JP2007294579A - ＧａＮ系半導体発光素子の製造方法及びＧａＮ系半導体発光素子、並びにランプ - Google Patents

Abstract

【課題】接合強度が高く接合界面の抵抗成分を充分に低くすることができるＧａＮ系半導体発光素子の製造方法及びＧａＮ系半導体発光素子、並びにランプを提供する。
【解決手段】第１の基板上に少なくともｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層のＧａＮ系半導体からなる各層を順に積層し、次いで、前記ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層を覆う保護膜を形成し、前記ｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上に、前記保護膜よりも突き出るようにして第１の接合層を積層することにより、第１の積層体を形成する工程と、導電性を有する第２の基板上に少なくとも導電体からなる第２の接合層を積層することにより、第２の積層体を形成する工程と、前記第１の積層体と第２の積層体とを、前記第１の接合層と第２の接合層とを接合させることにより一体化させる工程と、前記第１の積層体から第１の基板を除去する工程とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＧａＮ系半導体発光素子の製造方法及びＧａＮ系半導体発光素子、並びにランプに関する。

近年、短波長光発光素子用の半導体材料として窒化物系半導体であるＧａＮ系化合物半導体材料が注目を集めている。ＧａＮ系化合物半導体は、サファイア単結晶をはじめ、種々の酸化物やＩＩＩ−Ｖ族化合物を基板として、この基板上に有機金属気相化学反応法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）等によって形成される。

サファイア単結晶基板は、ＧａＮとは格子定数が１０％以上も異なるが、ＡｌＮやＡｌＧａＮなどのバッファ層を形成することにより、その上に良好な窒化物半導体を形成することができ、一般的に広く用いられている。サファイア単結晶基板を用いた場合、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が、この順で積層される。サファイア基板は絶縁体であるので、その素子構造は一般的に、ｐ型半導体層上に形成された正極とｎ型半導体層上に形成された負極が存在することになる。このようなＧａＮ系半導体発光素子には、ＩＴＯなどの透明電極を正極に使用してｐ型半導体側から光を取り出すフェイスアップ方式、Ａｇなどの高反射膜を正極に使用してサファイア基板側から光を取り出すフリップチップ方式の２種類がある。

このように、サファイア単結晶基板は一般的に広く用いられているが、絶縁体であるためにいくつかの問題点がある。
第１に、負極を形成するために、発光層をエッチング等により除去してｎ型半導体層を露出させることから、負極の部分だけ発光層の面積が減ってしまい、その分だけ発光出力が低下してしまうという問題がある。
第２に、正極と負極が同一面に配されるために電流の流れが水平方向となり、局部的に電流密度の高い箇所が発生し、素子が発熱してしまうという問題がある。
第三に、サファイア基板の熱伝導率は低いので、発生した熱が拡散せず、素子の温度が上昇してしまうという問題がある。

以上のような問題点を解決するため、サファイア単結晶基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層をこの順で積層した発光素子に導電性基板を接合し、その後、サファイア単結晶基板を除去して、正極と負極を上下に配置させる方法（以下、上下電極構造と称する）が開示されている（例えば、特許文献１）。

さらに、発光素子の光取り出し効率高めるためには、上下電極構造の側面にテーパ形状が形成されていることが好ましいが、基板貼付け後にテーパ形状を形成することは、加工面側から見た場合には逆テーパ加工となるために加工が困難となる。従って、基板貼付け前に上下電極構造の側面をテーパ形状に加工することが好ましい。
また、上下電極構造の側面に保護膜を付けることは、短絡を防ぐ点で好ましいが、テーパ形状を形成すると、加工面側から見た場合には逆テーパ形状になっているため、保護膜を側面に形成することが困難となる。このため、基板貼付け前に、上下電極構造の側面に保護膜を形成することが好ましい。

保護膜を形成する場合、上下電極構造の側面にのみ形成すれば、短絡防止の目的は達成できるが、側面にのみ形成することは位置精度の問題で難しく、上下電極構造側面から正極上面にかけて保護膜を形成することが好ましい。
しかしながら、保護膜を正極上面に設けた場合、図１７に示す発光素子１００のように、基板１０５の貼付け時に、絶縁体である保護膜１０４が基板１０５と接合してしまい、基板１０５と正極１０３との導通をとることができなくなってしまうという問題がある。
特許第３５１１９７０号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ＧａＮ系半導体発光素子に導電性基板を接合し、その後、基板を除去して、正極と負極を上下に配置させる上下電極構造の製造方法において、接合強度が高く接合界面の抵抗成分を充分に低くすることができるＧａＮ系半導体発光素子の製造方法及びＧａＮ系半導体発光素子、並びにランプを提供することを目的とする。

本発明者等は、上記問題を解決するために鋭意努力検討した結果、第１の基板上に少なくともｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層を有するＧａＮ系半導体発光素子の半導体層側と、導電性を有する第２の基板とを接合させて、前記第１の基板を除去するＧａＮ系半導体発光素子の製造方法において、前記第１の基板上に、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層を覆うようにして保護膜を形成するとともに、前記第２の基板側と接合する第１の接合層を金属等の導電体から形成し、前記第１の接合層を、前記保護膜よりも前記第２の基板側に突き出るようにして形成することにより、接合強度が高く接合界面の抵抗成分が充分に低くなることを見出した。
即ち、本発明は以下に関する。

［１］ ＧａＮ系半導体からなる各層を備えるＧａＮ系半導体発光素子の製造方法であって、第１の基板上に少なくともｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層のＧａＮ系半導体からなる各層を順に積層し、次いで、前記ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層を覆い、且つ、ｐ型半導体層表面の少なくとも一部に開口部を有するように保護膜を形成した後、前記開口部から露出するｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上に、前記保護膜よりも突き出るようにして導電体からなる第１の接合層を積層することにより、第１の積層体を形成する工程と、導電性を有する第２の基板上に少なくとも導電体からなる第２の接合層を積層することにより、第２の積層体を形成する工程と、前記第１の積層体と第２の積層体とを、前記第１の接合層と第２の接合層とを接合させることにより一体化させる工程と、前記第１の積層体から第１の基板を除去する工程と、を備えていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
［２］ 前記第１の接合層と前記第２の接合層を実質的に同一材質とし、且つ、接合面垂直方向の結晶方位が互いに略同一となるようにして形成することを特徴とする［１］に記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
［３］ 前記第１の接合層と前記第２の接合層を同一の結晶構造とし、且つ、接合面垂直方向及び接合面内方向の結晶方位が互いに略同一となるようにして形成することを特徴とする［１］に記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
［４］ 前記第１の積層体と第２の積層体とを一体化させる工程は、前記第１の接合層及び第２の接合層の各接合面に真空中で不活性ガスイオンビーム又は不活性ガス中性原子ビームを照射した後、前記第１の接合層及び第２の接合層の各接合面を重ね合わせることによって行なわれることを特徴とする［１］〜［３］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
［５］ 前記保護膜を、前記ｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上の一部を覆うようにして形成することを特徴とする［１］〜［４］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
［６］ 前記第１の積層体を形成する工程は、前記第１の基板にサファイアからなる基板を用いて行なわれることを特徴とする［１］〜［５］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。

［７］ ＧａＮ系半導体からなる各層を備えるＧａＮ系半導体発光素子であって、少なくともｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層のＧａＮ系半導体からなる各層が順に積層され、且つ、前記ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層を覆うように保護膜が形成されているとともに、前記ｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上に、導電体からなる第１の接合層が形成されている第１の積層体と、導電性基板上に各層が積層され、少なくとも導電体からなる第２の接合層が形成されている第２の積層体とを有し、前記第１の接合層と第２の接合層とが接合されることにより、前記第１の積層体と第２の積層体とが一体化されてなることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子。
［８］ 前記第１の接合層と第２の接合層が実質的に同一材質からなり、且つ、接合面垂直方向の結晶方位が略同一となるように形成されていることを特徴とする［７］に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
［９］ 前記第１の接合層と前記第２の接合層が同一の結晶構造であり、且つ、接合面垂直方向及び接合面内方向の結晶方位が略同一となるように形成されていることを特徴とする［８］に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
［１０］ 前記保護膜が、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン、及び窒化アルミニウムの内、少なくとも何れか１種以上からなることを特徴とする［７］〜［９］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子。
［１１］ 前記第１の接合層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、及びＲｅの内、少なくとも何れか１種以上の金属からなることを特徴とする［７］〜［１０］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子。
［１２］ 前記導電性基板がシリコンからなることを特徴とする［７］〜［１１］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子。
［１３］ 前記導電性基板が金属からなることを特徴とする［７］〜［１１］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子。
［１４］ 前記導電性基板をなす金属がＣｕ系合金であることを特徴とする［１３］に記載のＧａＮ系半導体発光素子。

［１５］ 上記［１］〜［６］の何れかに記載の製造方法によって得られるＧａＮ系半導体発光素子。
［１６］ 上記［７］〜［１５］の何れかに記載のＧａＮ系半導体発光素子を備えたことを特徴とするランプ。

本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法によれば、上述の構成により、基板接合時に、上下電極構造の側面及び正極上面に形成された保護膜よりも第１の接合層の方が第２の基板側に突き出すように形成するので、接合強度が高く接合界面の抵抗成分が充分に低減された、上下に正極と負極が配置されてなるＧａＮ系半導体発光素子が得られる。

以下に、本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法及びＧａＮ系半導体発光素子、並びにランプの一実施形態について、図１〜１１を適宜参照しながら説明する。
但し、本発明は以下の実施形態の各々に限定されるものではなく、例えば、これら実施形態の構成要素同士を適宜組み合わせても良い。

図１は本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法を説明する工程図である。
本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法は、第１の基板１１上に少なくともｎ型半導体層１３、発光層１４、及びｐ型半導体層１５のＧａＮ系半導体からなる各層を順に積層し、次いで、ｎ型半導体層１３、発光層１４、及びｐ型半導体層１５を覆い、且つ、ｐ型半導体層１５表面の少なくとも一部に開口部（図２の符号４１を参照）を有するように保護膜１０を形成した後、前記開口部から露出するｐ型半導体層上１５あるいは該ｐ型半導体層１５上に形成される電極層（符号１６、１７及び１８参照）上に、保護膜１０よりも突き出るようにして導電体からなる第１の接合層１９を積層することにより、第１の積層体１Ａを形成する工程（図１（ａ））と、導電性を有する第２の基板７１上に少なくとも導電体からなる第２の接合層７３を積層することにより、第２の積層体２Ａを形成する工程（図１（ｂ））と、第１の積層体１Ａと第２の積層体２Ａとを、第１の接合層１９と第２の接合層７３とを接合させることにより一体化させる工程（図１（ｃ））と、第１の積層体１Ａから第１の基板１１を除去する工程（図１（ｄ））と、を備えて概略構成されている。

また、図２、図７及び図９は、上記方法で得られるＧａＮ系半導体発光素子（以下、発光素子と略称することがある）の、各工程における断面を模式的に示した図である。
図２は、上記方法（図１（ａ）の工程）で得られる第１の積層体１Ａの断面を示す図であり、図中、符号１１は第１の基板、１２はＧａＮ層、１３はｎ型半導体層、１４は発光層、１５はｐ型半導体層、１６はオーミックコンタクト層、１７は反射層、１８は相互拡散防止層、１９は導電体からなる第１の接合層であり、１０は保護膜である。
図７は、上記方法（図１（ｂ）の工程）で得られる第２の積層体２Ａの断面を示す図であり、図中、符号２１は第２の基板、２２は格子整合層、２３は第２の接合層である。

また、図９は、上記方法（図１（ｃ）、（ｄ）の工程）で得られる本発明の発光素子１の断面を示す図である。この発光素子１は、図２に示すようなｎ型半導体層１３、発光層１４、及びｐ型半導体層１５のＧａＮ系半導体からなる各層が順に積層され、且つ、ｎ型半導体層１３、発光層１４、及びｐ型半導体層１５を覆うように保護膜１０が形成されているとともに、ｐ型半導体層１５上あるいは該ｐ型半導体層１５上に形成される電極層（図２の符号１６、１７及び１８を参照）上に、導電体からなる第１の接合層が形成されている第１の積層体１Ａと、図７に示すような導電性を有する第２の基板２１上に各層が積層され、少なくとも導電体からなる第２の接合層２３が形成されている第２の積層体２Ａとを有し、第１の接合層１９と第２の接合層７３とが接合されることにより、第１の積層体１Ａと第２の積層体２Ａとが一体化されてなり、概略構成されている。また、図９に示す例では、ｐ型半導体層１５と第１の接合層１９との間に、オーミックコンタクト層１６、反射層１７、及び相互拡散防止層１８がこの順で積層されており、ｎ型半導体層１３上には負極２５が形成され、第２の基板２１表面には正極２４が形成されている。

そして、図２（及び図３〜４）に示す例のように、本発明の発光素子の製造方法では、図１（ａ）に示す工程で得られる第１の積層体１Ａが、第１の接合層１９が保護膜１０よりも突き出るようにして、つまり、図９における第２積層体２Ａ側（第２の接合層７３側）に突き出るように構成されている。

［発光素子の構成］
以下、本発明の製造方法で得られるＧａＮ系半導体発光素子の基本構成について、図２〜１１を引用しながら詳述する。

「基板」
第１の基板１１に用いられる基板としては、サファイア単結晶（Ａｌ_２Ｏ_３；Ａ面、Ｃ面、Ｍ面、Ｒ面）、スピネル単結晶（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）、ＺｎＯ単結晶、ＬｉＡｌＯ_２単結晶、ＬｉＧａＯ_２単結晶、ＭｇＯ単結晶等の酸化物単結晶、Ｓｉ単結晶、ＳｉＣ単結晶、ＧａＡｓ単結晶、ＡｌＮ単結晶、ＧａＮ単結晶及びＺｒＢ_２等のホウ化物単結晶、等の基板材料が周知である。本発明においても、これら周知の基板材料を含めて、如何なる基板材料を何ら制限なく用いることができる。これらの中でも、サファイア単結晶及びＳｉＣ単結晶が特に好ましい。
なお、基板の面方位は特に限定されない。また、ジャスト基板でも良いしオフ角を付与した基板であっても良い。

「窒化物系化合物半導体」
上述の基板１１上には、通常、バッファ層を介して、窒化物系半導体からなるｎ型半導体層１３、発光層１４及びｐ型半導体層１５が積層される。また、使用する基板やエピタキシャル層の成長条件によっては、バッファ層が不要な場合がある。図１に示す例では、基板１１上にＧａＮ層１２を介してｎ型半導体層１２が積層されている。

ＧａＮ系半導体としては、例えば一般式Ａｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_ＺＮ_１−ＡＭ_Ａ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１で且つ、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１。記号Ｍは窒素（Ｎ）とは別の第Ｖ族元素を表し、０≦Ａ＜１である。）で表わされるＧａＮ系半導体が多数知られており、本発明においても、それら周知のＧａＮ系半導体を含めて一般式Ａｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_ＺＮ_１−ＡＭ_Ａ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１で且つ、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１。記号Ｍは窒素（Ｎ）とは別の第Ｖ族元素を表し、０≦Ａ＜１である。）で表わされるＧａＮ系半導体を何ら制限なく用いることができる。

ＧａＮ系半導体は、Ａｌ、ＧａおよびＩｎ以外に他のＩＩＩ族元素を含有することができ、必要に応じてＧｅ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｐ、Ａｓ及びＢなどの元素を含有することもできる。さらに、意図的に添加した元素に限らず、成膜条件等に依存して必然的に含まれる不純物、並びに原料、反応管材質に含まれる微量不純物を含む場合もある。

ＧａＮ系半導体の成長方法は特に限定されず、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）等、ＧａＮ系半導体を成長させることが知られている全ての方法を適用できる。好ましい成長方法としては、膜厚制御性、量産性の観点からＭＯＣＶＤ法である。
ＭＯＣＶＤ法では、キャリアガスとして水素（Ｈ_２）または窒素（Ｎ_２）、ＩＩＩ族原料であるＧａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）またはトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）またはトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）またはトリエチルインジウム（ＴＥＩ）、Ｖ族原料であるＮ源としてアンモニア（ＮＨ_３）、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）などが用いられる。また、ドーパントとしては、ｎ型にはＳｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ_４）またはジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）を、Ｇｅ原料としてゲルマンガス（ＧｅＨ_４）や、テトラメチルゲルマニウム（（ＣＨ_３）_４Ｇｅ）やテトラエチルゲルマニウム（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｇｅ）等の有機ゲルマニウム化合物を利用できる。
ＭＢＥ法では、元素状のゲルマニウムもドーピング源として利用できる。ｐ型にはＭｇ原料としては例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ_２Ｍｇ）またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ_２Ｍｇ）を用いる。

ｎ型半導体層１３は、通常、下地層、ｎコンタクト層およびｎクラッド層から構成される。ｎコンタクト層は下地層および／またはｎクラッド層を兼ねることができる。
下地層はＡｌ_ＸＧａ_１―ＸＮ層（０≦ｘ≦１、好ましくは０≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０≦ｘ≦０．１）から構成されることが好ましい。下地層の膜厚は０．１μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．５μｍ以上であり、１μｍ以上が最も好ましい。膜厚を１μｍ以上とすることにより、結晶性の良好なＡｌ_ＸＧａ_１―ＸＮ層が得られやすくなる。

下地層には、ｎ型不純物を１×１０^１７〜１×１０^１９／ｃｍ^３の範囲内であればドープしても良いが、アンドープ（＜１×１０^１７／ｃｍ^３）の方が、良好な結晶性を維持する点から好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅである。

下地層を成長させる際の成長温度は、８００〜１２００℃が好ましく、１０００〜１２００℃の範囲に調整することがより好ましい。この温度範囲内で成長させれば、結晶性の良い下地層が得られる。また、ＭＯＣＶＤ成長炉内の圧力は１５〜４０ｋＰａに調整することが好ましい。

ｎコンタクト層としては、下地層と同様にＡｌ_ＸＧａ_１―ＸＮ層（０≦ｘ≦１、好ましくは０≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０≦ｘ≦０．１）から構成されることが好ましい。また、ｎ型不純物がドープされていることが好ましく、ｎ型不純物を１×１０^１７〜１×１０^１９／ｃｍ^３、好ましくは１×１０^１８〜１×１０^１９／ｃｍ^３の濃度で含有すると、負極との良好なオーミック接触の維持、クラック発生の抑制、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ及びＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅである。成長温度は下地層と同様である。

ｎコンタクト層を構成する窒化物系化合物半導体は、下地層と同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を１〜２０μｍ、好ましくは２〜１５μｍ、さらに好ましくは３〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。ｎコンタクト層と下地層との合計の膜厚がこの範囲であると、半導体の結晶性が良好に維持される。

ｎコンタクト層と発光層１４との間には、ｎクラッド層を設けることが好ましい。ｎクラッド層を設けることにより、ｎコンタクト層の最表面に生じた、平坦性の悪化した箇所を埋めることできる。ｎクラッド層はＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等によって形成することが可能である。また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造としてもよい。ＧａＩｎＮとする場合には、発光層のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましいことは言うまでもない。

ｎクラッド層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは０．００５〜０．５μｍの範囲であり、より好ましくは０．００５〜０．１μｍの範囲である。
また、ｎクラッド層のｎ型ドープ濃度は１×１０^１７〜１×１０^２０／ｃｍ^３の範囲が好ましく、より好ましくは１×１０^１８〜１×１０^１９／ｃｍ^３の範囲である。ドープ濃度がこの範囲であると、良好な結晶性の維持および発光素子の動作電圧低減の点で好ましい。

ｎ型半導体層１３上に積層される発光層１４としては、ＧａＮ系半導体、好ましくはＧａ_１−ｓＩｎ_ｓＮ（０＜ｓ＜０．４）のＧａＮ系半導体からなる発光層が通常用いられる。
発光層１４の膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚、即ち臨界膜厚が好ましく、例えば１〜１０ｎｍの範囲であり、より好ましくは２〜６ｎｍの範囲である。膜厚が上記範囲であると、発光出力の点で好ましい。
また、発光層は、上記のような単一量子井戸（ＳＱＷ）構造の他、上記Ｇａ_１−ｓＩｎ_ｓＮを井戸層として、この井戸層よりバンドギャップエネルギーが大きいＡｌ_ｃＧａ_２ＢＮ（０≦ｃ＜０．３かつｂ＞ｃ）障壁層とからなる多重量子井戸（ＭＱＷ）構造としてもよい。また、井戸層および障壁層には、不純物をドープしてもよい。

Ａｌ_ｃＧａ_２ＢＮ障璧層の成長温度は７００℃以上が好ましく、８００〜１１００℃の温度で成長させると結晶性が良好になるため、より好ましい。また、ＧａＩｎＮ井戸層は６００〜９００℃、好ましくは７００〜９００℃の温度で成長させる。すなわちＭＱＷの結晶性を良好にするためには、層間で成長温度を変化させることが好ましい。

ｐ型半導体層１５は、通常、ｐクラッド層およびｐコンタクト層から構成される。しかし、ｐコンタクト層がｐクラッド層を兼ねてもよい。
ｐクラッド層としては、発光層１４のバンドギャップエネルギーより大きくなる組成であり、発光層１４へのキャリアの閉じ込めができるものであれば特に限定されないが、好ましくは、Ａｌ_ｄＧａ_１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４、好ましくは０．１≦ｄ≦０．３）のものが挙げられる。ｐクラッド層が、このようなＡｌＧａＮからなると、発光層１３へのキャリアの閉じ込めの点で好ましい。
ｐクラッド層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１〜４００ｎｍであり、より好ましくは５〜１００ｎｍである。
ｐクラッド層のｐ型ドープ濃度は、１×１０^１８〜１×１０^２１ｍ^３が好ましく、より好ましくは１×１０^１９〜１×１０^２０／ｃｍ^３である。ｐ型ドープ濃度が上記範囲であると、結晶性を低下させることなく良好なｐ型結晶が得られる。

ｐコンタクト層としては、少なくともＡｌ_ｅＧａ_１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５、好ましくは０≦ｅ≦０．２、より好ましくは０≦ｅ≦０．１）を含んでなる窒化物系化合物半導体層である。Ａｌ組成が上記範囲であると、良好な結晶性の維持およびｐオーミック電極との良好なオーミック接触の点で好ましい。
また、ｐ型ドーパントを１×１０^１８〜１×１０^２１ｍ^３の範囲の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましく、より好ましくは５×１０^１９〜５×１０^２０／ｃｍ^３の範囲である。
ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、好ましくはＭｇが挙げられる。
ｐコンタクト層の膜厚は、特に限定されないが、０．０１〜０．５μｍが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．２μｍである。膜厚がこの範囲であると、発光出力の点で好ましい。

「第１の接合層」
第１の接合層１９は、図２に示すように、保護膜１０よりも第２の基板側（図９参照）に突き出して形成されている必要がある。この際の突き出し量は特には限定されないが、１ｎｍから１０μｍの範囲であることが好ましい。突き出し量を１ｎｍ未満に調整することは困難であるので、１ｎｍ以上が好ましい。また、上限は特には限定されないが、生産性の観点から１０μｍ以下が好ましい。さらには、１０ｎｍから１μｍの範囲がより好ましい。

第１の接合層は、図２に示す例では、保護膜１０よりも突き出ているとともに保護膜１０の上面を覆うように形成されているが、これには限定されず、図３に示す第１の接合層３９のように、後述の正極上面に形成された保護膜１０の開口部内側に形成しても良い。
正極上面に形成された保護膜の面積が小さい場合は、正極上面に形成された保護膜の開口部内側に第１の接合層を形成することが好ましい。この際、正極上面に形成された保護膜を覆うように第１の接合層を形成すると、保護膜上に形成された部分が第２の基板側に突き出した状態となるので、この部分でのみの接合となって接合面積が減少し、接合強度が低下してしまう。
正極上面に形成された保護膜の面積が大きい場合は、正極上面に形成された保護膜を覆うように第１の接合層を形成することが好ましい。この際、正極上面に形成された保護膜を覆うように第１の接合層を形成すると、保護膜上に形成された部分が第２の基板側に突き出した状態となるが、保護膜の面積が大きければ図３に示す例のように接合時の面性が増加し、接合強度を向上させることができる。

なお、本発明では、正極上面に形成された保護膜１０の面積が、正極全体の面積に対して５０％以下の場合は保護膜の面積が小さいとし、５０％を超える場合は保護膜の面積が大きいとする。
さらに、第１の接合層の接合面積を増加させるためには、図４に示す例のように、第１の接合層５９を、正極上面に形成された保護膜１０を覆うように形成した後、平坦化することが好ましい。

第１の接合層を平坦化する方法としては、エッチバックによって行なうことが好ましい。例えば、第１の接合層をスパッタ装置内で成膜後、スパッタ装置中でアルゴンイオンを用いて逆スパッタすることにより、第１の接合層を平坦化することができる。
また、第１の接合層の膜厚を厚くすることが、平坦化するための方法として好ましい。膜厚を厚くしてゆくと、接合層表面が平坦化されていくので、第１の接合層を２〜１０μｍの厚さで成膜することが好ましい。

第１の接合層には、接合時に、真空中で不活性ガスイオンビーム又は不活性ガス中性原子ビームを照射した際に、容易に表面が活性化する金属を用いることが好ましい。なお、本発明では、活性化するとは表面の不純物が取れ、ダングリングボンドが剥き出しになっている状態を示す。金属は、大気中では表面が酸化されていることが多いために、酸素との親和力が小さい方が容易に酸化皮膜を除去することができる。従って、第１の接合層には、貴金属を用いることが好ましい。

第１の接合層に用いられる導電体しては、金属と用いることが好ましく、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ，Ｒｅ、Ｃｕ等の単体金属を用いるか、あるいは、これら金属をすくなくとも２種類以上含む合金を用いることが好ましい。
また、第１の接合層と、後述の第２の接合層との接合界面の結晶構造、及び結晶方位が揃っているほど、接合時の安定性は高まり、接合強度が増加する。理想的には、第１の接合層と第２の接合層とは、同一物質で同一の結晶構造を有し、結晶方位が面垂直方向及び面内方向でほぼ揃っていれば、接合界面において結晶ひずみ等は発生しないので、バルク、つまり塊の状態と同等の強度が発生するものと考えられる。
従って、第１の接合層及び第２の接合層が実質的に同一物質であり、かつ、接合面垂直方向の結晶方位が略同一であれば、接合強度が向上するので好ましい。
また、第１の接合層及び第２の接合層が同じ結晶構造を有し、かつ、接合面垂直方向と接合面内方向の結晶方位が共に略同一であれば、一層接合強度が向上するのでより好ましい。
さらに、第１の接合層及び第２の接合層が、同じ物質及び同じ結晶構造を有し、且つ、接合面垂直方向及び接合面内方向の結晶方位がともに略同一であれば、接合強度が向上するのでより好ましい。

なお、半導体層はＧａＮ系単結晶であるので、第１の接合層１９の結晶方位を制御するためには、オーミックコンタクト層１６、反射層１７の結晶方位も制御する必要性がある。
ＧａＮの結晶構造はウルツ鉱構造であり、格子定数はａ＝３．１６Å、ｃ＝５．１３Åである。オーミックコンタクト層１６が接するｐ型半導体層１５は、Ａｌが添加されているので格子定数は変動するが、その添加量は多くとも１０％程度であるので、格子定数はほぼａ＝３．１６Åであると言える（ＡｌＮの結晶構造もウルツ鉱構造であり、格子定数はａ＝３．０８Å、ｃ＝４．９３Åであるので、１０％程度の添加量では格子定数はほぼ同じである）。

サファイアからなる第１の基板１１上に積層されたＧａＮ系単結晶のＧａＮ層１２は（００・１）配向であるので、その上に積層されるオーミックコンタクト層１６、反射層１７、第１の接合層１９は六方晶系の（００・１）面を有するか、面心立方晶系の（１１１）面を有していることが好ましい。

なお、本例の説明中、結晶面表記の中の文字「・」は、結晶面を表すミラーブラベー指数の省略形を示す。すなわち、結晶面を表わすのにＧａＮのような六方晶系では、通常（ｈｋｉｌ）と４つの指数で表わすが、この中で「ｉ」に関してはｉ＝−（ｈ＋ｋ）と定義されており、この「ｉ」の部分を省略した形式では、（ｈｋ・ｌ）と表記する。

ＧａＮ系単結晶の（００・１）配向上に六方晶系の（００・１）面が配向するためには、格子定数の差が２０％以内であることが好ましい。この範囲内であれば、接合面垂直方向に結晶方向を揃えることができる。ＧａＮの格子定数がａ＝３．１６Åであるので、オーミックコンタクト層１６、反射層１７、第１の接合層１９に用いる六方晶系の格子定数はａ＝２．５３Å〜３．７９Åであることが好ましい。なお、配向が（００・１）であるので、格子定数ｃはどのような値をとっても構わない。
ＧａＮ系半導体は単結晶であるので、接合面内方向を見た場合、図５（ａ）に示すように、６角形が規則した配列になっている。従って、接合面内方向に結晶方位を揃えるためには、もともと面内方向に結晶方位が揃っている単結晶を用いることが好ましい。また、接合面内方向に結晶方位を揃えるため、接合面垂直方向同様、格子定数の差が２０％以内であることが好ましい。

面心立方晶系の（１１１）面は、図５（ｂ）に示すように、六方晶系の（００・１）面（図５（ａ））と同じ配列の結晶面を取る。面心立方晶系の格子定数ａの１／√２が六方晶系の格子定数ａに相当する。六方晶系の場合と同様、格子定数の差が２０％以内であることが好ましいので、オーミックコンタクト層１６、反射層１７、第１の接合層１９に用いる面心立方晶系の格子定数はａ＝３．５８Å〜５．３６Åであることが好ましい。この範囲であれば、ＧａＮ系単結晶を使用する上では、接合面垂直および接合面内の結晶方位を揃えることができる。
第１の接合層に用いる金属として、Ａｕ（面心立方晶構造，ａ＝４．０８Å）、Ａｇ（面心立方晶構造，ａ＝４．０９Å）、Ｉｒ（面心立方晶構造，ａ＝３．８４Å）、Ｐｔ（面心立方晶構造，ａ＝３．９３Å）、Ｐｄ（面心立方晶構造，ａ＝３．８９Å）、Ｒｈ（面心立方晶構造，ａ＝３．８０Å）、Ｒｕ（六方最密充填構造，ａ＝２．７０Å），Ｒｅ（六方最密充填構造，ａ＝２．７６Å）、ＣｕＰｄ（面心立方晶構造，ａ＝３．６２Å）は、上記の範囲に入っているので、第１の接合層として好適に用いることができる。

「オーミックコンタクト層」
オーミックコンタクト層１６に要求される性能としては、ｐ型半導体層との接触抵抗が小さいことが必須であるが、第１の接合層１９の結晶配向を揃えるために、結晶構造および格子定数が上述の範囲であることが好ましい。

オーミックコンタクト層１６の材料としては、ｐ型半導体層１５との接触抵抗の観点と、結晶構造および格子定数の観点から、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ（六方最密充填構造 ａ＝２．７４Å）、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ等の白金族、又はＡｇを用いることが好ましい。さらに好ましくは、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ及びＲｕであり、Ｐｔが特に好ましい。
オーミックコンタクト層１６にＡｇを用いることは、良好な反射を得るためには好ましいが、接触抵抗はＰｔよりも大きい。したがって、接触抵抗がそれほど要求されない用途にはＡｇを用いることも可能である。

オーミックコンタクト層１６の厚さは、低接触抵抗を安定して得るため、０．１ｎｍ以上とすることが好ましい。さらに好ましくは１ｎｍ以上であり、この厚さであれば均一な接触抵抗が得られる。また、オーミックコンタクト層１６は、Ａｇ合金等と比較すると反射率が低いので、膜厚は３０ｎｍ以下とすることが好ましい。さらに好ましくは１０ｎｍ以下である。

「反射層」
反射層１７には、Ａｇ、Ａｌ（面心立方晶構造 ａ＝４．０５Å）等を用いることができる。また、Ａｇには、耐食性や耐温度性向上させるため、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ等を添加することが効果的である。これらの元素の添加量は、何れの元素も５ａｔ％以下であるので、格子定数は大きく変わらない。
また、Ａｌには、平坦性を向上させるためにＮｄなどを添加することが効果的であるが、添加量は５ａｔ％以下であるので、格子定数が大きく変わることは無い。

「相互拡散防止層」
反射層１７と第１の接合層１９の間には、該反射層１７と第１の接合層１９の間の密着性向上や相互拡散防止のための相互拡散防止層１８を設けても良い。また、第１の接合層１９の結晶方位を揃えるために、その層を構成する単体金属、或いは合金の格子構造および格子定数が、六方晶系でａ＝２．５３Å〜３．７９Å、或いは面心立方晶系でａ＝３．５８Å〜５．３６Åの範囲であることが好ましい。
例えば、反射層１７にＡｇ、第１の接合層１９にＡｕを用いる場合、ＡｇとＡｕは全率固溶するので相互拡散が生じてしまう。これを防ぐため、相互拡散防止層１８としてＰｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｔｉ（六方最密充填構造 ａ＝２．９５Å）、Ｈｆ（六方最密充填構造 ａ＝３．２０Å）、Ｚｒ（六方最密充填構造 ａ＝３．２３Å）等を用いることができる。

「第２の基板」
図６は、図７に示す積層体の例と同様、図１（ｂ）の工程によって得ることができる第２の積層体２Ｂを示す断面図であり、図中、符号６１は第２の基板、６２は第２のアモルファス層、６３は第２の接合層である。
第２の基板６１には、導電性を有していればどのような物質を用いることもできるが、金属、又は導電性を有するシリコンを用いることが好ましい。金属であれば、どのような物質を用いることもできるが、熱伝導率の高いＣｕ又はＣｕ合金を用いることが好ましい。シリコンは、熱伝導率ではＣｕ等の金属に劣るが、シリコン（１１１）を使用すると結晶配向性を制御しやすいことや、ＧａＮ系半導体発光素子を素子に分割する際の加工性の良さ等の利点を有している。

第２の基板６１に金属単結晶基板を用いることも可能であるが、コストが高くなってしまうという問題がある。従って、多結晶で結晶方位の揃っていない金属基板を使用することが好ましい。しかしながら、多結晶で結晶方位の揃っていない金属基板に直接、第２の接合層６３を形成すると、金属の結晶面の影響をうけてしまい、六方晶系の（００・１）面、又は面心立方晶系の（１１１）面を優先的に成長させることができない。
多結晶で結晶方位の揃っていない金属基板の影響を抑えるためには、第２の接合層６３を形成する前に、第２のアモルファス層６２を形成することが好ましい。

第２のアモルファス層６２には、アモルファス化する金属であればどのような物質を使用することも可能であるが、第２の接合層６３の六方晶系の（００・１）面、又は面心立方晶系の（１１１）面を優先的に成長させる特性を有していることが好ましい。
具体的には、Ｃｏ、Ｎｉ及びＦｅから選ばれる何れか１種類以上と、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ及びＮｂから選ばれる何れか１種類以上とを含む金属であるか、又は、Ｒｕ及びＲｅから選ばれる何れか１種類以上と、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ及びＮｂから選ばれる何れか１種類以上とを含むこと金属であることが好ましい。さらに具体的には、ＣｏＷ系合金、ＣｏＭｏ系合金、ＣｏＴａ系合金、ＣｏＮｂ系合金、ＮｉＷ系合金、ＮｉＭｏ系合金、ＮｉＴａ系合金、ＮｉＮｂ系合金、ＦｅＷ系合金、ＦｅＭｏ系合金、ＦｅＴａ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＲｕＷ系合金、ＲｕＭｏ系合金、ＲｕＴａ系合金、ＲｕＮｂ系合金、ＲｅＷ系合金、ＲｅＭｏ系合金、ＲｅＴａ系合金、ＲｅＮｂ系合金であることが好ましい。

第２の接合層６３は導電体からなり、第１の接合層と同様の理由で金属を用いることが好ましく、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ，Ｒｅ、Ｃｕ等の単体金属か、或いはこれらの金属を少なくとも２種類以上含む合金を用いることが好ましい。

第２のアモルファス層６２と第２の接合層６３との間には、該第２の接合層６３の結晶性を高めるために、図示略の結晶性向上層を設けても良い。しかしながら、これらの層を設ける場合においても、その層を構成する単体金属或いは合金の格子構造、及び格子定数が、六方晶系でａ＝２．５３Å〜３．７９Å、或いは面心立方晶系でａ＝３．５８Å〜５．３６Åである必要がある。結晶性向上層にはＰｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｒなどもちいることができるが、特にＰｔを用いることが良子な（１１１）が得られるので好ましい。

アモルファス層を用いた場合、面垂直方向の結晶性を制御することは可能であるが、面内方向の結晶性を制御することはできない。面垂直方向に加えて、面内方向の結晶性を制御することにより、さらに接合強度を向上させることができる。
このような面垂直方向と面内方向の制御は、単結晶基板を用いることにより可能であるが、第１の接合層との接合を考慮すると、シリコン単結晶の（１１１）面を用いることが好ましい。

図７に示す第２の積層体２Ａは、シリコン単結晶の（１１１）面を用いた例である。
第２の基板２１には、導電性を有し、且つ、単結晶を有していれば、どのような物質も用いることができるが、導電性を有するシリコン単結晶の（１１１）面を用いることが好ましい。
シリコン単結晶の（１１１）面の原子配列は、ＧａＮ（００・１）面の原子配列と同じであるので、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｃｕ，Ｉｒ等の面心立方構造（１１１）面、Ｒｕ，Ｒｅ等の六法最密充填の（００・１）を配向させやすい。しかしながら、面心立方構造のＡｕの格子定数ａが４．０８Åなのに対して、Ｓｉの格子定数ａは５．４３Åと２５％もずれているために、面心立方構造の（１１１）面を配向させることは容易ではない。Ｒｕ，Ｒｅ等の六法最密充填に関しても、格子定数が大きく異なるため、（００・１）を配向させることは容易ではない。

Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｃｕ，Ｉｒ等の面心立方構造（１１１）面、及びＲｕ，Ｒｅ等の六法最密充填の（００・１）を、Ｓｉ（１１１）上に成長させるための方法として、以下に説明する２つの方法が挙げられる。

一つ目の方法として、（１１１）面を有するシリコン単結晶基板をＲＣＡ洗浄等で十分に基板表面を洗浄した後、希フッ酸などで表面を水素終端させ、その後、超高真空を有する成膜装置を用いて成膜することが挙げられる。
希フッ酸の濃度は、０．１〜２ｗｔ％程度の範囲が好ましく、１〜２０分程度の処理を行なうことにより、（１１１）面を有するシリコン単結晶基板表面を水素終端させることができる。この際、成膜中に酸素や窒素等の不純物ガスあると、きれいな洗浄面が保たれないので、真空装置の到達真空度は高いほう好ましく、１．０×１０^−４〜１．０×１０^−８Ｐａの範囲であることが好ましい。より好ましい到達真空度は、５．０×１０^−５〜１．０×１０^−６Ｐａの範囲である。
なお、高真空であればあるほど、エピタキシャル成長がしやすくなるものの、真空装置で１．０×１０^−８Ｐａを達成するためには、大きな排気量を有する排気系が必要になり、また、真空装置を長時間ベーキングしなければならない等、効率性に欠けることから、到達真空度は上記範囲とすることが好ましい。
（１１１）面を有するシリコン単結晶基板表面が水素終端されている場合、１．０×１０^−４よりも高真空、より好ましくは５．０×１０^−５Ｐａより高真空であれば、良好なエピタキシャル成長を実現することができる。

また、ＡｇはＳｉとはシリサイドを形成しないので、この組み合わせであれば、（１１１）面を有するシリコン単結晶基板表面上に、良好なエピタキシャル成長を最も容易に実現することができる。
（１１１）面を有するシリコン単結晶基板表面上にＡｇを成膜する場合、そのままでも接合層として使用することができるが、接合層に用いる材料としては、より酸化されにくいＡｕを用いることがより好ましい。この場合、ＡｇとＡｕは全率固溶するので相互拡散が生じてしまう。これを防ぐために、相互拡散防止層として、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｔｉ（六方最密充填構造 ａ＝２．９５Å）、Ｈｆ（六方最密充填構造 ａ＝３．２０Å）、Ｚｒ（六方最密充填構造 ａ＝３．２３Å）等を用いることができる。

もう一つの方法としては、格子整合層（図７の符号２２参照）を用いることが挙げられる。
格子整合層２２は、六方最密充填構造を有し、Ｓｉ（１１１）面の対応する一辺の長さａ／√２の３．８４Åとのずれが２０％以内であることが、Ｓｉ（１１１）面上に六方最密充填構造の（００・１）が配向するので好ましい。また、Ｓｉは単結晶を使用するので、格子定数の差が２０％以内であれば、接合面内方向に結晶方位を揃えることができる。
格子整合層２２としては、Ｈｆ（六方最密充填構造、ａ＝３．２０Å）、Ｍｇ（六方最密充填構造、ａ＝３．２１Å）、Ｚｒ（六方最密充填構造、ａ＝３．２３Å）を用いることがＳｉ（１１１）面の対応する一辺の長さａ／√２の３．８４Åとのずれが２０％以内であるので好ましい。

格子整合層２２を成膜する前に、Ｓｉ基板（第２の基板２１）上から表面酸化膜を除去することが好ましい。Ｓｉ基板上に表面酸化膜が存在すると、Ｓｉ（１１１）面を反映した結晶成長が著しく阻害されるので、除去することが好ましい。表面酸化膜を除去する方法としては、真空装置内でバイアスエッチング等の方法を用いて行うことが好ましい。

また、格子整合層としてＨｆ，Ｍｇ，Ｚｒを用いた場合、格子整合層Ｈｆ，Ｍｇ，Ｚｒの（００・１）配向上に六方晶系の（００・１）面が配向するためには、格子定数の差が２０％以内であることが好ましい。この範囲内であれば、接合面垂直方向に結晶方向を揃えることができる。従って、第２の接合層に用いる六方晶系の格子定数はａ＝２．５８Å〜３．８４Åが好ましい。なお、配向が（００・１）であるので、格子定数ｃはどのような値をとっても構わない。

面心立方晶系の（１１１）面は、図５（ｂ）に示すように、六方晶系の（００・１）面（図５（ａ））と同じ配列の結晶面を取る。面心立方晶系の格子定数ａの１／√２が、六方晶系の格子定数ａに相当する。六方晶系の場合と同様、格子定数の差が２０％以内であることが好ましいので、第２の接合層に用いる面心立方晶系の格子定数はａ＝３．６５Å〜５．４２Åであることが好ましい。この範囲であれば、格子整合層上に、接合面垂直及び接合面内の結晶方位を揃えることができる。

第２の基板２１にシリコン単結晶基板を用いた場合でも、第２の接合層２３には、Ａｕ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｒｅ，Ｃｕなどの単体金属、或いはこれら金属を少なくとも２種類以上含む合金を用いることが好ましいが、格子整合層２２との配向性を考慮すると、Ａｕ，Ａｇ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｒｅ等の単体金属、或いはこれら金属を少なくとも２種類以上含む合金を用いることがさらに好ましい。但し、Ｃｕを成膜する場合は、格子整合層上にＡｕ等を成膜し、その後、Ｃｕを成膜することにより第２の接合層２として用いることができる。

オーミックコンタクト層、反射層、相互拡散防止層、第１の接合層、第２の接合層、格子整合層の成膜方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等、公知の成膜方法を用いることができるが、良好な結晶得るためには、成膜時のエネルギーの大きいスパッタ法を用いることが好ましい。
反射層、相互拡散防止層、第１の接合層、第２の接合層、格子整合層の膜厚は、特に限定されないが、良好な結晶性を得るためには１ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚が厚くなることにより、特に結晶性が劣化するようなことは無いので上限は限定されないが、生産性の観点から１０μｍ以下であることが好ましい。

上述したオーミックコンタクト層、反射層、相互拡散防止層、第１の接合層、第２の接合層、格子整合層の成膜方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等、公知の成膜方法を用いることができるが、良好な結晶得るためには、成膜時のエネルギーの大きいスパッタ法を用いることが好ましい。
また、反射層、相互拡散防止層、第１の接合層、第２の接合層、格子整合層の膜厚は特に限定されないが、良好な結晶性を得るためには１ｎｍ以上であることが好ましい。膜厚が厚くなることによって結晶性が劣化することは特に無いので、上限は限定されないが、生産性の観点から、膜厚は１０μｍ以下であることが好ましい。

「正極及び負極」
第１の基板１１を剥離した後、研磨法、エッチング法などによってバッファ層を除去し、ｎ型半導体層１３を露出させた後、該ｎ型半導体層１３上に負極２５を形成する。負極としては、各種組成及び構造の負極が公知であり、これら公知の負極を何ら限なく用いることが出来る。
また、第２の基板２１の表面（図９において下側）には正極２４を形成する。
正極２４としては、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ及びＣｕ等の材料を用いた各種構造が公知であり、これら公知の材料を何ら制限なく用いることが出来る。

正極及び負極の各電極を形成した後、素子を分割する。分割方法としてはレーザスクライブ法、ダイシング法など公知の技術を何ら制限なく用いることが出来る。

［ＧａＮ系半導体発光素子の製造方法］
本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法は、上述した図１の工程図に示すように、第１の基板１１上に少なくともｎ型半導体層１３、発光層１４、及びｐ型半導体層１５のＧａＮ系半導体からなる各層を順に積層し、次いで、ｎ型半導体層１３、発光層１４、及びｐ型半導体層１５を覆い、且つ、ｐ型半導体層１５表面の少なくとも一部に開口部（図２の符号４１を参照）を有するように保護膜１０を形成した後、前記開口部から露出するｐ型半導体層上１５あるいは該ｐ型半導体層１５上に形成される電極層（符号１６、１７及び１８参照）上に、保護膜１０よりも突き出るようにして導電体からなる第１の接合層１９を積層することにより、第１の積層体１Ａを形成する工程（図１（ａ））と、導電性を有する第２の基板２１上に少なくとも導電体からなる第２の接合層２３を積層することにより、第２の積層体２Ａを形成する工程（図１（ｂ））と、第１の積層体１Ａと第２の積層体２Ａとを、第１の接合層１９と第２の接合層２３とを接合させることにより一体化させる工程（図１（ｃ））と、第１の積層体１Ａから第１の基板１１を除去する工程（図１（ｄ））と、を備えて概略構成されている。

本発明の製造方法では、図２（及び図３〜４）に示すように、第１の接合層１９を保護膜１０よりも第２の基板側（図９参照）に突き出して形成している（図１（ａ）の工程）。
これにより、第１の積層体１Ａに備えられた第１の接合層１９と、第２の積層体２Ａに備えられた第２の接合層２３とを接合する際、保護膜１０よりも突き出るようにして形成された第１の接合層１９が、第２の接合層２３と高い接合強度で確実に接合され、第１の積層体１Ａと第２の積層体２Ａとが強固に一体化されるとともに、両積層体間を確実に導通させることができる。
なお、図２〜４、図６、７、９に示す例では、説明の都合上、ＧａＮ系半導体発光素子が単体に分割された状態のものを示しているが、工業的生産的には、例えば図１０に示すように、第１の基板１１Ａ上に上記各層が複数並んで積層されてなる第１の積層体１Ｄと、第２の基板３１上に上記各層が積層されてなる第２の積層体２Ｃとを接合した後、ダイシング等によって分割し、単体のＧａＮ系半導体発光素子とすることができる。

本発明の製造方法では、例えば、図２に示す第１の接合層１９と第２の接合層２３を実質的に同一材質とし、且つ、接合面垂直方向の結晶方位が互いに同一となるようにして形成する方法としても良い。また、第１の接合層１９と第２の接合層２３を同一の結晶構造とし、且つ、接合面垂直方向及び接合面内方向の結晶方位を同一方位となるようにして形成する方法としても良い。
上述の構成とすることにより、第１の接合層と第２の接合層との接合強度が、より一層高められる。

なお、本発明の製造方法では、保護膜１０を、前記ｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上の一部を覆うようにして形成する方法としても良い。
また、第１の積層体１９を形成する工程は、第１の基板１９にサファイアからなる基板を用いて行う方法とすることができる。

図８（ａ）、（ｂ）は、図２に示すような第１の積層体１Ａと、図７に示すような第２の積層体２Ａ（あるいは、図６に示すような第２の積層体２Ｂ）とを接合して一体化する際の工程を説明する模式図である。図中、８１は基板ホルダー、８２は接合するサンプル（例えば、図２に示す第１の積層体１Ａ、及び図７に示す第２の積層体２Ａ等）、８３は不活性ガス中性原子ビーム源である。

第１の積層体と第２の積層体とを接合する方法としては、第１の接合層と第２の接合層とを、真空中で各接合層表面が活性化された状態（ダングリングボンドが剥き出しになった状態）で接合する方法であれば、どのような方法を用いることも可能であるが、不活性ガスイオンビーム、又は不活性ガス中性原子ビームを照射した後、接合面を重ね合わせる方法とすることが好ましい。

各接合面に不活性ガスイオンビーム、又は不活性ガス中性原子ビームを照射した後、接合面同士を重ね合わせるまでには一定時間（例えば１秒〜６０秒）を要するので、ガスの再付着による接合層表面の汚染が心配される。このため、真空装置内の到達真空度を１０^−４Ｐａ以下として、不純物ガス量を低減させることが好ましい。さらに好ましくは１０^−５Ｐａ以下である。

また、第１の接合層と第２の接合層とを接合する際には、加圧することが接合強度を向上させる点で好ましい。加圧圧力は０．１〜１００ＭＰａの範囲であることが好ましい。加圧圧力が０．１ＭＰａ未満では、圧力が弱すぎて十分な接合強度が得られない。また、加圧圧力が１００ＭＰａを超えると、基板を損傷する恐れがある。加圧圧力は、さらに好ましくは１〜１０ＭＰａの範囲である。

不活性ガスには、不活性であればどのようなガスも使用することが可能であるが、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅを用いることが好ましい。中でも、Ａｒは低コストで入手できるので、さらに好ましい。

接合時の接合強度、及び接合界面の抵抗成分を低くするためには、第１の接合層と第２の接合層が実質的に同一物質であり、且つ、接合面垂直方向の結晶方位が同一であることが好ましい。
本発明において、実質的に同一物質とは、第１の接合層及び第２の接合層における同一物質の濃度がともに５０ａｔ％以上であり、且つ、同じ結晶構造を有し、その格子定数差が５％以内であるものと定義される。

また、第１の接合層と第２の接合層は、結晶構造が同一で、第１の接合層の格子定数と第２の接合層の格子定数の差が５％以内であることがより好ましい。さらに、第１の接合層と第２の接合層が同一物質であれば、より好ましい。
例えば、第１の接合層がＡｕ（１１１）面であれば、第２の接合層がＡｕ（１１１）であることが最も好ましい。

第１の基板を剥離する方法としては、研磨法、エッチング法、レーザリフトオフ法等、公知の技術を何ら制限なく用いることが出来る。
レーザリフトオフ法を用いる場合は、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、又はＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）を用いることが好ましい。

［ランプの構成］
本発明の発光素子は、当業者周知の方法を用いてなんら制限無くＬＥＤランプとして構成することができる。
図１１は、本発明のランプの一例を模式的に示した断面図であり、このランプ７は、図９に示す本発明の上下電極型のＧａＮ系半導体からなる発光素子１が砲弾型に実装されたものである。図１１において、符号７１、７２はフレームを示し、符号７３はワイヤー、符号７４はモールドを示している。

図１１に示すランプ７は、図９に示す本発明のＧａＮ系半導体発光素子１を用いて、従来公知の方法により製造することができる。具体的には、例えば、２本のフレームの内の一方（図１１ではフレーム７２）に発光素子１を銀ペーストなどの導電性接着材で接着し、発光素子１の負極（図９に示す符号２５参照）を、金等の材質からなるワイヤー７３でフレーム７１に接合した後、透明な樹脂からなるモールド７４で発光素子１の周辺をモールドすることにより、図１１に示すような砲弾型のランプを作成することができる。

なお、本発明のランプは上記の構成には限定されず、例えば、本発明の発光素子と蛍光体を有するカバーとを組み合わせることにより、白色のランプを構成することもできる。
また、本発明のランプは、一般用途の砲弾型、携帯のバックライト用途のサイドビュー型、表示器に用いられるトップビュー型等、何れの用途にも用いることができる。

次に、本発明の発光素子及びそれを用いたランプを、実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

［実施例１］
（ＧａＮ系半導体発光素子の作製方法）
図２に示すようなサファイアからなる第１の基板１１上に、ＡｌＮからなる図示略のバッファ層を介して、窒化ガリウム系化合物半導体層を積層した。この窒化ガリウム系化合物半導体層は、厚さ４μｍのアンドープＧａＮからなる下地層（ＧａＮ層１２）、厚さ２μｍのＧｅドープｎ型ＧａＮコンタクト層及び厚さ０．０２μｍのｎ型Ｉｎ_０．１Ｇａ_０．９Ｎクラッド層がこの順序で積層されたｎ型半導体層１３、厚さ１６ｎｍのＳｉドープＧａＮ障壁層および厚さ２．５ｎｍのＩｎ_０．０６Ｇａ_０．９４Ｎ井戸層を５回積層し、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層１４、および厚さ０．０１μｍのＭｇドープｐ型Ａｌ_０．０７Ｇａ_０．９３Ｎクラッド層と厚さ０．１８μｍのＭｇドープｐ型Ａｌ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎコンタクト層がこの順序で積層されたｐ型半導体層１５からなり、各層をこの順で積層して形成した。
この構造において、ｎ型ＧａＮコンタクト層のキャリア濃度は１×１０^１９ｃｍ^−３であり、ＧａＮ障壁層のＳｉドープ量は１×１０^１７ｃｍ^−３であり、ｐ型ＡｌＧａＮコンタクト層のキャリア濃度は５×１０^１８ｃｍ^−３であり、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層のＭｇドープ量は５×１０^１９ｃｍ^−３であった。
また、窒化ガリウム系化合物半導体層の積層（図１の符号１２、１３、１４、１５）は、ＭＯＣＶＤ法により、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で行なった。

次に、ｐ型コンタクト層上に、厚さ１．５ｎｍのＰｔ層を、オーミックコンタクト層１６としてスパッタ法により成膜した。
次に、反射層１７としてＡｇを２０ｎｍ、相互拡散防止層１８としてＰｔを２０ｎｍ、この順番でスパッタ法により成膜した。
次に、公知のフォトリソグラフィー法を用いて、ドライエッチングによりバッファ層に至るまで窒化物系半導体を掘り、分割した。この際、レジストをテーパ状にすることにより、窒化物系半導体側面もテーパ形状とした。
次に、公知のフォトリソグラフィー法を用いて、保護膜１０としてＡｌ_２Ｏ_３をＣＶＤ法により５０ｎｍ成膜した。この際、相互拡散防止層１８上の外周部を、Ａｌ_２Ｏ_３からなる保護膜１０によって、面積比で２０％覆うようにして形成した。

そして、公知のフォトリソグラフィー法を用いて、第１の接合層１９として、Ａｕを７０ｎｍ成膜した。Ａｕは、相互拡散防止層１８上の、保護膜１０（Ａｌ_２Ｏ_３）が形成されている以外の部分に形成した。
このようにして、図２に示すような、第１の積層体１Ａを作製した。

次に、図７に示すような、表面に（１１１）面を有するＳｉ単結晶からなる第２の基板２１に、Ａｇを５０ｎｍ、相互拡散防止層としてＰｔを２０ｎｍ、第２の接合層２３としてＡｕを２０ｎｍ、この順でスパッタにより成膜した。なお、Ｓｉ基板（第２の基板６１）にＡｇを成膜する前にＲＣＡ洗浄を実施し、希フッ酸（０．５ｗｔ％）を用いて１０分間処理した。また、スパッタ装置の到達真空度は１．０×１０^−５Ｐａであった。

このようにして作製した、図７に示すような第２の積層体２Ａについて、Ｓｉ（１１１）に成膜したＡｇの配向性を調べるため、Ｓｉ（１１１）にＡｇを２０ｎｍ成膜した段階でのｉｎ−ｐｌａｎｅ Ｘ線測定を実施した。図１４のグラフに、２θ／Φの測定結果を示す。Ａｇ（２２０）ピークが確認できるので、面垂直方向にＡｇ（１１１）配向しているといえる。また、図１５のグラフに、２θをＡｇ（２２０）ピークに固定したときのΦ測定の結果を示す。６つのピークが等間隔であり、６回対象性を示していることが分かる。このことから、Ｓｉ（１１１）上にＡｇがエピタキシャル成長しているといえる。

次に、第１の積層体１Ａと、第２の積層体２Ａとを、真空装置内において、各接合面同士（第１の整合層１９及び第２の接合層２３）を重ね合わせて接合させた。この際、真空装置内の到達真空度は１．０×１０^−５Ｐａ、Ａｒガス中性原紙ビームを１分間照射した後、５ＭＰａの圧力で加圧して接合させた。なお、接合時及び接合前後の何れにおいても、加温処理は施さなかった。

次に、上述の状態で接合された各積層体から、レーザリフトオフ法を用いてサファイア基板（第１の基板１１）を除去した。レーザリフトオフにはＡｒＦエキシマレーザを用い、１ショットあたりのレーザ照射面積を７００μｍ×７００μｍとして、１０００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギー密度で実施した。

次いで、ドライエッチング法により、厚さ４μｍのアンドープＧａＮからなる下地層（ＧａＮ層１２）を除去し、ｎ型半導体層１３を露出させた。
次いで、ｎ型半導体層１３の表面に、図示略のＩＴＯ（ＳｎＯ_２：１０ｗｔ％）を４００ｎｍ、蒸着により成膜した。次いで、ＩＴＯ表面上の中央部に、Ｃｒ（４０ｎｍ）、Ｔｉ（１００ｎｍ）、Ａｕ（１０００ｎｍ）からなる負極２５を、蒸着法により成膜した。なお、負極２５のパターンは、公知のフォトリソグラフィー技術及びリフトオフ技術を用いて形成した。
また、第２の基板２１表面には、Ａｕ（１０００ｎｍ）からなる正極２４を、蒸着法により成膜した。
そして、上述の積層体をダイシングにより分割し、３５０μｍ角の窒化物系半導体素子とした。

（配向性の測定）
第一の接合層１９の配向性をしらべるため、相互拡散防止層１８を成膜後、Ａｕを７０ｎｍ成膜した試料のｉｎ−ｐｌａｎｅ Ｘ線測定を実施した。これは、基板等からの情報が入らないようにＡｕを全面に成膜する必要性があるからである。図１２のグラフに、２θ／Φの測定結果を示す。Ａｕ（２２０）ピークが確認できるので、面垂直方向にＡｕ（１１１）配向しているといえる。また、図１３のグラフに、２θをＡｕ（２２０）ピークに固定した際のΦ測定の結果を示す。６つのピークが等間隔であり、６回対象性を示していることが分かる。このことから、ｐ型コンタクト層上に、Ａｕがエピタキシャル成長しているといえる。

（素子特性の評価）
得られた窒化物系半導体発光素子について、ＴＯ−１８缶パッケージに実装して、テスターを用いて印加電流２０ｍＡにおける発光出力を測定した。
また、密着性を評価するため、ダイシングによって窒化物系半導体素子に分割する前に、膜剥離試験を実施した。剥離試験はＪＩＳに規定された方法（ＪＩＳ Ｈ８０６２−１９９２）に、ヒートショック試験を組み合わせた加速試験を採用した。
まず、窒化物系半導体素子に、カッターナイフを用いて直線状の引っかき傷を１ｍｍ間隔の碁盤目状に入れた。この引っかき傷の深さは、第２の基板２１表面に到達する深さとした。次いで、これを４００℃の温度のオーブン内で３０分加熱した後、２０℃の温度に水中で急冷し、乾燥させた。
次いで、引っかき傷を入れた窒化物系半導体素子表面部分に粘着テープ（ニチバン製、セロハンテープ、幅１２ｍｍ）を貼り付け、これを隙間無く密着させた後、テープを窒化物系半導体素子表面から引き剥がした。この際、引っかき傷によって区画された１ｍｍ四方の窒化物系半導体素子表面区画１００個の内、引き剥がされずに残った区画を計数した。即ち、残った区画が１００個であれば、膜剥がれが無いものと判断できる。
実施例１の発光素子の発光出力は１７ｍＷ、駆動電圧は３．２Ｖ、剥離試験残留区画数は１００であった。

［実施例２］
第１の接合層としてＡｕを１５０ｎｍスパッタにより成膜した。Ａｕは、Ａｌ_２Ｏ_３成膜部も含めて相互拡散防止膜上に公知のフォトリソグラフィー技術を用いて成膜した。
次いで、スパッタ装置内で逆スパッタすることによりＡｕの平坦化を実施した。この際、Ａｕを逆スパッタにより８０ｎｍエッチングして平坦化した。
上記以外は、実施例１と同様に窒化物系半導体発光素子を作製し、実施例１と同様に評価した。
Ａｕの配向性を調べるため、ｉｎ−ｐｌａｎｅ Ｘ線測定を実施して２θ／Φを測定したところ、実施例１と同様、Ａｕ（２２０）ピークが確認できるので、面垂直方向にＡｕ（１１１）配向しているといえる（図１２のグラフ参照）。また、２θをＡｕ（２２０）ピークに固定した際のΦを測定したところ、６つのピークが等間隔であり、６回対象性を示していることが分かる（図１３のグラフ参照）。このことから、ｐ型コンタクト層上に、Ａｕがエピタキシャル成長しているといえる。
また、実施例２の発光素子の発光出力は１７ｍＷ、駆動電圧は３．０Ｖ、剥離試験残留区画数は１００であった。

［比較例１］
第１の接合層としてＡｕを成膜した後、公知のフォトリソグラフィー法を用いて、保護膜としてＡｌ_２Ｏ_３をＣＶＤ法により５０ｎｍ成膜した。第１の接合層上の外周部には、Ａｌ_２Ｏ_３からなる保護膜を、面積比で２０％覆うように形成した（図１７を参照）。
上記以外は、実施例１と同様にして窒化物系半導体発光素子を作製し、実施例１と同様に評価した。
比較例１の発光素子の発光出力は１０ｍＷ、駆動電圧は６．２Ｖ、剥離試験残留区画数は２０であった。

［比較例２］
表面に（１１１）面を有するＳｉ単結晶からなる第２の基板に、Ｃｒを５０ｎｍ、第２の接合層としてＡｕを２０ｎｍ、この順でスパッタにより成膜した以外は、実施例１と同様にして窒化物系半導体発光素子を作製し、実施例１と同様に評価した。
Ａｕの配向性を調べるため、ｉｎ−ｐｌａｎｅ Ｘ線測定を実施し、２θをＡｕ（２２０）に固定した際のΦの測定の結果を図１６のグラフに示す。図１６のグラフにおいて、ピークが観察されないことから、６回対象性を示していないことが分かる。また、ｏｕｔ−ｐｌａｎｅ Ｘ線測定（θ／２θ法）により、Ａｕ（１１１）、Ａｕ（２２０）、Ａｕ（２００）のピークが観察され、面垂直方向にも一軸配向性を示していないことが分かる。
また、比較例２の発光素子の発光出力は１３ｍＷ、駆動電圧は４．６Ｖ、剥離試験残留区画数は５８であった。

実施例１に示すように、保護膜よりも第２の基板側に突き出して第１の接合層を成膜し、また、第１の接合層及び第２の接合層が同一材料（Ａｕ）であるとともに、接合面垂直方向の結晶方位が互いに略同一とされた本発明の発光素子は、良好な発光出力、駆動電圧、密着性を示していることが分かる。
さらに、実施例２に示すように、接合層同士の接合面積を増加させた発光素子は、駆動電圧が低くなっていることがわかる。

これに対し、保護膜を第１の接合層上に形成した比較例１の発光素子では、接合層同士の密着性が悪く、且つ、ほとんど金属部分が接触していないために駆動電圧が大幅に上昇していることが分かる。
また、第１の接合層（Ａｕ）と第２の接合層（Ｃｒ）とを異なる材料から構成し、また、接合面垂直方向の結晶方位がそれぞれ異なる比較例２の発光素子では、接合層同士の密着性が悪く、実施例１及び２の発光素子に比べて発光出力が低くなっているとともに、駆動電圧が大幅に上昇していることが分かる。

以上の結果により、本発明のＧａＮ系半導体発光素子が、接合層間の密着性に優れ、高い素子特性を有していることが明らかである。

本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法の一例を説明する図であり、工程図を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の一例を模式的に説明する図であり、第１の積層体の断面構造を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の他例を模式的に説明する図であり、第１の積層体の断面構造を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の他例を模式的に説明する図であり、第１の積層体の断面構造を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の一例を模式的に説明する図であり、接合層の結晶構造を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の一例を模式的に説明する図であり、第２の積層体の断面構造を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の他例を模式的に説明する図であり、第２の積層体の断面構造を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法の一例を説明する図であり、第１の接合層と第２の接合層とを接合させて一体化させる工程を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の一例を模式的に説明する図であり、第１の積層体と第２の積層体とを結合させた発光素子の断面構造を示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法の一例を模式的に説明する図であり、結合前の第１の積層体及び第２の積層体を示す断面図である。 本発明のランプの一例を模式的に説明する図であり、図９に示すＧａＮ系半導体発光素子を用いて構成したランプを示す概略図である。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の実施例について説明する図であり、Ｘ線測定装置で２θ／Φを測定し、Ａｕの配向性を調べた結果を示すグラフである。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の実施例について説明する図であり、Ｘ線測定装置で、２θをＡｕ（２２０）ピークに固定してΦを測定し、Ａｕの配向性を調べた結果を示すグラフである。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の実施例について説明する図であり、Ｘ線測定装置で２θ／Φを測定し、Ａｕの配向性を調べた結果を示すグラフである。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の実施例について説明する図であり、Ｘ線測定装置で、２θをＡｕ（２２０）ピークに固定してΦを測定し、Ａｕの配向性を調べた結果を示すグラフである。 本発明のＧａＮ系半導体発光素子の実施例について説明する図であり、比較例の発光素子を用いて、Ｘ線測定装置で、２θをＡｕ（２２０）ピークに固定してΦを測定し、Ａｕの配向性を調べた結果を示すグラフである。 従来のＧａＮ系半導体発光素子を説明する概略図である。

符号の説明

１…発光素子、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ…第１の積層体、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ…第２の積層体、７…ランプ、１０…保護膜、１１、１１Ａ…第１の基板、１３…ｎ型半導体層、１４…発光層、１５…ｐ型半導体層、１９、３９、５９…第１の接合層、２１、６１…第２の基板、２３、６３…第２の接合層、４１、４２、４３…開口部

Claims (16)

1. ＧａＮ系半導体からなる各層を備えるＧａＮ系半導体発光素子の製造方法であって、
   第１の基板上に少なくともｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層のＧａＮ系半導体からなる各層を順に積層し、次いで、前記ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層を覆い、且つ、ｐ型半導体層表面の少なくとも一部に開口部を有するように保護膜を形成した後、前記開口部から露出するｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上に、前記保護膜よりも突き出るようにして導電体からなる第１の接合層を積層することにより、第１の積層体を形成する工程と、
   導電性を有する第２の基板上に少なくとも導電体からなる第２の接合層を積層することにより、第２の積層体を形成する工程と、
   前記第１の積層体と第２の積層体とを、前記第１の接合層と第２の接合層とを接合させることにより一体化させる工程と、
   前記第１の積層体から第１の基板を除去する工程と、
   を備えていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
2. 前記第１の接合層と前記第２の接合層を実質的に同一材質とし、且つ、接合面垂直方向の結晶方位が互いに略同一となるようにして形成することを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
3. 前記第１の接合層と前記第２の接合層を同一の結晶構造とし、且つ、接合面垂直方向及び接合面内方向の結晶方位が互いに略同一となるようにして形成することを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
4. 前記第１の積層体と第２の積層体とを一体化させる工程は、前記第１の接合層及び第２の接合層の各接合面に真空中で不活性ガスイオンビーム又は不活性ガス中性原子ビームを照射した後、前記第１の接合層及び第２の接合層の各接合面を重ね合わせることによって行なわれることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
5. 前記保護膜を、前記ｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上の一部を覆うようにして形成することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
6. 前記第１の積層体を形成する工程は、前記第１の基板にサファイアからなる基板を用いて行なわれることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
7. ＧａＮ系半導体からなる各層を備えるＧａＮ系半導体発光素子であって、
   少なくともｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層のＧａＮ系半導体からなる各層が順に積層されており、且つ、前記ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層を覆うように保護膜が形成されているとともに、前記ｐ型半導体層上あるいは該ｐ型半導体層上に形成される電極層上に、導電体からなる第１の接合層が形成されている第１の積層体と、
   導電性基板上に各層が積層され、少なくとも導電体からなる第２の接合層が形成されている第２の積層体とを有し、
   前記第１の接合層と第２の接合層とが接合されることにより、前記第１の積層体と第２の積層体とが一体化されてなることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子。
8. 前記第１の接合層と第２の接合層が実質的に同一材質からなり、且つ、接合面垂直方向の結晶方位が略同一となるように形成されていることを特徴とする請求項７に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
9. 前記第１の接合層と前記第２の接合層が同一の結晶構造であり、且つ、接合面垂直方向及び接合面内方向の結晶方位が略同一となるように形成されていることを特徴とする請求項７に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
10. 前記保護膜が、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化シリコン、及び窒化アルミニウムの内、少なくとも何れか１種以上からなることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
11. 前記第１の接合層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、及びＲｅの内、少なくとも何れか１種以上の金属からなることを特徴とする請求項７〜１０の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
12. 前記導電性基板がシリコンからなることを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
13. 前記導電性基板が金属からなることを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
14. 前記導電性基板をなす金属がＣｕ系合金であることを特徴とする請求項１３に記載のＧａＮ系半導体発光素子。
15. 請求項１〜６の何れか１項に記載の製造方法によって得られるＧａＮ系半導体発光素子。
16. 請求項７〜１５の何れか１項に記載のＧａＮ系半導体発光素子を備えたことを特徴とするランプ。
    

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