JP2008227544A - 窒化物系半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】密着性の高い正電極及び負電極を具備した窒化物系半導体発光素子を得る。
【解決手段】少なくともｎ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体発光層、ｐ型窒化物系半導体層、金属反射層、メッキ層がこの順序で積層されてなる構造の窒化物系半導体発光素子であって、金属反射層とメッキ層の間にメッキ密着層が形成されており、かつ、該メッキ密着層がメッキ層を構成する金属の主成分と同一の成分を５０質量％以上有する合金層で構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、窒化物系半導体発光素子及びその製造方法に関し、特に基板剥離工程のための支持基板およびその製造方法に関する。

近年、短波長光発光素子用の半導体材料として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として種々の酸化物基板やIII―Ｖ族化合物を基板として、その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系半導体が形成でき、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ＧａＮ半導体層、ＧａＮ発光層、ｐ型ＧａＮ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図４及び図５に示すようになり、ｐ型ＧａＮ半導体層上に形成された正電極とｎ型ＧａＮ半導体層上に形成された負電極が共に一方の側の面に存在することになる。ＩＴＯなどの透明電極を正電極に使用し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電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。第一に負電極を形成するために発光層をエッチングなどにより除去してｎ型半導体層を露出させるために、負電極の部分だけ発光層の面積が減ってしまいその分出力が低下する。第二に正電極と負電極が同一面にあるために電流の流れが水平方向になってしまい局部的に電流密度の高いところができてしまい素子が発熱してしまう。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。
以上の問題を解決させるために、サファイア単結晶基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層がこの順で積層した素子に導電性基板を接着し、その後にサファイア単結晶基板を除去して、正電極と負電極を上下に配置させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。さらに、導電性基板を接着させるのではなく、メッキにより作成する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。メッキにより作成する場合、ｐ型半導体層とメッキとの密着性を向上させるために中間層を成膜する手段も開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
特許第３５１１９７０号公報 特開２００１−２７４５０７号公報 特開２００４−４７７０４号公報

導電性基板を接着させる方法には、ＡｕＳｎなどの低融点金属化合物を接着材として接着させる方法や、真空中でアルゴンプラズマなどで接合面を活性化させて接着させる活性化接合などの方法がある。この方法であると接着面は極めて平滑であることが要求され、パーティクルなどの異物があるとその部分が浮いてしまい接着がうまく行かないなど、均一な接着面を形成することが難しい。
メッキの場合、異物による影響がほとんどないので有利であるが、基板を作成するためには１０μｍ以上の膜厚を必要とするためにｐ型半導体層との密着性が問題になる。メッキにより基板を作成する場合、ｐ型半導体層上にオーミック接合をさせるためのオーミック接触層を形成し、その後メッキを施す。特許文献３ではオーミック接触層とメッキ層の間に中間層を用いて密着性を向上させている。
特許文献３においては、Ｎｉメッキのメッキ下地膜としてＡｕ，ＡｕＧｅを実施例としてあげているが、これらのメッキ下地膜では十分な密着性を得ることができない。

上記課題を解決するため、本発明者等は鋭意努力検討した結果、少なくともｎ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体発光層、ｐ型窒化物系半導体層、オーミック接触層、メッキ金属板がこの順序で積層されてなる構造において、オーミック接触層とメッキ金属板の間にメッキ密着層を形成し、かつ、メッキ密着層がメッキ金属板を構成する合金の主成分と同一成分を５０質量％以上含有する合金によって形成することにより、密着性の高い剥離のないメッキ基板を作成できることを見出し、本発明を完成した。即ち本発明は以下の各発明を提供する。
すなわち、（１） メッキ金属板上に少なくともオーミック接触層、ｐ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体発光層、ｎ型窒化物系半導体層がこの順序で積層されてなる窒化物系半導体発光素子において、オーミック接触層とメッキ金属板との間にメッキ密着層を具備し、かつ、該メッキ密着層がメッキ金属板を構成する合金の主成分と同一の成分を５０質量％以上含有する合金からなる窒化物系半導体発光素子。
（２） 前記メッキ金属板の膜厚が１０μｍ〜２００μｍである（１）に記載の窒化物系半導体発光素子。
（３） 前記メッキ金属板がＮｉＰ合金からなる（１）または（２）に記載の窒化物系半導体発光素子。
（４） 前記メッキ金属板がＣｕまたはＣｕ合金からなることを特徴とする（１）または（２）に記載の窒化物系半導体発光素子。
（５） 前記メッキ密着層がＮｉＰ合金からなる（１）から（４）のいずれか１つに記載の窒化物系半導体発光素子。
（６）前記メッキ密着層がＣｕまたはＣｕ合金からなることを特徴とする（１）から（４）のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
（７） 前記メッキ密着層の厚さが０．１ｎｍ〜２μｍである（１）から（６）のいずれか１つに記載の窒化物系半導体発光素子。
（８） 前記オーミック接触層がＰｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、またはＡｇの単体金属またはそれらの合金からなる（１）から（７）のいずれか１つに記載の窒化物系半導体発光素子。
（９） 前記オーミック接触層の厚さが０．１ｎｍ〜３０ｎｍである（１）から（８）のいずれか１つに記載の窒化物系半導体発光素子。
（１０） 前記オーミック接触層上にＡｇ又はＡｌ合金からなる反射膜を有する（１）から（９）のいずれか１つに記載の窒化物系半導体発光素子。
（１１） 酸化物単結晶もしくは半導体単結晶からなる基板の表面に、少なくともバッファ層、ｎ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体発光層、ｐ型窒化物系半導体層、オーミック接触層、メッキ密着層及びメッキ層をこの順序で積層し、その後の工程で基板及びバッファ層を除去した後、電極を形成する窒化物系半導体発光素子の製造方法。
（１２） 前記メッキ密着層をスパッタ法により形成する（１１）に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
（１３） 前記メッキ層を無電解メッキ法により形成する（１１）または（１２）に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
（１４） 前記メッキ層を形成した後、１００℃〜３００℃で熱処理をする（１１）から（１３）のいずれか１つに記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法である。

本発明の窒化物系半導体発光素子は、オーミック接触層とメッキ金属板との間にメッキ密着層を形成し、かつ、そのメッキ密着層が前記メッキ金属板を構成している主成分と同一の成分を、５０質量％以上含有する合金から形成することにより、密着性のより高い剥離のない素子を作成でき、その結果として正電極と負電極を上下に配置させた発光素子を高品質で安定的に作成することを可能にする。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照にして説明する。ただし、本発明は以下の各実施形態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は本発明の窒化物系半導体発光素子の断面構造を示した模式図である。
本発明の窒化物系半導体発光素子１０は、メッキ金属板９上に、メッキ密着層８、厚さ３０ｎｍのＡｇからなる反射層７、厚さ１．５ｎｍのＰｔからなるオーミック接触層６、ｐ型窒化物系半導体層５としてコンタクト層をなす厚さ１５０ｎｍのＭｇドープｐ型ＧａＮ、窒化物系半導体発光層４、ｎ型窒化物系半導体層３としてコンタクト層をなす厚さ５μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮ層が順次積層され、メッキ金属板９の表面に正電極１３、また、ｎ型窒化物系半導体層３の表面には透明電極１１を介して負電極１２が形成されている。
窒化物系半導体発光層４は、厚さ３０ｎｍのｎ型Ｉｎ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層、厚さ３０ｎｍのＳｉドープＧａＮ障壁層および厚さ２．５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ井戸層を５回積層して最後に障壁層を設けた多重井戸構造の発光層、及び厚さ５０ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎクラッド層を順次積層して構成してある。
Ｐｔからなるオーミック接触層６及びＡｇからなる反射層７はいずれもスパッタ法により成膜することができ、ＰｔおよびＡｇのパターンも公知のフォトリソグラフィー技術およびリフトオフ技術を用いて形成することができる。

図２は、本発明の窒化物系半導体発光素子を形成するために使用する、メッキ金属板基板１０１の断面を示した模式図である。このメッキ金属板基板１０１は、サファイアからなる基板１上にバッファ層２を介して半導体発光構造３〜５、オーミック接触層６、反射層７、メッキ密着層８及びメッキ金属板９を形成したものである。このようなメッキ金属板基板１０１を形成した後、サファイアからなる基板１及びバッファ層２を研磨除去し、図３に示すようなメッキ金属基板１０２とし、この両面に電極を形成して図１に示すような構造の半導体発光素子１０を形成する。

メッキ金属板基板１０１を形成するための基板１には、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（ＡｇＡｌ_２Ｏ_４）、ＺｎＯ単結晶、ＬｉＡｌＯ_２単結晶、ＬｉＧａＯ_２単結晶、ＭｇＯ単結晶などの酸化物単結晶、Ｓｉ単結晶、ＳｉＣ単結晶、ＧａＡｓ単結晶などの公知の基板材料を何ら制限無く用いることができる。ＳｉＣなどの導電性基板を用いれば、正電極と負電極を上下に配置させた発光素子の作成は基板剥離をしなくとも可能であるが、その場合、絶縁体であるバッファ層を使用することができなくなるので、その上に成長する窒化物系半導体層の結晶が劣化してしまい良好な素子を形成することができない。本発明においては、導電性のＳｉＣ、Ｓｉを用いた場合でも基板剥離は実施する必要がある。
バッファ層２は、基板と基板上に形成する結晶層との格子定数の不整合に起因する応力の影響を緩和するためのものであって、例えばサファイア単結晶基板とＧａＮの格子定数が１０％以上も異なるために、ＧａＮの結晶性を向上させるために一般的にその中間の格子定数を有するＡｌＮやＡｌＧａＮなどが使用されており、本発明においてもＡｌＮやＡｌＧａＮが何ら制限なく用いることができる。

バッファ層２表面には半導体発光構造を形成する。図２に示したメッキ金属板基板１０１では、いずれも窒化物系半導体で形成してあり、ｎ型窒化物系半導体層３、窒化物系半導体発光層４、ｐ型窒化物系半導体層５から構成される。発光構造は例えばダブルヘテロ（ＤＨ）構造や量子井戸構造あるいは多重量子井戸構造等公知の発光構造がいずれも利用できる。
窒化物系半導体としては一般式Ａｌ_ｘＩｎ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ＜１、ｘ＋ｙ＜１）で表される半導体が多数知られており、本発明においてもこれら一般式で表される窒化物系半導体を何ら制限なく用いることができる。
これらの窒化物系半導体の形成方法は特に限定されず、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＰＶＥ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）、などIII族窒化物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源としてはアンモニア（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（ＧｅＨ_４）を用い、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。

オーミック接触層６はｐ型窒化物系半導体層５と反射層７とをオーミック接触させるためのものであって、オーミック接触層６に要求される性能としてはｐ型窒化物系半導体層５との接触抵抗が小さいことが必須である。オーミック接触層６の材料はｐ型窒化物系半導体層５との接触抵抗の観点から、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ等の白金族またはＡｇが好ましい。さらに好ましくはＰｔ，Ｉｒ，ＲｈおよびＲｕである。なかでもＰｔが特に好ましい。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よりも低い。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。オーミック接触層６の厚さは、低接触抵抗を安定して得るために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、均一な接触抵抗が得られる。
オーミック接触層６上にはＡｇ、Ａｌなどの反射層７を用いても良い。Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ、Ｒｕ、ＯＳ，ＰｄなどはＡｇ，Ａｌと比較すると可視光から紫外領域の反射率が低い。したがって、窒化物系半導体発光層４からの光が十分に反射せずに出力の高い素子を得ることが難しい。この場合、オーミック接触層６を光が十分に透過するほどに薄く形成し、Ａｇ、Ａｌなどの反射層７を形成して反射光を得る方が良好なオーミック接触が得られ、かつ出力の高い素子を作成することができる。この場合、オーミック接触層６の膜厚は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。オーミック接触層６および反射層７の成膜方法については、特に制限されることはなく公知のスパッタ法や蒸着法を用いることができる。

オーミック接触層６の表面には、メッキ密着層８を介してメッキ層９を形成する。
メッキ密着層８は、メッキ層９を構成する金属成分の主成分と同一の成分を５０質量％以上有している合金で形成する。例えば、メッキ層９として無電解ＮｉＰを使用する場合はＮｉが主成分であるので、メッキ密着層８にはＮｉを主成分として５０質量％以上含有する金属で形成することが好ましい。さらに好ましくは、メッキ密着層８にもＮｉＰの第二成分であるＰを含んでいることである。すなわち、メッキ密着層８とメッキ層９を同一成分の合金で構成することが好ましい。組成比はあまり重要ではない。あらかじめメッキ層９と同一の合金層を強固に形成しておくことが有効である。

メッキ密着層８の厚さは良好な密着性を得るために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、この程度の厚さにすれば均一な密着性が得られる。厚さの上限は特に限定されないが、生産性の観点から２μｍ以下にすることが好ましい。
メッキ密着層８の形成方法については、特に制限されることはなく公知のスパッタ法や蒸着法を用いることができる。スパッタ法はスパッタ粒子が高エネルギーを持って基板表面に衝突して成膜されるので、密着性の高い膜を得ることができる。したがって、スパッタ法を用いる方がさらに好ましい。このようにあらかじめ密着性の高い膜を形成した後、厚さの厚いメッキ層を形成する。

メッキ層９は発光素子の主要部分を支持するための支持基体となるもので、発光素子の主要部分を支持するのに充分な厚さと強度を有している必要がある。すなわち、メッキ層９は発光構造を支持するためのメッキ金属板となるものである。
メッキ層９の形成には無電解メッキ、電気メッキのどちらを用いることもできる。無電解メッキの場合は、材料としてＮｉＰ合金を用いることがこの好ましい。電解メッキの場合は、材料としてＣｕまたはＣｕ合金を用いることがこの好ましい。
メッキ層９の厚さは、基板としての強度を保つために１０μｍ以上とすることが好ましい。厚くなるとメッキの剥離が起こりやすくなり、かつ生産性も低くなるので２００μｍ以下であることが好ましい。

メッキを実施する前には、汎用の中性洗剤等を用いて脱脂洗浄することが好ましい。また、硝酸などの酸を用いてメッキ密着層などの表面を化学エッチングを施すことによりメッキ密着層上の自然酸化膜を除去するのが好ましい。
ＮｉＰメッキなどのメッキ処理方法としては、メッキ浴として、例えば、硫酸ニッケル、塩化ニッケルなどのニッケル源と、次亜リン酸塩などのリン源を含むものを用いた無電解メッキ処理法を採用することができる。無電解メッキ法に用いられるメッキ浴として好適な市販品としては、例えば上村工業製のニムデンＨＤＸなどがある。無電解メッキ処理を行う際のメッキ浴のｐＨは４〜１０、温度は３０〜９５℃とすることが好ましい。
ＣｕまたはＣｕ合金のメッキ処理方法としては、メッキ浴として、例えば硫酸銅などのＣｕ源を用いる電解メッキ処理法を採用することができる。電気メッキ処理を行う際のメッキ浴のｐＨは２以下の強酸条件下で実施することが好ましい。温度は１０〜５０℃とすることが好ましく、さらには常温（２５℃）で実施することがさらに好ましい。電流密度は０．５〜１０Ａ／ｄｍ^２で実施することが好ましい。さらに好ましく電流密度は２〜４Ａ／ｄｍ^２で実施することである。表面を平滑化させるためにレベリング剤を添加することがより好ましい。レベリング剤に用いられる市販品としては、例えば上村工業製のＥＴＮ−１−ＡやＥＴＮ−１−Ｂなどが用いられる。
このようにして得られたメッキ層の密着性を向上させるために熱処理することが好ましい。熱処理温度は１００〜３００℃が密着性向上のために好ましい。これ以上温度を上げると密着性はさらに向上するかもしれないが、オーミック性が低下してしまう危険性がある。

メッキ層の形成後、サファイアなどの基板をバッファ層とともに剥離して、図３に示すようなメッキ金属基板１０２とする。基板剥離の方法としては、研磨法、エッチング法、レーザリフトオフ法など公知の技術を何ら制限なく用いることが出来る。
基板を剥離した後、研磨法、エッチング法などによりバッファ層を除去し、図３に示すようなｎ型窒化物系導体層３を露出させる。
次いで、ｎ型窒化物系半導体層上３に負電極１２を形成する。負電極１２としては、各種組成および構造の負電極が公知であり、これら公知の負電極を何ら限なく用いることが出来る。例えはｎ型窒化物系半導体層上３の全面に電圧を印可させるためにＩＴＯ等の透明電極１１を形成し、Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｕ３層を積層した負電極１２を形成する。
メッキ層９の表面に形成する正電極２３は、Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉおよび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。
このようにして密着性の高い正電極及び負電極を具備した窒化物系半導体発光素子を得る。

（実施例１）
サファイアからなる基板上に、厚さ１０ｎｍのＡｌＮからなるバッファ層を介して、厚さ５μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層、厚さ３０ｎｍのｎ型Ｉｎ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層、厚さ３０ｎｍのＳｉドープｎ型ＧａＮ障壁層および厚さ２．５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎ井戸層を５回積層し、最後に障壁層を設けた多重井戸構造の発光層、厚さ５０ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎクラッド層、厚さ１５０ｎｍのＭｇドープｐ型ＧａＮコンタクト層を順に積層した。
窒化物系半導体のｐ型コンタクト層上に厚さ１．５ｎｍのＰｔ層をスパッタ法により成膜した。その後、Ｐｔ層上に厚さ３０ｎｍのＡｇをスパッタ法により成膜した。ＰｔおよびＡｇのパターンは、公知のフォトリソグラフィー技術およびリフトオフ技術を用いた。

次に厚さ３０ｎｍのＮｉＰ合金膜（Ｎｉ：８０ａｔ％、Ｐ：２０ａｔ％）をスパッタ法により成膜し、メッキ密着層とした。
ＮｉＰ合金膜表面を硝酸水溶液（５Ｎ）に浸漬し、温度２５℃で３０秒間処理し酸化皮膜を除去した。
次いで、メッキ浴（上村工業製、ニムデンＨＤＸ−７Ｇ）を用いて、ＮｉＰ膜上に５０μｍのＮｉＰ合金からなる無電解メッキ層を形成し、メッキ金属基板を得た。この際の、処理条件はｐＨ４．６、温度９０℃、時間３時間とした。次いで、このメッキ金属基板を水洗、乾燥した後、クリーンオーブンを用いて２５０℃の条件下で１時間処理した。
次いで、サファイア基板およびバッファー層を研磨法により剥離しｎ型半導体層を露出させた。

ｎ型半導体層表面に厚さ４００ｎｍのＩＴＯ（ＳｎＯ_２：１０質量％）膜を蒸着により成膜した。次いで、ＩＴＯ表面上の中央部に厚さ４０ｎｍのＣｒ、厚さ１００ｎｍのＴｉ、厚さ１０００ｎｍのＡｕからなる負電極を蒸着法により成膜した。負電極のパターンは、公知のフォトリソグラフィー技術およびリフトオフ技術を用いた。
ｐ型半導体表面上には厚さ１０００ｎｍのＡｕからなる正電極を蒸着法により成膜した。
次いで、ダイシングにより所定の大きさに分割して図１に示す構造の窒化物系半導体素子をとした。
密着性を評価するために、メッキ金属基板を作成し熱処理をした後に、膜剥離試験を実施した。剥離試験はＪＩＳ Ｈ８０６２−１９９２に規定された方法に、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。
すなわち、まず、オーミック接触層とメッキ金属板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、サフィイア基板表面に到達する深さとした。次いで、これを２００℃のオーブン内で３０分加熱した後に、温度２０℃に水中で急冷、乾燥させた。
次いで、引っかき傷を入れたメッキ金属板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に、このテープをメッキ金属板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四方のメッキ金属板表面区画１００個の内、引き剥がされずに残った区画を計数した。すなわち、１００個であれば膜はがれが無いといえる。結果を表１に示す。

（実施例２−３、比較例１−３）
メッキ密着層及びメッキ金属板の組成、膜厚を表１に示すようにそれぞれ変化させた条件で窒化物系半導体発光素子を作成した。メッキ層は組成をＮｉ−２０Ｐ、厚さを５０μｍとし、メッキ密着層以外は実施例１と同様に作製して、実施例１と同様に膜剥離試験を実施した。これらの結果を表１にまとめて示す。

（実施例４）
メッキ密着層としてＮｉＰ合金膜の代わりにＣｕをスパッタ法より３０ｎｍ成膜し、かつ、メッキ層としてはＮｉＰ合金膜の代わりにＣｕを電解メッキで５０μｍ成膜した以外は実施例１と同様に窒化物系半導体発光素子を作製して、実施例１と同様に膜剥離試験を実施した。その結果を表１に示す。
Ｃｕのメッキ条件としては、ＣｕＳＯ_４：８０ｇ／Ｌ、硫酸：２００ｇ／Ｌ、レベリング剤（上村工業製ＥＴＮ−１−Ａ：１．０ｍＬ／Ｌ，ＥＴＮ−１−Ｂ：１−ｍＬ／Ｌ）を使用し、電流密度２．５Ａ／ｄｍ^２で常温にてメッキを実施した。メッキ時間は３時間とし５０μｍのＣｕ膜を成膜した。また陽極には含リン酸銅を使用した。

（比較例４−６）
メッキ密着層としてＣｕの代わりに表１に示す組成と厚さを有するメッキ密着層を用いた以外は実施例４と同様に窒化物系半導体発光素子を作製して、実施例１と同様に膜剥離試験を実施した。その結果を表１に示す。
表１に示すように、ＮｉＰからなるメッキ層では、メッキ密着層の無い比較例１や、メッキ密着層にＮｉＰを含まないＡｕを用いた比較例２、ＡｕＧｅ合金を用いた比較例３は、密着性が良くないことが分かる。一方、メッキ密着層にメッキ金属板と同じ成分であるＮｉＰを成膜した実施例１−３は、密着性が良好であることがわかる。
また、Ｃｕからなるメッキ層の場合も同様に、メッキ密着層が無い比較例４や、メッキ密着層にＣｕを含まないＡｕを用いた比較例５、ＡｕＧｅ合金を用いた比較例６は、密着性が良くないことが分かる。一方、メッキ密着層にメッキ金属板と同じ成分であるＣｕを成膜した実施例４は、密着性が良好であることがわかる。

本発明の窒化物系半導体発光素子の断面構造を示した模式図である。 本発明の窒化物系半導体発光素子を形成するために使用する、メッキ金属基板１０１の断面を示した模式図である。 図２に続くメッキ金属基板１０２の断面を示した模式図である。 従来の窒化物系半導体発光素子の一例を示した平面図である。 図４の線Ａ−Ａ’に沿った断面図である。

符号の説明

１・・・・・基板、２・・・・・バッファ層、３・・・・・ｎ型窒化系物半導体層、４・・・・・窒化物系半導体発光層、５・・・・・ｐ型窒化物系半導体層、６・・・・・オーミック接触層、７・・・・・反射層、８・・・・・メッキ密着層、９・・・・・メッキ層（メッキ金属板）、１０・・・・・窒化物系半導体発光素子、１１・・・・・透明電極、１２・・・・・負電極、１３・・・・・正電極、１０１，１０２・・・・・メッキ金属基板

Claims (14)

1. メッキ金属板上に少なくともオーミック接触層、ｐ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体発光層、ｎ型窒化物系半導体層がこの順序で積層されてなる窒化物系半導体発光素子において、オーミック接触層とメッキ金属板との間にメッキ密着層を具備し、かつ、該メッキ密着層がメッキ金属板を構成する合金の主成分と同一の成分を５０質量％以上含有する合金からなることを特徴とする窒化物系半導体発光素子。
2. 前記メッキ金属板の膜厚が１０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の窒化物系半導体発光素子。
3. 前記メッキ金属板がＮｉＰ合金からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の窒化物系半導体発光素子。
4. 前記メッキ金属板がＣｕまたはＣｕ合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載の窒化物系半導体発光素子。
5. 前記メッキ密着層がＮｉＰ合金からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
6. 前記メッキ密着層がＣｕまたはＣｕ合金からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
7. 前記メッキ密着層の厚さが０．１ｎｍ〜２μｍであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
8. 前記オーミック接触層がＰｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、またはＡｇの単体金属またはそれらの合金からなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
9. 前記オーミック接触層の厚さが０．１ｎｍ〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
10. 前記オーミック接触層上にＡｇ又はＡｌ合金からなる反射膜を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子。
11. 酸化物単結晶もしくは半導体単結晶からなる基板の表面に、少なくともバッファ層、ｎ型窒化物系半導体層、窒化物系半導体発光層、ｐ型窒化物系半導体層、オーミック接触層、メッキ密着層及びメッキ層をこの順序で積層し、その後の工程で基板及びバッファ層を除去した後、電極を形成することを特徴とする窒化物系半導体発光素子の製造方法。
12. 前記メッキ密着層をスパッタ法により形成することを特徴とする請求項１１に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
13. 前記メッキ層を無電解メッキ法により形成することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。
14. 前記メッキ層を形成した後、１００℃〜３００℃で熱処理をすることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体発光素子の製造方法。

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