JP2016025213A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】パッド電極による半導体積層体からの光の吸収を軽減した半導体発光素子を、良好な生産性で製造できる方法を提供する。【解決手段】半導体積層体１２上に形成された絶縁膜１６上に、パッド電極であるｐ側電極１５の延伸部１５ｂの延伸方向に断続的に開口部１４ａを有する透光性の透光性電極１４を形成した後に、開口部１４ａ及び延伸方向の透光性電極１４の両端上に延在するように光反射膜１７ｐを形成し、更に、成長基板１１の主面側に保護膜１８を形成する。次に、延伸方向に垂直な方向における光反射膜１７ｐの両端部上を覆うようにｐ側電極１５が形成される領域上以外の保護膜１８の上面にマスクを形成し、マスクから露出した保護膜１８をウェットエッチングにより除去して開口部を形成する。そして、保護膜１８の開口部にｐ側電極１５を形成する。【選択図】図２
Description
本発明は、半導体発光素子の製造方法に関する。
窒化物半導体を用いた発光素子は、そのワイドバンドギャップ特性から、近紫外から赤色域で発光が得られるため、種々の研究が成されている。窒化物半導体発光素子の一般的な基本構造は、基板上に、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を積層した構造で、ｐ型半導体層と、一部がｐ型半導体層及び活性層から露出したｎ型半導体層とに各電極が設けられた構造となる。電極構造を含む半導体発光素子構造について研究がなされ、特に、その高出力化を目的として、様々な半導体発光素子構造、並びに電極構造が提案されている。
半導体層が積層された面を光取り出し面とするフェイスアップ型の実装に適した半導体発光素子においては、ｐ型半導体層上の略全面に、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）などの透光性を有する導電性材料を用いて透光性電極を形成し、当該透光性電極上の一部に金属からなるｐ側のパッド電極を設ける構成が取られる。また、ｐ型半導体層への電流拡散性を向上させるために、より電気抵抗の小さな金属材料を用いて、ｐ側パッド電極の外部接続部から更に透光性電極上の広範囲に延伸する延伸部が設けられる。このような構造の半導体発光素子において、例えば、特許文献１では、透光性電極（全面電極）及びｐ側パッド電極による光吸収を低減するために、ｐ側パッド電極の直下領域において、透光性電極とｐ型半導体層との間に、透光性電極よりも屈折率が低いＳｉＯ２などからなる絶縁膜を設ける半導体発光素子構造が提案されている。
また、特許文献２では、パッド電極においてＡｕなどからなるボンディング層による光吸収を低減するために、ボンディング層の下面側に光反射性の高いＡｇ、Ａｌなどからなる金属反射層を設けた電極構造が提案されている。
一方、半導体発光素子の表面は、外部接続部となるパッド電極の上面を除き、透光性を有する絶縁材料からなる保護膜で被覆される。半導体発光素子の製造には多数の工程を要するため、工程数の低減が望まれている。
そこで、保護膜で被覆される半導体発光素子の製造工程を簡略化する製造方法が、例えば、特許文献３で提案されている。特許文献３によれば、透光性電極（全面電極）上を含む半導体発光素子の表面全体を保護膜で被覆した後に、パッド電極を形成する領域に開口部を有するレジストパターンをフォトリソグラフィ法により形成し、当該レジストパターンの開口部内の保護膜をエッチングにより除去することでパターニングされた保護膜が形成される。次に、パッド電極となる金属膜を形成し、その後に前記したレジストパターンを除去することで金属膜がパターニングされる。これによって、パッド電極が形成される。この方法によれば、保護膜を形成するためのレジストパターンと、金属膜を形成するためのレジストパターンとを共用できるため、製造工程を簡略化することができる。
そこで、保護膜で被覆される半導体発光素子の製造工程を簡略化する製造方法が、例えば、特許文献３で提案されている。特許文献３によれば、透光性電極（全面電極）上を含む半導体発光素子の表面全体を保護膜で被覆した後に、パッド電極を形成する領域に開口部を有するレジストパターンをフォトリソグラフィ法により形成し、当該レジストパターンの開口部内の保護膜をエッチングにより除去することでパターニングされた保護膜が形成される。次に、パッド電極となる金属膜を形成し、その後に前記したレジストパターンを除去することで金属膜がパターニングされる。これによって、パッド電極が形成される。この方法によれば、保護膜を形成するためのレジストパターンと、金属膜を形成するためのレジストパターンとを共用できるため、製造工程を簡略化することができる。
本発明は、パッド電極による半導体積層体からの光の吸収を軽減した半導体発光素子を、良好な生産性で製造できる製造方法を提供することを課題とする。
前記した課題を解決するために、本発明の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、基板の主面に、半導体積層体と、前記半導体積層体上に設けられる透光性電極と、前記透光性電極と電気的に接続され、外部と電気的に接続するための外部接続部及び当該外部接続部から延伸するように設けられる延伸部を有するパッド電極と、前記半導体積層体及び前記透光性電極を被覆する保護膜と、を備える半導体発光素子の製造方法であって、前記半導体積層体を準備する半導体積層体準備工程と、前記半導体積層体上の一部の領域であって、平面視で前記パッド電極が形成される領域の少なくとも一部が重複する領域に、透光性材料からなる絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記半導体積層体の上面及び前記絶縁膜の上面を被覆し、前記絶縁膜上であって平面視で前記延伸部が配置される領域と少なくとも一部が重複する領域に、前記延伸部の延伸方向に断続的に開口部を有するように、前記透光性電極を形成する透光性電極形成工程と、前記透光性電極の開口部、及び当該開口部から前記延伸方向にある前記透光性電極の両端上に延在するように、金属材料からなる光反射膜を形成する光反射膜形成工程と、前記基板の主面側に、透光性材料からなる前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、平面視で、前記延伸方向と直交する方向における前記光反射膜の両端部上を覆うように、前記パッド電極が形成される領域上以外の前記保護膜の上面にマスクを形成するマスク形成工程と、前記マスクから露出した前記保護膜をウェットエッチングにより除去して、前記保護膜に開口部を形成する保護膜エッチング工程と、前記保護膜の開口部に、前記パッド電極を形成するパッド電極形成工程と、を含む。
本発明の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法によれば、透光性電極の開口部を光反射膜とマスクとで被覆して保護膜をエッチングするため、透光性電極の開口部からエッチング液が流入することを抑制して、絶縁膜がエッチング液に浸食されることなく保護膜にパッド電極を形成するための開口部を形成することができる。その結果、良好な生産性で、パッド電極による半導体積層体からの光の吸収を軽減した半導体発光素子を製造することができる。
以下、本発明の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、本発明の実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
なお、以下の説明において参照する図面は、本発明の実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
また、本発明の各実施形態に係る半導体発光素子において、「上」、「下」、「左」及び「右」などは、状況に応じて入れ替わるものである。本明細書において、「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
＜実施形態＞
［半導体発光素子の構成］
図１〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る半導体発光素子の構成について説明する。なお、図５〜図７において、ハッチングは特定の部材の平面視での配置領域を示すものであり、断面を示すものではない。
本実施形態に係る半導体発光素子１（以下、適宜に「発光素子」と呼ぶ）は、図１に示すように、平面視で横長の矩形状に形成され、成長基板１１と、半導体積層体１２と、ｎ側電極１３と、透光性電極１４と、ｐ側電極１５と、絶縁膜１６と、光反射膜１７ｎ，１７ｐと、保護膜１８とを備えて構成されている。また、本実施形態に係る発光素子１は、成長基板１１上に、ＬＥＤ（発光ダイオード）構造を有する半導体積層体１２と、半導体積層体１２の一方の面側にｎ側電極１３、透光性電極１４及びｐ側電極１５とを備え、フェイスアップ型の実装に適した構造を有している。
［半導体発光素子の構成］
図１〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る半導体発光素子の構成について説明する。なお、図５〜図７において、ハッチングは特定の部材の平面視での配置領域を示すものであり、断面を示すものではない。
本実施形態に係る半導体発光素子１（以下、適宜に「発光素子」と呼ぶ）は、図１に示すように、平面視で横長の矩形状に形成され、成長基板１１と、半導体積層体１２と、ｎ側電極１３と、透光性電極１４と、ｐ側電極１５と、絶縁膜１６と、光反射膜１７ｎ，１７ｐと、保護膜１８とを備えて構成されている。また、本実施形態に係る発光素子１は、成長基板１１上に、ＬＥＤ（発光ダイオード）構造を有する半導体積層体１２と、半導体積層体１２の一方の面側にｎ側電極１３、透光性電極１４及びｐ側電極１５とを備え、フェイスアップ型の実装に適した構造を有している。
成長基板（基板）１１は、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための基板である。成長基板１１としては、例えば、半導体積層体１２をＧａＮ（窒化ガリウム）などの窒化物半導体を用いて形成する場合には、Ｃ面、Ｒ面、Ａ面の何れかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジム等の酸化物基板が挙げられる。
半導体積層体１２は、成長基板１１の上面である一方の主面上に、ｎ型半導体層１２ｎ及びｐ型半導体層１２ｐが積層されてなり、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５間に電流を通電することにより発光するようになっている。図１（ｂ）に示すように、ｎ型半導体層１２ｎとｐ型半導体層１２ｐとの間に活性層１２ａを備えることが好ましい。
図１及び図５（ａ）に示すように、半導体積層体１２には、ｐ型半導体層１２ｐ及び活性層１２ａが部分的に存在しない領域、すなわちｐ型半導体層１２ｐの表面から凹んでｎ型半導体層１２ｎが露出した領域（この領域を「第１露出部１２ｂ」と呼ぶ）が形成されている。図５（ａ）にハッチングを施して示した領域が、ｐ型半導体層１２ｐを有する領域である。半導体積層体１２は、平面視でＨ字形状をした第１露出部１２ｂが設けられている。第１露出部１２ｂの底面はｎ型半導体層１２ｎで構成されており、第１露出部１２ｂの底面の一部に設けられた保護膜１８の開口部１８ｎで、ｎ型半導体層１２ｎとｎ側電極１３とが電気的に接続されている。
また、半導体積層体１２の外周に沿って、ｐ型半導体層１２ｐ及び活性層１２ａが存在せず、ｎ型半導体層１２ｎが露出した領域である第２露出部１２ｃが設けられている。第２露出部１２ｃは、ウエハ状態の発光素子１を個々に区画する境界線に沿った領域である境界領域（ダイシングストリート）に設けられている。
なお、第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃは、完成した発光素子１においては、保護膜１８又はｎ側電極１３によって被覆されているが、便宜的に「露出部」と呼ぶ。
なお、第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃは、完成した発光素子１においては、保護膜１８又はｎ側電極１３によって被覆されているが、便宜的に「露出部」と呼ぶ。
また、図６（ａ）にハッチングを施して示すように、ｐ型半導体層１２ｐの上面の略全面には、透光性電極１４が設けられている。また、図５（ｂ）にハッチングを施して示すように透光性電極１４の上面の一部にｐ側電極１５が設けられているとともに、平面視でｐ側電極１５が配置された領域の直下領域及びその近傍領域において、ｐ型半導体層１２ｐと透光性電極１４との間に絶縁膜１６が設けられている。
また、図７（ｂ）にハッチングを施して示すように、発光素子１のパッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５の表面を除き、半導体積層体１２及び透光性電極１４の表面は、透光性及び絶縁性を有する保護膜１８で被覆されている。
また、図７（ｂ）にハッチングを施して示すように、発光素子１のパッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５の表面を除き、半導体積層体１２及び透光性電極１４の表面は、透光性及び絶縁性を有する保護膜１８で被覆されている。
半導体積層体１２は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＧａＰ、ＳｉＣ、ＺｎＯのように、半導体発光素子に適した材料を用いることができる。
また、発光素子１が発光する光の一部を、蛍光体層を設けて、異なる波長の光に変換する場合には、発光波長の短い青色や紫色に発光する半導体積層体１２が好適である。
また、発光素子１が発光する光の一部を、蛍光体層を設けて、異なる波長の光に変換する場合には、発光波長の短い青色や紫色に発光する半導体積層体１２が好適である。
ｎ型半導体層１２ｎ、活性層１２ａ及びｐ型半導体層１２ｐは、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等のＧａＮ系化合物半導体が好適に用いられる。また、これらの半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、活性層１２ａは、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。
半導体積層体１２としてＧａＮ系化合物半導体を用いる場合は、半導体層を結晶成長させるのに適した成長基板１１上に、例えば、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ法（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ法（分子線エピタキシャル成長法）等の公知の技術により形成することができる。また、半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、種々の膜厚のものを適用することができる。
透光性電極１４は、図６（ａ）にハッチングを施して示すように、ｐ型半導体層１２ｐの上面の略全面を覆うように設けられ、ｐ側電極１５を介して外部から供給される電流を、ｐ型半導体層１２ｐの全面に拡散させるための電流拡散層としての機能を有するものである。また、半導体積層体１２が発光した光は、透光性電極１４を介して外部に取り出される。このため、透光性電極１４は、半導体積層体１２が発する光の波長に対して良好な透光性を有することが好ましい。
また、透光性電極１４は、図２〜図４に示すように、絶縁膜１６が配置された領域上であって、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａが配置された領域の直下領域の略全体と、延伸部１５ｂが配置された領域の直下領域及びその近傍領域とに、開口部１４ａが設けられている。また、延伸部１５ｂの直下領域及びその近傍領域において、開口部１４ａは、延伸部１５ｂの延伸方向に断続的に設けられている。
また、透光性電極１４は、図２〜図４に示すように、絶縁膜１６が配置された領域上であって、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａが配置された領域の直下領域の略全体と、延伸部１５ｂが配置された領域の直下領域及びその近傍領域とに、開口部１４ａが設けられている。また、延伸部１５ｂの直下領域及びその近傍領域において、開口部１４ａは、延伸部１５ｂの延伸方向に断続的に設けられている。
透光性電極１４は、導電性金属酸化物から形成される。導電性金属酸化物としては、Ｚｎ（亜鉛）、Ｉｎ（インジウム）、Ｓｎ（スズ）、Ｇａ（ガリウム）及びＴｉ（チタン）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化物が挙げられる。具体的には、ＺｎＯ、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）、Ｉｎ２Ｏ３、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ２Ｏ３）、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ２Ｏ３）、ＳｎＯ２、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎＯ２）、ＦＴＯ（ＦドープＳｎＯ２）、ＣＴＯ（ＣｄドープＳｎＯ２）、ＴｉＯ２などの導電性金属酸化物がある。
なかでも、ＩＴＯは、可視光（可視領域）において高い透光性を有し、導電率の高い材料であることから、ｐ型半導体層１２ｐ上の上面の略全面を覆うのに好適な材料である。
なかでも、ＩＴＯは、可視光（可視領域）において高い透光性を有し、導電率の高い材料であることから、ｐ型半導体層１２ｐ上の上面の略全面を覆うのに好適な材料である。
ｎ側電極１３は、図１に示すように、半導体積層体１２の第１露出部１２ｂの底面に、光反射膜１７ｎを介して設けられている。ｎ側電極１３は当該第１露出部１２ｂの底面においてｎ型半導体層１２ｎと金属からなる光反射膜１７ｎを介して電気的に接続されており、発光素子１に外部からの電流を供給するための負極側のパッド電極である。そのため、ｎ側電極１３は、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの何れかの金属を主成分とする合金を用いることができる。
また、ｎ側電極１３は、図１（ｂ）に、また図７（ａ）において右下がり斜線のハッチングを施して示すように、第１露出部１２ｂの形状に倣って、平面視でＨ字形状に設けられている。ｎ側電極１３は、当該Ｈ字形状の右辺の中央部近傍に円形状に形成された外部接続部１３ａと、外部接続部１３ａからＨ字形状に延伸する延伸部１３ｂとから構成されている。外部接続部１３ａは、外部と接続するための領域であり、延伸部１３ｂは、外部接続部１３ａを介して供給される電流を、ｎ型半導体層１２ｎの全領域に効率的に拡散させるための機能を有する。
ｐ側電極（パッド電極）１５は、発光素子１に外部からの電流を供給するための正極側のパッド電極であり、透光性電極１４の上面の一部に設けられている。ｐ側電極１５は、透光性電極１４を介してｐ型半導体層１２ｐと電気的に接続されており、ｐ側電極１５は、図７（ａ）に右上がり斜線のハッチングを施して示すように、平面視で略円形状に形成され、外部と接続するための領域である外部接続部１５ａと、外部接続部１５ａから延伸し、平面視で第１露出部１２ｂを囲むように配置された延伸部１５ｂとから構成されている。延伸部１５ｂは、延伸部１３ｂに向かって延伸する複数の延伸部を備え、平面視で櫛状に設けられている。
また、図１〜図４に示すように、平面視でｐ側電極１５が配置された領域の直下領域及びその近傍領域において、ｐ型半導体層１２ｐと透光性電極１４の間に絶縁膜１６が設けられている。また、絶縁膜１６上に設けられた透光性電極１４は、延伸部１５ｂの延伸方向について断続的に開口部１４ａが設けられ、当該開口部１４ａ内には、光反射膜１７ｐが設けられている。そして、ｐ側電極１５は、絶縁膜１６上に交互に配置された透光性電極１４上及び光反射膜１７ｐ上に連続して設けられている。
ｐ側電極１５は、外部接続部１５ａが、前記したｎ側電極１３の外部接続部１３ａと同様に、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの何れかの金属を主成分とする合金を用いることができる。
なお、ｐ側電極１５は、外部接続部１５ａ及び延伸部１５ｂが、ともに同じ材料で構成されている。
なお、ｐ側電極１５は、外部接続部１５ａ及び延伸部１５ｂが、ともに同じ材料で構成されている。
絶縁膜１６は、ｐ型半導体層１２ｐ上であって、ｐ側電極１５が配置された領域の直下領域及びその近傍領域に、図５（ｂ）にハッチングを施して示すように、平面視でｐ側電極１５を包含するように設けられている。絶縁膜１６は、透光性を有する材料で構成され、透光性電極１４よりも屈折率が低いことが好ましい。絶縁膜１６をｐ型半導体層１２ｐ上に設けることにより、ｐ型半導体層１２ｐと絶縁膜１６との界面で、半導体積層体１２内を上方に伝播する光をスネルの法則に基づいて全反射させることができる。従って、絶縁膜１６をｐ側電極１５の直下領域及びその近傍領域に設け、ｐ側電極１５に向かう光を手前で効率的に反射させることにより、ｐ側電極１５による光吸収を低減させることができる。
また、絶縁膜１６は、ｐ型半導体層１２ｐと透光性電極１４との間に設けられることにより、ｐ側電極１５の直下領域のｐ型半導体層１２ｐに流れる電流を抑制し、当該領域での発光を抑制させることができる。そして、ｐ側電極１５に向かって伝播する光量を低減させることでｐ側電極１５によって吸収される光量を低減し、その結果として、半導体積層体１２全体としての発光量を増加させることができる。
絶縁膜１６としては、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物、ＳｉＮなどの窒化物、ＭｇＦなどのフッ化物を好適に用いることができる。これらの中で、屈折率が低いＳｉＯ２をより好適に用いることができる。
絶縁膜１６としては、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物、ＳｉＮなどの窒化物、ＭｇＦなどのフッ化物を好適に用いることができる。これらの中で、屈折率が低いＳｉＯ２をより好適に用いることができる。
光反射膜１７ｐは、図２〜図４に示すように、また、図６（ｂ）に右上がり斜線のハッチングを施して示すように、絶縁膜１６上であって、透光性電極１４の開口部１４ａ内に設けられている。光反射膜１７ｐは、ｐ型半導体層１２ｐと絶縁膜１６との界面で反射されずに、絶縁膜１６内を伝播してくる光を反射させて半導体積層体１２に戻すための膜である。光反射膜１７ｐは、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａの直下領域の略全体、及びｐ側電極１５の延伸部１５ｂの直下領域及びその近傍領域において延伸部１５ｂの延伸方向に断続的に設けられている。
光反射膜１７ｎは、図２に示すように、また、図６（ｂ）に右下がり斜線のハッチングを施して示すように、ｎ型半導体層１２ｎに接するように第１露出部１２ｂの底面に沿って、平面視でＨ字形状に設けられている。
光反射膜１７ｎは、ｎ型半導体層１２ｎ内をｎ側電極１３に向かって上方に伝播する光線を、ｎ側電極１３で反射させるよりも効率的に反射させるための膜である。このため、光反射膜１７ｎは、平面視で、ｎ側電極１３が配置される領域を包含するように設けられている。また、光反射膜１７ｎは、ｎ側電極１３から供給される電流を、ｎ型半導体層１２ｎに伝達するために、導電性を有する材料で構成される。
光反射膜１７ｎは、ｎ型半導体層１２ｎ内をｎ側電極１３に向かって上方に伝播する光線を、ｎ側電極１３で反射させるよりも効率的に反射させるための膜である。このため、光反射膜１７ｎは、平面視で、ｎ側電極１３が配置される領域を包含するように設けられている。また、光反射膜１７ｎは、ｎ側電極１３から供給される電流を、ｎ型半導体層１２ｎに伝達するために、導電性を有する材料で構成される。
光反射膜１７ｐ及び光反射膜１７ｎは、半導体積層体１２が発する波長の光に対して、少なくとも、それぞれｐ側電極１５の下面及びｎ側電極１３の下面よりも良好な光反射性を有するものが好ましく、例えば、Ａｌ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ又はこれらの何れかの金属を主成分とする合金を有するものを挙げることができる。また、光反射膜１７ｐ及び光反射膜１７ｎは、多層膜構成としてもよく、その場合は、少なくとも最下層に、前記した光反射性の良好な金属材料を用いることが好ましい。
また、光反射膜１７ｐ及び光反射膜１７ｎは、同じ材料を用いて、同じ製造工程で形成することができる。
また、光反射膜１７ｐ及び光反射膜１７ｎは、同じ材料を用いて、同じ製造工程で形成することができる。
ここで、透光性電極１４は、前記したようにｐ側電極１５を介して供給される電流を、ｐ型半導体層１２ｐに拡散させるためのものであるが、ｐ側電極１５の直下領域は絶縁膜１６が設けられている。ｐ側電極１５から供給される電流は、光反射膜１７ｐではなく、主として透光性電極１４を介してｐ型半導体層１２ｐに流される。また、光反射膜１７ｐとして好適に用いられるＡｌは、透光性電極１４との間の接触抵抗が大きいため、Ｖｆ（順方向電圧）を悪化させてしまう。従って、ｐ側電極１５下に光反射膜１７ｐを配置する場合は、Ｖｆが悪化し過ぎない範囲で、広く配置することが好ましい。
保護膜１８は、透光性及び絶縁性を有し、図１に示すように、また、図７（ｂ）にハッチングを施して示すように、成長基板１１の側面及び下面を除き、発光素子１の上面及び側面の略全体を被覆する膜である。また、図１〜図３及び図７（ｂ）に示すように、保護膜１８は、第１露出部１２ｂの底面の一部に開口部１８ｎを有し、当該開口部１８ｎ内に、ｎ側電極１３が設けられているとともに、絶縁膜１６が配置された領域上の一部に開口部１８ｐを有し、当該開口部１８ｐ内に、ｐ側電極１５が設けられている。従って、保護膜１８は、ｎ側電極１３、ｐ側電極１５が設けられた領域、成長基板１１、及び半導体積層体１２の外周の下部側面（ｎ型半導体層１２ｎの外周側面）を除き、発光素子１の上面及び側面を被覆している。すなわち、保護膜１８は、透光性電極１４の表面全体、光反射膜１７ｐの表面全体、及び半導体積層体１２の第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃにおけるｐ型半導体層１２ｐ及び活性層１２ａの側面が被覆されている。更に、図３（ａ）に示すように、透光性電極１４の開口部１４ａにおいて、透光性電極１４と光反射膜１７ｐとの隙間から露出する絶縁膜１６の上面も保護膜１８によって被覆されている。
保護膜１８としては、前記した絶縁膜１６と同様の材料を用いることができ、例えば、ＳｉＯ２を好適に用いることができる。
保護膜１８としては、前記した絶縁膜１６と同様の材料を用いることができ、例えば、ＳｉＯ２を好適に用いることができる。
［発光素子の動作］
次に、図１を参照して、実施形態に係る発光素子１の動作について説明する。
発光素子１は、実装基板やボンディング用のワイヤを介して外部接続部１３ａ及び外部接続部１５ａ間に外部電源が接続されると、ｎ型半導体層１２ｎ及びｐ型半導体層１２ｐ間に電流が供給されて活性層１２ａが発光する。
発光素子１の活性層１２ａが発した光は、半導体積層体１２内を伝播して、主として発光素子１の上面から外部に取り出される。
次に、図１を参照して、実施形態に係る発光素子１の動作について説明する。
発光素子１は、実装基板やボンディング用のワイヤを介して外部接続部１３ａ及び外部接続部１５ａ間に外部電源が接続されると、ｎ型半導体層１２ｎ及びｐ型半導体層１２ｐ間に電流が供給されて活性層１２ａが発光する。
発光素子１の活性層１２ａが発した光は、半導体積層体１２内を伝播して、主として発光素子１の上面から外部に取り出される。
ここで、図８を参照して、半導体積層体１２内を伝播して、ｐ側電極１５の延伸部１５ｂに向かって伝播する光の経路について説明する。
図８に示すように、半導体積層体１２内を伝播して、延伸部１５ｂの直下領域の透光性電極１４に向かう光線（Ｌ１）は、一部はｐ型半導体層１２ｐと絶縁膜１６の界面で反射され（Ｌ２）、一部は絶縁膜１６と透光性電極１４の界面で反射され（Ｌ３）、一部はｐ側電極１５の延伸部１５ｂの下面で反射される（Ｌ４）。これらの光線は、絶縁膜１６、透光性電極１４及び延伸部１５ｂによって一部が吸収されて光量が低下する。
図８に示すように、半導体積層体１２内を伝播して、延伸部１５ｂの直下領域の透光性電極１４に向かう光線（Ｌ１）は、一部はｐ型半導体層１２ｐと絶縁膜１６の界面で反射され（Ｌ２）、一部は絶縁膜１６と透光性電極１４の界面で反射され（Ｌ３）、一部はｐ側電極１５の延伸部１５ｂの下面で反射される（Ｌ４）。これらの光線は、絶縁膜１６、透光性電極１４及び延伸部１５ｂによって一部が吸収されて光量が低下する。
また、半導体積層体１２内を伝播して、延伸部１５ｂの直下領域の光反射膜１７ｐに向かう光線（Ｌ５）は、一部はｐ型半導体層１２ｐと絶縁膜１６の界面で反射され（Ｌ６）、一部は光反射膜１７ｐの下面で反射される（Ｌ７）。これらの光線も、絶縁膜１６及び光反射膜１７ｐによって一部が吸収されるが、透光性電極１４による吸収がなく、更に光反射膜１７ｐによって延伸部１５ｂよりも効率的に反射されるため、光吸収量を低減することができる。その結果として、発光素子１の外部への光取り出し効率を向上させることができる。
［発光素子の製造方法］
次に、図９を参照して、図１に示した発光素子１の製造方法について説明する。
図９に示すように、発光素子１の製造方法は、半導体積層工程Ｓ１０１と、ｎ型半導体層露出工程Ｓ１０２と、絶縁膜形成工程Ｓ１０３と、透光性電極形成工程Ｓ１０４と、第１レジストパターン形成工程Ｓ１０５と、透光性電極エッチング工程Ｓ１０６と、第１レジストパターン除去工程Ｓ１０７と、第２レジストパターン形成工程Ｓ１０８と、第１金属膜形成工程Ｓ１０９と、第２レジストパターン除去工程Ｓ１１０と、保護膜形成工程Ｓ１１１と、第３レジストパターン形成工程Ｓ１１２と、保護膜エッチング工程Ｓ１１３と、第２金属膜形成工程Ｓ１１４と、第３レジストパターン除去工程Ｓ１１５と、個片化工程Ｓ１１６と、を含み、この順で各工程が行われる。
次に、図９を参照して、図１に示した発光素子１の製造方法について説明する。
図９に示すように、発光素子１の製造方法は、半導体積層工程Ｓ１０１と、ｎ型半導体層露出工程Ｓ１０２と、絶縁膜形成工程Ｓ１０３と、透光性電極形成工程Ｓ１０４と、第１レジストパターン形成工程Ｓ１０５と、透光性電極エッチング工程Ｓ１０６と、第１レジストパターン除去工程Ｓ１０７と、第２レジストパターン形成工程Ｓ１０８と、第１金属膜形成工程Ｓ１０９と、第２レジストパターン除去工程Ｓ１１０と、保護膜形成工程Ｓ１１１と、第３レジストパターン形成工程Ｓ１１２と、保護膜エッチング工程Ｓ１１３と、第２金属膜形成工程Ｓ１１４と、第３レジストパターン除去工程Ｓ１１５と、個片化工程Ｓ１１６と、を含み、この順で各工程が行われる。
以下、図１０〜図２４を参照（適宜図１〜図４及び図９参照）して、各工程について詳細に説明する。なお、図１０〜図２４の各図において、上段に示した図（図１０（ａ）、図１１（ａ）など）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線に相当する箇所における断面を示し、中段に示した図（図１０（ｂ）、図１１（ｂ）など）は、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に相当する箇所における断面を示し、下段に示した図（図１０（ｃ）、図１１（ｃ）など）は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する箇所における断面を示す。また、上段に示すＩ−Ｉ線に相当する箇所における断面図（図１０（ａ）、図１１（ａ）など）は、コンパクトに分かり易く示すために、図１（ｂ）に示した断面図に対して、水平方向のスケールを部分的に縮小又は伸長して示している。図１（ｂ）の下部に示した位置Ａ１〜Ａ６と、図２４（ａ）の下部に示した位置Ａ１〜Ａ６とが、それぞれ対応する位置であることを示している。また、図１０〜図２４の各図において、第１レジストパターン２０、第２レジストパターン２１、第３レジストパターン２２及び第２金属膜３２は、下層部の凹凸形状に応じて上面に凹凸が生じることがあるが、このような凹凸の記載は省略している。
また、その他の各部材についても、形状、サイズ、位置関係を適宜に簡略化したり、誇張したりしている場合がある。
また、その他の各部材についても、形状、サイズ、位置関係を適宜に簡略化したり、誇張したりしている場合がある。
（半導体積層体準備工程）
まず、半導体積層体準備工程において、第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃを有する半導体積層体１２を準備する。この工程には、サブ工程として、半導体積層工程Ｓ１０１とｎ型半導体層露出工程Ｓ１０２とが含まれる。
まず、半導体積層体準備工程において、第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃを有する半導体積層体１２を準備する。この工程には、サブ工程として、半導体積層工程Ｓ１０１とｎ型半導体層露出工程Ｓ１０２とが含まれる。
まず、半導体積層工程Ｓ１０１において、図１０に示すように、サファイアなどからなる成長基板１１の上面（一方の主面）上に、窒化物半導体などの前記した半導体材を用いて、ＭＯＣＶＤ法などによりｎ型半導体層１２ｎ、活性層１２ａ及びｐ型半導体層１２ｐを順次に積層することで、半導体積層体１２を形成する。
なお、この工程から、第３レジストパターン除去工程Ｓ１１５までの工程は、１枚の成長基板１１のウエハ上に、複数の発光素子１が形成されるウエハレベルプロセスで行われる。すなわち、成長基板１１上に複数の発光素子１が２次元配列するように形成される。従って、図１０〜図２４の各図において上段に示した断面図（図１０（ａ）、図１１（ａ）など）は、１個の発光素子領域についてのみ示しているが、左右方向にも同形状の発光素子１が連続して形成される。
なお、この工程から、第３レジストパターン除去工程Ｓ１１５までの工程は、１枚の成長基板１１のウエハ上に、複数の発光素子１が形成されるウエハレベルプロセスで行われる。すなわち、成長基板１１上に複数の発光素子１が２次元配列するように形成される。従って、図１０〜図２４の各図において上段に示した断面図（図１０（ａ）、図１１（ａ）など）は、１個の発光素子領域についてのみ示しているが、左右方向にも同形状の発光素子１が連続して形成される。
次に、ｎ型半導体層露出工程Ｓ１０２において、図１１に示すように、ｎ側電極１３を形成するための第１露出部１２ｂと、複数の発光素子１を区画する境界線に沿った領域である境界領域に第２露出部１２ｃを形成する。第２露出部１２ｃは、後記する個片化工程Ｓ１１６において発光素子１を切断する際の境界領域（ダイシングストリート）である。
第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃは、フォトリソグラフィ法により、第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃを形成する領域に開口部を有するレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをエッチングマスクとして、半導体積層体１２を上面側からｎ型半導体層１２ｎが露出するまでエッチングすることで形成される。
第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃは、フォトリソグラフィ法により、第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃを形成する領域に開口部を有するレジストパターンを形成した後、当該レジストパターンをエッチングマスクとして、半導体積層体１２を上面側からｎ型半導体層１２ｎが露出するまでエッチングすることで形成される。
（絶縁膜形成工程）
次に、絶縁膜形成工程Ｓ１０３において、図１２に示すように、ｐ型半導体層１２ｐ上の、ｐ側電極１５が配置される領域及びその近傍領域に、絶縁膜１６を形成する。この工程は、特許文献１などに記載された方法と同様に行うことができる。
すなわち、絶縁膜形成工程Ｓ１０３において、まず、半導体積層体１２の表面全体に、ＳｉＯ２などの絶縁性及び透光性を有する材料を用いて、スパッタリング法などにより絶縁膜１６を形成する。次に、フォトリソグラフィ法により、完成時に絶縁膜１６が配置される領域を被覆するようにレジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンをエッチングマスクとして、絶縁膜１６をエッチングすることで、所定形状にパターニングする。その後に、レジストパターンを除去する。
次に、絶縁膜形成工程Ｓ１０３において、図１２に示すように、ｐ型半導体層１２ｐ上の、ｐ側電極１５が配置される領域及びその近傍領域に、絶縁膜１６を形成する。この工程は、特許文献１などに記載された方法と同様に行うことができる。
すなわち、絶縁膜形成工程Ｓ１０３において、まず、半導体積層体１２の表面全体に、ＳｉＯ２などの絶縁性及び透光性を有する材料を用いて、スパッタリング法などにより絶縁膜１６を形成する。次に、フォトリソグラフィ法により、完成時に絶縁膜１６が配置される領域を被覆するようにレジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンをエッチングマスクとして、絶縁膜１６をエッチングすることで、所定形状にパターニングする。その後に、レジストパターンを除去する。
（透光性電極を形成する工程）
次に、透光性電極を形成する工程において、ｐ型半導体層１２ｐ上及び絶縁膜１６上の略全面を被覆するように透光性電極１４を形成する。この工程には、サブ工程として、透光性電極形成工程Ｓ１０４、第１レジストパターン形成工程Ｓ１０５、透光性電極エッチング工程Ｓ１０６及び第１レジストパターン除去工程Ｓ１０７が含まれる。
次に、透光性電極を形成する工程において、ｐ型半導体層１２ｐ上及び絶縁膜１６上の略全面を被覆するように透光性電極１４を形成する。この工程には、サブ工程として、透光性電極形成工程Ｓ１０４、第１レジストパターン形成工程Ｓ１０５、透光性電極エッチング工程Ｓ１０６及び第１レジストパターン除去工程Ｓ１０７が含まれる。
まず、透光性電極形成工程Ｓ１０４において、図１３に示すように、半導体積層体１２及び絶縁膜１６の表面全体を被覆するように、ＩＴＯなどの透光性を有する導電材料を用いて、スパッタリング法などにより透光性電極１４を形成する。
次に、第１レジストパターン形成工程Ｓ１０５において、図１４に示すように、ｐ型半導体層１２ｐ上に形成された透光性電極１４上に、完成時に透光性電極１４が配置される領域を被覆するように、フォトリソグラフィ法により第１レジストパターン２０を形成する。第１レジストパターン２０は、第１露出部１２ｂの全面、第２露出部１２ｃの全面及び絶縁膜１６が配置された領域において断続的に、開口部２０ａを有している。
次に、透光性電極エッチング工程Ｓ１０６において、図１５に示すように、第１レジストパターン２０をエッチングマスクとして、透光性電極１４をエッチングする。これによって、第１露出部１２ｂ及び第２露出部１２ｃが再度露出するとともに、ｐ型半導体層１２ｐの配置領域上の略全面が被覆されたままとなるように、透光性電極１４がパターニングされる。パターニングされた透光性電極１４は、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａ（図１（ｂ）参照）が配置される領域に開口部１４ａを有するとともに、延伸部１５ｂ（図２（ｂ）及び図３（ａ）参照）が配置される領域に沿って断続的に開口部１４ａを有する。この工程により、これらの開口部１４ａ内において絶縁膜１６が露出する。
次に、第１レジストパターン除去工程Ｓ１０７において、図１６に示すように、適宜な薬剤やアッシング、ドライエッチングの手法などを用いて、第１レジストパターン２０を除去する。
（光反射膜形成工程）
次に、光反射膜形成工程において、透光性電極１４の開口部１４ａ内に、光反射膜１７ｐを形成する。この工程では、光反射膜１７ｐと同時に、第１露出部１２ｂの底面に、光反射膜１７ｎを形成する。この工程には、サブ工程として、第２レジストパターン形成工程Ｓ１０８、第１金属膜形成工程Ｓ１０９及び第２レジストパターン除去工程Ｓ１１０が含まれる。
次に、光反射膜形成工程において、透光性電極１４の開口部１４ａ内に、光反射膜１７ｐを形成する。この工程では、光反射膜１７ｐと同時に、第１露出部１２ｂの底面に、光反射膜１７ｎを形成する。この工程には、サブ工程として、第２レジストパターン形成工程Ｓ１０８、第１金属膜形成工程Ｓ１０９及び第２レジストパターン除去工程Ｓ１１０が含まれる。
まず、第２レジストパターン形成工程（レジストパターン形成工程）Ｓ１０８において、図１７に示すように、透光性電極１４の開口部１４ａが設けられ、光反射膜１７ｐ（図１（ｂ）参照）を配置する領域に開口部２１ａを有するように、フォトリソグラフィ法により第２レジストパターン２１を形成する。また、第２レジストパターン２１は、第１露出部１２ｂの底面の光反射膜１７ｎ（図１（ｂ）参照）が配置される領域にも開口部２１ａが形成される。
なお、これらの開口部２１ａは、上方ほど（半導体積層体１２から離れるほど）開口面積が小さくなるように傾斜して、言い換えれば、開口部２１ａの側面が上方ほど平面視で外側となるように傾斜して、逆テーパ形状に形成されている。開口部２１ａを逆テーパ形状に形成することにより、次工程である第１金属膜形成工程Ｓ１０９で形成される第１金属膜３１が、第２レジストパターン２１の上面と、開口部２１ａ内とで不連続となる。その結果、リフトオフ法による第１金属膜３１のパターニングを容易に行えるとともに、開口部２１ａ内に残される第１金属膜３１の端部にバリが発生することを抑制することができる。
第２レジストパターン２１として、ネガ型フォトレジストを用いることで、開口部２１ａを逆テーパ形状に形成することができる。これについて説明する。
この工程では、まず、ネガ型フォトレジストを、ウエハ表面全体に塗布する。次に、露光パターンが形成されたフォトマスクを用いて、フォトレジストを除去しない箇所を露光する。このとき、フォトレジストによって光が吸収されるため、フォトレジストの下層部ほど露光量が少なくなる。また、露光される光線は、フォトレジストの表面に垂直な方向に伝播するだけでなく、横方向にも若干の広がりを有する。このため、フォトマスクの開口部の直下領域であって、当該開口部の端部近傍の下層部では、フォトマスクの遮光領域（非開口部）に照射される光線の広がり成分がないため、フォトマスクの開口部の中央付近の下層部と比較して露光量が不足する。
この工程では、まず、ネガ型フォトレジストを、ウエハ表面全体に塗布する。次に、露光パターンが形成されたフォトマスクを用いて、フォトレジストを除去しない箇所を露光する。このとき、フォトレジストによって光が吸収されるため、フォトレジストの下層部ほど露光量が少なくなる。また、露光される光線は、フォトレジストの表面に垂直な方向に伝播するだけでなく、横方向にも若干の広がりを有する。このため、フォトマスクの開口部の直下領域であって、当該開口部の端部近傍の下層部では、フォトマスクの遮光領域（非開口部）に照射される光線の広がり成分がないため、フォトマスクの開口部の中央付近の下層部と比較して露光量が不足する。
ネガ型のフォトレジストは、露光された箇所が化学反応して現像液に対して不溶性となる性質を有する。従って、フォトマスクの開口部の端部近傍において、フォトレジストの上層部では十分な露光量であっても、下層部では露光量が不足して前記した化学反応が進み難くなる。その結果、フォトレジストを現像後に形成されるレジストパターンの側面は、下層部が上層部よりも内側となるように傾斜した逆テーパ形状に形成される。
次に、第１金属膜形成工程（金属膜形成工程）Ｓ１０９において、図１８に示すように、第２レジストパターン２１が形成されたウエハ表面全体に、Ａｌなどの光反射性の良好な材料を用いて、スパッタリング法や蒸着法などにより、第１金属膜３１を形成する。
ここで、図１８（ｂ）に示すように、光反射膜１７ｐは、延伸部１５ｂ（図２参照）の延伸方向について、開口部１４ａ（図１７（ｂ）参照）内に露出した絶縁膜１６の全長に加え、両端が透光性電極１４の上面の一部にまで延在するように形成される。
また、図１８（ｃ）に示すように、光反射膜１７ｐは、平面視で延伸部１５ｂ（図３参照）の延伸方向と直交する方向（幅方向）について、開口部１４ａ（図１７（ｃ）参照）内に露出した絶縁膜１６の全幅よりも狭い領域に形成される。
なお、幅方向について、光反射膜１７ｐが、透光性電極１４の開口部１４ａの全幅に及ぶように形成してもよいし、更に、延伸方向と同様に、透光性電極１４の上面にまで延在するように形成してもよい。
ここで、図１８（ｂ）に示すように、光反射膜１７ｐは、延伸部１５ｂ（図２参照）の延伸方向について、開口部１４ａ（図１７（ｂ）参照）内に露出した絶縁膜１６の全長に加え、両端が透光性電極１４の上面の一部にまで延在するように形成される。
また、図１８（ｃ）に示すように、光反射膜１７ｐは、平面視で延伸部１５ｂ（図３参照）の延伸方向と直交する方向（幅方向）について、開口部１４ａ（図１７（ｃ）参照）内に露出した絶縁膜１６の全幅よりも狭い領域に形成される。
なお、幅方向について、光反射膜１７ｐが、透光性電極１４の開口部１４ａの全幅に及ぶように形成してもよいし、更に、延伸方向と同様に、透光性電極１４の上面にまで延在するように形成してもよい。
ここで、透光性電極１４の一部を除去することで開口部１４ａを形成し、金属膜である光反射膜１７ｐに置き換える構成において、光反射膜１７ｐの下方に設けられる絶縁膜１６と、上方に設けられる保護膜１８とは、同種の材料又は異種の材料であっても同じエッチング液で浸食される材料が用いられる。このため、開口部１４ａ内において透光性電極１４と光反射膜１７ｐとの間に隙間が生じると、後記する保護膜エッチング工程Ｓ１１３において、保護膜１８をエッチングによりパターニングする際に、当該隙間からエッチング液が浸透して絶縁膜１６が浸食される。
そこで、前記したように、少なくとも延伸部１５ｂの延伸方向について、光反射膜１７ｐが開口部２１ａに露出した絶縁膜１６を被覆するように設けることで、後記する保護膜エッチング工程Ｓ１１３において、保護膜１８をエッチングする際に、絶縁膜１６へのエッチング液の浸透が防止される。
なお、図１８（ａ）に示すように、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａ（図１参照）が配置される領域については、透光性電極１４の開口部１４ａの全面が光反射膜１７ｐによって被覆され、更に、光反射膜１７ｐが透光性電極１４の上面にまで延伸するように形成されている。すなわち、当該領域において、絶縁膜１６は、透光性電極１４と光反射膜１７ｐとによって、上面及び側面が完全に被覆されている。このため、保護膜エッチング工程Ｓ１１３において、保護膜１８をエッチングする際に、絶縁膜１６へのエッチング液の浸透が防止される。
次に、第２レジストパターン除去工程（レジストパターン除去工程）Ｓ１１０において、図１９に示すように、第２レジストパターン２１を、上面に形成された第１金属膜３１とともに除去（リフトオフ）することにより、第１金属膜３１がパターニングされて、光反射膜１７ｐ及び光反射膜１７ｎが形成される。
（保護膜を形成する工程）
次に、保護膜を形成する工程において、ウエハ表面の略全体を被覆するように、保護膜１８を形成する。保護膜１８は、図１に示すように、ｎ側電極１３が配置される領域に開口部１８ｎを有し、ｐ側電極１５が配置される領域に開口部１８ｐを有する。この工程には、サブ工程として、保護膜形成工程Ｓ１１１、第３レジストパターン形成工程Ｓ１１２及び保護膜エッチング工程Ｓ１１３が含まれる。
次に、保護膜を形成する工程において、ウエハ表面の略全体を被覆するように、保護膜１８を形成する。保護膜１８は、図１に示すように、ｎ側電極１３が配置される領域に開口部１８ｎを有し、ｐ側電極１５が配置される領域に開口部１８ｐを有する。この工程には、サブ工程として、保護膜形成工程Ｓ１１１、第３レジストパターン形成工程Ｓ１１２及び保護膜エッチング工程Ｓ１１３が含まれる。
まず、保護膜形成工程Ｓ１１１において、図２０に示すように、前記したＳｉＯ２などの絶縁性及び透光性を有する材料を用いて、スパッタリング法などにより、ウエハの表面全体に保護膜１８を形成する。このとき、保護膜１８を絶縁膜１６と同じ材料を用いることが好ましい。これによって、保護膜１８及び絶縁膜１６の形成を同じ装置を用いて行えるため、生産性を向上させることができる。
次に、第３レジストパターン形成工程（マスク形成工程）Ｓ１１２において、図２１に示すように、フォトリソグラフィ法により、ｎ側電極１３及びｐ側電極１５を配置する領域に開口部２２ａを有する第３レジストパターン２２を形成する。
ここで、図２１（ｃ）に示すように、ｐ側電極１５の延伸部１５ｂ（図３参照）の配置領域に対応する開口部２２ａは、延伸部１５ｂの延伸方向と平面視で直交する方向について、光反射膜１７ｐの直上領域の範囲内に形成される。開口部２２ａをこのように形成することで、延伸部１５ｂの延伸方向と直交する方向について、透光性電極１４と光反射膜１７ｐとの隙間を被覆する保護膜１８が第３レジストパターン２２で被覆されるため、次工程で当該隙間から絶縁膜１６へのエッチング液の浸透が防止される。
ここで、図２１（ｃ）に示すように、ｐ側電極１５の延伸部１５ｂ（図３参照）の配置領域に対応する開口部２２ａは、延伸部１５ｂの延伸方向と平面視で直交する方向について、光反射膜１７ｐの直上領域の範囲内に形成される。開口部２２ａをこのように形成することで、延伸部１５ｂの延伸方向と直交する方向について、透光性電極１４と光反射膜１７ｐとの隙間を被覆する保護膜１８が第３レジストパターン２２で被覆されるため、次工程で当該隙間から絶縁膜１６へのエッチング液の浸透が防止される。
また、図２１（ｂ）に示すように、延伸部１５ｂの延伸方向については、絶縁膜１６は、透光性電極１４と光反射膜１７ｐとによって隙間なく被覆されているため、次工程で絶縁膜１６へのエッチング液の浸透が防止される。すなわち、透光性電極１４の開口部１４ａ（図１９参照）から絶縁膜１６へのエッチング液の浸透が全方向について防止される。
なお、前記したように、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａ（図１参照）については、絶縁膜１６は透光性電極１４と光反射膜１７ｐとによって被覆されているため、絶縁膜１６へのエッチング液の浸透が防止される。
次に、保護膜エッチング工程Ｓ１１３において、図２２に示すように、第３レジストパターン２２をエッチングマスクとして、保護膜１８をウェットエッチングすることで、開口部１８ｎ及び開口部１８ｐを形成する。ここで、保護膜１８として、例えば、ＳｉＯ２を用いた場合は、エッチング液としてＢＨＦ（バッファードフッ酸）を用いることができる。
なお、保護膜１８と絶縁膜１６とは、同じ材料を用いて形成される場合に限らず、異なる材料を用いて形成されるようにしてもよい。例えば、保護膜１８がＳｉＯ２で形成され、エッチング液としてＢＨＦを用いる場合において、絶縁膜１６として、ＴｉＯ２，ＳｉＮなどのＢＨＦに浸食される材料を用いることもできる。すなわち、透光性電極１４の開口部１４ａを、光反射膜１７ｐと第３レジストパターン２２とで被覆することは、保護膜１８と絶縁膜１６とを、同じ材料を用いて形成する場合に限らず、異なる材料を用いて形成する場合にも有用である。
図２２（ａ）に示すように、保護膜１８に開口部１８ｎを形成することで、光反射膜１７ｎが露出する。また、保護膜１８に開口部１８ｐを形成することで、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａ（図１参照）の配置領域に光反射膜１７ｐ及び透光性電極１４が露出する。更にまた、図２２（ｂ）に示すように、延伸部１５ｂ（図１参照）の配置領域において、延伸部１５ｂの延伸方向については保護膜１８が全て除去され、透光性電極１４及び光反射膜１７ｐが露出する。一方、図２２（ｃ）に示すように、延伸部１５ｂ（図１参照）の配置領域において、延伸部１５ｂの延伸方向と直交する方向ついては、光反射膜１７ｐよりも狭い範囲について保護膜１８が全て除去され、光反射膜１７ｐが露出するが、透光性電極１４及び絶縁膜１６は露出しない。
なお、保護膜エッチング工程Ｓ１１３の後、第３レジストパターン２２は除去されずに、次工程であるパッド電極形成工程でも利用される。
（パッド電極形成工程）
次に、パッド電極形成工程において、保護膜１８の開口部１８ｎ，１８ｐ内に、発光素子１のパッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５を形成する。この工程には、サブ工程として、第２金属膜形成工程Ｓ１１４及び第３レジストパターン除去工程Ｓ１１５が含まれる。また、この工程では、前工程である保護膜形成工程で形成した第３レジストパターン２２を用いて、リフトオフ法により、パッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５を形成する。
次に、パッド電極形成工程において、保護膜１８の開口部１８ｎ，１８ｐ内に、発光素子１のパッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５を形成する。この工程には、サブ工程として、第２金属膜形成工程Ｓ１１４及び第３レジストパターン除去工程Ｓ１１５が含まれる。また、この工程では、前工程である保護膜形成工程で形成した第３レジストパターン２２を用いて、リフトオフ法により、パッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５を形成する。
まず、第２金属膜形成工程Ｓ１１４において、図２３に示すように、第３レジストパターン２２を残したまま、Ａｕなどの前記した金属材料を用いて、スパッタリング法や蒸着法などにより、ウエハ表面の全体にｎ側電極１３及びｐ側電極１５となる第２金属膜３２を形成する。第３レジストパターン２２の開口部２２ａ内、すなわち保護膜１８の開口部１８ｎ内に露出した光反射膜１７ｎと、開口部１８ｐ内に露出した光反射膜１７ｐ及び透光性電極１４とに接するように第２金属膜３２が形成される。
次に、第３レジストパターン除去工程Ｓ１１５において、第３レジストパターン２２を、その上面に形成された第２金属膜３２とともに除去（リフトオフ）することにより、第２金属膜３２がパターニングされて、図２４に示すように、ｎ側電極１３の外部接続部１３ａ及び延伸部１３ｂと、ｐ側電極１５の外部接続部１５ａ及び延伸部１５ｂとが形成される。
このように、開口部１８ｎ，１８ｐを有する保護膜１８を先に形成し、当該開口部１８ｎ，１８ｐ内にパッド電極であるｎ側電極１３及びｐ側電極１５を形成することで、保護膜１８のパターニングに用いるためのレジストパターンと、パッド電極をパターニングするためのレジストパターンとを共用することができる。そのため、レジストパターンを形成するための工程数を低減して、生産性を向上させることができる。
（個片化工程）
次に、個片化工程Ｓ１１６において、第２露出部１２ｃ（図２４（ａ）参照）上に設定された境界線に沿って、ダイシング法やスクライビング法などにより切断することで、発光素子１を個片化する。
なお、ウエハを切断する前に、成長基板１１の裏面を研磨して薄肉化するようにしてもよい。
次に、個片化工程Ｓ１１６において、第２露出部１２ｃ（図２４（ａ）参照）上に設定された境界線に沿って、ダイシング法やスクライビング法などにより切断することで、発光素子１を個片化する。
なお、ウエハを切断する前に、成長基板１１の裏面を研磨して薄肉化するようにしてもよい。
また、個片化する前に、又は個片化した後で、成長基板１１の裏面側に金属やＤＢＲ（分布ブラッグ反射鏡）膜などからなる反射層を設けるようにしてもよい。更にまた、発光素子１の光取り出し面側に、蛍光体層を設けるようにしてもよい。
以上の工程により、発光素子１が形成される。
以上の工程により、発光素子１が形成される。
以上、本発明に係る半導体発光素子の製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
１ 発光素子（半導体発光素子）
１１ 成長基板（基板）
１２ 半導体積層体
１２ｎ ｎ型半導体層
１２ａ 活性層
１２ｐ ｐ型半導体層
１２ｂ 第１露出部
１２ｃ 第２露出部
１３ ｎ側電極
１３ａ 外部接続部
１３ｂ 延伸部
１４ 透光性電極
１４ａ 開口部
１５ ｐ側電極（パッド電極）
１５ａ 外部接続部
１５ｂ 延伸部
１６ 絶縁膜
１７ｎ 光反射膜
１７ｐ 光反射膜
１８ 保護膜
１８ｎ，１８ｐ 開口部
２０ 第１レジストパターン
２０ａ 開口部
２１ 第２レジストパターン
２１ａ 開口部
２２ 第３レジストパターン
２２ａ 開口部
３１ 第１金属膜
３２ 第２金属膜
１１ 成長基板（基板）
１２ 半導体積層体
１２ｎ ｎ型半導体層
１２ａ 活性層
１２ｐ ｐ型半導体層
１２ｂ 第１露出部
１２ｃ 第２露出部
１３ ｎ側電極
１３ａ 外部接続部
１３ｂ 延伸部
１４ 透光性電極
１４ａ 開口部
１５ ｐ側電極（パッド電極）
１５ａ 外部接続部
１５ｂ 延伸部
１６ 絶縁膜
１７ｎ 光反射膜
１７ｐ 光反射膜
１８ 保護膜
１８ｎ，１８ｐ 開口部
２０ 第１レジストパターン
２０ａ 開口部
２１ 第２レジストパターン
２１ａ 開口部
２２ 第３レジストパターン
２２ａ 開口部
３１ 第１金属膜
３２ 第２金属膜
Claims (7)
- 基板の主面に、半導体積層体と、前記半導体積層体上に設けられる透光性電極と、前記透光性電極と電気的に接続され、外部と電気的に接続するための外部接続部及び当該外部接続部から延伸するように設けられる延伸部を有するパッド電極と、前記半導体積層体及び前記透光性電極を被覆する保護膜と、を備える半導体発光素子の製造方法であって、
前記半導体積層体を準備する半導体積層体準備工程と、
前記半導体積層体上の一部の領域であって、平面視で前記パッド電極が形成される領域の少なくとも一部が重複する領域に、透光性材料からなる絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記半導体積層体の上面及び前記絶縁膜の上面を被覆し、前記絶縁膜上であって平面視で前記延伸部が配置される領域と少なくとも一部が重複する領域に、前記延伸部の延伸方向に断続的に開口部を有するように、前記透光性電極を形成する透光性電極形成工程と、
前記透光性電極の開口部、及び当該開口部から前記延伸方向にある前記透光性電極の両端上に延在するように、金属材料からなる光反射膜を形成する光反射膜形成工程と、
前記基板の主面側に、透光性材料からなる前記保護膜を形成する保護膜形成工程と、
平面視で、前記延伸方向と直交する方向における前記光反射膜の両端部上を覆うように、前記パッド電極が形成される領域上以外の前記保護膜の上面にマスクを形成するマスク形成工程と、
前記マスクから露出した前記保護膜をウェットエッチングにより除去して、前記保護膜に開口部を形成する保護膜エッチング工程と、
前記保護膜の開口部に、前記パッド電極を形成するパッド電極形成工程と、を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 前記絶縁膜は、前記半導体積層体が発する光に対する屈折率が、前記透光性電極よりも低い材料で形成され、
前記光反射膜の下面は、前記半導体積層体が発する光に対する反射率が、前記パッド電極の下面よりも高い材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法。 - 前記絶縁膜と前記保護膜とは、同じ材料を用いて形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記絶縁膜及び前記保護膜は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３から選択される酸化物からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記光反射膜は、Ａｌ、Ｒｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉから選択される金属又はこれらの何れかの金属を主成分とする合金を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記透光性電極は、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２又はＺｎＯから選択される金属酸化物を含有してなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記光反射膜形成工程は、サブ工程として、
前記光反射膜が設けられる領域に開口部を有するようにレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
前記レジストパターン上及び当該レジストパターンの開口部上に、前記光反射膜となる金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記レジストパターン上に形成された前記金属膜とともに除去するレジストパターン除去工程と、をこの順で含み、
前記レジストパターンは、ネガ型フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法によって形成され、前記レジストパターンの開口部の側面が上方ほど平面視で当該開口部の開口面積が小さくなるように傾斜して形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の半導体発光素子の製造方法。
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