JP3121617B2 - 半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents

半導体発光素子およびその製造方法

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semiconductor light
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勲 木戸口
秀人 足立
明彦 石橋
清司 大仲
雄三郎 伴
実 久保
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は青色発光ダイオード、青色半導体レーザ等の
半導体発光素子に用いられる窒化ガリウム系化合物半導
体からなる発光素子および製造方法に関する。
背景技術 窒素をＶ族元素するIII−Ｖ族化合物半導体であるAlx
GayInzN（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦
１）系化合物半導体を用いた半導体素子が、常温におい
て優れた発光特性を有するという報告が最近なされ、こ
の系の化合物半導体が青色発光素子を実現する材料とし
て期待されている（例えば、ジャパニーズ・ジャーナル
・オブ・アプライド・フィジクス 32（1993年）第L8項
−第L11項（Japanese Journal of Applied Physics 32
（1993）L8−L11））。この窒化ガリウム系化合物半導
体を有する半導体素子は、サファイア基板上にAlxGa1-x
N及びInyGa1-yN（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から
なるｎ型半導体層、ｉ型半導体層、あるいはｐ型半導体
層をエピタキシャル成長することによって得られる。
エピタキシャル成長の方法としては、通常、有機金属
気相成長法（MOVPE法;Metalorganic Vapor Phase epita
xy法）、分子線エピタキシー法（MBE;Molecular Beam E
pitaxy法）等の成長方法が用いられる。例えば、MOVPE
法について簡単に説明すると、サファイア基板を設置し
た反応室内に反応ガスとしてトリメチルガリウム（TMGB
a;Ga（CH2）８）、トリメチルアルミニウム（TMAl;Al
（CH3）３）、トリメチルインジウム（TMIn;In（CH3）
３）等の有機金属とアンモニア（NH3）ガスを供給し、
サファイア基板の表面温度を700〜1100℃の高温に保持
して、基板上にAlGaInN系化合物半導体のエピタキシャ
ル層を成長させる。このとき、ジエチル亜鉛（DEZn;Zn
（C2H5）２）またはシラン（SiH4）等を供給することに
よって、AlGaInN系化合物半導体をｐ型伝導、ｉ型伝
導、あるいはｎ型伝導に制御できる。
これまで知られているAlGaInN系化合物半導体を用い
た代表的なデバイスとして青色発光ダイオードがある
（例えば、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライ
ド・フィジクス 32（1993年）第L8項−第L11項（Japan
ese Journal of Applied Physics 32（1993）L8−L1
1））。この発光ダイオードはIn0.05Ga0.95Ｎを活性層
とするダブルヘテロ構造を有しており、かつ活性層に亜
鉛（Zn）が添加されている。これは、発光波長を約0.45
μｍに調整するためである。このようにInGaN活性層を
用いた従来の発光ダイオードにおいて、その活性層には
亜鉛のみが添加されていた。
また、AlxGa1-xNを活性層とするMIS構造の発光ダイオ
ードについての報告もなされている（特開平４−1066
5、特開平４−10666、特開平４−10667）。この発光ダ
イオードでは、発光波長を変化させるために、発光層と
なるｉ型GaNにZnとSiが同時に添加されている。
しかしながら、従来のこれらの発光ダイオードでは以
下に示すような問題があった。
InyGa1-yN層にZnのみが添加されている場合、Zn原子
はInyGa1-yN層中では、空孔等の固有欠陥と対をなして
安定化する。しかし、固有欠陥は非発光中心となるた
め、発光効率が低下するという問題がある。また、電界
が印加されている場合、固有欠陥が増殖して発光素子の
動作電流が高くなったり、信頼性を低下させる等の悪影
響が生じるという問題がある。特に、この様な問題は高
い光密度とキャリア密度が要求される半導体レーザの場
合に顕著となる。また、ｐ型不純物として、Znを用いる
場合、Znの活性化率が低いため、非常に多くのZnを添加
しなければならないという問題が生じていた。
また、発光波長をさらに長くするためには、活性層に
用いるInyGa1-yNのIn組成を増大さる必要がある。例え
ば信号機等に用いる場合、波長は520nm程度の青緑色が
望ましいとされるが、そのためにInyGa1-yN活性層内のI
nの量を増大させる必要がある。しかしながら、Inの増
大とともに結晶の品質が低下して発光効率が低下する。
従って、Inの組成比を大きくして、波長の長い光出射す
る発光素子を得ることは困難である。
AlGaN層を活性層に用いる場合、そのバンドギャップ
エネルギは室温で3.44eV以上、つまり、発光波長は360n
m以下となるので、たとえ亜鉛とケイ素を同時に多く添
加しても発光波長は青色領域にない。従って、AlGaN層
を活性層に用いて青色発光素子を得ることは非常に困難
である。また、AlGaN層は深い不純物準位が形成されや
すく、その結果、深い不純物準位を介した不必要な発光
が生じ、発光素子の動作電流が増大するという問題が生
じていた。
また、AlxGa1-xNやInyGa1-yNなどのIII族窒化物は安
定な物質であり、化学薬品に対して腐食されずエッチン
グが困難である。従って、半導体レーザ等の発光素子に
おいて、活性層へキャリアを閉じ込めるための構造を形
成することが困難である。
さらに、GaN系の発光素子ではサファイアを基板とす
ることから、へき開によって半導体レーザの共振器を形
成するのは困難である。共振器を反応性イオンエッチン
グ、イオンミリング、集束イオンビームエッチング等の
ドライエッチングにより形成することも考えられるが、
この場合、共振器端面近傍の半導体層に欠陥が形成され
てしまう。この欠陥は上述の固有欠陥として同様の問題
を生じる。
また、サファイア基板等の絶縁性の基板を用いる半導
体発光素子では、基板側に電極を設けとることできない
ため、発光素子を構成する半導体層の一部に段差を設
け、その段差により形成される凸部と凹部にそれぞれ電
極を形成する必要がある。GaN系の発光素子の場合、１
μｍ以上の段差を設ける必要がある。しかし、この場
合、半導体発光素子を構成する半導体積層構造側を熱伝
導の良い放熱体に密着させることが困難となる。段差を
有する半導体発光素子の放熱が不完全な場合、素子の温
度上昇に伴って動作電流が上昇し、信頼性が低下すると
いった問題が生じる。さらに、半導体発光素子を構成す
る半導体積層構造を放熱体に密着させる際に、活性層に
過度の応力が加わると発光が停止する恐れが生じる。応
力の量が少ない場合でも、半導体積層構造を構成する材
料に複屈折率性が生じて半導体発光素子から出射した光
の偏波面が回転するといった問題が生じ、例えば、半導
体レーザを光ディスク等に用いる場合に不具合が生じ
る。
本発明は、従来技術の上記課題を解決を解決し、高い
信頼性を備え、高い発光効率で、青色領域の波長の光を
発光することのできる発光素子を提供する。また、放熱
性に優れ、出射光偏波面の回転の少ない半導体発光素子
を提供する。さらに、このような青色発光素子を簡単な
工程で、かつ高い歩留まりで製造する方法が提供する。
発明の開示 本発明の半導体発光素子は、Ga1-xInxN（０≦ｘ≦0.
3）からなり、ｐ型不純物およびｎ型不純物の両方が添
加された活性層と、該活性層を挟んで設けられた第１及
び第２のクラッド層とを有するダブルヘテロ構造を備え
ており、そのことにより、青色領域の光を高い発光効率
で出射できる。
好適な実施態様において、前記ｐ型不純物及び前記ｎ
型不純物は、それぞれ前記活性層の全体にわたって実質
的に均一に添加されている。
好適な実施態様において、前記第１のクラッド層はｐ
型の導電型を有しており、前記活性層において、該第１
のクラッド層に近接する側では前記ｐ型不純物の不純物
濃度が低くく、前記第２のクラッド層に近接する側では
該ｐ型不純物の不純物濃度が高くなっている。
好適な実施態様において、前記活性層は、ｐ型不純物
のみが添加された複数のｐ型層及びｎ型不純物のみが添
加された複数のｎ型層が交互に積層された構造を有す
る。
好適な実施態様において、前記第１のクラッド層はｐ
型の導電型を有しており、前記活性層において、該第１
のクラッド層に近接する側から前記第２のクラッド層に
近接する側にかけて、前記複数のｐ型層の不純物濃度が
高くなっている。
好適な実施態様において、前記複数のｐ型層及び前記
複数のｎ型層はそれぞれ前記ｐ型不純物及びｎ型不純物
が実質的に均一に添加されている。
好適な実施態様において、前記活性層は、複数のGaN
層及び複数のInN層が交互に積層された構造を有してお
り、前記ｐ型不純物および前記ｎ型不純物は該複数のIn
N層にのみ添加されている。
好適な実施態様において、前記活性層は、それぞれ10
17cm-3から1020cm-3の範囲の不純物濃度で前記ｐ型不純
物および前記ｎ型不純物が添加されている。
好適な実施態様において、前記ｐ型不純物は亜鉛、マ
グネシウム、または炭素のいずれかであり、前記ｎ型不
純物は、ケイ素、イオウ、セレン、またはテルルのいず
れかである。
好適な実施態様において、前記第１及び第２のクラッ
ド層は、AlyGa1-yN（０≦ｙ≦0.3）からなる。
好適な実施態様において、前記第１のクラッド層はｐ
型の導電型を有しており、前記活性層及び該第１のクラ
ッド層の伝導帯のエネルギ差が0.3eV以上である。
本発明の別の半導体発光素子は、活性層と、該活性層
を挟んで設けられたｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層
とを含み、AlxGayInzN（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１、０≦ｚ≦１）半導体からなるダブルヘテロ構造を備
えた半導体発光素子であって、該ｐ型クラッド層は水素
を含有する領域と水素を含有しない領域とを有してお
り、そのことにより、青色領域の光を高い発光効率で出
射できる。
好適な実施態様において、記活性層は、ノンドープAl
xGayInzN、またはｐ型不純物とｎ型不純物とが両方添加
されたAlxGayInzNからなる。
好適な実施態様において、該半導体発光素子は半導体
レーザであって、該活性層の２つの端面近傍に水素が添
加されている。
本発明の半導体発光素子の製造方法は、活性層と、活
性層を挟む第１及び第２のクラッド層とを含み、AlxGay
InzN（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）半
導体からなる半導体構造であって、該半導体構造は基板
上に設けられており、該第１のクラッド層は該基板と該
活性層にはさまれている半導体構造上に、所定のパター
ンを有するマスク層を形成する工程と、該半導体構造を
プラズマ励起された水素を含有する気体内に保持し、該
マスク層をマスクとして、該第２のクラッド層に、水素
を導入する工程と、該マスク層を除去する工程と、該半
導体構造上に電極を形成する工程とを包含しており、そ
のことにより、青色発光素子を簡単な工程により高い歩
留まりで製造できる。
好適な実施態様において、前記水素を導入する工程に
おいて、電子サイクロトロン共鳴を用いて水素をプラズ
マ励起化する。
好適な実施態様において、前記マスク層は、ｎ型半導
体層またはアンドープ半導体層である。
好適な実施態様において、前記マスク層は、酸化ケイ
素または窒化ケイ素からなる。
本発明の別な半導体発光素子の製造方法は、活性層
と、活性層を挟む第１及び第２のクラッド層とを含み、
AlxGayInzN（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦
１）半導体からなる半導体構造を基板上に形成する工程
と、ドライエッチングにより半導体レーザの共振器を形
成する工程と、プラズマ励起された水素または水素化合
物を含有する気体内に該基板を保持し、水素を共振器端
面から半導体積層構造内に導入する工程とを包含してお
り、そのことにより、青色発光素子を簡単な工程により
高い歩留まりで製造できる。
本発明のさらに別な半導体発光素子の製造方法は、活
性層と、活性層を挟む第１及び第２のクラッド層とを含
み、AlxGayInzN（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦
ｚ≦１）半導体からなる半導体構造を基板上に形成する
工程と、該半導体構造上に所定のパターンを有するマス
ク層を形成する工程と、該マスク層をマスクとして、該
半導体構造にイオン化物を注入する工程と、ウエットエ
ッチングにより、該半導体構造の該イオン化物が注入さ
れた領域を除去する工程とを包含しており、そのことに
より、青色発光素子を簡単な工程により高い歩留まりで
製造できる。
本発明のさらに別な半導体発光素子の製造方法は、活
性層と、活性層を挟む第１及び第２のクラッド層とを含
み半導体構造を基板上に形成する工程と、該活性層、該
第１及び第２のクラッド層の一部を除去し、半導体構造
に突起部及び凹部を形成する工程と、該半導体構造の該
凹部及び該突起部及び上に第１及び第２の電極を形成す
る工程と、該半導体構造の該突起部と該凹部との段差よ
りも大きな段差を有する放熱体上に、該放熱体の突起部
と該記第１の電極、該放熱体の凹部と該第２の電極がそ
れぞれ接触するように該半導体積層構造を装荷する工程
とを包含しており、そのことにより、放熱性に優れ、出
射光偏波面の回転の少ない半導体発光素子を製造でき
る。
好適な実施態様において、前記放熱体は前記突起部及
び前記凹部上に第１及び第２のバンプを有し、該第１の
バンプが前記第１の電極と接触した後に、該放熱体と前
記半導体積層構造とを押さえつけ、該第２のバンプと前
記第２の電極とを接触させる。
好適な実施態様において、前記半導体積層構造を装荷
する工程は、前記放熱体の前記突起部及び前記凹部の表
面に樹脂塗布し、該樹脂を硬化することによって前記半
導体積層構造と前記放熱体とを固定し、装荷する。
好適な実施態様において、前記樹脂は紫外線硬化樹脂
である、前記半導体構造に電圧を印加することにより、
紫外光を発光させ、前記樹脂を硬化させる。
好適な実施態様において、前記活性層は、AlxGayInzN
（但し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）、また
はZnMgSSeからなる。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の第１の実施例による半導体発光素子
の断面図を示している。
図２は、図１に示される半導体発光素子及び従来の半
導体発光素子の活性層のバンドエネルギを模式的に示し
ている。
図３は、不純物濃度と発光強度との関係を示すグラフ
である。
図４（ａ）から（ｅ）は、図１に示される半導体発光
素子の製造工程を示す断面図である。
図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実
施例による半導体発光素子の電気的特性及び光学的特性
を示している。
図６は、第１の実施例の別な活性層の不純物濃度の分
布を示している。
図７（ａ）は、第１の実施例の別な活性層の構造を示
す断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示される構
造の不純物濃度分布を示している。図７（ｃ）は図７
（ａ）に示される構造の別な不純物濃度分布を示してい
る。
図８は、第１の実施例のさらに別な活性層の構造を示
す断面図である。
図９は、本発明の第２の実施例による半導体発光素子
の断面図を示している。
図10（ａ）及び（ｂ）は、図９に示される半導体発光
素子の製造工程の前半を示す断面図である。
図11は本実施例で用いる電子サイクロントロン共鳴装
置の断面を模式的に示している。
図12（ａ）から（ｄ）は、図９に示される半導体発光
素子の製造工程の後半を示す断面図である。
図13は、図９に示される半導体発光素子の製造工程の
一つを示す斜視図である。
図14は、第２の実施例の別な構造を示す断面図であ
る。
図15は、第３の実施例で用いる半導体発光素子の構造
を示す断面図である。
図16は、図15に示される発光素子をマウント上に実装
方法を説明する断面図である。
図17は、第３の実施例による、発光素子をマウント上
に実装する別な方法を説明する断面図である。
図18は、図17に示される方法により実装された半導体
発光素子の断面を示している。
図19は、第３に実施例で用いるマウントの別な構造を
示している。
発明を実施するための最良の形態 （実施例１） 図１は本発明の第１の実施例による発光ダイオード30
の断面図を示している。
発光ダイオード30は、活性層38と活性層38を挟んで設
けられたクラッド層36及びクラッド層40を有している。
活性層38はIn0.05Ga0.95Ｎからなる。一方、クラッド層
36はｎ型不純物としてケイ素が添加されたA10.1Ga0.9Ｎ
からなり、クラッド層40はｐ型不純物としてマグネシウ
ムが添加されたAl0.1Ga0.9Ｎからなるため、活性層とク
ラッド層との間でヘテロ接合が形成されたダブルヘテロ
構造を発光ダイオード30は備えている。
ｎ型クラッド層36はｎ型GaN:Siからなるコンタクト層
34を介して、例えば（0001）面を有するサファイア基板
32上に設けられている。また、ｐ型クラッド層40上には
ｐ型GaN:Mgからなるコンタクト層42が設けられている。
さらに、コンタクト層42上にはAu及びNiの２層からなる
電極46が設けられている。また、コンタクト層42、クラ
ッド層40、活性層38、クラッド層36の一部分はエッチン
グにより除去されている。コンタクト層34の一部もその
厚さ方向の途中までエッチングされており、Alからなる
電極44がコンタクト層34のエッチングにより露出した面
上に設けられている。
活性層38は１μｍ程度の厚さを有しており、ｐ型不純
物として機能する亜鉛（Zn）及びｎ型不純物として機能
するケイ素（Si）の両方が活性層38全体に渡って実質的
に均一に添加されている。活性層38から出射する光の波
長は約460nmである。ｎ型不純物及びｐ型不純物の両方
が活性層38に添加されている場合、出射する光の波長λ
は次式で与えられる。
ｈν＝Eg−（Ea＋Ed）＋e/εｒ ［eV］ λ＝1.2395/hν ［μｍ］ ここで、Egは活性層の禁制帯幅、Eaはアクセプタ準位
の活性化エネルギー、Edはドナー準位の活性化エネルギ
ー、ｒはドナー原子とアクセプタ原子との距離、εは活
性層の誘電率、ｅは電気素量である、Edがe/εｒよりも
大きい場合、活性層の禁制帯幅で定まる波長よりも長い
波長の光を活性層38は出射することができる。図２を参
照してさらに詳しく説明すると、亜鉛及びケイ素が活性
層38に添加されている場合、伝導帯50からEdだけ低い位
置にケイ素によるドナー準位54が形成され、また、価電
子帯52からEaだけ高い位置に亜鉛によるアクセプタ準位
56が形成される。伝導帯50に存在する電子は、非発光遷
移により、ドナー準位54に遷移した後、発光をともなっ
てアクセプタ準位56へ遷移することができる。
従って、禁制帯幅Eg2の活性層を有する従来発光素子
において、伝導帯50から直接アクセプタ準位56へ遷移す
る場合に出射される波長λの光をEg2よりも大きい禁制
帯幅Eg1を持つ活性層から出射させることがきる。その
結果、インジウム（In）組成比が小さくとも長波長の光
を発光することが可能となり、インジウム組成が少なく
高品質の結晶を用いて、青色領域の波長の光を出射する
発光効率及び信頼性の高い発光ダイオードを得ることが
できる。
また、亜鉛及びケイ素の添加により形成されるアクセ
プタ準位及びドナー準位によって、再結合確率が高めら
れるため、発光効率も改善される。さらに、InGaN層に
亜鉛のみが添加されている場合、亜鉛原子はInGaN層中
では、空孔等の固有欠陥と対を成して安定化するが、亜
鉛及びケイ素の両方をInGaN層に添加することにより、
固有欠陥の発生が抑制され、発光効率が改善できる。
亜鉛及びケイ素の添加量が多いと、アクセプタ準位及
びドナー準位が多く形成されるので、発光ダイオード30
の発光効率は高くなる。しかし、添加量が多すぎると発
光効率は低下する。これは、添加量が多いと不純物原子
が結晶の格子間位置等に入り、その結果、結晶そのもの
の品質を低下させてしまうからである。図３は、発光強
度と添加されたケイ素の不純物濃度との関係を示してい
る。図３に示されるように、1018cm-3程度にケイ素が添
加されている場合、高い発光強度が得られる。最高の発
光強度を１として、その1/eの強度を与える不純物濃度
までを実用上好ましい範囲とすると、1017cm-3から1020
cm-3程度の範囲の値で不純物が添加されていることが好
ましいことが分かる。
また、亜鉛及びケイ素の添加量は同程度であってもよ
いし、どちらが多くてもよいが、同じ程度に亜鉛及びケ
イ素が添加されていれば、不純物準位密度が等しくなる
ので好ましい。通常、亜鉛とケイ素とが同程度の不純物
濃度で添加された場合、ケイ素の活性化率が亜鉛の活性
化率よりも大きいため、活性層の伝導型はｎ型となる。
しかし、ホール濃度を高めて発光効率を向上させるため
に活性層38の伝導型がｐ型となるように亜鉛の濃度を高
めてもよい。
上記説明から明らかなように、高品質の活性層を得る
ためには活性層を構成するInxGa1-xN中のInの組成比ｘ
は小さい方が好ましい。しかし、技術上、０≦ｘ≦0.3
の範囲でInを含む活性層を得ることが可能であり、亜鉛
及びケイ素を不純物として添加する場合、Inの組成比を
この範囲で調整することにより発光波長を調整しうる。
一方、クラッド層36及び40は０≦ｙ≦１の範囲の任意
のAl組成比ｙを持つAlyGa1-yNから構成できるが、活性
層との格子整合を考慮すれば、Al組成比ｙは０≦ｙ≦0.
3の範囲であることが好ましい。さらに、キャリアを効
率よく活性層に閉じ込めるために、活性層38及び少なく
ともｐ型のクラッド層40の伝導帯のエネルギΔEdは0.3e
V以上であることが好ましい。クラッド層36とクラッド
層40の組成は異なっていてもよく、例えば、GaNからな
るクラッド層36及び、Al0.15Ga0.85Ｎからなるクラッド
層40を用いてもよい。
以下に、発光ダイオード30の作製方法の一例を図４
（ａ）から図４（ｅ）を参照しながら説明する。
まず、有機金属気相成長法（MOVPE法）などの結晶成
長方法を用いて、（0001）面を有するサファイア基板32
上にｎ−GaNからなるコンタクト層34、ｎ−Al0.1Ga0.9
Ｎからなるクラッド層36、ZnおよびSiを添加したIn0.05
Ga0.95Ｎからなる活性層38、ｐ−Al0.1Ga0.9Ｎからなる
クラッド層40、及びｐ−GaNからなるコンタクト層42を
エピタキシャル成長させる。さらに、コンタクト層42上
に熱CVD法などを用いてSiO2膜60を堆積する（図４
（ａ））。ホトリソグラフィー技術とエッチング技術を
用いてSiO2膜60の一部をエッチングにより除去して、コ
ンタクト層42の一部64を露出させる（図４（ｂ））。
エッチングされたSiO2膜60をマスクとしてコンタクト
層42の表面から、コンタクト層34の途中まで達するよう
にイオン注入法を用いてSiを注入する（図４（ｃ））。
これにより、Siが注入された領域62はダメージを受け、
結晶性が低下する。その後、硫酸（H2SO4）中に浸し、S
iイオンを注入した領域60、つまり、コンタクト層42、
クラッド層40、活性層38、クラッド層36、およびコンタ
クト層34の一部を除去する（図４（ｄ））。Siイオンを
注入した領域62のエッチングは比較的容易であり、その
他のエッチング液、例えば、リン酸（H3SO4）や水酸化
ナトリウム（NaOH）等を用いてもよい。一方、Siイオン
が注入されていない領域は堅牢であり、硫酸によってエ
ッチングされない。
その後、SiO2膜60を除去し、コンタクト層42上及びコ
ンタクト層34の露出した一部64上に電極46及び44を形成
する（図４（ｅ））。
このような方法により、図１に示すような発光ダイオ
ード30を作製することができる。ウエットエッチングを
用いるために、発光ダイオードを作製する工程が容易に
なり、歩留まりを向上させることが可能となる。
この様にして作成された発光ダイオード30の電気的特
性及び光学的特性をそれぞれ図５（ａ）及び（ｂ）に示
す。立ち上がり電圧2Vの良好なダイオードが得られ、発
光波長が460nmの青色領域にあることが分かる。
上記実施例で示した発光ダイオード30に用いる活性層
38として、以下に示すような種々の改変が可能である。
まず、活性層38の組成や活性層38に添加するｐ型不純
物及びｎ型不純物を適切に選択することにより活性層か
ら出射する光の波長を調節することができる。具体的に
は、In0.10Ga0.90Ｎにｐ型不純物及びｎ型不純物として
亜鉛及びケイ素を添加すれば波長460nm付近の光を出射
させることができる。また、In0.20Ga0.50Ｎにｐ型不純
物としてマグネシウム（Mg）を添加し、ｎ型不純物とし
て、硫黄（Ｓ）、セレン（Se）、あるいはテルル（Te）
のいずれかを添加しても同じ波長の光出射させることが
できる。また、In0.30Ga0.70Ｎにｐ型不純物及びｎ型不
純物としてマグネシウム及びケイ素を添加すれば波長50
0nm付近の光を出射させることができる。マグネシウム
は半導体中で拡散しにくいため、ｐ型不純物としてマグ
ネシウムを選択すると、発光効率が高くなる。また、ク
ラッド層に用いるｐ型不純物と同じ原料となるので、素
子作製工程が簡単になる。また、上記ｐ型不純物以外に
炭素（Ｃ）を用いてもよい。炭素も半導体中で拡散しに
くく、高濃度に添加することが可能であるため、発光効
率を高くすることができる。例えば、GaNにSiとＣを添
加すれば、波長430nmの光を出射させることも可能であ
る。Ｃのアクセプタ準位は浅いのでSiのドナー準位とＣ
のアクセプタ準位との間のエネルギが大きくなり、波長
は短くなる。
また、発光ダイオードの活性層中で、不純物濃度に勾
配を持たせてもよい。図６はクラッド層36及び40に挟ま
れた活性層70中の不純物濃度を示している。
活性層70は、亜鉛及びケイ素の両方が添加されている
という点では活性層38と同じである。しかし、ｐ型不純
物である亜鉛の濃度は、ｐ型Al0.1Ga0.9Ｎからなるクラ
ッド層40に接する面72から、ｎ型Al0.1Ga0.9Ｎからなる
クラッド層36に接する面74に向かうにつれて大きくなっ
ている。面72において、亜鉛の濃度は約1017cm-3であ
り、面74において約1019cm-3になっている。一方、ｎ型
不純物であるケイ素の濃度は、ｎ型Al0.1Ga0.9Ｎからな
るクラッド層360に接する面74から、ｐ型Al0.1Ga0.9Ｎ
からなるクラッド層40に接する面72に向かうにつれて大
きくなっている。面74において、ケイ素の濃度は約1017
cm-3であり、面72において約1019cm-3になっている。図
６では、不純物の濃度が直線的に変化している例を示し
ているが、亜鉛の濃度が面72側で小さく、面74側で大き
くなっておれば、段階的に変化していてもよく、曲線的
な勾配であってもよい。
この様な構造によれば、活性層70において、ｐ型のク
ラッド層40から離れるにつれて、ｐ型不純物濃度が高く
なるため、移動度の小さいホールを活性層70において、
クラッド層40と接している面72から遠くにまで拡散させ
やすくなる。従って、活性層70の厚みをより大きくする
ことが可能となり、発光効率をさらに大きくすることが
できる。なお、ここでは、ｎ型不純物であるSiの濃度は
ｐ型不純物と対称的に分布している場合を説明したが、
ｎ型不純物は活性層70全体にわたって均一に分布してい
てもよい。
また、活性層はいわゆる変調ドーピング構造を備えて
いてもよい。図７（ａ）に示すように、クラッド層36及
び40に挟まれた活性層80において、ｐ型不純物のみが添
加された複数のIn0.05Ga0.95Ｎ層76及びｎ型不純物のみ
が添加された複数のIn0.05Ga0.95Ｎ層78が交互に積層さ
れている。この構造によれば、電子及びホールは空間的
に分離された状態で束縛されるので、再結合確率が増大
し、電子及びホールが空間的に分離されていない場合に
比べ発光効率は１桁程度向上する。
各In0.05Ga0.95Ｎ層76及びIn0.05Ga0.95Ｎ層78の不純
物濃度は、図７（ｂ）に示すように、同じであってもよ
く、それぞれの濃度を約1019cm-3とした。また、図６を
参照して説明したように、濃度勾配が設けられていても
よい。具体的には、図７（ｃ）に示すように、複数のGa
InN層76のうち、クラッド層36に近いIn0.05Ga0.95Ｎ層7
6のｐ型不純物濃度は高くクラッド層40に近いIn0.05Ga
0.95Ｎ層76のｐ型不純物濃度は低くなっている。一方、
複数のIn0.05Ga0.95Ｎ層78のうち、クラッド層36に近い
In0.05Ga0.95Ｎ層76のｎ型不純物濃度は低く、クラッド
層40に近いIn0.05Ga0.95Ｎ層76のｐ型不純物濃度は高く
なっている。この様な構造によれば、さらに発光効率を
向上させることができる。
あるいは、図８に示すように、InN82層とGaN層84との
積層構造を備えた活性層86をクラッド層36とクラッド層
40との間に設けてもよい。活性層86において、１原子層
の厚さを有するInN層82と、９原子層の厚さを有するGaN
層84を交互に積み重ねることにより、全体としてIn0.1G
a0.9Ｎの組成を有する活性層86を形成することができ
る。この場合、亜鉛及ケイ素の両方をInN層82にのみ添
加することが好ましい。GaよりもInの蒸気圧の方が高
く、不純物と置換しやすいからである。これにより、亜
鉛及びケイ素の両方が結晶中のIn原子の位置に入り、確
実にｐ型及びｎ型不純物となる。その結果、ｐ型不純物
の活性化率が向上し、発光効率を向上させることができ
る。
活性層86は原子層エピタキシャル成長法により成長さ
れる。具体的には、トリメチルガリウムとアンモニアを
９回交互に成長室に導入してGaN層を９層基板上に成長
させ、次にトリメチルインジウムとアンモニアを１回交
互に成長室に導入することにより、InN層を１層成長さ
せることができる。InN層を成長させる際には、ジメチ
ル亜鉛とシランを同時に供給し、InN層に亜鉛とケイ素
の両方を添加すればよい。
なお、本実施例では、基板としてサファイアを用いた
場合について説明したが、SiC、スピネル、ZnO等の他の
基板を用いてもよい。
（実施例２） 図９は本発明の第２の実施例による青色半導体レーザ
90の断面図を示している。
半導体レーザ90は、活性層98と活性層98を挟んで設け
られたクラッド層96及びクラッド層100とを有してい
る。活性層98はIn0.1Ga0.9Ｎからなる。クラッド層96は
ｎ型不純物としてケイ素が添加されたAl0.1Ga0.9Ｎから
なり、クラッド層10はｐ型不純物としてマグネシウムが
添加されたAl0.1Ga0.9Ｎからなるため、活性層とクラッ
ド層との間でヘテロ接合が形成されたダブルヘテロ構造
を発光ダイオード90は備えている。
活性層98は、亜鉛のみが不純物として添加されていて
もよいし、実施例１で詳細に説明したｐ型不純物及びｎ
型不純物の両方を含むInGaN系半導体層であってもよ
い。すなわち、図１に示す発光素子の活性層38と同様の
不純物添加方法、あるいは図６〜図８に示す不純物添加
方法でｐ型及びｎ型不純物が添加されたInGaN系半導体
層であってもよい。また、後述するように活性層98にお
いて、共振器を形成する２つの端面近傍には、同様に水
素が添加され、高抵抗化されている。
クラッド層96はｎ型GaNからなるコンタクト層94を介
して、例えば（0001）面を有するサファイア基板92上に
設けられている。また、クラッド層100上にはｐ型GaNか
らなるコンタクト層102が設けられている。さらに、コ
ンタクト層102上には電極106が設けられている。また、
コンタクト層102、クラッド層100、活性層98、クラッド
層96の一部分はエッチングにより除去されている。コン
タクト層94の一部もその厚さ方向の途中までエッチング
されており、電極104がコンタクト層94のエッチングに
より露出した面上に設けられている。
コンタクト層102及びクラッド層100の一部には水素が
含有された領域108が形成されている。領域108は、水素
の含有によって高抵抗化している。水素の含有していな
い領域は共振器方向に延びるストライプ状となってお
り、この領域は抵抗は低い状態に保持されている。した
がって、水素を含有していないクラッド層100下の活性
層98の一部110に電極106から注入された正孔が効果的に
注入され、キャリアの効果的な閉じ込めが可能となり、
半導体レーザのしきい値電流を低減できる。このよう
に、ｐ−Al0.1Ga0.9Ｎクラッド層側に電流狭窄の機能を
具備させ、信頼性の高い半導体レーザを得ることができ
る。
領域108が高抵抗化する理由は、結晶中に進入した原
子状の水素はｐ型不純物（アクセプタ不純物）もしくは
最近接の構成元素と結合し、ｐ型不純物のアクセプタと
しての機能を低下させたり不活性化させるからである。
そのために、不純物無添加の半導体と等価となり、抵抗
が上昇する。
ｎ型不純物でも同様な不活性化が生じることも考えら
れるが、水素原子による不活性化の効果はｐ型半導体の
方が顕著であり、電流狭窄としての機能はｐ型のコンタ
クト層102及びｐ型のクラッド層100側に作製する方が望
ましい。また、AlxGayInzN系の材料に対して特に原子状
の水素の不活性化の効果が大きく、ｐ−AlxGayInzNは原
子状の水素によって半絶縁性の状態となり、抵抗が急激
に上昇して、キャリアの閉じこめが効果的に行えるの
で、図４に示すような構造のレーザを作製できる。
つぎに、この半導体レーザの作製方法を図10（ａ）、
10（ｂ）、図11、及び図12（ａ）から図12（ｄ）を用い
て説明する。
まず、MOVPE法などの結晶成長方法を用いて、（000
1）面サファイア基板92上にｎ−GaNからなるコンタクト
層94、ｎ−Al0.1Ga0.9Ｎからなるクラッド層96、In0.1G
a0.9Ｎからなる活性層98、ｐ−Al0.1Ga0.9Ｎからなるク
ラッド層100、ｐ−GaNからなるコンタクト層102をエピ
タキシャル成長する（図10（ａ））。さらに、コンタク
ト層102上にマスク層112を形成する。マスク層112はｐ
型半導体以外からなる半導体層や絶縁層であって、水素
イオンを透過しないものであればよい。例えば、アンド
ープGaNやｎ型GaAs、ｐ型GaNあるいは、SiO2、Si3N4、S
iなどをマスク層として用いることができる。ホトリソ
グラフィー技術とエッチング技術を用いてマスク層112
をストライプ状に加工し、コンタクト層102の一部を露
出させる（図10（ｂ））。
図11に示すような電子サイクロトロン共鳴（ECR）装
置120を用いて、図10（ｂ）に示される半導体構造に水
素イオンを導入する。電子サイクロトロン共鳴装置120
は、チャンバ124とその周りに設けられたマグネットコ
イル122試料ホルダ126、シャッタ130、ガス導入口132を
備えている。ガス導入口132よりチャンバ124に導入され
た水素はマイクロ波により、チャンバ124内でプラズマ
化され、プラズマ流128が、試料ホルダ126にセットされ
たサファイア基板92に照射される。その際、サファイア
基板92は約350℃の温度に保持されている。その結果、
コンタクト層102のマスク層112に覆われていない表面か
ら原子状の水素がコンタクト層102及びクラッド層100に
注入される。（図12（ａ））。これは、マスク層112内
を原子状の水素が通過できないため、マスクとして機能
するからである。この工程により、アクセプタが不活性
化された領域108が形成される。その後、半導体層112を
除去し、コンタクト層102の全面を露出させたあと、電
極106を形成する（図12（ｂ））。
その後、図12（ｂ）に示される構造を備えたサファイ
ア基板92を電子サイクロトロン共鳴（ECR）装置120に導
入し、塩素ガスを用いて、コンタクト層102、クラッド
層100、活性層98、クラッド層96の一部及び、コンタク
ト層94の一部を層の途中までエッチングする（図12
（ｃ））。さらに、図13に示すように、エッチングによ
って、共振器端面136及び138形成する。
続いて、サファイア基板92を約350℃に保持しなが
ら、ガス導入口132から水素をチャンバ124内へ導入し、
電子サイクロトロン共鳴によってプラズマ励起された水
素雰囲気の中にエッチングされた端面を曝す。これによ
り、共振器端面136及び138から原子状の水素が侵入し、
共振器の端面近傍の空孔等の固有欠陥を水素によって補
償する。その結果、非発光中心の形成を抑制し、動作電
流の上昇や信頼性の低下を抑制することができる。
最後に、電極104をコンタクト層94上に形成して、半
導体レーザ90が完成する。
このような方法によれば、活性層に近接した領域にエ
ッチング等の加工を加えないので、信頼性の高い半導体
レーザを容易に歩留まりよく作製することができる。ま
た、電子サイクロトロン共鳴によれば、水素の励起効率
が良く、効率よく高抵抗の領域を作製でき、かつイオン
注入等とは異なり、半導体結晶へのダメージはほとんど
見られない。また、電子サイクロトロン共鳴によれば、
水素の励起効率が良く、効率よく高抵抗の領域を作製す
ることができる。さらに、電子サイクロトロン共鳴によ
れば、磁界方向すなわち半導体レーザを構成する各層に
水平方向には水素プラズマは拡散しにくい性質があるた
め、ストライプ状に加工されたマスク層112の幅とほぼ
等しい幅で積層構造に原子状の水素を侵入させることが
できる。ストライプの幅は約４μｍと狭いため、この効
果は大きい。
また、共振器端面136及び138近傍への原子状の水素の
注入によって、端面近傍の半導体層は高抵抗化を有する
ようになる。従って、共振器端面近傍での発熱を抑制で
き、共振器端面の温度上昇を低減して、半導体レーザの
信頼性を上げることができる。
上記実施例では、プラズマ励起された水素中に配置さ
れた試料の温度は約350℃に保持するとしたが、この温
度を変えることにより、水素原子によるアクセプタの不
活性化を制御することができる。また、水素元素を含有
する気体として水素を用いて説明したが、水素元素を含
め気体であれば、アンモニア（NH3）等のガスを用いて
もよい。
上記実施例では、半導体レーザを構成する材料として
AlGaInN系を用いて説明したが、禁制帯幅の大きな他の
材料でもよく、II−VI族化合物であるZnMgSSe系でも本
発明の効果は大きい。例えば、図14に示すように、半絶
縁性ZnSeからなる基板202上に、ｎ−ZnMgSSeからなるク
ラッド層204、ｎ−ZnSeからなる光閉じ込め層208、CdZn
Seからなる活性層210、ｐ−ZnSeからなる光閉じ込め層2
12、ｐ−ZnMgSSeからなるクラッド層214、及びｐ−ZnSe
からなるコンタクト層216を有する半導体レーザ200に適
用してもよい。コンタクト層216、クラッド層214、光閉
じ込め層212の一部には水素が添加された領域220が形成
されており、コンタクト層216上に形成された電極218
と、クラッド層204上に形成された電極204との間に印加
された電圧により、活性層210を流れる電流が狭窄され
る。
なお、本実施例では、基板としてサファイアを用いた
場合について説明したが、SiC、スピネル、ZnO等の他の
基板を用いてもよい。
（実施例３） 本実施例では、本発明による半導体レーザの実装方法
を説明する。
本実施例で用いる半導体レーザ302は、図15に示すよ
うに、サファイアなどの基板320上に形成された半導体
構造304を有している。半導体構造304は活性層308と活
性層を挟むクラッド層306及び310とを含んでいる。活性
層306はInxGa1-xNからなり、クラッド層306及び310は、
それぞれｐ−AlyGa1-yN及び、ｎ−AlyGa1-yNからなる。
半導体構造304は段差を有しており、段差により形成さ
れる凹部314と突起部312が形成されている。少なくとも
活性層306は突起部312に含まれている。また、突起部31
2の表面には、クラッド層306に電気的に接続された電極
316が形成され、凹部314の表面には、クラッド層310に
電気的に接続された電極318が形成されている。電極316
及び318それぞれの表面の位置は2.8μｍのギャップD1が
ある。
図16に示すように、半導体レーザ302が実装されるマ
ウン324も段差を有しており、段差により突起部326及び
凹部328が形成されている。突起部326及び凹部328の表
面には、バンプ330及び332がそれぞれ設けられている。
マウント324は放熱体であるSiからなり、バンプ330及び
332は、金と錫の合金からなる。バンプ330及び332のそ
れぞれの表面の位置は3.0μｍのギャップD2がある。
実装方法を図16を用いて説明する。サブマウント324
上に真空コレット322を用いて半導体レーザ302をセット
する。半導体レーザ302をマウント324に接近させてゆく
と、D2の方がD1よりも大きいために、まず、半導体レー
ザ302の電極318がバンプ330と接触する。半導体レーザ3
02側から荷重をかけてバンプ330を潰してバンプ330の厚
さを薄くし、電極316とバンプ332が接触するようにす
る。その後、280℃までSiサブマウント301を温め、バン
プ330およびバンプ332を溶融して半導体レーザ302とサ
ブマウント324を密着させる。
このような方法により、凹凸の存在する半導体レーザ
を熱伝導の良い放熱体に密着させることができる。した
がって、半導体レーザの温度上昇を抑制でき、信頼性の
低下を抑制できる。
さらに、半導体レーザ302の凹部314に設けられた電極
318がバンプ330と接触するために半導体レーザの活性層
308に過度の圧力がかかることがなく、半導体レーザに
悪影響を及ぼすことがない。特に、応力によって生じ
る、構成材料の複屈折率性に起因する出射光の偏波面が
回転といった問題は生じない。
上記実施例では、バンプとして金と錫の合金を用いて
いるが、溶融して半導体レーザと放熱体を密着できる材
料であればよく、例えば鉛と金の合金やインジウム等で
も構わない。
また、以下に説明するように、半導体レーザ302とマ
ウント324との間に紫外線硬化樹脂を注入してもよい。
図17及び図18に示すように、サブマウント306の突起部3
26及び凹部328にそれぞれ設けられた電極バンプ338及び
340を覆うようにマウント324の表面に紫外線硬化樹脂33
6を塗布する。この場合、バンプ338及び340はメッキな
どにより形成された金からなる。
上記説明と同様に、まず、半導体レーザ302の電極318
をバンプ338と接触させ、半導体レーザ302側から荷重を
かけてバンプ338を潰してバンプ338の厚さを薄くし、電
極316とバンプ340が接触するようにする。この際、バン
プ338とバンプ340との間の抵抗をモニターしておくと、
電極318とバンプ338との接触が確認できる。その後、半
導体レーザ302に電圧を印加して発光させる。この場
合、必ずしもレーザ発振させる必要はない。半導体レー
ザ302から濡れだした光を紫外線硬化樹脂336が吸収して
硬化し、半導体レーザ302をサブマウント324上に実装で
きる。紫外線硬化樹脂を効率的に硬化できる波長の光を
出射する半導体レーザの材料として、AlGaInN系やZnMgS
Se系等がある。
このような方法により、凹凸の存在する半導体レーザ
を熱伝導の良い放熱体に密着させることができ、したが
って、半導体レーザの温度上昇を抑制でき、信頼性の低
下を抑制できる。
さらに、半導体レーザ302の凹部314に設けられた電極
318がバンプ338と接触するために半導体レーザの活性層
308に過度の圧力がかかることがなく、半導体レーザに
悪影響を及ぼすことがない。特に、応力によって生じ
る、構成材料の複屈折率性に起因する出射光の偏波面が
回転といった問題は生じない。
上記実施例では、半導体レーザを発光させて紫外線硬
化樹脂を硬化させたが、外部から紫外線を照射させて硬
化させても構わない。
上記実施例では、半導体レーザをサブマントに実装す
る樹脂に紫外線硬化樹脂を用いたが、熱硬化樹脂でも構
わない。また、サブマントとして、他の放熱の良い材
料、例えば、SiC、Ｃ、AlN等を用いても本発明の効果は
大きい。
また、上記実施例では、Siサブマントに凹凸を設けて
いるが、図19に示すように、厚みがD2だけ異なる２つの
バンプ342及び344を平らな表面を持つマウント346に設
けて上記説明と同様にして半導体レーザをマウント上に
実装できる。
産業上の利用可能性 本発明によれば、高い信頼性を備え、高い発光効率
で、青色領域の波長の光を発光することのできる発光素
子を得ることができる。また、放熱性に優れ、出射光偏
波面の回転の少ない半導体発光素子を得ることができ
る。
さらに、このような青色発光素子を簡単な工程で、か
つ高い歩留まりで製造する方法が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 実 三重県名張市桔梗が丘西１番町125番地 (56)参考文献 特開 平８−330629（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−291133（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260680（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−15041（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−37390（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−192184（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開599224（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00 H01S 5/00 - 5/50

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ｐ型不純物およびｎ型不純物の両方が添加
    された活性層と、該活性層を挟んで設けられた第１及び
    第２のクラッド層と、を有し、該活性層中でｐ型不純物
    の濃度が濃度勾配を有する、半導体発光素子。
  2. 【請求項２】前記ｎ型不純物は、前記活性層の全体にわ
    たって実質的に均一に添加されている、請求項１に記載
    の半導体発光素子。
  3. 【請求項３】前記ｐ型不純物としてMgを用い、前記ｎ型
    不純物としてSiを用いる、請求項１に記載の半導体発光
    素子。
  4. 【請求項４】ｐ型不純物およびｎ型不純物の両方が添加
    された活性層と、該活性層を挟んで設けられた第１及び
    第２のクラッド層と、を有し、該活性層が積層構造を備
    える、半導体発光素子であって、前記活性層の中でｐ型
    不純物の濃度が濃度勾配を有する、半導体発光素子。
  5. 【請求項５】前記ｎ型不純物が、前記活性層の全体にわ
    たって実質的に均一に添加されている、請求項４に記載
    の半導体発光素子。
  6. 【請求項６】前記ｎ型不純物としてMgを用い、前記ｎ型
    不純物としてSiを用いる、請求項４に記載の半導体発光
    素子。
  7. 【請求項７】ｐ型不純物およびｎ型不純物の両方が添加
    された活性層と、該活性層を挟んで設けられた第１及び
    第２のクラッド層と、を有し、 該活性層は、複数のGaN層及び複数のInN層が交互に積層
    された構造を有しており、 該ｐ型不純物および該ｎ型不純物は該複数のInN層にの
    み添加されている、半導体発光素子。
  8. 【請求項８】前記活性層には、それぞれ1017cm-3から10
    20cm-3の範囲の不純物濃度で前記ｐ型不純物および前記
    ｎ型不純物が添加されている、請求項１から７のいずれ
    か一つに記載の半導体発光素子。
  9. 【請求項９】前記ｐ型不純物は、亜鉛、マグネシウム、
    または炭素のいずれかであり、前記ｎ型不純物は、ケイ
    素、イオウ、セレン、またはテルルのいずれかである、
    請求項１、２、４、５、７、８のいずれか一つに記載の
    半導体発光素子。
  10. 【請求項１０】前記第１及び第２のクラッド層は、AlyG
    a1-yN（０≦ｙ≦0.3）からなる、請求項１から９のいず
    れか一つに記載の半導体発光素子。
  11. 【請求項１１】前記活性層がGa1-xInxN（０≦ｘ≦0.3）
    からなる、請求項１から10のいずれか一つに記載の半導
    体発光素子。
  12. 【請求項１２】前記第１のクラッド層はｐ型の導電型を
    有しており、前記活性層及び該第１のクラッド層の伝導
    帯のエネルギー差が0.3eV以上である、請求項１から11
    のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
  13. 【請求項１３】活性層を有する半導体構造を基板上に形
    成する工程と、 少なくとも該活性層の一部を除去することにより、該活
    性層を有する突起部と該活性層を有さない凹部とを該半
    導体構造に形成する工程と、 該凹部の上に第１の電極を、且つ該突起部の上に第２の
    電極を、それぞれ形成する工程と、 該第１の電極と放熱体とが接触した後に該第２の電極と
    該放熱体とが接触するように、該半導体構造を該放熱体
    に装荷する工程と、 を包含する、半導体発光素子の製造方法。
  14. 【請求項１４】活性層を有する半導体構造を基板上に形
    成する工程と、 少なくとも該活性層の一部を除去することにより、該活
    性層を有する突起部と該活性層を有さない凹部とを該半
    導体構造に形成する工程と、 該凹部の上に第１の電極を、且つ該突起部の上に第２の
    電極を、それぞれ形成する工程と、 該第１の電極と該第２の電極との間の段差よりも大きな
    段差を有する放熱体上に、該放熱体の突起部と該第１の
    電極とが接触し且つ該放熱体の凹部と該第２の電極とが
    接触するように該半導体構造を装荷する工程と、 を包含する、半導体発光素子の製造方法。
  15. 【請求項１５】前記放熱体の前記突起部の上に第１のバ
    ンプを且つ該放熱体の前記凹部の上に第２のバンプを、
    それぞれ形成し、該第１のバンプが前記第１の電極と接
    触した後に、該放熱体と前記半導体構造とを押さえつ
    け、該第２のバンプと前記第２の電極とを接触させる、
    請求項13或いは14に記載の半導体発光素子の製造方法。
  16. 【請求項１６】前記半導体構造を装荷する工程は、前記
    放熱体の前記突起部及び前記凹部の表面に樹脂を塗布
    し、該樹脂を硬化することによって該半導体構造と該放
    熱体とを固定し、装荷する、請求項13或いは14に記載の
    半導体発光素子の製造方法。
  17. 【請求項１７】前記樹脂は紫外線硬化樹脂であり、前記
    半導体構造に電圧を印加することにより、紫外光を発光
    させ、該樹脂を硬化させる、請求項16に記載の半導体発
    光素子の製造方法。
  18. 【請求項１８】前記活性層は、AlxGayInzN（但し、０≦
    ｘ≦1,0≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）、またはZnMgSSeからな
    る、請求項17に記載の半導体発光素子の製造方法。
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