JP2006245058A - ＧａＮ系発光ダイオードおよび発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリップチップ実装時の光取り出し効率が改善されるとともに、別工程で形成される電極と反射層との間での材料の拡散や合金化反応によって、コンタクト層と電極との接触抵抗が不安定化する問題のない、ＧａＮ系ＬＥＤを提供する。
【解決手段】ＧａＮ系発光ダイオードは、コンタクト層の表面に形成された電極および透明絶縁体と、前記透明絶縁体の表面に形成された反射層とを有し、前記透明絶縁体は、前記コンタクト層の材料の屈折率よりも小さい屈折率を有し、前記反射層が前記電極が前記透明絶縁体の表面まで延長して形成されたものであるか、または、前記電極と前記反射層とが分離して形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フリップチップ実装に適したＧａＮ系発光ダイオードと、フリップチップ実装されたＧａＮ系発光ダイオードを含む発光装置に関する。

ＧａＮ系発光ダイオード（以下「ＧａＮ系ＬＥＤ」ともいう。）は、ＧａＮ系半導体からなる発光層を挟んでｐ型およびｎ型のＧａＮ系半導体が接合されてなる、ｐｎ接合ダイオード構造を有する半導体発光素子であり、発光層を構成するＧａＮ系半導体の組成を選択することによって、赤色〜紫外に至る光を発光させることが可能である。

ＧａＮ系半導体は、化学式Ａｌ_ａＩｎ_ｂＧａ_{１−ａ−ｂ}Ｎ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で決定される３族窒化物からなる化合物半導体であって、例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮなど、任意の組成のものが例示される。また、上記化学式において、３族元素の一部をホウ素（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）などで置換したもの、また、Ｎ（窒素）の一部をリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）などで置換したものも、ＧａＮ系半導体に含まれる。

ＧａＮ系ＬＥＤは、有機金属化合物気相成長（ＭＯＶＰＥ）法、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法、分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法等の気相成長法を用いて、サファイア等からなる結晶基板上に、ｎ型ＧａＮ系半導体層、発光層、ｐ型ＧａＮ系半導体層をこの順に含む積層体を、ｎ型ＧａＮ系半導体層の側が結晶基板側となるように形成し、その後、ｎ型ＧａＮ系半導体層に給電するための電極と、ｐ型ＧａＮ系半導体層に給電するための電極とを形成することによって、作製することができる。
なお、本明細書では、ＧａＮ系半導体層を気相成長法により製造する際に、結晶基板が下側にあり、その上にＧａＮ系半導体層が積み重ねられるものとみなして、この上下の区別を、素子構造の説明においても適用する。また、上下方向（結晶基板やＧａＮ系半導体層の厚み方向でもある。）と直交する方向を、横方向と呼ぶ。また、ｐ型ＧａＮ系半導体層を単にｐ型層と呼び、ｎ型ＧａＮ系半導体層を単にｎ型層とも呼ぶ。

図１５に、従来のＧａＮ系ＬＥＤの断面構造の一例を示す。図１５において、１０１はサファイアからなる結晶基板、１０２はＳｉドープＧａＮからなるｎ型層、１０３はＧａＮとＩｎＧａＮとからなるＭＱＷ構造の発光層、１０４はＭｇドープＡｌＧａＮからなるｐ型層、１０５はＭｇドープＧａＮからなるコンタクト層、Ｐ１０１はＴｉとＡｌとを積層してなる下部電極、Ｐ１０２はＮｉとＡｕとを積層してなる上部電極である。下部電極Ｐ１０１と上部電極Ｐ１０２は、それぞれ、ｎ型層１０２とｐ型層１０４に給電するための電極である。
このようなＧａＮ系ＬＥＤの実装形態の一つとして、素子の上面側を実装用基材の実装面に向けて固定する、フリップチップ実装がある。フリップチップ実装された素子では、発光層１０３で発生される光が、結晶基板１０１の下面側から素子外に取り出される。
図１５に示すＧａＮ系ＬＥＤでは、発光層１０３から上部電極Ｐ１０２の方向に進む光が、コンタクト層１０５の表面をほぼ全面的に覆うように形成された上部電極Ｐ１０２の下面で反射され、その進行方向を結晶基板１０１の方向に変えるので、上部電極Ｐ１０２を光反射性の良好な材料で形成することにより、フリップチップ実装したときの光取り出し効率を向上させることができる（特許文献１）。上部電極Ｐ１０２の材料は、コンタクト層１０５との接触抵抗が低く、かつ、光反射性が良好であることが望ましいが、これらの要求を同時に満足する材料を見つけることは簡単ではない。

図１６に示すのは、従来技術に係る他のＧａＮ系ＬＥＤの断面構造である。この素子では、上記問題を解決するために、コンタクト層２０５との接触抵抗が小さな金属からなる上部電極Ｐ２０２が、コンタクト層２０５の表面に部分的に形成され、その上を覆って、光反射性の良好なＡｇ、Ａｌからなる反射層ｒが形成されている（特許文献２）。しかし、この方法では、上部電極Ｐ２０２と反射層ｒとを別々の工程で積層することが必須となるため、工程数が多くなるだけでなく、上部電極Ｐ２０２と反射層ｒの積層状態を常に一定に保つことが難しく、素子間やウェハ間でバラツキが生じ易い。そのために、電極形成時に通常行われる熱処理工程や、フリップチップ実装時の加熱工程で、反射層ｒと上部電極Ｐ２０２との間でＡｇ、Ａｌの拡散や合金化反応が生じるときに、その状態が一定とならず、その結果として、上部電極Ｐ２０２とコンタクト層２０５との間の接触抵抗が不安定となり、素子間やウェハ間でのバラツキが大きくなるという問題がある。
特開平１１−２２０１７０ 特開２００４−１１９９８３

本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、フリップチップ実装時の光取り出し効率が改善されるとともに、別工程で形成される電極と反射層との間での材料の拡散や合金化反応によって、コンタクト層と電極との接触抵抗が不安定化する問題のない、ＧａＮ系ＬＥＤを提供することを目的とする。

本発明は、以下の特徴を有する。
（１）少なくとも、ｎ型ＧａＮ系半導体層と、ＧａＮ系半導体からなる発光層と、ｐ型ＧａＮ系半導体層と、発光層で発生する光を透過する半導体からなるコンタクト層とを、この順に含む半導体積層体と、前記コンタクト層の表面に形成された電極および透明絶縁体と、前記透明絶縁体の表面に形成された反射層とを有し、前記透明絶縁体は、前記コンタクト層の材料の屈折率よりも小さい屈折率を有し、（Ａ）前記反射層が、前記電極が前記透明絶縁体の表面まで延長して形成されたものであるか、または、（Ｂ）前記電極と前記反射層とが分離して形成されている、ＧａＮ系発光ダイオード。
（２）前記透明絶縁体の屈折率が、前記コンタクト層の材料の屈折率の８５％未満である、前記（１）に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（３）前記コンタクト層がｐ型ＧａＮ系半導体、ｎ型ＧａＮ系半導体または酸化物半導体で形成されている、前記（１）または（２）に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（４）前記電極および／または反射部が、発光層で発生された光を反射し得る位置に、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒから選ばれる少なくともひとつの材料からなる反射部を含む、前記（１）〜（３）のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（５）前記コンタクト層の表面に、前記電極に直接覆われた領域である電極被覆領域と、前記透明絶縁体に直接覆われた領域である絶縁被覆領域とが、混在する領域が形成された、前記（１）〜（４）のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（６）前記電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在する領域において、前記電極被覆領域と前記絶縁被覆領域のそれぞれが細分化されている、前記（５）に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（７）前記発光層がＩｎＧａＮからなるとともに、その発光波長が紫色（約４２０ｎｍ）〜紫外（約３６５ｎｍ）の領域にあり、かつ、前記電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在する領域における電極被覆領域の面積比が２０％〜４０％である、前記（６）に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（８）前記反射層は、前記電極が前記透明絶縁体の表面まで延長して形成されたものである、前記（１）〜（７）のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（９）前記電極と前記反射層とが分離して形成されている、前記（１）〜（７）のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（１０）前記反射層がＡｇからなる反射部を含む、前記（９）に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
（１１）実装用基材と、その表面にフリップチップ実装された、前記（１）〜（１０）のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオードとを含む、発光装置。

上記（１）に記載されたＧａＮ系ＬＥＤは、ｎ型ＧａＮ系半導体層と、ＧａＮ系半導体からなる発光層と、ｐ型ＧａＮ系半導体と、発光層で発生する光を透過する半導体からなるコンタクト層とを、この順に含む半導体積層体と、前記コンタクト層の表面に形成された電極および透明絶縁体と、前記透明絶縁体の表面に形成された反射層とを有しており、透明絶縁体が、コンタクト層の材料の屈折率よりも小さい屈折率を有しているために、発光層で発生される光が、金属からなる電極や反射層により反射されるだけではなく、コンタクト層と透明絶縁体との界面でも反射される。このコンタクト層と透明絶縁体との界面での反射にともなう損失は、透明絶縁体の光吸収が小さいために、金属表面での反射に伴う損失と比べて小さい。そのために、このＧａＮ系発光ダイオードでは、電極や反射層による反射のみを利用する従来のＧａＮ系発光ダイオードと比較して、ｎ型ＧａＮ系半導体層側からの光の取り出し効率が改善される。
上記（１）に記載されたＧａＮ系発光ダイオードでは、更に、透明絶縁体の表面に形成される反射層が、コンタクト層の表面に形成される電極を透明絶縁体の表面まで延長したものとされるか、または、この反射層と電極とが分離して形成される。このような構成とすることにより、電極と反射層とを別々の工程で形成し積層する場合に発生していた、電極とコンタクト層との間の接触抵抗が不安定となる問題が、改善される。

以下、図面を参照して具体的に説明する。

（第一の態様）
図１は、本発明の第一の態様に係るＧａＮ系ＬＥＤの構造を示す模式図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。
図１において、１１は結晶基板、１２はｎ型層、１３は発光層、１４はｐ型層、１５はコンタクト層、Ｐ１１は下部電極、Ｐ１２は上部電極、Ｉｎｓは透明絶縁体である。上部電極Ｐ１２は、コンタクト層１５の表面と接する部分から、透明絶縁体Ｉｎｓの表面をも覆うように延長して形成されており、透明絶縁体Ｉｎｓの表面では反射層として作用するように構成されている。
図１（ａ）における破線は、上部電極Ｐ１２の下に隠れている透明絶縁体Ｉｎｓの輪郭線を表している。

結晶基板１１は、例えば、サファイア基板である。
ｎ型層１２は、例えば、Ｓｉ（ケイ素）を５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした、膜厚３μｍのＧａＮ層である。
発光層１３は、例えば、膜厚８ｎｍのＧａＮ障壁層と膜厚２ｎｍのＩｎＧａＮ井戸層を、各１０層交互に積層してなるＭＱＷ（多重量子井戸）層である。
ｐ型層１４は、例えば、Ｍｇ（マグネシウム）を５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚３０ｎｍのＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎ層である。
コンタクト層１５は、例えば、Ｍｇを５×１０^１９ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚２００ｎｍのＧａＮ層である。
結晶基板１１とｎ型層１２との間には、ＧａＮ、ＡｌＧａＮなどからなるバッファ層（図示せず）を設けることが好ましい。

下部電極Ｐ１１は、例えば、ｎ型層１２と接する側から順に、膜厚１００ｎｍのＡｌ（アルミニウム）、膜厚１００ｎｍのＷ−Ｔｉ、膜厚１００ｎｍのＡｕ（金）、膜厚１００ｎｍのＰｔ（白金）、膜厚４００ｎｍのＡｕを積層し、熱処理することにより形成される。
透明絶縁体Ｉｎｓは、例えば、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ_２である。
上部電極Ｐ１２は、例えば、下層側から順に、膜厚１０ｎｍのＮｉ（ニッケル）、膜厚１０ｎｍのＡｕ（金）、膜厚１００ｎｍのＲｈ（ロジウム）、膜厚１００ｎｍのＡｕ（金）、膜厚１００ｎｍのＰｔ（白金）、膜厚４００ｎｍのＡｕ膜厚を積層し、熱処理することにより形成される。

透明絶縁体Ｉｎｓは、コンタクト層１５の表面に部分的に形成されており、上部電極Ｐ１２は、コンタクト層１５の表面の、透明絶縁体Ｉｎｓが形成されていない領域と接している。また、上部電極Ｐ１２は、コンタクト層１５の表面を覆った領域から連なって、透明絶縁体Ｉｎｓの表面も覆うように形成されている。
図２は、コンタクト層１５の表面付近を拡大して示したものである。図２において、領域αと領域βは、それぞれコンタクト層１５の表面の領域であり、コンタクト層１５の表面は、領域αの中で上部電極Ｐ１２と接しており、領域βの中で透明絶縁体Ｉｎｓと接している。以下、領域αのように、コンタクト層の表面が上部電極に直接覆われた領域を電極被覆領域と呼び、領域βのように、コンタクト層の表面が透明絶縁体に直接覆われた領域を絶縁被覆領域と呼ぶことにする。
図１（ａ）に示すように、この素子では、コンタクト層１５の表面において、格子状を呈する電極被覆領域が、複数の正方形状の絶縁被覆領域を取り囲んだパターンが形成されている。電極被覆領域を構成する帯状領域の幅（隣り合う絶縁被覆領域の間の距離）は、例えば２μｍであり、絶縁被覆領域の一辺の長さは、例えば、８μｍである。

図１に示すＧａＮ系ＬＥＤの製造工程を以下に説明する。
結晶基板１１の上に、ｎ型層１２、発光層１３、ｐ型層１４を形成する工程は、周知のＧａＮ系半導体結晶の気相成長法を用いて行うことができる。コンタクト層１５をＧａＮ系半導体で形成する場合には、コンタクト層１５の形成までを、連続して行うことができる。

図３（ａ）は、コンタクト層１５の成長が完了したウェハの上面図である。便宜上、ひとつの素子に相当する領域のみを表示しているが、実際の工程はウェハ単位で行われる。図３（ｂ）および（ｃ）、図４（ｄ）および（ｅ）も同様である。

コンタクト層１５の成長が完了したウェハに対して、まず、図３（ｂ）に示すように、透明絶縁体Ｉｎｓを形成する。製膜法としては、透明絶縁体Ｉｎｓの種類に応じて、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、スプレー熱分解法等、公知の製膜法を適宜用いることができる。ゾル−ゲル法などの湿式法を用いることも妨げられない。透明絶縁体ＩｎｓをＳｉＯ_２で形成する場合の好ましい製膜法は、プラズマＣＶＤ法である。
透明絶縁体Ｉｎｓのパターニングは、公知のフォトリソグラフィ技法を用いて行うことができる。例えば、コンタクト層１５の表面全体にレジストマスクを形成し、フォトリソグラフィ技法を用いて、該レジストマスクに絶縁被覆領域の形状を有する開口部を形成する。そして、その上からＳｉＯ_２膜を形成した後、レジストマスクをリフトオフすることによって、絶縁被覆領域のみにＳｉＯ_２膜を残す方法である。また、コンタクト層１５の表面全体にＳｉＯ_２膜を形成した後、その表面に、フォトリソグラフィ技法を用いて、絶縁被覆領域の上方のみを覆うフォトレジスト膜を形成し、露出したＳｉＯ_２膜をエッチング除去することによって、絶縁被覆領域のみにＳｉＯ_２膜を残す方法も用い得る。

コンタクト層１５の表面に透明絶縁体Ｉｎｓを形成したら、次は、図３（ｃ）に示すように、コンタクト層１５および透明絶縁体Ｉｎｓの両方を覆うように、上部電極Ｐ１２を形成する。上部電極Ｐ１２の形成には、公知の蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。

上部電極Ｐ１２を形成したら、塩素ガスを用いた反応性イオンエッチング法により、コンタクト層１５の表面側から、コンタクト層１５、ｐ型層１４、発光層１３の一部を除去し、図４（ｄ）に示すように、ｎ型層１２を露出させる。

次に、図４（ｅ）に示すように、露出されたｎ型層１２の表面に、下部電極Ｐ１１を形成する。その後、電極の接触抵抗を低下させるために、ウェハ全体を熱処理し、電極とＧａＮ系半導体層との密着を促進させる。この熱処理には、透明絶縁体Ｉｎｓと上部電極Ｐ１２との密着を促進させる効果も有る。
熱処理後、必要に応じて結晶基板１１の下面を研削および／または研磨して、結晶基板１１の厚さを薄くした後、スクライビング、ダイシング、レーザ溶断などの方法を用いて素子分離を行う。
このようにして、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤを作製することができる。

図１に示す、第一の態様に係るＧａＮ系ＬＥＤでは、発光層１３で生じる光のうち、発光層１３から直接、または、内部反射を経て、素子内を上方に進行する成分は、上部電極Ｐ１２の下面（コンタクト層１５の表面を覆う部分、および、透明絶縁体Ｉｎｓの表面を覆う部分）と、それに加えて、コンタクト層１５と透明絶縁体Ｉｎｓとの界面で反射を受ける。この、コンタクト層１５と透明絶縁体Ｉｎｓとの界面での反射は、コンタクト層１５と透明絶縁体Ｉｎｓの屈折率差による反射であるが、この反射に伴う損失は、透明絶縁体の材料であるＳｉＯ_２の光吸収が小さいことから、金属からなる上部電極Ｐ１２の表面での反射に伴う損失と比べて小さくなる。また、この界面で反射されなかった光は、透明絶縁体Ｉｎｓの内部に入射して、上部電極Ｐ１２の下面で反射されることになるが、透明絶縁体Ｉｎｓの内部を伝播する際に受ける損失は小さい。そのため、透明絶縁体Ｉｎｓを設けないで、コンタクト層１５の表面を上部電極Ｐ１２のみで覆った場合と比べて、反射に伴う損失が小さくなるため、素子の光取り出し効率が改善される。

（第二の態様）
図５は、本発明の第二の態様に係るＧａＮ系ＬＥＤの構造を示す模式図であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。
図５において、２１は結晶基板、２２はｎ型層、２３は発光層、２４はｐ型層、２５はコンタクト層、Ｐ２１は下部電極、Ｐ２２は上部電極、、Ｐ２３はボンディング・パッド、Ｉｎｓは透明絶縁体、Ｒは反射層である。

結晶基板２１は、例えば、サファイア基板である。
ｎ型層２２は、例えば、Ｓｉを５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした、膜厚３μｍのＧａＮ層である。
発光層２３は、例えば、膜厚８ｎｍのＧａＮ障壁層と膜厚２ｎｍのＩｎＧａＮ井戸層を、各１０層交互に積層してなるＭＱＷ層である。
ｐ型層２４は、例えば、Ｍｇを５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚３０ｎｍのＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎ層である。
コンタクト層２５は、例えば、Ｍｇを５×１０^１９ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚２００ｎｍのＧａＮ層である。
結晶基板２１とｎ型層２２との間には、ＧａＮ、ＡｌＧａＮなどからなるバッファ層（図示せず）を設けることが好ましい。

下部電極Ｐ２１は、例えば、ｎ型層２２と接する側から順に、膜厚１００ｎｍのＡｌ（アルミニウム）、膜厚１００ｎｍのＷ−Ｔｉ、膜厚１００ｎｍのＡｕ（金）、膜厚１００ｎｍのＰｔ（白金）、膜厚４００ｎｍのＡｕを積層し、熱処理することにより形成される。
上部電極Ｐ２２は、例えば、下層側から順に、膜厚１０ｎｍのＮｉ（ニッケル）、膜厚１０ｎｍのＡｕ（金）、膜厚１００ｎｍのＲｈ（ロジウム）を積層し、熱処理することにより形成される。
ボンディングパッドＰ２３は、例えば、下層側から順に、膜厚２０ｎｍのＴｉ（チタン）、膜厚４００ｎｍのＡｕを積層し、熱処理することにより形成される。
透明絶縁体Ｉｎｓは、例えば、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ_２である。
反射層Ｒは、例えば、下層側から順に、膜厚１００ｎｍのＲｈ、膜厚１０ｎｍのＮｉ（ニッケル）、膜厚１０ｎｍのＡｕ（金）、膜厚１００ｎｍのＲｈ（ロジウム）を積層することにより形成される。
露出した上部電極Ｐ２２の表面および反射層Ｒの表面は、直接、またはＮｉまたはＴｉの薄膜からなる密着性強化層を介して、ＳｉＯ_２などからなる絶縁保護膜（図示せず）で被覆することが好ましい。

透明絶縁体Ｉｎｓと上部電極Ｐ２２は、コンタクト層２５の表面において、格子状を呈する電極被覆領域が、複数の正方形状の絶縁被覆領域を取り囲んだパターンが形成されるように、配置されており、電極被覆領域を構成する帯状領域の幅（隣り合う絶縁被覆領域の間の距離）は、例えば２μｍであり、絶縁被覆領域の一辺の長さは、例えば、１０μｍである。
上部電極Ｐ２２と反射層Ｒは分離して形成されている。なお、この分離は、上部電極Ｐ２２と反射層Ｒとの間での材料の拡散や合金化反応が実質的に抑制される程度であればよく、電気的に完全に絶縁されていることは要求されない。

図５に示すＧａＮ系ＬＥＤの製造工程を以下に説明する。
結晶基板２１の上に、ｎ型層２２、発光層２３、ｐ型層２４を形成する工程は、前記第一の態様と同様である。
図６（ａ）は、コンタクト層２５の成長が完了したウェハの断面図である。便宜上、ひとつの素子に相当する領域のみを表示しているが、実際の工程はウェハ単位で行われる。図６（ｂ）、図７（ｃ）および（ｄ）も同様である。

コンタクト層２５の成長が完了したウェハに対して、図６（ｂ）に示すように、透明絶縁体Ｉｎｓと、反射層Ｒの最下層部であるＲｈの積層体を形成する。この積層体のパターニングは、例えば、コンタクト層１５の表面に、フォトリソグラフィ技法を用いて、絶縁被覆領域の形状を有する開口部を形成したレジストマスクを形成し、その上からＳｉＯ_２膜とＲｈの積層体を形成した後、レジストマスクをリフトオフして、絶縁被覆領域のみに該積層体を残すことにより行うことができる。

次に、図７（ｃ）に示すように、透明絶縁体Ｉｎｓに覆われていないコンタクト層１５の表面の、電極被覆領域とすべき部分と、透明絶縁体ＩｎｓとＲｈの積層体の上に、更に、Ｎｉ、Ａｕ、Ｒｈを順次積層することによって、上部電極Ｐ２２と反射層Ｒを完成させる。

上部電極Ｐ２２と反射層Ｒを形成した後、図７（ｄ）に示すように、塩素ガスを用いた反応性イオンエッチング法により、コンタクト層２５の表面側から、コンタクト層２５、ｐ型層２４、発光層２３の一部を除去し、ｎ型層２２を露出させ、その表面に下部電極Ｐ２１を形成するとともに、コンタクト層１５および上部電極Ｐ２２の上に、上部電極Ｐ２２と接触するように、ボンディングパッドＰ２３を形成する。
その後、電極の接触抵抗を低下させるために、ウェハ全体を熱処理し、電極とＧａＮ系半導体層との密着を促進させる。熱処理後、必要に応じて結晶基板２１の下面を研削および／または研磨して、結晶基板２１の厚さを薄くした後、スクライビング、ダイシング、レーザ溶断などの方法を用いて素子分離を行う。
このようにして、図５に示すＧａＮ系ＬＥＤを作製することができる。

前記第一の態様および第二の態様において、コンタクト層１５、２５は、ｐ型不純物を高濃度にドープしたｐ型ＧａＮ系半導体で形成する他、ｎ型ＧａＮ系半導体や、ｎ型導電性の導電性金属酸化物（酸化物半導体）で形成することもできる。酸化物半導体としては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などが例示される。
コンタクト層１５、２５を、ｎ型ＧａＮ系半導体や、酸化物半導体といった、ｎ型の半導体材料で形成する場合には、ｐ型層１４、２４とコンタクト層１５、２５との接合部の抵抗が十分に低くなるように、ｐ型層１４、２４およびコンタクト層１５、２５のキャリア濃度を、該接合部近傍で高くすることが望ましい。また、ｐ型層１４、２４とコンタクト層１５、２５との間に、透明または島状の金属薄膜を介在させるなど、該接合部の抵抗を低下させるための、公知の構造を適宜採用することができる。
コンタクト層１５、２５を酸化物半導体で形成するには、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、スプレー熱分解法など、酸化物半導体薄膜の公知の製造方法を用いることができる。

透明絶縁体Ｉｎｓの材料は、発光層１３、２３の発光波長において透過性を有し、かつ、屈折率がコンタクト層１５、２５の材料の屈折率よりも小さい無機絶縁体であればよく、コンタクト層１５、２５をＧａＮ系半導体で形成する場合には、そのＧａＮ系半導体の組成に応じて、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、スピネル、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＯ_２、ＡｌＮ、ＴｉＯ_２などを適宜用いることができる。コンタクト層１５、２５を酸化物半導体で形成する場合には、透明絶縁体Ｉｎｓの好ましい材料は、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、スピネルである。
コンタクト層１５、２５と透明絶縁体Ｉｎｓとの界面での屈折率差による反射がより効果的に生じるように、透明絶縁体Ｉｎｓの屈折率は、コンタクト層１５の材料の屈折率の８５％未満とすることが好ましく、８０％未満とすることがより好ましく、７５％未満とすることが特に好ましい。

ＳｉＯ_２は１．４〜１．５という小さな屈折率を有することから、透明絶縁体Ｉｎｓの材料として特に好ましい。コンタクト層１５をＧａＮ系半導体で形成し、透明絶縁体ＩｎｓをＳｉＯ_２で形成する場合、ＧａＮ系半導体の屈折率は約２．５前後であることから、スネルの法則によれば、コンタクト層１５、２５と透明絶縁体Ｉｎｓとの界面に、コンタクト層１５、２５の側から入射する光のうち、入射角が約３６度以上の光は、この界面で全反射されることになる。従って、発光層１３、２３で発生する光のうち、コンタクト層１５、２５の側に向かって進行する光のかなりの部分を、コンタクト層１５、２５と透明絶縁体Ｉｎｓとの界面で反射させることが可能となる。

透明絶縁体Ｉｎｓの厚さは、例えば、１００ｎｍ〜５μｍである。透明絶縁体Ｉｎｓの上面形状を、ドット状、帯状などとする場合に、そのドットや帯の幅よりも、透明絶縁体Ｉｎｓの厚さ（高さ）が大きくなってもよい。コンタクト層１５、２５と透明絶縁体Ｉｎｓの界面で光が反射される際には、透明絶縁体Ｉｎｓの内部への光の染み出しが伴うが、この光が上部電極Ｐ１２または反射層Ｒにより受ける吸収を小さくするには、透明絶縁体Ｉｎｓの厚さは２００ｎｍ以上とすることが好ましく、３００ｎｍ以上とすることがより好ましい。

下部電極Ｐ１１、Ｐ２１および上部電極Ｐ１２、Ｐ２２は、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン、Ｌａ（ランタン）、Ｃｕ（銅）、Ａｇ（銀）、Ｙ（イットリウム）などの単体や合金で形成することができ、また、これらを積層した構造とすることもできる。
下部電極Ｐ１１、Ｐ２１とｎ型層１２、２２との間には、酸化物半導体層を介在させることもできる。

上部電極Ｐ１２、Ｐ２２の膜厚は、光反射性が生じる大きさとすればよく、例えば、２０ｎｍ〜５μｍである。十分な光反射性を持たせるには、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２の厚さは５０ｎｍ以上とすることが好ましく、１００ｎｍ以上とすることがより好ましい。

コンタクト層１５、２５をｐ型ＧａＮ系半導体で形成する場合には、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２は、少なくとも、コンタクト層１５、２５と接する部分であるコンタクト部を、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｕから選ばれるひとつ以上の材料で形成すると、コンタクト層１５、２５との接触抵抗が特に低くなり、好ましい。
一方、コンタクト層１５、２５をｎ型ＧａＮ系半導体または酸化物半導体で形成する場合には、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２の、少なくともコンタクト部を、Ａｌ、Ｔｉまたはこれらの合金で形成すると、コンタクト層１５、２５との接触抵抗が特に低くなり、好ましい。

上部電極Ｐ１２、Ｐ２２は、発光層で発生された光を反射し得る位置に、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒから選ばれる少なくともひとつの材料からなる反射部を含むように構成することが好ましい。例えば、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２のコンタクト部を、コンタクト層１５、２５の材料に応じて、前記の、接触抵抗の低下のために好ましい材料を用いて透明に形成し、その直上に、前記の反射部を形成することができる。反射部は、厚さを５０ｎｍ以上とすることが好ましい。

コンタクト層１５、２５をｐ型ＧａＮ系半導体で形成する場合の、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２の好ましい構成として、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２の最下層部分を、下層側／上層側の順に、Ｒｈ／Ａｇ、Ｒｈ／Ｐｔ、Ｒｈ／Ｐｄ、Ｒｈ／Ｉｒ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｐｄ／Ｒｈ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｉｒ、Ｐｔ／Ａｇから選ばれる積層構造とし、かつ該積層構造全体の厚さを５０ｎｍ以上とする構成が例示される。
また、コンタクト層１５、２５をｎ型ＧａＮ系半導体または酸化物半導体で形成する場合の、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２の好ましい構成として、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２の最下層部分を、厚さ５０ｎｍ以上のＡｌとする構成が例示される。この場合、光反射性の観点からは純Ａｌを用いることが好ましいが、耐熱性を向上させるために、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｄなどの元素を添加したＡｌ合金も好適に用い得る。これらの元素は、合金の反射率が純Ａｌの８０％以下とならない程度に添加することが望ましい。

第一の態様において、上部電極Ｐ１２の最表面部分に、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎなどからなるボンディング部を形成すると、フリップチップ実装の際の接合に用いられる、Ａｕ−Ｓｎ共晶ハンダなどのろう材との濡れ性が良好となる。この場合、ボンディング部とコンタクト部との間や、ボンディング部と反射部との間に、高融点金属（Ｗ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔｉ、白金族から選ばれる単体または、それらの合金）からなるバリア部を設けることが好ましい。このようなバリア部を設けることにより、上部電極Ｐ１２が加熱された際に、ボンディング部とコンタクト部との間や、ボンディング部と反射部との間で、材料の拡散や合金化反応が生じることにより、上部電極Ｐ１２とコンタクト層１５との接触抵抗が増加したり、上部電極Ｐ１２の光反射性が低下することが抑制される。

第二の態様において、反射層Ｒは、光反射性を有する金属膜とする。反射層Ｒは、発光層で発生された光を反射し得る位置に、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒから選ばれる少なくともひとつの材料からなる反射部を含むように構成することが好ましい。反射部は、厚さを５０ｎｍ以上とすることが好ましい。

ｐ型ＧａＮ系半導体は導電性が低いために、ｐ型ＧａＮ系半導体からなる層の内部では、電流の横方向の拡散が殆ど生じない。従って、第一の態様または第二の態様に係るＧａＮ系ＬＥＤにおいて、コンタクト層１５、２５をｐ型ＧａＮ系半導体で形成する場合には、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２によって電流を横方向に拡散させる必要がある。また、コンタクト層１５、２５をｎ型ＧａＮ系半導体や酸化物半導体で形成するときも、その膜厚を小さくすると横方向の電流拡散性が低くなるので、上部電極Ｐ１２、Ｐ２２によって横方向の電流拡散を補助することが好ましい。そこで、これらの場合には、コンタクト層１５、２５の表面に電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在するように、透明絶縁体Ｉｎｓと上部電極Ｐ１２、Ｐ２２を形成することが好ましい。
コンタクト層１５、２５の表面に電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在するパターンとしては、例えば、ネット状の電極被覆領域が複数の絶縁被覆領域を取り囲んだパターン、複数の帯状の電極被覆領域と絶縁被覆領域とが交互に並んだパターン、放射状、ミアンダ状、渦巻き状、樹枝状などを呈す電極被覆領域を絶縁被覆領域が取り囲んだパターン、などが例示される。これらのパターンの電極被覆領域と絶縁被覆領域とを入れ替えたパターンや、各種パターンを混在させたパターンでもよい。なお、第二の態様の場合には、電極被覆領域の各部分に通電されるように、電極被覆領域を、全体として連続させる。

図８に、電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在したパターンの具体例を示す。図８（ａ）〜（ｆ）は、いずれも上面図であり、塗り潰された領域を電極被覆領域、塗り潰されていない領域を絶縁被覆領域とすると、図８（ａ）はネット状の電極被覆領域が複数の方形の絶縁被覆領域を取り囲んだパターン、図８（ｂ）はネット状の電極被覆領域が複数の円形の絶縁被覆領域を取り囲んだパターン、図８（ｃ）は複数の帯状の電極被覆領域と絶縁被覆領域とが、並列状に交互に並んだパターン、図８（ｄ）は、それぞれ環状をなす、複数の帯状の電極被覆領域と絶縁被覆領域とが、同心状に交互に並んだパターン、図８（ｅ）はミアンダ状を呈す電極被覆領域を絶縁被覆領域が取り囲んだパターン、図８（ｆ）は放射状を呈す電極被覆領域を絶縁被覆領域が取り囲んだパターンを、それぞれ示している。

特に、コンタクト層１５、２５をｐ型ＧａＮ系半導体で形成する場合には、コンタクト層１５、２５の内部で電流が殆ど横方向に拡散しないため、発光層１３、２３では、実質的に、電極被覆領域の下方でしか発光が生じない。そこで、発光する領域が横方向にできるだけ均一に分布するように、コンタクト層１５、２５の表面に混在させる電極被覆領域と絶縁被覆領域のそれぞれを、細分化することが好ましい。電極被覆領域と絶縁被覆領域のそれぞれが細分化されて混在しているとは、具体的には、電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在している領域の中の、任意の５０μｍ四方の領域を見たとき、その領域内に電極被覆領域と絶縁被覆領域とが少なくともひとつづつ含まれるように、電極被覆領域と絶縁被覆領域とが設けらた状態をいう。

コンタクト層１５、２５の表面に、電極被覆領域と絶縁被覆領域のそれぞれを細分化して混在させた領域を形成する場合、該領域における電極被覆領域の面積比（電極被覆領域と絶縁被覆領域とを合わせた面積に占める電極被覆領域の面積比率）は、例えば、１０％〜８０％とすることができ、好ましくは２０％〜５０％とすることができる。
特に、ＩｎＧａＮを発光層に用いたＧａＮ系ＬＥＤでは、発光層のＩｎ組成が低い程、すなわち、発光波長が短い程、電流密度の増加に伴う発光効率の低下が小さく、また、発光波長のシフトも小さいので、高電流密度での駆動に適していることが知られている。そこで、ＩｎＧａＮからなる発光層を有し、発光波長が紫色（約４２０ｎｍ）〜紫外（約３６５ｎｍ）の領域にあるＧａＮ系ＬＥＤでは、光反射に伴う損失の小さい絶縁被覆領域の面積を広く取り、発光層の一部の領域（電極被覆領域の下方の領域）に電流を集中させて高電流密度で発光させた方が効率上有利となるため、前記電極被覆領域の面積比は、２０％〜４０％とすることが好ましく、２０％〜３０％とすることがより好ましい。

コンタクト層１５、２５をｎ型ＧａＮ系半導体または酸化物半導体で形成する場合は、その膜厚を適度に大きくすれば、コンタクト層１５、２５の内部での電流の横方向の拡散性が良好となるので、コンタクト層１５、２５の表面に電極被覆領域と絶縁被覆領域とを混在させるにあたり、各領域を細分化することは必須ではない。すなわち、これらの領域が混在するパターンを、より粗くしてもよい。例えば、電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在したパターンを、格子状を呈する電極被覆領域が、複数の正方形状の絶縁被覆領域を取り囲んだパターンとする場合の、絶縁被覆領域の一辺の長さを、５０μｍ以上とすることができる。

第一の態様および第二の態様において、コンタクト層のシート抵抗が十分に低い場合には、図９、図１１および図１２に示す素子のように、コンタクト層の表面の中央部分に電極被覆領域を設けない構成とすることができる。コンタクト層のシート抵抗が十分に低いときとは、コンタクト層の内部における電流の横方向拡散に伴う電圧降下が、素子の動作電圧（順方向電圧）と比べて十分に小さいときであり、このとき、コンタクト層の表面の中央部分に電極被覆領域を設けなくても、コンタクト層の内部で、コンタクト層の中央部分にも電流が拡がり、その結果、コンタクト層のほぼ全面の下方で、均一な発光が生じる。

図９は、第一の態様に係る、コンタクト層の表面の中央部分に電極被覆領域を設けないＧａＮ系ＬＥＤの構造を示す模式図であり、図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。図９において、３１は結晶基板、３２はｎ型層、３３は発光層、３４はｐ型層、３５はコンタクト層、Ｐ３１は下部電極、Ｐ３２は上部電極、Ｉｎｓは透明絶縁体である。図９（ａ）における破線は、上部電極Ｐ３２の下に隠れている透明絶縁体Ｉｎｓの輪郭線を表している。
結晶基板３１は、例えば、サファイア基板である。
ｎ型層３２は、例えば、Ｓｉを５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした、膜厚３μｍのＧａＮ層である。
発光層３３は、例えば、膜厚８ｎｍのＧａＮ障壁層と膜厚２ｎｍのＩｎＧａＮ井戸層を、各１０層交互に積層してなるＭＱＷ層である。
ｐ型層３４は、例えば、発光層２３と接する部分を、Ｍｇを５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚３０ｎｍのＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎ層とし、その上に、Ｍｇを５×１０^１９ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚２００ｎｍのＧａＮ層を形成した積層体である。
コンタクト層３５は、例えば、膜厚５００ｎｍのＩＴＯである。
透明絶縁体Ｉｎｓは、例えば、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ_２である。
下部電極Ｐ３１および上部電極Ｐ３２は、例えば、下層側から順に、膜厚１０ｎｍのＴｉ、膜厚１００ｎｍのＡｌ、膜厚１００ｎｍのＷ−Ｔｉ、膜厚１００ｎｍのＡｕ、膜厚１００ｎｍのＰｔ、膜厚４００ｎｍのＡｕを、同時に積層し、熱処理することにより形成される。

図９（ａ）に示すように、この素子では、幅１０μｍの帯状の電極被覆領域が、コンタクト層３５の表面の周辺部に、環状をなすように形成されている。コンタクト層３５の表面の、この電極被覆領域に囲まれた領域は、透明絶縁体Ｉｎｓに直接覆われた絶縁被覆領域となっている。
このような、コンタクト層の表面の中央部分に電極被覆領域を設けない形態では、電極被覆領域と絶縁被覆領域の配置や形状は特に限定されず、上部電極とコンタクト層との接触抵抗が大きくなり過ぎない範囲（素子の動作電圧の１０％を超えないことが望ましい）で、電極被覆領域の面積をできるだけ小さくすることが好ましい。コンタクト層の上面形状を方形とした場合の、電極被覆領域と絶縁被覆領域の配置および形状の例を、図１０に示す。図１０（ａ）〜（ｆ）では、塗り潰された領域が電極被覆領域、塗り潰されていない領域が絶縁被覆領域を示している。

図１１は、第二の態様に係る、コンタクト層の表面の中央部分に電極被覆領域を設けないＧａＮ系ＬＥＤの構造を示す模式図であり、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。図１１において、４１は結晶基板、４２はｎ型層、４３は発光層、４４はｐ型層、４５はコンタクト層、Ｐ４１は下部電極、Ｐ４２は上部電極、Ｉｎｓは透明絶縁体、Ｒは反射層である。
結晶基板４１は、例えば、サファイア基板である。
ｎ型層４２は、例えば、Ｓｉを５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした、膜厚３μｍのＧａＮ層である。
発光層４３は、例えば、膜厚８ｎｍのＧａＮ障壁層と膜厚２ｎｍのＩｎＧａＮ井戸層を、各１０層交互に積層してなるＭＱＷ層である。
ｐ型層４４は、例えば、発光層４３と接する部分を、Ｍｇを５×１０^１８ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚３０ｎｍのＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎ層とし、その上に、Ｍｇを５×１０^１９ｃｍ^−３の濃度でドープした膜厚２００ｎｍのＧａＮ層を形成した積層体である。
コンタクト層４５は、例えば、膜厚５００ｎｍのＩＴＯである。
透明絶縁体Ｉｎｓは、例えば、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ_２である。
下部電極Ｐ３１および上部電極Ｐ３２は、例えば、下層側から順に、膜厚１０ｎｍのＴｉ、膜厚１００ｎｍのＡｌ、膜厚１００ｎｍのＷ−Ｔｉ、膜厚１００ｎｍのＡｕ、膜厚１００ｎｍのＰｔ、膜厚４００ｎｍのＡｕを、同時に積層し、熱処理することにより形成される。
反射層Ｒは、膜厚２００ｎｍのＡｇである。
反射層Ｒの表面は、直接、またはＮｉまたはＴｉの薄膜からなる密着性強化層を介して、ＳｉＯ_２などからなる絶縁保護膜（図示せず）で被覆することもできる。

図１１に示す素子では、上部電極Ｐ４２と反射層Ｒとが分離して形成されている。そのために、反射層Ｒの材料として、Ａｇを好適に用いることができる。Ａｇは、可視短波長領域から紫外波長領域において極めて良好な光反射性を有するが、高電位状態に置かれると電気化学的なマイグレーションを起こし易いという問題がある。図１１に示す素子では、Ａｇからなる反射層Ｒが、素子の高電位側の電極である上部電極Ｐ４２と分離しているため、この問題が抑制される。

図１２は、第二の態様に係る、コンタクト層の表面の中央部分に電極被覆領域を設けないＧａＮ系ＬＥＤの、他の形態例を示す断面構造図である。図１２に示す素子では、透明絶縁体Ｉｎｓが、発光層５３、ｐ型層５４、コンタクト層５５の端面をも覆うように、延長して形成されている。そして、下部電極Ｐ５１が透明絶縁体Ｉｎｓの表面をも覆うように延長して形成され、透明絶縁体Ｉｎｓの表面では反射層として作用するように構成されている。図１２に示す素子の結晶基板５１、ｎ型層５２、発光層５３、ｐ型層５４、コンタクト層５５、上部電極Ｐ５２は、図１１に示す素子と同じとすることができる。また、下部電極Ｐ５１の材料および積層構造も、図１１に示す素子と同じとすることができる。

（フリップチップ実装例）
図１３は、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤのフリップチップ実装例を示す、断面構造図である。
図１３において、Ｓｕｂは実装用基材であり、例えば、ＡｌＮからなる基板Ｓｕｂ１の表面に、Ａｕからなるリード電極Ｓｕｂ２、Ｓｕｂ３のパターンが形成されたものである。ＧａＮ系ＬＥＤは、素子の上面側を実装用基材Ｓｕｂの実装面に向けて、下部電極Ｐ１１をリード電極Ｓｕｂ２に、上部電極Ｐ１２をリード電極Ｓｕｂ３に、それぞれ、導電性接合材料Ｃで接合することにより、実装用基材Ｓｕｂに固定されている。導電性接合材料Ｃは、例えば、Ａｕ−Ｓｎハンダ等のろう材や、導電体微粒子が樹脂バインダに分散されてなる導電性ペーストである。

なお、以上の説明で例示したＧａＮ系ＬＥＤにおいて、結晶基板にはサファイアだけではなく、ＧａＮ系半導体層の成長に使用し得る公知の結晶基板を用いることができるが、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＺｎＯなどからなる、導電性の透明結晶基板を用いる場合には、下部電極を、エッチングにより形成したｎ型層の露出面に形成する代わりに、結晶基板の下面に形成することが可能となる。そのような素子では、フリップチップ実装の際、実装用基材の実装面に形成された電極に対して、上部電極のみを導電性接合材料で固定し、下部電極のボンディングはワイヤを用いて行うことができる。

（変形例）
第一の態様および第二の態様に係るＧａＮ系発光ダイオードは、ＧａＮ系半導体層の成長に用いる結晶基板を、必須の構成として含まなくてもよい。すなわち、ＧａＮ系半導体層の成長に用いられた結晶基板は、最終的に素子から除去することができる。このような実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードの製造工程を、図１４を用いて説明する。
図１４（ａ）は、結晶基板６１上に、ｎ型層６２、発光層６３、ｐ型層６４、コンタクト層６５を成長し、更に、透明絶縁体Ｉｎｓ、上部電極Ｐ６２、を形成したウェハの断面図である。便宜上、ひとつの素子に相当する領域のみを表示しているが、実際の工程はウェハ単位で行われる。コンタクト層６５は、例えば、膜厚５００ｎｍのＩＴＯである。素子分離後の各素子単位におけるコンタクト層６５の表面において、中央部分が絶縁被覆領域とされ、それを取り巻く周辺部に電極被覆領域が環状に存在するように、透明絶縁体Ｉｎｓと上部電極Ｐ６２が形成されている。

図１４（ｂ）は、上部電極Ｐ６２の上に、導電性接合材料Ｃを介して、保持基板Ｂが接合されたところを示す断面図である。導電性接合材料Ｃは、例えば、ろう材や、導電性ペーストである。保持基板Ｂは、導電性基板であればよく、各種の半導体基板や、金属基板を用いることができる。また、上部電極Ｐ６２を電極とする電気メッキにより、Ｎｉなどの金属の厚膜を堆積させ、これを保持基板として用いることもできる。

図１４（ｃ）は、結晶基板６１を除去し、露出させたｎ型層６２の表面に、下部電極Ｐ６１が形成されたところを示す断面図である。結晶基板６１の除去は、結晶基板６１の全部または大部分を、研削・研磨により摩滅させたり、レーザリフトオフの技術を用いて、結晶基板６１をｎ型層６２から剥離させたり、結晶基板６１または結晶基板６１とｎ型層６２との間に形成されたバッファ層（図示せず）を選択的に溶解することにより、結晶基板６１を除去またはｎ型層６２から剥離することにより、行うことができる。

結晶基板を最終的に素子から除去する実施形態の他の例として、結晶基板を有する素子を、図１３に示すように実装用基材の表面にフリップチップ実装した後、レーザリフトオフの技術を用いて、実装用基材の表面に固定された素子から結晶基板を除去することもできる。

本発明の実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードを示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。 図１に示すＧａＮ系発光ダイオードの一部の拡大図である。 図１に示すＧａＮ系発光ダイオードの製造工程を説明する図である。 図１に示すＧａＮ系発光ダイオードの製造工程を説明する図である。 本発明の実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードを示す図であり、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。 図５に示すＧａＮ系発光ダイオードの製造工程を説明する図である。 図５に示すＧａＮ系発光ダイオードの製造工程を説明する図である。 電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在したパターンを例示する図である。 本発明の実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードを示す図であり、図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。 電極被覆領域と絶縁被覆領域の配置および形状を例示する図である。 本発明の実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードを示す図であり、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。 本発明の実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードを示す図であり、図１２（ａ）は上面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸ−Ｙ線における断面図である。 本発明の実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードの実装例を示す図である。 本発明の実施形態に係るＧａＮ系発光ダイオードの製造工程を説明する図である。 従来技術に係るＧａＮ系発光ダイオードを示す図である。 従来技術に係るＧａＮ系発光ダイオードを示す図である。

符号の説明

１１、２１、３１、４１、５１、６１ 結晶基板
１２、２２、３２、４２、５２、６２ ｎ型ＧａＮ系半導体層
１３、２３、３３、４３、５３、６３ 発光層
１４、２４、３４、４４、５４、６４ ｐ型ＧａＮ系半導体層
１５、２５、３５、４５、５５、６５ コンタクト層
Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ４１、Ｐ５１、Ｐ６１ 下部電極
Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２、Ｐ４２、Ｐ５２、Ｐ６２ 上部電極
Ｐ２３ ボンディング・パッド
Ｉｎｓ 透明絶縁体
Ｒ 反射層

Claims (11)

1. 少なくとも、ｎ型ＧａＮ系半導体層と、ＧａＮ系半導体からなる発光層と、ｐ型ＧａＮ系半導体層と、発光層で発生する光を透過する半導体からなるコンタクト層とを、この順に含む半導体積層体と、前記コンタクト層の表面に形成された電極および透明絶縁体と、前記透明絶縁体の表面に形成された反射層とを有し、
   前記透明絶縁体は、前記コンタクト層の材料の屈折率よりも小さい屈折率を有し、
   （Ａ）前記反射層が、前記電極が前記透明絶縁体の表面まで延長して形成されたものであるか、または、
   （Ｂ）前記電極と前記反射層とが分離して形成されている、
   ＧａＮ系発光ダイオード。
2. 前記透明絶縁体の屈折率が、前記コンタクト層の材料の屈折率の８５％未満である、請求項１に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
3. 前記コンタクト層がｐ型ＧａＮ系半導体、ｎ型ＧａＮ系半導体または酸化物半導体で形成されている、請求項１または２に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
4. 前記電極および／または反射部が、発光層で発生された光を反射し得る位置に、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒから選ばれる少なくともひとつの材料からなる反射部を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
5. 前記コンタクト層の表面に、前記電極に直接覆われた領域である電極被覆領域と、前記透明絶縁体に直接覆われた領域である絶縁被覆領域とが、混在する領域が形成された、請求項１〜４のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
6. 前記電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在する領域において、前記電極被覆領域と前記絶縁被覆領域のそれぞれが細分化されている、請求項５に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
7. 前記発光層がＩｎＧａＮからなるとともに、その発光波長が紫色（約４２０ｎｍ）〜紫外（約３６５ｎｍ）の領域にあり、かつ、前記電極被覆領域と絶縁被覆領域とが混在する領域における電極被覆領域の面積比が２０％〜４０％である、請求項６に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
8. 前記反射層は、前記電極が前記透明絶縁体の表面まで延長して形成されたものである、請求項１〜７のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
9. 前記電極と前記反射層とが分離して形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオード。
10. 前記反射層がＡｇからなる反射部を含む、請求項９に記載のＧａＮ系発光ダイオード。
11. 実装用基材と、その表面にフリップチップ実装された、請求項１〜１０のいずれかに記載のＧａＮ系発光ダイオードとを含む、発光装置。
    
    

Images