JP7138517B2 - 半導体発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体発光装置に関する。

特許文献１には、半導体発光素子が開示されている。この半導体発光素子は、非発光部分および発光部分が、第１接合金属層および第２接合金属層によって接合された構造を有している。
非発光部分は、シリコン基板と、シリコン基板を被覆する第２接合金属層と、を含む。発光部分は、光を生成する半導体領域と、半導体領域の主面を被覆する光透過層と、光透過層を被覆する光反射層と、光反射層を被覆する第１接合金属層と、を含む。

発光部分は、半導体領域の主面を、非発光部分に係るシリコン基板の主面に対向させた姿勢で発光部分の上に配置されている。この状態で、発光部分に係る第１接合金属層は、非発光部分に係る第２接合金属層に接合されている。

特開２００５－１７５４６２号公報

特許文献１に係る半導体発光素子のように光透過層が光反射層によって被覆された構造では、光透過層に対する光反射層の親和性が議論されることがある。
たとえば、光透過層に対する光反射層の親和性が低い場合、光反射層に対する光透過層の密着力が不十分になり、光反射層による光反射率が低下する可能性がある。
そこで、本発明の一実施形態は、光透過層に対する光反射層の密着力を向上できる半導体発光装置を提供することを一つの目的とする。

本発明の一実施形態は、主面を有し、光を生成する半導体層と、光透過性を有し、前記半導体層の前記主面を被覆する光透過層と、光反射性を有し、前記光透過層を被覆する光反射層と、前記光透過層および前記光反射層の間の境界部において前記光反射層の表層部に形成され、前記光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を有する接合材料拡散領域と、を含む、半導体発光装置を提供する。

この半導体発光装置によれば、接合材料拡散領域が、光透過層および光反射層の間の境界部において光反射層の表層部に形成されている。接合材料拡散領域は、光反射層を構成する元素よりも光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を含む。これにより、光透過層に対する光反射層の密着力を向上できる。
本発明の一実施形態は、一方側の第１表面および他方側の第１裏面を有する基板、ならびに、光反射性を有し、前記基板の前記第１表面を被覆する第１光反射層を含む、非発光体部と、一方側の第２表面および他方側の第２裏面を有し、光を生成する半導体層、光透過性を有し、前記半導体層の前記第２表面を被覆する光透過層、光反射性を有し、前記光透過層を被覆する第２光反射層、ならびに、前記光透過層および前記第２光反射層の間の境界部において前記第２光反射層の表層部に形成され、前記第２光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を有する接合材料拡散領域を含み、前記半導体層の前記第２表面を前記非発光体部に係る前記基板の前記第１表面に対向させた姿勢で、前記非発光体部の上に配置された発光体部と、を含む、半導体発光装置を提供する。

この半導体発光装置によれば、接合材料拡散領域が、光透過層および第２光反射層の間の境界部において第２光反射層の表層部に形成されている。接合材料拡散領域は、第２光反射層を構成する元素よりも光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を含む。これにより、光透過層に対する第２光反射層の密着力を向上できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光装置の断面図であって、図１のII－II断面を示す図である。 図３は、図２に示す半導体層の構造を示す断面図である。 図４Ａは、図２に示す半導体発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 図４Ｂは、図４Ａの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｃは、図４Ｂの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｄは、図４Ｃの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｅは、図４Ｄの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｆは、図４Ｅの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｇは、図４Ｆの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｈは、図４Ｇの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｉは、図４Ｈの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｊは、図４Ｉの次に説明される工程を示す断面図である。 図４Ｋは、図４Ｊの次に説明される工程を示す断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。 図６Ａは、図５に示す半導体発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 図６Ｂは、図６Ａの次に説明される工程を示す断面図である。 図６Ｃは、図６Ｂの次に説明される工程を示す断面図である。 図６Ｄは、図６Ｃの次に説明される工程を示す断面図である。 図６Ｅは、図６Ｄの次に説明される工程を示す断面図である。 図６Ｆは、図６Ｅの次に説明される工程を示す断面図である。 図７は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光装置の断面図である。 図８は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。 図９は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光装置の断面図であって、図８のIX－IX断面を示す図である。 図１０は、図９の半導体発光装置の要部拡大図である。 図１１Ａは、図９に示す半導体発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 図１１Ｂは、図１１Ａの次に説明される工程を示す断面図である。 図１１Ｃは、図１１Ｂの次に説明される工程を示す断面図である。 図１１Ｄは、図１１Ｃの次に説明される工程を示す断面図である。 図１１Ｅは、図１１Ｄの次に説明される工程を示す断面図である。 図１１Ｆは、図１１Ｅの次に説明される工程を示す断面図である。 図１１Ｇは、図１１Ｆの次に説明される工程を示す断面図である。 図１１Ｈは、図１１Ｇの次に説明される工程を示す断面図である。 図１１Ｉは、図１１Ｈの次に説明される工程を示す断面図である。 図１２は、第２光反射層と、光度および反射率それぞれとの関係を示すグラフである。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光装置１の平面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光装置１の断面図であって、図１のII－II断面を示す図である。
図２を参照して、半導体発光装置１は、非発光体部２、発光体部３、接合材料層４、アノード電極層５（第１電極）およびカソード電極層６（第２電極）を含む。発光体部３は、接合材料層４を介して非発光体部２に接合されている。半導体発光装置１の強度は、非発光体部２によって高められている。

非発光体部２は、基板１０、下地電極層１１および第１光反射層１２を含む。基板１０は、一方側の第１表面１３、他方側の第１裏面１４、ならびに、第１表面１３および第１裏面１４を接続する第１側面１５を含む。基板１０の厚さは、５０μｍ以上３００μｍ以下（たとえば１５０μｍ程度）であってもよい。
基板１０は、金属材料製の導体基板を含んでいてもよい。導体基板は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）またはＡｇ（銀）のうちの少なくとも１種を金属材料として含んでいてもよい。

基板１０は、導体基板に代えてまたはこれに加えて、半導体材料製の半導体基板を含んでいてもよい。半導体基板は、Ｓｉ（シリコン）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、化合物半導体または窒化物半導体のうちの少なくとも１種を半導体材料として含んでいてもよい。以下では、基板１０がＳｉ製の半導体基板からなる例について説明する。

下地電極層１１は、基板１０の第１表面１３を被覆している。下地電極層１１は、基板１０の第１表面１３に接している。下地電極層１１は、基板１０の第１表面１３側からこの順に積層された第１下地電極層１６および第２下地電極層１７を含む積層構造を有している。
第１下地電極層１６は、Ｔｉ（チタン）を含んでいてもよい。第１下地電極層１６の厚さは、０．０１μｍ以上０．１μｍ以下（たとえば０．０５μｍ程度）であってもよい。

第２下地電極層１７は、Ａｕを含んでいてもよい。第２下地電極層１７の厚さは、０．０５μｍ以上１．０μｍ以下（たとえば０．１μｍ程度）であってもよい。
第１光反射層１２は、光反射性を有する層である。第１光反射層１２は、下地電極層１１を被覆している。第１光反射層１２は、下地電極層１１に接している。
第１光反射層１２は、この形態では、Ａｕを含む導電性光反射層からなる。これにより、第１光反射層１２は、下地電極層１１を介して基板１０に電気的に接続されている。第１光反射層１２の厚さは、０．１μｍ以上３．０μｍ以下（たとえば０．５μｍ程度）であってもよい。

発光体部３は、化合物半導体層２１、光透過層２２および第２光反射層２３を含む。化合物半導体層２１は、４元材料を含む。４元材料は、Ａｌ、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）またはＰ（リン）のうちの少なくとも１種を含む。
化合物半導体層２１は、この形態では、緑色から赤外の間の領域の波長を有する光を生成する。化合物半導体層２１によって生成される光は、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長を有していてもよい。

化合物半導体層２１は、一方側の第２表面２４、他方側の第２裏面２５、ならびに、第２表面２４および第２裏面２５を接続する第２側面２６を含む。発光体部３の第２側面２６は、接合材料層４を介して非発光体部２の第１側面１５に面一に形成されていてもよい。化合物半導体層２１の厚さは、２．５μｍ以上１３．５μｍ以下（たとえば５．５μｍ程度）であってもよい。

化合物半導体層２１は、この形態では、エピタキシャル成長法によって形成されたエピタキシャル層からなる。化合物半導体層２１は、具体的には、図３に示される構造を有している。図３は、図２に示す化合物半導体層２１の構造を示す断面図である。
図３を参照して、化合物半導体層２１は、第２裏面２５側から第２表面２４側に向かってこの順に積層された、ｎ型ウィンドウ層３１、ｎ型クラッド層３２、多重量子井戸層３３、ｐ型クラッド層３４、ｐ型コンタクト層３５を含む。多重量子井戸層３３は、ＭＱＷ層（Multi Quantum Well layer）とも称される。

化合物半導体層２１の第２表面２４は、ｐ型コンタクト層３５によって形成されている。化合物半導体層２１の第２裏面２５は、ｎ型ウィンドウ層３１によって形成されている。
ｎ型ウィンドウ層３１は、ＡｌＩｎＧａＰを含んでいてもよい。ｎ型ウィンドウ層３１の厚さは、２．０μｍ以上５．０μｍ以下（たとえば２．５μｍ程度）であってもよい。

ｎ型クラッド層３２は、ＡｌＩｎＰを含んでいてもよい。ｎ型クラッド層３２の厚さは、０．１μｍ以上２．５μｍ以下（たとえば１．０μｍ程度）であってもよい。
多重量子井戸層３３は、複数（この形態では１８個）の量子井戸層３６が積層された積層構造を有している。複数の量子井戸層３６は、化合物半導体層２１の第２裏面２５側からこの順に積層されたバリア層３７およびウェル層３８をそれぞれ含む。

バリア層３７は、ＡｌＩｎＧａＰを含んでいてもよい。バリア層３７の厚さは、３．０ｎｍ以上７．０ｎｍ以下（たとえば３．５ｎｍ程度）であってもよい。
ウェル層３８は、ＡｌＩｎＧａＰを含んでいてもよい。ウェル層３８は、バリア層３７の厚さよりも大きい厚さを有していてもよい。ウェル層３８の厚さは、３．０ｎｍ以上７．０ｎｍ以下（たとえば５．０ｎｍ程度）であってもよい。

ｐ型クラッド層３４は、ＡｌＩｎＰを含んでいてもよい。ｐ型クラッド層３４の厚さは、０．１μｍ以上２．５μｍ以下（たとえば１．０μｍ程度）であってもよい。
ｐ型コンタクト層３５は、ＧａＰを含んでいてもよい。ｐ型コンタクト層３５の厚さは、０．１μｍ以上２．５μｍ以下（たとえば１．０μｍ程度）であってもよい。
図２を再度参照して、光透過層２２は、光透過性を有する層である。光透過性には、透明または透光性が含まれる。光透過層２２は、化合物半導体層２１の第２表面２４を被覆している。光透過層２２は、化合物半導体層２１の第２表面２４に接している。

光透過層２２は、この形態では、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を含む導電性光透過層からなる。これにより、光透過層２２は、化合物半導体層２１（ｐ型コンタクト層３５）に電気的に接続されている。光透過層２２の厚さは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下（たとえば０．３μｍ程度）であってもよい。
第２光反射層２３は、光反射性を有する層である。第２光反射層２３は、光透過層２２を被覆している。第２光反射層２３は、光透過層２２に接している。

第２光反射層２３は、この形態では、Ａｕを含む導電性光反射層からなる。これにより、第２光反射層２３は、光透過層２２を介して化合物半導体層２１に電気的に接続されている。第２光反射層２３の厚さは、０．１μｍ以上１．０μｍ以下（たとえば０．５μｍ程度）であってもよい。
発光体部３は、化合物半導体層２１の第２表面２４を、基板１０の第１表面１３に対向させた姿勢で非発光体部２の上に配置されている。この構造において、接合材料層４は、第１光反射層１２および第２光反射層２３の間の領域に介在している。

接合材料層４は、導電材料を含む導電性接合材料層からなる。これにより、発光体部３は、接合材料層４を介して非発光体部２に電気的に接続されている。接合材料層４は、第２光反射層２３を挟んで光透過層２２に対向している。基板１０の第１主面の法線方向から見た平面視において、接合材料層４のほぼ全域は、光透過層２２に重なっている。
接合材料層４は、第２光反射層２３を構成する元素（つまりＡｕ）よりも光透過層２２に対する密着力が高い性質を有する元素（以下、単に「密着力が高い元素」という。）を有している。接合材料層４は、密着力が高い元素を、第２光反射層２３に拡散させて供給する元素供給源として形成されている。

接合材料層４の厚さは、第２光反射層２３の厚さよりも小さい。第２光反射層２３の厚さに対する接合材料層４の厚さの比は、０．０４以上０．００４以下であってもよい。接合材料層４の厚さは、０．００１μｍ以上０．０１μｍ以下であってもよい。
光透過層２２および第２光反射層２３の間の境界部において、第２光反射層２３の表層部には、接合材料拡散領域４１が形成されている。図２では、接合材料拡散領域４１が、第２光反射層２３内に記載された破線によって示されている。

接合材料拡散領域４１は、接合材料層４に含まれる元素と同一種からなり、光透過層２２に対する密着力が高い元素を有している。密着力が高い元素は、接合材料層４から第２光反射層２３の表層部に拡散する。そのため、密着力が高い元素は、実際には、第２光反射層２３のほぼ全域に拡散している。
第２光反射層２３内において密着力が高い元素の含有率は、接合材料層４に近づくほど高くなる。密着力が高い元素の含有率とは、より具体的には、第２光反射層２３内における密着力が高い元素の含有量の割合である。

したがって、接合材料拡散領域４１は、第２光反射層２３内のほぼ全域に形成されている。接合材料拡散領域４１は、光透過層２２側の密着力が高い元素の含有率が、接合材料層４側の密着力が高い元素の含有率よりも低い濃度勾配を有している。接合材料拡散領域４１において光透過層２２に接する部分の密着力が高い元素の含有率は、０％を超えて２５％以下であってもよい。

接合材料層４は、光透過層２２に対する密着力が高い元素として、Ｃｒ（クロム）を含んでいてもよい。したがって、接合材料拡散領域４１は、密着力が高い元素として、Ｃｒを含んでいてもよい。
アノード電極層５は、基板１０の第１裏面１４に接続されている。アノード電極層５は、この実施形態では、基板１０の第１裏面１４の全面に形成されている。

カソード電極層６は、化合物半導体層２１の第２裏面２５に接続されている。カソード電極層６は、略円形状のパッド電極部６７と、当該パッド電極部６７の周囲に放射状に延びる枝状電極部６８とを一体的に含む。この実施形態では、平面視において、パッド電極部６７が発光体部３の略中央に配置されており、複数の枝状電極部６８は、パッド電極部６７から基板１０の４つの第１側面１５および４つの角部へ向かう８方向に延びている。この実施形態では、図１に示すように、基板１０の４つの角部へ向かう枝状電極部６８（第１部分６９）が、基板１０の４つの第１側面１５へ向かう枝状電極部６８（第２部分７０）に比べて長くなっている。
カソード電極層６およびアノード電極層５の間に、所定の閾値電圧以上の順方向電圧が印加されると、発光体部３（化合物半導体層２１）において赤色光が生成される。

生成された赤色光は、光透過層２２を通過した後、第２光反射層２３および第１光反射層１２（主に第２光反射層２３）によって反射される。これにより、生成された赤色光が、化合物半導体層２１の第２裏面２５から取り出される。
以上、半導体発光装置１によれば、接合材料拡散領域４１が、光透過層２２および第２光反射層２３の間の境界部において第２光反射層２３の表層部に形成されている。

接合材料拡散領域４１は、第２光反射層２３を構成する元素よりも光透過層２２に対する密着力が高い性質を有する元素を有している。これにより、光透過層２２に対する第２光反射層２３の密着力を向上できる。
特に、接合材料拡散領域４１は、光透過層２２に対する密着力が高い性質を有する元素としてのＣｒを含む。Ｃｒは、Ａｕに比べてＩＴＯに対する親和性および密着力が高い。

したがって、光透過層２２および第２光反射層２３の間の境界部において、第２光反射層２３の表層部にＣｒを含む接合材料拡散領域４１を形成することによって、光透過層２２に対する第２光反射層２３の密着力を向上できる。
しかも、半導体発光装置１によれば、第２光反射層２３を挟んで光透過層２２に対向するように接合材料層４が形成されている。したがって、光透過層２２および第２光反射層２３の間の境界部に接合材料層４を介在させなくて済む。

これにより、光透過層２２および第２光反射層２３の間の境界部において、光が接合材料層４によって遮蔽されることを防止できる。その結果、第２光反射層２３による光の反射率を保持しつつ、光透過層２２に対する第２光反射層２３の密着力を高めることができる。
光透過層２２に対する第２光反射層２３の密着力を向上することは、発光体部３に対する非発光体部２の接合強度を高める上でも有効である。

図４Ａ～図４Ｋは、図２に示す半導体発光装置１の製造方法を説明するための断面図である。
半導体発光装置１の製造方法では、非発光体部２および発光体部３が別々に製造される。製造された非発光体部２および発光体部３は、接合材料層４によって接合される。
以下では、非発光体部２の製造工程を説明した後、発光体部３の製造工程について説明する。その後、非発光体部２および発光体部３を接合材料層４によって接合する工程について説明する。

図４Ａを参照して、非発光体部２の製造の際には、まず、Ｓｉ製の半導体基板からなる基板１０が用意される。基板１０は、第１表面１３および第１裏面１４を有している。
次に、図４Ｂを参照して、基板１０の第１表面１３の上に下地電極層１１が形成される。下地電極層１１を形成する工程は、Ｔｉを含む第１下地電極層１６、および、Ａｕを含む第２下地電極層１７を基板１０の第１表面１３側からこの順に積層する工程を含む。第１下地電極層１６および第２下地電極層１７は、蒸着法によってそれぞれ形成されてもよい。

次に、図４Ｃを参照して、下地電極層１１の上に、Ａｕを含む第１光反射層１２が形成される。第１光反射層１２は、蒸着法によって形成されてもよい。以上の工程を経て、非発光体部２が形成される。
図４Ｄを参照して、発光体部３の製造の際には、まず、支持基板５１が用意される。支持基板５１は、主面５２を有している。支持基板５１は、化合物半導体層２１を形成するための種結晶基板である。支持基板５１は、ＧａＡｓ製の化合物半導体基板であってもよい。

次に、図４Ｅを参照して、エピタキシャル成長法によって、支持基板５１の主面５２に化合物半導体層２１が形成される。化合物半導体層２１を形成する工程は、エピタキシャル成長法によって、ｎ型ウィンドウ層３１、ｎ型クラッド層３２、多重量子井戸層３３、ｐ型クラッド層３４およびｐ型コンタクト層３５を、支持基板５１の主面５２側からこの順に形成する工程を含む。

次に、図４Ｆを参照して、化合物半導体層２１の上に、ＩＴＯを含む光透過層２２が形成される。光透過層２２は、蒸着法またはスパッタ法によって形成されてもよい。
次に、図４Ｇを参照して、光透過層２２の上に、Ａｕを含む第２光反射層２３が形成される。第２光反射層２３は、蒸着法によって形成されてもよい。以上の工程を経て、発光体部３が形成される。

次に、図４Ｈを参照して、第２光反射層２３の上に、Ｃｒを含む接合材料層４が形成される。接合材料層４は、蒸着法によって形成されてもよい。
次に、図４Ｉを参照して、非発光体部２に、発光体部３が接合される。発光体部３は、第１光反射層１２および第２光反射層２３の間に接合材料層４が介在する姿勢で、非発光体部２の上に配置される。

次に、非発光体部２および発光体部３が、接合材料層４を介して熱圧着される。加熱温度は、２５０℃以上３５０℃以下であってもよい。圧力は、３５ｋＮ以上４５ｋＮ以下であってもよい。熱圧着時間は、５分以上２０分以下であってもよい。
この工程は、接合材料層４を構成するＣｒを、第２光反射層２３に拡散させる工程を含む。この工程は、第２光反射層２３の表層部にＣｒが至るまで継続される。

第２光反射層２３に対するＣｒの拡散量や拡散範囲は、加熱温度、圧力および／または熱圧着時間等の条件を調整することによって制御できる。
このような工程を経て、光透過層２２および第２光反射層２３の間の境界部において、第２光反射層２３の表層部に、接合材料拡散領域４１が形成される。接合材料拡散領域４１によって、光透過層２２に対する第２光反射層２３の密着力が高められる。

次に、図４Ｊを参照して、支持基板５１が、発光体部３から取り除かれる。支持基板５１は、エッチング（たとえばウェットエッチング）や研削によって除去されてもよい。
これにより、化合物半導体層２１において光透過層２２によって被覆されていた面が第２表面２４となり、支持基板５１が取り除かれて露出した面が、第２裏面２５となる。
次に、図４Ｋを参照して、アノード電極層５が、基板１０の第１裏面１４に形成される。また、化合物半導体層２１の第２裏面２５にカソード電極層６が接続される。以上を含む工程を経て、半導体発光装置１が製造される。

図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光装置６１の断面図である。以下では、半導体発光装置１について述べた構造に対応する構造については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
半導体発光装置６１は、導電性の光透過層２２に代えて、絶縁性の光透過層６２を含む。光透過層６２は、単一の絶縁材料層を含む単層構造からなっていてもよい。光透過層６２は、複数の絶縁材料層が積層された積層構造を有していてもよい。

光透過層６２は、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）およびＳｉＮ（窒化シリコン）のいずれか一方または双方を含んでいてもよい。以下では、光透過層６２がＳｉＯ_２を含む単層構造からなる例について説明する。
光透過層６２には、コンタクト電極６３が形成されている。コンタクト電極６３は、Ａｕを含んでいてもよい。コンタクト電極６３は、化合物半導体層２１および第２光反射層２３を電気的に接続する。コンタクト電極６３は、光透過層６２に形成されたコンタクト孔６４に埋め込まれている。

コンタクト電極６３は、基板１０の第１表面１３の法線方向から見た平面視において、アノード電極層５と重ならない領域に形成されていてもよい。
半導体発光装置６１は、接合材料層４に代えて、接合材料層６５を含む。接合材料層６５は、導電材料を含む導電性接合材料層からなる。これにより、発光体部３は、接合材料層６５を介して非発光体部２に電気的に接続されている。

接合材料層６５は、第２光反射層２３を挟んで光透過層６２に対向している。基板１０の第１主面の法線方向から見た平面視において、接合材料層６５のほぼ全域は、光透過層６２に重なっている。
接合材料層６５は、第２光反射層２３を構成する元素（つまりＡｕ）よりも光透過層６２に対する密着力が高い性質を有する元素（以下、単に「密着力が高い元素」という。）を有している。接合材料層６５は、密着力が高い元素を、第２光反射層２３に拡散させて供給する元素供給源として形成されている。

接合材料層６５の厚さは、第２光反射層２３の厚さ以上であってもよい。接合材料層６５の厚さは、第２光反射層２３の厚さ未満であってもよい。
第２光反射層２３の厚さに対する接合材料層６５の厚さの比は、０．５以上５．０以下であってもよい。接合材料層６５の厚さは、０．０５μｍ以上０．２５μｍ以下であってもよい。

光透過層６２および第２光反射層２３の間の境界部において、第２光反射層２３の表層部には、接合材料拡散領域６６が形成されている。図５では、接合材料拡散領域６６が、第２光反射層２３内に記載された破線によって示されている。
接合材料拡散領域６６は、接合材料層６５に含まれる元素と同一種からなり、光透過層６２に対する密着力が高い元素を有している。密着力が高い元素は、接合材料層６５から第２光反射層２３の表層部に拡散する。そのため、密着力が高い元素は、実際には、第２光反射層２３のほぼ全域に拡散している。

第２光反射層２３内において密着力が高い元素の含有率は、接合材料層６５に近づくほど高くなる。密着力が高い元素の含有率とは、より具体的には、第２光反射層２３に対する密着力が高い元素の含有量の割合である。
したがって、接合材料拡散領域６６は、第２光反射層２３内のほぼ全域に形成されている。また、接合材料拡散領域６６は、光透過層６２側の密着力が高い元素の含有率が、接合材料層６５側の密着力が高い元素の含有率よりも低い濃度勾配を有している。接合材料拡散領域６６において光透過層６２に接する部分の密着力が高い元素の含有率は、０％を超えて５％以下であってもよい。

接合材料層６５は、ＡｕＢｅ（ベリリウム金）合金を含んでいてもよい。ＡｕＢｅ合金のうちのＢｅが、光透過層６２に対する密着力が高い元素として、第２光反射層２３に拡散する。したがって、接合材料拡散領域６６は、密着力が高い元素として、Ｂｅを含んでいてもよい。
接合材料層６５においてＡｕの質量比は、９５％以上９９％以下（たとえば９８％程度）であってもよい。接合材料層６５においてＢｅの質量比は、１％以上５％以下（たとえば２％程度）であってもよい。

以上、半導体発光装置６１によれば、接合材料拡散領域６６が、光透過層６２および第２光反射層２３の間の境界部において第２光反射層２３の表層部に形成されている。
接合材料拡散領域６６は、第２光反射層２３を構成する元素よりも光透過層６２に対する密着力が高い性質を有する元素を有している。これにより、光透過層６２に対する第２光反射層２３の密着力を向上できる。

特に、接合材料拡散領域６６は、光透過層６２に対する密着力が高い性質を有する元素としてのＡｕＢｅ合金を含む。ＡｕＢｅ合金のうちのＢｅは、Ａｕに比べてＳｉＯ_２およびＳｉＮに対する親和性および密着力が高い。
したがって、光透過層６２および第２光反射層２３の間の境界部において、第２光反射層２３の表層部にＢｅを含む接合材料拡散領域６６を形成することによって、光透過層６２に対する第２光反射層２３の密着力を向上できる。

しかも、半導体発光装置６１によれば、第２光反射層２３を挟んで光透過層６２に対向するように接合材料層６５が形成されている。したがって、光透過層６２および第２光反射層２３の間の境界部に接合材料層６５を介在させなくて済む。
これにより、光透過層６２および第２光反射層２３の間の境界部において、光が接合材料層６５によって遮蔽されることを防止できる。その結果、第２光反射層２３による光の反射率を保持しつつ、光透過層６２に対する第２光反射層２３の密着力を高めることができる。

また、光透過層６２に対する第２光反射層２３の密着力を向上することは、発光体部３に対する非発光体部２の接合強度を高める上でも有効である。
図６Ａ～図６Ｆは、図５に示す半導体発光装置６１の製造方法を説明するための断面図である。半導体発光装置６１の製造方法では、前述の図４Ｄ～図４Ｉに代えて図６Ａ～図６Ｆに示される工程が実施される。その他の工程は、ほぼ同様であるので、説明を省略する。

まず、図６Ａを参照して、支持基板５１が用意される。支持基板５１は、主面５２を有している。支持基板５１は、化合物半導体層２１を形成するための種結晶基板である。支持基板５１は、ＧａＡｓ製の化合物半導体基板であってもよい。
次に、図６Ｂを参照して、エピタキシャル成長法によって、支持基板５１の主面５２に化合物半導体層２１が形成される。化合物半導体層２１を形成する工程は、エピタキシャル成長法によって、ｎ型ウィンドウ層３１、ｎ型クラッド層３２、多重量子井戸層３３、ｐ型クラッド層３４およびｐ型コンタクト層３５を、支持基板５１の主面５２側からこの順に形成する工程を含む。

次に、図６Ｃを参照して、化合物半導体層２１の上に、ＳｉＯ_２および／またはＳｉＮを含む光透過層６２が形成される。光透過層６２は、蒸着法によって形成されてもよい。
次に、光透過層６２に、化合物半導体層２１を露出させるコンタクト孔６４が選択的に形成される。コンタクト孔６４は、マスクを介するエッチング（たとえばウェットエッチング）によって形成されてもよい。次に、コンタクト孔６４に、Ａｕを含むコンタクト電極６３が埋め込まれる。

次に、図６Ｄを参照して、光透過層６２の上に、Ａｕを含む第２光反射層２３が形成される。第２光反射層２３は、蒸着法によって形成されてもよい。以上の工程を経て、発光体部３が形成される。
次に、図６Ｅを参照して、第２光反射層２３の上に、ＡｕＢｅ合金を含む接合材料層６５が形成される。接合材料層６５は、蒸着法によって形成されてもよい。

次に、図６Ｆを参照して、非発光体部２に、発光体部３が接合される。発光体部３は、第１光反射層１２および第２光反射層２３の間に接合材料層６５が介在する姿勢で、非発光体部２の上に配置される。
次に、非発光体部２および発光体部３が、接合材料層６５を介して熱圧着される。加熱温度は、２５０℃以上３５０℃以下であってもよい。圧力は、３５ｋＮ以上４５ｋＮ以下であってもよい。熱圧着時間は、５分以上２０分以下であってもよい。

この工程は、接合材料層６５を構成するＡｕＢｅ合金のうちのＢｅを、第２光反射層２３に拡散させる工程を含む。この工程は、第２光反射層２３の表層部にＢｅが至るまで継続される。
第２光反射層２３に対するＢｅの拡散量や拡散範囲は、加熱温度、圧力および／または熱圧着時間等の条件を調整することによって制御できる。

このような工程を経て、光透過層６２および第２光反射層２３の間の境界部において、第２光反射層２３の表層部に、接合材料拡散領域６６が形成される。接合材料拡散領域６６によって、光透過層６２に対する第２光反射層２３の密着力が高められる。
その後、図４Ｊ～図４Ｋに示される工程と同様の工程が実行される。以上を含む工程を経て、半導体発光装置６１が製造される。

図７は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光装置７１の断面図である。以下では、半導体発光装置１について述べた構造に対応する構造については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
半導体発光装置７１において、非発光体部２に係る下地電極層１１は、基板１０の第１表面１３側からこの順に積層された第１下地電極層１６、第２下地電極層１７および第３下地電極層７２を含む積層構造を有している。

第３下地電極層７２は、Ｔｉを含んでいてもよい。第３下地電極層７２の厚さは、０．１μｍ以上２．０μｍ以下（たとえば０．６μｍ程度）であってもよい。
下地電極層１１は、基板１０の第１表面１３側から、Ｔｉを含む第１下地電極層１６、Ａｕを含む第２下地電極層１７、および、Ｔｉを含む第３下地電極層７２をこの順に積層することによって形成される（図４Ｂも併せて参照）。第１下地電極層１６、第２下地電極層１７および第３下地電極層７２は、蒸着法によってそれぞれ形成されてもよい。

このような構造によっても、前述の半導体発光装置１について述べた効果と同様の効果を奏することができる。下地電極層１１が、第１下地電極層１６、第２下地電極層１７および第３下地電極層７２を含む構造は、前述の半導体発光装置６１にも適用可能である。
図８は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光装置８１の平面図である。図９は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光装置８１の断面図であって、図８のIX－IX断面を示す図である。

半導体発光装置８１は、基板８２と、基板８２上の光反射層８３と、光反射層８３上の光透過層８４と、光透過層８４上の本発明の半導体層の一例としての化合物半導体層８５と、基板８２の第１裏面８６（化合物半導体層８５と反対側の表面）に接触するように形成されたアノード電極層８７（第１電極）と、化合物半導体層８５の第２裏面８８に接触するように形成されたカソード電極層８９（第２電極）とを含む。

基板８２は、金属材料製の導体基板を含んでいてもよい。導体基板は、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ａｕ（金）またはＡｇ（銀）のうちの少なくとも１種を金属材料として含んでいてもよい。
基板８２は、導体基板に代えてまたはこれに加えて、半導体材料製の半導体基板を含んでいてもよい。半導体基板は、Ｓｉ（シリコン）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、化合物半導体または窒化物半導体のうちの少なくとも１種を半導体材料として含んでいてもよい。以下では、基板８２がＳｉ製の半導体基板からなる例について説明する。

光反射層８３は、図９に示すように、基板８２の第１表面９０全域を覆うように形成されている。光反射層８３は、この実施形態では後述するように、成長基板１２６（後述）と基板８２との貼り合わせによって第１層１２１（後述）と第２層１２２（後述）とが接合して形成されるものである。そこで、図９では、便宜的に第１層１２１と第２層１２２との境界（貼り合わせ面）を示しているが、この境界は、明瞭に視認できなくてもよい。

光透過層８４は、たとえば絶縁性材料からなる。たとえば、光透過層８４は、単一の絶縁材料層を含む単層構造からなっていてもよいし、複数の絶縁材料層が積層された積層構造を有していてもよい。この実施形態では、光透過層８４は、ＳｉＯ_２（酸化シリコン）およびＳｉＮ（窒化シリコン）のいずれか一方または双方を含んでいてもよい。以下では、光透過層８４がＳｉＯ_２を含む単層構造からなる例について説明する。

化合物半導体層８５は、この形態では、エピタキシャル成長法によって形成されたエピタキシャル層からなる。
化合物半導体層８５は、具体的には、発光層９１と、ｐ型半導体層９２と、ｎ型半導体層９３とを含む。ｐ型半導体層９２は発光層９１に対して基板８２側に配置されており、ｎ型半導体層９３は発光層９１に対してカソード電極層８９側に配置されている。こうして、発光層９１が、ｐ型半導体層９２およびｎ型半導体層９３によって挟持されていて、ダブルヘテロ接合が形成されている。発光層９１には、ｎ型半導体層９３から電子が注入され、ｐ型半導体層９２から正孔が注入される。これらが発光層９１で再結合することによって、光が発生するようになっている。

ｐ型半導体層９２は、基板８２側から順に、ｐ型コンタクト層９４（たとえば、０．１μｍ以上２．５μｍ以下厚）、ｐ型ウィンドウ層９５（たとえば、０．１μｍ以上２．５μｍ以下厚）およびｐ型クラッド層９６（たとえば、０．１μｍ以上２．５μｍ以下厚）を積層して構成されている。一方、ｎ型半導体層９３は、発光層９１の上に、順に、ｎ型クラッド層９７（たとえば、０．１μｍ以上２．５μｍ以下厚）、ｎ型ウィンドウ層９８（たとえば、２．０μｍ以上５．０μｍ以下厚）およびｎ型コンタクト層９９（たとえば、０．１μｍ以上２．５μｍ以下厚）を積層して構成されている。

ｐ型コンタクト層９４およびｎ型コンタクト層９９は、それぞれアノード側コンタクト層１０７（後述）およびカソード電極層８９とのオーミックコンタクトをとるための低抵抗層である。ｐ型コンタクト層９４は、ＧａＰにたとえばｐ型ドーパントとしてのＣ（カーボン）を高濃度にドープすることによってｐ型半導体とされていてもよい。また、ｎ型コンタクト層９９は、ＧａＡｓにたとえばｎ型ドーパントとしてのＳｉを高濃度にドープすることによってｎ型半導体層とされていてもよい。

ｐ型ウィンドウ層９５は、ＧａＰにたとえばｐ型ドーパントとしてのＭｇをドープすることによってｐ型半導体とされていてもよい。一方、ｎ型ウィンドウ層９８は、ＡｌＩｎＧａＰにたとえばｎ型ドーパントとしてのＳｉをドープすることによってｎ型半導体層とされていてもよい。
ｐ型クラッド層９６は、ＡｌＩｎＰにたとえばｐ型ドーパントとしてのＭｇをドープすることによってｐ型半導体とされていてもよい。一方、ｎ型クラッド層９７は、ＡｌＩｎＰにｎ型ドーパントとしてのＳｉをドープすることによってｎ型半導体層とされていてもよい。

発光層９１は、たとえばＩｎＧａＰを含むＭＱＷ(multiple-quantum well)構造（多重量子井戸構造）を有しており、電子と正孔とが再結合することによって光が発生し、その発生した光を増幅させるための層である。発光層９１は、より具体的には、図３に示した多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple-Quantum Well）構造を有していてもよい。
図８および図９に示すように、半導体発光装置８１は、その一部が除去されることによって、メサ部１００を形成している。より具体的には、化合物半導体層８５の表面から、ｎ型半導体層９３、発光層９１およびｐ型半導体層９２が化合物半導体層８５の全周に亘ってエッチング除去され、横断面視略四角形状のメサ部１００が形成されている。メサ部１００の形状は、断面視略四角形状に限らず、たとえば台形状であってもよい。これにより、光透過層８４が、メサ部１００から横方向に引き出された引き出し部１０１を構成している。図８に示すように、平面視において、メサ部１００は引き出し部１０１に取り囲まれている。

メサ部１００の表面（化合物半導体層８５の第２裏面８８）には、微細な凹凸形状１０２が形成されている。この微細な凹凸形状１０２によって、化合物半導体層８５から取り出される光を拡散させることができる。この実施形態では、後述するようにｎ型コンタクト層９９がカソード電極層８９の形状に合わせて選択的に除去されることによってｎ型ウィンドウ層９８が露出しており、この露出面に微細な凹凸形状１０２が形成されている。なお、図８では、明瞭化のため微細な凹凸形状１０２を省略している。

裏面電極としてのアノード電極層８７は、この実施形態では、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されている。具体的には、（基板８２側）Ｔｉ／Ａｕで示される積層構造であってもよい。また、アノード電極層８７は、基板８２の第１裏面８６全域を覆うように形成されている。
表面電極としてのカソード電極層８９は、この実施形態では、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されている。具体的には、（化合物半導体層８５側）ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕで示される積層構造であってもよい。

また、カソード電極層８９は、パッド電極部１０３と、当該パッド電極部１０３の周囲に一定の領域を区画するようにパッド電極部１０３から選択的に枝状に延びる枝状電極部１０４とを一体的に含む。
この実施形態では、平面視において、パッド電極部１０３がメサ部１００の略中央に配置されている。そのパッド電極部１０３からメサ部１００の各周縁に向かって十字状に延びる枝状電極部１０４と、当該十字型の枝状電極部１０４に交差してメサ部１００の各周縁に沿って延びる枝状電極部１０４とが形成されている。そして、この実施形態では、ｎ型コンタクト層９９がカソード電極層８９と同じ形状を有していることから、カソード電極層８９の形成領域以外の領域から、ｎ型ウィンドウ層９８が露出している。

図１０は、図９の半導体発光装置８１の要部拡大図である。
化合物半導体層８５、光透過層８４および光反射層８３の積層形態に関して、まず、光透過層８４は、ｐ型コンタクト層９４の表面（化合物半導体層８５の第２表面１０５）上に形成されている。
光透過層８４には、ｐ型コンタクト層９４を選択的に露出させるコンタクト孔１０６が形成されている。コンタクト孔１０６は、図１０に示すように、ｐ型コンタクト層９４に向かってコンタクト孔１０６の径が狭まるテーパ状に形成されていてもよい。

コンタクト孔１０６内には、ｐ型コンタクト層９４の第２表面１０５に接するように、アノード側コンタクト層１０７が配置されている。これにより、半導体発光装置８１には、ＯＤＲ（Omni-Directional-Reflector）構造が形成されている。
アノード側コンタクト層１０７の厚さＴ_１は、光透過層８４の厚さＴ_２以下であることが好ましい。たとえば、厚さＴ_１が１５００Å～４５００Åであり、厚さＴ_２が２０００Å～５０００Åであってもよい。

アノード側コンタクト層１０７は、化合物半導体層８５側から順に、第１層１０８、第２層１０９および第３層１１０が積層された構造を有していてもよい。
第１層１０８は、たとえば、ＡｕＢｅ（ベリリウム金）合金を含んでいてもよい。第２層１０９は、たとえば、Ｎｉ（ニッケル）を含んでいてもよい。第３層１１０は、たとえば、Ａｕ（金）を含んでいてもよい。むろん、第１層１０８、第２層１０９および第３層１１０は、これらの材料に限らず、互いに異なる材料を適宜採用することができる。

また、第１層１０８は、たとえば、１０００Å～３０００Å、好ましくは、１０００Å～２５００Åの厚さを有している。第２層１０９は、たとえば、５０Å～２００Å、好ましくは、５０Å～１００Åの厚さを有している。第３層１１０は、たとえば、３００Å～２５００Å、好ましくは、５００Å～２０００Åの厚さを有している。
アノード側コンタクト層１０７は、コンタクト孔１０６の開口サイズ（化合物半導体層８５側とは反対側の開口端のサイズ）よりも小さく形成されており、コンタクト孔１０６の周縁とアノード側コンタクト層１０７の端縁１１１との間に空間１１２が形成されている。

光反射層８３は、アノード側コンタクト層１０７および光透過層８４を覆うように形成されている。
光反射層８３は、接合材料層１１３と、接合材料層１１３を挟んで対向する第１光反射層１１４および第２光反射層１１５と、第１光反射層１１４上に積層されたバリア層１１６と、バリア層１１６上に積層された第３光反射層１１７とを含む。他の表現では、光反射層８３は、基板８２側から順に積層された、第３光反射層１１７、バリア層１１６、第１光反射層１１４、接合材料層１１３および第２光反射層１１５を含んでいてもよい。

第１光反射層１１４および第２光反射層１１５は、光反射性を有する層であり、たとえば、Ａｕを含む導電性光反射層からなっていてもよい。
接合材料層１１３は、第１光反射層１１４および第２光反射層１１５を構成する元素（つまりＡｕ）よりも光透過層８４に対する密着力が高い性質を有する元素（以下、単に「密着力が高い元素」という。）を有している。接合材料層１１３は、密着力が高い元素を、第２光反射層２３に拡散させて供給する元素供給源として形成されている。

光透過層８４およびアノード側コンタクト層１０７と、第２光反射層１１５との間の境界部において、第２光反射層１１５の表層部には、接合材料拡散領域１１８が形成されている。図１０では、接合材料拡散領域１１８が、第２光反射層１１５内に記載された破線によって示されている。
接合材料拡散領域１１８は、接合材料層１１３に含まれる元素と同一種からなり、光透過層８４に対する密着力が高い元素を有している。密着力が高い元素は、接合材料層１１３から第２光反射層１１５の表層部に拡散する。そのため、密着力が高い元素は、実際には、第２光反射層１１５のほぼ全域に拡散している。

第２光反射層１１５内において密着力が高い元素の含有率は、接合材料層１１３に近づくほど高くなる。密着力が高い元素の含有率とは、より具体的には、第２光反射層１１５に対する密着力が高い元素の含有量の割合である。
したがって、接合材料拡散領域１１８は、第２光反射層１１５内のほぼ全域に形成されている。また、接合材料拡散領域１１８は、光透過層８４側の密着力が高い元素の含有率が、接合材料層１１３側の密着力が高い元素の含有率よりも低い濃度勾配を有している。接合材料拡散領域１１８において光透過層８４に接する部分の密着力が高い元素の含有率は、０％を超えて５％以下であってもよい。

接合材料層１１３は、ＡｕＢｅ（ベリリウム金）合金を含んでいてもよい。ＡｕＢｅ合金のうちのＢｅが、光透過層８４に対する密着力が高い元素として、第２光反射層１１５に拡散する。したがって、接合材料拡散領域１１８は、密着力が高い元素として、Ｂｅを含んでいてもよい。
接合材料層１１３においてＡｕの質量比は、９５％以上９９％以下（たとえば９８％程度）であってもよい。接合材料層１１３においてＢｅの質量比は、１％以上５％以下（たとえば２％程度）であってもよい。

Ｂｅを含む接合材料拡散領域１１８が形成されることによって、第２光反射層１１５と光透過層８４との間には、密着層１１９が形成されていてもよい。この実施形態では、密着層１１９は、ＢｅＯ（酸化ベリリウム）層を含んでいてもよい。この密着層１１９の形成によって、第２光反射層１１５と光透過層８４との密着性が向上する。
バリア層１１６は、接合材料層１１３中のＢｅが第３光反射層１１７側に拡散することを防止するための層である。バリア層１１６は、たとえば、Ｔｉ（チタン）を含んでいてもよい。

第３光反射層１１７は、光反射性を有する層であり、たとえば、Ａｕを含む導電性光反射層からなっていてもよい。また、第３光反射層１１７は、コンタクト孔１０６の周縁とアノード側コンタクト層１０７の端縁１１１との間の空間１１２と対向する部分に、空間１２０を有している。
この空間１２０を挟んで、化合物半導体層８５側の層が第１層１２１（後述）であり、その反対側の層が第２層１２２（後述）である。つまり、第１層１２１は、化合物半導体層８５側から順に積層された、第２光反射層１１５、接合材料層１１３、第１光反射層１１４、バリア層１１６および第３光反射層１１７（一部）を含んでいる。一方、第２層１２２は、基板８２上に形成された第３光反射層１１７（一部）を含んでいる。

また、第３光反射層１１７は、基板８２の第１裏面８６に沿う横方向において、空間１２０を挟んで隣り合う第１層１２１と第２層１２２との第１界面１２４および第２界面１２５を有している。第１界面１２４は、アノード側コンタクト層１０７に対向する界面であり、第２界面１２５は、光透過層８４におけるコンタクト孔１０６の外側領域に対向する界面である。これら第１界面１２４および第２界面１２５のうち第１界面１２４は、アノード側コンタクト層１０７の厚さＴ_１が光透過層８４の厚さＴ_２未満である場合（Ｔ_１＜Ｔ_２）、形成されていなくてもよい。つまり、第１界面１２４の位置において、第１層１２１と第２層１２２との間に隙間が形成されていてもよい。

また、上述した光反射層８３の積層構造は、各層が空間１１２に突出するように積層されるため、空間１１２の位置に凸となる積層界面１２３を有して積層されている。これにより、基板８２の第１裏面８６に沿う横方向に応力が加わったときに、当該凸状の積層界面１２３が互いに引っ掛かり合うので、層剥がれを抑制することができる。
光反射層８３の各層の厚さに関して、第３光反射層１１７は、たとえば、１００００Å～３００００Å、好ましくは、１２０００Å～２００００Åの厚さを有している。バリア層１１６は、たとえば、１００Å～１０００Å、好ましくは、３００Å～８００Åの厚さを有している。第１光反射層１１４は、たとえば、１０００Å～６０００Å、好ましくは、３０００Å～５０００Åの厚さを有している。接合材料層１１３は、たとえば、１０００Å～４０００Å、好ましくは、２０００Å～３０００Åの厚さを有している。第２光反射層１１５は、たとえば、１００Å～１０００Å、好ましくは、５００Å～１０００Åの厚さを有している。

図１１Ａ～図１１Ｉは、図８～図１０の半導体発光装置８１の製造工程を工程順に示す図である。
半導体発光装置８１を製造するには、たとえば図１１Ａに示すように、ＧａＡｓ等からなる成長基板１２６上に、エピタキシャル成長によって化合物半導体層８５および光透過層８４が形成される。化合物半導体層８５の成長方法は、たとえば、分子線エピタキシャル成長法、有機金属気相成長法等、公知の成長方法を適用できる。この段階では、化合物半導体層８５は、成長基板１２６の側から順に、ｎ型エッチングストップ層１２７、ｎ型コンタクト層９９、ｎ型ウィンドウ層９８、ｎ型クラッド層９７、発光層９１、ｐ型クラッド層９６、ｐ型ウィンドウ層９５およびｐ型コンタクト層９４を含んでいる。

次に、図１１Ｂに示すように、光透過層８４が選択的にエッチングされることによってコンタクト孔１０６が形成される。
次に、図１１Ｃに示すように、たとえば蒸着法によって金属材料が、コンタクト孔１０６内に選択的に形成されることによって、アノード側コンタクト層１０７が形成される。ここでは、図１０に示す第１層１０８、第２層１０９および第３層１１０の材料が順に積層される。

次に、図１１Ｄに示すように、たとえば蒸着法によって、光透過層８４上に第１層１２１が形成される。ここでは、図１０に示す第２光反射層１１５、接合材料層１１３、第１光反射層１１４、バリア層１１６および第３光反射層１１７（一部）の材料が順に積層される。
次の工程は、成長基板１２６と基板８２との貼合わせ工程である。貼合わせ工程では、成長基板１２６上の第１層１２１と基板８２上の第２層１２２とが接合される。第２層１２２は、ＡｕまたはＡｕを含む合金で構成されており、少なくとも最表面がＡｕ層で構成されている。この第２層１２２は、貼合わせ前に、たとえば蒸着法によって、基板８２の第１表面９０に形成されたものである。

より具体的には、図１１Ｅに示すように、第１層１２１および第２層１２２同士を向い合せた状態で成長基板１２６と基板８２とを重ね合わせ、第１層１２１および第２層１２２を接合する。第１層１２１および第２層１２２の接合は、たとえば熱圧着によって行ってもよい。熱圧着の条件は、たとえば、温度が２５０℃～７００℃、好ましくは約３００℃～４００℃であり、圧力が３５ｋＮ～４５ｋＮであってもよい。この接合によって、図１１Ｆに示すように、第１層１２１および第２層１２２が合わさって光反射層８３が形成される。

次に、図１１Ｆに示すように、たとえばウエットエッチングによって、成長基板１２６が除去される。ここで、化合物半導体層８５の最表面にｎ型エッチングストップ層１２７が形成されていることから、当該ウエットエッチングの際に、半導体発光装置８１の特性に寄与するｎ型コンタクト層９９やｎ型ウィンドウ層９８等に影響を与えなくて済む。その後、ｎ型エッチングストップ層１２７も除去される。

次の工程は、カソード電極層８９の形成工程である。この実施形態では、リフトオフ法によってカソード電極層８９が形成される。より具体的には、図１１Ｇに示すように、まず、カソード電極層８９の電極パターンと同一パターンの開口を有するレジスト１２８が、ｎ型コンタクト層９９上に形成される。次に、たとえば蒸着法によって、化合物半導体層８５上に電極材料１２９が積層される。

次に、図１１Ｈに示すように、レジスト１２８上の電極材料１２９が、レジスト１２８と共に除去される。これにより、ｎ型コンタクト層９９上に残った電極材料１２９からなるカソード電極層８９が形成される。その後、カソード電極層８９から露出するｎ型コンタクト層９９がエッチングによって除去される。これにより、カソード電極層８９以外の部分にｎ型ウィンドウ層９８が露出することになる。

次に、図１１Ｉに示すように、たとえばフロスト処理（ウエットエッチング）等によって、ｎ型ウィンドウ層９８の表面に微細な凹凸形状１０２が形成される。なお、フロスト処理は、ドライエッチングによって行ってもよい。次に、化合物半導体層８５の周縁部が選択的に除去されることによって、メサ部１００および引き出し部１０１が形成される。メサ部１００および引き出し部１０１の形成は、たとえば、ウエットエッチングによって行ってもよい。

次に、たとえば蒸着法によって、基板８２の第１裏面８６にアノード電極層８７が形成される。以上の工程を経て、半導体発光装置８１が得られる。
以上、半導体発光装置８１によれば、図１０に示すように、接合材料拡散領域１１８が、光透過層８４と第２光反射層１１５との間の境界部において第２光反射層２３の表層部に形成されている。これにより、たとえばＢｅＯ（酸化ベリリウム）層からなる密着層１１９が形成されている。その結果、光透過層８４に対する第２光反射層１１５の密着力を向上できる。この結果は、以下の表１によって証明できる。

表１は、図８のパッド電極部１０３に、ボンディングワイヤを超音波および荷重を加えることによって接合したときに、光反射層８３において層剥がれが発生したか否かを示す結果である（各条件サンプル数２４）。表１において、「センター」は、ボンディングワイヤをパッド電極部１０３の中央に接合した場合を示し、「２０μｍ」および「４０μｍ」は、それぞれ、パッド電極部１０３の中央から２０μｍおよび４０μｍずらした位置にボンディングワイヤを接合した場合を示す。

表１から明らかなように、いずれの条件においても、光反射層８３における層剥がれは発生しなかった。
さらに、半導体発光装置８１では、Ｂｅを含む接合材料層１１３が光透過層８４に直接積層されるのではなく、第２光反射層１１５が介在していることによって、光反射層８３の反射率を向上でき、半導体発光装置８１の光度を向上させることができる。この結果は、図１２に示されている。

図１２は、第２光反射層１１５と、光度および反射率それぞれとの関係を示すグラフである。図１２において、第２光反射層１１５の厚さ＝０Åは、接合材料層１１３が光透過層８４に直接接している場合を示している。
図１２によれば、第２光反射層１１５が、光透過層８４と接合材料層１１３との間に介在していることによって（第２光反射層１１５の厚さ＞０Å）、光反射層８３の反射率および半導体発光装置８１の光度の両方が向上していることが分かる。特に、第２光反射層１１５の厚さが、１００Å～１０００Åの範囲であれば十分な反射率および光度を得ることができ、５００Å～１０００Åの範囲であれば、接合材料拡散領域１１８の存在下においても、Ａｕ層単層の反射率（＝９５％）と同程度の反射率を発現することができた。ただし、接合材料層１１３を設けないで、第２光反射層１１５をＡｕ層単層とした場合には、半導体発光装置８１の構造に比べて、光透過層８４と第２光反射層１１５（Ａｕ層単層）との密着性が劣ることを付け加えておく。

また、第１光反射層１１４と第３光反射層１１７との間にバリア層１１６が介在しているため、接合材料層１１３中のＢｅが第３光反射層１１７側に拡散することを防止することができる。これにより、第１層１２１と第２層１２２との熱圧着（図１１Ｅ）に先立って第１層１２１の表面にＢｅＯ層等の酸化物が形成され、熱圧着の際に、第１層１２１と第２層１２２との密着性が低下することを抑制することができる。これは、Ｃｒに比べてＢｅが、Ａｕ層全体に拡散しやすいため、バリア層１１６の形成が効果的である。

さらに、アノード側コンタクト層１０７の厚さＴ_１は、光透過層８４の厚さＴ_２以下であることによって、図１０の第１界面１２４が第２界面１２５に比べて、化合物半導体層８５の反対側に突出することを防止することができる。つまり、化合物半導体層８５の第２表面１０５を基準とする高さに関して、図８のＯＤＲ構造（アノード側コンタクト層１０７）よりも大きな占有率を有する光透過層８４上の第２界面１２５の高さを、第１界面１２４の高さよりも高くしておくことによって、光反射層８３の第１層１２１と第２層１２２とを、より広い面積で密着させることができる。 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することもできる。

前述の半導体発光装置１の製造方法では、第２光反射層２３の上に接合材料層４が形成される例について説明した（図４Ｈ参照）。これに代えて、接合材料層４は、非発光体部２に係る第１光反射層１２の工程（図４Ｃ参照）後に、第１光反射層１２の上に形成されてもよい。
前述の半導体発光装置６１の製造方法では、第２光反射層２３の上に接合材料層６５が形成される例について説明した（図６Ｅ参照）。これに代えて、接合材料層６５は、非発光体部２に係る第１光反射層１２の工程（図４Ｃ参照）後に、第１光反射層１２の上に形成されてもよい。

以下、括弧内の英数字は、前述の各実施形態における対応構成要素等を表すが、これらは技術的思想および／または着想を明確にすべく一例として記載しているに過ぎず、括弧内の構成要素に限定する趣旨で挿入されていない。
前述の第１実施形態に係る技術的思想および／または着想は、半導体発光装置の分野以外の種々の分野にも適用できる。つまり、光透過層（ＩＴＯ層）に対する光反射層（Ａｕ層）の密着力を高めるため、光反射層（Ａｕ層）の表層部に、光透過層（ＩＴＯ層）に対する密着力が高い性質を有する元素（Ｃｒ）を含む接合材料拡散領域（４１）を形成するという技術的思想および／または着想は、種々の分野に適用できる。

たとえば、光透過層（２２）と、前記光透過層を被覆する光反射層（２３）と、前記光透過層および前記光反射層の間の境界部において前記光反射層の表層部に形成され、前記光反射層を構成する元素（Ａｕ）よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素（Ｃｒ）を有する接合材料拡散領域（４１）と、を含む接合構造体が提供されてもよい。

この接合構造体は、半導体発光装置の他、電気電子分野に属する種々のアプリケーションに適用できる。種々のアプリケーションには、電子部品、半導体レーザ装置、半導体装置等が含まれてもよい。
この接合構造体は、さらに、前記光反射層を挟んで前記光透過層に対向するように、前記光反射層を被覆し、前記光反射層を構成する元素（Ａｕ）よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素（Ｃｒ）を有する接合材料層（４）を含んでいてもよい。

この接合構造体は、さらに、前記接合材料層を挟んで前記光反射層に対向するように前記接合材料層を被覆する第２の光反射層（１２）を含んでいてもよい。第２の光反射層は、前記光反射層を構成する元素（Ａｕ）と同一種からなる元素（Ａｕ）を含んでいてもよい。
前述の第２実施形態に係る技術的思想および／または着想は、半導体発光装置の分野以外の種々の分野にも適用できる。つまり、光透過層（ＳｉＯ_２層および／またはＳｉＮ層）に対する光反射層（Ａｕ層）の密着力を高めるため、光反射層（Ａｕ層）の表層部に、光透過層（ＳｉＯ_２層および／またはＳｉＮ層）に対する密着力が高い性質を有する元素（Ｂｅ）を含む接合材料拡散領域（６６）を形成するという技術的思想および／または着想は、種々の分野に適用できる。

たとえば、光透過層（６２）と、前記光透過層を被覆する光反射層（２３）と、前記光透過層および前記光反射層の間の境界部において前記光反射層の表層部に形成され、前記光反射層を構成する元素（Ａｕ）よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素（Ｂｅ）を有する接合材料拡散領域（６６）と、を含む接合構造体を提供されてもよい。

この接合構造体は、半導体発光装置の他、電気電子分野に属する種々のアプリケーションに適用できる。種々のアプリケーションには、電子部品、半導体レーザ装置、半導体装置等が含まれてもよい。
この接合構造体は、さらに、前記光反射層を挟んで前記光透過層に対向するように、前記光反射層を被覆し、前記光反射層を構成する元素（Ａｕ）よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素（Ｂｅ）を有する接合材料層（６５）を含んでいてもよい。

この接合構造体は、さらに、前記接合材料層を挟んで前記光反射層に対向するように前記接合材料層を被覆する第２の光反射層（１２）を含んでいてもよい。第２の光反射層は、前記光反射層を構成する元素（Ａｕ）と同一種からなる元素（Ａｕ）を含んでいてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 半導体発光装置
２ 非発光体部
３ 発光体部
４ 接合材料層
５ アノード電極層
６ カソード電極層
１０ 基板
１２ 第１光反射層
１３ 第１表面
１４ 第１裏面
２１ 化合物半導体層
２２ 光透過層
２３ 第２光反射層
２４ 第２表面
２５ 第２裏面
４１ 接合材料拡散領域
６１ 半導体発光装置
６２ 光透過層
６５ 接合材料層
６６ 接合材料拡散領域
８１ 半導体発光装置
８２ 基板
８３ 光反射層
８４ 光透過層
８５ 化合物半導体層
８６ 第１裏面
８７ アノード電極層
８８ 第２裏面
８９ カソード電極層
９１ 第１表面
１０５ 第２表面
１１３ 接合材料層
１１４ 第１光反射層
１１５ 第２光反射層
１１６ バリア層
１１７ 第３光反射層
１１８ 接合材料拡散領域

Claims (17)

1. 主面を有し、光を生成する半導体層と、
   光透過性を有し、前記半導体層の前記主面を被覆する光透過層と、
   光反射性を有し、前記光透過層を被覆する光反射層と、
   前記光透過層および前記光反射層の間の境界部において前記光反射層の表層部に形成され、前記光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を有する接合材料拡散領域と、を含み、
   前記光反射層は、金を含み、
   前記光透過層は、酸化インジウムスズを含み、
   前記接合材料拡散領域は、前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素としてのクロムを含む、半導体発光装置。
2. 主面を有し、光を生成する半導体層と、
   光透過性を有し、前記半導体層の前記主面を被覆する光透過層と、
   光反射性を有し、前記光透過層を被覆する光反射層と、
   前記光透過層および前記光反射層の間の境界部において前記光反射層の表層部に形成され、前記光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を有する接合材料拡散領域と、を含み、
   前記光反射層は、金を含み、
   前記光透過層は、酸化シリコンおよび窒化シリコンのいずれか一方または双方を含み、
   前記接合材料拡散領域は、前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素としてのベリリウムを含む、半導体発光装置。
3. 前記光反射層を挟んで前記光透過層に対向するように前記光反射層を被覆し、前記光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を有する接合材料層をさらに含む、請求項１または２に記載の半導体発光装置。
4. 前記接合材料層は、前記接合材料拡散領域に含まれる元素と同一種からなる元素を含む、請求項３に記載の半導体発光装置。
5. 前記接合材料層は、前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を、前記光反射層の表層部に拡散させて供給する元素供給源として形成されており、
   前記接合材料拡散領域は、前記接合材料層から前記光反射層の表層部に拡散した元素を含む、請求項３または４に記載の半導体発光装置。
6. 前記光透過層は、前記半導体層の前記主面を選択的に露出させるコンタクト孔を有し、
   前記コンタクト孔に前記半導体層の前記主面に接するように形成されたコンタクト層をさらに含み、
   前記光反射層は、前記コンタクト層および前記光透過層を覆うように形成されている、請求項２に記載の半導体発光装置。
7. 前記コンタクト層は、前記コンタクト孔の開口サイズよりも小さく形成されており、
   前記コンタクト孔の周縁と前記コンタクト層の端縁との間に空間が形成されている、請求項６に記載の半導体発光装置。
8. 前記コンタクト層は、前記半導体層側から順に、ＡｕＢｅ合金を含む第１層、Ｎｉを含む第２層、およびＡｕを含む第３層の積層構造を含む、請求項６または７に記載の半導体発光装置。
9. 前記光反射層を挟んで前記光透過層に対向するように前記光反射層を被覆し、ベリリウムを含む接合材料層と、
   前記接合材料層を挟んで前記光反射層に対向する第２光反射層と、
   前記第２光反射層上に積層されたバリア層と、
   前記バリア層上に積層された第３光反射層とをさらに含む、請求項６～８のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
10. 前記バリア層は、Ｔｉを含み、
    前記第３光反射層は、Ａｕを含む導電性光反射層を含む、請求項９に記載の半導体発光装置。
11. 一方側の第１表面および他方側の第１裏面を有する基板、ならびに、光反射性を有し、前記基板の前記第１表面を被覆する第１光反射層を含む、非発光体部と、
    一方側の第２表面および他方側の第２裏面を有し、光を生成する半導体層、光透過性を有し、前記半導体層の前記第２表面を被覆する光透過層、光反射性を有し、前記光透過層を被覆する第２光反射層、ならびに、前記光透過層および前記第２光反射層の間の境界部において前記第２光反射層の表層部に形成され、前記第２光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を有する接合材料拡散領域を含み、前記半導体層の前記第２表面を前記非発光体部に係る前記基板の前記第１表面に対向させた姿勢で、前記非発光体部の上に配置された発光体部と、を含み、
    前記第２光反射層は、金を含み、
    前記光透過層は、酸化インジウムスズを含み、
    前記接合材料拡散領域は、前記酸化インジウムスズに対する密着力が高い性質を有する元素としてのクロムを含む、半導体発光装置。
12. 一方側の第１表面および他方側の第１裏面を有する基板、ならびに、光反射性を有し、前記基板の前記第１表面を被覆する第１光反射層を含む、非発光体部と、
    一方側の第２表面および他方側の第２裏面を有し、光を生成する半導体層、光透過性を有し、前記半導体層の前記第２表面を被覆する光透過層、光反射性を有し、前記光透過層を被覆する第２光反射層、ならびに、前記光透過層および前記第２光反射層の間の境界部において前記第２光反射層の表層部に形成され、前記第２光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を有する接合材料拡散領域を含み、前記半導体層の前記第２表面を前記非発光体部に係る前記基板の前記第１表面に対向させた姿勢で、前記非発光体部の上に配置された発光体部と、を含み、
    前記第２光反射層は、金を含み、
    前記光透過層は、酸化シリコンおよび窒化シリコンのいずれか一方または双方を含み、
    前記接合材料拡散領域は、前記酸化シリコンに対する密着力が高い性質を有する元素としてのベリリウムを含む、半導体発光装置。
13. 前記非発光体部に係る前記第１光反射層および前記発光体部に係る前記第２光反射層の間に介在し、前記第２光反射層を構成する元素よりも前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を含む接合材料層をさらに含む、請求項１１または１２に記載の半導体発光装置。
14. 前記接合材料層は、前記接合材料拡散領域に含まれる元素と同一種からなる元素を含む、請求項１３に記載の半導体発光装置。
15. 前記接合材料層は、前記光透過層に対する密着力が高い性質を有する元素を、前記第２光反射層の表層部に拡散させて供給する元素供給源として形成されており、
    前記接合材料拡散領域は、前記接合材料層から前記第２光反射層の表層部に拡散した元素を含む、請求項１３または１４に記載の半導体発光装置。
16. 前記基板は、導体基板または半導体基板を含む、請求項１１～１５のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
17. 前記基板の前記第１裏面を被覆する第１電極と、
    前記半導体層の前記第２裏面を被覆する第２電極と、をさらに含む、請求項１１～１６のいずれか一項に記載の半導体発光装置。

Images