JP2012094812A - Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁膜上に反射膜を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造において、反射膜の耐熱性を向上させること。
【解決手段】サファイア基板１上にＳｉＯ2 からなる第１絶縁膜２、反射膜３を順に形成した試料Ａと、サファイア基板１上にＳｉＯ2 からなる第１絶縁膜２、反射膜３、ＳｉＯ2 からなる第２絶縁膜４を順に形成した試料Ｂを作製し、試料Ａ、Ｂそれぞれにおいて熱処理前、熱処理後の反射膜３の波長４５０ｎｍにおける反射率を測定した。熱処理は６００℃で３分間行った。図１のように、Ａｌの厚さが１〜３０ÅのＡｌ／Ａｇ／Ａｌ、Ａｌの厚さが２０ÅのＡｇ／Ａｌ、Ａｌの厚さが２０ÅのＡｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌでは、熱処理後も反射率が９５％以上であり、Ａｇと同等のもしくはそれ以上の反射率であった。
【選択図】図１
【解決手段】サファイア基板１上にＳｉＯ2 からなる第１絶縁膜２、反射膜３を順に形成した試料Ａと、サファイア基板１上にＳｉＯ2 からなる第１絶縁膜２、反射膜３、ＳｉＯ2 からなる第２絶縁膜４を順に形成した試料Ｂを作製し、試料Ａ、Ｂそれぞれにおいて熱処理前、熱処理後の反射膜３の波長４５０ｎｍにおける反射率を測定した。熱処理は６００℃で３分間行った。図１のように、Ａｌの厚さが１〜３０ÅのＡｌ／Ａｇ／Ａｌ、Ａｌの厚さが２０ÅのＡｇ／Ａｌ、Ａｌの厚さが２０ÅのＡｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌでは、熱処理後も反射率が９５％以上であり、Ａｇと同等のもしくはそれ以上の反射率であった。
【選択図】図１
Description
本発明は、絶縁体上に接して位置する反射膜を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、反射膜の耐熱性と反射率を向上させることである。
III 族窒化物半導体発光素子の光取り出し効率を向上させるために、Ａｇからなる反射膜を設けた構造が知られているが、Ａｇはマイグレーションが生じやすい。そこで特許文献１では、反射膜をＳｉＯ2 からなる絶縁膜によって挟まれた構造として電気的に絶縁し、マイグレーションを抑制している。また、Ａｇからなる反射膜とＳｉＯ2 からなる絶縁膜とは密着性が悪いので、反射膜と絶縁膜の間にＴｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏから成る厚さ０．３ｎｍ〜３ｎｍの密着層を挟むことで密着性を改善することが特許文献１に記載されている。また、反射膜上にＡｇよりもイオン化傾向の大きなＡｌ等の金属からなる導電膜を形成して反射膜のマイグレーションを防止することも記載されている。
また、特許文献２には、発光素子のｐ型層に対する電極及び反射層として機能するＡｇ合金層を形成することが開示されている。具体的には、ｐ−ＧａＮ層の上に形成されるｐ側電極は、ｐ−ＧａＮ層の上に、順次、薄膜、Ａｇ合金層、バリアメタル層、ｐ側ボンディング層を形成した積層構造である。薄膜は、ｐ−ＧａＮ層に対するオーミック接触を良好とするための薄膜であり、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，または、Ｃｏから成る厚さ０．５ｎｍ〜５ｎｍの薄膜である。Ａｇ合金層は、Ｂｉ，Ｎｄ，Ｐｄ，Ｍｇのうち少なくとも１種を含むＡｇの合金、または、ＰｄＣｕ，ＢｉＮｄ，ＮｄＡｕ，ＮｄＣｕのうち少なくとも１種を含むＡｇの合金である。Ａｇ合金層は、厚さ５ｎｍ〜２０００ｎｍであり、光の反射層として機能する層である。バリアメタル層は、Ｔｉ，Ｍｏ，Ｐｔ、または、これらの合金から成る厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの層である。バリアメタル層は、Ａｇ合金層を構成する金属と、ｐ側ボンディング層を構成する金属とが、相互に拡散することを防止するための層である。ｐ側ボンディング層はＡｕから成る。特許文献２の技術は、上記したＡｇ合金を反射層として用いることにより、高温高湿下においても、反射層の電界の印加された状態での腐食、イオンマイグレーションを防止し、且つ、反射率の低下を防止するものである。
Ａｇは熱によってマイグレーションが生じ、反射率が減少してしまう。そのため、反射膜形成後の工程において熱履歴に注意が必要となる。特許文献１には熱によるマイグレーションについての記載はない。また、特許文献２では、温度８０℃、湿度９０％の環境に、１００時間放置しても、反射率の顕著な低下が観測されなかったことが示唆されている。しかし、特許文献２は、より高温での積極的な熱処理により反射率を向上させるものではない。
そこで本発明の目的は、反射膜を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、反射膜の耐熱性および反射率を向上させることである。
そこで本発明の目的は、反射膜を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、反射膜の耐熱性および反射率を向上させることである。
第１の発明は、第１の絶縁体上に接して位置する反射膜を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、反射膜は、Ａｇからなる第１層を形成した後、第１層上に厚さ１〜３０ÅのＡｌからなる第２層を最上層として形成して少なくとも２層構造とし、反射膜の形成後、３００〜７００℃の温度で熱処理を行う、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
反射膜は、Ａｇからなる第１層と、第１層上に形成された厚さ１〜３０ÅのＡｌからなる第２層とで構成される少なくとも２層構造（Ａｇ／Ａｌを含む構造）であり、第２層が最上層（第１の絶縁体側を下層、それとは反対側を上層と定義して）とする構造であれば任意の構造でよいが、特に厚さ１〜３０ÅのＡｌからなる第３層上に上記第１層、第２層が順に形成された、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌの３層構造であることが好ましい。この厚さの範囲に存在する場合に、反射膜は熱処理により、熱処理をしない場合に比べて反射率が向上する。また、Ａｇだけで反射層を形成して熱処理をした場合の反射率に対して、本発明での反射率は２倍近く大きい。同じＡｌからなる第２層と第３層は、異なる厚さであってもよいが、同じ厚さとすることが作製上容易で好ましい。また、Ａｇからなる第１層の厚さは、５００〜５０００Åとするのが望ましい。５００Åより薄いと、光の透過率が高くなり望ましくない。また、５０００Å以上では、その厚さによる段差が大きく、素子作製が難しくなり望ましくない。より望ましい反射膜の第２層の厚さは、５〜１０Åである。反射膜が３層構造の場合も、２層構造と同様に、第３層、第２層の厚さが、 ともに、１〜３０Åの範囲に存在する場合に、反射膜は熱処理により、熱処理をしない場合に比べて反射率が向上する。また、Ａｇだけで反射層を形成して熱処理をした場合の反射率に対して、本発明での反射率は２倍近く大きい。
熱処理の温度は、３００〜６００℃であることがより望ましい。この範囲であれば、反射膜の反射率の改善効果がより大きい。なお、反射膜形成後の熱処理は、III 族窒化物半導体発光素子の電極がオーミックコンタクトをとるための熱処理など、他の熱処理を兼ねるものであってもよい。３００〜６００℃の温度範囲の熱処理は、電極と半導体層とのオーミックコンタクトを実現できる温度範囲であり、同一工程において、電極のオーミック形成を実現できる。熱処理工程は、反射膜の形成の後であれば、任意である。熱処理工程は、反射膜が第２の絶縁体で覆われる前であっても、覆われた後であっても良い。
第１の絶縁体は、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、などのIII 族窒化物半導体発光素子の発光波長に対して透光性を有した絶縁材料であればよい。フェイスアップ型の場合には、第１の絶縁体は、絶縁体からなる成長基板、たとえばサファイア基板であってもよい。
第２の発明は、第１の発明において、反射膜は、厚さ１〜３０ÅのＡｌからなる第３層を形成し、第３層上に第１層、第２層を順に形成して３層構造とする、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。３層構造の場合には、２層構造に比べてＡｌの総合厚さを同一とした場合に、熱処理による反射率の改善率も大きい。
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、熱処理は、III 族窒化物半導体発光素子の電極がオーミックコンタクトをとるための熱処理を兼ねるものである、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。同一工程において、電極のオーミック形成を実現できるので、製造工程が簡略化される。
第４の発明は、第１の発明または第２の発明において、III 族窒化物半導体発光素子は、ｎ型層、発光層、ｐ型層、該ｐ型層に対して電流を拡散するための拡散電極を有し、反射膜を形成する前に、ｎ型層、拡散電極に、それぞれ接合するコンタクト電極を形成することを特徴とする。ここで拡散電極は、ｐ型層へ電流を一様に拡散するための電極であり、透光性の金属薄膜、ＩＴＯ、酸化チタン、酸化錫などの透明導電膜を用いることができる。
また、第５の発明は、第４の発明において、熱処理は、反射膜を形成した後に、反射膜の上面が露出した状態で行われ、コンタクト電極のｎ型層及び拡散電極に対するオーミックコンタクト、拡散電極のｐ型層に対するオーミックコンタクトを得るための熱処理をかねることを特徴とする。反射膜の上面が露出した状態で、熱処理する方が、第２の絶縁体で上部を覆って熱処理するよりは、反射膜の反射率の増加率が大きい。よって、この状態で熱処理することは、反射率の改善に効果が高い。
また、第６の発明は、第１の発明から第４の発明において、反射膜上に接して第２の絶縁体を形成し、熱処理は、第２の絶縁体の形成後に行う、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
また、第５の発明は、第４の発明において、熱処理は、反射膜を形成した後に、反射膜の上面が露出した状態で行われ、コンタクト電極のｎ型層及び拡散電極に対するオーミックコンタクト、拡散電極のｐ型層に対するオーミックコンタクトを得るための熱処理をかねることを特徴とする。反射膜の上面が露出した状態で、熱処理する方が、第２の絶縁体で上部を覆って熱処理するよりは、反射膜の反射率の増加率が大きい。よって、この状態で熱処理することは、反射率の改善に効果が高い。
また、第６の発明は、第１の発明から第４の発明において、反射膜上に接して第２の絶縁体を形成し、熱処理は、第２の絶縁体の形成後に行う、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。
第２の絶縁体は、第１の絶縁体と同様にIII 族窒化物半導体発光素子の発光波長に対して透光性を有した絶縁材料であればよく、第１の絶縁体と第２の絶縁体とが同一材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
第７の発明は、第１の発明から第６の発明において、反射膜の上にＡｇの拡散を防止するバリアメタル層を形成することを特徴とする。バリアメタル層は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、、Ｗ、Ｍｏのうちの１種又は２種以上の合金や、Ａｇよりイオン化傾向が高い金属や、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＣＯなどのｎ型酸化導電膜を用いることができる。また、バリアメタル層は、上記の材料の積層構造であっても良い。バリアメタル層を設けることにより、湿度によるＡｇのマイグレーションを抑制することができる。
第８の発明は、第６の発明において、III 族窒化物半導体発光素子は、第２の絶縁体上に配線状に電極が形成され、電極側を光取り出し側とするフェイスアップ型であり、反射膜は、平面視で電極に対向する領域（電極により遮光される領域）に形成することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。この場合には、配線状の電極により光の出力が遮られるが、この光は反射膜により反射されて、多重反射により配線状の電極の存在しない位置から出力されるので、出力効率が向上する。
第８の発明は、第６の発明において、III 族窒化物半導体発光素子は、第２の絶縁体上に配線状に電極が形成され、電極側を光取り出し側とするフェイスアップ型であり、反射膜は、平面視で電極に対向する領域（電極により遮光される領域）に形成することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。この場合には、配線状の電極により光の出力が遮られるが、この光は反射膜により反射されて、多重反射により配線状の電極の存在しない位置から出力されるので、出力効率が向上する。
第９の発明は、第１の発明から第７の発明において、III 族窒化物半導体発光素子は、基板を第１の絶縁体とし、その基板上に素子構造が形成されたフェイスアップ型であり、反射膜は、基板の素子構造形成側とは反対側の面上に形成する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。すなわち、本発明は、電極での遮光による光出力の低下を防止する発光素子だけでなく、基板の裏面（素子層の形成されていない方の面）に、本発明の反射膜を設けても良い。
第１０の発明は、第１の発明から第７の発明において、III 族窒化物半導体発光素子は、基板上に素子構造が形成され、素子構造上に第１の絶縁体を介して反射膜が形成されたフリップチップ型である、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。電極の遮光による光出力の低下を抑制することがてきる。
第１１の発明は、第１の発明から第１０の発明において、III 族窒化物半導体発光素子の発光波長のピークは、４００ｎｍ以上であることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。発光ピーク波長が４００ｎｍ以上の範囲において、第２の絶縁体を有しない素子では、本発明の反射膜の反射率は９０％以上、第２の絶縁体を有する素子では、反射率は８３％以上と高くできるので、本発明の反射膜はこの波長領域で使用することが効果的である。
本発明によると、熱処理後において反射膜の反射率低下を抑制することができ、Ａｇと同等、ないしそれ以上の反射率の反射膜を形成することができる。その結果、III 族窒化物半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。これは、ＡｌによってＡｇが不動態となり、熱マイグレーションが防止されるためと考えられる。また、ＡｌはＡｇに比べてＳｉＯ2 などの絶縁体との密着性がよいため、反射膜と絶縁体との密着性を確保することができ、III 族窒化物半導体発光素子の信頼性を向上させることができる。
図１より明らかなように、Ａｇの単層からなる反射膜は、Ａｇの上部を絶縁膜で覆う場合も、覆わない場合も、熱処理により反射率は低下する。そして、Ａｇの上部を絶縁膜で覆わない場合には、熱処理により、反射率は９４．５％から５０％に、減少幅は４７％と大幅に低下する。また、Ａｌの単層から成る反射膜も、Ａｌの上部を絶縁膜で覆う場合も、覆わない場合も、熱処理により反射率は低下する。この場合には、Ａｌの上部を絶縁膜で覆った場合には、熱処理により、反射率は８９％から５３．５％に、減少幅は４０％と大幅に低下する。
これに対して、本発明において、第１の絶縁体の上のＡｇ、その上のＡｌから成る反射膜の場合には、Ａｌの上部が第２の絶縁体で覆われていない場合には、熱処理により反射率は８９％から９６．５％に、増加幅８％で増加する。また、Ａｌの上部が第２の絶縁体で覆われている場合には、熱処理により、反射膜の反射率は９４．５％から９６．５％に、増加幅２％で増加する。これに対して、ＡｇとＡｌの上下関係が逆の場合、すなわち、第１の絶縁体の上のＡｌ、その上のＡｇから成る反射膜の場合には、Ａｇの上部が第２の絶縁体で覆われていない場合には、熱処理により反射率は９６％から６７．５％に、減少幅３０％で減少する。また、Ａｇの上部が第２の絶縁体で覆われている場合には、熱処理により、反射膜の反射率は８３．５％から８２．５％に、増加幅１％で減少する。このことから、熱処理による反射膜の反射率の改善には、Ａｇ層の上のＡｌ層の存在が、大きく寄与していることが理解される。
また、 第１の絶縁体の上に、Ａｌから成る第３層、Ａｇから成る第１層、Ａｌから成る第２層の３層構造で反射膜を形成した場合には、最上層の第２層の上が第２の絶縁体で覆われていなくとも、覆われていても、ともに、熱処理により、反射率が向上していることが分かる。また、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌの３層構造とＡｇ／Ａｌの２層構造とで、Ａｌから成る層の厚さが２０Åの場合を比較すると、反射膜の反射率や、 熱処理による反射率の増加率は、ほぼ等しい。このことから、Ａｌから成る層は、Ａｇから成る層の上に位置する層の存在が、熱処理による反射率の改善に大きく寄与していることが分かる。したがって、図１から、反射膜がＡｌ／Ａｇ／Ａｌの３層構造とＡｇ／Ａｌの２層構造とにかかわらずＡｌから成る層の厚さ（主として、Ａｇ層の上のＡｌ層（第２層）の厚さが１−３０Åの範囲において、熱処理により反射率が向上する。
図１の反射率の特性において、反射膜を熱処理した素子における処理温度は、６００℃である。図２は、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌから成る反射膜において、第２層の上に第２の絶縁体が存在しない場合と、存在する場合とで、熱処理をしない場合と、熱処理温度を変化させた時の反射膜の反射率の特性を示している。熱処理をすることで、何れの場合も、反射膜の反射率は向上していることが理解される。３００℃以上、６００℃以下で熱処理をした場合には、確実に、熱処理により反射膜の反射率は向上している。また、７００℃での熱処理においては、Ａｌから成る層の厚さに依存して、反射率が増加する傾向と減少する傾向とが見られる。８００℃では、反射率は、Ａｌから成る層の厚さにかかわらず、反射率は大きく低下している。このことから、反射膜の熱処理温度は、３００℃以上、７００℃以下で用いることができ、望ましい熱処理温度は、３００℃以上、６００℃以下である。
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
サファイア基板１上にＳｉＯ2 からなる厚さ３０００Åの第１絶縁膜２（第１の絶縁体）を形成し、第１絶縁膜２上に種々の材料からなる反射膜３を蒸着によって形成した試料Ａを作製し（図２．Ａ参照）、その後、熱処理を行った場合と行わなかった場合についてそれぞれ、反射膜表面に垂直に光を照射して反射率を測定した。また、上記と同様にしてサファイア基板１上に第１絶縁膜２、反射膜３を順に形成後、さらに反射膜３上にＳｉＯ2 からなる厚さ３０００Åの第２絶縁膜４（第２の絶縁体）をＣＶＤ法によって形成した試料Ｂを作製し（図２．Ｂ参照）、その後熱処理を行った場合と行わなかった場合について、同様に反射率を測定した。反射膜の材料には、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ（第１絶縁膜２側からＡｌ膜、Ａｇ膜、Ａｌ膜、の順の意、以下も同様）、Ａｌ／Ａｇ、Ａｇ／Ａｌ、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ、Ａｇ、Ａｌ、の６種の材料をそれぞれ用いた。Ａｇの厚さはいずれも２０００Åである。Ａｌ／Ａｇ／Ａｌについては、両方のＡｌの厚さを同一とし、その厚さを１、３、５、１０、２０、３０、５０、１００Åと替えてそれぞれ反射率を測定した。Ａｌ／Ａｇ、Ａｇ／Ａｌ、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ、については、Ａｌの厚さを２０Åとした。単層のＡｇについては、厚さを２０００Åとし、単層のＡｌについては、厚さを１０００Åとした。
図１は、反射膜の材料と、波長４５０ｎｍにおける反射率との関係を示したグラフである。熱処理は６００℃で３分間行った。
図１のように、反射膜として単層のＡｇや単層のＡｌを用いた場合は、試料Ａ、Ｂのいずれの場合であっても、熱処理後は熱処理前に比べて反射率が低下していることがわかる。単層のＡｇを用いた試料Ａの場合には、熱処理により、反射膜の反射率の減少率は４７％であり、単層のＡｌを用いた試料Ｂの場合には、熱処理により、反射膜の反射率の減少率は４０％であり、ともに、大きく減少している。また、試料Ａでは熱処理中雰囲気に晒されるが、試料Ｂでは雰囲気に晒されないことから、熱処理による反射率の低下は、熱処理中の雰囲気が原因ではないことがわかる。
図１のように、反射膜として単層のＡｇや単層のＡｌを用いた場合は、試料Ａ、Ｂのいずれの場合であっても、熱処理後は熱処理前に比べて反射率が低下していることがわかる。単層のＡｇを用いた試料Ａの場合には、熱処理により、反射膜の反射率の減少率は４７％であり、単層のＡｌを用いた試料Ｂの場合には、熱処理により、反射膜の反射率の減少率は４０％であり、ともに、大きく減少している。また、試料Ａでは熱処理中雰囲気に晒されるが、試料Ｂでは雰囲気に晒されないことから、熱処理による反射率の低下は、熱処理中の雰囲気が原因ではないことがわかる。
一方、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌは、Ａｌの厚さ１〜３０Åの範囲においては、試料Ａ、Ｂのいずれの場合であっても、熱処理後の反射率は９５％以上であり、熱処理前の単層のＡｇの反射率と同程度もしくはそれ以上の反射率となっている。また、Ａｌの厚さを２０ÅとしたＡｇ／Ａｌ、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ、についても、熱処理後の反射率は、熱処理前の単層のＡｇの反射率と同程度もしくはそれ以上の反射率となっている。
したがって、反射膜の構造を、Ａｇ層上にＡｌ層を最上層として形成した少なくとも２層の構造とし、Ａｌ層の厚さを１〜３０Åとすれば、熱処理後においても単層のＡｇと同程度、もしくはそれ以上の反射率とすることができると推察される。また、Ａｌ層の厚さを１〜３０Åとすれば、試料Ａ、Ｂの場合に、熱処理により、ともに反射率は増大している。このことから、反射膜がＡｇ単で構成されている場合に比べて、反射膜の熱処理が反射率の改善において有効であることが分かる。
図３は、熱処理の温度と、波長４５０ｎｍにおける反射率との関係を示したグラフである。熱処理の時間は３分間で、反射膜にはＡｌ／Ａｇ／Ａｌを用い、Ａｇの厚さは２０００Å、Ａｌの厚さは５、１０、３０、５０Åと替えてそれぞれ反射率を測定した。図３のように、反射膜３上に第２絶縁膜４を形成していない試料Ａ、形成した試料Ｂのいずれでも、熱処理温度が８００℃では反射率が低下しており、熱処理温度は３００〜７００℃が望ましいことがわかる。また、熱処理温度は３００〜６００℃の範囲においては、Ａｌの厚さにかかわらず、熱処理温度が高くなるほど、熱処理による反射率の増加率が大きくなることが分かる。したがって、熱処理温度は３００〜６００℃は、反射膜の熱処理温度として、特別な効果を有する範囲である。
また、図９、１０は、熱処理後における試料Ａおよび試料Ｂの反射膜３の反射率についての波長依存性を示したグラフである。図９のように、熱処理後における試料Ａの反射膜３では、反射膜３が１〜３０ÅのＡｌ／Ａｇ／Ａｌ、Ａｇ／Ａｌ、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌの場合には、波長４２０〜１０００ｎｍでは反射率がおよそ９５％でほぼ一定となっていて、波長４２０ｎｍよりも短くなると徐々に反射率も低下し、波長３８０ｎｍ当たりで急激に反射率が低下とする特性となっている。また、図１０のように、熱処理後における試料Ｂの反射膜３では、反射膜３が１〜３０ÅのＡｌ／Ａｇ／Ａｌ、Ａｇ／Ａｌ、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌの場合には、波長６５０ｎｍ付近に若干反射率の低下が見られるものの、波長４５０〜１０００ｎｍで反射率がおよそ９５％でほぼ一定であり、波長４５０ｎｍよりも短くなると徐々に反射率が低下し、波長４００ｎｍより短くなると減衰振動しながら反射率が低下していく特性となっている。
以上の結果から、絶縁膜上に反射膜を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造では、反射膜３の材料としてＡｌ／Ａｇ／Ａｌ、Ａｇ／Ａｌ、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌ／Ａｇ／Ａｌを用い、Ａｌの厚さを１〜３０Åとして、反射膜形成後の熱処理温度は３００〜７００℃とするのが好適であることがわかった。これにより、反射膜３の反射率は、熱処理前のＡｇと同等ないしそれ以上となり、III 族窒化物半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。このような反射率低下の防止は、ＡｌによってＡｇが不動態となり、熱マイグレーションが防止されるためと考えられる。また、反射膜３中のＡｇが絶縁膜に直接接しない構造となるため、反射膜３と絶縁膜との密着性が確保され、III 族窒化物半導体発光素子の信頼性の向上も図ることができる。また、図９、１０から、上記反射膜３を用いる場合には、III 族窒化物半導体発光素子の発光波長のピークは４００ｎｍ以上であることが望ましいとわかった。より望ましくは４００〜６００ｎｍである。
図４は、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子の平面図であり、図５はその平面図におけるＡ−Ａでの断面図である。
図４のように、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子は、サファイア基板１０と、サファイア基板１０上に順に形成されたｎ−ＧａＮ層１１、発光層１２、ｐ−ＧａＮ層１３を有している。ｐ−ＧａＮ層１３表面の中央部には、そのｐ−ＧａＮ層１３表面からｎ−ＧａＮ層１１に達する深さの孔１４が直線状に複数設けられている。また、ｐ−ＧａＮ層１３表面の孔１４が設けられた領域以外のほぼ全面に、ＩＴＯ電極１５が設けられている。さらに、ＩＴＯ電極１５の表面、孔１４の側面および底面、ｐ−ＧａＮ層１３表面のうちＩＴＯ電極１５が形成されていない領域、に連続してＳｉＯ2 からなる絶縁膜１６が設けられている。
図４のように、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子は、サファイア基板１０と、サファイア基板１０上に順に形成されたｎ−ＧａＮ層１１、発光層１２、ｐ−ＧａＮ層１３を有している。ｐ−ＧａＮ層１３表面の中央部には、そのｐ−ＧａＮ層１３表面からｎ−ＧａＮ層１１に達する深さの孔１４が直線状に複数設けられている。また、ｐ−ＧａＮ層１３表面の孔１４が設けられた領域以外のほぼ全面に、ＩＴＯ電極１５が設けられている。さらに、ＩＴＯ電極１５の表面、孔１４の側面および底面、ｐ−ＧａＮ層１３表面のうちＩＴＯ電極１５が形成されていない領域、に連続してＳｉＯ2 からなる絶縁膜１６が設けられている。
絶縁膜１６上にはｎ電極１７とｐ電極１８が形成されている。ｎ電極１７は、ボンディングワイヤが接続されるパッド部１７ａと、パッド部１７ａに連続する配線状のワイヤ部１７ｂにより構成されている。また、ｐ電極１８も同様に、パッド部１８ａと、パッド部１８ａに連続する配線状のワイヤ部１８ｂにより構成されている。絶縁膜１６にはｎ−ＧａＮ層１１を露出させる孔２０、およびＩＴＯ電極１５を露出させる孔２１が設けられ、孔２０を通してｎ電極１７のワイヤ部１７ｂとｎ−ＧａＮ層１１とが接触し、孔２１を通してｐ電極１８のワイヤ部１８ｂとＩＴＯ電極１５とが接触している。
絶縁膜１６中であって、平面視でｎ電極１７およびｐ電極１８と対向する領域には、反射膜１９が埋め込まれている。反射膜１９は、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌの３層構造であり、Ａｌの厚さは１〜３０Åである。
実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子は、ｎ電極１７、ｐ電極１８側から光を取り出すフェイスアップ型の素子である。ここで、ｎ電極１７およびｐ電極１８の下部には絶縁膜１６に埋め込まれた反射膜１９が位置している。そのため、発光層１２から放射される光のうち、ｎ電極１７およびｐ電極１８に向かう光は、反射膜１９によって反射されて素子内部に戻り、ｎ電極１７およびｐ電極１８によって光が吸収されてしまうことが防止されている。その結果、光取り出し効率が反射膜１９を設けていない場合よりも向上されている。
次に、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程について、図６を参照に説明する。
まず、サファイア基板１０上に、ＭＯＣＶＤ法によって、ｎ−ＧａＮ層１１、発光層１２、ｐ−ＧａＮ層１３を順に形成する。原料ガスには、Ｇａ源としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ｉｎ源としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ａｌ源としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、窒素源としてアンモニア、ｎ型ドーピングガスとして、シラン、ｐ型ドーピングガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム、キャリアガスには水素または窒素を用いる。そして、ｐ−ＧａＮ層１３上の一部領域に、蒸着によってＩＴＯ電極１５を形成する（図６．Ａ）。
まず、サファイア基板１０上に、ＭＯＣＶＤ法によって、ｎ−ＧａＮ層１１、発光層１２、ｐ−ＧａＮ層１３を順に形成する。原料ガスには、Ｇａ源としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ｉｎ源としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ａｌ源としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、窒素源としてアンモニア、ｎ型ドーピングガスとして、シラン、ｐ型ドーピングガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム、キャリアガスには水素または窒素を用いる。そして、ｐ−ＧａＮ層１３上の一部領域に、蒸着によってＩＴＯ電極１５を形成する（図６．Ａ）。
次に、フォトリソグラフィとドライエッチングによってｐ−ＧａＮ層１３表面からｎ−ＧａＮ層１１に達する深さの孔１４を形成する（図６．Ｂ）。
なお、先に孔１４を形成した後にＩＴＯ電極１５を形成してもよい。
なお、先に孔１４を形成した後にＩＴＯ電極１５を形成してもよい。
次に、上面全面、すなわち、ＩＴＯ電極１５表面、孔１４の底面および側面、ｐ−ＧａＮ層１３表面であってＩＴＯ電極１５の形成されていない領域に連続して、ＭＯＣＶＤ法によって、ＳｉＯ2 からなる第１絶縁膜１６ａを形成する。そして、第１絶縁膜１６ａ上であって、後に形成されるｎ電極１７、ｐ電極１８と平面視において対向する領域に、スパッタリングによってＡｌ膜、Ａｇ膜、Ａｌ膜を順に積層してＡｌ／Ａｇ／Ａｌからなる反射膜１９を形成する（図６．Ｃ）。スパッタリングガスはＡｒガスのほかに、ＡｒにＯ2 ガスを添加（たとえば１体積％添加）したものを用いてもよい。Ａｌ膜は１〜３０Åである。Ａｇ膜は５００〜５０００Åである。
次に、第１絶縁膜１６ａ表面、反射膜１９表面に連続して、ＭＯＣＶＤ法によって、によってＳｉＯ2 からなる第２絶縁膜１６ｂを形成する。これにより、第１絶縁膜１６ａと第２絶縁膜１６ｂとで一体の絶縁膜１６を形成し、絶縁膜１６中であって、後に形成されるｎ電極１７、ｐ電極１８と平面視において対向する領域に、反射膜１９が埋め込まれるように形成される。その後、絶縁膜１６の所定の領域に、ｎ−ＧａＮ層１１を露出させる孔２０、およびＩＴＯ電極１５を露出させる孔２１を形成する（図６．Ｄ）。
次に、蒸着によって、絶縁膜１６上にＮｉ／Ａｕ／Ａｌからなるｎ電極１７、ｐ電極１８を形成する。ｎ電極１７とｐ電極１８はそれぞれ別に形成してもよいし、同一材料を用いることで同時に形成してもよい。ｎ電極１７は、パッド部１７ａと配線状のワイヤ部１７ｂとを有する形状に形成し、ワイヤ部１７ｂの一部が孔２０を埋めて、ワイヤ部１７ｂとｎ−ＧａＮ層１１とが接触するよう形成する。また、ｐ電極１８は、パッド部１８ａと配線状のワイヤ部１８ｂとを有する形状に形成し、ワイヤ部１８ｂの一部が孔２１を埋めて、ワイヤ部１８ｂとＩＴＯ電極１５とが接触するよう形成する（図６．Ｅ）。
次に、３００〜７００℃で３分間の熱処理を行う。これは、ｎ電極１７がｎ−ＧａＮ層１１にオーミックコンタクトをとるために、また、ｐ電極１８がＩＴＯ電極１５に、ＩＴＯ電極１５がｐ−ＧａＮ層１３にオーミックコンタクトをとるために行うものである。その後、ｎ電極１７のパッド部１７ａ、およびｐ電極１８のパッド部１８ａを除く全面に絶縁膜２２を形成することで、図４、５に示す実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子が製造される。
以上に示した実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程では、反射膜１９としてＡｌの厚さを１〜３０ÅとしたＡｌ／Ａｇ／Ａｌを用い、反射膜１９形成後の熱処理を３００〜７００℃の範囲で行っているため、熱処理後においても、反射膜１９の反射率はＡｇと同等ないしそれ以上の反射率である。そのため、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子は光取り出し効率に優れている。また、反射膜１９中のＡｇと絶縁膜１６が直接接していないため、絶縁膜１６との密着性も確保され、III 族窒化物半導体発光素子の信頼性が向上されている。
図７は、実施例３のIII 族窒化物半導体発光素子の構成を示した断面図である。実施例３のIII 族窒化物半導体発光素子は、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子のサファイア基板１０裏面（ｎ−ＧａＮ層１１形成側とは反対側の表面）上に、反射膜１１９、ＳｉＯ2 からなる絶縁膜１２０、はんだ層１２１を順に形成したものである。反射膜１１９は、反射膜１９と同一の構成であり、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌからなる。Ａｌは１〜３０Å、Ａｇは５００〜５０００Åである。はんだ層１２１はＡｕやＡｕＳｎである。
実施例３のIII 族窒化物半導体発光素子は、実施例２のIII 族窒化物半導体発光素子と同じく、ｎ電極１７、ｐ電極１８側から光を取り出すフェイスアップ型の素子である。反射膜１１９は、発光層１２からサファイア基板１０側へと放射される光を光取り出し面側へと反射させるためのものである。このIII 族窒化物半導体発光素子をはんだ層１２１を介してリードフレームに接合する際、その熱処理温度が３００〜７００℃であれば、反射膜１１９の反射率はＡｇと同程度、もしくはそれ以上の反射率となる。その結果、実施例３のIII 族窒化物半導体発光素子は、光取り出し効率に非常に優れたものとなる。
実施例４のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程について、図８を参照に説明する。
まず、サファイア基板２００上にＭＯＣＶＤ法によって、ｎ−ＧａＮ層２０１、発光層２０２、ｐ−ＧａＮ層２０３を順に積層し、ｐ−ＧａＮ層２０３上の一部領域にＩＴＯ電極２０５を形成する。次に、フォトリソグラフィ、ドライエッチングによって発光層２０２、ｐ−ＧａＮ層２０３の一部を除去し、ｎ−ＧａＮ層２０１を露出させる。また、ＩＴＯ電極２０５上の一部領域にＮｉ／Ａｌ／ＡｕからなるＩＴＯコンタクト電極２０６を形成し、露出したｎ−ＧａＮ層２０１の一部領域にＮｉ／Ａｕ／Ａｌからなるｎコンタクト電極２１１を形成する（図８．Ａ）。
次に、３００〜７００℃で３分間の熱処理を行う。これは、ｎコンタクト電極２１１がｎ−ＧａＮ層２０１にオーミックコンタクトをとるために、また、ＩＴＯコンタクト電極２０６がＩＴＯ電極２０５に、ＩＴＯ電極２０５がｐ−ＧａＮ層２０３にオーミックコンタクトをとるために行うものである。
次に、ＩＴＯ電極２０５上、ＩＴＯコンタクト電極２０６上、および露出したｎ−ＧａＮ層２０１上、ｎコンタクト電極２１１側面に連続して、ＳｉＯ２からなる絶縁膜２０７を形成する。絶縁膜２０７上であって、平面視でＩＴＯコンタクト電極２０６およびｎコンタクト電極２１１上に位置しない領域に、反射膜２０８を形成する。反射膜２０８は、Ａｌ／Ａｇ／Ａｌからなり、Ａｌの厚さは１〜３０Åである。次に、絶縁膜２０７上、および反射膜２０８上に連続してさらに絶縁膜を形成することで、絶縁膜２０７中に反射膜２０８が埋め込まれた構成とする。そして、絶縁膜２０７の一部をエッチングしてＩＴＯコンタクト電極２０６およびｎコンタクト電極２１１を露出させる（図８．Ｂ）。
次に、露出したＩＴＯコンタクト電極２０６上に、Ｔｉ／Ｎｉからなるバリア電極２１６、ＡｕＳｎからなるはんだ層２１７、Ａｕ層２１８を順に形成する。また、露出したｎコンタクト電極２１１上に、Ｔｉ／Ｎｉからなるバリア電極２１２、ＡｕＳｎからなるはんだ層２１３、Ａｕ層２１４を順に形成する（図８．Ｃ）。
以上により、製造される実施例４のIII 族窒化物半導体発光素子は、サファイア基板２００裏面側（ｎ−ＧａＮ層２０１形成側とは反対側）から光を取り出すフリップチップ型の素子であり、発光層２０２から光取り出し側とは反対側に放射された光を反射膜によって光取り出し側へと反射させることができるため、光取り出し効率が向上されている。ここで、反射膜２０８の材料としてＡｌの厚さが１〜３０ÅのＡｌ／Ａｇ／Ａｌを用い、反射膜２０８形成後の熱処理を３００〜７００℃で行っているため、反射膜２０８の反射率はＡｇと同等ないしそれ以上の反射率である。そのため、実施例４のIII 族窒化物半導体発光素子は光取り出し効率に優れている。また、反射膜２０８中のＡｇと絶縁膜２０７が直接接していないため、反射膜２０８と絶縁膜２０７との密着性も確保され、III 族窒化物半導体発光素子の信頼性が向上されている。
次に、実施例５に係るIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。図１１は、実施例５の方法により製造されたIII 族窒化物半導体発光素子の断面図である。平面図は、図４と同一であり、図１１は図４のＡ−Ａ線を切断線とする断面図である。実施例２と同一機能を有する部分には、同一符号が付されている。
図１１のように、実施例５のIII 族窒化物半導体発光素子は、図５の実施例２に係るIII 族窒化物半導体発光素子と類似の形状をしている。異なる点は、次の通りである。ｎ−ＧａＮ層１１に接触してコンタクト電極３１とＩＴＯ電極１５に接触してコンタクト電極３２とが形成されている。また、絶縁膜１６上に形成されているｎ電極１７は、コンタクト電極３１と接合し、絶縁膜１６上に形成されているｐ電極１８はコンタクト電極３２に接合している。コンタクト電極３１は、ｎ−ＧａＮ層１１上において、離散的に複数の位置でｎ−ＧａＮ層１１と接触して設けられた、円形の点状の電極である。同様に、コンタクト電極３２は、ＩＴＯ電極１５（拡散電極）上において、離散的に複数の位置でＩＴＯ電極１５と接触して設けられた、円形の点状の電極である。反射膜１９上に、反射膜１９と同一形状同一面積に、バリアメタル層３０が形成されている。バリアメタル層３０は、厚さ１０００ÅのＴｉから成る。III 族窒化物半導体発光素子の構造としては、実施例２に対して以上の点のみが異なる。
バリアメタル層３０の材料としては、Ｔｉの他、Ｎｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏのうちの１種、または、これらの金属の２種以上の合金や、これらの金属の少なくとも１種を含む合金や、Ａｇよりイオン化傾向が高い金属や、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＣＯなどのｎ型酸化導電膜を用いることができる。また、バリアメタル層３０は、単層でも良く、上記の異なる金属の複数の層で構成されていても良い。また、バリアメタル層３０の厚さは３００〜５００００Åとすることが望ましい。５０００Åより厚いとバリアメタル層３０を絶縁膜１６で覆うことが難しくなるため望ましくなく、３００Åよりも薄いと、バリアメタル層３０が膜状とならず、望ましくない。より望ましくは５００〜２０００Åである。
次に、実施例５に係るIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。図１２．Ａに示すように、サファイア基板１０上に、ＭＯＣＶＤ法によって、ｎ−ＧａＮ層１１、発光層１２、ｐ−ＧａＮ層１３を順に形成する。そして、ｐ−ＧａＮ層１３上の一部領域に、蒸着によってＩＴＯ電極１５を形成する。この工程は、実施例２の図６．Ａと同一である。次に、図１２．Ｂに示すように、フォトレジストの塗布、露光、現像のしてマスクを形成した後、ドライエッチングによってｐ−ＧａＮ層１３の表面からｎ−ＧａＮ層１１に達する深さの孔１４を形成する。この工程は、実施例２の図６．Ｂの工程と同一である。なお、先に孔１４を形成した後にＩＴＯ電極１５を形成してもよい。
次に、全面にフォトレジストを塗布した後、所定領域に円形で点状の領域を露光し、現像することで、円形で点状の窓の形成されたマスクを形成した。その後、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｌを順次、堆積させた。その後、マスクをリフトオフさせた。これにより、図１２．Ｃに示すように、孔１４におけるｎ−ＧａＮ層１１の露出面に、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｌの積層構造から成るコンタクト電極３１が形成された。すなわち、コンタクト電極３１は、ｎ−ＧａＮ層１１に対して、複数の位置で、円形で点状に接触することになる。同様に、図１２．Ｃに示すように、ＩＴＯ電極１５表面において、Ｎｉ／Ａｕ／Ａｌの積層構造から成るコンタクト電極３２が形成された。すなわち、コンタクト電極３２は、ＩＴＯ電極１５に対して、複数の位置で、円形で点状に接触することになる。
次に、図１２．Ｄに示すように、上面全面、すなわち、ＩＴＯ電極１５の露出面、コンタクト電極３１、３２の露出面、孔１４の底面および側面、ｐ−ＧａＮ層１３の露出面に連続して、ＭＯＣＶＤ法によって、ＳｉＯ2 からなる第１絶縁膜１６ａを形成する。そして、第１絶縁膜１６ａ上であって、後に形成されるｎ電極１７、ｐ電極１８と平面視において対向する領域（ｎ電極１７、ｐ電極１８により遮光される領域）に、スパッタリングによってＡｌ膜、Ａｇ膜、Ａｌ膜を順に積層してＡｌ／Ａｇ／Ａｌからなる反射膜１９を形成する。この工程は、実施例２の図６．Ｃの工程と同一である。実施例２と同様に、Ａｌ膜は１〜３０Åである。Ａｇ膜は５００〜５０００Åである。
次に、この状態において、３００〜７００℃で３分間の熱処理を行う。これは、コンタクト電極３１がｎ−ＧａＮ層１１にオーミックコンタクトをとるために、また、コンタクト電極３２がＩＴＯ電極１５に、ＩＴＯ電極１５がｐ−ＧａＮ層１３にオーミックコンタクトをとるために行うものである。
次に、この状態において、図１２．Ｅに示すように、フォトレジストの塗布、露光、現像によりマスクを形成し、スパッタリングにより、反射膜１９の上に、同一形状および同一面積に、バリアメタル層３０を形成した。バリアメタル層３０は、Ｔｉを厚さ４００ｎｍに形成した。
次に、図１２．Ｆに示すように、第１絶縁膜１６ａ表面、反射膜１９表面に連続して、ＭＯＣＶＤ法によって、ＳｉＯ2 からなる第２絶縁膜１６ｂを形成する。これにより、第１絶縁膜１６ａと第２絶縁膜１６ｂとで一体の絶縁膜１６を形成し、絶縁膜１６中であって、後に形成されるｎ電極１７、ｐ電極１８と平面視において対向する領域（ｎ電極１７、ｐ電極１８により遮光される領域）に、反射膜１９とバリアメタル層３０とが埋め込まれるように形成される。その後、絶縁膜１６の所定の領域に、コンタクト電極３１を露出させる孔２０、およびコンタクト電極３２を露出させる孔２１を形成する。
次に、図１２．Ｇに示すように、蒸着によって、絶縁膜１６上にＮｉ／Ａｕ／Ａｌからなるｎ電極１７、ｐ電極１８を形成する。ｎ電極１７とｐ電極１８はそれぞれ別に形成してもよいし、同一材料を用いることで同時に形成してもよい。ｎ電極１７は、図４に示すように、パッド部１７ａと配線状のワイヤ部１７ｂとを有する形状に形成し、ワイヤ部１７ｂの一部が孔２０を埋めて、ワイヤ部１７ｂとコンタクト電極３１とが接触するよう形成する。また、ｐ電極１８は、図４に示すように、パッド部１８ａと配線状のワイヤ部１８ｂとを有する形状に形成し、ワイヤ部１８ｂの一部が孔２１を埋めて、ワイヤ部１８ｂとコンタク電極３２とが接触するよう形成する。
次に、図１２．Ｈに示すように、ｎ電極１７のパッド部１７ａ、およびｐ電極１８のパッド部１８ａを除く全面に絶縁膜２２を形成することで、図４、１１に示す実施例５のIII 族窒化物半導体発光素子が製造される。
上記実施例５において、実施例２と同様に、図１２．Ｇに示す、第２絶縁膜１６ｂと、ｎ電極１７、ｐ電極１８とを形成した状態において、３００〜７００℃（望ましくは、３００〜６００℃）の範囲で、熱処理をするようにしても良い。
以上に示した実施例５のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程では、反射膜１９としてＡｌの厚さを１〜３０ÅとしたＡｌ／Ａｇ／Ａｌを用い、反射膜１９を形成し、反射膜１９の上にバリアメタル層３０を形成する前の状態で、熱処理を３００〜７００℃（望ましくは、３００〜６００℃）の範囲で行っているため、熱処理後においても、反射膜１９の反射率はＡｇと同等ないしそれ以上の反射率となる。また、３００〜６００℃の範囲で熱処理することで、反射膜の反射率を、熱処理する前に比べて増加させることができる。そのため、実施例５のIII 族窒化物半導体発光素子は光取り出し効率に優れている。また、この熱処理によりコンタクト電極３１、３２のオーミック接触を実現することができる。また、反射膜１９中のＡｇと絶縁膜１６とが直接接していないため、絶縁膜１６との密着性も確保され、III 族窒化物半導体発光素子の信頼性が向上されている。
本発明により製造されるIII 族窒化物半導体発光素子は、照明装置などに用いることができる。
１０：サファイア基板
１１：ｎ−ＧａＮ層
１２：発光層
１３：ｐ−ＧａＮ層
１４、２０、２１：孔
１５：ＩＴＯ電極
１６、１２０：絶縁膜
１７：ｎ電極
１８：ｐ電極
３０：バリアメタル層
３１，３２：コンタクト電極
１９、１１９：反射膜
１２１：はんだ層
１１：ｎ−ＧａＮ層
１２：発光層
１３：ｐ−ＧａＮ層
１４、２０、２１：孔
１５：ＩＴＯ電極
１６、１２０：絶縁膜
１７：ｎ電極
１８：ｐ電極
３０：バリアメタル層
３１，３２：コンタクト電極
１９、１１９：反射膜
１２１：はんだ層
Claims (11)
- 第１の絶縁体上に接して位置する反射膜を有したIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、
前記反射膜は、Ａｇからなる第１層を形成した後、前記第１層上に厚さ１〜３０ÅのＡｌからなる第２層を最上層として形成して少なくとも２層構造とし、
前記反射膜の形成後、３００〜７００℃の温度で熱処理を行う、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。 - 前記反射膜は、厚さ１〜３０ÅのＡｌからなる第３層を形成し、前記第３層上に前記第１層、前記第２層を順に形成して３層構造とする、
ことを特徴とする請求項１に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。 - 前記熱処理は、III 族窒化物半導体発光素子の電極がオーミックコンタクトをとるための熱処理を兼ねるものである、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
- III 族窒化物半導体発光素子は、ｎ型層、発光層、ｐ型層、該ｐ型層に対して電流を拡散するための拡散電極を有し、
前記反射膜を形成する前に、前記ｎ型層、前記拡散電極に、それぞれ接合するコンタクト電極を形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。 - 前記熱処理は、前記反射膜を形成した後に、前記反射膜の上面が露出した状態で行われ、前記コンタクト電極の前記ｎ型層及び前記拡散電極に対するオーミックコンタクト、前記拡散電極の前記ｐ型層に対するオーミックコンタクトを得るための熱処理をかねることを特徴とする請求項４に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
- 前記反射膜上に接して第２の絶縁体を形成し、前記熱処理は、前記第２の絶縁体の形成後に行う、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
- 前記反射膜の上にＡｇの拡散を防止するバリアメタル層を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
- 前記III 族窒化物半導体発光素子は、前記第２の絶縁体上に配線状に電極が形成され、前記電極側を光取り出し側とするフェイスアップ型であり、
前記反射膜は、平面視で前記電極に対向する領域に形成する、
ことを特徴とする請求項６に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。 - 前記III 族窒化物半導体発光素子は、基板を前記第１の絶縁体とし、その基板上に素子構造が形成されたフェイスアップ型であり、
前記反射膜は、前記基板の前記素子構造形成側とは反対側の面上に形成する、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。 - 前記III 族窒化物半導体発光素子は、基板上に素子構造が形成され、前記素子構造上に前記第１の絶縁体を介して前記反射膜が形成されたフリップチップ型である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
- 前記III 族窒化物半導体発光素子の発光波長のピークは、４００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。
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