JP2013239471A - 発光ダイオード素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フリップチップ実装に適した窒化物系ＬＥＤ素子の生産効率改善に寄与し得る、窒化物系ＬＥＤ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】窒化物系ＬＥＤ素子の製造方法は、第１〜第３ステップを有する。第１ステップでは、第１主面と第２主面を有し、該第２主面側から該第１主面側に向かってｎ型窒化物半導体層と、窒化物半導体からなる活性層と、ｐ型窒化物半導体層と、ｐ−電極層とをこの順に含む積層体を準備する。第２ステップでは、フェムト秒レーザ加工によって該積層体の該第１主面側に、該ｎ型窒化物半導体層に達する深さの第１凹部を設ける。第３ステップでは、該第１凹部の底に露出する該ｎ型窒化物半導体層の表面に接するｎ−電極を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、窒化物半導体で形成された発光構造を有する窒化物系発光ダイオード素子（以下、窒化物系ＬＥＤ素子ともいう）に関する。窒化物半導体は、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎなどの一般式で表される化合物半導体であり、III族窒化物系化合物半導体、窒化ガリウム（Ｇ
ａＮ）系半導体などとも呼ばれる。

ＧａＮ、ＧａＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮのような窒化物半導体を用いた半導体デバイスが実用化されている。代表的なデバイスは、窒化物半導体でダブルヘテロｐｎ接合型の発光構造を構成した、発光ダイオードやレーザダイオードなどの発光素子である。
近年、窒化物系ＬＥＤ素子の高出力化が進んでおり、窒化物系ＬＥＤ素子を蛍光体の励起源に用いた白色発光装置が、照明用途に使用されるに至っている。かかる用途に好適なのが、フリップチップ実装（ジャンクションダウン実装、フェースダウン実装などともいう）が可能な大面積（通常、０．７５ｍｍ角以上）の窒化物系ＬＥＤ素子である。このタイプのＬＥＤ素子では、ｎ型層上に積層された活性層およびｐ型層に貫通孔が複数設けられ、該貫通孔を通してｎ型層に対するコンタクトが形成される（特許文献１）。

ＳｉＣ基板やＧａＮ基板の上に発光構造が設けられた窒化物系ＬＥＤ素子において、基板の裏面をエッチング加工によりテクスチャ化したり、あるいは、ダイシング用のブレードを用いた加工により基板の裏面に溝を設けることによって、フリップチップ実装したときの光取出し効率を改善できることが知られている（特許文献２、３）。また、サファイア基板上に発光構造が設けられた窒化物系ＬＥＤ素子において、フリップチップ実装後にサファイア基板をリフトオフして露出させた窒化物半導体エピタキシャル層（通常はｎ型層）の表面をテクスチャ化して、光取出し効率を改善する技術が知られている（特許文献４）。

窒化物半導体基板の表面に溝などの凹部を形成するための方法として、フェムト秒レーザ加工が提案されている（特許文献５）。

特開２００４−４７９８８号公報 ＷＯ２００９／０７０８０９号公報 米国特許第７５３４６３３号 ＷＯ２００５／０６４６６６号公報 特開２００７−２２２８９５号公報

本発明の主たる目的は、フリップチップ実装に適した窒化物系ＬＥＤ素子の生産効率改善に寄与し得る、窒化物系ＬＥＤ素子の製造方法を提供することである。

本発明の実施形態には、以下に記載する窒化物系ＬＥＤ素子の製造方法が含まれる。
（１）第１主面と第２主面を有し、該第２主面側から該第１主面側に向かってｎ型窒化物
半導体層と、窒化物半導体からなる活性層と、ｐ型窒化物半導体層と、ｐ−電極層とをこの順に含む積層体を準備する第１ステップと；フェムト秒レーザ加工によって該積層体の該第１主面側に、該ｎ型窒化物半導体層に達する深さの第１凹部を設ける第２ステップと；該第１凹部の底に露出する該ｎ型窒化物半導体層の表面に接するｎ−電極を形成する第３ステップと；を有することを特徴とする窒化物系ＬＥＤ素子の製造方法。
（２）前記第２ステップでは、前記積層体の前記第１主面上の任意の点から、その点に最も近い前記第１凹部までの距離が１００μｍ以下となるように、複数の前記第１凹部を配置する、前記（１）の製造方法。
（３）前記第１凹部の開口部の形状が円形、多角形またはライン状であり、その幅が０．５〜２０μｍである、前記（２）の製造方法。
（４）複数の前記第１凹部を正方格子配置または三角格子配置し、かつ、その各々の開口部形状を円形または多角形とする、前記（３）の製造方法。
（５）前記第２ステップと第３ステップの間に、絶縁膜を前記第１凹部の内面に設ける第４ステップを有する、前記（１）〜（４）のいずれかの製造方法。
（６）前記絶縁膜から前記第１凹部の底を覆う部分をフェムト秒レーザ加工により除去する、前記（５）の製造方法。
（７）前記ｐ−電極層上に補助電極を部分的に形成するステップを有する、前記（１）〜（６）のいずれかの製造方法。
（８）前記積層体の前記第２主面を加工して第２凹部を形成するステップを有する、前記（１）〜（７）のいずれかの製造方法。
（９）前記第２凹部をフェムト秒レーザ加工により形成する、前記（８）の製造方法。
（１０）前記積層体をウェハサイズからチップサイズに分割した後で、前記第２凹部を形成するステップを行う、前記（９）の製造方法。

本発明の実施形態にかかる上記製造方法によれば、フリップチップ実装に適した窒化物系ＬＥＤ素子の生産効率を改善することができる。

実施形態に係る製造方法を用いて製造することのできる窒化物系ＬＥＤ素子の構造を示しており、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。 図１に示す窒化物系ＬＥＤ素子をサブマウント上にフリップチップ実装することにより得られる発光装置の断面図である。 図２に示す発光装置に含まれるサブマウントの平面図である。 実施形態に係る製造方法を説明するための工程断面図である。 実施形態に係る製造方法において中間産物として得られるウェハの平面図である。 実施形態に係る製造方法を説明するための工程断面図である。 実施形態に係る製造方法を説明するための工程断面図である。 第２凹部をライン状に形成する場合のパターンの一例を示す平面図である。 実施形態に係る製造方法を用いて製造することのできる窒化物系ＬＥＤ素子を、サブマウント上にフリップチップ実装してなる発光装置の断面図である。 活性層にフェムト秒レーザを照射して屈折率を局所的に変化させる加工について説明する断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、説明を簡略化するために、同一の構成要素には同じ符号を付している。
本発明の実施形態に係る製造方法を用いて製造することのできる窒化物系ＬＥＤ素子の
一例を図１に示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。

図１（ｂ）に示すように、窒化物系ＬＥＤ素子１００は第１主面１１０Ａおよび第２主面１１０Ｂを有する積層体１１０を備えている。積層体１１０は、第２主面１１０Ｂから第１主面１１０Ａに向かって透光性基板１１１、ｎ型層１１２、活性層１１３、ｐ型層１１４およびｐ−電極層１１５を順に含んでいる。
ｎ型層１１２は、例えば、ｎ型ＧａＮコンタクト層と、その上に積層されたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層を含んでいる。活性層１１３は、例えば、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）井戸層とＩｎ_ｙＧａ_１−ｙＮ（０≦ｙ＜ｘ）障壁層とが交互に積層されたＭＱＷ構造のＩｎＧａＮ活性層である。ｐ型層１１４は、例えば、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層と、その上に積層されたｐ型ＧａＮコンタクト層を含んでいる。

積層体１１０の第１主面１１０Ａには、ｎ型層１１２に達する深さを有する第１凹部１１０Ｃが複数形成されている。
積層体１１０の第１主面１１０Ａ側には絶縁膜１２０が設けられている。絶縁膜１２０は部分的に開口を有している。
図１（ａ）では、便宜上、絶縁膜１２０の図示を省略している。

複数の第１凹部１１０Ｃのそれぞれの上にｎ−電極１３０が設けられている。第１凹部１１０Ｃの底部では、絶縁膜１２０が有する開口を通してｎ型層１１２とｎ−電極１３０とが接触している。
積層体１１０上には、また、補助電極１４０が部分的に形成されている。絶縁膜１２０が積層体１１０の第１主面１１０Ａ上に有する開口部を通してｐ−電極層１１５と補助電極１４０とが接触している。
積層体１１０の第２主面１１０Ｂ（透光性基板１１１の裏面）には、第２凹部１１０Ｄが複数設けられている。

図２は、窒化物系ＬＥＤ素子１００をサブマウント２００上にフリップチップ実装することにより得られる発光装置の断面図である。
サブマウント２００は絶縁基板であるサブマウント基板２１０と、その表面に設けられた第１サブマウント電極２２１および第２サブマウント電極２２２とから構成されている。

窒化物系ＬＥＤ素子１００のｎ−電極１３０と補助電極１４０は、ハンダまたは金属バンプ（図示せず）を用いて、前者が第１サブマウント電極２２１に、後者が第２サブマウント電極２２２に、それぞれ接合されている。
図３はサブマウント２００の平面図である。図２に示されているサブマウント２００の断面は、図３のＸ−Ｘ線の位置における断面である。

以下では、本発明の実施形態に係る製造方法を、窒化物系ＬＥＤ素子１００の製造方法に即して説明する。
まず、透光性基板１１１を準備する。透光性基板１１１は、活性層１１３が放出する光に対して透過性を有する材質からなる、ウェハサイズ（例えば、直径２インチ）の単結晶基板である。透光性基板１１１は、好ましくは、サファイア基板、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板またはＧａ_２Ｏ_３基板である。

次に、図４（ａ）に断面図を示すように、透光性基板１１１上に、ｎ型層１１２、活性層１１３、ｐ型層１１４を順次エピタキシャル成長させて積層する。透光性基板１１１がサファイア基板、ＳｉＣ基板、Ｇａ_２Ｏ_３基板などの場合には、透光性基板１１１とｎ型
層１１２との間に低温バッファ層を設けることが好ましい。
ｎ型層１１２、活性層１１３およびｐ型層１１４の構造については周知技術を適宜参照することができる。活性層１１３の結晶組成は、所望の発光波長が得られるように決定する。

ｎ型層１１２中にはｎ型コンタクト層として、Ｓｉ、ＨｆなどでドープしたＧａＮ層を設ける。ｎ型コンタクト層上にはＡｌＧａＮクラッド層を設けることが好ましいが、必須ではない。
ｐ型層１１４中にはｐ型クラッド層としてＭｇでドープしたＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ層（０≦ｘ≦０．４）を設けることが好ましい。ｐ型層１１４の最上部にはＭｇ濃度が５×１０^１９〜５×１０^２０ｃｍ^−３のｐ型Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．１）コンタクト層を設けることが好ましい。

ｎ型層１１２またはｐ型層１１４の中に設ける任意のクラッド層またはコンタクト層を超格子構造とすることができる。
窒化物半導体をエピタキシャル成長させる方法としては、ＭＯＶＰＥ法、ＭＢＥ法、ＰＸＤ（パルス励起堆積；Pulsed Excitation Deposition）法などを用いることができる。ＰＸＤ法の例としては、ＰＬＤ（パルスレーザ蒸着：Pulsed Laser Deposition）法、ＰＳＤ（パルススパッタ堆積；Pulsed Sputtering Deposition）法、ＰＥＤ（パルス電子ビーム蒸着；Pulsed Electron-beam Deposition）法などがある。

次いで、図４（ｂ）に断面図を示すように、ｐ型層１１４上にｐ−電極層１１５を積層して、第１主面１１０Ａおよび第２主面１１０Ｂを有する積層体１１０を完成させる。
ｐ−電極層１１５は、少なくともｐ型層１１４に接する部分を、ｐ型窒化物半導体とオーミック接触を形成し得る金属、合金または半導体で形成する。好適例では、ｐ−電極層１１５は酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫または酸化ガリウムから選ばれるひとつ以上を含む透明導電性酸化物膜であり、とりわけＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜である。

次いで、図４（ｃ）に断面図を示すように、積層体１１０の第１主面１１０Ａに、ｎ型層１１２に達する深さの第１凹部１１０Ｃおよび素子分離溝１１０Ｅを、フェムト秒レーザ加工によって複数形成する。
フェムト秒レーザとは、パルス放射時間（パルス幅）が数フェムト秒（ｆｓ）以上で１ピコ秒（ｐｓ）未満、より好ましくは数フェムト秒〜２００フェムト秒という、極短パルスレーザである。フェムト秒レーザを用いることにより、窒化物半導体層と非窒化物半導体層（ｐ−電極層）を含む積層体１１０に、マスクプロセスなしに一回の加工で凹部を形成することができる。

フェムト秒レーザ加工では、加工に伴い発生する熱が被加工物内を伝搬するのに要する時間よりもパルス幅が短いことから、パルス周期を適切に設定することによって、被加工領域の周囲が殆ど加熱されない条件で加工を行うことができる。従って、活性層１１３が耐熱性の低いＩｎＧａＮやＩｎＡｌＧａＮを含む場合であっても、その劣化を防止することが可能である。

また、熱による材料の溶融が抑制される条件で加工を行うことにより、パーティクルやデブリの発生を防止することができる。第１凹部１１０Ｃの形成により露出する積層体１１０の端面がパーティクルやデブリで汚染されないようにすることで、窒化物系ＬＥＤ素子１００における電流リークを抑制することができる。
窒化物半導体の表面に凹部を設ける際のフェムト秒レーザ加工の具体的な条件については、特許文献５（特開２００７−２２２８９５号公報）を参照することができる。

図５は、第１凹部１１０Ｃおよび素子分離溝１１０Ｅを形成するステップを完了した直後の積層体１１０の平面図である。
この例では、９個の第１凹部１１０Ｃが正方格子の格子点に配置されているが、第１凹部の数および配置はこれに限定されるものではない。第１凹部の個数は９より小さくてもよいし大きくてもよい。第１凹部１１０Ｃの他の好ましい配置は三角格子配置である。三角格子配置では、第１凹部の中心の各々が三角格子の格子点に配置される。

また、図５では、第１凹部１１０Ｃの開口部の形状が円であるが、限定されるものではない。該開口部の他の好ましい形状は正多角形である。
第１凹部１１０Ｃの開口部をドット形状とする代わりに、ライン状とすることもできる。凹部の開口部がライン状であるということは、換言すれば、その凹部は溝であるということである。第１凹部１１０Ｃは直線状の溝、曲線状の溝、折れ曲がった溝、分岐を有する溝などとし得る。
第１凹部１１０Ｃの開口部形状は、更に、円または正多角形の部分と、ライン状の部分とを有する、組み合わせ形状にすることもできる。
第１凹部１１０Ｃの開口部幅（円の場合は直径、正多角形の場合は全幅、溝の場合は溝幅）は、例えば、０．５μｍ〜２０μｍとすることができる。

このように第１凹部１１０Ｃの配置や開口形状は様々に設計することができるが、どのような場合であっても、積層体１１０の第１主面１１０Ａ上の任意の点から、その点に最も近い第１凹部１１０Ｃまでの距離が１００μｍ以下となるようにすることが好ましく、更には７５μｍ以下、特に５０μｍとなるようにすることがより好ましい。ｎ−電極１３０から供給される電流がｎ型層１１２に均一に拡散するようにするためである。窒化物系ＬＥＤ素子１００に大電流を印加したときに発光層１１３を均一に発光させるためには、ｎ型層１１２のシート抵抗を低くするとともに、この距離を小さくすることが望ましい。

第１凹部１１０Ｃの総開口部面積（複数の開口部の面積の総和）を小さくし過ぎると、ｎ−電極１３０とｎ型層１１２との接触面積を十分に確保できなくなり、得られるＬＥＤ素子の駆動電圧が高くなる。反対に、この総開口部面積を大きくし過ぎると、その分だけ活性層１１３の面積が小さくなるために、得られるＬＥＤ素子の効率ドループ（efficiency droop）が大きくなる。効率ドループとは、電流密度の増加とともに発光効率が低下するという、窒化物系ＬＥＤ素子に特有の現象（望ましくない現象）である。

第１凹部１１０Ｃの形成に続いて、図６（ｄ）に断面図を示すように、ｐ−電極層１５の表面から第１凹部１１０Ｃの内面および素子分離溝１１０Ｅの内面にかけて連続する絶縁膜２０を、活性層１３が発する光を透過させる材料で形成する。絶縁膜２０は、好ましくは酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化ジルコニウムなどを材料に用いて、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどの方法で０．１〜０．５μｍの厚さに形成する。絶縁膜２０はパターニングされており、積層体の第１主面１１０Ａ上に開口部を有している。このようなパターニングは好ましくはフォトリソグラフィおよびリフトオフの技法を用いて行うことができる。

次いで、図６（ｅ）に断面図を示すように、フェムト秒レーザによって第１凹部１１０Ｃの底部を加工して絶縁膜２０に開口を形成し、ｎ型層１２を露出させる。フェムト秒レーザ加工によれば、第１凹部１１０Ｃの開口面積が小さい場合であっても、その底部を精度よく加工することができる。
一方で、第１凹部１１０Ｃの開口面積が十分に大きい場合には、フェムト秒レーザ加工によりこの開口を形成する代わりに、前の工程で絶縁膜２０をパターニングするときに、第１凹部１１０Ｃの底部にも開口を設けるようにする方が効率的である。

次いで、図６（ｆ）に断面図を示すように、第１凹部１１０Ｃのそれぞれの上にｎ−電極１３０を形成するとともに、積層体の第１主面１１０Ａ（ｐ−電極層１１５の表面）の露出部分に補助電極１４０を形成する。ｎ−電極１３０および補助電極１４０の形成は、蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなど、公知の薄膜形成技法を用いて行うことができる。これらの電極のパターニングは、フォトリソグラフィおよびリフトオフの技法を用いて行うことができる。ｎ−電極１３０および補助電極１４０の形成およびパターニングは同時に行ってもよいし、別個に行ってもよい。同時におこなった方が効率的であることは当然である。

ｎ−電極１３０は、少なくともｎ型層１１２に接する部分を、ｎ型窒化物半導体とオーミック接触を形成する材料で形成する。かかる材料の一例は、Ａｌ、Ｔｉ、ＣｒまたはＷの単体、あるいは、これらから選ばれる１以上を含む合金である。他の例として、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウムなどをベースとする透明導電性酸化物が挙げられる。

好ましくは、ｎ−電極１３０は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕのような導電性の良好な金属からなる厚さ１μｍ〜５μｍの層を含むように形成する。ｎ−電極１３０の表層はＡｕ層とすることが好ましい。
補助電極１４０は、窒化物系ＬＥＤ素子１００をフリップチップ実装する際に、ハンダ、バンプなどが接合される電極パッドの役割を担う。
補助電極１４０は、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕのような導電性の良好な金属を材料に用いて、好ましくは１μｍ〜５μｍの厚さに形成する。

次いで、図７（ｇ）に断面図を示すように、積層体１１０の第２主面１１０Ｂ（透光性基板１１１の裏面）を加工して、第２凹部１１０Ｄを形成する。
第２凹部１１０Ｄの開口形状はライン状、ドット状のいずれであってもよいが、好ましくはライン状である。すなわち、第２凹部１１０Ｄは、好ましくは溝である。第２凹部の幅および深さは、例えば、０．５μｍ〜２０μｍとすることができる。

図７（ｇ）では第２凹部１１０Ｄの断面が矩形に描かれているが、限定されるものではなく、台形、三角形（Ｖ字）、馬蹄形（Ｕ字）などであってもよい。
第２凹部１１０Ｄはフォトリソグラフィおよびエッチングの技法を用いて形成することができる。第２凹部１１０Ｄが溝である場合には、ダイシングブレードを用いた加工により形成できる他、レーザ加工により形成することができる。フェムト秒レーザ加工は熱による材料劣化を抑えることができるので、好ましい方法のひとつである。

レーザ加工は、窒化物系ＬＥＤ素子１００をチップにした後からでも行うことができる。粘着シートに貼り付けられた状態あるいはサブマウント上にフリップチップ実装された状態の窒化物系ＬＥＤ素子１００に対して、レーザ加工を行うことができる。
第２凹部１１０Ｄをライン状に形成する場合のパターンの一例を図８（ａ）〜（ｆ）に示す。

最後に、図７（ｈ）に断面図を示すように、周知のダイシング技法を用いてウェハ上の窒化物系ＬＥＤ素子１００を切り離してチップにする。
窒化物系ＬＥＤ素子１００をフリップチップ実装する方法については、公知技術を適宜参照することができる。
一例では、フリップチップ実装後にレーザリフトオフ法を用いて透光性基板１１１を積層体１１０から取り除くことができる。この場合には、ウェハから窒化物系ＬＥＤ素子１００を切り出す時点における透光性基板１１１の裏面の平坦性を高くしておくことが好ましい。そして、レーザリフトオフ工程の後で、透光性基板１１１の除去により露出するｎ
型層１１２の裏面（透光性基板１１１の除去後の積層体１１０の第２主面）を加工して粗面とする。好ましい粗面は、高さ０．２μｍ〜１μｍの突起または深さ０．２μｍ〜１μｍの窪みの、いずれかまたは両方が無数に形成された粗面である。この方法により得られる発光装置の断面図を図９に示す。
図１に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法の説明は以上である。

次に、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子の変形実施形態について説明する。
変形実施形態では、活性層１１３にフェムト秒レーザを照射することで、屈折率を局所的に変化させた変質部を複数形成する（図１０）。このような加工は、活性層１１３だけではなく、活性層に隣接するｎ型層１１２またはｐ型層１１３に対して行うこともできる。あるいは、活性層１１３には加工を行わず、活性層１１３に隣接するｎ型層１１２中の領域またはｐ型層１１４中の領域のいずれか、または両方に、屈折率を変化させた変質部を形成してもよい。

フェムト秒レーザのパルス周期を十分に大きくして、熱の影響を最小限に抑えることによって、非照射領域には熱ダメージを与えることなく、照射領域の原子間の結合状態を変化させて屈折率を局所的に変化させることができると考えられる。活性層１１３、ｎ型層１１２またはｐ型層１１４の少なくともいずれかに屈折率変調を導入することによって、活性層１１３で生じる光が当該活性層１１３に閉じ込められて導波する導波モードを破壊もしくは不安定化し、ひいては、活性層１１３による再吸収を抑制することができると考えられる。

上記変形実施形態により開示される発明を付記する。
（Ａ１）ｎ型窒化物半導体層と、窒化物半導体からなる活性層と、ｐ型窒化物半導体層とをこの順に含む積層体を準備する第１ステップと；フェムト秒レーザ加工によって該積層体の内部に屈折率が局所的に変化した変質部を形成する第２ステップと；を有することを特徴とする窒化物系ＬＥＤ素子の製造方法。
（Ａ２）前記第２ステップでは、複数の前記変質部を前記活性層の内部に形成することを特徴とする、前記（Ａ１）の製造方法。
（Ａ３）前記第２ステップでは、複数の前記変質部を前記ｎ型層の内部に形成することを特徴とする、前記（Ａ１）の製造方法。
（Ａ４）前記第２ステップでは、複数の前記変質部を前記ｐ型層の内部に形成することを特徴とする、前記（Ａ１）の製造方法。
（Ｂ１）ｎ型窒化物半導体層と、窒化物半導体からなる活性層と、ｐ型窒化物半導体層とをこの順に含む積層体を有し、該積層体の内部に屈折率が局所的に変化した変質部が形成された、窒化物系ＬＥＤ素子。
（Ｂ２）複数の前記変質部が前記活性層の内部に形成された、前記（Ｂ１）の窒化物系ＬＥＤ素子。
（Ｂ３）複数の前記変質部が前記ｎ型窒化物半導体層の内部に形成された、前記（Ｂ１）の窒化物系ＬＥＤ素子。
（Ｂ４）複数の前記変質部が前記ｐ型層の内部に形成された、前記（Ｂ１）の窒化物系ＬＥＤ素子。

１００ 窒化物系ＬＥＤ素子
１１０ 積層体
１１０Ａ 第１主面
１１０Ｂ 第２主面
１１０Ｃ 第１凹部
１１０Ｄ 第２凹部
１１０Ｅ 素子分離溝
１１１ 透光性基板
１１２ ｎ型層
１１３ 活性層
１１４ ｐ型層
１１５ ｐ−電極層
１２０ 絶縁膜
１３０ ｎ−電極
１４０ 補助電極
２００ サブマウント
２１０ サブマウント基板
２２１ 第１サブマウント電極
２２２ 第２サブマウント電極

Claims (10)

1. 第１主面と第２主面を有し、該第２主面側から該第１主面側に向かってｎ型窒化物半導体層と、窒化物半導体からなる活性層と、ｐ型窒化物半導体層と、ｐ−電極層とをこの順に含む積層体を準備する第１ステップと；フェムト秒レーザ加工によって該積層体の該第１主面側に、該ｎ型窒化物半導体層に達する深さの第１凹部を設ける第２ステップと；該第１凹部の底に露出する該ｎ型窒化物半導体層の表面に接するｎ−電極を形成する第３ステップと；を有することを特徴とする窒化物系ＬＥＤ素子の製造方法。
2. 前記第２ステップでは、前記積層体の前記第１主面上の任意の点から、その点に最も近い前記第１凹部までの距離が１００μｍ以下となるように、複数の前記第１凹部を配置する、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記第１凹部の開口部の形状が円形、多角形またはライン状であり、その幅が０．５〜２０μｍである、請求項２に記載の製造方法。
4. 複数の前記第１凹部を正方格子配置または三角格子配置し、かつ、その各々の開口部形状を円形または多角形とする、請求項３に記載の製造方法。
5. 前記第２ステップと第３ステップの間に、絶縁膜を前記第１凹部の内面に設ける第４ステップを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
6. 前記絶縁膜から前記第１凹部の底を覆う部分をフェムト秒レーザ加工により除去する、請求項５に記載の製造方法。
7. 前記ｐ−電極層上に補助電極を部分的に形成するステップを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
8. 前記積層体の前記第２主面を加工して第２凹部を形成するステップを有する、請求項１〜７のいずれか一項の製造方法。
9. 前記第２凹部をフェムト秒レーザ加工により形成する、請求項８に記載の製造方法。
10. 前記積層体をウェハサイズからチップサイズに分割した後で、前記第２凹部を形成するステップを行う、請求項９に記載の製造方法。

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