JP5780177B2

JP5780177B2 - 発光装置の製造方法、およびガラス封止用発光素子の製造方法

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Publication number: JP5780177B2
Application number: JP2012036037A
Authority: JP
Inventors: 西島　和樹; 和樹西島; 誠治山口
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: JP2013172063A

Description

本発明は、ガラスによって封止される、III 族窒化物半導体からなるガラス封止用発光素子の製造方法に関する。また、そのガラス封止用発光素子をガラスによって封止した発光装置の製造方法に関する。

III 族窒化物半導体発光素子の封止部材として、従来シリコーンやエポキシなどの樹脂が用いられてきたが、樹脂に替えてガラスを用いた発光装置も知られている（特許文献１、２）。発光素子の封止部材としてガラスを用いると、封止部材自体が紫外線等により劣化することがない、封止部材と発光素子との熱膨張率をほぼ等しくすることができるので温度変化に強い、腐食性ガスが内部に侵入することがない、など樹脂を用いた場合に比べて耐環境性が高いという利点がある。

このようなガラス封止の発光装置は、III 族窒化物半導体発光素子のガラス封止後にＶｆ（順方向電圧）が上昇してしまう問題があった。そこで特許文献１では、ｐコンタクト層の成長温度を従来の成長温度よりも低くすることで、ガラス封止時のＶｆ上昇を抑制している。

特開２０１０−２７７９２特開２０１１−１４６５４６

しかし、Ｖｆ上昇を抑制するためにｐコンタクト層の成長温度を低下させると、ＥＳＤ（electrostatic discharge ）特性が悪化してしまうという問題が生じることがわかった。これは、ｐコンタクト層の成長温度低下により結晶にピットが発生し、そのピット部分に電流が集中してしまうためであると考えられる。

そこで本発明の目的は、Ｖｆの上昇を抑制しつつ、ＥＳＤ特性の悪化を抑制することができるガラス封止用発光素子の製造方法を提供することである。また、そのガラス封止用発光素子をガラスにより封止した発光装置の製造方法を提供することである。

第１の発明は、III 族窒化物半導体からなる発光素子を実装部材に実装し、前記発光素子をガラスにより封止する発光装置の製造方法において、発光素子は、基板上にｎ型層、発光層、ｐクラッド層、第１ｐコンタクト層、第２ｐコンタクト層を順に積層して作製し、第１ｐコンタクト層の成長温度は、９９０〜１０１５℃であり、第２ｐコンタクト層の成長温度は、第１ｐコンタクト層の成長温度よりも低く、かつ９６０〜１０００℃であり、ｐクラッド層および第２ｐコンタクト層にはＭｇがドープされ、第１ｐコンタクト層は、アンドープのＧａＮであって、Ｍｇの拡散により１×１０¹⁹〜３×１０¹⁹／ｃｍ³のＭｇ濃度とする、ことを特徴とする発光装置の製造方法である。

第１ｐコンタクト層は、アンドープのＧａＮとすることが望ましい。ＧａＮは他のIII 族窒化物半導体に比べて結晶よく成長させることができ、またアンドープとしているため、第１ｐコンタクト層の結晶性が向上し、ピットの発生をより抑制することができる。そのため、発光素子のＶｆを低減することができ、ＥＳＤ特性を向上させることができる。

第２ｐコンタクト層のＭｇ濃度は、２×１０¹⁹〜８×１０¹⁹／ｃｍ³とすることが望ましい。この範囲であれば、ガラス封止時のＶｆ上昇をより抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明において、第２ｐコンタクト層のＭｇ濃度は、２×１０¹⁹〜８×１０¹⁹／ｃｍ³とすることを特徴とする発光装置の製造方法である。

第３の発明は、ガラスによって封止されるIII 族窒化物半導体からなるガラス封止用発光素子において、ガラス封止用発光素子は、基板上にｎ型層、発光層、ｐクラッド層、第１ｐコンタクト層、第２ｐコンタクト層を順に積層して作製し、第１ｐコンタクト層の成長温度は、９９０〜１０１５℃であり、第２ｐコンタクト層の成長温度は、第１ｐコンタクト層の成長温度よりも低く、かつ９６０〜１０００℃であり、ｐクラッド層および第２ｐコンタクト層にはＭｇがドープされ、第１ｐコンタクト層は、アンドープのＧａＮであって、Ｍｇの拡散により１×１０¹⁹〜３×１０¹⁹／ｃｍ³のＭｇ濃度とする、ことを特徴とするガラス封止用発光素子の製造方法である。

第４の発明は、第３の発明において、第２ｐコンタクト層のＭｇ濃度は、２×１０¹⁹〜８×１０¹⁹／ｃｍ³とすることを特徴とするガラス封止用発光素子の製造方法である。

本発明では、第１ｐコンタクト層の成長温度を通常と同様とすることによってピットの発生を抑制してＥＳＤ特性の悪化を抑制することができ、第２ｐコンタクト層の成長温度を通常の成長温度よりも低くすることによって、ガラス封止時のＶｆの上昇を抑制することができる。つまり、ｐコンタクト層を第１ｐコンタクト層と第２ｐコンタクト層の２層とし、それぞれの層の成長温度を変えることでそれぞれの層に役割を分担させて、ＥＳＤ特性の悪化抑制とＶｆ上昇抑制とを両立させている。

実施例１の発光装置の構成を示した図。発光素子１の構成を示した図。発光素子１の製造工程を示した図。実施例１の発光装置の製造工程を示した図。

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。

図１は、実施例１の発光装置の構成を示した図である。発光装置は直方体状であり、図１に示すように、フリップチップ型のIII 族窒化物半導体からなる発光素子１と、発光素子１を実装するセラミック基板２と、発光素子１を封止するガラス封止部３と、で構成されている。

発光素子１は、図２のように、サファイア基板１０と、サファイア基板１０上に順に積層された、ＡｌＮからなるバッファ層１１、ｎコンタクト層１２、ＥＳＤ層１３、ｎクラッド層１４、発光層１５、ｐクラッド層１６、第１ｐコンタクト層１７、第２ｐコンタクト層１８、第３ｐコンタクト層２３を有している。また、一部領域には、第３ｐコンタクト層２３からｎコンタクト層１２に達する溝が設けられていて、その溝の底面に露出するｎコンタクト層１２上にはｎ電極２１が設けられている。また、第３ｐコンタクト層２３上にはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）透明電極１９が設けられ、透明電極１９上にはｐ電極２０が設けられている。また、発光素子１のｐ電極２０とｎ電極２１を除く領域はＳｉＯ₂からなる保護膜２２に覆われている。この保護膜２２は、電流のリークやショートを防止する目的であるが、設けなくともよい。保護膜２２を設けると、ガラス封止後にＶｆが上昇してしまう傾向があるためである。

サファイア基板１０は、バッファ層１１側の表面に凹凸加工が施されている。光取り出し効率を向上させるためである。その凹凸加工のパターンは、複数のドットが三角格子状に配列されたパターンであり、ドットの直径は２．８μｍ、ドットの間隔は５μｍ、ドットの高さは１．５５μｍである。成長基板として、サファイア基板１０以外にもＧａＮ基板などを用いることが可能である。

ｎコンタクト層１２は、バッファ層１１側から、Ｓｉ濃度４×１０¹⁸〜８×１０¹⁸／ｃｍ³、厚さ１．７５μｍのｎ−ＧａＮ、Ｓｉ濃度５×１０¹⁸〜８×１０¹⁸／ｃｍ³、厚さ２．８５μｍのｎ−ＧａＮ、Ｓｉ濃度６×１０¹⁸〜９×１０¹⁸／ｃｍ³、厚さ１．５μｍのｎ−ＧａＮ、の順に積層された３層で構成されている。

ＥＳＤ層１３は、ｎコンタクト層側から、厚さ３１２．５ｎｍのアンドープＧａＮ、Ｓｉ濃度５×１０¹⁸〜９×１０¹⁸／ｃｍ³、厚さ３０ｎｍのｎ−ＧａＮ、の順に積層された２層で構成されている。

ｎクラッド層１４は、厚さ２．５ｎｍのアンドープＩｎ_0.077Ｇａ_0.9923Ｎ、厚さ２．３ｎｍのアンドープＧａＮ、Ｓｉ濃度１×１０¹〜４×１０¹⁸／ｃｍ³、厚さ２．３ｎｍのｎ−ＧａＮを順に積層させた３層を１ペアとして、これを１５ペア繰り返し積層させた超格子構造である。

発光層１５は、ｎクラッド層１４上に形成された厚さ３ｎｍのアンドープＡｌ_xＧａ_1-xＮ（ｘは０．０５〜０．０９）を有し、その上に、厚さ３．４ｎｍのアンドープＩｎ_0.22Ｇａ_0.78Ｎ、厚さ０．７５ｎｍのアンドープＧａＮ、厚さ０．７５ｎｍのアンドープＡｌ_xＧａ_1-xＮ（ｘは０．１６〜０．２１）、厚さ２．４ｎｍのアンドープＡｌ_xＧａ_1-xＮ（ｘは０．０５〜０．０９）を順に積層させた４層を１ペアとして１〜８ペア繰り返し積層させた構造、さらにその上に、厚さ３．４ｎｍのアンドープＩｎ_0.22Ｇａ_0.78Ｎ、厚さ０．７５ｎｍのアンドープＧａＮ、厚さ０．７５ｎｍのアンドープＡｌ_xＧａ_1-xＮ（ｘは０．１６〜０．２１）、厚さ２ｎｍのアンドープＧａＮを順に積層させた４層を１ペアとして９ペア繰り返し積層させた構造を有している。

ｐクラッド層１６は、発光層１５上に形成された厚さ３．５ｎｍのアンドープＡｌ_xＧａ_1-xＮ（ｘは０．１３〜０．１７）を有し、その上に厚さ１．７ｎｍのアンドープＩｎ_0.053Ｇａ_0.947Ｎ、厚さ３．５ｎｍでＭｇ濃度０．９×１０²⁰〜１．３×１０²⁰／ｃｍ³のＡｌ_0.36Ｇａ_0.64Ｎを順に積層させた２層を１ペアとして７ペア繰り返し積層させた超格子構造である。

第１ｐコンタクト層１７は、厚さ３２ｎｍでＭｇ濃度１×１０¹⁹〜３×１０¹⁹／ｃｍ³のＧａＮである。

第２ｐコンタクト層１８は、厚さ３２ｎｍでＭｇ濃度５〜９×１０¹⁹／ｃｍ³のＧａＮであり、第３ｐコンタクト層２３は、厚さ８ｎｍでＭｇ濃度１〜２×１０²⁰／ｃｍ³のＧａＮである。この第３ｐコンタクト層２３は設けなくともよい。設けない場合、コンタクト抵抗が上昇するため発光素子１自体のＶｆが上昇してしまうが、ガラス封止時のＶｆ上昇は抑制することができる。

セラミック基板２は、アルミナからなり、発光素子１やガラス封止部３とほぼ同等の熱膨張率である。セラミック基板２の発光素子１実装側の面と反対側の面にはそれぞれＷ／Ｎｉ／Ａｕ（ここで記号「／」は積層を意味し、Ａ／ＢはＡを成膜した後Ｂを成膜することを意味する）からなる回路パターン２００ａ、ｂが形成されており、ビアホール２０１により両面の回路パターン２００ａ、ｂが電気的に接続されている。発光素子１は、このセラミック基板２にフリップチップ実装されており、ｐパッド電極２０およびｎ電極２１がＡｕバンプ２０２を介して回路パターン２００ａと電気的に接続されている。なお、セラミック基板２の材料は、ガラス封止部３とほぼ同等の熱膨張率であればアルミナ以外の材料であってもよい。たとえば、ＢｅＯ（ベリリア）などを用いることができる。ベリリアはアルミナよりも熱伝導性に優れており、高出力な発光装置に有利である。また、セラミック基板２以外にも、Ｗ−Ｃｕ基板などを用いてもよい。Ｗ−Ｃｕ基板もまた、熱伝導性に優れており、高出力な発光装置に有利である。

ガラス封止部３は、セラミック基板２の発光素子１実装側を覆い、発光素子１を封止している。ガラス封止部３の材料は、ＺｎＯ系ガラス、リン酸系ガラス、フッ素系ガラスなどの低融点ガラスを用いることができる。ガラス材料は透明であってもよいし、蛍光体や拡散材などが混合されたものであってもよい。また、ガラス材料は発光素子１やセラミック基板２に熱膨張率が近い材料であることが望ましい。熱膨張率差により断線やクラックなどの損傷が生じることが低減されるため、温度変化に強い発光装置とすることができるためである。

ガラス封止部３の材料には他にも、Ｂｉ₂Ｏ₃系ガラス、Ｎｂ₂Ｏ₅系ガラス、ＧｅＯ₂系ガラス、Ｇａ₂Ｏ₃系ガラス、Ｙ₂Ｏ₃系ガラス、Ｌａ₂Ｏ₃系ガラス、Ｇｄ₂Ｏ₃系ガラス、Ｔａ₂Ｏ₅系ガラスなどを用いることができる。また、これらのガラス材料に、高屈折率化のためにＮｂ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂、Ａｌ２Ｏ₃などを含んでいてもよく、低融点化のためにＮａ₂Ｏ、Ｌｉ₂Ｏなどを含んでいてもよい。

次に、実施例１の発光装置の製造工程について、図４を参照に説明する。

まず、発光素子１の製造工程を説明する。
表面に凹凸加工がなされたサファイア基板１０を用意する。このサファイア基板１０をサーマルクリーニングして表面に付着した有機物等を除去した後、ＭＯＣＶＤ法により、バッファ層１１、ｎコンタクト層１２、ＥＳＤ層１３、ｎクラッド層１４、発光層１５、ｐクラッド層１６、第１ｐコンタクト層１７、第２ｐコンタクト層１８、第３ｐコンタクト層２３を順に積層する（図３（ａ））。原料ガスには、Ｇａ源としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ源としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ源としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ｎ源としてアンモニア、ｎ型ドーパントであるＳｉ源としてシラン、ｐ型ドーパントであるＭｇ源としてＣｐ₂Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）、を用いる。

ここで、第１ｐコンタクト層１７の成長温度は９９０〜１０１５℃とし、第２ｐコンタクト層１８の成長温度は第１ｐコンタクト層１７の成長温度よりも低く、かつ９６０〜１０００℃とする。第３ｐコンタクト層２３の成長温度は第２ｐコンタクト層１８と同様である。第２ｐコンタクト層１８の成長温度が９６０℃より低いと、結晶性が低下して発光素子１のＶｆを上昇させてしまうため望ましくない。また、第２ｐコンタクト層１８の成長温度が１０００℃よりも高いと、ガラス封止後のＶｆ上昇が大きくなり望ましくない。第１ｐコンタクト層１７はアンドープとし、Ｍｇの拡散によって１×１０¹⁹〜３×１０¹⁹／ｃｍ³のＭｇ濃度とする。第１ｐコンタクト層１７をアンドープとすることで、第１ｐコンタクト層１７の結晶性が向上し、ピットの発生をより抑制することができる。そのため、発光素子１のＶｆを低減することができ、ＥＳＤ特性を向上させることができる。なお、第１ｐコンタクト層１７にＭｇをドープする場合には、Ｍｇ濃度が１×１０¹⁹〜９×１０¹⁹／ｃｍ³の範囲となるようにすることが望ましい。この範囲でなければ、第１ｐコンタクト層１７による結晶性の向上、および、ピット発生抑制の効果が十分に得られないためである。

次に、第３ｐ型コンタクト層２３上にＩＴＯを４２０〜４６０度で蒸着させ、酸素雰囲気で６４０〜６９０度で焼成し、フォトリソグラフィとウェットエッチングにより所定の形状とすることで透明電極１９を形成する（図３（ｂ））。なお、透明電極１９の蒸着、焼成の工程でｐ型不純物は活性化されるが、透明電極１９の蒸着前に熱処理を行ってｐ型不純物を活性化させてもよい。

次に、透明電極１９上に所定の形状のマスクを形成してＩＣＰエッチングを行い、ｎ型コンタクト層１２を露出させる。そして、透明電極１９上にｐ電極２０、エッチングにより露出したｎ型コンタクト層１２上にｎ電極２１をそれぞれ形成し、アロイ処理する（図３（ｃ））。その後ｐ電極２０、ｎ電極２１以外の部分に保護膜２２を形成し、ダイシングによって個々の発光素子１に分離する。以上により図２に示す発光素子１が製造される。

このようにして作製した発光素子１は、第１ｐコンタクト層１７の成長温度を９９０〜１０１５℃としているため、ピットの発生を抑制することができ、ＥＳＤ特性の悪化を抑制することができる。さらに第１ｐコンタクト層１７をアンドープとしているため、結晶性が向上し、ピットの発生をより抑制することができるので、発光素子１のＶｆを低減することができるとともにＥＳＤ特性を向上させることができる。また、第２ｐコンタクト層１８の成長温度を第１ｐコンタクト層１７の成長温度よりも低く、かつ９６０〜１０００℃としているため、ガラス封止時のＶｆ上昇を抑制することができる。すなわち、ＥＳＤ特性の悪化抑制とＶｆ上昇抑制の役割を第１ｐコンタクト層１７と第２ｐコンタクト層１８とにそれぞれ分担させることで、ＥＳＤ特性の悪化抑制とＶｆ上昇抑制とを両立させている。

続いて、回路パターン２００ａ、ｂが形成されたセラミック基板２を用意し、セラミック基板２の回路パターン２００ａの所定の位置にＡｕバンプ２０２を形成し、複数の発光素子１をマトリクス状に並べてフリップチップ実装する（図４（ａ））。なお、セラミック基板２の回路パターン２００ａ、ｂは、金属ペーストをスクリーン印刷などの方法で塗布し、所定温度で熱処理し、他の金属をめっきすることで形成することができる。他にも、金属ペーストを熱処理するのみであってもよいし、蒸着やスパッタなどの方法により金属膜を形成することで回路パターン２００ａ、ｂを形成してもよい。

次に、板状のガラス封止部３をセラミック基板２に平行であって、発光素子１が実装されている側のセラミック基板２上部に配置し、窒素雰囲気で約６００度に加熱して圧着することで発光素子１を封止する（図４（ｂ））。ガラス封止部３は、ガラス成分の粉末を加熱して溶融、撹拌し、その後冷却して固化した後、所定の厚さに板状にスライスすることで作製することができる。ガラス封止部３の発光素子１に対応する部分に、あらかじめ凹部を設けておいてもよい。このホットプレス加工後のガラス中の気泡残留を防止するために、雰囲気の圧力は３８０ｔｏｒｒ以下とするのがよく、７６ｔｏｒｒとするのが望ましい。なお、実施例１ではこのホットプレス加工における雰囲気は窒素雰囲気としたが、不活性ガス（たとえば窒素）に酸素を混合した雰囲気中で行うとよい。ガラス封止部３が還元作用によって着色してしまうのを防止することができるからである。不活性ガス中の酸素の体積％は２０％以下が望ましく、５％がさらに望ましい。

このガラス封止時において、発光素子１の第２ｐコンタクト層１８の成長温度を第１ｐコンタクト層１７の成長温度よりも低く、かつ９６０〜１０００℃としているため、発光素子１のガラス封止時のＶｆ上昇が抑制されている。

その後、ガラス封止部３と一体化されたセラミック基板２をダイシングによって個々に分割することで、図１に示す直方体状の発光装置が製造される。

以上のようにして作製された実施例１の発光装置では、発光素子１として図２の製造工程によって製造したものを用いているため、ガラス封止時のＶｆ上昇とＥＳＤ特性劣化の双方を抑制することができる。

なお、第２ｐコンタクト層１８の成長温度およびＭｇ濃度は、以下のようにして複数の発光素子サンプルを作製し、その発光素子サンプルのＶｆの測定結果に基づいて制御することが望ましい。ガラス封止時のＶｆ上昇がより抑制されるからである。以下、その手順について説明する。

まず、上記発光素子１の製造工程において、第２ｐ型コンタクト層１８のＭｇ濃度を２×１０¹⁹〜８×１０¹⁹／ｃｍ³の範囲、成長温度を９６０〜１０００度の範囲でさまざまに変えた複数の発光素子サンプルをあらかじめ作製する。そして、作製した各発光素子サンプルの初期のＶｆ（ガラス封止前のＶｆ）を測定し、初期のＶｆが低くて安定し、かつ格子欠陥であるピットが生じない発光素子サンプルの第２ｐ型コンタクト層１８のＭｇ濃度を標準Ｍｇ濃度、成長温度を標準成長温度として決定する。

そして、実際の発光素子１の作製においては、成長温度を（標準成長温度−５０℃）〜標準成長温度の範囲、Ｍｇ濃度が標準Ｍｇ濃度の０．６〜１．０倍の範囲で第２ｐコンタクト層１８を形成する。ただし、成長温度を標準成長温度とし、Ｍｇ濃度を標準Ｍｇ濃度とする場合を除く。つまり、成長温度が（標準成長温度−５０℃）〜（標準成長温度−２５℃）の範囲でＭｇ濃度が標準Ｍｇ濃度、もしくは成長温度が標準成長温度でＭｇ濃度が標準Ｍｇ濃度の０．６〜０．８倍の条件で第２ｐコンタクト層１８を形成する。望ましくは成長温度が（標準成長温度−５０℃）〜（標準成長温度−２５℃）の範囲でＭｇ濃度が標準Ｍｇ濃度の０．６〜０．８倍である。

より望ましくは、第２ｐコンタクト層１８の成長温度を臨界成長温度とすること、またはＭｇ濃度を臨界Ｍｇ濃度となるよう形成することであり、さらに望ましくは成長温度を臨界成長温度、Ｍｇ濃度を臨界Ｍｇ濃度とすることである。臨界成長温度とは、上述した発光素子サンプルの成長温度を上昇させていったときに、ガラス封止によるＶｆ上昇が始まる温度である。また、臨界Ｍｇ濃度とは、上述した発光素子サンプルのＭｇ濃度を減じていった時に初期のＶｆが上昇し始めるＭｇ濃度である。ただし、測定誤差などを考慮して、成長温度は臨界成長温度の０．９〜１．１倍の範囲、Ｍｇ濃度は臨界Ｍｇ濃度の０．９〜１．１倍の範囲としてもよい。

また、第１ｐコンタクト層１７、第２ｐコンタクト層１８の厚さは、実施例１に示したものに限定されるものではない。

また、実施例１では、ホットプレス加工により発光素子１をガラス封止する方法を示したが、これ以外の方法によりガラス封止するものであってもよい。たとえば、セラミック基板２上にガラス粉末を充填し、ガラス粉末を加熱して軟化させ、その軟化したガラス粉末をプレスすることにより、発光素子１をガラス封止するようにしてもよい。また、ガラスをプレスすることなく、溶解して固化させることによりガラス封止してもよい。これらの方法によりガラス封止する場合、単数ないし複数の発光素子１を囲む隔壁をセラミック基板２上に設置してもよい。

また、実施例１では発光素子１にＩＴＯからなる透明電極１９とｐ電極２０を設けているが、Ａｇなどの高反射な金属を用いてもよい。また、実施例１では発光素子１をフリップチップ型としたが、フェイスアップ型や上下に電極を設けた構造など他の構造の発光素子であってもよい。

また、実施例１の発光装置の製造方法において、第２ｐ型コンタクト層１８の形成後からガラス封止前までの間のいずれかに、以下のような追加の工程を加えてもよい。

追加する工程は、酸素雰囲気中で４００〜６００℃、０．５〜２時間の熱処理を行う工程である。実施例１の発光装置の製造方法にこの工程を追加することで、より駆動電圧上昇を抑制することができる。これは、熱処理によって水素を排出することにより、水素がＭｇと再結合して不活性してしまうのを防止できるためと考えられる。熱処理温度が４００℃より低い温度、または熱処理時間が０．５時間よりも短い時間では、不活性化を十分に防止できず、駆動電圧上昇の抑制効果が低いので望ましくない。また６００℃よりも高いと、ガラス封止温度よりも高い熱ダメージを発光素子１にかけることになり、電極などの変質が懸念されるため望ましくなく、２時間よりも長い熱処理時間では、十分な不活性化防止効果を得られる以上に余分な熱ダメージを発光素子１に与えることになるため望ましくない。

この追加する工程は、透明電極１９の形成後に行うことで、半導体層の表面に抵抗を大きくする表面酸化被膜が形成されることを防止することができる。あるいは、表面酸化被膜の除去工程を省くことができる。また、発光素子１を個々に分離する前に行うことで、一括処理ができ、製造の手間を著しく増やすことのないものとできる。このため、透明電極１９形成後から発光素子１の分離工程前にこの工程を追加することが好ましい。

また、発光素子１の発光波長は特に限定するものではなく、３６０〜３７０ｎｍのＵＶ光、３７０〜４００ｎｍの近紫外光、４５０〜４８０ｎｍの青色光、５１０〜５３０ｎｍの緑色光など、発光素子１の発する光をそのまま外部に放射する発光装置としてもよい。あるいは、発光素子１の３７０〜４００ｎｍの近紫外光と、蛍光体（La2O2S：Eu,Sm 、BaMgAl10O17 ：Eu、(Sr,Ba,Ca)10(PO4)6Cl3 ：Eu、(Ba,Mg)3O ・8(Al2O3)：Eu,Mg ）との組み合わせにより、演色性の高い白色の発光装置や単色の発光装置としたり、発光素子１の４５０〜４８０ｎｍの青色光と黄色などの蛍光体(YAG、(Sr,Ca)S：Eu、Sr,Ga2S4：EuPr) との組み合わせの白色の発光装置としてもよい。ガラス封止による本発明の発光装置では、青色光のみでなく、近紫外やＵＶ領域の光に対しても劣化しない。あるいは、ガラスは樹脂のように透湿性がないので、ガラスの内部に蛍光体を含有したものでは、外部の水分影響による蛍光体劣化が生じない。これは特に硫化物蛍光体などの耐湿性が低いものに有効である。なお、蛍光体はガラス封止部３に混合せずに、ガラス封止部３表面に塗布するものであってもよい。

本発明の発光装置は、照明装置や表示装置などに利用することができ、特に耐環境性の高さから医療用器具の光源や一般照明などへの用途に適している。

１：発光素子
２：セラミック基板
３：ガラス封止部
１０：サファイア基板
１１：バッファ層
１２：ｎコンタクト層
１３：ＥＳＤ層
１４：ｎクラッド層
１５：発光層
１６：ｐクラッド層
１７：第１ｐコンタクト層
１８：第２ｐコンタクト層
１９：透明電極
２０：ｐ電極
２１：ｎ電極
２２：保護膜
２３：第３ｐコンタクト層

Claims

III 族窒化物半導体からなる発光素子を実装部材に実装し、前記発光素子をガラスにより封止する発光装置の製造方法において、
前記発光素子は、基板上にｎ型層、発光層、ｐクラッド層、第１ｐコンタクト層、第２ｐコンタクト層を順に積層して作製し、
前記第１ｐコンタクト層の成長温度は、９９０〜１０１５℃であり、
前記第２ｐコンタクト層の成長温度は、前記第１ｐコンタクト層の成長温度よりも低く、かつ９６０〜１０００℃であり、
前記ｐクラッド層および前記第２ｐコンタクト層にはＭｇがドープされ、
前記第１ｐコンタクト層は、アンドープのＧａＮであって、Ｍｇの拡散により１×１０¹⁹〜３×１０¹⁹／ｃｍ³のＭｇ濃度とする、
ことを特徴とする発光装置の製造方法。
前記第２ｐコンタクト層のＭｇ濃度は、２×１０¹⁹〜８×１０¹⁹／ｃｍ³とすることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
ガラスによって封止されるIII 族窒化物半導体からなるガラス封止用発光素子の製造方法において、
前記ガラス封止用発光素子は、基板上にｎ型層、発光層、ｐクラッド層、第１ｐコンタクト層、第２ｐコンタクト層を順に積層して作製し、
前記第１ｐコンタクト層の成長温度は、９９０〜１０１５℃であり、
前記第２ｐコンタクト層の成長温度は、前記第１ｐコンタクト層の成長温度よりも低く、かつ９６０〜１０００℃であり、
前記ｐクラッド層および前記第２ｐコンタクト層にはＭｇがドープされ、
前記第１ｐコンタクト層は、アンドープのＧａＮであって、Ｍｇの拡散により１×１０¹⁹〜３×１０¹⁹／ｃｍ³のＭｇ濃度とする、
ことを特徴とするガラス封止用発光素子の製造方法。
前記第２ｐコンタクト層のＭｇ濃度は、２×１０¹⁹〜８×１０¹⁹／ｃｍ³とすることを特徴とする請求項３に記載のガラス封止用発光素子の製造方法。