WO2009102032A1 - ＧａＮ系ＬＥＤ素子およびその製造方法 - Google Patents

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WO2009102032A1
WO2009102032A1 PCT/JP2009/052430 JP2009052430W WO2009102032A1 WO 2009102032 A1 WO2009102032 A1 WO 2009102032A1 JP 2009052430 W JP2009052430 W JP 2009052430W WO 2009102032 A1 WO2009102032 A1 WO 2009102032A1
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film
gan
tco
led element
tco film
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PCT/JP2009/052430
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English (en)
French (fr)
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Keiji Miyashita
Hiromitsu Kudo
Toshihiko Shima
Hiroaki Okagawa
Takahide Jouichi
Masahiro Koto
Shin Hiraoka
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corporation
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Publication date
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    • H01L33/42—Transparent materials

Definitions

  • the present invention relates to a pn-junction type GaN-based LED element having a light-emitting element structure composed of p-type and n-type GaN-based semiconductors and a method for manufacturing the same, and in particular, has a TCO film on the surface of a p-type GaN-based semiconductor layer.
  • the present invention also relates to a GaN-based LED element having a bonding pad on a part of the TCO film and a method for manufacturing the same.
  • a GaN-based semiconductor is a compound semiconductor represented by the chemical formula Al a In b Ga 1-ab N (0 ⁇ a ⁇ 1, 0 ⁇ b ⁇ 1, 0 ⁇ a + b ⁇ 1), a group 3 nitride semiconductor, Also called a nitride-based semiconductor.
  • a pn-junction GaN-based LED element which has a light-emitting element structure made of p-type and n-type GaN-based semiconductors, can generate green to near-ultraviolet light, and is practically used for applications such as traffic lights and display devices. Has been.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure of a typical pn junction type GaN-based LED element.
  • the GaN-based LED element 100 is also referred to as an n-type GaN-based semiconductor layer (hereinafter also referred to as “n-type layer”) 102 and a p-type GaN-based semiconductor layer (hereinafter also referred to as “p-type layer”) on a substrate 101 made of sapphire or the like. .) 103, and an n-electrode 104 is formed on the surface of the n-type layer 102 partially exposed by etching, and a p-electrode 105 is formed on the surface of the p-type layer 103.
  • n-type layer n-type GaN-based semiconductor layer
  • p-type layer p-type GaN-based semiconductor layer
  • the n-electrode 104 is an electrode that serves both as an ohmic electrode and a bonding pad, and uses a material (Ti, TiW, Al, TCO, etc.) in which the n-type layer 102 is in ohmic contact with the n-type GaN-based semiconductor. Is formed.
  • the p-electrode 105 includes a TCO film 105a (transparent electrode) that is an ohmic electrode formed on the surface of the p-type layer 103, and a bonding pad 105b formed on a part of the TCO film.
  • TCO is a transparent conductive oxide (Transparent Conductive Oxide), typically ITO (indium tin oxide), indium oxide, tin oxide, IZO (indium zinc oxide), AZO (aluminum). Zinc oxide), zinc oxide, FTO (fluorine-doped tin oxide) and the like are exemplified.
  • ITO is a TCO material widely used for electrodes for GaN-based LED elements.
  • a metal film constituting the bonding pad In a pn junction type GaN-based LED element having a transparent electrode on a p-type layer and a bonding pad on a part of the transparent electrode, such as the element shown in FIG. 16, a metal film constituting the bonding pad Conventionally, a decrease in luminous efficiency due to absorption or shielding of light generated at the pn junction has been a problem. In order to solve this problem, an insulating structure is inserted between the bonding pad and the p-type layer so that carriers are hardly injected into the p-type layer immediately below the bonding pad.
  • Patent Documents 1, 2, and 3 A GaN-based LED element configured to suppress light emission at a pn junction immediately below has been devised (Patent Documents 1, 2, and 3).
  • Patent Document 4 a metal film is used as a transparent electrode, but the above problem can be solved by partially destroying the ohmic contact between the p-type layer and the electrode immediately below the bonding pad.
  • the illustrated GaN-based LED element is disclosed.
  • the method described in this document for damaging the metal / GaN interface after the formation of a transparent electrode can cause contamination or damage to the p-type layer surface. There is an advantage that it is not necessary to perform this before forming the transparent electrode.
  • Patent Document 4 Since no method is disclosed, it is unclear whether the method described in Patent Document 4 can be applied to a GaN-based LED element in which an ohmic electrode is formed of TCO.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art.
  • a pn junction type GaN-based LED element having a TCO film on a p-type layer and a bonding pad on a part of the TCO film.
  • the main object of the present invention is to provide a new configuration relating to suppression of light emission at the pn junction immediately below the bonding pad.
  • the following invention is disclosed.
  • an n-type GaN-based semiconductor layer A p-type GaN-based semiconductor layer stacked on the n-type GaN-based semiconductor layer; An n-electrode connected to the n-type GaN-based semiconductor layer;
  • a TCO film formed on the surface of the p-type GaN-based semiconductor layer;
  • a conductive sputtered film formed on a part of the TCO film;
  • a GaN-based LED element comprising: (2) The GaN-based LED element according to (1), wherein the thickness of the TCO film is 0.4 ⁇ m or less.
  • the TCO film is a first TCO film that is a flat film, a current diffusion layer formed on a part of the first TCO film,
  • a GaN-based LED element comprising: (4) The GaN-based LED element according to (3), wherein the first TCO film has a thickness of 0.2 ⁇ m or less.
  • the resistance between the p-type GaN-based semiconductor layer and the TCO film is substantially affected on the TCO film.
  • a wafer including an n-type GaN-based semiconductor layer, a p-type GaN-based semiconductor layer stacked on the n-type GaN-based semiconductor layer, and a TCO film formed on the surface of the p-type GaN-based semiconductor layer The process of preparing A region in which the resistance between the p-type GaN-based semiconductor layer and the TCO film is partially increased by covering the surface of the wafer with a protective film having an opening at a bonding pad formation scheduled site on the TCO film. Forming a conductive sputtered film on the surface of the TCO film through the opening so as to correspond to the opening;
  • the manufacturing method of the GaN-type LED element characterized by having.
  • the thickness of the TCO film is 0.4 ⁇ m or less.
  • the TCO film includes a first TCO film that is a flat film, and a current diffusion layer formed in a part on the first TCO film. A method for producing a GaN-based LED element.
  • the film thickness of the first TCO film is 0.2 ⁇ m or less.
  • the resistance between the p-type GaN-based semiconductor layer and the TCO film on the TCO film is not substantially affected.
  • the GaN-based LED element according to the present invention has a resistance increasing region which is a region where the resistance between the p-type layer and the TCO film is partially increased, and a bonding pad formed on this region. Since the carrier injection from the TCO film to the p-type layer is suppressed in the resistance increasing region, light emission at the pn junction is suppressed below the region. Therefore, this LED element has a configuration in which light emission at the pn junction immediately below the bonding pad is suppressed. This LED element can be configured such that the region where the bonding pad is formed and the resistance increasing region are almost perfectly aligned. In such a case, only light emission directly under the bonding pad is possible. Can be reliably suppressed.
  • the electrical connection between the TCO film and the bonding pad is sufficiently ensured even in the resistance increasing region, the electrical characteristics of the element are destabilized.
  • the area of the bonding pad can be reduced without incurring. By reducing the area of the bonding pad, the total amount of light absorbed by the bonding pad can be reduced.
  • the resistance increasing region is formed after the formation of the TCO film, the operation caused by contamination or damage of the p-type layer surface before the formation of the TCO film. It is unlikely that the problem of voltage rise will occur.
  • a GaN-based LED element having the above preferable properties can be easily manufactured.
  • FIG.7 (a) is the top view which looked at the element from the electrode arrangement surface side
  • FIG.7 (b) is FIG.7 (a).
  • FIG.8 (a) is the top view which looked at the element from the electrode arrangement
  • FIG.8 (b) is FIG.8 (a).
  • FIG.8 (a) is the top view which looked at the element from the electrode arrangement
  • FIG.12 (a) is the top view which looked at the element from the electrode arrangement
  • FIG.12 (b) is FIG.12 (a). It is sectional drawing in the position of XX. It is a top view which shows the structure of the GaN-type LED element which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG.15 (a) is the top view which looked at the LED element from the electrode arrangement
  • FIG.15 (b) is FIG.15 (a).
  • an ITO film for forming a p-side ohmic electrode was formed on the p-type contact layer of this epitaxial wafer to a thickness of about 0.2 ⁇ m by using an electron beam evaporation method. Then, the formed ITO film was subjected to a heat treatment at 500 ° C. for 20 minutes in an air atmosphere. After the heat treatment, this ITO film was formed into a predetermined shape by dissolving and removing unnecessary portions by hydrochloric acid etching. In addition, it was confirmed from cross-sectional SEM observation that the obtained ITO film
  • a recess was formed by RIE (reactive ion etching) at a position where the n electrode of the epitaxial layer was to be formed, and the n-type contact layer was exposed at the bottom of the recess.
  • the lift-off method is used to simultaneously form an n-electrode (also used as a bonding pad) on the n-type contact layer surface exposed in the above process and a p-side bonding pad on the ITO film surface. It was.
  • the lift-off method is a technique for forming a desired thin film on a wafer surface in a desired pattern, and is a technique well known in the art.
  • an n-electrode and a p-side bonding pad were formed by a lift-off method using a photoresist film formed to a thickness of 6 ⁇ m.
  • a naphthoquinonediazide-novolak resin-based positive photoresist manufactured by AZ Electronic Materials, product name: AZ P4620 was used as the photoresist.
  • the photoresist applied to the wafer surface was baked at 100 ° C. for 30 minutes, and then exposed and developed. The photoresist after development was not baked.
  • the metal film for the electrode was a two-layer structure film in which an Au film having a thickness of 500 nm was laminated on a TiW film having a thickness of 100 nm. Therefore, the film thickness of the photoresist film is 10 times that of the metal film. Both the TiW film and the Au film were formed by sputtering.
  • a Ti—W target having a Ti content of 10 wt% is used as a target
  • Ar (argon) is used as a sputtering gas
  • RF power is 200 W
  • sputtering gas pressure is 1.0 ⁇ 10 ⁇ 1 Pa. Sputtering was performed.
  • the metal film was formed into a predetermined electrode shape by removing the photoresist film from the wafer using a remover solution.
  • a protective coating (passivation film) made of silicon oxide was formed on the wafer surface excluding the surfaces of the n-electrode and the p-side bonding pad by using an electron beam evaporation method. Thereafter, the back surface of the sapphire substrate was lapped to reduce the thickness of the wafer to 80 ⁇ m, and then the wafer was divided using a scriber to obtain a 350 ⁇ m square plate-like GaN-based LED chip.
  • the forward voltage Vf (20 mA) of this chip was 3.3V.
  • the LED chip produced by the above procedure was deteriorated under accelerated deterioration conditions. Specifically, the LED chip is flip-chip mounted on the stem via the submount, and continuously for 1000 hours under the conditions of an environmental temperature of 100 ° C. and a forward current of 114 mA so that the temperature of the pn junction is 230 ° C. Lighted up. After deteriorating in this way, the LED chip is removed from the submount, the protective coating and the ITO film are removed from the surface of the epitaxial layer using acid, and then the surface of the epitaxial layer (the surface of the p-type contact layer) is removed. A cathodoluminescence (CL) image was obtained. The acquired CL image is shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a CL image of the epitaxial layer surface obtained in the same manner and included in the as-manufactured LED chip. As apparent from FIG. 2, the distribution of the transition defects on the surface of the epitaxial layer was uniform in the undegraded state.
  • the present inventors measured the temperature of the pn junction when the LED chip was turned on under the above conditions by a method using a thermocouple, but a significant temperature was found between the area directly below the p-side bonding pad and the surrounding area. There was no difference. From this, the obvious difference in dislocation density between the area immediately below the bonding pad and the surrounding area seen in the epitaxial layer of the chip deteriorated by continuous lighting is not caused solely by the thermal action. The present inventors concluded. The conclusion of the present inventors is that an electrical effect is involved in the increase in defect density associated with continuous lighting, and the density of carriers injected from the ITO film into the p-type layer is low immediately below the p-side bonding pad. Therefore, an increase in defect density is suppressed.
  • the method of forming the bonding pad is related to the decrease in the injected carrier density immediately below the bonding pad.
  • the metal film constituting the bonding pad is formed by sputtering
  • the surface of the ITO film is protected by a thick photoresist film outside the region where the bonding pad is to be formed.
  • the surface of the ITO film is exposed in the region where the bonding pad is to be formed. Therefore, when the bonding pad is formed, in this region, the surface of the p-type layer that is only covered with the thin ITO film is damaged by the impact of sputtered particles or high-energy particles.
  • the resistance between the ITO film and the p-type layer is relatively high immediately below the bonding pad, and as a result, when a forward current is supplied to the LED chip, carriers from the ITO film to the p-type layer are obtained. Implantation is unlikely to occur directly below the bonding pad.
  • the increase in resistance at the damaged part is explained as follows. That is, in the GaN-based semiconductor, nitrogen vacancies are formed at a high concentration in the damaged portion due to the high vapor pressure of nitrogen, which is a group V component. Since these nitrogen vacancies serve as donors, the p-type GaN-based semiconductor causes a decrease in p-type carrier concentration due to self-compensation. This increases the resistivity of the semiconductor and the contact resistance between the semiconductor and the electrode.
  • the generation efficiency of p-type carriers is essentially low in a GaN-based semiconductor that is a wide gap semiconductor, that is, the carrier concentration of the p-type layer is basically low, so that the carrier concentration is further reduced by being damaged.
  • the increase in contact resistance when this occurs is significant.
  • the GaN-based LED element and the manufacturing method thereof disclosed by the experimental examples described above are included in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the GaN-based LED element 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the GaN-based LED element 10 has a laminated body composed of an n-type GaN-based semiconductor layer 12 and a p-type GaN-based semiconductor layer 13 on a substrate 11, and the surface of the n-type layer 12 that is partially exposed by etching.
  • the n-electrode 14 is formed on the p-type layer 13, and the p-electrode 15 is formed on the surface of the p-type layer 13.
  • the n-electrode 14 is an electrode that serves both as an ohmic electrode and a bonding pad, and a portion in contact with the n-type layer 12 is formed using a material that is in ohmic contact with the n-type GaN-based semiconductor.
  • the p electrode 15 includes a TCO film 15a (transparent electrode) that is an ohmic electrode formed on the surface of the p-type layer 13, and a bonding pad 15b formed on a part of the TCO film.
  • the GaN-based LED element 10 has a resistance increasing region 16 that is a region where the resistance between the p-type GaN-based semiconductor layer 13 and the TCO film 15a is partially increased, and the bonding pad 15b has an increased resistance. It is formed on region 16.
  • the resistance increasing region 16 is formed when the bonding pad 15b is deposited on the surface of the TCO film 15a by a sputtering method, and corresponds to a contact region between the TCO film 15a and the bonding pad 15b. Since the carrier injection from the TCO film 15a to the p-type layer 13 hardly occurs in the resistance increasing region 16, light emission at the pn junction is suppressed below the carrier increasing region 16. Therefore, in this LED element 10, it can be said that light emission at the pn junction immediately below the bonding pad 15b is suppressed.
  • the bonding pad and the GaN-based semiconductor are separated by a TCO film having a refractive index lower than that of the GaN-based semiconductor.
  • This configuration is a preferable configuration in order to reduce a loss caused by the bonding pad absorbing light. This is because light propagating in the GaN-based semiconductor layer is difficult to enter the back surface of the bonding pad due to total reflection occurring at the interface between the GaN-based semiconductor and the TCO film.
  • vapor phase epitaxial growth methods such as MOVPE method (organometallic compound vapor phase growth method), MBE method (molecular beam epitaxy method), and HVPE method (hydride vapor phase growth method) are used.
  • MOVPE method organometallic compound vapor phase growth method
  • MBE method molecular beam epitaxy method
  • HVPE method hydrogen vapor phase growth method
  • the TCO is formed on the p-type GaN-based semiconductor layer of the epitaxial wafer obtained in the above step by using an appropriate method such as a vacuum deposition method, a spray method, or a sol-gel method.
  • a film 15a is formed.
  • unnecessary portions are removed using photolithography and etching (wet or dry) techniques, thereby forming the TCO film into a predetermined shape as shown in FIG.
  • a heat treatment may be applied to the TCO film 15a before or after molding, if necessary.
  • a part of the epitaxial layer is removed by RIE (reactive ion etching) to form a recess, and the n-type GaN-based semiconductor layer 12 is exposed at the bottom of the recess.
  • a protective film P that covers the entire wafer surface is formed, and an opening is formed in the protective film P as shown in FIG.
  • the n electrode 14 is formed on the exposed surface of the n-type GaN-based semiconductor layer 12, and the TCO film 15a. Bonding pads 15b are respectively formed on a part of the surface of the substrate.
  • a sputtering method is used for depositing the metal film. After the sputtering process, the protective film P is lifted off.
  • the first point is that, in the sputtering step, the p-type GaN-based semiconductor layer 13 and the region corresponding to the region where the bonding pad 15b is deposited on the surface of the TCO film 15a (the region where the protective film P has an opening) are formed. Sputtering conditions are set so that a region 16 having a partially increased resistance with the TCO film 15a is formed. This increase in resistance is considered to be caused by the impact of sputtered particles or high-energy particles as described above, and can be promoted, for example, by lowering the sputtering atmosphere.
  • a low-pressure atmosphere may be used at the beginning of the sputtering process to increase the effect of high energy particles, and the pressure may be increased during the process.
  • the second point is that in the region covered with the protective film P, the resistance between the p-type GaN-based semiconductor layer 13 and the TCO film 15a is not changed substantially before and after the sputtering process, depending on the sputtering conditions used.
  • the material and film thickness of the protective film P are determined so that a sufficient protective effect is produced. Since the organic material is inferior in protective effect to the inorganic material, the film thickness should be larger when the protective film P is formed of the organic material than when the inorganic material is used.
  • Photoresists capable of forming a thick film of 10 ⁇ m or more, mainly used for forming bumps (microelectrodes) by electroplating, are commercially available, and can be preferably used as the protective film P.
  • the p-type layer 13 and the TCO film are caused by contamination or damage on the surface of the p-type layer 13.
  • the possibility that the problem of an increase in contact resistance with 15a occurs is reduced.
  • the region where the bonding pad 15b is formed and the resistance increasing region 16 are substantially perfectly aligned. That is, the resistance increasing region 16 is selectively formed at a site most highly necessary to suppress carrier injection from the TCO film 15a to the p-type layer 13. Therefore, it is possible to reliably suppress only light emission directly under the bonding pad.
  • the protective film P can have a two-layer structure including an insulating transparent inorganic thin film P1 that can be used as a passivation film and a photoresist P2 laminated thereon.
  • this two-layer protective film P is formed on the entire surface of the wafer. .
  • the transparent inorganic thin film P1 is formed, the resistance between the p-type GaN-based semiconductor layer 13 and the TCO film 15a is not substantially increased.
  • the photoresist P2 is patterned by a normal method to form an opening.
  • the transparent inorganic thin film P1 is selectively etched using the photoresist P2 as a mask, the same opening pattern is formed in the transparent inorganic thin film P1 and the photoresist P2 as shown in FIG. 6C. can do.
  • bonding pads 14 and 15b are formed on the wafer surface as shown in FIG. 6 (d).
  • a structure is obtained in which the transparent inorganic thin film P1 covers the portion other than the portion.
  • the transparent inorganic thin film P1 is left on the LED element surface and used as a passivation film.
  • formation and patterning of the transparent inorganic thin film can be completed first, and then formation and patterning of the photoresist film can be performed. . In this case, it is not always necessary to match the opening pattern formed in the transparent inorganic thin film with the opening pattern formed in the photoresist.
  • Substrate 11 includes sapphire, spinel, silicon carbide, silicon, GaN-based semiconductor (GaN, AlGaN, etc.), gallium arsenide, gallium phosphide, gallium oxide, zinc oxide, LGO, NGO, LAO, zirconium boride, boride
  • a crystal substrate (single crystal substrate, template) made of a material such as titanium can be preferably used.
  • conductivity can be imparted to a substrate made of silicon carbide, silicon, GaN-based semiconductor, gallium arsenide, gallium phosphide, gallium oxide, zinc oxide, zirconium boride, or titanium boride.
  • an electrode connected to the n-type GaN-based semiconductor layer 12 can be formed on the back surface of the substrate instead of being formed on the surface of the layer.
  • a buffer layer such as a low-temperature buffer layer, a high-temperature buffer layer (single crystal buffer layer), or a superlattice buffer layer made of a GaN-based semiconductor or other materials can be appropriately selected and used.
  • the n-type layer 12 can be formed of GaN, AlGaN, InGaN, or AlInGaN to which an n-type impurity such as Si or Ge is added.
  • a GaN layer having a thickness of 2 ⁇ m to 6 ⁇ m in which Si is added to a concentration of 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 to 1 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 is provided.
  • the p-type layer 13 can be formed of GaN, AlGaN, InGaN, or AlInGaN to which p-type impurities such as Mg and Zn are added.
  • the p-type layer 13 is preferably made of Al a Ga 1-a N (0 ⁇ a ⁇ 0.2) in which Mg is added to a concentration of 2 ⁇ 10 19 cm ⁇ 3 to 1 ⁇ 10 20 cm ⁇ 3. , 0.1 ⁇ m to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.1 ⁇ m to 0.5 ⁇ m.
  • a cladding layer having a relatively high mixed crystal ratio of AlN is provided in a portion adjacent to the active layer, while a surface on which the p electrode 15 is formed On the side, it is desirable to reduce the mixed crystal ratio of AlN.
  • an active layer in particular, an active layer having a multiple quantum well structure, at the pn junction formed between the n-type layer 12 and the p-type layer 13.
  • stress between the substrate 11 and the n-type layer 12, inside the n-type layer 12, between the n-type layer 12 and the p-type layer 13, and inside the p-type layer 13 can be stressed by referring to a known technique.
  • a GaN-based semiconductor layer (including a stacked body) having various purposes such as relaxation of strain, reduction of dislocation density, improvement of electrostatic withstand voltage characteristics, and improvement of light emission efficiency can be provided.
  • the n electrode 14 is formed of a material capable of forming an ohmic contact with the n-type GaN-based semiconductor at least at a portion in contact with the n-type layer 12.
  • a material Ti (titanium), Al (aluminum), W (tungsten) or V (vanadium) alone or an alloy containing these as a main component, or TCO is preferably exemplified.
  • the surface layer of the n-electrode 14 is made of Ag (silver), Au (gold), Sn (tin), In (indium), Bi (bismuth), Cu (copper) so that bonding wires, solder, bumps, etc. can be easily joined. , Zn (zinc) or the like is preferable.
  • the n-electrode can also be composed of an ohmic electrode made of TCO and a bonding pad formed on a part thereof.
  • the TCO film 15a can be formed using various known TCOs such as indium oxide, zinc oxide, tin oxide, and titanium oxide.
  • Preferred TCO materials include ITO, IZO (indium zinc oxide), AZO (aluminum zinc oxide), GZO (gallium zinc oxide), FTO (fluorine-doped tin oxide), and the like.
  • the thickness of the TCO film 15a is preferably 0.01 ⁇ m to 0.4 ⁇ m.
  • the inventors of the present invention have the following conditions: an ambient temperature of 145 ° C. and a forward current of 100 mA for a GaN-based LED chip manufactured in the same manner as in Experimental Example 1 except that the thickness of the ITO film is changed to 0.4 ⁇ m.
  • the CL image of the epitaxial layer surface was observed in the same manner as in Experimental Example 1.
  • the density of dislocation defects was clearly lower in the region immediately below the p-side bonding pad than in the surrounding region.
  • the method of forming the TCO film 15a there is no limitation on the method of forming the TCO film 15a, and an appropriate method may be adopted with reference to known techniques. Use of the sputtering method is not hindered. By preventing the high energy particles from entering the surface of the p-type layer by increasing the pressure in the sputtering atmosphere, it is possible to form a TCO film having a low resistance with the p-type layer even by the sputtering method. It is.
  • the material of the bonding pad 15b is not particularly limited, but in order to increase the reflectivity, the portion in contact with the TCO film 15a is made of Ag (silver), Al (aluminum), platinum group metal (Ru, Rh, Pd). , Os, Ir, Pt), nickel (Ni), or other silver-white metal, or TCO is preferably used.
  • the surface layer portion of the bonding pad 15b is preferably formed of Ag, Au, Sn, In, Bi, Cu, Zn or the like so that bonding wires, solder, bumps, and the like can be easily bonded.
  • a protective coating may be provided on the surface of the LED element 10 except for the surfaces of the n-electrode 14 and the bonding pad 15b.
  • the protective coating can be formed of a metal oxide, a metal nitride, or a metal oxynitride having good transparency at the emission wavelength of the LED element. Specific examples include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, spinel, aluminum nitride, tantalum oxide, zirconium oxide, and hafnium oxide.
  • the resistance between the TCO film and the p-type layer becomes more conspicuous in the resistance increasing region 16 than in other regions as the thickness of the TCO film 15a is reduced. growing. This is because, as the film thickness decreases, the action as a protective material of the TCO film (the action of protecting the p-type layer surface in the sputtering process) becomes smaller. Further, when the thickness of the TCO film is reduced, there is an advantage that loss due to light absorption of the film can be reduced. This advantage is particularly noticeable in LED elements that generate light in the near-ultraviolet to violet wavelength range, which is the wavelength range where the permeability of the TCO film is low.
  • the horizontal current spreading function is a function of spreading the current supplied from the bonding pad in a direction (horizontal direction) parallel to the pn junction surface. If the current does not spread in the TCO film in the horizontal direction, even if there is a difference in resistance between the p-type layer and the TCO film between the resistance increasing region and other regions, it is injected into the p-type layer. The carrier density is not sufficiently different between regions.
  • a current diffusion layer made of a conductive material is formed on a part of the TCO film so that the above problem does not occur even when the thickness of the TCO film is reduced.
  • This current spreading layer is a layer that functions to assist the horizontal current spreading function of the TCO film.
  • n-electrode 24 is an electrode that serves both as an ohmic electrode and a bonding pad, and a portion in contact with the n-type layer 22 is formed using a material that is in ohmic contact with the n-type GaN-based semiconductor.
  • the p electrode 25 is a first TCO film 25a (transparent electrode) that is an ohmic electrode formed on the surface of the p-type layer 23, and a p-side bonding pad 25b formed on a part of the first TCO film 25a. And a current diffusion layer 25c formed on a part of the first TCO film 25a. A through hole is formed in the current diffusion layer 25c, and the first TCO film 25a and the p-side bonding pad 25b are in contact with each other through the through hole.
  • the broken line in FIG. 7A shows the outline of the through hole formed in the current diffusion layer 25c (hidden under the p-side bonding pad 25b). In the region inside the broken line, the resistance between the p-type layer 23 and the TCO film 25a is particularly high.
  • the GaN-based LED element 20 can be manufactured as follows. First, an n-type layer and a p-type layer are sequentially laminated on a substrate using a normal MOVPE method to produce an epitaxial wafer. A preferred substrate and a preferred epitaxial growth layer configuration are the same as those in the first embodiment.
  • a first TCO film for forming an ohmic electrode is formed on the p-type layer of the formed epitaxial wafer by using a vacuum deposition method.
  • the film thickness of the first TCO film can be, for example, 0.01 ⁇ m to 0.2 ⁇ m, preferably 0.01 ⁇ m to 0.15 ⁇ m, more preferably 0.01 ⁇ m to 0.10 ⁇ m, and particularly preferably Is from 0.01 ⁇ m to 0.05 ⁇ m.
  • the first TCO film is patterned into a predetermined electrode shape by removing unnecessary portions by wet or dry etching.
  • the wafer may be heat treated before or after patterning.
  • a current diffusion layer is formed in a predetermined region on the first TCO film formed on the p-type layer.
  • the current spreading layer is formed by vacuum deposition using a TCO material. It is preferable to use a lift-off method for patterning the current spreading layer.
  • the thickness of the current diffusion layer formed of the TCO material is preferably set so that the sum of the thickness of the first TCO film and the current diffusion layer is 0.15 ⁇ m to 0.5 ⁇ m.
  • a recess is formed by removing a part of the epitaxial layer by RIE (reactive ion etching), and the n-type layer is exposed at the bottom of the recess.
  • a p-side bonding pad is formed on the TCO film by using a lift-off method.
  • the n electrode may be formed at the same time.
  • the photoresist film used in the lift-off method is preferably formed to a thickness of 6 ⁇ m or more.
  • the p-side bonding pad at least a portion in contact with the TCO film is formed by a sputtering method. At that time, sputtering is performed so that a region where the resistance between the p-type layer and the first TCO film is partially increased is formed at least corresponding to the contact region between the first TCO film and the sputtered film. Set conditions.
  • the lowermost part of the n-electrode and the p-side bonding pad may be formed of a TCO material or a metal material, but is preferably formed of a TCO material.
  • the surface layers of the n-electrode and the p-side bonding pad are formed using a metal material.
  • a preferred metal material is the same as that in the first embodiment.
  • a transparent protective coating (passivation film) is formed on the wafer surface excluding the surfaces of the n-electrode and the p-side bonding pad by using an electron beam evaporation method.
  • the material of the protective coating is preferably a metal oxide, metal nitride, metal oxynitride or the like.
  • FIG. 8A is a plan view of the element viewed from the electrode arrangement surface side
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 8A. As shown in FIG.
  • the bonding pad 35 b and the current diffusion layer 35 c are separated from each other on the first TCO film 35 a that is an ohmic electrode with respect to the p-type layer 33.
  • the bonding pad 35b may be formed before the current diffusion layer 35c or may be formed later.
  • the current diffusion layer may have a portion exhibiting a strip pattern on the TCO film.
  • FIG. 9 is a plan view of the GaN-based LED element 40 configured as described above.
  • Each of the portions 45c-1 in which the current spreading layer has a belt-like pattern has a straight portion and a bent portion.
  • the belt-like pattern may be provided with a curved portion, a meandering portion, an annular portion, and the like.
  • the current diffusion layer 45c may be formed of a metal material.
  • Preferable metal materials include platinum group metals, Ag, Al, Ni, and the like that exhibit a silver white color when formed into a thick film.
  • the current diffusion layer 45c made of a metal film may be formed to a thickness that exhibits light transmission properties, or may be formed to a thickness that allows light transmission properties (light reflection properties).
  • Metal materials have the drawback of having higher light absorption in the near ultraviolet to visible region than TCO materials, but because of their excellent electrical conductivity, current spreading layers made of metal materials have good horizontal orientation even with a small area.
  • the current diffusivity is provided.
  • the thickness thereof is such that the sum of the film thickness of the first TCO film 45a and the film thickness of the current diffusion layer 45c is 0.15 ⁇ m to 0.5 ⁇ m. It is preferable to set.
  • the resistance between the p-type layer 43 and the first TCO film 45a may increase immediately below the current diffusion layer 45c, but in the GaN-based LED element 40, the current diffusion layer 45c. This is acceptable because of the small area.
  • the film thickness should be sufficiently large.
  • the current diffusion layer may include a portion exhibiting a pattern having a branch.
  • the pattern having a branch includes a net pattern, a comb pattern, and a dendritic pattern.
  • FIG. 10 is a plan view of the GaN-based LED element 50 configured as described above.
  • the current diffusion layer 55c On the first TCO film 55a which is an ohmic electrode for the p-type layer 53, the current diffusion layer 55c has a square lattice pattern. A square lattice pattern is a kind of net-like pattern.
  • various lattice patterns such as a triangular lattice, a hexagonal lattice, and a kagome lattice are included in the net pattern.
  • the net pattern is not limited to the lattice pattern described above, but penetrates the film structure to be patterned such as the pattern shown in FIG. 11A (the pattern exhibited by the hatched portion). Including a pattern in which a plurality of circular through holes (outlined portions) are formed. Further, the net pattern includes the patterns shown in FIGS. 11B to 11D related to the deformation of the pattern shown in FIG. In the pattern shown in FIG. 11B, the plurality of through holes have different sizes. In the pattern shown in FIG.
  • the plurality of through holes have different shapes.
  • the arrangement of the through holes is different from the pattern shown in FIG.
  • the net pattern includes a pattern in which a plurality of through holes having various sizes and shapes are formed in various arrangements in the film structure to be patterned.
  • the current diffusion layer 55c also exhibits the same square lattice pattern as the other portions even in the portion sandwiched between the first TCO film 55a and the bonding pad 55b (in FIG. 10).
  • the broken line indicates the outline of the current diffusion layer 55c hidden under the p-side bonding pad 55b), but such a configuration is not essential.
  • the current diffusion layer 55c may be formed of a metal material. .
  • the current diffusion layer 55c made of a metal film may be formed to a thickness that exhibits light transmittance, or may be formed to a thickness that allows light transmission (light reflectivity).
  • the thickness thereof is set so that the sum of the film thickness of the first TCO film 55a and the film thickness of the current diffusion layer 55c is 0.15 ⁇ m to 0.5 ⁇ m. It is preferable.
  • the resistance between the p-type layer 53 and the first TCO film 55a may be increased immediately below the current diffusion layer 55c.
  • the current diffusion layer 55c is acceptable because of the small area.
  • a photoresist film used when the current diffusion layer 55c is formed by the lift-off method so that the resistance between the p-type layer 53 and the first TCO film 55a does not increase in a region where the current diffusion layer 55c is not formed.
  • the film thickness should be sufficiently large.
  • a step of forming a current diffusion layer having a portion exhibiting a strip pattern or a pattern having a branch on the first TCO film, and a step of forming a p-side bonding pad on the first TCO film. May be performed simultaneously.
  • FIG. 12A is a plan view of the LED element viewed from the electrode arrangement surface side
  • FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 12A.
  • a GaN-based LED element 60 shown in FIG. 12 has a laminate composed of an n-type layer 62 and a p-type layer 63 on a substrate 61, and an n-electrode is formed on the surface of the n-type layer 62 partially exposed by etching. 64 is formed, and a p-electrode 65 is formed on the surface of the p-type layer 63.
  • the n-electrode 64 is an electrode that serves both as an ohmic electrode and a bonding pad, and a portion in contact with the n-type layer 62 is formed using a material that is in ohmic contact with the n-type GaN-based semiconductor.
  • the p-electrode 65 is a first TCO film 65a (transparent electrode) which is an ohmic electrode formed on the surface of the p-type layer 63, and a p-side bonding pad 65b formed on a part of the first TCO film 65a. And a current diffusion layer 65c formed on a part of the first TCO film 65a as a structure integrated with the bonding pad. As shown in FIG. 12A, the two current diffusion layers 65c have a strip pattern.
  • each of the current diffusion layers 65c has a linear portion and a bent portion, but may be formed in a strip shape having a curved portion or a meandering strip shape, Moreover, it can also form so that it may form a ring.
  • FIG. 13 is a plan view of the GaN-based LED element 70 configured as described above.
  • a current diffusion layer that forms a strip pattern with the p-side bonding pad 75b. 75c are separated from each other.
  • the current diffusion layer formed simultaneously with the bonding pad on the first TCO film may include a portion formed in a pattern having a branch.
  • FIG. 14 is a plan view of the GaN-based LED element configured as described above.
  • the current diffusion layer 85c has a square lattice pattern.
  • the bonding pad 85b and the current diffusion layer 85c are integrally formed, but they may be formed apart from each other.
  • the bonding pad may be formed simultaneously with the current diffusion layer.
  • the current spreading layer includes a portion exhibiting a belt-like pattern or a pattern having a branch.
  • FIG. 15 is a view showing the structure of the GaN-based LED element 90 configured as described above.
  • FIG. 15A is a plan view of the LED element as viewed from the electrode arrangement surface side, and FIG. Is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG.
  • a p-side bonding pad 95b formed on the TCO film 95a that is an ohmic electrode for the p-type layer 93 includes a base layer portion 95b-1 in contact with the first TCO film 95a, The surface layer portion 95b-2 is formed.
  • the base layer portion 95b-1 of the p-side bonding pad and the current diffusion layer 95c exhibiting a strip pattern are integrally formed.
  • the base layer portion 95b-1 and the current diffusion layer 95c of the p-side bonding pad are made of a sputtered film, and below the p-type layer 93 and the TCO film so as to correspond to the contact area between the TCO film 95a and these layers.
  • a region 96 having a partially increased resistance with respect to 95a is formed. It is not essential that the base layer portion 95b-1 of the bonding pad and the current diffusion layer 95c are integrated, and they can be separated from each other. Further, the current spreading layer 95c may be formed in a shape having a portion exhibiting a branched pattern.
  • the base layer portion 95b-1 and the current diffusion layer 95c of the p-side bonding pad are preferably formed using a TCO material that is weaker in light absorption in the near ultraviolet to visible wavelength region than the metal material. However, formation using a metal material is not hindered.
  • the thickness of the bonding pad base layer portion 95b-1 and the current diffusion layer 95c when formed of the TCO material is such that the sum of the thickness of the first TCO film 95a and the current diffusion layer 95c is 0.15 ⁇ m to 0 mm. It is preferable to set it to be 5 ⁇ m.
  • Preferred metal materials when the base layer portion 95b-1 of the bonding pad and the current diffusion layer 95c are metal films, such as platinum group metals, Ag, Al, Ni, and the like that exhibit a silver white color when formed into a thick film. Can be mentioned.
  • the metal film may be formed to have a light-transmitting thickness, or may be formed to have a light-transmitting (light reflecting) thickness.
  • the preferred material for the surface portion 95-2 of the bonding pad is the same as in the first embodiment.
  • the surface layer portion 95-2 is not necessarily made of a sputtered film.
  • the n-electrode 94 is also composed of two parts, a contact part 94-1 and a pad part 94-2.
  • the contact portion 94-1 is an ohmic electrode and has a portion formed in a belt-like pattern in order to assist the horizontal current diffusive function that the n-type layer 92 plays.
  • the pad portion 94-2 is a bonding pad made of a metal material.
  • the contact portion 94-1 can be formed using any material that is in ohmic contact with the n-type GaN-based semiconductor, but is preferably formed using a TCO material.
  • the n-electrode contact portion 94-1 and the p-side bonding pad base layer portion 95b-1 are simultaneously formed by sputtering using a TCO material.
  • the n-electrode pad portion 94-2 and the p-side bonding pad surface portion 95b-2 are simultaneously formed using a metal material.
  • a substrate used when forming n-type and p-type GaN-based semiconductor layers by epitaxial growth is used in the element.
  • epitaxial growth substrate used when forming n-type and p-type GaN-based semiconductor layers by epitaxial growth.
  • a technique for removing an epitaxial growth layer from an epitaxial growth substrate by a technique such as laser lift-off and replacing it with a separately prepared support substrate is well known among those skilled in the art.
  • the substrate for epi growth can be removed from the element after the LED element is flip-chip mounted.
  • Japanese Patent Application No. 2008-034968 Japanese patent application filed on March 26, 2008
  • Japanese Patent Application No. 2008-082070 Japanese Patent Application No. 2008-082070

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Abstract

　ｐ型層上にＴＣＯ膜を有し、そのＴＣＯ膜上の一部にボンディングパッドを有するｐｎ接合型のＧａＮ系ＬＥＤ素子における、ボンディングパッド直下のｐｎ接合部での発光の抑制に関わる新規な構成を提供すること。 　ｎ型ＧａＮ系半導体層と、前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に積層されたｐ型ＧａＮ系半導体層と、前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に接続されたｎ電極と、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層の表面に形成されたＴＣＯ膜と、前記ＴＣＯ膜上の一部に形成された導電性スパッタ膜と、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗が部分的に増加した領域であって、前記ＴＣＯ膜と前記導電性スパッタ膜との接触領域に対応する抵抗増加領域と、前記抵抗増加領域上に形成されたボンディングパッドと、を有するＧａＮ系ＬＥＤ素子。

Description

ＧａＮ系ＬＥＤ素子およびその製造方法
　本発明は、ｐ型およびｎ型のＧａＮ系半導体で発光素子構造を構成したｐｎ接合型のＧａＮ系ＬＥＤ素子およびその製造方法に係り、特に、ｐ型ＧａＮ系半導体層の表面にＴＣＯ膜を有し、そのＴＣＯ膜上の一部にボンディングパッドを有するＧａＮ系ＬＥＤ素子およびその製造方法に関する。
　ＧａＮ系半導体は化学式ＡｌａＩｎｂＧａ１－ａ－ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、３族窒化物半導体、窒化物系半導体などとも呼ばれる。ｐ型およびｎ型のＧａＮ系半導体で発光素子構造を構成したｐｎ接合型のＧａＮ系ＬＥＤ素子は緑色～近紫外の光を発生することが可能であり、信号機やディスプレイ装置等の用途で実用化されている。
　図１６は典型的なｐｎ接合型のＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。このＧａＮ系ＬＥＤ素子１００はサファイア等からなる基板１０１上に、ｎ型ＧａＮ系半導体層（以下「ｎ型層」ともいう。）１０２とｐ型ＧａＮ系半導体層（以下「ｐ型層」ともいう。）１０３とからなる積層体を有しており、エッチングにより一部露出したｎ型層１０２の表面にｎ電極１０４が形成され、ｐ型層１０３の表面にｐ電極１０５が形成されている。ｎ電極１０４はオーミック電極とボンディングパッドを兼用する電極となっており、ｎ型層１０２と接する部分がｎ型のＧａＮ系半導体とオーミック接触する材料（Ｔｉ、ＴｉＷ、Ａｌ、ＴＣＯなど）を用いて形成されている。ｐ電極１０５はｐ型層１０３の表面に形成されたオーミック電極であるＴＣＯ膜１０５ａ（透明電極）と、このＴＣＯ膜上の一部に形成されたボンディングパッド１０５ｂとから構成されている。
　ここで、ＴＣＯとは透明導電性酸化物（Transparent Conductive Oxide）のことであり、典型的にはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化インジウム、酸化錫、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、酸化亜鉛、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）などが例示される。今のところＧａＮ系ＬＥＤ素子用の電極に汎用されているＴＣＯ材料はＩＴＯである。 
　図１６に示す素子のような、ｐ型層上に透明電極を有し、その透明電極上の一部にボンディングパッドを有するｐｎ接合型のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、このボンディングパッドを構成するメタル膜がｐｎ接合部で生じる光を吸収または遮蔽することによる発光効率の低下が、従来から問題とされている。この問題を解決するために、ボンディングパッドとｐ型層との間に絶縁性の構造物を挿入することにより、ボンディングパッド直下においてｐ型層にキャリアが注入され難くなるように、ひいては、ボンディングパッド直下のｐｎ接合部での発光が抑制されるように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子が考案されている（特許文献１、２、３）。 
　また、特許文献４には、メタル膜を透明電極に用いたものであるが、ボンディングパッド直下において部分的にｐ型層と電極との間のオーミック接触を破壊することにより、上記問題の解決を図ったＧａＮ系ＬＥＤ素子が開示されている。特に、この文献に記載されている、透明電極（この文献では「コンタクトメタル層」）の形成後にメタル／ＧａＮ界面を損傷させる方法は、ｐ型層表面の汚染または損傷を引き起こす可能性のある工程を透明電極の形成前に行う必要がないという利点がある。
特開平９－１２９９２２号公報 国際公開第９８／４２０３０号パンフレット 特開２０００－１６４９２８号公報 国際公開第２００６／１１９３６号パンフレット
　特許文献１乃至３に記載されたＧａＮ系ＬＥＤ素子では、ボンディングパッドの下に絶縁性の構造物を設けることに伴い、素子の構造や製造工程が複雑になるという問題がある。
　また、特許文献１に記載のＬＥＤ素子では、ボンディングパッドと透明電極との接触面の下方での発光を許容しているので、発光効率の改善効果が十分ではない。一方、発光効率の改善効果を高めようとして、この接触面の面積を小さくすると、ボンディングパッドと透明電極との間の安定な電気的接続が確保できなくなるという問題が生じる。このことから、このＬＥＤ素子ではボンディングパッドの面積を小さくすることも難しい。
　また、特許文献２および３に記載のＬＥＤ素子では、透明電極の形成前に、絶縁性の構造物をｐ型層表面に形成する工程が必要であることから、この工程中にｐ型層表面が汚染または損傷されて、ｐ型層と透明電極との間の接触抵抗が上昇し、そのために素子の動作電圧が高くなる虞がある。
　また、特許文献４に開示された、透明電極の形成後にメタル／ＧａＮ界面を損傷させる方法が実現できれば、上記問題が全て解決されると考えられる。しかし、特許文献４の発明はメタル電極を用いたＧａＮ系ＬＥＤ素子を対象とするものであること、また、メタル／ＧａＮ界面を損傷させるために必要とされる高エネルギープラズマについて、その定義も発生方法も開示されていないことから、特許文献４に記載の方法がオーミック電極をＴＣＯで形成したＧａＮ系ＬＥＤ素子に適用可能かどうかは不明である。
　本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、ｐ型層上にＴＣＯ膜を有し、そのＴＣＯ膜上の一部にボンディングパッドを有するｐｎ接合型のＧａＮ系ＬＥＤ素子における、ボンディングパッド直下のｐｎ接合部での発光の抑制に関わる新規な構成を提供することを主な目的とするものである。
　次の発明を開示する。 
（１）ｎ型ＧａＮ系半導体層と、
　前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に積層されたｐ型ＧａＮ系半導体層と、
　前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に接続されたｎ電極と、
　前記ｐ型ＧａＮ系半導体層の表面に形成されたＴＣＯ膜と、
　前記ＴＣＯ膜上の一部に形成された導電性スパッタ膜と、
　前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗が部分的に増加した領域であって、前記ＴＣＯ膜と前記導電性スパッタ膜との接触領域に対応する抵抗増加領域と、
　前記抵抗増加領域上に形成されたボンディングパッドと、
　を有することを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（２）（１）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜の膜厚が０．４μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（３）（１）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜が、平坦膜である第１のＴＣＯ膜と、該第１のＴＣＯ膜上の一部に形成された電流拡散層と、からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（４）（３）に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記第１のＴＣＯ膜の膜厚が０．２μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（５）（１）～（４）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記導電性スパッタ膜がボンディングパッドまたはその一部であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（６）（１）～（５）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記導電性スパッタ膜がＴＣＯ材料からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（７）（１）～（６）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜上に、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗に実質的に影響を与えない成膜法で形成されたパッシベーション膜を有することを特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（８）（１）～（６）のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜上に電子ビーム蒸着法で形成されたパッシベーション膜を有することを特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子。
（９）ｎ型ＧａＮ系半導体層と、前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に積層されたｐ型ＧａＮ系半導体層と、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層の表面に形成されたＴＣＯ膜と、を含むウェハを準備する工程と、
　前記ＴＣＯ膜上のボンディングパッド形成予定部位に開口部を有する保護膜で前記ウェハの表面を覆い、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗が部分的に増加した領域が前記開口部に対応して形成されるように、前記開口部を介して前記ＴＣＯ膜の表面に導電性スパッタ膜を形成する工程と、
　を有することを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
（１０）（９）に記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜の膜厚が０．４μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
（１１）（９）に記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜が、平坦膜である第１のＴＣＯ膜と、該第１のＴＣＯ膜上の一部に形成された電流拡散層と、からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
（１２）（１１）に記載の製造方法において、前記第１のＴＣＯ膜の膜厚が０．２μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
（１３）（９）～（１２）のいずれかに記載の製造方法において、前記導電性スパッタ膜がボンディングパッドまたはその一部であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
（１４）（９）～（１３）のいずれかに記載の製造方法において、前記導電性スパッタ膜がＴＣＯ材料からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
（１５）（９）～（１４）のいずれかに記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜上に、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗に実質的に影響を与えない成膜法でパッシベーション膜を形成する工程を有する特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
（１６）（９）～（１４）のいずれかに記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜上に電子ビーム蒸着法でパッシベーション膜を形成する工程を有することを特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
　本発明に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子は、ｐ型層とＴＣＯ膜との間の抵抗が部分的に増加した領域である抵抗増加領域と、この領域上に形成されたボンディングパッドを有している。抵抗増加領域ではＴＣＯ膜からｐ型層へのキャリア注入が抑制されるので、該領域の下方ではｐｎ接合部での発光が抑制されている。従って、このＬＥＤ素子は、ボンディングパッド直下のｐｎ接合部での発光が抑制された構成を備えたものとなっている。
　このＬＥＤ素子は、ボンディングパッドが形成された領域と上記抵抗増加領域とが略完全に整合するように構成することが可能であり、そのように構成した場合には、ボンディングパッド直下での発光のみを確実に抑制することができる。
　加えて、本発明に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子では、上記抵抗増加領域上においてもＴＣＯ膜とボンディングパッドとの間の電気的接続が十分に確保されることから、素子の電気特性の不安定化を招くことなく、ボンディングパッドの面積を小さくすることが可能である。ボンディングパッドの面積を小さくすることにより、ボンディングパッドにより吸収される光の総量を減少させることができる。
　加えて、本発明に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子では、上記抵抗増加領域がＴＣＯ膜の形成後に形成されているので、ＴＣＯ膜の形成前にｐ型層表面が汚染または損傷されることに起因した動作電圧の上昇という問題が発生する可能性が低い。
　また、本発明に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法によれば、上記のような好ましい性質を備えたＧａＮ系ＬＥＤ素子を、簡便に製造することができる。
本発明の一実施形態に係る製造方法を用いて作製した後、加速劣化条件下で連続点灯させたＧａＮ系ＬＥＤチップに含まれるエピタキシャル層表面のカソードルミネッセンス像である。 本発明の一実施形態に係る製造方法を用いて作製したままのＧａＮ系ＬＥＤチップに含まれるエピタキシャル層表面のカソードルミネッセンス像である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造工程を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造工程を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造工程を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す図であり、図７（ａ）は素子を電極配置面側から見た平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す図であり、図８（ａ）は素子を電極配置面側から見た平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。 ネット状パターンを例示する図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す図であり、図１２（ａ）は素子を電極配置面側から見た平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す図であり、図１５（ａ）はＬＥＤ素子を電極配置面側から見た平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。 典型的なｐｎ接合型のＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。
符号の説明
10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 　ＧａＮ系ＬＥＤ素子
11、21、31、61、91、101　基板
12、22、32、42、52、62、72、82、92、102　ｎ型ＧａＮ系半導体層 
13、23、33、43、53、63、73、83、93、103　ｐ型ＧａＮ系半導体層 
14、24、34、44、54、64、74、84、94、104　ｎ電極
15、25、35、45、55、65、75、85、95、105　ｐ電極
15a、25a、35a、45a、55a、65a、75a、85a、95a、105a　ＴＣＯ膜
15b、25b、35b、45b、55b、65b、75b、85b、95b、105b　ボンディングパッド
25c、35c、45c、55c、65c、75c、85c、95c　電流拡散層
16、36、66、96　抵抗増加領域
P　保護膜
　最初に、本発明者等が行ったＧａＮ系ＬＥＤ素子の試作および評価の結果（実験例）に基づいて、本発明の作用機序を説明する。
（実験例）
　まず、通常のＭＯＶＰＥ法を用いて、直径２インチのｃ面サファイア基板上にバッファ層を介して膜厚４μｍのアンドープＧａＮ層、ＳｉドープＧａＮからなる膜厚４μｍのｎ型ＧａＮコンタクト層、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸活性層（発光波長４０５ｎｍ）、ＭｇドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる膜厚１７０ｎｍのｐ型クラッド層、ＭｇドープＡｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎからなる膜厚４０ｎｍのｐ型コンタクト層を順次積層することにより、エピタキシャルウェハを作製した。
　次に、このエピタキシャルウェハのｐ型コンタクト層上に、ｐ側のオーミック電極とするためのＩＴＯ膜を、電子ビーム蒸着法を用いて約０．２μｍの厚さに形成した。そして、形成後のＩＴＯ膜に対し大気雰囲気中、５００℃、２０分間の熱処理を施した。熱処理後、塩酸エッチングにより不要部分を溶解除去することによって、このＩＴＯ膜を所定の形状に成形した。なお、断面ＳＥＭ観察から、得られたＩＴＯ膜は柱状構造を有していることが確認された。
　次に、エピタキシャル層のｎ電極を形成すべき場所にＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によって凹部を形成して、該凹部の底にｎ型コンタクト層を露出させた。
　次に、リフトオフ法を用いて、上記工程で露出させたｎ型コンタクト層表面へのｎ電極（ボンディングパッドを兼用）の形成と、ＩＴＯ膜表面へのｐ側ボンディングパッドの形成とを、同時に行った。
　リフトオフ法はウェハ表面に目的の薄膜を所望のパターンに形成するための技法であり、当該技術分野においてはよく知られた技法であるが、簡単に説明すれば；
(i)ウェハ表面にフォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィによりこのフォトレジスト膜に所定の開口部パターンを設けたうえで；
(ii)ウェハ上に目的の薄膜を形成し；
(iii)しかる後にフォトレジスト膜を除去する（このとき目的の薄膜のうちフォトレジスト膜上に形成された部分がリフトオフされる）；
というステップを経ることによって、目的の薄膜を(i)でフォトレジスト膜に設けた開口部パターンと同じパターンに形成するというものである。
　本実験例においては厚さ６μｍに形成したフォトレジスト膜を用いて、リフトオフ法によるｎ電極およびｐ側ボンディングパッドの形成を行った。フォトレジストにはナフトキノンジアジド－ノボラック樹脂系のポジ型フォトレジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、製品名：ＡＺ　Ｐ４６２０）を用いた。ウェハ表面に塗布したフォトレジストに対しては、１００℃、３０分間のベーキングを行った後、露光および現像を行った。現像後のフォトレジストのベーキングは行わなかった。電極(ボンディングパッド）用のメタル膜は、厚さ１００ｎｍのＴｉＷ膜の上に厚さ５００ｎｍのＡｕ膜を積層した二層構造膜とした。従って、このメタル膜の膜厚に対してフォトレジスト膜の膜厚は１０倍である。ＴｉＷ膜とＡｕ膜はいずれもスパッタリング法を用いて形成した。ＴｉＷ膜を形成する際は、ターゲットにＴｉ含有量が１０ｗｔ％のＴｉ－Ｗターゲット、スパッタガスにＡｒ（アルゴン）を使用し、ＲＦ電力２００Ｗ、スパッタガス圧１．０×１０－１Ｐａという条件でスパッタリングを行った。メタル膜の形成後、リムーバ液を用いてフォトレジスト膜をウェハから除去することにより、メタル膜は所定の電極形状に成形された。
　次いで、ｎ電極およびｐ側ボンディングパッドの表面を除くウェハ表面に、電子ビーム蒸着法を用いて酸化ケイ素からなる保護被覆（パッシベーション膜）を形成した。その後、サファイア基板の裏面をラッピングしてウェハの厚さを８０μｍまで薄くしたうえで、スクライバーを用いてウェハを分割し、３５０μｍ角の板状のＧａＮ系ＬＥＤチップを得た。このチップの順方向電圧Ｖｆ（２０ｍＡ）は３．３Ｖであった。
　上記手順にて作製したＬＥＤチップを加速劣化条件の下で劣化させた。具体的には、ＬＥＤチップをサブマウントを介してステム上にフリップチップ実装し、ｐｎ接合部の温度が２３０℃となるように、環境温度１００℃、順方向電流１１４ｍＡという条件で、１０００時間連続点灯させた。このようにして劣化させた後、ＬＥＤチップをサブマウントから取り外し、酸を用いてエピタキシャル層の表面から保護被覆とＩＴＯ膜を除去したうえで、エピタキシャル層の表面（ｐ型コンタクト層の表面）のカソードルミネッセンス（ＣＬ）像を取得した。取得したＣＬ像を図１に示す。 
　図１に示されているように、連続点灯により劣化させたＬＥＤチップに含まれるエピタキシャル層の表面では、転位欠陥が存在する部分に現れる暗点（発光再結合の効率が局所的に低いために暗く見える部分）の密度が、ボンディングパッドの直下の領域と、その周囲の領域とで明確に異なっていた。すなわち、転位欠陥の密度が、ｐ側ボンディングパッド直下の領域ではその周囲の領域と比べて明らかに低かった。 
　一方、同様にして取得した、作製したままのＬＥＤチップに含まれるエピタキシャル層表面のＣＬ像を図２に示す。図２から明らかなように、劣化していない状態では、エピタキシャル層の表面における転移欠陥の分布は一様であった。 
　本発明者等は上記条件でＬＥＤチップを点灯させたときのｐｎ接合部の温度を熱電対を用いた方法により測定したが、ｐ側ボンディングパッド直下とその周囲の領域との間に有意な温度差は認められなかった。このことから、連続点灯により劣化させたチップのエピタキシャル層に見られた、ボンディングパッド直下とその周囲の領域との間における明らかな転位密度の違いは、熱的な作用のみにより生じたものではないと本発明者等は結論した。本発明者等の結論は、連続点灯に伴う欠陥密度の増加には電気的な作用が関与しており、ｐ側ボンディングパッドの直下ではＩＴＯ膜からｐ型層に注入されるキャリアの密度が低いために、欠陥密度の増加が抑えられたというものである。このボンディングパッド直下における注入キャリア密度の低下には、ボンディングパッドの形成方法が関係している。ボンディングパッドを構成するメタル膜をスパッタリングにより形成する際、ボンディングパッドを形成すべき領域以外では、ＩＴＯ膜の表面は厚いフォトレジスト膜により保護されている。一方、ボンディングパッドを形成しようとする領域ではＩＴＯ膜の表面が露出している。そのために、ボンディングパッドの形成時、この領域ではスパッタ粒子や高エネルギー粒子の衝撃によって、薄いＩＴＯ膜に覆われただけのｐ型層の表面がダメージを受ける。その結果として、ＩＴＯ膜とｐ型層との間の抵抗がボンディングパッドの直下において相対的に高くなり、ひいては、ＬＥＤチップに順方向電流を供給したときに、ＩＴＯ膜からｐ型層へのキャリア注入がボンディングパッドの直下では起こり難くなる。
　ダメージ部における抵抗の増加は次のように説明される。即ち、ＧａＮ系半導体ではＶ族成分である窒素の蒸気圧が高いことに起因して、ダメージ部には窒素空孔が高濃度に形成される。この窒素空孔はドナーとなるので、ｐ型ＧａＮ系半導体においては自己補償によるｐ型キャリア濃度の低下を引き起こす。それが原因となって、半導体の抵抗率や半導体－電極間の接触抵抗が上昇する。 特に、ワイドギャップ半導体であるＧａＮ系半導体では本質的にｐ型キャリアの生成効率が低い、即ち、ｐ型層のキャリア濃度が基本的に低いことから、ダメージを受けることによってキャリア濃度の更なる低下が生じたときの接触抵抗の増加が著しいものとなる。
　以上に記した実験例により開示されるＧａＮ系ＬＥＤ素子およびその製造方法は、本発明の実施形態に包含される。
　次に、本発明の各種実施形態について図面を参照して説明する。
（実施形態１）
　図３は、本発明の実施形態１に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子１０の断面図である。ＧａＮ系ＬＥＤ素子１０は、基板１１上に、ｎ型ＧａＮ系半導体層１２とｐ型ＧａＮ系半導体層１３とからなる積層体を有しており、エッチングにより一部露出したｎ型層１２の表面にｎ電極１４が形成され、ｐ型層１３の表面にｐ電極１５が形成されている。ｎ電極１４はオーミック電極とボンディングパッドを兼用する電極となっており、ｎ型層１２と接する部分がｎ型のＧａＮ系半導体とオーミック接触する材料を用いて形成されている。ｐ電極１５はｐ型層１３の表面に形成されたオーミック電極であるＴＣＯ膜１５ａ（透明電極）と、このＴＣＯ膜上の一部に形成されたボンディングパッド１５ｂとから構成されている。
　このＧａＮ系ＬＥＤ素子１０は、ｐ型ＧａＮ系半導体層１３とＴＣＯ膜１５ａとの間の抵抗が部分的に増加した領域である抵抗増加領域１６を有しており、ボンディングパッド１５ｂはその抵抗増加領域１６上に形成されている。抵抗増加領域１６は、スパッタリング法によりボンディングパッド１５ｂをＴＣＯ膜１５ａの表面に堆積させる際に形成されたものであり、ＴＣＯ膜１５ａとボンディングパッド１５ｂとの接触領域に対応している。
　抵抗増加領域１６ではＴＣＯ膜１５ａからｐ型層１３へのキャリア注入が起こり難くいので、その下方ではｐｎ接合部における発光が抑制されている。従って、このＬＥＤ素子１０では、ボンディングパッド１５ｂ直下のｐｎ接合部での発光が抑制されているということができる。
　ＧａＮ系ＬＥＤ素子１０では、ボンディングパッドとＧａＮ系半導体との間が、ＧａＮ系半導体よりも屈折率の低いＴＣＯ膜で隔てられている。この構成は、ボンディングパッドが光を吸収することにより生じる損失を低減するうえで好ましい構成である。なぜなら、ＧａＮ系半導体とＴＣＯ膜との界面で発生する全反射のために、ＧａＮ系半導体層内を伝播する光がボンディングパッドの裏面に入射し難いからである。
　次に、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１０の製造方法を、図面を用いて説明する（図面には、便宜上、ウェハ上に多数形成されるチップのうちのひとつに相当する部分のみを示す）。
　まず、図４（ａ）に示すように、ＭＯＶＰＥ法（有機金属化合物気相成長法）、ＭＢＥ法（分子ビームエピタキシー法）、ＨＶＰＥ法（ハイドライド気相成長法）などの気相エピタキシャル成長法を用いて、基板１１上にｎ型ＧａＮ系半導体層１２とｐ型ＧａＮ系半導体層１３を順次成長させて積層する。
　次に、図４（ｂ）に示すように、前記工程で得たエピタキシャルウェハのｐ型ＧａＮ系半導体層上に、真空蒸着法、スプレー法、ゾル－ゲル法など、適宜な方法を用いてＴＣＯ膜１５ａを形成する。そして、フォトリソグラフィおよびエッチング（ウェットまたはドライ）の技法を用いて不要部分を除去することによって、図４（ｃ）に示すように、このＴＣＯ膜を所定の形状に成形する。成形前または成形後のＴＣＯ膜１５ａに対し、必要に応じて熱処理を施してもよい。 
　次に、図４（ｄ）に示すように、エピタキシャル層の一部をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によって除去することにより凹部を形成し、該凹部の底にｎ型ＧａＮ系半導体層１２を露出させる。
　次に、ウェハ表面全体を被覆する保護膜Ｐを形成し、その保護膜Ｐに対してフォトリソグラフィ技法を用いて、図５（ａ）に示すように開口部を形成する。そして、図５（ｂ）に示すように、この保護膜Ｐの開口部を通してメタル膜を堆積させることによって、ｎ型ＧａＮ系半導体層１２の露出面上にｎ電極１４を、また、ＴＣＯ膜１５ａの表面上の一部にボンディングパッド１５ｂを、それぞれ形成する。メタル膜の堆積にはスパッタリング法を用いる。スパッタリング工程後、保護膜Ｐをリフトオフする。
　上記説明したＧａＮ系ＬＥＤ素子１０の製造方法において重要なポイントが２つある。
　第一のポイントは、スパッタリング工程において、ＴＣＯ膜１５ａの表面にボンディングパッド１５ｂが堆積される領域（保護膜Ｐに開口部が設けられた領域）に対応して、ｐ型ＧａＮ系半導体層１３とＴＣＯ膜１５ａとの間の抵抗が部分的に増加した領域１６が形成されるよう、スパッタリング条件を設定することである。この抵抗の増加は、前述のようにスパッタ粒子や高エネルギー粒子の衝撃に起因して生じると考えられるので、例えば、スパッタリング雰囲気を低圧とすることによって、促進することができる。なぜなら、低圧雰囲気下では、スパッタ粒子や高エネルギー粒子が雰囲気ガス分子との衝突によりエネルギーを失うことなくウェハ表面に到達する確率が、高くなるからである。一般的には、高エネルギー粒子は基板やスパッタ膜を損傷させるので、できるだけ基板に入射させないようにすることが好ましいとされるが、それとは対照的に、上記の抵抗増加領域の形成にあたっては、高エネルギー粒子の作用を好ましく利用することができる。
　一実施形態では、スパッタリング工程の初期には高エネルギー粒子の効果が大きくなるよう低圧雰囲気を用い、工程の途中で圧力を上昇させてもよい。
　第二のポイントは、保護膜Ｐに覆われた領域ではｐ型ＧａＮ系半導体層１３とＴＣＯ膜１５ａとの間の抵抗がスパッタリング工程の前後で実質的に変わらないよう、用いるスパッタリング条件に応じて、十分な保護効果が生じるように保護膜Ｐの材料および膜厚を決定することである。有機材料は無機材料よりも保護効果に劣るので、有機材料で保護膜Ｐを形成する場合には、無機材料を用いる場合よりも膜厚を大きくすべきである。電界メッキ法によるバンプ（微小電極）形成などを主な用途とする、１０μｍ以上の厚膜形成が可能なフォトレジストが市販されており、保護膜Ｐとして好ましく用いることができる。
　この製造方法によれば、ＴＣＯ膜１５ａの形成前にｐ型層１３の表面に特に加工を行う必要がないので、ｐ型層１３表面の汚染または損傷に起因してｐ型層１３とＴＣＯ膜１５ａとの間の接触抵抗が上昇する問題が発生する可能性が低くなる。
　また、この製造方法によれば、ボンディングパッド１５ｂを形成する領域と抵抗増加領域１６とが略完全に整合する。つまり、ＴＣＯ膜１５ａからｐ型層１３へのキャリア注入を抑制する必要性の最も高い部位に、選択的に抵抗増加領域１６が形成される。よって、ボンディングパッド直下での発光のみを確実に抑制することができる。
　変形実施形態として、保護膜Ｐを、パッシベーション膜として使用可能な絶縁性の透明無機薄膜Ｐ１と、その上に積層したフォトレジストＰ２と、からなる二層構造とすることができる。
　この実施形態では、ｎ型ＧａＮ系半導体層１２を部分的に露出させる工程まで完了させた後、図６（ａ）に示すように、この二層構造の保護膜Ｐをウェハの全面に形成する。ここで、透明無機薄膜Ｐ１を形成するときには、ｐ型ＧａＮ系半導体層１３とＴＣＯ膜１５ａとの間の抵抗を実質的に増加させないようにする。そうするには、透明無機薄膜Ｐ１の形成方法として、電子ビーム蒸着法、レーザアブレーション法またはゾル－ゲル法を用いることが好ましい。
　次に、図６（ｂ）に示すようにフォトレジストＰ２を通常の方法でパターニングして開口部を形成する。そして、そのフォトレジストＰ２をマスクに用いて、透明無機薄膜Ｐ１を選択的にエッチングすると、図６（ｃ）に示すように、透明無機薄膜Ｐ１とフォトレジストＰ２とに同一の開口部パターンを形成することができる。
　こうしてパターニングした保護膜Ｐ付きのウェハ上にスパッタリング法によりメタル膜を堆積し、フォトレジストＰ２のみをリフトオフすると、図６（ｄ）に示すように、ウェハ表面のうちボンディングパッド１４、１５ｂが形成された部分以外を透明無機薄膜Ｐ１が覆った構造が得られる。透明無機薄膜Ｐ１はＬＥＤ素子表面に残してパッシベーション膜として利用する。
　なお、製造効率は低くなるが、このような二層構造の保護膜を用いる実施形態において、透明無機薄膜の形成およびパターニングをまず完了させ、その後からフォトレジスト膜の形成およびパターニングを行うこともできる。この場合、透明無機薄膜に形成する開口部パターンとフォトレジストに形成する開口部パターンとを整合させることは、必ずしも必要ではない。
　次に、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１０を構成する各部分の好ましい態様について説明する。
　基板１１には、サファイア、スピネル、炭化ケイ素、ケイ素、ＧａＮ系半導体（ＧａＮ、ＡｌＧａＮなど）、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、ＬＧＯ、ＮＧＯ、ＬＡＯ、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタンなどの材料からなる結晶基板（単結晶基板、テンプレート）を、好ましく用いることができる。
　このうち、炭化ケイ素、ケイ素、ＧａＮ系半導体、ヒ化ガリウム、リン化ガリウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、ホウ化ジルコニウムまたはホウ化チタンからなる基板には、導電性を付与することができる。導電性基板を用いた場合には、ｎ型ＧａＮ系半導体層１２に接続する電極を当該層の表面に形成する代わりに、基板の裏面に形成することが可能となる。
　ＧａＮ系半導体結晶と格子整合しない基板を用いる場合には、基板とＧａＮ系半導体層との間にバッファ層を介在させることが望ましい。公知技術を参照して、ＧａＮ系半導体またはその他の材料からなる低温バッファ層、高温バッファ層（単結晶バッファ層）、超格子バッファ層などのバッファ層を、適宜選択して用いることができる。
　ｎ型層１２は、Ｓｉ、Ｇｅなどのｎ型不純物を添加したＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮで形成することができる。好ましくは、ｎ電極１４を形成するためのコンタクト層として、Ｓｉを１×１０１８ｃｍ－３～１×１０１９ｃｍ－３の濃度に添加した膜厚２μｍ～６μｍのＧａＮ層を設ける。
　ｐ型層１３は、Ｍｇ、Ｚｎなどのｐ型不純物を添加したＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮで形成することができる。ｐ型層１３は、好ましくは、Ｍｇを２×１０１９ｃｍ－３～１×１０２０ｃｍ－３の濃度に添加したＡｌａＧａ１－ａＮ（０≦ａ≦０．２）を用いて、０．１μｍ～２．０μｍ、より好ましくは０．１μｍ～０．５μｍの厚さに形成する。ｐｎ接合部に活性層を設けたダブルへテロ構造を採用する場合には、活性層に隣接する部分にＡｌＮの混晶比が相対的に高いクラッド層を設ける一方、ｐ電極１５を形成する表面側はＡｌＮの混晶比を低くすることが望ましい。
　ｎ型層１２とｐ型層１３の間で形成されるｐｎ接合部には活性層、とりわけ、多重量子井戸構造の活性層を設けることが望ましい。
　その他、基板１１とｎ型層１２との間、ｎ型層１２の内部、ｎ型層１２とｐ型層１３との間、ｐ型層１３の内部には、公知技術を参照して、応力歪の緩和、転位密度の低減、静電耐圧特性の改善、発光効率の改善など、種々の目的を有するＧａＮ系半導体層（積層体を含む）を設けることができる。
　ｎ電極１４は、少なくともｎ型層１２と接する部分を、ｎ型ＧａＮ系半導体とオーミック接触を形成し得る材料で形成する。かかる材料としては、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ（タングステン）またはＶ（バナジウム）の単体もしくはこれらを主成分とする合金、または、ＴＣＯが好ましく例示される。ｎ電極１４の表層部は、ボンディングワイヤ、ハンダ、バンプなどが接合し易いよう、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｓｎ（錫）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）などで形成することが好ましい。ｎ電極は、ＴＣＯからなるオーミック電極と、その一部上に形成されたボンディングパッドと、から構成することもできる。
　ＴＣＯ膜１５ａは、酸化インジウム系、酸化亜鉛系、酸化錫系、酸化チタン系など、公知となっている各種のＴＣＯを用いて形成することができる。好ましいＴＣＯ材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）などが例示される。
　ＴＣＯ膜１５ａの膜厚は、好ましくは、０．０１μｍ～０．４μｍである。本発明者等は、ＩＴＯ膜の膜厚を変更して０．４μｍとしたこと以外は上記実験例１と同様にして作製したＧａＮ系ＬＥＤチップについて、環境温度１４５℃、順方向電流１００ｍＡという条件で３２０時間連続点灯させた後、実験例１と同様にしてエピタキシャル層表面のＣＬ像観察を行った。その結果、実験例１の場合と同様に、転位欠陥の密度が、ｐ側ボンディングパッド直下の領域では、その周囲の領域と比べて明らかに低くなっていることが確認された。
　ＴＣＯ膜１５ａの形成方法に限定はなく、公知技術を参照して適宜な方法を採用すればよい。スパッタリング法を用いることも妨げられない。スパッタリング雰囲気の圧力を高くするなどして、高エネルギー粒子がｐ型層の表面に入射するのを防止すれば、スパッタリング法でもｐ型層との間の抵抗が低いＴＣＯ膜を形成することが可能である。
　ボンディングパッド１５ｂの材料は特に限定されるものではないが、反射率を高くするうえでは、ＴＣＯ膜１５ａに接する部分を、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、白金族金属（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）などの、銀白色を呈する金属か、あるいは、ＴＣＯを用いて形成することが好ましい。ボンディングパッド１５ｂの表層部は、ボンディングワイヤ、ハンダ、バンプなどが接合し易いよう、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどで形成することが好ましい。
　図３には示していないが、ｎ電極１４およびボンディングパッド１５ｂの表面を除いて、ＬＥＤ素子１０の表面には保護被覆（パッシベーション膜）を設けてもよい。保護被覆は当該ＬＥＤ素子の発光波長における透過性の良好な金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物で形成することができる。具体的には、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、スピネル、窒化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウムなどが例示される。
（実施形態２）
　上記実施形態１に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子１０において、ＴＣＯ膜１５ａの膜厚を小さくする程、ＴＣＯ膜とｐ型層との間の抵抗は、抵抗増加領域１６において、他の領域よりも顕著に大きくなる。なぜなら、膜厚の減少とともに、ＴＣＯ膜が持つ保護材としての作用（スパッタリング工程においてｐ型層表面を保護する作用）が小さくなるからである。
　更に、ＴＣＯ膜の膜厚を小さくすると、この膜の光吸収に起因する損失を低減できるという利点もある。この利点は、ＴＣＯ膜の透過性が低くなる波長域である近紫外～紫色波長域の光を発生するＬＥＤ素子においてとりわけ顕著となる。
　しかし、ＴＣＯ膜の膜厚を単に小さくした場合には、シート抵抗の上昇によりＴＣＯ膜が担うべき水平方向の電流拡散機能が低下するという問題が生じる。ここで、水平方向の電流拡散機能とは、ボンディングパッドから供給される電流をｐｎ接合面に平行な方向（水平方向）に拡散させる機能である。ＴＣＯ膜内で電流が水平方向に拡がらないと、抵抗増加領域とその他の領域との間においてｐ型層とＴＣＯ膜との間の抵抗に差があっても、ｐ型層に注入されるキャリア密度には、領域間での違いが十分に生じなくなる。
　そこで、一実施形態に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子では、ＴＣＯ膜の膜厚を薄くした場合においても上記問題が発生しないように、ＴＣＯ膜上の一部に導電性材料からなる電流拡散層を形成する。この電流拡散層はＴＣＯ膜が担う水平方向の電流拡散機能を補助する働きをする層である。 
　このように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造を図７に示す。図７（ａ）はＬＥＤ素子を電極配置面側から見た平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。 
　図７に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子２０は、基板２１上にｎ型層２２とｐ型層２３とからなる積層体を有しており、エッチングにより一部露出したｎ型層２２の表面にｎ電極２４が形成され、ｐ型層２３の表面にｐ電極２５が形成されている。ｎ電極２４はオーミック電極とボンディングパッドを兼用する電極となっており、ｎ型層２２と接する部分がｎ型のＧａＮ系半導体とオーミック接触する材料を用いて形成されている。ｐ電極２５はｐ型層２３の表面に形成されたオーミック電極である第１のＴＣＯ膜２５ａ（透明電極）と、第１のＴＣＯ膜２５ａ上の一部に形成されたｐ側ボンディングパッド２５ｂと、第１のＴＣＯ膜２５ａ上の一部に形成された電流拡散層２５ｃとから構成されている。電流拡散層２５ｃには貫通孔が形成されており、第１のＴＣＯ膜２５ａとｐ側ボンディングパッド２５ｂとは該貫通孔を通して接している。図７（ａ）における破線は、電流拡散層２５ｃに形成されたこの貫通孔の輪郭（ｐ側ボンディングパッド２５ｂの下に隠れている）を示している。この破線の内側の領域において、ｐ型層２３とＴＣＯ膜２５ａとの間の抵抗が特に高くなっている。 
　ＧａＮ系ＬＥＤ素子２０は次のようにして製造することができる。 
　まず、通常のＭＯＶＰＥ法を用いて基板上にｎ型層とｐ型層を順次積層してエピタキシャルウェハを作製する。好ましい基板や好ましいエピタキシャル成長層構成は前記実施形態１と同じである。
　次に、上記形成したエピタキシャルウェハのｐ型層上に、オーミック電極とするための第１のＴＣＯ膜を真空蒸着法を用いて形成する。この第１のＴＣＯ膜の膜厚は例えば０．０１μｍ～０．２μｍとすることができるが、好ましくは０．０１μｍ～０．１５μｍであり、より好ましくは０．０１μｍ～０．１０μｍ、特に好ましくは０．０１μｍ～０．０５μｍである。成膜後、湿式または乾式エッチングによって不要部分を除去することにより、この第１のＴＣＯ膜を所定の電極形状にパターニングする。パターニングの前または後にウェハに熱処理を行ってもよい。 
　次に、ｐ型層上に形成した第１のＴＣＯ膜上の所定の領域に電流拡散層を形成する。電流拡散層はＴＣＯ材料を用いて、真空蒸着法で形成する。電流拡散層のパターニングにはリフトオフ法を用いることが好ましい。ＴＣＯ材料で形成する電流拡散層の厚さは、第１のＴＣＯ膜の膜厚と電流拡散層の膜厚の和が０．１５μｍ～０．５μｍとなるように設定することが好ましい。 
　次に、エピタキシャル層の一部をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）によって除去することにより凹部を形成し、該凹部の底にｎ型層を露出させる。 
　次に、リフトオフ法を用いて、ＴＣＯ膜上へのｐ側ボンディングパッドの形成を行う。このときｎ電極の形成を同時に行ってもよい。リフトオフ法で用いるフォトレジスト膜は、好ましくは６μｍ以上の厚さに形成する。ｐ側ボンディングパッドは、少なくともＴＣＯ膜に接する部分をスパッタリング法により形成する。その際、少なくとも第１のＴＣＯ膜とスパッタ膜との接触領域に対応して、ｐ型層と第１のＴＣＯ膜との間の抵抗が部分的に増加した領域が形成されるように、スパッタリング条件を設定する。 
　ｎ電極およびｐ側ボンディングパッドの最下部はＴＣＯ材料で形成してもよいしメタル材料で形成してもよいが、好ましくはＴＣＯ材料で形成する。ｎ電極およびｐ側ボンディングパッドの表層はメタル材料を用いて形成する。好ましいメタル材料は上記実施形態１の場合と同様である。 
　次いで、ｎ電極およびｐ側ボンディングパッドの表面を除くウェハ表面に、電子ビーム蒸着法を用いて透明な保護被覆（パッシベーション膜）を形成する。保護被覆の材料は、好ましくは金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物などである。その後、必要に応じて基板の裏面をラッピングしてウェハの厚さを薄くしたうえで、スクライバーなどを用いてウェハを分割することにより、チップ状のＧａＮ系ＬＥＤ素子を得ることができる。 
（実施形態３） 
　上記実施形態２に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子２０では電流拡散層２５ｃの一部が第１のＴＣＯ膜２５ａとボンディングパッド２５ｂとの間に挟まれるように構成しているが、このような構成は必須ではない。一実施形態においては、ＴＣＯ膜上において、ボンディングパッドと電流拡散層とを相互に離間させてもよい。
　このように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子３０の構造を図８に示す。図８（ａ）は素子を電極配置面側から見た平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。図８に示すように、ＧａＮ系ＬＥＤ素子３０ではｐ型層３３に対するオーミック電極である第１のＴＣＯ膜３５ａ上においてボンディングパッド３５ｂと電流拡散層３５ｃとが相互に離間している。このＬＥＤ素子３０を製造する際には、ボンディングパッド３５ｂを電流拡散層３５ｃより先に形成してもよいし、後に形成してもよい。 
（実施形態４）
　一実施形態においては、ＴＣＯ膜上において電流拡散層が帯状パターンを呈する部分を有していてもよい。 
　図９はこのように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子４０の平面図であり、ｐ型層４３に対するオーミック電極である第１のＴＣＯ膜４５ａ上において電流拡散層４５ｃが帯状パターンに形成された部分４５ｃ－１を２つ有している。電流拡散層が帯状パターンを呈す部分４５ｃ－１のそれぞれは直線的な部分と、折れ曲がった部分を有している。一実施形態ではこの帯状パターンに曲線的な部分、蛇行した部分、環状をなす部分などを設けることもできる。
　ＧａＮ系ＬＥＤ素子２０と比較すると、ＧａＮ系ＬＥＤ素子４０では第１のＴＣＯ膜４５ａの表面を覆う電流拡散層４５ｃの面積が小さいことから、この電流拡散層４５ｃをメタル材料で形成してもよい。好ましいメタル材料としては、白金族金属、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉなど、厚膜に形成したときに銀白色を呈するものが挙げられる。メタル膜からなる電流拡散層４５ｃは光透過性を呈する厚さに形成してもよいし、不透光性（光反射性）となる厚さに形成してもよい。メタル材料はＴＣＯ材料と比べて近紫外～可視領域における光の吸収性が強いという欠点はあるが、導電性に優れているので、メタル材料で形成した電流拡散層は小面積でも良好な水平方向の電流拡散性を備えたものとなる。 
　一方、電流拡散層４５ｃをＴＣＯ材料で形成する場合のその厚さは、第１のＴＣＯ膜４５ａの膜厚と電流拡散層４５ｃの膜厚の和が０．１５μｍ～０．５μｍとなるように設定することが好ましい。 
　電流拡散層４５ｃの形成にスパッタリング法を用いると、その直下においてｐ型層４３と第１のＴＣＯ膜４５ａとの間の抵抗が高くなる場合があるが、ＧａＮ系ＬＥＤ素子４０では電流拡散層４５ｃの面積が小さいことから許容できる。この場合、電流拡散層４５ｃを形成しない領域ではｐ型層４３と第１のＴＣＯ膜４５ａとの間の抵抗が高くならないように、電流拡散層４５ｃをリフトオフ法で形成する際に用いるフォトレジスト膜の膜厚を十分に大きくするべきである。
（実施形態５） 
　一実施形態においては、ｐ型層に対するオーミック電極であるＴＣＯ膜上において、電流拡散層が分岐を有するパターンを呈する部分を備えていてもよい。分岐を有するパターンには、ネット状パターン、櫛状パターン、樹枝状パターンが含まれる。 
　図１０はこのように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子５０の平面図であり、ｐ型層５３に対するオーミック電極である第１のＴＣＯ膜５５ａ上において、電流拡散層５５ｃが四角格子パターンを呈している。四角格子パターンはネット状パターンの一種である。四角格子の他、三角格子、六角格子、カゴメ格子など、各種の格子状パターンがネット状パターンに含まれる。 
　ネット状パターンは上記の格子状パターンだけでなく、例えば図１１（ａ）に示すパターン（ハッチングを施した部分が呈するパターン）のように、パターニングの対象たる膜構造体に当該膜構造体を貫通する円形の貫通孔（白抜きした部分）を複数形成してなるパターンを含む。また、ネット状パターンは図１１（ａ）に示すパターンの変形に係る、図１１（ｂ）～（ｄ）に示すパターンを包含する。図１１（ｂ）に示すパターンでは複数の貫通孔が異なるサイズを有している。図１１（ｃ）に示すパターンでは複数の貫通孔が異なる形状を有している。図１１（ｄ）に示すパターンでは貫通孔の配置が図１１（ａ）に示すパターンとは異なっている。このように、ネット状パターンはパターニングの対象たる膜構造体に種々のサイズ・形状を有する複数の貫通孔を種々の配置で形成してなるパターンを包含する。
　ＧａＮ系ＬＥＤ素子５０では電流拡散層５５ｃが、第１のＴＣＯ膜５５ａとボンディングパッド５５ｂとの間に挟まれた部分においても、他の部分と同様の四角格子パターンを呈している（図１０における破線はｐ側ボンディングパッド５５ｂの下に隠れた電流拡散層５５ｃの輪郭を示す）が、このような構成は必須ではない。 
　ＧａＮ系ＬＥＤ素子２０と比較すると、ＧａＮ系ＬＥＤ素子５０では第１のＴＣＯ膜５５ａの表面を覆う電流拡散層５５ｃの面積が小さいことから、この電流拡散層５５ｃをメタル材料で形成してもよい。その場合、メタル膜からなる電流拡散層５５ｃは光透過性を呈する厚さに形成してもよいし、不透光性（光反射性）となる厚さに形成してもよい。
　電流拡散層５５ｃをＴＣＯ材料で形成する場合のその厚さは、第１のＴＣＯ膜５５ａの膜厚と電流拡散層５５ｃの膜厚の和が０．１５μｍ～０．５μｍとなるように設定することが好ましい。
　電流拡散層５５ｃの形成にスパッタリング法を用いると、その直下においてｐ型層５３と第１のＴＣＯ膜５５ａとの間の抵抗が高くなる場合があるが、ＧａＮ系ＬＥＤ素子５０では電流拡散層５５ｃの面積が小さいことから許容できる。この場合、電流拡散層５５ｃを形成しない領域ではｐ型層５３と第１のＴＣＯ膜５５ａとの間の抵抗が高くならないように、電流拡散層５５ｃをリフトオフ法で形成する際に用いるフォトレジスト膜の膜厚を十分に大きくするべきである。
（実施形態６）
　一実施形態においては、帯状パターンまたは分岐を有するパターンを呈する部分を備えた電流拡散層を第１のＴＣＯ膜上に形成する工程と、ｐ側ボンディングパッドを第１のＴＣＯ膜上に形成する工程とを、同時に行ってもよい。
　かかる製造方法により製造されるＧａＮ系ＬＥＤ素子の構造例を図１２に示す。図１２（ａ）はＬＥＤ素子を電極配置面側から見た平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。
　図１２に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子６０は、基板６１上にｎ型層６２とｐ型層６３とからなる積層体を有しており、エッチングにより一部露出したｎ型層６２の表面にｎ電極６４が形成され、ｐ型層６３の表面にｐ電極６５が形成されている。ｎ電極６４はオーミック電極とボンディングパッドを兼用する電極となっており、ｎ型層６２と接する部分がｎ型のＧａＮ系半導体とオーミック接触する材料を用いて形成されている。ｐ電極６５はｐ型層６３の表面に形成されたオーミック電極である第１のＴＣＯ膜６５ａ（透明電極）と、該第１のＴＣＯ膜６５ａ上の一部に形成されたｐ側ボンディングパッド６５ｂと、該ボンディングパッドと一体となった構造物として第１のＴＣＯ膜６５ａ上の一部に形成された電流拡散層６５ｃとから構成されている。図１２（ａ）に示すように、２つの電流拡散層６５ｃは帯状パターンを呈している。なお、このＧａＮ系ＬＥＤ素子６０の例では電流拡散層６５ｃのそれぞれが直線的部分と折れ曲がった部分を有しているが、曲線的な部分を有する帯状や蛇行した帯状に形成してもよく、また、環状をなすように形成することもできる。
（実施形態７） 
　一実施形態においては、第１のＴＣＯ膜上に同時形成するボンディングパッドと電流拡散層とを独立の構造物としてもよい。図１３はこのように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子７０の平面図であり、ｐ型層７３に対するオーミック電極である第１のＴＣＯ膜７５ａ上において、ｐ側ボンディングパッド７５ｂと帯状パターンをなす電流拡散層７５ｃとが相互に離間している。 
（実施形態８） 
　一実施形態においては、第１のＴＣＯ膜上において、ボンディングパッドと同時形成する電流拡散層が、分岐を有するパターンに形成された部分を備えていてもよい。
　図１４は、このように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子の平面図である。この図に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子８０においては、ｐ型層８３に対するオーミック電極である第１のＴＣＯ膜８５ａ上において、電流拡散層８５ｃが四角格子パターンを呈している。ＧａＮ系ＬＥＤ素子８０ではボンディングパッド８５ｂと電流拡散層８５ｃとが一体的に形成されているが、これらを離間させて形成することもできる。
（実施形態９） 
　一実施形態においては、ボンディングパッドの一部のみを電流拡散層と同時に形成してもよい。例えば、ボンディングパッドの最下部のみを、電流拡散層と同時に形成する。この場合の電流拡散層は、帯状パターンまたは分岐を有するパターンを呈する部分を備えるものである。
　図１５はこのように構成したＧａＮ系ＬＥＤ素子９０の構造を示す図であり、図１５（ａ）はＬＥＤ素子を電極配置面側から見た平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＸ－Ｘ線の位置における断面図である。 
　ＧａＮ系ＬＥＤ素子９０においては、ｐ型層９３に対するオーミック電極であるＴＣＯ膜９５ａ上に形成されたｐ側ボンディングパッド９５ｂが、第１のＴＣＯ膜９５ａに接する基層部９５ｂ－１と、その上に形成された表層部９５ｂ－２とから構成されている。そして、ｐ側ボンディングパッドの基層部９５ｂ－１と、帯状パターンを呈する電流拡散層９５ｃとが一体的に形成されている。ｐ側ボンディングパッドの基層部９５ｂ－１と電流拡散層９５ｃはスパッタ膜からなり、その下方には、ＴＣＯ膜９５ａとこれらの層との接触領域に対応するように、ｐ型層９３とＴＣＯ膜９５ａとの間の抵抗が部分的に増加した領域９６が形成されている。ボンディングパッドの基層部９５ｂ－１と電流拡散層９５ｃとが一体的であることは必須ではなく、これらを離間させることもできる。また、電流拡散層９５ｃは分岐を有するパターンを呈する部分を備えた形状に形成してもよい。 
　ｐ側ボンディングパッドの基層部９５ｂ－１および電流拡散層９５ｃは、近紫外～可視波長域における光吸収がメタル材料に比べて弱いＴＣＯ材料を用いて形成することが好ましい。ただし、メタル材料を用いて形成することも妨げられない。ＴＣＯ材料で形成する場合のボンディングパッドの基層部９５ｂ－１および電流拡散層９５ｃの厚さは、第１のＴＣＯ膜９５ａの膜厚と電流拡散層９５ｃの膜厚の和が０．１５μｍ～０．５μｍとなるように設定することが好ましい。ボンディングパッドの基層部９５ｂ－１および電流拡散層９５ｃをメタル膜とする場合の好ましいメタル材料としては、白金族金属、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉなど、厚膜に形成したときに銀白色を呈するものが挙げられる。この場合のメタル膜は光透過性を呈する厚さに形成してもよいし、不透光性（光反射性）となる厚さに形成してもよい。ボンディングパッドの表層部９５－２の好ましい材料は前記実施形態１の場合と同様である。この表層部９５－２は必ずしもスパッタ膜からなることを要さない。
　ＧａＮ系ＬＥＤ素子９０ではｎ電極９４もコンタクト部９４－１とパッド部９４－２の二つの部分から構成されている。コンタクト部９４－１はオーミック電極であるとともに、ｎ型層９２が担う水平方向の電流拡散性機能を補助するために、帯状パターンに形成された部分を有している。パッド部９４－２はメタル材料からなるボンディングパッドである。コンタクト部９４－１はｎ型のＧａＮ系半導体とオーミック接触する任意の材料を用いて形成することができるが、好ましくはＴＣＯ材料を用いて形成する。好ましい実施形態では、ｎ電極のコンタクト部９４－１とｐ側のボンディングパッドの基層部９５ｂ－１とをＴＣＯ材料を用いてスパッタリング法により同時形成する。好ましい実施形態では、また、ｎ電極のパッド部９４－２とｐ側のボンディングパッドの表層部９５ｂ－２とをメタル材料を用いて同時形成する。
　上記実施形態１～９に係るＧａＮ系ＬＥＤ素子は、いずれも、ｎ型およびｐ型のＧａＮ系半導体層をエピタキシャル成長によって形成するときに使用した基板（以下「エピ成長用基板」という）を素子中に含むが、かかる構成は必須ではない。今日では、レーザリフトオフなどの技法でエピタキシャル成長層をエピ成長用基板から取り外し、別途準備する支持基板に載せ替える技術が当業者間で周知となっている。また、特表２００７－５１７４０４号公報（ＷＯ２００５／０６２９０５号公報）に開示された技術を用いることにより、ＬＥＤ素子をフリップチップ実装した後でエピ成長用基板を素子から取り除くことができる。
　以上、本発明の各種実施形態について例を挙げて説明したが、本発明は個々の実施形態に限定されるものではない。
　本出願は、２００８年２月１５日出願の日本特許出願（特願２００８－０３４９６８号）、２００８年３月２６日出願の日本特許出願（特願２００８－０８２０７０号）、２００８年３月２６日出願の日本特許出願（特願２００８－０８２０７１号）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (16)

  1. 　ｎ型ＧａＮ系半導体層と、
    　前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に積層されたｐ型ＧａＮ系半導体層と、
    　前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に接続されたｎ電極と、
    　前記ｐ型ＧａＮ系半導体層の表面に形成されたＴＣＯ膜と、
    　前記ＴＣＯ膜上の一部に形成された導電性スパッタ膜と、
    　前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗が部分的に増加した領域であって、前記ＴＣＯ膜と前記導電性スパッタ膜との接触領域に対応する抵抗増加領域と、
    　前記抵抗増加領域上に形成されたボンディングパッドと、
    　を有することを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  2. 　請求項１に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜の膜厚が０．４μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  3. 　請求項１に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜が、平坦膜である第１のＴＣＯ膜と、該第１のＴＣＯ膜上の一部に形成された電流拡散層と、からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  4. 　請求項３に記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記第１のＴＣＯ膜の膜厚が０．２μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記導電性スパッタ膜がボンディングパッドまたはその一部であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記導電性スパッタ膜がＴＣＯ材料からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜上に、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗に実質的に影響を与えない成膜法で形成されたパッシベーション膜を有することを特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  8. 　請求項１～６のいずれかに記載のＧａＮ系ＬＥＤ素子において、前記ＴＣＯ膜上に電子ビーム蒸着法で形成されたパッシベーション膜を有することを特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子。
  9. 　ｎ型ＧａＮ系半導体層と、前記ｎ型ＧａＮ系半導体層に積層されたｐ型ＧａＮ系半導体層と、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層の表面に形成されたＴＣＯ膜と、を含むウェハを準備する工程と、
    　前記ＴＣＯ膜上のボンディングパッド形成予定部位に開口部を有する保護膜で前記ウェハの表面を覆い、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗が部分的に増加した領域が前記開口部に対応して形成されるように、前記開口部を介して前記ＴＣＯ膜の表面に導電性スパッタ膜を形成する工程と、
    　を有することを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
  10. 　請求項９に記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜の膜厚が０．４μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
  11. 　請求項９に記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜が、平坦膜である第１のＴＣＯ膜と、該第１のＴＣＯ膜上の一部に形成された電流拡散層と、からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
  12. 　請求項１１に記載の製造方法において、前記第１のＴＣＯ膜の膜厚が０．２μｍ以下であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
  13. 　請求項９～１２のいずれかに記載の製造方法において、前記導電性スパッタ膜がボンディングパッドまたはその一部であることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
  14. 　請求項９～１３のいずれかに記載の製造方法において、前記導電性スパッタ膜がＴＣＯ材料からなることを特徴とするＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
  15. 　請求項９～１４のいずれかに記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜上に、前記ｐ型ＧａＮ系半導体層と前記ＴＣＯ膜との間の抵抗に実質的に影響を与えない成膜法でパッシベーション膜を形成する工程を有する特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
  16. 　請求項９～１４のいずれかに記載の製造方法において、前記ＴＣＯ膜上に電子ビーム蒸着法でパッシベーション膜を形成する工程を有することを特徴とする、ＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法。
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