので、従来例と同じ外形の素子であっ
ても、従来例より大きな面積の活性層を形成することが
できる。
化物半導体発光素子は、積層薄板１０の両面にｎ側オー
ミック電極５とｐ側オーミック電極４とを形成している
ので、従来例のようにｐ層を除去することなくｎ側オー
ミック電極を形成することができる。この様に構成した
ことにより、本実施の形態１の窒化物半導体発光素子
は、従来例のようにｐ層を除去することによりｎ層を露
出する必要がないので、従来例と同じ外形の素子であっ
ても、従来例より大きな面積の活性層を形成することが
できる。
【００２５】また、本実施の形態１の窒化物半導体発光
素子は、活性層２で発光した光のうちｐ側オーミック電
極４に向かった光は、ｐ側オーミック電極４によって反
射されてｎ層１の表面から出力されるので、より光の取
り出し効率を良くできる。ここで、本明細書において、
光の取り出し効率とは、発光した光のうち、発光観測面
（ｎ層１の表面）から出力される光の割合をいう。尚、
このｐ側オーミック電極４は、Ｎｉ−Ａｕ及びＮｉ−Ｐ
ｔ等で形成することができるが、光の取り出し効率を考
えると、光に対する反射率の高いＮｉ−Ｐｔを用いるこ
とが好ましい。
素子は、活性層２で発光した光のうちｐ側オーミック電
極４に向かった光は、ｐ側オーミック電極４によって反
射されてｎ層１の表面から出力されるので、より光の取
り出し効率を良くできる。ここで、本明細書において、
光の取り出し効率とは、発光した光のうち、発光観測面
（ｎ層１の表面）から出力される光の割合をいう。尚、
このｐ側オーミック電極４は、Ｎｉ−Ａｕ及びＮｉ−Ｐ
ｔ等で形成することができるが、光の取り出し効率を考
えると、光に対する反射率の高いＮｉ−Ｐｔを用いるこ
とが好ましい。
【００２６】また、本実施の形態１の窒化物半導体発光
素子は、ｎ側オーミック電極５を積層薄板１０の一方の
主面（上面）に形成し、ｐ側オーミック電極を積層薄板
１０の他方の主面（下面）に形成することにより、両面
に分離して形成しているので、ｎ側オーミック電極とｐ
側オーミック電極間の短絡防止が容易にできる。また、
本実施の形態１では、ｎ側オーミック電極５を積層薄板
１０の一方の主面の中央部に形成しているので、ｎ側オ
ーミック電極５とｐ側オーミック電極４との距離をより
大きくすることができ、ｎ側オーミック電極とｐ側オー
ミック電極間の短絡防止がより効果的にできる。さら
に、本実施の形態１の窒化物半導体発光素子は、ｎ側オ
ーミック電極５とｐ側オーミック電極４とを積層薄板の
両面に分離して形成しているので、ｎ側オーミック電極
とｐ層３との間、ｐ側オーミック電極４とｎ層との間の
短絡が防止できる。
素子は、ｎ側オーミック電極５を積層薄板１０の一方の
主面（上面）に形成し、ｐ側オーミック電極を積層薄板
１０の他方の主面（下面）に形成することにより、両面
に分離して形成しているので、ｎ側オーミック電極とｐ
側オーミック電極間の短絡防止が容易にできる。また、
本実施の形態１では、ｎ側オーミック電極５を積層薄板
１０の一方の主面の中央部に形成しているので、ｎ側オ
ーミック電極５とｐ側オーミック電極４との距離をより
大きくすることができ、ｎ側オーミック電極とｐ側オー
ミック電極間の短絡防止がより効果的にできる。さら
に、本実施の形態１の窒化物半導体発光素子は、ｎ側オ
ーミック電極５とｐ側オーミック電極４とを積層薄板の
両面に分離して形成しているので、ｎ側オーミック電極
とｐ層３との間、ｐ側オーミック電極４とｎ層との間の
短絡が防止できる。
【００２７】また、本実施の形態１の窒化物半導体発光
素子は、ｐ側オーミック電極４を積層薄板１０のｐ層３
の表面において、ｎ側オーミック電極５と対向する部分
を除くほぼ全面に形成するようにしている。このように
構成すると、ｐ層３の抵抗値が比較的大きいために、ｐ
側オーミック電極４が形成されていない部分と対向する
活性層２に対する電流供給を抑制できる。これにより、
ｎ側オーミック電極５に遮られて光の取り出しが困難で
あるｎ側オーミック電極５直下の活性層への電流の供給
を抑制することができるので、無駄な発光を抑えること
ができ、外部量子効率を良好にできる。また、本実施の
形態１の窒化物半導体発光素子では、ｐ側オーミック電
極４を、ｐ層３の表面においてｎ側オーミック電極５と
対向する部分を除いた概ね８０％以上の面積にあたるほ
ぼ全面に形成するようにしているので、発光層全体にわ
たって電流を供給することができ、発光強度を強くでき
る。尚、本発明は、ｐ側オーミック電極４の大きさによ
り限定されるものではないが、好ましくは、ｐ側オーミ
ック電極４を、ｐ層３の表面においてｎ側オーミック電
極５と対向する部分を除いた６０％以上の面積にあたる
部分に形成し、より好ましくは、上述のように８０％以
上のほぼ全面に形成する。
素子は、ｐ側オーミック電極４を積層薄板１０のｐ層３
の表面において、ｎ側オーミック電極５と対向する部分
を除くほぼ全面に形成するようにしている。このように
構成すると、ｐ層３の抵抗値が比較的大きいために、ｐ
側オーミック電極４が形成されていない部分と対向する
活性層２に対する電流供給を抑制できる。これにより、
ｎ側オーミック電極５に遮られて光の取り出しが困難で
あるｎ側オーミック電極５直下の活性層への電流の供給
を抑制することができるので、無駄な発光を抑えること
ができ、外部量子効率を良好にできる。また、本実施の
形態１の窒化物半導体発光素子では、ｐ側オーミック電
極４を、ｐ層３の表面においてｎ側オーミック電極５と
対向する部分を除いた概ね８０％以上の面積にあたるほ
ぼ全面に形成するようにしているので、発光層全体にわ
たって電流を供給することができ、発光強度を強くでき
る。尚、本発明は、ｐ側オーミック電極４の大きさによ
り限定されるものではないが、好ましくは、ｐ側オーミ
ック電極４を、ｐ層３の表面においてｎ側オーミック電
極５と対向する部分を除いた６０％以上の面積にあたる
部分に形成し、より好ましくは、上述のように８０％以
上のほぼ全面に形成する。
【００２８】また、本実施の形態１の窒化物半導体発光
素子では、積層薄板１０において、ｎ層１及びｐ層３の
一方又は双方を複数の窒化物半導体層で構成することも
できる。また、活性層２も単層であっても多層であって
もよい。従って、本実施の形態１の窒化物半導体発光素
子では、例えば、ｎ層１及びｐ層３をそれぞれ、コンタ
クト層、クラッド層等の必要な機能に対応させた複数の
層で構成することができ、用途に応じた発光特性を実現
することができる。すなわち、本実施の形態１によれ
ば、目的に応じて種々の特性のＬＥＤ素子を構成するこ
とができる。
素子では、積層薄板１０において、ｎ層１及びｐ層３の
一方又は双方を複数の窒化物半導体層で構成することも
できる。また、活性層２も単層であっても多層であって
もよい。従って、本実施の形態１の窒化物半導体発光素
子では、例えば、ｎ層１及びｐ層３をそれぞれ、コンタ
クト層、クラッド層等の必要な機能に対応させた複数の
層で構成することができ、用途に応じた発光特性を実現
することができる。すなわち、本実施の形態１によれ
ば、目的に応じて種々の特性のＬＥＤ素子を構成するこ
とができる。
【００２９】本実施の形態１の窒化物半導体発光素子に
おける各層の例を挙げれば、以下のようなものである。
尚、本発明が以下の層に限られるものではないことは言
うまでもない。ｎ層１のコンタクト層としては、例え
ば、Ｓｉドープのｎ型ＧａＮ層、ｎ層１のクラッド層と
しては、例えば、Ｓｉドープのｎ型ＡｌＧａＮ層、ｐ層
３のコンタクト層としては、例えば、Ｍｇドープのｐ型
ＧａＮ層、ｐ層３のクラッド層としては、例えば、Ｍｇ
ドープのｐ型ＡｌＧａＮ層、活性層２としては、ＩｎＧ
ａＮ層、ＧａＮとＩｎＧａＮとの単一又は多重量子井戸
層、ＩｎＧａＮ障壁層とその層とは組成比の異なるＩｎ
ＧａＮ井戸層からなる単一又は多重量子井戸層等であ
る。また、ｎ層１及びｐ層３は、アンドープの窒化物半
導体層をさらに含んでいても良い。
おける各層の例を挙げれば、以下のようなものである。
尚、本発明が以下の層に限られるものではないことは言
うまでもない。ｎ層１のコンタクト層としては、例え
ば、Ｓｉドープのｎ型ＧａＮ層、ｎ層１のクラッド層と
しては、例えば、Ｓｉドープのｎ型ＡｌＧａＮ層、ｐ層
３のコンタクト層としては、例えば、Ｍｇドープのｐ型
ＧａＮ層、ｐ層３のクラッド層としては、例えば、Ｍｇ
ドープのｐ型ＡｌＧａＮ層、活性層２としては、ＩｎＧ
ａＮ層、ＧａＮとＩｎＧａＮとの単一又は多重量子井戸
層、ＩｎＧａＮ障壁層とその層とは組成比の異なるＩｎ
ＧａＮ井戸層からなる単一又は多重量子井戸層等であ
る。また、ｎ層１及びｐ層３は、アンドープの窒化物半
導体層をさらに含んでいても良い。
【００３０】また、本実施の形態１の窒化物半導体発光
素子は、積層薄板１０と接合された導電性基板を備えて
いるので、極めて薄い積層薄板１０を機械的強度を強く
でき素子の取り扱いを容易にできる。さらに、本実施の
形態１では、該導電性基板１２がｐ側オーミック電極４
と導電性接着剤によって接合されているので、導電性基
板１２を介して発光素子部に電流を供給できる。
素子は、積層薄板１０と接合された導電性基板を備えて
いるので、極めて薄い積層薄板１０を機械的強度を強く
でき素子の取り扱いを容易にできる。さらに、本実施の
形態１では、該導電性基板１２がｐ側オーミック電極４
と導電性接着剤によって接合されているので、導電性基
板１２を介して発光素子部に電流を供給できる。
【００３１】またさらに、本実施の形態１の窒化物半導
体発光素子では、積層薄板１０の側面に絶縁保護膜６が
形成されているので、ｐ側オーミック電極４とｎ層１と
の短絡を防止できかつ、導電性接着剤６が積層基板１０
の側面に回り込んだ場合にｐ側オーミック電極４がｎ層
１と短絡することを防止できる。
体発光素子では、積層薄板１０の側面に絶縁保護膜６が
形成されているので、ｐ側オーミック電極４とｎ層１と
の短絡を防止できかつ、導電性接着剤６が積層基板１０
の側面に回り込んだ場合にｐ側オーミック電極４がｎ層
１と短絡することを防止できる。
【００３２】次に、図３〜図５を参照しながら本実施の
形態１の窒化物半導体発光素子の製造方法について説明
する。 （第１工程）第１工程では、サファイア基板２０上に、
窒化ガリウム系半導体からなるｎ層１、窒化ガリウム系
半導体活性層２及び窒化ガリウム系半導体からなるｐ層
３を、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）に
より順次成長させることにより形成する（図３
（ａ））。
形態１の窒化物半導体発光素子の製造方法について説明
する。 （第１工程）第１工程では、サファイア基板２０上に、
窒化ガリウム系半導体からなるｎ層１、窒化ガリウム系
半導体活性層２及び窒化ガリウム系半導体からなるｐ層
３を、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）に
より順次成長させることにより形成する（図３
（ａ））。
【００３３】（第２工程）第２工程では、ｐ層３上に、
例えば、Ｎｉ−Ａｕ、Ｎｉ−Ｐｔ等からなり該ｐ層３と
オーミック接触するｐ側オーミック電極４ａをそれぞれ
各窒化物半導体発光素子に対応させて形成する（図３
（ｂ））。 （第３工程）第３工程では、各ｐ側オーミック電極４ａ
上にそれぞれ、例えば、Ａｕ−Ｓｎからなる第１導電性
接着剤層１１ａを形成する（図３（ｃ））。
例えば、Ｎｉ−Ａｕ、Ｎｉ−Ｐｔ等からなり該ｐ層３と
オーミック接触するｐ側オーミック電極４ａをそれぞれ
各窒化物半導体発光素子に対応させて形成する（図３
（ｂ））。 （第３工程）第３工程では、各ｐ側オーミック電極４ａ
上にそれぞれ、例えば、Ａｕ−Ｓｎからなる第１導電性
接着剤層１１ａを形成する（図３（ｃ））。
【００３４】（第４工程）第４工程では、各ｐ側オーミ
ック電極４ａと第１導電性接着剤層１１ａを覆うように
ＳｉＯ2マスク２１を形成し、該ＳｉＯ2マスク２１を用
いて個々の窒化物半導体発光素子に分離するための素子
分離溝３１を形成する（図３（ｄ））。 （第５工程）第５工程では、素子分離溝３１及びＳｉＯ
2マスク２１を全て覆うように、ＳｉＯ2マスク２２を形
成する（図３（ｅ））。
ック電極４ａと第１導電性接着剤層１１ａを覆うように
ＳｉＯ2マスク２１を形成し、該ＳｉＯ2マスク２１を用
いて個々の窒化物半導体発光素子に分離するための素子
分離溝３１を形成する（図３（ｄ））。 （第５工程）第５工程では、素子分離溝３１及びＳｉＯ
2マスク２１を全て覆うように、ＳｉＯ2マスク２２を形
成する（図３（ｅ））。
【００３５】（第６工程）第６工程では、素子分離溝３
１内のＳｉＯ2マスク２１及び各素子の周辺部を覆うよ
うに、レジスト２３を形成し（図４（ａ））、レジスト
２３をマスクとして、ＳｉＯ2マスク２１，２２をエッ
チングすることにより、第１導電性接着剤層１１ａ上の
ＳｉＯ2を除去する。これにより、図４（ｂ）の下図に
示すように、各素子の側面を覆うＳｉＯ2からなる絶縁
保護膜６が形成される。
１内のＳｉＯ2マスク２１及び各素子の周辺部を覆うよ
うに、レジスト２３を形成し（図４（ａ））、レジスト
２３をマスクとして、ＳｉＯ2マスク２１，２２をエッ
チングすることにより、第１導電性接着剤層１１ａ上の
ＳｉＯ2を除去する。これにより、図４（ｂ）の下図に
示すように、各素子の側面を覆うＳｉＯ2からなる絶縁
保護膜６が形成される。
【００３６】（第７工程）第７工程では、一方の面に、
例えば、Ａｕ−Ｓｎからなる第２導電性接着剤層１１ｂ
が形成された導電性基板１２を、その第２導電性接着剤
層１１ｂが各素子の第１導電性接着剤層１１ａに対向す
るように、サファイア基板２０上の各素子と導電性基板
１２とを密着させて、例えば、４００℃で圧力をかける
ことにより、サファイア基板２０上の各素子と導電性基
板１２とを接合する（図４（ｂ）（ｃ））。尚、導電性
基板１２としてＡｌ等の金属板を使用する場合、Ａｕ−
Ｓｎからなる第２導電性接着材層１１ｂは、Ｔｉ又はＷ
層を介して導電性基板１２上に形成することが好まし
い。また、図において、第１導電性接着剤層１１ａと第
２導電性接着剤層１１ｂが融合して一体化した層を導電
性接着剤１１として示している。
例えば、Ａｕ−Ｓｎからなる第２導電性接着剤層１１ｂ
が形成された導電性基板１２を、その第２導電性接着剤
層１１ｂが各素子の第１導電性接着剤層１１ａに対向す
るように、サファイア基板２０上の各素子と導電性基板
１２とを密着させて、例えば、４００℃で圧力をかける
ことにより、サファイア基板２０上の各素子と導電性基
板１２とを接合する（図４（ｂ）（ｃ））。尚、導電性
基板１２としてＡｌ等の金属板を使用する場合、Ａｕ−
Ｓｎからなる第２導電性接着材層１１ｂは、Ｔｉ又はＷ
層を介して導電性基板１２上に形成することが好まし
い。また、図において、第１導電性接着剤層１１ａと第
２導電性接着剤層１１ｂが融合して一体化した層を導電
性接着剤１１として示している。
【００３７】（第８工程）第８工程では、図４（ｃ）に
示すように、サファイア基板２０側から所定のレーザ光
を照射することにより、サファイア基板２０を分離す
る。ここで、本工程では、サファイア基板２０を透過し
ｎ層１で吸収されるレーザ光を用いることができる。す
なわち、サファイア基板２０を透過しｎ層１で吸収され
るレーザ光を、例えば、６００ｍＪ／ｃｍ2程度の所定
の強さでサファイア基板２０側から照射すると、サファ
イア基板とｎ層１の境界近傍に位置するｎ層１において
吸収されてその境界近傍で発熱しその熱によって分離す
ることができる。例えば、サファイア基板とｎ層１の境
界近傍に位置するｎ層１がＧａＮである場合、そのＧａ
Ｎは３６５ｎｍ以下の波長の光を吸収するので、例え
ば、ＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）を用いるこ
とができる。
示すように、サファイア基板２０側から所定のレーザ光
を照射することにより、サファイア基板２０を分離す
る。ここで、本工程では、サファイア基板２０を透過し
ｎ層１で吸収されるレーザ光を用いることができる。す
なわち、サファイア基板２０を透過しｎ層１で吸収され
るレーザ光を、例えば、６００ｍＪ／ｃｍ2程度の所定
の強さでサファイア基板２０側から照射すると、サファ
イア基板とｎ層１の境界近傍に位置するｎ層１において
吸収されてその境界近傍で発熱しその熱によって分離す
ることができる。例えば、サファイア基板とｎ層１の境
界近傍に位置するｎ層１がＧａＮである場合、そのＧａ
Ｎは３６５ｎｍ以下の波長の光を吸収するので、例え
ば、ＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）を用いるこ
とができる。
【００３８】（第９工程）第９工程では、サファイア基
板２０が分離されて露出されたｎ層１の表面に各窒化物
半導体発光素子にｎ側オーミック電極５を形成する（図
５（ｂ））。 （第１０工程）第１０工程では、素子分離溝３１におい
て導電性基板１２をダイシングすることにより、個々の
窒化物半導体発光素子に分離する（図５（ｃ））。以上
のようにして、図１に示す窒化物半導体発光素子を製造
することができる。
板２０が分離されて露出されたｎ層１の表面に各窒化物
半導体発光素子にｎ側オーミック電極５を形成する（図
５（ｂ））。 （第１０工程）第１０工程では、素子分離溝３１におい
て導電性基板１２をダイシングすることにより、個々の
窒化物半導体発光素子に分離する（図５（ｃ））。以上
のようにして、図１に示す窒化物半導体発光素子を製造
することができる。
【００３９】以上の本実施の形態１の製造方法では、ｎ
層１、活性層２及びｐ層３をそれぞれ有機金属気相成長
法により成長させているので、結晶性のよいｎ層１、活
性層２及びｎ層３を形成することができ、良好な発光特
性を有する窒化物半導体発光素子を作製することができ
る。また、本実施の形態１の製造方法においては、サフ
ァイア基板２０上に、例えば、ＧａＮが低温で成長され
たＧａＮバッファ層を形成し、その上にｎ層１、活性層
２及びｐ層３を成長させるようにしても良く、このよう
にすると、より結晶性のよいｎ層１、活性層２及びｎ層
３を形成することができ、より良好な発光特性を有する
窒化物半導体発光素子を作製することができる。
層１、活性層２及びｐ層３をそれぞれ有機金属気相成長
法により成長させているので、結晶性のよいｎ層１、活
性層２及びｎ層３を形成することができ、良好な発光特
性を有する窒化物半導体発光素子を作製することができ
る。また、本実施の形態１の製造方法においては、サフ
ァイア基板２０上に、例えば、ＧａＮが低温で成長され
たＧａＮバッファ層を形成し、その上にｎ層１、活性層
２及びｐ層３を成長させるようにしても良く、このよう
にすると、より結晶性のよいｎ層１、活性層２及びｎ層
３を形成することができ、より良好な発光特性を有する
窒化物半導体発光素子を作製することができる。
【００４０】実施の形態２．以下、本発明に係る実施の
形態２の窒化物半導体発光素子について説明する。本実
施の形態２の窒化物半導体発光素子は、実施の形態１の
窒化物半導体発光素子において、導電性基板１２に代え
て、導電性基板１１２を用いて構成した以外は実施の形
態１と同様に構成される。ここで、実施の形態２の窒化
物半導体素子において、導電性基板１１２は、素子に接
合される一方の主面と側面とが交わる辺に沿って、凹部
１１３ａを有することを特徴とし、以下のような優れた
作用効果を有する。
形態２の窒化物半導体発光素子について説明する。本実
施の形態２の窒化物半導体発光素子は、実施の形態１の
窒化物半導体発光素子において、導電性基板１２に代え
て、導電性基板１１２を用いて構成した以外は実施の形
態１と同様に構成される。ここで、実施の形態２の窒化
物半導体素子において、導電性基板１１２は、素子に接
合される一方の主面と側面とが交わる辺に沿って、凹部
１１３ａを有することを特徴とし、以下のような優れた
作用効果を有する。
【００４１】以下、本発明に係る実施の形態２の窒化物
半導体発光素子の製造方法について説明する。実施の形
態２の窒化物半導体発光素子は、実施の形態１の製造方
法において、第７工程を以下のように変更する以外は、
実施の形態１と同様に作製される。すなわち、実施の形
態２における第７の工程では、例えば、Ｓｉからなる導
電性基板１１２に、あらかじめ、エッチング又はダイサ
ー、スクライブ等で溝１１３を形成しておき、溝１１３
が形成された導電性基板１１２上の全面にＡｕからなる
層を薄く形成する。ここで、溝１１３を形成するエッチ
ングは、ＲＩＥ等のドライエッチング又はエッチング液
を用いたウェットエッチングのいずれを用いてもよい。
また、このＡｕからなる層は、Ａｕ−Ｓｎからなる導電
性接着剤を用いる場合の好ましい一形態として形成する
ものであり、本願発明において必須の構成ではない。
半導体発光素子の製造方法について説明する。実施の形
態２の窒化物半導体発光素子は、実施の形態１の製造方
法において、第７工程を以下のように変更する以外は、
実施の形態１と同様に作製される。すなわち、実施の形
態２における第７の工程では、例えば、Ｓｉからなる導
電性基板１１２に、あらかじめ、エッチング又はダイサ
ー、スクライブ等で溝１１３を形成しておき、溝１１３
が形成された導電性基板１１２上の全面にＡｕからなる
層を薄く形成する。ここで、溝１１３を形成するエッチ
ングは、ＲＩＥ等のドライエッチング又はエッチング液
を用いたウェットエッチングのいずれを用いてもよい。
また、このＡｕからなる層は、Ａｕ−Ｓｎからなる導電
性接着剤を用いる場合の好ましい一形態として形成する
ものであり、本願発明において必須の構成ではない。
【００４２】ここで、導電性基板１１２に形成された溝
１１３は、例えば、幅５０μｍ、深さ５μｍに形成さ
れ、図６に示すように、サファイア基板２０を接合した
時に、素子を分離するために形成された素子分離溝３１
と中心が一致するように格子状に形成される。次に、導
電性基板１１２のＡｕが形成された面に、例えば、Ａｕ
−Ｓｎからなる第２導電性接着層１１ｃを例えば１〜３
μｍの厚さに形成する。この時、第２導電性接着層１１
ｃは、溝１１３に沿って溝１１３と実質的に同一断面形
状を有する窪み１１４ａが形成されるように形成する。
１１３は、例えば、幅５０μｍ、深さ５μｍに形成さ
れ、図６に示すように、サファイア基板２０を接合した
時に、素子を分離するために形成された素子分離溝３１
と中心が一致するように格子状に形成される。次に、導
電性基板１１２のＡｕが形成された面に、例えば、Ａｕ
−Ｓｎからなる第２導電性接着層１１ｃを例えば１〜３
μｍの厚さに形成する。この時、第２導電性接着層１１
ｃは、溝１１３に沿って溝１１３と実質的に同一断面形
状を有する窪み１１４ａが形成されるように形成する。
【００４３】以上のように構成した第２導電性接着層１
１ｃが形成された導電性基板１１２を、第２導電性接着
剤層１１ｃが各素子の第１導電性接着剤層１１ａに対向
するように、サファイア基板２０上の各素子と導電性基
板１１２とを密着させて、例えば、４００℃で圧力をか
けることにより、サファイア基板２０上の各素子と導電
性基板１１２とを接合する（図６（ｂ））。この際、圧
縮されることにより素子分離溝３１（溝１１３）に囲ま
れた素子部分からはみ出した導電性接着剤１１ａ，１１
ｃは、溝１１３に沿って形成された窪み１１４ａを埋め
るように移動する。
１ｃが形成された導電性基板１１２を、第２導電性接着
剤層１１ｃが各素子の第１導電性接着剤層１１ａに対向
するように、サファイア基板２０上の各素子と導電性基
板１１２とを密着させて、例えば、４００℃で圧力をか
けることにより、サファイア基板２０上の各素子と導電
性基板１１２とを接合する（図６（ｂ））。この際、圧
縮されることにより素子分離溝３１（溝１１３）に囲ま
れた素子部分からはみ出した導電性接着剤１１ａ，１１
ｃは、溝１１３に沿って形成された窪み１１４ａを埋め
るように移動する。
【００４４】尚、図において、第１導電性接着剤層１１
ｃと第２導電性接着剤層１１ｂが融合して一体化した層
を導電性接着剤１１としている。第８の工程以降は実施
の形態１と同様にして作製されるが（図７（ａ）（ｂ）
（ｃ））、本実施の形態２では導電性基板１１２に素子
分離溝３１に対向するように溝１１３を形成しているの
で、ちょうどその溝１１３を２分するように各素子に分
割される。これにより、個々の素子に分離された後の各
素子の導電性基板１１２において、導電性接着剤１１が
形成された一方の主面と側面とが交わる辺に沿って、溝
１１３が２分されてなる凹部１１３ａが形成される。
ｃと第２導電性接着剤層１１ｂが融合して一体化した層
を導電性接着剤１１としている。第８の工程以降は実施
の形態１と同様にして作製されるが（図７（ａ）（ｂ）
（ｃ））、本実施の形態２では導電性基板１１２に素子
分離溝３１に対向するように溝１１３を形成しているの
で、ちょうどその溝１１３を２分するように各素子に分
割される。これにより、個々の素子に分離された後の各
素子の導電性基板１１２において、導電性接着剤１１が
形成された一方の主面と側面とが交わる辺に沿って、溝
１１３が２分されてなる凹部１１３ａが形成される。
【００４５】以上説明したような実施の形態２の製造方
法によれば、導電性基板１１２において、素子を分離す
る位置に格子状に溝１１３が形成されているので、サフ
ァイア基板２０上の各素子と導電性基板１１２とを密着
させて温度と圧力をかけることにより接合する際に、素
子部分からはみ出した導電性接着剤１１ａ，１１ｃを溝
１１３内に誘導することができるので、素子分離溝３１
内に形成された絶縁保護膜６の上に導電性接着剤１１が
付着することを防止できる。すなわち、絶縁保護膜６の
上に導電性接着剤１１が付着すると、その付着した導電
性接着剤により素子の側面から出力される光が遮られ、
光の取り出し効率が低下するという問題がある。しかし
ながら、本実施の形態２では、上述のように絶縁保護膜
６上への導電性接着剤１１の付着が防止できるので、光
の取り出し効率を低下させることはない。
法によれば、導電性基板１１２において、素子を分離す
る位置に格子状に溝１１３が形成されているので、サフ
ァイア基板２０上の各素子と導電性基板１１２とを密着
させて温度と圧力をかけることにより接合する際に、素
子部分からはみ出した導電性接着剤１１ａ，１１ｃを溝
１１３内に誘導することができるので、素子分離溝３１
内に形成された絶縁保護膜６の上に導電性接着剤１１が
付着することを防止できる。すなわち、絶縁保護膜６の
上に導電性接着剤１１が付着すると、その付着した導電
性接着剤により素子の側面から出力される光が遮られ、
光の取り出し効率が低下するという問題がある。しかし
ながら、本実施の形態２では、上述のように絶縁保護膜
６上への導電性接着剤１１の付着が防止できるので、光
の取り出し効率を低下させることはない。
【００４６】また、本実施の形態２では、素子部分から
はみ出した導電性接着剤１１ａ，１１ｃを溝１１３内に
誘導して、素子分離溝３１内に形成された絶縁保護膜６
の上に導電性接着剤１１が付着することをより効果的に
防止するために、溝１１３の幅を素子分離溝３１の幅よ
り広く設定することが好ましい。
はみ出した導電性接着剤１１ａ，１１ｃを溝１１３内に
誘導して、素子分離溝３１内に形成された絶縁保護膜６
の上に導電性接着剤１１が付着することをより効果的に
防止するために、溝１１３の幅を素子分離溝３１の幅よ
り広く設定することが好ましい。
【００４７】また、本実施の形態２において、導電性接
着剤としてＡｕ−Ｓｎを使用する場合、導電性基板１１
２の導電性接着剤を塗布する面には、Ａｕ−Ｓｎとぬれ
性が良好なＡｕが形成されることが好ましく、このよう
にすると、サファイア基板２０上の各素子と導電性基板
１１２とを密着させる際に、素子部分からはみ出した導
電性接着剤１１ａ，１１ｃを溝１１３内により効果的に
誘導することができるので、素子分離溝３１内に形成さ
れた絶縁保護膜６の上に導電性接着剤１１が付着するこ
とを効果的に防止することができる。
着剤としてＡｕ−Ｓｎを使用する場合、導電性基板１１
２の導電性接着剤を塗布する面には、Ａｕ−Ｓｎとぬれ
性が良好なＡｕが形成されることが好ましく、このよう
にすると、サファイア基板２０上の各素子と導電性基板
１１２とを密着させる際に、素子部分からはみ出した導
電性接着剤１１ａ，１１ｃを溝１１３内により効果的に
誘導することができるので、素子分離溝３１内に形成さ
れた絶縁保護膜６の上に導電性接着剤１１が付着するこ
とを効果的に防止することができる。
【００４８】また、本実施の形態２において、導電性接
着剤１１としてＡｕ−Ｓｎを使用した時に、導電性基板
１１２の導電性接着剤を塗布する面にＡｕを形成する
と、接合後の導電性接着剤（Ａｕ−Ｓｎ）１１中のＡｕ
に対するＳｎの含有量が相対的に減少する。これによ
り、接合後の導電性接着剤１１の融点が接合前より上昇
し、後の工程において溶けにくくなるという利点があ
る。
着剤１１としてＡｕ−Ｓｎを使用した時に、導電性基板
１１２の導電性接着剤を塗布する面にＡｕを形成する
と、接合後の導電性接着剤（Ａｕ−Ｓｎ）１１中のＡｕ
に対するＳｎの含有量が相対的に減少する。これによ
り、接合後の導電性接着剤１１の融点が接合前より上昇
し、後の工程において溶けにくくなるという利点があ
る。
【００４９】以上の実施の形態２では、導電性基板１１
２としてＳｉ基板を使用した例を示した。本実施の形態
２において、導電性基板１１２としてＳｉ基板を使用す
ると、個々の素子に分割する際に容易であるという利点
がある。しかしながら、本発明はこれに限られるもので
はなく、金属からなる基板を導電性基板１１２として用
いてもよい。
２としてＳｉ基板を使用した例を示した。本実施の形態
２において、導電性基板１１２としてＳｉ基板を使用す
ると、個々の素子に分割する際に容易であるという利点
がある。しかしながら、本発明はこれに限られるもので
はなく、金属からなる基板を導電性基板１１２として用
いてもよい。
【００５０】変形例．以上説明した実施の形態の窒化物
半導体発光素子では、導電性基板１２を用いて構成した
が、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、絶
縁性基板の上にｐ側オーミック電極４と接続する電極層
を形成した基板を用いることもできる。また、本実施の
形態の窒化物半導体発光素子では、導電性基板又は電極
層を形成した絶縁性基板の上に、複数の素子（積層薄板
１０にｎ側オーミック電極とｐ側オーミック電極４を形
成した状態のもの、すなわち、図１において導電性基板
１２と導電性接着剤１１を除いた状態のもの）を所定の
配列に配置するように構成しても良い。すなわち、本発
明に係る窒化物半導体発光素子は、積層薄板１０にｎ側
オーミック電極とｐ側オーミック電極４を形成した素子
を備え、種々の変形が可能である。
半導体発光素子では、導電性基板１２を用いて構成した
が、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、絶
縁性基板の上にｐ側オーミック電極４と接続する電極層
を形成した基板を用いることもできる。また、本実施の
形態の窒化物半導体発光素子では、導電性基板又は電極
層を形成した絶縁性基板の上に、複数の素子（積層薄板
１０にｎ側オーミック電極とｐ側オーミック電極４を形
成した状態のもの、すなわち、図１において導電性基板
１２と導電性接着剤１１を除いた状態のもの）を所定の
配列に配置するように構成しても良い。すなわち、本発
明に係る窒化物半導体発光素子は、積層薄板１０にｎ側
オーミック電極とｐ側オーミック電極４を形成した素子
を備え、種々の変形が可能である。
【００５１】また、上述の実施の形態では、導電性接着
剤としてＡｕ−Ｓｎはんだを用いた例を示したが、本発
明はこれに限らず、他の金属合金からなるはんだ、導電
性の樹脂からなる接着剤等、種々の導電性接着剤を用い
ることができる。
剤としてＡｕ−Ｓｎはんだを用いた例を示したが、本発
明はこれに限らず、他の金属合金からなるはんだ、導電
性の樹脂からなる接着剤等、種々の導電性接着剤を用い
ることができる。
【００５２】以上の実施の形態では、発光ダイオードで
ある窒化物半導体発光素子について説明したが、本発明
は発光ダイオードに限らず、レーザダイオード（ＬＤ素
子）に適用することもできる。本発明をレーザダイオー
ドに適用する場合、例えば、積層薄板１０の一方の主面
に一端面から他端面に至るストライプ状のｎ側オーミッ
ク電極を形成し、積層薄板１０の他方の主面にそのｎ側
オーミック電極と対向するようにストライプ状のｐ側オ
ーミック電極を形成する。尚、ｎ層、ｐ層及び活性層は
レーザダイオードを構成する上で必要な機能に対応させ
て単層又は複数の層で構成する。このようにすると、ｎ
側オーミック電極とｐ側オーミック電極の間でレーザ発
振させることができる。
ある窒化物半導体発光素子について説明したが、本発明
は発光ダイオードに限らず、レーザダイオード（ＬＤ素
子）に適用することもできる。本発明をレーザダイオー
ドに適用する場合、例えば、積層薄板１０の一方の主面
に一端面から他端面に至るストライプ状のｎ側オーミッ
ク電極を形成し、積層薄板１０の他方の主面にそのｎ側
オーミック電極と対向するようにストライプ状のｐ側オ
ーミック電極を形成する。尚、ｎ層、ｐ層及び活性層は
レーザダイオードを構成する上で必要な機能に対応させ
て単層又は複数の層で構成する。このようにすると、ｎ
側オーミック電極とｐ側オーミック電極の間でレーザ発
振させることができる。
【００５３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、小型化が可能でかつ発光した光の取り出し効率が
高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提供するこ
とができる。
れば、小型化が可能でかつ発光した光の取り出し効率が
高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を提供するこ
とができる。
【図１】 本発明に係る実施の形態１の窒化物半導体発
光素子の断面図である。
光素子の断面図である。
【図２】 実施の形態１の窒化物半導体発光素子の平面
図である。
図である。
【図３】 実施の形態１の窒化物半導体発光素子の製造
方法における工程（第１工程〜第５工程）のフローを示
す模式的な断面図である。
方法における工程（第１工程〜第５工程）のフローを示
す模式的な断面図である。
【図４】 実施の形態１の窒化物半導体発光素子の製造
方法における工程（第６工程〜第８工程）のフローを示
す模式的な断面図である。
方法における工程（第６工程〜第８工程）のフローを示
す模式的な断面図である。
【図５】 実施の形態１の窒化物半導体発光素子の製造
方法における工程（第８工程〜第１０工程）のフローを
示す模式的な断面図である。
方法における工程（第８工程〜第１０工程）のフローを
示す模式的な断面図である。
【図６】 実施の形態２の窒化物半導体発光素子の製造
方法における工程（第７工程〜第８工程）のフローを示
す模式的な断面図である。
方法における工程（第７工程〜第８工程）のフローを示
す模式的な断面図である。
【図７】 実施の形態２の窒化物半導体発光素子の製造
方法における工程（第８工程〜第１０工程）のフローを
示す模式的な断面図である。
方法における工程（第８工程〜第１０工程）のフローを
示す模式的な断面図である。
１…ｎ層、 ２…窒化ガリウム系半導体活性層、 ３…ｐ層、 ４…ｐ側オーミック電極、 ５…ｎ側オーミック電極、 ６…絶縁保護膜、 １０…積層基板、 １１…導電性接着剤、 １１ａ…第１導電性接着剤層、 １１ｂ…第２導電性接着剤層、 １２…導電性基板、 ２０…サファイア基板、 ２１，２２…ＳｉＯ2マスク、 ２３…レジスト、 ３１…素子分離溝、 １１３…溝。
Claims (12)
- 【請求項１】 ｎ型窒化ガリウム系半導体からなるｎ層
とｐ型窒化ガリウム系半導体からなるｐ層との間に発光
層を有する窒化物半導体発光素子において、ｎ側オーミ
ック電極は、上記ｎ層、上記発光層及び上記ｐ層が積層
されてなる積層薄板の一方の主面である上記ｎ層の表面
の一部に形成され、ｐ側オーミック電極は、上記積層薄
板の他方の主面であるｐ層表面に形成されていることを
特徴とする窒化物半導体発光素子。 - 【請求項２】 上記積層薄板において、上記ｎ層及びｐ
層の少なくとも一方は複数の層からなる請求項１に記載
の窒化物半導体発光素子 - 【請求項３】 上記ｐ側オーミック電極は、上記積層薄
板の他方の主面であるｐ層表面において、上記ｎ側オー
ミック電極と対向する部分を除いて形成されていること
を特徴とする請求項１又は２記載の窒化物半導体発光素
子。 - 【請求項４】 上記ｐ側オーミック電極は、上記積層薄
板の他方の主面であるｐ層表面における、上記ｎ側オー
ミック電極と対向する部分を除くほぼ全面に形成されて
いることを特徴とする請求項１又は２記載の窒化物半導
体発光素子。 - 【請求項５】 上記ｎ層及びｐ層はそれぞれ有機金属気
相成長法により成長されてなる請求項１〜４のうちのい
ずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 【請求項６】 上記窒化物半導体発光素子はさらに、上
記積層薄板と接合された導電性基板を備え、該導電性基
板は上記ｐ側オーミック電極と導電性接着剤によって接
合されている請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載
の窒化物半導体発光素子。 - 【請求項７】 上記積層薄板の側面に絶縁保護膜が形成
されている請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の
窒化物半導体発光素子。 - 【請求項８】 上記導電性基板は金属板である請求項６
又は７記載の窒化物半導体発光素子。 - 【請求項９】 上記導電性接着剤ははんだである請求項
６〜８のうちのいずれか１項に記載の窒化物半導体発光
素子。 - 【請求項１０】 上記導電性基板は、上記積層薄板が接
合された一方の主面と側面とが交わる辺に沿って、凹部
が形成されたことを特徴とする請求項６〜９のうちのい
ずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 【請求項１１】 複数の窒化物半導体発光素子を製造す
る方法であって、 基板上に、窒化ガリウム系半導体からなるｎ層、窒化ガ
リウム系半導体活性層及び窒化ガリウム系半導体からな
るｐ層を順次成長させることと、 上記ｐ層上に、各素子毎にそれぞれ該ｐ層とオーミック
接触するｐ側オーミック電極を形成することと、 上記ｐ側オーミック電極上にそれぞれ第１導電性接着剤
層を形成することと、各素子に分離するための素子分離
溝を上記基板に達するように形成することと、 一方の主面に、第２導電性接着剤層が形成された導電性
基板を、その第２導電性接着剤層と上記第１導電性接着
剤層とを接合することにより上記基板に接合すること
と、 上記基板側からレーザ光を照射することにより、上記基
板を分離することと、 上記素子分離溝において上記導電性基板を分割すること
により個々の窒化物半導体発光素子に分離することとを
含む窒化物半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１２】 上記製造方法はさらに、 上記導電性基板に上記素子分離溝と対向する溝を上記一
方の主面に形成することと、 上記第２導電性接着剤層を上記溝が形成された上記一方
の主面に形成することとを含む請求項１１記載の窒化物
半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000388964A JP3893874B2 (ja) | 1999-12-21 | 2000-12-21 | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36272299 | 1999-12-21 | ||
| JP11-362722 | 1999-12-21 | ||
| JP2000388964A JP3893874B2 (ja) | 1999-12-21 | 2000-12-21 | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001244503A true JP2001244503A (ja) | 2001-09-07 |
| JP3893874B2 JP3893874B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=26581418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000388964A Expired - Lifetime JP3893874B2 (ja) | 1999-12-21 | 2000-12-21 | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3893874B2 (ja) |
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