JP2007157853A - 半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射率ならびに光反射層および半導体層の電気的な接触性がいずれも高い半導体発光素子を提供する。
【解決手段】基板１０上に、半導体層２０、光反射層３０および保護層３１をこの順に積層して構成されたものである。半導体層２０は、バッファ層２１、ＧａＮ層２２、ｎ型コンタクト層２３、ｎ型クラッド層２４、活性層２５、ｐ型クラッド層２６およびｐ型コンタクト層２７をこの順に積層して構成される。光反射層３０は、例えば１００℃以上４００℃未満の範囲内の温度で基板１０を加熱しつつ、Ａｇ合金をｐ型コンタクト層２７の表面に堆積させることにより形成されたものである。これら半導体層２０、光反射層３０および保護層３１は、当該半導体層２０、光反射層３０および保護層３１が形成されたのち、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を基板加熱時の温度範囲よりも高い温度範囲内の温度にして熱処理されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は光反射層により射出窓側とは反対側に発光した光を射出窓側に反射させる構造を有する半導体発光素子およびその製造方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）等の半導体発光素子の外部量子効率は、内部量子効率と光抽出効率との２つの要素からなり、これらの効率を改善することにより、長寿命、低消費電力、かつ、高出力の半導体発光素子を実現することが可能となる。ここで、前者の内部量子効率は、例えば、結晶欠陥や転位の少ない良質な結晶が得られるように成長条件を正確に管理したり、キャリア・オーバーフローの発生を抑制することの可能な層構造とすることにより改善される。一方、後者の光抽出効率は、例えば、活性層から発光した光が基板や活性層で吸収される前に射出窓に対して脱出円錐（エスケープ・コーン）角未満で入射する割合が多くなるような幾何形状や層構造とすることにより改善される。また、反射率の高い材料からなる光反射層を設け、射出窓側とは反対側に発光した光を射出窓側に反射することによっても改善され得る。

ところで、発光ダイオード等の半導体発光素子では、上記光反射層は通常、半導体層に電流を注入する電極としての役割も有しており、そのため、半導体層との電気的な接触性が高いことが求められる。一般に、各種半導体層との電気的な接触性が高く、汎用性の高い材料として、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金），Ｎｉ（ニッケル），Ｐｄ（パラジウム）などを用いる。しかし、これらを光反射層に適用しても反射率はあまり高くならないので、高反射率が要求される用途には適さない場合が多い。

そのような用途では、反射率の極めて高いＡｇ（銀）を光反射層に適用することが考えられる。Ａｇでは、ＡｌＧａＡｓ系や、ＡｌＧａＩｎＰ系などの長波長帯の半導体層と電気的な接触性が高く、オーミック接触になりやすい。ところが、ＧａＮ系などの短波長帯の半導体層とは電気的な接触性が低く、他の材料系と比べてショットキー接触に近いオーミック接触になりやすいので、線形性が低くなる。このように、Ａｇでは、ＧａＮ系などの短波長帯の半導体層との関係で反射率や、電気的な接触性がいずれも低い。そこで、特許文献１では、Ｐｔ，ＰｄまたはＮｉを含有する、厚さ０．１ｎｍ〜０．５ｎｍの極めて薄い層をＡｇからなる光反射層と半導体層との間に設ける技術や、Ａｇからなる光反射層をＡｇの耐熱性を考慮して低温（３００℃）で熱処理する技術が提案されている。

特開２００４−２６０１７８号公報

しかし、上記した特許文献１記載の前者の技術では、電気的な接触性は改善され得るが、反射率の低い材料からなる層を間に設けているので、必然的に反射率が低下してしまい、高い反射率を望めない。また、後者の技術では、Ａｇからなる光反射層が直接半導体層に接しているので反射率は高いが、光反射層を単に低温で熱処理してもショットキー接触からオーミック接触に変化することはほとんどないので、電気的な接触性が依然として低い。このように、特許文献１では、反射率および電気的な接触性のいずれか一方しか改善することができないという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、反射率ならびに光反射層および半導体層の電気的な接触性がいずれも高い半導体発光素子およびその製造方法を提供することにある。

本発明の半導体発光素子の製造方法は、透明基板上に、第１導電型層、活性層および第２導電型層をこの順に積層する工程と、透明基板を第１温度範囲内の温度で加熱しつつ、Ａｇおよび所定の物質を第２導電型層の表面に堆積させることにより光反射層を形成する工程と、光反射層を形成したのち、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内の温度にして第１導電型層、活性層、第２導電型層および光反射層を熱処理する工程とを含むものである。

本発明の半導体発光素子は、透明基板上に、半導体層および光反射層をこの順に積層して構成されたものである。半導体層は、第１導電型層、活性層および第２導電型層をこの順に積層して構成される。光反射層は、透明基板を第１温度範囲内の温度で加熱しつつ、Ａｇおよび所定の物質を第２導電型層の表面に堆積させることにより形成されたものである。これら半導体層および光反射層は、当該半導体層および光反射層が形成されたのち、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内の温度にして熱処理されたものである。

本発明の半導体発光素子およびその製造方法では、光反射層を第２導電型層の表面に堆積させる際に、透明基板、ひいては半導体層が第１温度範囲内の温度で加熱される。これにより、第２導電型層のうち光反射層との界面における結晶の規則性が乱れるのを抑制すると共に、その界面に水分および有機成分が付着するのを抑制した状態で、光反射層を第２導電型層の表面に堆積させることが可能となる。その後、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内の温度にして半導体層および光反射層が熱処理される。これにより、光反射層に含まれるＡｇが第２導電型層に拡散し、化合物が形成される。これらの結果、光反射層は半導体層にオーミック接触するようになるので、光反射層と半導体層との線形性が高くなる。なお、この光反射層は反射率の極めて高いＡｇが含まれている。

本発明の半導体発光素子およびその製造方法によれば、透明基板を第１温度範囲内の温度で加熱しつつ第２導電型層の表面にＡｇおよび所定の物質を含んで構成された光反射層を堆積させたのち、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内の温度にして半導体層および光反射層を熱処理するようにしたので、光反射層は半導体層にオーミック接触し、さらに半導体層からの発光光を高反射率で反射可能となる。これにより、反射率ならびに光反射層および半導体層の電気的な接触性のいずれも高い半導体発光素子を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）の断面構造を表したものである。なお、図１は、模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なっている。

この発光ダイオードは、基板１0 上に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる半導体層２０を成長させたものである。この半導体層２０は、バッファ層２１、ＧａＮ層２２、ｎ型コンタクト層２３、ｎ型クラッド層２４，活性層２５，ｐ型クラッド層２６（第１ｐ型半導体層）およびｐ型コンタクト層２７（第２ｐ型半導体層）をこの順に積層して構成される。

なお、ここでいう窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体とは、ガリウム（Ｇａ）と窒素（Ｎ）とを含んだ窒化ガリウム系化合物のことであり、例えばＧａＮ，ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウム・ガリウム），あるいはＡｌＧａＩｎＮ（窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム）などが挙げられる。これらは、必要に応じてＳｉ（シリコン），Ｇｅ（ゲルマニウム），Ｏ（酸素），Ｓｅ（セレン）などのＩＶ族およびＶＩ族元素からなるｎ型不純物、または、Ｍｇ（マグネシウム），Ｚｎ（亜鉛），Ｃ（炭素）などのＩＩ族およびＩＶ族元素からなるｐ型不純物を含有している。

基板１０は、透明基板、例えば、ｃ面サファイアにより構成される。バッファ層２１は、例えば、厚さが３０ｎｍのアンドープのＧａＮにより構成され、ｃ面サファイア上に低温成長によって成長させることにより形成されている。ＧａＮ層２２は、例えば、厚さが０．５μｍのアンドープのＧａＮにより構成され、バッファ層２１を介してｃ面サファイア上にＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）などの横方向結晶成長技術を用いて成長させることにより形成されている。ｎ型コンタクト層２３は、例えば、厚さが４．０μｍのｎ型ＧａＮにより、ｎ型クラッド層２４は、例えば、厚さが１．０μｍのｎ型ＡｌＧａＮによりそれぞれ構成される。

活性層２５は、例えば、厚さが３．５ｎｍのアンドープＩｎ_x Ｇａ_1-x Ｎ井戸層（０＜ｘ＜１）と厚さが７．０ｎｍのアンドープＩｎ_y Ｇａ_1-y Ｎ障壁層（０＜ｙ＜１）とを一組としてこれを３組積層してなる多重量子井戸構造を有する。この活性層２５はその中心領域に、注入された電子と正孔の再結合により光子が発生する発光領域２５Ａを有する。ｐ型クラッド層２６は、例えば、厚さが０．５μｍのｐ型ＡｌＧａＮにより構成される。

ｐ型コンタクト層２７は、例えば、厚さが０．１μｍのｐ型ＧａＮにより構成され、ｐ型クラッド層２６よりも高いｐ型不純物濃度を有する。このｐ型コンタクト層２７のうち後述の光反射層３０との界面では、後述の基板加熱の結果、結晶の規則性が極めて良好で、その界面に水分および有機成分などの不純物がほとんど付着していない。さらに、ｐ型コンタクト層２７は、後述の熱処理（シンタリング）により光反射層３０から拡散してきたＡｇと反応して形成された化合物を、光反射層３０との界面およびその近傍に有する。

ｎ型コンタクト層２３の上部、ｎ型クラッド層２４，活性層２５，ｐ型クラッド層２６およびｐ型コンタクト層２７には、後述するようにｐ型コンタクト層２７側からｎ型コンタクト層２３の上部まで選択的にエッチングすることにより凸形状のメサ部２８が形成されている。

メサ部２８の上面、すなわち、ｐ型コンタクト層２７の上面の一部には、光反射層３０および保護層３１がこの順に積層されている。

光反射層３０は、金属的性質を有する物質、例えば厚さが７０ｎｍ以上２００ｎｍ以下のＡｇ合金により構成される。このＡｇ合金は、Ａｇに、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｉｎ（インジウム）およびＧａ（ガリウム）の少なくとも１つの物質を添加して構成されたものであり、例えば、Ａｇ９８％，Ｐｄ１％，Ｃｕ１％を含有する、いわゆるＡＰＣにより構成される。このＡｇ合金は、その組成によっても異なるが、例えばＰｄ，Ｃｕ，Ｉｎなどにより構成されている場合、２００℃を超える高温で加熱されたとしても、マイグレーションや凝集などによる光学特性（反射率）の劣化を起こす虞はほとんどない。そのため、２００℃程度で上記の現象が生じてしまう純Ａｇと比べて、極めて大きな耐熱性を有する。

Ａｇ合金は、上記したような純Ａｇの不利な点を克服している一方で、純Ａｇと同様に極めて大きな反射率を有する。これにより、光反射層３０は活性層２５の発光領域２５Ａから発せられる発光光のうち、射出窓である基板１０とは反対側に向かう光を基板１０側に反射する機能を有する。また、光反射層３０は、後述のｐ側バンプ部３３と電気的に接続されているので、ｐ側電極としての機能も兼ね備えている。そのため、光反射層３０は、ｐ型コンタクト層２７との電気的な接触性が高いことが要求される。ところが、光反射層３０は、後述の熱処理（シンタリング）によりｐ型コンタクト層２７とオーミック接触しており、電気的な接触性が高い。

以下、Ａｇ合金の積層方法の違いによって生じる構造上の差異について説明する。図２（Ａ），（Ｂ）はスパッタ法により形成された光反射層３０の断面構造の一例を、図３（Ａ），（Ｂ）は蒸着法により形成された光反射層３０の断面構造の一例をそれぞれ表すものである。図２（Ａ），図３（Ａ）は、積層方向に平行な方向から切断した断面をＴＥＭ（Transmission Electron Microscope：透過型電子顕微鏡）で観察したものであり、図２（Ｂ），図３（Ｂ）は、積層方向に垂直な方向から切断した断面をＴＥＭで観察したものである。

スパッタ法により形成された光反射層３０では、粒界によって形成される模様（グレイン）が極めて細かく、幾重にも積層して構成されているのがわかる。一方、蒸着法により形成された光反射層３０では、グレインが極めて大きく、スパッタ法で形成された場合のような積層模様を有しない。このことから、スパッタ法を用いることにより、光反射層３０のグレインを図６（Ａ），（Ｂ）に示したようにきめ細かくすることができることがわかる。このように、グレインをきめ細かくすることにより、酸化や硫化に対する反応性を低くすることができ、外部環境からの影響を受けにくくすることができる。また、被着性を極めて大きくすることも可能となり、これにより、光反射層３０の剥離を抑制することが可能となる。これより、光反射層３０は、蒸着法よりもスパッタ法により形成されることが好ましい。

保護層３１は、光反射層３０を後述の熱処理（シンタリング）による高温から保護することの可能な材料、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）およびＰｔの少なくとも１つにより構成されたものであり、例えば１００ｎｍの厚さを有する。この保護層３１は、保護層３１が設けられていない場合と比べて、熱処理の温度の上限、すなわち、光反射層３０が急速に劣化する温度を上げることを可能にしている。これより、保護層３１は、熱処理の温度を上げて処理時間を短縮したとしても、光反射層３０の劣化を最小限にとどめることを可能にしている。

ｐ側パッド部３２が保護層３１の上面の一部に、ｐ側バンプ部３３がｐ側パッド部３２の上面の一部にそれぞれ形成されている。このｐ側パッド部３２は、例えば、厚さ５０ｎｍのＴｉ、厚さ１００ｎｍのＮｉおよび厚さ３００ｎｍのＡｕをこの順に積層した構造を有する。ｐ側バンプ部３３は、例えば、厚さ５０００ｎｍのＡｕからなる。

ｎ側電極３４がｎ型コンタクト層２３の表面のうちメサ部２８の外縁に沿った部分に、ｎ側バンプ部３５がｎ側電極３４の上面の一部にそれぞれ形成されている。このｎ側電極３４は、例えば、厚さ５０ｎｍのＴｉ、厚さ１００ｎｍのＮｉおよび厚さ３００ｎｍのＡｕをこの順に積層した構造を有する。ｎ側バンプ部３５は、例えば、厚さ５０００ｎｍのＡｕからなる。絶縁層３７が、メサ部２８および保護層３１の側面、ならびにｎ型コンタクト層２３の露出部分に形成されている。この絶縁層３７は、例えば、厚さ３００ｎｍのＳｉＮからなる。

次に、このような構成を備えた発光ダイオードの製造方法の一例について、図４，図５（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ詳細に説明する。図４は製造工程の流れを簡略化して表すものであり、図５（Ａ），（Ｂ）は製造過程における発光ダイオードの断面構成を表すものである。

発光ダイオードを製造するためには、ｃ面サファイアからなる基板１０上に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる半導体層２０を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ：有機金属気相成長）法により形成する。この際、ＧａＮ系化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アンモニア (ＮＨ₃)を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、シラン（ＳｉＨ₄ ）を用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えばビス＝メチルシクロペンタジエニルマグネシウム（（ＣＨ₃ Ｃ₅ Ｈ₄ ）₂ Ｍｇ）あるいはビス＝シクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ₅ Ｈ₅ ）₂ Ｍｇ）を用いる。

まず、基板１０の表面を例えばサーマルクリーニングにより清浄する。続いて、清浄された基板１０上に、例えばＭＯＣＶＤ法により例えば５００℃程度の温度でバッファ層２１Ａを成長させた後、例えばＥＬＯなどの横方向結晶成長技術により例えば１０００℃の成長温度でＧａＮ層２２を成長させる。

次に、ＧａＮ層２２上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型コンタクト層２３、ｎ型クラッド層２４，活性層２５，ｐ型クラッド層２６およびｐ型コンタクト層２７を順次成長させる。ここで、Ｉｎを含まない層であるｎ型コンタクト層２３、ｎ型クラッド層２４、ｐ型クラッド層２６およびｐ型コンタクト層２７の成長温度は例えば１０００℃程度とし、Ｉｎを含む層である活性層２５の成長温度は例えば７００℃以上８００℃以下とする。このようにして半導体層２０を結晶成長させた（ステップＳ１）のち、例えば６００℃以上７００℃以下の温度で数十分加熱して、ｐ型クラッド層２６およびｐ型コンタクト層２７中のアクセプタ不純物を活性化させる（ステップＳ２）。

次に、ｐ型コンタクト層２７上に、メサ部２８の形状に対応した所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとして、例えば塩素系ガスを用いたＲＩＥ(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング) 法によりｎ型コンタクト層２３に達するまでエッチングを行うことにより、メサ部２８を形成する。

次に、図５（Ａ）に示したように、基板バイアス部４０に電気的に接続された台座Ｓ上に、半導体層２０の形成された基板１０を載置したのち、例えば、基板加熱部５０を用いて、例えば、１００℃以上４００℃未満の範囲（第１温度範囲）内の温度で台座Ｓを介して基板１０を加熱する（ステップＳ３）。なお、本実施の形態では、基板バイアス部４０および基板加熱部５０を上記したように駆動することを基板加熱と称する。

すると、基板１０の熱が半導体層２０にまで伝搬し、半導体層２０の温度が上昇するので、ｐ型コンタクト層２７のうち光反射層３０が形成されることとなる界面のうち、結晶の規則性が乱れている領域ではその乱れが改善され、さらに、その界面に付着している水分および有機成分などの不純物がほとんど除去される。このように、界面を清浄で理想的な結晶状態に近づけたのちに、引き続き基板加熱を行いながら、ｐ型コンタクト層２７上に、光反射層３０および保護層３１を堆積させる（ステップＳ４）。

ここで、光反射層３０を堆積させる際に、例えばスパッタ法を用いる場合は、ターゲットをスパッタするプラズマのパワーをできるだけ小さくすることが好ましく、具体的には、プラズマ放電を安定に維持できる最低のパワー（プラズマ装置の構造によって異なるが、例えば圧力１０Ｐａのとき１Ｗ／ｃｍ² 以下）にすることが好ましい。スパッタによってダメージを最小限にすることができるからである。なお、スパッタを用いた場合はターゲットと基板１０との間に電位差（上記した条件では例えば１００Ｖ〜３００Ｖ程度）が生じて、基板１０がバイアスされるので、基板バイアス部４０を用いなくても基板１０をバイアスすることは可能である。

このようにスパッタを行う際に基板加熱を行うことにより、スパッタによってダメージを受けた界面の結晶性を回復させながら、光反射層３０を堆積させることができる。これにより、スパッタによって光反射層３０およびｐ型コンタクト層２７の接触性が低下するのを抑制することができ、その後の熱処理（シンタリング）において光反射層３０をｐ型コンタクト層２７に容易にオーミック接触させることが可能となる。

次に、基板加熱を停止したのち、図５（Ｂ）に示したように、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を基板加熱時の温度範囲よりも高い温度範囲（第２温度範囲）内の温度にして、半導体層２０、光反射層３０および保護層３１を熱処理（シンタリング）する（ステップＳ５）。

ここで、雰囲気の温度範囲は、光反射層３０に含まれるＡｇがｐ型コンタクト層２７に拡散することの可能な温度以上、光反射層３０が急速に劣化する温度より低い温度であることが好ましい。ただし、この温度範囲は、熱処理の時間が短いほど高い方にシフトし、長いほど低い方にシフトする時間依存性を有する。一方、この熱処理における時間範囲は、設定温度と、光反射層３０の厚さおよび熱伝導率とに基づいて、光反射層３０に含まれるＡｇがｐ型コンタクト層２７に拡散することの可能な時間以上であることが好ましい。ここで、設定温度が高い場合は熱処理の時間を短くすることにより光反射層３０を劣化させることなくＡｇをｐ型コンタクト層２７に拡散させることができ、設定温度が低い場合は熱処理の時間を長くすることによりＡｇをｐ型コンタクト層２７に拡散させることができる。

さて、上記したようなシンタリングを行うと、光反射層３０からｐ型コンタクト層２７へＡｇが拡散し、ｐ型コンタクト層２７内の所定の成分と反応することにより、ｐ型コンタクト層２７のうち光反射層３０との界面およびその近傍に化合物が形成される。なお、このとき、ｐ型コンタクト層２７から光反射層３０へｐ型コンタクト層２７内の成分が拡散し、光反射層３０内の所定の成分と反応することにより、光反射層３０のうちｐ型コンタクト層２７との界面およびその近傍に化合物が形成される場合もある。

このように、光反射層３０およびｐ型コンタクト層２７の一方または双方の界面およびその近傍に化合物が形成されると、光反射層３０およびｐ型コンタクト層２７のそれぞれの界面の密着性が増し、被着性が大きくなる。さらに、光反射層３０がｐ型コンタクト層２７とオーミック接触するようになるので、電気的な接触性が極めて高くなる。これより、基板加熱をした上で、さらにシンタリングを行うことにより、光反射層３０およびｐ型コンタクト層２７の電気的な接触性を極めて高くすることができる。

最後に、ｐ側パッド部３２、ｐ側バンプ部３３、ｎ側電極３４およびｎ側バンプ部３５を順次形成する。このようにして、本実施の形態の発光ダイオードが製造される。

このようにして製造された発光ダイオードでは、ｐ側バンプ部３３およびｎ側バンプ部３５に電流が供給されると、電流が活性層２５の発光領域２５Ａに注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この発光領域２５Ａで生じた発光光のうち射出窓である基板１０に直接向かう光Ｌ１は基板１０を透過して外部に射出され、射出窓である基板１０とは反対側に向かう光Ｌ２，Ｌ３は光反射層３０によって基板１０側に反射されたのち、基板１０を透過して外部に射出される。

このとき、光Ｌ２，Ｌ３は極めて大きな反射率を有するＡｇを含んで構成された光反射層３０で反射されるので、Ａｇを含まない反射層で反射された場合と比べて、反射率や光抽出効率が極めて大きく、例えば、図６に示したように広い波長帯域に渡って反射率を９５％程度にすることが可能である。

また、発光ダイオードの電流電圧特性は、図７に示したように、ほとんど線形となっていることから、ｐ側バンプ部３３と電気的に接続された光反射層３０は、ｐ型コンタクト層２７にオーミック接触していることがわかる。これより、ｐ側バンプ部３３およびｎ側バンプ部３５を駆動するに際して、光反射層３０とｐ型コンタクト層２７との間の接触抵抗を低くすることができ、その結果、駆動電圧を小さくすることができる。

このように、本実施の形態では、基板加熱を行いながら光反射層３０を形成したのち、光反射層３０を熱処理（シンタリング）するようにしたので、光反射層３０がｐ型コンタクト層２７と直接接しているにも拘わらず、光反射層３０をｐ型コンタクト層２７にオーミック接触させることができる。また、光反射層３０はｐ型コンタクト層２７と直接接しているので、半導体層２０からの発光光を高反射率で反射させることができる。これより、光反射層３０の反射率ならびに光反射層３０およびｐ型コンタクト層２７の電気的な接触性のいずれも高い発光ダイオードを実現することができる。

また、例えば、本実施の形態の発光ダイオードを高温高湿度（７０℃、９０％）の雰囲気中で３００時間発光させる試験を行った結果、光反射層３０は変質したり、剥離しなかったことから、光反射層３０とｐ型コンタクト層２７との被着性は極めて高いことがわかる。このとき、反射率の変動率が０．５％程度と、測定誤差の範囲内であったことから、反射率の変動が極めて小さいことがわかる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。

例えば、上記実施の形態では、光反射層３０を保護層３１で覆ったのち熱処理（シンタリング）を行うようにしていたが、光反射層３０を窒素雰囲気中で露出させた状態で、熱処理（シンタリング）を行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んで構成された発光ダイオードについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の半導体材料、例えば、ＡｌＧａＡｓ系や、ＡｌＧａＩｎＰ系などの長波長帯の発光ダイオードに適用することも可能である。

本発明の一実施の形態に係る発光ダイオードの断面構成図である。 図１の光反射層をスパッタ法により形成した場合の断面図である。 図１の光反射層を蒸着法により形成した場合の断面図である。 発光ダイオードの製造工程の流れを簡略化して表す流れ図である。 発光ダイオードの製造工程を説明するための断面構成図である。 発光ダイオードの反射率を説明するための関係図である。 発光ダイオードの電流電圧特性を説明するための関係図である。

符号の説明

１０…基板、２０…半導体層、２１…バッファ層、２２…ＧａＮ層、２３…ｎ型コンタクト層、２４…ｎ型クラッド層、２５…活性層、２５Ａ…発光領域、２６…ｐ型クラッド層、２７…ｐ型コンタクト層、２８…メサ部、３０…光反射層、３１…保護層、３２…ｐ側パッド部、３３…ｐ側バンプ部、３４…ｎ側電極、３５…ｎ側バンプ部、３６…絶縁層、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…光。

Claims (6)

1. 透明基板上に、第１導電型層、活性層および第２導電型層をこの順に積層する工程と、
   前記透明基板を第１温度範囲内の温度で加熱しつつ、Ａｇ（銀）および所定の物質を前記第２導電型層の表面に堆積させることにより光反射層を形成する工程と、
   前記光反射層を形成したのち、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を前記第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内の温度にして前記第１導電型層、活性層、第２導電型層および光反射層を熱処理する工程と
   を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
2. 前記第１温度範囲は、１００℃以上４００℃未満である
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子の製造方法。
3. 前記所定の物質は、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｉｎ（インジウム）およびＧａ（ガリウム）の少なくとも１つである
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子の製造方法。
4. 前記反射層は、スパッタ法により形成されたものである
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子の製造方法。
5. 前記第２導電型層は、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体からなる、第１ｐ型半導体層および第２ｐ型半導体層をこの順に積層して構成されたものであり、
   前記第２ｐ型半導体層は、前記第１ｐ型半導体層よりも高いｐ型不純物濃度を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子の製造方法。
6. 透明基板上に、第１導電型層、活性層および第２導電型層をこの順に積層して構成された半導体層と、
   前記透明基板を第１温度範囲内の温度で加熱しつつ、Ａｇおよび所定の物質を前記第２導電型層の表面に堆積させることにより形成された光反射層と
   を備え、
   前記半導体層および光反射層は、当該半導体層および光反射層を形成したのち、所定の時間範囲内の時間の間、雰囲気の温度を前記第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内の温度にして熱処理されたものである
   ことを特徴とする半導体発光素子。