発光ダイオード、発光ダイオードの製造方法、発光ダイオードランプ及び照明装置
【課題】光吸収の低減された発光ダイオード、製造方法、ランプ、照明装置を提供する。
【解決手段】基板１上に設けられた発光層２４を含む化合物半導体層１０と、基板１と化合物半導体層１０との間に設けられたオーミックコンタクト電極７と、化合物半導体層１０の基板１の反対側に設けられたオーミック電極１１と、オーミック電極１１の表面を覆うように設けられた枝部１２ｂと枝部１２ｂに連結されたパッド部１２ａとを含む表面電極１２と、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に設けられ、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３とを備える発光ダイオード１００とする。
【解決手段】基板１上に設けられた発光層２４を含む化合物半導体層１０と、基板１と化合物半導体層１０との間に設けられたオーミックコンタクト電極７と、化合物半導体層１０の基板１の反対側に設けられたオーミック電極１１と、オーミック電極１１の表面を覆うように設けられた枝部１２ｂと枝部１２ｂに連結されたパッド部１２ａとを含む表面電極１２と、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に設けられ、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３とを備える発光ダイオード１００とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード、発光ダイオードの製造方法、発光ダイオードランプ及び照明装置に関するものであり、特に、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオードおよびその製造方法、これを備えた発光ダイオードランプ及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤色、赤外の光を発する発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）として、例えば、砒化アルミニウム・ガリウム（組成式ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ；０≦Ｘ≦１）からなる発光層や砒化インジウム・ガリウム（組成式ＩｎＸＧａ１−ＸＡｓ；０≦Ｘ≦１）からなる発光層を備えたものが知られている。また、赤色、橙色、黄色或いは黄緑色の可視光を発する発光ダイオードとして、例えば、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ；０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる発光層を備えたものが知られている。
【０００３】
また、このような発光層を備えた発光ダイオードにおいて、基板と反対側の表面に、ボンディングパッドとボンディングパッドに連結された線状部とからなる表面電極が設けられているものがある。
例えば、特許文献１には、活性層およびその上側層を貫通して孔部を形成し、この孔部内の活性層およびその上側層を除去した部分に絶縁膜を介してワイヤボンディング部を設け、ワイヤボンディング部を線状電極に接続した半導体発光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０５８９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の発光ダイオードでは、光取り出し効率をより一層向上させることが要求されている。特に、大電流駆動によって高輝度発光させる発光ダイオードにおいて、光取り出し効率を向上させる要求が高まってきている。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、優れた光取り出し効率が得られる発光ダイオードおよびその製造方法、これを備えた発光ダイオードランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記の目的を達成するために、基板と反対側の表面における光の吸収に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、表面電極の一部であるボンディングパッドと平面視で重なる領域に配置された発光層に供給される電流が妨げられるものとし、ボンディングパッドの直下での発光強度を弱くすることで、ボンディングパッドに吸収される光を低減すればよいことを見出し、本発明を想到した。すなわち、本発明は以下の構成を採用した。
【０００７】
（１）基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極と、前記発光層のうち前記パッド部と平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層と、前記パッド部と平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層との間に設けられ、前記パッド下発光層に供給される電流を妨げる電流遮断部とを備えていることを特徴とする発光ダイオード。
【０００８】
（２）前記電流遮断部が、前記パッド下発光層を取り囲むように平面視で環状に配置されていることを特徴とする（１）に記載の発光ダイオード。
（３）前記電流遮断部が、空間からなることを特徴とする（１）または（２）に記載の発光ダイオード。
【０００９】
また、本発明者は、上記の目的を達成するために、基板と反対側の表面における光の吸収に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、表面電極の一部であるボンディングパッドと平面視で重ならない領域にのみ発光層を形成し、ボンディングパッドの直下で発光しないようにすることで、ボンディングパッドに吸収される光を低減すればよいことを見出し、本発明を想到した。すなわち、本発明は以下の構成を採用した。
【００１０】
（４）基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極とを備え、前記発光層が、前記パッド部と平面視で重ならない領域にのみ形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【００１１】
（５）前記発光層が、前記パッド部と平面視で重なる領域に配置された電流遮断部を取り囲むように配置されていることを特徴とする（４）に記載の発光ダイオード。
【００１２】
（６）前記電流遮断部が、絶縁材料が埋め込まれてなるものであることを特徴とする（１）（２）（４）（５）のいずれかに記載の発光ダイオード。
（７）前記電流遮断部が、反射層と、前記反射層と前記化合物半導体層との間に配置された透明絶縁材料層とを含むものであることを特徴とする（１）（２）（４）（５）のいずれかに記載の発光ダイオード。
【００１３】
（８）前記基板が、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板又は金属基板のいずれかである（１）〜（７）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（９）前記パッド部が、平面視で円形状であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の発光ダイオード。
（１０）前記発光層が、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、又は、ＡｌＧａＩｎＰのいずれかからなることを特徴とする前項（１）〜（９）のいずれかに記載の発光ダイオード。
（１１）前記オーミックコンタクト電極が、前記パッド部と平面視で重ならない領域に形成されていることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の発光ダイオード。
【００１４】
（１２）（１）〜（１１）のいずれかに記載の発光ダイオードを備えることを特徴とする発光ダイオードランプ。
（１３）（１）〜（１１）のいずれかに記載の発光ダイオードを複数個搭載した照明装置。
【００１５】
（１４）パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の周囲に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、オーミック電極を形成する工程と、前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結された前記パッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備える、ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【００１６】
（１５）前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１４）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（１６）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする（１５）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（１７）前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１４）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００１７】
（１８）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする（１７）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００１８】
（１９）パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の直下に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、前記オーミック電極を形成する工程と、前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結されたパッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【００１９】
（２０）前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１９）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（２１）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする（２０）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（２２）前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１９）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００２０】
（２３）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする（２２）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（２４）前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料及び絶縁材料を順に埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１９）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００２１】
なお、本発明において、「基板」と「オーミック電極」との間には「接合層」や「反射層」の他、公知の機能層を適宜加えることができ、その他の層間にも公知の機能層を適宜加えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の発光ダイオードによれば、ボンディングパッドの直下での発光強度を弱くする、または、ボンディングパッドの直下で発光しないようにすることができるので、発光層で発光した光のうちボンディングパッドに吸収される光量を低減できる。したがって、本発明の発光ダイオードは、光取り出し効率の優れ、特に、大電流駆動によって高輝度発光させる発光ダイオードに好適に用いることができるものとなる。
【００２３】
本発明の発光ダイオードの製造方法では、平面形状を高精度で制御できるドライエッチング法と、エッチングストップ層を用いることで深さ寸法を高精度で制御できるウェットエッチング法とを組み合わせて、所定形状の凹部からなる電流遮断部を設けることにより、表面電極のパッド部の直下に流れ込む電流が遮断された光取り出し効率の優れた発光ダイオードが得られる。
【００２４】
より詳細には、ドライエッチング法は、所望の深さの凹部を高精度で形成することが困難であるエッチング方法である。このため、ドライエッチング法のみで凹部を設けると、凹部の深さ方向の寸法精度が不十分となり、凹部の深さが深くなりすぎるおそれがある。また、ウェットエッチング法では、側面の垂直な凹部を高精度で形成することは困難である。このため、ウェットエッチング法のみで凹部を設けると、所望の深さの凹部を形成するために必要以上に化合物半導体層を除去せざる得なくなるおそれがある。
これに対して、本発明の発光ダイオードの製造方法では、ドライエッチング法により平面視して必要な範囲を高精度で垂直方向にエッチングし、その後、エッチングストップ層を用いるウェットエッチング法により、エッチングストップ層に達するまでエッチングすることにより、所定の平面形状および深さの凹部が高精度で形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の発光ダイオードの一例を示す断面模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示す発光ダイオードの表面電極と電流遮断部とを示す平面摸式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示す発光ダイオードのオーミック電極を示す平面摸式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図１に示す発光ダイオードのオーミックコンタクト電極を示す平面摸式図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図１に示す発光ダイオードの表面電極、電流遮断部、オーミック電極、オーミックコンタクト電極を重ねて描いた平面摸式図である。
【図３】図３は、本発明の発光ダイオードにおいて基板としてＧｅ基板を用いた例を示す断面模式図である。
【図４】図４は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、金属基板の製造工程を説明するための金属基板の一部の断面模式図である。
【図６】図６は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図８】図８は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図９】図９は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図１０】図１０は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図１１】図１１は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した実施形態の発光ダイオードおよびその製造方法、発光ダイオードランプ及び照明装置について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２７】
「第１実施形態」
〔発光ダイオード〕
図１は、本発明の発光ダイオードの一例を示す断面模式図である。図２Ａは、図１に示す発光ダイオードの表面電極と電流遮断部とを示す平面摸式図である。図１は、図２Ａに示すＡ−Ａ’線に対応する断面図である。
【００２８】
本実施形態の発光ダイオード１００は、金属基板１（基板）と、発光層２４を含む化合物半導体層１０と、オーミックコンタクト電極７と、オーミック電極１１と、表面電極１２と、電流遮断部１３とを備えている。図１で示す発光ダイオード１００では、金属基板１と化合物半導体層１０との間には、金属基板１側から順に接合層４とバリア層５と反射層６とが設けられている。また、図１に示すオーミックコンタクト電極７は、平面視で複数のドット状の導電性部材からなるものであり、各オーミックコンタクト電極７間には透光膜８が充填されている。
【００２９】
図１に示す発光ダイオードは基板として金属基板を用いた例であるが、本発明では基板として金属基板に限らず、成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものを用いることができる。本発明の発光ダイオードは成長用基板上に発光層を含む化合物半導体層を形成した後、別の基板（接合基板）に貼り替えて（接合して）成長用基板を除去することにより製造されるが、その基板（接合基板）が成長用基板と熱膨張係数が大きく異なる場合は、接合前に形成した電流遮断部と接合後に形成されるパッド部との位置ズレが大きくなってしまうため、基板は成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものが好ましい。
接合前に形成した電流遮断部と接合後に形成されるパッド部との位置ズレが本発明の効果を損ねない範囲内とするためには、成長用基板と接合基板との熱膨張係数の違いは、±１．５ｐｐｍ／Ｋであることが好ましい。具体的には、成長用基板として通常用いられる基板（例えば、ＧａＡｓ基板（熱膨張係数：６．０ｐｐｍ／Ｋ）を用いる場合には、接合基板として、Ｇｅ基板（熱膨張係数：５．５ｐｐｍ／Ｋ）、ＧａＰ基板（熱膨張係数：５．３ｐｐｍ／Ｋ）、ＧａＡｓ基板、熱膨張係数を調整した金属基板（後述）等を用いることができる。以下では、接合基板として金属基板を用いた例について詳述する。
【００３０】
＜金属基板＞
本実施形態の発光ダイオード１００は、基板として、複数（本実施形態においては３層）の金属層１ａ，１ｂ，１ｂと、その上面１ｂａ及び下面１ｂｂを覆う、エッチャントに対して耐性を有する金属保護膜２とからなる金属基板１を備えている。金属基板１の側面は、金属保護膜２で覆われていることが好ましい。金属保護膜２はエッチャントに対して耐性を有するので、発光層２４を含む化合物半導体層１０の成長用基板を除去するエッチャントを用いたエッチングの際に、金属基板の腐食を抑制できる。
なお、金属保護膜２で被覆されていない金属基板を用いることもできる。
【００３１】
金属基板１の厚さは、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。金属基板１の厚さが１５０μｍより厚い場合には、発光ダイオード１００の製造コストが上昇して好ましくない。また、金属基板１の厚さが５０μｍより薄い場合には、金属基板１のハンドリング時に割れや、かけ、反りなどが容易に生じて、製造歩留まりを低下させるおそれが発生する。
【００３２】
（金属層）
金属基板１の複数の金属層は、第１の金属層と第２の金属層とが交互に積層されてなるものであることが好ましい。金属基板１における第１の金属層および第２の金属層の層数は、第１の金属層と第２の金属層とを合わせて３〜９層とすることが好ましく、３〜５層とすることがより好ましい。第１の金属層と第２の金属層の層数を合わせて２層とした場合には、厚さ方向での熱膨張が不均衡となり、金属基板１の反りが発生する。逆に、第１の金属層と第２の金属層の層数を合わせて９層より多くした場合には、第１の金属層と第２の金属層の層厚をそれぞれ薄くする必要が生じる。第１の金属層または第２の金属層からなる単層基板の層厚を薄くして作製することは困難であり、各層の層厚を不均一にして、発光ダイオード１００の特性をばらつかせるおそれが発生する。さらに、単層基板の製造が困難であることから、発光ダイオード１００の製造コストを上昇させるおそれも生じる。
【００３３】
また、金属基板１における第１の金属層および第２の金属層の層数は、合わせて奇数であることがより好ましい。第１の金属層および第２の金属層の層数が合わせて奇数である場合、最外層の金属層は同じ金属材料からなるものであることが好ましい。この場合、例えば、金属基板１の切断予定ラインに相当する部分を外側からエッチングする際などに、表裏の最外層の金属層を同じエッチャントを用いて湿式エッチングで除去することができ、好ましい。
【００３４】
＜第１の金属層＞
第１の金属層は、金属層の数が奇数である場合に最外層に配置される（図１に示す金属基板１０においては本実施形態においては符号１ｂで示す）。第１の金属層は、第２の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が小さい材料を用いる場合には、少なくとも化合物半導体層１０より熱膨張係数が大きい材料からなることが好ましい。この構成とすることにより、金属基板１全体としての熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数に近いものとなるため、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際の金属基板１の反りや割れを抑制することができ、発光ダイオード１００の製造歩留まりを向上させることができる。したがって、第２の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が大きい材料を用いる場合には、第１の金属層は少なくとも化合物半導体層１０より熱膨張係数が小さい材料からなることが好ましい。
【００３５】
第１の金属層としては、例えば、銀（熱膨張係数＝１８．９ｐｐｍ／Ｋ）、銅（熱膨張係数＝１６．５ｐｐｍ／Ｋ）、金（熱膨張係数＝１４．２ｐｐｍ／Ｋ）、アルミニウム（熱膨張係数＝２３．１ｐｐｍ／Ｋ）、ニッケル（熱膨張係数＝１３．４ｐｐｍ／Ｋ）およびこれらの合金などを用いることが好ましい。第１の金属層が、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケルまたはこれらの合金からなるものである場合、放熱性に優れ、より一層、接合の際の基板の割れを抑制でき、高電圧を印加して、高輝度で発光させることができる。
【００３６】
第１の金属層の層厚は、５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下とすることがより好ましい。
なお、第１の金属層の層厚と第２の金属層の層厚とは異なっていてもよい。さらに、金属基板１の第１の金属層および／または第２の金属層が複数である場合、各層の層厚はそれぞれ異なっていてもよい。
【００３７】
第１の金属層の合計の厚さは、金属基板１の厚さの５％以上５０％以下であることが好ましく、１０％以上３０％以下であることがより好ましく、１５％以上２５％以下であることが更に好ましい。第１の金属層の合計の厚さが金属基板１の厚さの５％未満の場合は、第１の金属層の熱膨張係数を高くした場合の効果が小さくなり、ヒートシンク機能が低下する。逆に、第１の金属層の厚さが金属基板１の厚さの５０％を超える場合は、金属基板１を化合物半導体層１０と接続させたときの熱による金属基板１の割れを抑制できない。つまり、第１の金属層と化合物半導体層１０との間の大きな熱膨張係数の差により、熱による金属基板１の割れを発生させて、接合不良発生を招く場合が生じる。
【００３８】
特に、第１の金属層として銅を用いた場合には、銅の合計の厚さが、金属基板１の厚さの５％以上４０％以下であることが好ましく、１０％以上３０％以下であることがより好ましく、１５％以上２５％以下であることが更に好ましい。
また、第１の金属層の層厚は、５μｍ以上３０μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３９】
＜第２の金属層＞
第２の金属層は、金属層が奇数である場合に内側に配置される（図１に示す金属基板１０においては本実施形態においては符号１ａで示す）。第２の金属層は、第１の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が大きい材料を用いる場合には、熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数より小さい材料からなることが好ましい。この構成とすることにより、金属基板１全体としての熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数に近いものとなるため、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際の金属基板１の反りや割れを抑制することができ、発光ダイオード１００の製造歩留まりを向上させることができる。したがって、第１の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が小さい材料を用いる場合には、第２の金属層は、熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数より大きい材料からなることが好ましい。
【００４０】
また、第２の金属層の材料は、化合物半導体層１０の熱膨張係数の±１．５ｐｐｍ／Ｋ以内となる熱膨張係数を有する材料であることが好ましい。この場合、放熱性に優れ、より一層、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際における金属基板１の割れを抑制できる。
例えば、化合物半導体層１０としてＡｌＧａＩｎＰ層（熱膨張係数＝約５．３ｐｐｍ／Ｋ）を用いた場合には、第２の金属層としてモリブデン（熱膨張係数＝５．１ｐｐｍ／Ｋ）、タングステン（熱膨張係数＝４．３ｐｐｍ／Ｋ）、クロム（熱膨張係数＝４．９ｐｐｍ／Ｋ）およびこれらの合金などを用いることが好ましい。
【００４１】
（金属保護膜）
金属保護膜２の材料としては、銅、銀、ニッケル、クロム、白金、金などを用いることができ、密着性に優れるクロムまたはニッケルの少なくともいずれか一つと、化学的に安定な白金または金の少なくともいずれか一つとを含む金属膜を用いることが好ましく、金属層側から順に、金属層との密着性のよいニッケル膜と耐薬品に優れる金膜とが積層された積層膜が最適である。
金属保護膜２の厚さは特に制限はないが、エッチャントに対する耐性とコストのバランスから、０．２〜５μｍ、好ましくは、０．５〜３μｍが適正な範囲である。高価な金の場合は、厚さは２μｍ以下が望ましい。
【００４２】
本実施形態の発光ダイオード１００は、発光層２４を含む化合物半導体層１０に金属基板１が接合されたものであって、金属基板１が、複数の金属層と、複数の金属層の上面及び下面を覆う金属保護膜２とからなるものであるので、放熱性に優れ、大電流駆動させて高輝度発光させることができ、しかも、金属基板１を化合物半導体層１０に接合した後にエッチング法により成長用基板を除去する工程において、金属基板１が劣化しにくいものとなる。
【００４３】
また、本実施形態の発光ダイオード１００において、金属基板１として、第１の金属層と第２の金属層とが交互に積層されてなり、第１の金属層と第２の金属層のいずれか一方を熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より大きいものとし、他方を熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より小さいものとした場合、金属基板全体としての熱膨張係数が化合物半導体層の熱膨張係数に近いものとなるため、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際における金属基板１の割れを抑制でき、製造歩留まりを向上させることができる。
【００４４】
本実施形態の発光ダイオード１００において、金属基板１として、第１の金属層が銅からなり、第２の金属層がモリブデンからなり、第１の金属層と第２の金属層との層の数が合わせて３層以上９層以下とされている場合、放熱性に優れ、より一層、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際における金属基板１の割れを抑制できるとともに、高電圧を印加して、高輝度で発光させることができる。また、この場合、機械的強度が高いモリブデンを加工しやすい銅で挟んだ構成となるため、切断等の加工が容易であり、寸法精度の高い発光ダイオード１００となる。
【００４５】
また、金属基板１の表面には、ダイボンド用に共晶金属層を形成してもよい。この場合、個片化された各発光ダイオード１００をダイボンボンディングする際に、接合面である金属基板１との接合を電気的接触の安定な共晶接合とすることができる。
【００４６】
＜接合層＞
接合層４は、化合物半導体層１０等を金属基板１に接合するための層である。接合層４の材料としては、化学的に安定であり、金属基板１との接合が非常に強固なものとなる融点の低いＡｕ系の共晶金属などが用いられる。Ａｕ系の共晶金属としては、例えば、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｎ、ＡｕＳｉ、ＡｕＩｎなどの合金の共晶組成を挙げることができる。また、接合層４としては、金属基板１の金属保護膜２が、金属基板１側からＮｉ膜とＡｕ膜とがこの順で形成されたものである場合、ＡｕＳｉを用いることが好ましい。
【００４７】
＜バリア層＞
バリア層５は、金属基板１に含まれる金属が拡散して、反射層６と反応するのを抑制するものである。バリア層５の材料としては、ニッケル、チタン、白金、クロム、タンタル、タングステン、モリブデン等を用いることができる。バリア層５の材料として、２種類以上の金属を組み合わせる、たとえば白金とチタンとを組み合わせることにより、バリア性能を向上させることができる。２種類以上の金属を組み合わせたバリア層５は、２種類以上の金属からなる合金層であってもよいし、２種類以上の金属膜を積層してなる積層体であってもよい。
【００４８】
なお、接合層４の材料に、バリア層５に用いることのできる上記の材料を添加することによって、接合層４を、バリア層５を兼ねるものとしてもよい。この場合、バリア層５を設ける必要がなく、製造工程を簡略化できる。
【００４９】
＜反射層＞
反射層６は、発光層２４からの光を反射させて、光取り出し効率を向上させるものである。反射層６が設けられていることにより、発光ダイオード１００をより高輝度化できる。反射層６の材料としては、ＡｇＰｄＣｕ合金（ＡＰＣ）、金、銅、銀、アルミニウムなどの金属およびそれらの合金等を用いることができる。これらの材料は光反射率が高く、光反射率を９０％以上とすることができる。
【００５０】
＜透光層＞
透光層８は、オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材間を充填するように形成されている。透光層８の材料としては、ＩＴＯ、ＳｉＯ２、ＩＺＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＴｉＮなどを用いることができる。
【００５１】
＜化合物半導体層＞
化合物半導体層１０は、発光層２４を含むものであり、複数のエピタキシャル成長させた層を積層してなる化合物半導体の積層構造体である。
化合物半導体層１０としては、例えば、発光効率が高く、基板接合技術が確立されているＡｌＧａＩｎＰ層またはＡｌＧａＩｎＡｓ層などを利用できる。ＡｌＧａＩｎＰ層は、一般式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）で表される材料からなる層である。この組成は、発光ダイオードの発光波長に応じて、決定される。例えば、赤および赤外発光の発光ダイオード１００を作製する際に用いられるＡｌＧａＩｎＡｓ層の場合も、構成材料の組成は発光ダイオード１００の発光波長に応じて決定される。
化合物半導体層１０は、ｎ型またはｐ型の何れか一の伝導型の化合物半導体であり、内部でｐｎ接合が形成される。ＡｌＧａＩｎＡｓにはＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＡｓ等も含まれる。
なお、化合物半導体層１０の表面の極性はｐ型、ｎ型のどちらでもよい。
【００５２】
図１に示す化合物半導体層１０は、コンタクト層２２ｃと表面粗面化層２３ａａとエッチングストップ層３１とクラッド層２３ａｂと発光層２４とクラッド層２３ｂと電流拡散層２５とからなる。
コンタクト層２２ｃは、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極の接触抵抗を下げるための層である。コンタクト層２２ｃは、例えば、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓからなり、キャリア濃度が１×１０１８ｃｍ−３であり、層厚が０．０５μｍであるものとすることができる。
【００５３】
また、コンタクト層２２ｃは、平面視してオーミック電極１１と同じ形状となっている。したがって、図１に示すように、オーミック電極１１と表面電極１２とが設けられている面は、表面粗面化層２３ａａの表面となっている。
なお、本実施形態においては、コンタクト層２２ｃを平面視してオーミック電極１１と同じ形状としたが、コンタクト層２２ｃの平面形状は、図１に示す例に限定されるものではない。例えば、コンタクト層２２ｃは、表面粗面化層２３ａａと同じ平面形状としてもよい。この場合、オーミック電極１１と表面電極１２とが設けられる面はコンタクト層２２ｃの表面となる。
【００５４】
表面粗面化層２３ａａは、光取り出し効率を向上させるために表面を粗面化させてなるものである。表面粗面化層２３ａａは、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度を３×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を３μｍとすることができる。
【００５５】
エッチングストップ層３１は、電流遮断部１３を形成する際に行う化合物半導体層１０に発光層２４を貫通する凹部を設けるエッチングにおいて、ストッパーとして機能するものである。エッチングストップ層３１に用いる材料としては、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ａｓなどを用いることができ、化合物半導体層１０をエッチングする条件に応じて適宜決定できる。
【００５６】
エッチングストップ層３１に用いる材料は、例えば、発光層２４を貫通する凹部を塩酸（希釈してもよい）を用いてウェットエッチングする場合には、ＡｌＧａＡｓ（組成によらずエッチングストップ層として機能するが、光吸収を抑制するためＡｌ組成は０．７以上が好ましい）からなるものとすることが好ましく、発光層２４を貫通する凹部を硫酸過水液（硫酸と過酸化水素の混合液）、アンモニア過水（アンモニア水と過酸化水素の混合液）を用いてウェットエッチングする場合には、ＡｌＧａＩｎＰからなるものとすることが好ましい。発光層２４の材料との組み合わせでいうと、発光層２４がＰ系の材料（例えば、ＡｌＧａＩｎＰ）の場合は、エッチングストップ層３１はＡｓ系の材料（例えば、ＡｌＧａＡｓ）が好ましく、また、発光層２４がＡｓ系の材料（例えば、ＡｌＧａＡｓ）の場合は、エッチングストップ層３１はＰ系の材料（例えば、ＡｌＧａＩｎＰ）が好ましい。また、発光層２４を貫通する凹部をドライエッチングのみで形成する場合には、エッチングストップ層は表面粗面化と同じ材料からなるものとすることができる。その場合エッチングされる分厚くしておくことが好ましい。
【００５７】
また、エッチングストップ層３１は、表面粗面化層２３ａａと同じ材料からなるものとすることができる。この場合、表面粗面化層２３ａａがエッチングストップ層３１を兼ねるものとなり、エッチングストップ層３１を表面粗面化層２３ａａと同時に形成できるので、エッチングストップ層３１と表面粗面化層２３ａａとが異なる材料からなるものである場合と比較して、生産性に優れたものとなる。
【００５８】
クラッド層２３ａｂは、ダブルへテロ構造の要素となるものである。クラッド層２３ａｂは、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度が３×１０１８ｃｍ−３であり、層厚は０．５μｍであるものとすることができる。
【００５９】
発光層２４は、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ又は、ＡｌＧａＩｎＰのいずれかからなるものであることが好ましく、例えば、アンドープの（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ／（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐの２０対の積層構造からなり、層厚が０．２μｍであるものとすることができる。
【００６０】
発光層２４は、ダブルへテロ構造（Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅｔｅｒｏ：ＤＨ）、単一量子井戸構造（Ｓｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ：ＳＱＷ）または多重量子井戸構造（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）などの構造を有するものとすることができる。ここで、ダブルへテロ構造は、放射再結合を担うキャリアを閉じ込められる構造である。また、量子井戸構造は、井戸層と井戸層を挟む２つの障壁層とを有する構造であって、ＳＱＷは井戸層が１つのものであり、ＭＱＷは井戸層が２以上のものである。発光層２４から単色性に優れる発光を得るためには、発光層２４としてＭＱＷ構造を用いることが好ましい。
【００６１】
クラッド層２３ｂは、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度が８×１０１７ｃｍ−３であり、層厚が０．５μｍであるものとすることができる。
電流拡散層２５は、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＰ層からなり、キャリア濃度が５×１０１８ｃｍ−３であり、層厚が２μｍであるものとすることができる。
【００６２】
化合物半導体層１０の構成は、上記に記載した構造に限られるものではなく、例えば、素子駆動電流の通流する領域を制限するための電流阻止層または電流狭窄層などを有していてもよい。また、クラッド層２３ａｂと、発光層２４との間に、ガイド層を設けてもよい。また、例えば、コンタクト層２２ｃやエッチングストップ層３１、表面粗面化層２３ａａは設けられていることが好ましいが、設けられていなくてもよい。
【００６３】
（電極構造）
図２Ｂは、図１に示す発光ダイオードのオーミック電極を示す平面摸式図であり、図２Ｃは、図１に示す発光ダイオードのオーミックコンタクト電極を示す平面摸式図であり、図２Ｄは、図１に示す発光ダイオードの表面電極、電流遮断部、オーミック電極、オーミックコンタクト電極を重ねて描いた平面摸式図である。なお、図２Ｂ〜図２Ｄは、図２Ａの平面摸式図に対応する領域を示した平面図である。
【００６４】
＜表面電極＞
図１および図２Ａに示すように、表面電極１２は、ボンディングパッドであるパッド部１２ａと線状部（枝部）１２ｂとからなる。線状部１２ｂは、オーミック電極の表面を覆うように設けられている。パッド部１２ａは、線状部１２ｂに連結されて一体化されている。
表面電極１２は、２種類以上の金属膜を積層してなる積層体からなるものであることが好ましい。具体的には、Ａｕ膜とＴｉ膜とＡｕとの積層体（以下、「Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ」と表記する場合がある。他の金属膜の積層体についても同様にして表記する。）、Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ、Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕ、Ａｕ／Ｔａ／Ａｕ、Ａｕ／Ｗ／Ａｕ、Ａｕ／Ｍｏ／Ａｕなどを用いることができる。
【００６５】
パッド部１２ａは平面視して円形状であることが、ワイヤボンディングしやすく好ましいが、円形状以外の形状であってもよい。
パッド部１２ａの寸法は、パッド部１２ａが平面視で円形状である場合、例えば直径５０〜１５０μｍ程度とすることができる。
【００６６】
図２Ａに示すように、線状部１２ｂは、円形状のパッド部１２ａの中心を通る直線上において直径を挟んだ周端（周端部）１２ａａａ、１２ａａｂから互いに逆方向に延在する２本の第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂと、第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂに対して直交する方向に延在する６本の第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂ、１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄとからなる。
【００６７】
なお、本実施形態においては、線状部１２ｂは、２本の第１の直線部と、６本の第２の直線部とからなるものとされているが、第１の直線部および第２の直線部の数は特に限定されるものではない。
【００６８】
第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂはそれぞれ、第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂの周端部１２ａａａ、１２ａａｂとは反対側の端部に接続し、パッド部１２ａから離間して配置されている。他方、第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄはそれぞれ、２つの周端部１２ａａａ、１２ａａｂの間の一方の円弧側と他方の円弧側のそれぞれ２個の周端部１２ａｂａ、１２ａｂｂ、１２ａｂｃ、１２ａｂｄから延在して配置されている。周端部１２ａｂａ、１２ａｂｂから延在する２本の第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂと、周端部１２ａｂｃ、１２ａｂｄから延在する２本の第２の直線部１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄとはそれぞれ一直線上に、第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂの延在方向に平行な方向に延在している。
【００６９】
線状部１２ｂの幅は、オーミック電極１１の線状部位を覆うためにその幅より幅広とされており、例えば、２〜２０μｍ程度とすることができる。線状部１２ｂの幅は、第１の直線部及び第２の直線部のすべてについて同じ幅にする必要はないが、均一に発光させるために、発光ダイオード１００の中心（図２Ａにおいては円形状のパッド部１２ａの中心）から対称な位置における線状部１２ｂの幅を同じとすることが好ましい。
【００７０】
＜オーミック電極＞
オーミック電極１１は、図１に示すように、化合物半導体層１０の金属基板１の反対側に設けられているものであり、図２Ｂに示すように、６本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂ、１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄからなる。
オーミック電極の材料としては、ＡｕＧｅＮｉ合金、ＡｕＧｅ合金、ＡｕＮｉＳｉ合金、ＡｕＳｉ合金などを用いることができる。
【００７１】
本実施形態においては、オーミック電極１１が６本の線状部位からなるものである場合を例に挙げて説明するが、線状部位の本数は特に限定されるものではない。
また、オーミック電極１１は、複数の線状部位からなるものに限定されるものではなく、表面電極１２の線状部１２ｂ下に不連続に配列されている形状、たとえば複数のドット形状のものであってもよい。
【００７２】
また、オーミック電極１１は、図１、図２Ｂおよび図２Ｄに示すように、表面電極１２のパッド部１２ａと平面視で重ならない領域に形成されている。このように、オーミック電極１１を、平面視して表面電極１２のパッド部１２ａに重ならない位置に配置することで、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができる。その結果、オーミック電極１１をパッド部１２ａに重なる位置に配置した場合に、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されて、光取り出し効率が低下することを回避でき、より一層、光取り出し効率を向上させることができる。
【００７３】
また、図１、図２Ａ、図２Ｂに示すように、オーミック電極１１の６本の線状部位のそれぞれは、表面電極１２の線状部１２ｂの６本の第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂ、１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄのそれぞれに覆われる位置に配置されている。
すなわち、平面視外側に配置された長い２本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂはそれぞれ、第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂのそれぞれの直下に配置されており、平面視内側に配置された短い４本の線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄはそれぞれ、第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄのそれぞれの直下に配置されている。
【００７４】
オーミック電極１１の線状部位の幅は、表面電極１２の線状部１２ｂで覆われるように、線状部１２ｂの幅より幅狭とされており、例えば、１〜１０μｍ程度とされている。オーミック電極１１の線状部位の幅は、すべて同じにする必要はないが、均一に発光させるために、発光ダイオード１００の中心（図２Ａにおいては円形状のパッド部１２ａの中心）から対称な位置における線状部位の幅を同じとすることが好ましい。
また、オーミック電極１１を構成する線状部位のうち、表面電極１２のパッド部１２ａに最近接する線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄとパッド部１２ａとの最短距離は５μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。
【００７５】
＜オーミックコンタクト電極＞
オーミックコンタクト電極７は、図１に示すように、金属基板１と化合物半導体層１０との間に設けられているものであり、図２Ｃに示すように、平面視円形のドット状（点状）の複数の導電性部材からなる。各オーミックコンタクト電極７の平面形状は、円形状、楕円形状、ドーナツ状、線状等であってもよい。
オーミックコンタクト電極の材料としては、ＡｕＢｅ合金、ＡｕＺｎ合金などを用いることができる。
【００７６】
図１、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材は、平面視して表面電極１２のパッド部１２ａに重ならない位置に配置されている。このように、オーミックコンタクト電極７を、平面視して表面電極１２のパッド部１２ａに重ならない位置に配置することで、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができる。その結果、オーミックコンタクト電極７をパッド部１２ａに重なる位置に配置した場合に、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されて、光取り出し効率が低下することを回避できるので、より一層、光取り出し効率を向上させることができる。
【００７７】
また、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材は、オーミック電極１１の線状部位間の中間位置上と、オーミック電極１１の両端の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂａ、１１ｂｂからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と同程度である位置上とに、直線状に並べて配置されている。
【００７８】
具体的には、図２Ｄに示すように、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂａは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｂａと線状部位１１ｃａとの間の中間位置上に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂｃはオーミック電極１１の線状部位１１ｂａと線状部位１１ｃｃとの間の中間位置上に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂｂは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｂｂと線状部位１１ｃｂとの間の中間位置上に配置されている。直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂｄは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｂｂと線状部位１１ｃｄとの間の中間位置上に配置されている。
【００７９】
また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｃａは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｃａと線状部位１１ｃｂとの間の中間位置上に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｃｂはオーミック電極１１の線状部位１１ｃｃと線状部位１１ｃｄとの間の中間位置上に配置されている。
【００８０】
また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ａａは平面視して、オーミック電極１１の左端の線状部位１１ｂａの外側の、その線状部位１１ｂａからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と同程度の位置に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ａｂは平面視して、オーミック電極１１の左端の線状部位１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂｂからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と同程度の位置に配置されている。
【００８１】
なお、オーミック電極１１の線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と、オーミック電極１１の両端の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂａ、１１ｂｂからの距離ｄ２とは、電流が均一に拡散するように等しい距離に構成するのが好ましい。
【００８２】
オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材は、例えば、直径５〜２０μｍ程度の円柱状部材とすることができる。
また、直線状に並ぶドット状の導電性部材の群において、隣接する導電性部材間の距離は、例えば、５〜５０μｍ程度とすることができる。
また、オーミックコンタクト電極７のドット状の導電性部材と、表面電極１２のパッド部１２ａとの最短距離は５μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。
【００８３】
＜電流遮断部＞
電流遮断部１３は、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げるものである。電流遮断部１３は、図１に示すように、パッド部１２ａに平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとの間に設けられている。
【００８４】
図１に示すように、電流遮断部１３は、化合物半導体層１０のクラッド層２３ａｂと発光層２４とクラッド層２３ｂと電流拡散層２５とを貫通して形成されており、透光層８と一体化されている。
また、電流遮断部１３は、図１、図２Ａ、図２Ｄに示すように、平面視でパッド部１２ａと同心円形状とされ、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されていることが好ましい。このことにより、パッド下発光層２４ａに供給される電流をより効果的に妨げることができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、図２Ａに示すように、電流遮断部１３が、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されている場合を例に挙げて説明するが、絶縁層１３の平面形状は図２Ａに示す例に限定されるものではなく、例えば、図２Ａに示す環状の電流遮断部１３が円周方向に分断されてなる１つまたは複数の円弧状の電流遮断部材からなるものであってもよい。この場合であっても、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げることができる。
【００８６】
本実施形態においては、図１、図２Ａおよび図２Ｄに示すように、電流遮断部１３が、平面視でパッド部１２ａの縁部と重なる位置に配置された内壁１３ａと、平面視でパッド部１２ａの外側に配置され、内壁１３ａと対向して略並行に配置された外壁１３ｂとに囲まれた溝（凹部）内に、絶縁材料が埋め込まれてなるものとされている。また、図１に示すように、電流遮断部１３の発光ダイオード１００の厚み方向の一端面１３ｃはエッチングストップ層３１内に接しており、他端面１３ｄは透光層８の化合物半導体層１０側の面に接している。
【００８７】
内壁１３ａと外壁１３ｂとの間の間隔は、特に限定されないが、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを効果的に絶縁できるとともに、内壁１３ａと外壁１３ｂとの間に容易に絶縁材料を充填できるように、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい。また、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４の平面積を確保して、十分な輝度が得られるようにするため、内壁１３ａと内壁１３ａとの間の間隔（環状凹部の最も遠い内壁間の間隔：パッド下発光層２４ａの直径に相当）は、５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８８】
電流遮断部１３に用いられる絶縁材料は、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを絶縁できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２ ，Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮ などを用いることができる。
【００８９】
また、電流遮断部１３に用いられる絶縁材料は、透光性を有するものであることが好ましい。電流遮断部１３に用いられる絶縁材料が透光性を有するものである場合、電流遮断部１３を透光層８と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【００９０】
また、本実施形態においては、電流遮断部１３として絶縁材料が埋め込まれてなるものを例に挙げて説明したが、電流遮断部は空間からなるものであってもよい。電流遮断部が、空間からなるものである場合にも、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを絶縁でき、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げることができる。よって、電流遮断部が、空間からなるものである場合であっても、パッド部１２ａの直下での発光強度を弱くすることができ、パッド部１２ａに吸収される光を低減できる。
【００９１】
電流遮断部が、空間からなるものである場合、内壁１３ａと外壁１３ｂとの間の間隔は、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを効果的に絶縁できるように、０．１μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがより好ましい。また、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４の平面積を確保して、十分な輝度が得られるようにするとともに、空間を有することによる発光ダイオード１００の強度低下を抑制するため、内壁１３ａと内壁１３ａとの間の間隔（環状凹部の最も遠い内壁間の間隔）は、３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。
【００９２】
本実施形態においては、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとの間に電流遮断部１３が設けられているので、パッド下発光層２４ａに供給される電流が妨げられる。その結果、パッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができ、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されることによる光取り出し効率の低下を回避できる。よって、本実施形態の発光ダイオード１００によれば、優れた光取り出し効率が得られる。
【００９３】
図３は、第１実施形態の発光ダイオードにおいて、接合基板をＧｅ基板４１とした例の断面模式図である。
図３に示す発光ダイオード２００が図１に示す発光ダイオード１００と異なる点は、Ｇｅ基板４１を備える点である。図３に示す例では、Ｇｅ基板４１の上面及び下面にはＧｅと密着性がよい金属層（例えば、Ｐｔ層）４２が備えられ、その金属層４２の上面及び下面には耐薬品性に優れる金属層（例えば、Ａｕ層）４３が備えられている。
図３に示す発光ダイオード２００を製造する場合、Ｇｅ基板４１の上面に金属層４２及び金属層４３を順に形成した後、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側（接合層４上）にＧｅ基板４１を接合する。その後、Ｇｅ基板４１の下面に、金属層４２及び金属層４３を順に形成する。
【００９４】
［発光ダイオードの製造方法］
次に、本発明の発光ダイオードの製造方法の一例として、図１に示す発光ダイオードの製造方法を例に挙げて説明する。
本実施形態の発光ダイオードの製造方法では、成長用基板上に化合物半導体層１０を成長させ、化合物半導体層１０に金属基板１を接合した後、成長用基板を除去する方法を用いる。
【００９５】
＜金属基板の製造工程＞
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、金属基板の製造工程を説明するための金属基板の一部の断面模式図である。
金属基板１を製造するには、例えば、熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より大きい第１の金属層１ｂと、熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より小さい第２の金属層１ｂとを用意して、ホットプレスを行う方法を用いる。
【００９６】
具体的には、２枚の略平板状の第１の金属層１ｂと、１枚の略平板状の第２の金属層１ａを用意する。例えば、第１の金属層１ｂとしては厚さ１０μｍのＣｕ層、第２の金属層１ａとしては厚さ７５μｍのＭｏ層を用いる。
次に、図５（ａ）に示すように、２枚の第１の金属層１ｂの間に１枚の第２の金属層１ａを配置して積層体とする。
【００９７】
次に、２枚の第１の金属層１ｂと１枚の第２の金属層１ａとからなる積層体を所定の加圧装置に配置して、高温下で第１の金属層１ｂと第２の金属層１ａに、図５（ａ）に示す矢印の方向に荷重をかける。これにより、図５（ｂ）に示すように、第１の金属層１ｂがＣｕ層であり、第２の金属層１ａがＭｏ層であり、Ｃｕ（１０μｍ）／Ｍｏ（７５μｍ）／Ｃｕ（１０μｍ）の３層からなる金属基板を形成する。このような金属基板は、熱膨張係数が５．７ｐｐｍ／Ｋ程度であり、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度であるものとなる。
【００９８】
次に、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）に示す金属基板の全面すなわち、上面、下面及び側面に金属保護膜２を形成する。このとき、図５（ｂ）に示す金属基板は、各発光ダイオードを個片化するために切断する前であるので、金属保護膜２が覆う側面とは金属基板（プレート）の外周側面である。したがって、個片化後の各発光ダイオードの金属基板１の側面を金属保護膜２で覆う場合には、別途、金属保護膜２で側面を覆う工程を実施する。図５（ｃ）は、金属基板（プレート）の外周端側でない箇所の一部を示しているものであり、図５（ｃ）には外周側面の金属保護膜は表れていない。
【００９９】
金属保護膜２は、公知の膜形成方法を用いて形成することができ、側面を含めた全面に膜形成できるめっき法を用いることが最も好ましい。めっき法としては、公知の技術、薬品が使用でき、電極が不要な無電解めっき法を用いることが、簡便で望ましい。
例えば、図５（ｂ）に示す金属基板に、無電解めっき法を用いてニッケルをめっきした後、金をめっきすることにより、金属基板の上面、側面、下面がニッケル膜及び金膜からなる金属保護膜２で覆われた金属基板１を作製できる。無電解めっき法を用いて金属保護膜２を形成する場合、金属保護膜２の材料として、銅、銀、ニッケル、クロム、白金、金など公知の金属を使用できるが、密着性のよいニッケルと耐薬品に優れる金とを組み合わせることが好ましい。
【０１００】
＜化合物半導体層の形成工程＞
図６〜１０は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
図１に示す発光ダイオードの化合物半導体層１０を形成するには、まず、半導体基板（成長用基板）２１を用意し、半導体基板２１上にエピタキシャル積層体３０を形成する。
【０１０１】
半導体基板２１は、図６に示すエピタキシャル積層体３０を形成するためのものである。半導体基板２１としては、例えば、一面２１ａが（１００）面から１５°傾けた面とされた、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓ単結晶基板などを用いることができる。また、エピタキシャル積層体３０として、ＡｌＧａＩｎＰ層またはＡｌＧａＡｓ層を形成する場合、半導体基板（成長用基板）２１として、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）単結晶基板を用いることができる。
【０１０２】
次に、図６に示すように、半導体基板（成長用基板）２１の一面２１ａ上に、複数のエピタキシャル層を成長させて化合物半導体層１０を含むエピタキシャル積層体３０を形成する。
化合物半導体層１０の形成方法としては、有機金属化学気相成長（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法、分子線エピタキシャル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｉｃｙ：ＭＢＥ）法や液相エピタキシャル（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｉｃｙ：ＬＰＥ）法などを用いることができる。
【０１０３】
本実施形態では、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）をＩＩＩ族構成元素の原料に用いた減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、エピタキシャル積層体３０を構成する各層をエピタキシャル成長させる。
Ｍｇのドーピング原料にはビスシクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）を用いることができる。また、Ｓｉのドーピング原料にはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いることができる。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ３）又はアルシン（ＡｓＨ３）を用いることができる。
【０１０４】
なお、エピタキシャル積層体３０を成長させる際の温度は、電流拡散層２５を成長させる場合には、例えば、７５０°Ｃとし、その他のエピタキシャル層を成長させる場合には、例えば、７３０°Ｃとすることができる。
【０１０５】
具体的には、まず、半導体基板２１の一面２１ａ上に、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓからなる緩衝層２２ａを成膜する。緩衝層２２ａとしては、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓを用い、キャリア濃度を２×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を０．２〜０．５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０６】
次に、本実施形態では、緩衝層２２ａ上に、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる基板エッチングストップ層２２ｂを成膜する。基板エッチングストップ層２２ｂは、半導体基板２１をエッチング除去する際に、表面粗面化層２３ａａまでエッチングされてしまうことを防ぐための層である。基板エッチングストップ層２２ｂは、例えば、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を０．５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０７】
次に、基板エッチングストップ層２２ｂ上に、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓからなるコンタクト層２２ｃを成膜する。
次に、コンタクト層２２ｃ上に、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる表面粗面化層２３ａａを成膜する。コンタクト層２２ｃは、例えば、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を０．０５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０８】
次に、表面粗面化層２３ａａ上に、Ｓｉをドープしたｎ型のＡｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓからなるエッチングストップ層３１を成膜する。エッチングストップ層３１は、例えば、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を１．０μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０９】
次に、エッチングストップ層３１上に、Ｓｉをドープしたｎ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ａｂを成膜する。クラッド層２３ａｂは、例えば、層厚を０．５μｍ程度とすることが好ましい。
次に、クラッド層２３ａｂ上に、例えば、アンドープの層厚０．００５μｍ程度の（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる井戸層と、アンドープの層厚０．００５μｍ程度の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるバリア層とを交互に積層し、２０層の井戸層と１９層のバリア層との積層構造からなる発光層２４を成膜する。
次に、発光層２４上に、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ｂを成膜する。クラッド層２３ｂは、例えば、層厚を０．５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１１０】
次に、クラッド層２３ｂ上に、層厚を３μｍ程度のＭｇドープしたｐ型のＧａＰを成膜し、表面から１〜２μｍの深さに至るまで鏡面研磨する。このことにより、半導体基板２１と反対側の面２５ａの表面の粗さが、例えば、０．１８ｎｍ以内である電流拡散層２５が得られる。
【０１１１】
＜電流遮断部の形成工程＞
次に、ドライエッチング法とウェットエッチング法を順に行うことにより、化合物半導体層１０の平面視してパッド部１２ａの周囲に、発光層２４を貫通する凹部からなる電流遮断部１３を設ける。
本実施形態においては、図７Ａおよび図２Ａに示すように、平面視略円形の環状であって底面１３０ａがエッチングストップ層３１に達する溝（凹部）を、化合物半導体層１０の一部をエッチングすることによりパッド下発光層２４ａを取り囲むように設ける。このことにより、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に空間１３０（凹部）が形成される。
【０１１２】
空間１３０を形成するためのエッチング方法では、平面形状を高精度で制御できるドライエッチング法と、高精度で深さ方向を制御できるウェットエッチング法の両方を行う。具体的には、フォトリソグラフィー技術を用いて平面視で空間となる領域以外の領域に選択的にレジスト層を形成し、例えば、エッチングガスとしてＳｉＣｌ４を用いてバイアス５０Ｗ、１０ｍｉｎの条件でドライエッチング法により、２〜４μｍエッチングする。その後、例えば、１：１で希釈した塩酸を４０℃の条件でウェットエッチング法により、エッチングストップ層までエッチングする。
このように本実施形態では、ドライエッチング法により平面視して所定の形状に高精度で垂直方向にエッチングして所定の深さに達する前に終了し、その後、ウェットエッチング法によりエッチングストップ層に達するまでエッチングすることにより、所定の深さの凹部とする。したがって、本実施形態では、高精度で所定の平面形状および深さ寸法の空間１３０を形成できる。例えば、ドライエッチング法のみを行った場合、溝の深さが必要以上に深くなってしまう恐れがある。また、ウェットエッチング法のみを行った場合、平面形状の精度が低くなってしまう恐れがある。
【０１１３】
本実施形態においては、図７Ａおよび図２Ａに示すように、空間１３０の内壁１３ａを、平面視でパッド部１２ａの縁部と重なる位置に配置し、空間１３０の外壁１３ｂを、平面視でパッド部１２ａの外側に、内壁１３ａと対向して略並行に配置する。したがって、本実施形態においては、空間１３０の内壁１３ａおよび外壁１３ｂが、平面視でパッド部１２ａと同心円形状に配置される。
【０１１４】
次に、このようにして得られた空間１３０内に絶縁材料を埋め込む。本実施形態においては、電流拡散層２５上の全面に、例えば、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間１３０内に透光層８となる絶縁材料を埋め込んで電流遮断部１３を形成する。
【０１１５】
なお、本実施形態においては、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとの間に空間１３０を形成し、空間１３０内に絶縁材料を埋め込むことにより電流遮断部１３を設ける場合を例に挙げて説明したが、電流遮断部１３が空間１３０からなるものである場合、空間１３０内に絶縁材料を埋め込む必要はない。この場合、空間１３０内に絶縁材料を埋め込む場合と比較して、製造工程を簡略化でき好ましい。
【０１１６】
また、本実施形態の製造方法では、金属基板１と化合物半導体層１０とを接合する前に電流遮断部１３を形成している。これに対し、例えば、金属基板１と化合物半導体層１０とを接合した後に電流遮断部を形成した場合、電流遮断部を形成する工程において、化合物半導体層１０の金属基板１と反対側の面から金属基板１に向かってエッチングして空間を形成する必要ある。このため、空間を形成するためのエッチングによって、反射層が露出してしまう恐れがある。反射層が露出してしまうと、空間の内面に反射層の材料である金属が付着して、電流がリークしてしまう恐れが生じる。本実施形態においては、金属基板１と化合物半導体層１０とを接合する前に電流遮断部１３を形成しているので、空間を形成するためのエッチングによって、反射層が露出することはなく、容易に電流遮断部１３を形成できる。
【０１１７】
＜オーミックコンタクト電極の形成工程＞
次に、図７Ｂに示すように、ｐ型のＧａＰ層からなる電流拡散層２５上にオーミックコンタクト電極７を形成する。本実施形態においては、オーミックコンタクト電極７を形成する前に、オーミックコンタクト電極７が貫設する透光層８が、化合物半導体層１０上に形成されている。オーミックコンタクト電極７を形成するには、まず、透光層８に、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、オーミックコンタクト電極７を構成する導電性部材を埋め込むための複数の貫通孔を形成する。具体的には、例えば、透光層８上に、上記の貫通孔に対応する孔を有するフォトレジストパターンを形成し、フッ酸系のエッチャントを用いて貫通孔に対応する箇所の透光層８を除去することにより、透光層８に複数の貫通孔を形成する。
【０１１８】
透光層８に形成する複数の貫通孔は、平面視で、図２Ｄに示すオーミックコンタクト電極７の位置に対応する位置に形成する。すなわち、複数の貫通孔は、後の工程で形成する表面電極１２のパッド部１２ａに平面視して重ならない位置であって、後の工程で形成するオーミック電極１１の線状部位間の中間位置上、又は、オーミック電極１１の両端の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂａ、１１ｂｂからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１と同程度の位置に、直線状に並ぶように形成する。
【０１１９】
次に、例えば、蒸着法を用いて、透光層８の複数の貫通孔にＡｕＢｅ合金を充填することにより、図７Ｂに示すように、化合物半導体層１０上にオーミックコンタクト電極７を形成する。
【０１２０】
＜反射層の形成工程＞
次に、図８に示すように、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に反射層６を形成する。具体的には、例えば、蒸着法を用いて、ＡＰＣ若しくはＡｕからなる反射層６をオーミックコンタクト電極７及び透光層８上に形成する。
【０１２１】
＜バリア層の形成工程＞
次に、図８に示すように、反射層６上にバリア層５を形成する。具体的には、例えば、蒸着法を用いて、ニッケル膜やＴｉ膜などからなるバリア層５を反射層６上に形成する。
＜接合層の形成工程＞
次に、図８に示すように、バリア層５上に接合層４を形成する。具体的には、例えば、蒸着法を用いて、Ａｕ系の共晶金属であるＡｕＧｅからなる接合層４をバリア層５上に形成する。
【０１２２】
＜金属基板の接合工程＞
次に、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側に金属基板１を接合する。化合物半導体層１０に金属基板１を接合する方法としては、共晶接合、拡散接合、接着剤、常温接合などの公知の如何なる技術を用いてもよい。
【０１２３】
具体的には、例えば、図９に示すように、エピタキシャル積層体３０や反射層６等の形成された半導体基板２１と、金属基板１とを減圧装置内に搬入し、金属基板１に接合層４の接合面４ａを対向して重ね合わせて配置する。次に、減圧装置内を３×１０−５Ｐａまで排気し、重ね合わせた半導体基板２１と金属基板１とを４００℃に加熱した状態で５００ｋｇの荷重を印加し、接合層４の接合面４ａと金属基板１との接合面とを接合し、接合構造体４０とする。
【０１２４】
＜半導体基板および緩衝層除去工程＞
次に、図１０に示すように、接合構造体４０から、半導体基板２１及び緩衝層２２ａをアンモニア系エッチャントにより選択的に除去する。
本実施形態においては、金属基板１の表面が金属保護膜２に覆われているので、半導体基板２１及び緩衝層２２ａを除去するためのエッチャントに対する耐性が高く、半導体基板２１及び緩衝層２２ａを除去することによって金属基板１の品質が劣化することを防止できる。
【０１２５】
＜基板エッチングストップ層除去工程＞
次に、図１０に示すように、基板エッチングストップ層２２ｂを塩酸系エッチャントにより選択的に除去する。
なお、本実施形態においては、金属基板１の表面が金属保護膜２に覆われているので、基板エッチングストップ層２２ｂを除去するためのエッチャントに対する耐性が高く、基板エッチングストップ層２２ｂを除去することによって金属基板１の品質が劣化することを防止できる。
【０１２６】
＜オーミック電極の形成工程＞
次に、図１１に示すように、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７と反対側に、オーミック電極１１を形成する。
具体的には例えば、化合物半導体層１０のコンタクト層２２ｃ上の全面に、蒸着法を用いて厚さ０．１μｍのＡｕＧｅＮｉ合金膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いてＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングすることにより、図２Ｂに示す６本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂ、１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄからなるオーミック電極１１を形成する。
【０１２７】
次に、オーミック電極１１となるＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングする際に形成したマスクを用いて、コンタクト層２２ｃのうちオーミック電極１１と平面視で重なる部分以外の部分を、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２と純水（Ｈ２Ｏ）との混合液を用いたエッチングにより除去する。これにより、図１１に示すように、コンタクト層２２ｃの平面形状が、図２Ｂに示すオーミック電極１１の平面形状と、実質的に同一形状となる。
【０１２８】
＜表面電極の形成工程＞
次に、オーミック電極１１の表面を覆うように線状部１２ｂを形成するとともに、線状部１２ｂに連結されたパッド部１２ａを形成する。
具体的には例えば、オーミック電極１１の形成された化合物半導体層１０上の全面に、蒸着法を用いて、厚さ０．３μｍのＡｕ層、厚さ０．３μｍのＴｉ層、厚さ１μｍのＡｕ層を順に成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ膜をパターニングする。
【０１２９】
本実施形態では、表面電極１２を形成する工程において、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されるパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置される発光層２４との間に、電流遮断部１３が配置されるように、パッド部１２ａを形成する。本実施形態においては、電流遮断部１３を設ける工程において、平面視で環状の電流遮断部１３を形成しているので、表面電極１２を形成する工程において、平面視で電流遮断部１３の内側にパッド部１２ａを形成する。このことにより、パッド部１２ａと該パッド部１２ａに連結する枝部１２ｂとからなる図２Ａに示す表面電極１２が形成される。
以上の工程により、金属基板１上に複数の発光ダイオード１００が形成される。
【０１３０】
＜個片化工程＞
次に、金属基板１上に形成された複数の発光ダイオード１００を個片化する。具体的には例えば、切断予定部分の金属基板１上に形成されている各層を除去し、レーザを用いて３５０μｍ間隔で切断する方法が挙げられる。
【０１３１】
＜金属基板側面の金属保護膜形成工程＞
個片化された各発光ダイオード１００では、金属基板１の側面に金属保護膜２が形成されていない。本実施形態においては、個片化された各発光ダイオード１００の金属基板１の側面に、金属基板１の上面及び下面に金属保護膜２を形成した方法と同様の方法を用いて、金属保護膜２を形成してもよい。
【０１３２】
本実施形態の発光ダイオード１００は、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３を備えているので、パッド部１２ａの直下での発光強度を弱くすることができ、パッド部１２ａに吸収される光を低減できる。よって、本実施形態の発光ダイオード１００は、優れた光取り出し効率を有するものとなり、特に、大電流駆動によって高輝度発光させる場合に好適に用いることができる。
【０１３３】
また、本実施形態の発光ダイオード１００は、電流遮断部１３が、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されているものであるので、パッド下発光層２４ａに供給される電流を効果的に妨げることができ、パッド部１２ａの直下での発光強度をより一層弱くでき、パッド部１２ａに吸収される光をより一層低減できる。
【０１３４】
また、本実施形態の発光ダイオード１００は、電流遮断部１３として絶縁材料が埋め込まれてなるものを備えているので、電流遮断部が空間からなるものである場合と比較して、優れた強度を有するものとなる。より詳細には、電流遮断部が空間からなるものである場合、電流遮断部の絶縁性を高めるためには空間を広くする必要がある。しかし、空間を広くすると発光ダイオード１００の強度が低下するため、空間を広くして、電流遮断部の絶縁性を向上させることが困難である場合があった。これに対し、電流遮断部１３が、絶縁材料が埋め込まれてなるものである場合、電流遮断部１３が形成されていることによる発光ダイオード１００の強度低下を防止できるので、発光ダイオード１００の強度に関わらず、電流遮断部１３（空間）の形状や電流遮断部１３に用いる絶縁材料を適宜選択して、電流遮断部１３の絶縁性を高めることができる。
【０１３５】
本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、発光層２４を含む化合物半導体層１０に、発光層２４を貫通する凹部を設けることにより空間１３０を形成し、空間１３０内に絶縁材料を埋め込むことにより電流遮断部１３を設ける工程と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを有する表面電極１２を形成する工程とを備え、表面電極１２を形成する工程において、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置される発光層２４との間に電流遮断部１３が配置されるように、パッド部１２ａを形成する方法である。したがって、本実施形態の製造方法によれば、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３を備え、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオード１００が得られる。
【０１３６】
また、本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、電流遮断部１３を設ける工程において、平面視で環状の電流遮断部１３を形成し、表面電極１２を形成する工程において、平面視で電流遮断部１３の内側にパッド部１２ａを形成するので、電流遮断部１３が、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されていることにより、パッド部１２ａに吸収される光をより一層低減できる発光ダイオード１００が得られる。
【０１３７】
また、本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、発光層２４を形成する前に、成長用基板である半導体基板２１上にエッチングストップ層３１を形成する工程を含み、化合物半導体層１０の一部を、エッチングストップ層３１を用いてエッチングすることにより、空間１３０となる凹部を設ける方法であるので、容易かつ確実に凹部の深さを制御でき、空間１３０内に絶縁材料を埋め込むことにより、高精度で電流遮断部１３を形成できる。
【０１３８】
また、本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、化合物半導体層１０に電流遮断部１３を設け、化合物半導体層１０上にオーミックコンタクト電極７を形成した後に、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側に金属基板１を接合しているので、電流遮断部１３を設けるためのエッチングによって、金属基板１の品質が劣化することはなく、好ましい。
【０１３９】
「第２実施形態」
〔発光ダイオード〕
図４は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。図４に示す発光ダイオード１０１が、図１に示す発光ダイオード１００と異なる点は、電流遮断部１３１のみである。このため、本実施形態においては、電流遮断部１３１についてのみ説明し、その他の部材についての説明を省略する。
なお、接合基板としては上述した通り、成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものを用いることが好ましく、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板、熱膨張係数を調整した金属基板を含む金属基板等を用いることができる。
【０１４０】
本実施形態の発光ダイオード１０１の電流遮断部１３１は、図４に示すように、反射層１３３と、透明絶縁材料層１３２とを含むものとされている。透明絶縁材料層１３２は、図４に示すように、反射層１３３と化合物半導体層１０との間に配置されている。図４に示す反射層１３３は、透光層８を貫通して形成されており、反射層６と一体化されている。
【０１４１】
電流遮断部１３１の反射層１３３に用いられる反射材料は、特に限定されないが、９０％以上の高い反射率が得られるものであることが好ましい。具体的には、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡＰＣ（ＡｇＰｄＣｕ合金）などを用いることができる。また、電流遮断部１３１の反射層１３３の材料は、反射層６の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部１３１の反射層１３３の材料と反射層６の材料とが同じである場合、反射層１３３を反射層６と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１４２】
また、電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２に用いられる透明絶縁材料は、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４とを絶縁できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮなどを用いることができる。また、電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２の材料は、透光層８の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２の材料と透光層８の材料とが同じである場合、透明絶縁材料層１３２を透光層８と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１４３】
また、電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２の厚み（反射層１３３と発光層２４との間隔）は、透明絶縁材料層１３２の材料および反射層１３３の材料に応じて適宜決定できるが、反射層１３３が導電性を有するものである場合、０．０５μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上であることがより好ましい。
【０１４４】
電流遮断部１３１が、化合物半導体層１０との間に反射層１３３を平面視で取り囲むように配置された透明絶縁材料層１３２とを含むものである場合、内壁１３ａと外壁１３ｂとの間の間隔は、０．２μｍ以上であることが好ましく、１．０μｍ以上であることがより好ましい。内壁（図１の内壁１３ａに相当）と外壁（図１の外壁１３ｂに相当）との間の間隔が０．２μｍ以上である場合、反射層１３３が導電性を有するものであったとしても、透明絶縁材料層１３２の厚みを十分に確保することができ、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４とを効果的に絶縁できる。また、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４の平面積を十分に確保して、十分な輝度が得られるようにするため、内壁（図１の内壁１３ａに相当）と内壁との間の間隔（環状凹部の最も遠い内壁間の間隔）は、３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。
【０１４５】
本実施形態においても、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に電流遮断部１３１が設けられているので、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げられる。その結果、パッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができ、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されることによる光取り出し効率の低下を回避できる。よって、本実施形態の発光ダイオード１０１によれば、優れた光取り出し効率が得られる。
【０１４６】
しかも、本実施形態の発光ダイオード１０１においては、電流遮断部１３１が反射層１３３と、反射層１３３化合物半導体層１０との間に配置された透明絶縁材料層１３２とを含むものであるので、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４で発光された光が、電流遮断部１３１の反射層１３３に反射されることによって、パッド部１２ａの直下に入ることが防止される。したがって、本実施形態の発光ダイオード１０１によれば、より一層優れた光取り出し効率が得られる。
【０１４７】
［発光ダイオードの製造方法］
次に、図４に示す発光ダイオード１０１の製造方法の一例を説明する。
本実施形態の発光ダイオードの製造方法１０１では、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と異なる工程のみ説明する。
図４に示す発光ダイオード１０１を製造するには、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部を形成する工程までの工程を行う。
【０１４８】
電流遮断部１３１を形成する工程においては、まず、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視略円環状で、底面１３０ａがエッチングストップ層３１に達する溝を設け、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、図７Ａに示す空間１３０（凹部）を形成する。
【０１４９】
次に、このようにして得られた空間１３０内の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積する。本実施形態においては、電流拡散層２５上の全面に、例えば、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間１３０の内壁に沿って透明絶縁材料層１３２を形成する。
【０１５０】
次に、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成する。次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、例えば、蒸着法を用いて、ＡＰＣ若しくはＡｕからなる反射層６を形成すると同時に、空間１３０（凹部）に透明絶縁材料層１３２を介して反射層６となる金属材料を埋め込むことにより、空間１３０内に反射層１３３を形成し、電流遮断部１３１とする。
【０１５１】
その後、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１０１を個片化するまでの工程を行う。
【０１５２】
本実施形態の発光ダイオード１０１は、第１実施形態と同様に、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３１を備えているので、パッド部１２ａの直下での発光強度を弱くすることができ、パッド部１２ａに吸収される光を低減でき、優れた光取り出し効率を有するものとなる。
【０１５３】
また、本実施形態の発光ダイオード１０１は、電流遮断部１３が、反射層１３３と、反射層１３３と化合物半導体層１０との間に配置された透明絶縁材料層１３２とを含むものであるので、反射層１３３によって発光層２４からパッド部１２ａの直下に入射する光を遮ることができる。その結果、パッド部１２ａに吸収される光をより一層低減でき、より優れた光取り出し効率が得られる。
【０１５４】
本実施形態の発光ダイオード１０１の製造方法は、発光層２４を含む化合物半導体層１０に、発光層２４を貫通する凹部を設けることにより空間１３０を形成し、空間１３０の底面および内壁に沿って透明絶縁材料層１３２を形成して、透明絶縁材料層１３２に囲まれた空間内に反射材料からなる反射層１３３を埋め込むことにより電流遮断部１３を設ける工程と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを有する表面電極１２を形成する工程とを備え、表面電極１２を形成する工程において、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置される発光層２４との間に電流遮断部１３が配置されるように、パッド部１２ａを形成する方法である。したがって、本実施形態の製造方法によれば、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３を備え、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオード１０１が得られる。
【０１５５】
「第３実施形態」
〔発光ダイオード〕
図１２は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。図１２に示す発光ダイオード１０２が、図１に示す発光ダイオード１００と異なる点は、化合物半導体層のクラッド層２３ａｂと発光層２４０とクラッド層２３ｂと電流拡散層２５と、電流遮断部の平面形状のみである。このため、本実施形態においては、図１に示す発光ダイオード１００と異なる点についてのみ説明し、その他の部材についての説明を省略する。
なお、接合基板としては上述した通り、成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものを用いることが好ましく、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板、熱膨張係数を調整した金属基板を含む金属基板等を用いることができる。
【０１５６】
図１２に示す発光ダイオード１０２は、図１に示す発光ダイオードと同様に、化合物半導体層１０と、オーミックコンタクト電極７と、オーミック電極１１と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを含む表面電極１２とを備えている。
しかし、図１２に示す発光ダイオード１０２は、図１に示す発光ダイオード１００と異なり、発光層２４０が、パッド部１２ａと平面視で重なる領域には形成されておらず、パッド部１２ａと平面視で重ならない領域にのみ形成されている。また、図１２に示す発光ダイオード１０２は、図１に示す発光ダイオード１００と異なり、パッド部１２ａと平面視で重なる領域には電流遮断部２３１が形成されている。そして、図１２に示すように、電流遮断部２３１を取り囲むように発光層２４０が配置されている。
【０１５７】
本実施形態においては、電流遮断部２３１の平面形状は、パッド部１２ａの平面形状よりも大きい略同心円状とされているが、電流遮断部２３１の平面形状は、電流遮断部２３１がパッド部１２ａと平面視で重なる領域の少なくとも一部に形成されていればよく、パッド部１２ａの平面形状と同じであってもよいし、大きくても小さくてもよい。
【０１５８】
電流遮断部２３１は、図１２に示すように、充填層２３４と、反射層２３３と、透明絶縁材料層２３２とを含むものとされている。透明絶縁材料層２３２は、図１２に示すように、反射層２３３と化合物半導体層１０との間に配置されている。反射層２３３は、透光層８を貫通して形成されており、反射層６と一体化されている。また、反射層２３３は、金属基板１側に開口を有する凹部状の形状とされており、充填層２３４は、反射層２３３からなる凹部内に充填されている。図１２に示す例では、充填層２３４は、反射層６を貫通して形成されている。充填層２３４は、反射層２３３と一体に形成されたものでもよい（この場合、充填層２３４は反射層６とも一体化されている）。
【０１５９】
電流遮断部２３１の反射層２３３に用いられる反射材料は、特に限定されないが、９０％以上の高い反射率を有するものであることが好ましい。具体的には、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡＰＣ（ＡｇＰｄＣｕ合金）などを用いることができる。また、電流遮断部２３１の反射層２３３の材料は、反射層６の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部２３１の反射層２３３の材料と反射層６の材料とが同じである場合、反射層２３３を反射層６と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１６０】
また、電流遮断部２３１の透明絶縁材料層２３２に用いられる透明絶縁材料は、反射層２３３と化合物半導体層１０とを絶縁できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２,Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮ などを用いることができる。また、電流遮断部２３１の透明絶縁材料層２３２の材料は、透光層８の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部２３１の透明絶縁材料層２３２の材料と透光層８の材料とが同じである場合、透明絶縁材料層２３２を透光層８と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１６１】
電流遮断部２３１の充填層２３４は、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２,Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮ もしくは Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡＰＣ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属を用いることができる。また、空間でも良い。
【０１６２】
［発光ダイオードの製造方法］
次に、図１２に示す発光ダイオード１０２の製造方法の一例を説明する。
本実施形態の発光ダイオード１０２の製造方法では、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と異なる工程のみ説明する。
図１２に示す発光ダイオード１０２を製造するには、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部２３１を形成する工程の前までの工程を行う。
【０１６３】
電流遮断部２３１を形成する工程においては、ドライエッチング法とウェットエッチング法を順に行うことにより、化合物半導体層１０の平面視して直下に、発光層２４を貫通する空間（凹部）からなる電流遮断部２３１を設ける。具体的には、凹部は、発光層２４０のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に、図１に示す発光ダイオードの製造方法と同様にして形成できる。
次に、空間内の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積する。本実施形態においては、電流拡散層２５上の全面に、例えば、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間の内壁に沿って透明絶縁材料層２３２を形成する。
【０１６４】
次に、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成する。
次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、例えば、蒸着法を用いて、ＡＰＣ若しくはＡｕからなる反射層６を形成すると同時に、透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間（凹部）に、透明絶縁材料層２３２を介して反射層２３３となる金属材料を埋め込むことにより、空間内に反射層２３３を形成する。次に、空間（凹部）を充填するように反射層２３３の上に充填層２３４を形成して、電流遮断部２３１とする。なお、充填層２３４は、充填部分のみ開口としたパターンのフォトレジストをマスクとしてＣＶＤ法等で形成することができる。また、充填層２３４を金属で形成する場合はメッキ法を用いることもできる。
充填層２３４を反射層６と同じ材料で形成する場合は反射層６を形成すると同時に、その材料で凹部を充填すればよい。
また、充填層２３４を空間とする場合、反射層２３３を形成後、バリア層５、接合層６を順に形成する。
【０１６５】
その後、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様の方法を用いて、表面電極１２を形成するまでの工程を行い、表面電極１２を形成する工程において、電流遮断部２３１と平面視で重なる領域にパッド部１２ａを形成する。
その後、図１に示す発光ダイオードの製造方法１００と同様にして、発光ダイオード１０２を個片化するまでの工程を行う。
【０１６６】
本実施形態の発光ダイオード１０２は、発光層２４０がパッド部１２ａと平面視で重ならない領域にのみ形成されているので、パッド部１２ａの直下で発光しないものとなり、パッド部１２ａに吸収される光を低減でき、優れた光取り出し効率を有するものとなる。
また、本実施形態の発光ダイオード１０２は、発光層２４０が、パッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置された電流遮断部２３１を取り囲むように配置されているものであるので、例えば、化合物半導体層の電流遮断部２３１となる領域の発光層を除去して電流遮断部２３１を形成することにより、容易に製造できる。
【０１６７】
本実施形態の発光ダイオード１０２の製造方法は、発光層２４０を含む化合物半導体層１０に、発光層２４０を貫通する凹部を設けることにより空間１３０を形成し、空間１３０の底面および内壁に沿って透明絶縁材料層２３２を形成して、透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間内に反射材料からなる反射層２３３を埋め込むことにより電流遮断部２３１を設ける工程と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを有する表面電極１２を形成する工程とを備え、表面電極１２を形成する工程において、電流遮断部２３１と平面視で重なる領域にパッド部１２ａを形成する方法である。したがって、本実施形態の製造方法によれば、パッド部１２ａが電流遮断部２３１と平面視で重なる領域に配置されていることにより、発光層２４０がパッド部１２ａと平面視で重ならない領域にのみ形成されている優れた光取り出し効率を有する発光ダイオード１０２が得られる。
【０１６８】
また、本実施形態の発光ダイオード１０２の製造方法は、化合物半導体層１０に電流遮断部２３１を設け、化合物半導体層１０上にオーミックコンタクト電極７を形成した後に、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側に金属基板１を接合しているので、電流遮断部２３１を設けるためのエッチングによって、金属基板１の品質が劣化することはなく、好ましい。
【０１６９】
「発光ダイオードランプ」
本実施形態の発光ダイオードランプは、上述した第１実施形態〜第３実施形態のいずれかの発光ダイオードをマウント基板上に実装（ダイボンボンディング）してなるものである。本実施形態の発光ダイオードランプは、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオードを備えるものであるので、高輝度のものとなる。
【０１７０】
「照明装置」
本実施形態の照明装置は、上述した第１実施形態〜第３実施形態のいずれかの発光ダイオードをマウント基板上に実装（ダイボンボンディング）してなる発光ダイオードランプを複数個搭載したものである。本実施形態の照明装置は、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオードを複数個搭載したものであるので、高輝度のものとなる。
【実施例】
【０１７１】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されるものではない。
【０１７２】
（実施例１）
図１に示す発光ダイオードランプを作製して、特性評価を行った。
＜金属基板の製造工程＞
厚さ７５μｍのＭｏ層（箔、板）を、２枚の厚さ１０μｍのＣｕ層（箔、板）で挟み、加熱圧着して厚さ９５μｍの金属板プレート（個片化の切断前）を形成した。得られた金属板プレートの上面と下面を研磨した後、有機溶剤で洗浄し、汚れを除去した。
次に、この金属板プレートの全面に、無電解めっき法により金属保護膜２として２μｍのＮｉ膜と１μｍのＡｕ膜とを順に形成して金属基板（個片化の切断前の金属基板）１を作製した。
【０１７３】
＜化合物半導体層の形成工程＞
次に、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓ単結晶からなる直径５０ｍｍ、厚さ３５０μｍの半導体基板（成長用基板）２１上に、エピタキシャル層を順次積層して化合物半導体層１０を含む発光波長６２０ｎｍのエピタキシャル積層体３０を作製した。半導体基板２１は、（１００）面から（０−１−１）方向に１５°傾けた面を成長面とし、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３とした。
【０１７４】
化合物半導体層１０としては、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓからなる緩衝層２２ａ、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる基板エッチングストップ層２２ｂ、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓからなるコンタクト層２２ｃ、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる表面粗面化層２３ａａ、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ａｓからなるエッチングストップ層３１、Ｓｉドープしたｎ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ａｂ、（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる２０層の井戸層と（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる１９層のバリア層とを交互に積層した発光層２４、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ｂ、Ｍｇドープしたｐ型のＧａＰからなる電流拡散層２５である。
【０１７５】
緩衝層２２ａは、キャリア濃度を２×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を０．５μｍとした。基板エッチングストップ層２２ｂは、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を０．５μｍとした。コンタクト層２２ｃは、キャリア濃度を約１×１０１８ｃｍ−３、層厚を０．０５μｍとした。表面粗面化層２３ａａは、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を３μｍとした。エッチングストップ層３１は、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を１．０μｍとした。クラッド層２３ａｂは、キャリア濃度を２×１０１８ｃｍ−３、層厚を０．５μｍとした。発光層２４の井戸層およびバリア層はアンドープで層厚を５ｎｍとした。クラッド層２３ｂは、キャリア濃度を８×１０１７ｃｍ−３、層厚を０．５μｍとした。電流拡散層２５は、キャリア濃度を５×１０１８ｃｍ−３、層厚を３μｍとした。
【０１７６】
本実施例では、減圧有機金属化学気相（ＭＯＣＶＤ）法を用いて半導体基板２１に化合物半導体層１０を含むエピタキシャル積層体３０を形成した。なお、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）を使用した。また、Ｍｇのドーピング原料としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ｂｉｓ−（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）を使用した。また、Ｓｉのドーピング原料としては、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を使用した。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）を使用した。
また、電流拡散層２５は、７５０℃で成長させ、その他の各層は、７００℃で成長させた。
【０１７７】
次に、電流拡散層２５の半導体基板２１と反対側の面２５ａを、表面から２μｍの深さに至るまで鏡面研磨して、表面の粗さを０．１８ｎｍとした。
【０１７８】
＜電流遮断部の形成工程＞
次に、化合物半導体層１０の一部をエッチングすることにより、平面視略円形の環状であって底面１３０ａがエッチングストップ層３１に達する溝を、パッド下発光層２４ａを取り囲むように設けて、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に空間１３０（凹部）を形成した。
【０１７９】
空間１３０の内壁１３ａは、平面視でパッド部１２ａの縁部と重なる位置に配置とし、空間１３０の外壁１３ｂは、平面視でパッド部１２ａの外側に、内壁１３ａと対向して略並行に配置される位置とした。空間１３０の内壁１３ａは、直径１００μｍの平面視円形とし、外壁１３ｂは、直径１１０μｍの平面視円形とし、内壁１３ａと外壁１３ｂとの距離を５μｍとした。
【０１８０】
空間１３０を形成するためのエッチングには、ドライエッチング法とウェットエッチング法の両方を用いた。具体的には、フォトリソグラフィー技術を用いて平面視で空間となる領域以外の領域に選択的にレジスト層を形成し、エッチングガスとしてＳｉＣｌ４を用いてバイアス５０Ｗ、１０ｍｉｎの条件でドライエッチング法により、２〜４μｍエッチングする。その後、１：１で希釈した塩酸を４０℃の条件でウェットエッチング法により、
エッチングストップ層までエッチングした。
【０１８１】
次に、電流拡散層２５上の全面に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、厚さ０．３μｍの透光層８を形成すると同時に、空間１３０内に絶縁材料を埋め込んで電流遮断部１３を形成した。
【０１８２】
＜オーミックコンタクト電極の形成工程＞
次に、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、オーミックコンタクト電極７を構成する導電性部材を埋め込むための複数の貫通孔を透光層８に形成した。次いで、蒸着法を用いて、透光層８の複数の貫通孔にＡｕＢｅ合金を充填することにより、化合物半導体層１０上に高さ０．３μｍ、直径９μｍの複数の円柱状のオーミックコンタクト電極７を形成した。なお、オーミックコンタクト電極７は、表面電極１２のパッド部１２ａに最近接する導電性部材との最短距離が１０μｍとなる位置に形成した。
【０１８３】
＜反射層、バリア層、接合層の形成工程＞
次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、蒸着法を用いて、Ａｕからなる厚さ０．７μｍの反射層６を形成した。次に、反射層６上に、蒸着法を用いて、厚さ０．５μｍのＴｉ膜からなるバリア層５を形成した。次に、バリア層５上に、蒸着法を用いて、ＡｕＧｅからなる厚さ１．０μｍの接合層４を形成した。
【０１８４】
＜金属基板の接合、半導体基板、緩衝層、基板エッチングストップ層の除去工程＞
次に、エピタキシャル積層体３０や反射層６等の形成された半導体基板２１と、金属基板１とを減圧装置内に搬入し、金属基板１と接合層４の接合面４ａとを対向して重ね合わせて配置した。次に、減圧装置内を３×１０−５Ｐａまで排気し、重ね合わせた半導体基板２１と金属基板１とを４００℃に加熱した状態で５００ｋｇの荷重を印加し、金属基板１と接合層４の接合面４ａとを接合し、接合構造体４０とした。
【０１８５】
接合構造体４０から、半導体基板２１及び緩衝層２２ａをアンモニア系エッチャントにより選択的に除去し、基板エッチングストップ層２２ｂを塩酸系エッチャントにより選択的に除去し、発光層２４を含む化合物半導体層１０とした。
【０１８６】
＜オーミック電極の形成工程＞
次に、化合物半導体層１０のコンタクト層２２ｃ上の全面に、蒸着法を用いて厚さ０．１μｍのＡｕＧｅＮｉ合金膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いてＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングすることにより、図２Ｂに示す６本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂ、１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄからなるオーミック電極１１を形成した。
【０１８７】
６本の線状部位の幅はいずれも４μｍとし、線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの長さは２７０μｍ、線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄの長さは８５μｍとした。
また、線状部位１１ｂａ、１１ｂｂと表面電極１２のパッド部１２ａとの最近接距離は４５μｍとし、線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄと表面電極１２のパッド部１２ａとの最近接距離は１０μｍとした。
なお、線状部位１１ｂａ、１１ｂｂと表面電極１２のパッド部１２ａとの最近接距離は表面電極１２の第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂの長さに一致する。
【０１８８】
次に、オーミック電極１１となるＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングする際に形成したマスクを用いて、コンタクト層２２ｃのうちオーミック電極１１と平面視で重なる部分以外の部分を、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２と純水（Ｈ２Ｏ）との混合液を用いたエッチングにより除去し、コンタクト層２２ｃの平面形状を、オーミック電極１１の平面形状と、実質的に同一形状とした。
【０１８９】
＜表面電極の形成工程＞
オーミック電極１１の形成された化合物半導体層１０上の全面に、蒸着法を用いて、厚さ０．３μｍのＡｕ層、厚さ０．３μｍのＴｉ層、厚さ１μｍのＡｕ層を順に成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ膜をパターニングすることにより、表面電極１２を形成した。
【０１９０】
パッド部１２ａは、直径１００μｍの平面視円形であり、平面視で電流遮断部１３の内側に形成した。線状部１２ｂの幅は第１の直線部及び第２の直線部共に８μｍとした。また、第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂの長さは４３μｍとし、第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂの長さは２７０μｍとし、第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄの長さは１００μｍとした。
以上の工程により、金属基板１上に複数の発光ダイオード１００が形成される。
【０１９１】
＜個片化工程＞
次に、切断予定部分の金属基板１上に形成されている各層を除去し、レーザを用いて３５０μｍ間隔で正方形に切断して、金属基板１上に形成された複数の発光ダイオード１００を個片化した。次に、個片化した各発光ダイオード１００をマウント基板上に実装して実施例１の発光ダイオードランプとした。
【０１９２】
このようにして得られた図１に示す実施例１の発光ダイオード１００を備えるランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は １．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は９．４４ｍＷであった。
【０１９３】
（実施例２）
図４に示す発光ダイオードランプ１０１を作製して、特性評価を行った。
まず、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部１３１を形成する工程の前までの工程を行った。
次いで、電流遮断部１３１を形成する工程においては、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、空間１３０を形成した。空間１３０の内壁１３ａは、直径１００μｍの平面視円形とし、外壁１３ｂは、直径１２０μｍの平面視円形とし、内壁１３ａと外壁１３ｂとの距離を１０μｍとした。
【０１９４】
次に、電流拡散層２５上の全面に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間１３０の内壁に沿って透明絶縁材料層１３２を形成した。透明絶縁材料層１３２の形成された空間１３０の内壁は、直径１０１μｍの平面視円形とした。
【０１９５】
次に、実施例１の発光ダイオードの１００製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成した。次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、蒸着法を用いて、Ａｕからなる反射層６を形成すると同時に、透明絶縁材料層１３２の形成された空間１３０内に反射層１３３を形成した。
【０１９６】
その後、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１０１を個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオード１０１をマウント基板上に実装して実施例２の発光ダイオードランプとした。
【０１９７】
このようにして得られた図４に示す実施例２の発光ダイオード１０１を備えるランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は９．６０ｍＷであった。
【０１９８】
（実施例３）
空間１３０内に絶縁材料を埋め込まず、空間からなる電流遮断部を設けたこと以外は、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１００を個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオードをマウント基板上に実装して実施例３の発光ダイオードランプとした。
【０１９９】
このようにして得られた実施例３の発光ダイオードランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は９．４４ｍＷであった。
【０２００】
（実施例４）
図１２に示す発光ダイオードランプ１０２を作製して、特性評価を行った。
まず、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部２３１を形成する工程の前までの工程を行った。
なお、実施例４においては、エッチングストップ層３１、クラッド層２３ａｂ、発光層２４０、クラッド層２３ｂの材料および／または厚みが異なっており、以下に示す材料および／または厚みとなっている。
【０２０１】
すなわち、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるエッチングストップ層３１、Ｓｉドープしたｎ型のＡｌ０．４５ＧａＡｓからなるクラッド層２３ａｂ、ＧａＡｓからなる３層の井戸層とＡｌ０．２５ＧａＡｓからなる２層のバリア層とを交互に積層した発光層２４０、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．４５ＧａＡｓからなるクラッド層２３ｂである。
また、エッチングストップ層３１は、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を１．０μｍとした。発光層２４０のバリア層および井戸層はアンドープで層厚を７ｎｍとした。
【０２０２】
電流遮断部２３１を形成する工程においては、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、底面がエッチングストップ層３１に達する凹部を設け、発光層２４０のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に空間を形成した。凹部の内壁は、直径１００μｍの平面視円形とした。
【０２０３】
なお、空間を形成するためのエッチングには、ドライエッチング法とウェットエッチング法の両方を用いた。具体的には、フォトリソグラフィー技術を用いて平面視で空間となる領域以外の領域に選択的にレジスト層を形成し、エッチングガスとしてＳｉＣｌ４を用いてバイアス５０Ｗ、１０ｍｉｎの条件でドライエッチング法により、２〜４μｍエッチングする。その後、硫酸：過酸化水素：水の混合液を３０℃の条件でウェットエッチング法により、エッチングストップ層までエッチングした。
【０２０４】
次に、電流拡散層２５上の全面に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間の内壁に沿って透明絶縁材料層２３２を形成した。透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間の内壁は、直径９９μｍの平面視円形とした。
次に、実施例１の発光ダイオードの製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成した。次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、蒸着法を用いてＡｕからなる反射層６を形成すると同時に、透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間内に反射層２３３を形成した。透明絶縁材料層２３２および反射層２３３に囲まれた空間の内壁は、直径９８μｍの平面視円形とした。
【０２０５】
次に、反射層２３３に囲まれた空間内に絶縁材料を充填して充填層２３４を形成することにより、電流遮断部２３１とした。
その後、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、表面電極１２を形成するまでの工程を行い、表面電極１２を形成する工程において、電流遮断部２３１と平面視で重なる領域にパッド部１２ａを形成した。
その後、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１０２を個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオード１０２をマウント基板上に実装して実施例４の発光ダイオードランプとした。
【０２０６】
このようにして得られた図１２に示す実施例４の発光ダイオード１０２を備えるランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ピーク波長８５０ｎｍとする赤外光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．４５Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は８．４０ｍＷであった。
【０２０７】
（比較例）
空間１３０を設けないこと以外は、実施例３の発光ダイオードの製造方法と同様にして、発光ダイオードを個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオードをマウント基板上に実装して比較例の発光ダイオードランプとした。
【０２０８】
このようにして得られた比較例の発光ダイオードランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は８．００ｍＷであった。
【０２０９】
実施例１〜実施例４の評価結果および比較例の評価結果より、パッド下発光層に供給される電流を妨げる電流遮断部を備えることにより、光取り出し効率が向上したため、発光出力が向上したことが確認できた。
【符号の説明】
【０２１０】
１ 金属基板（基板）
１ａ、１ｂ 金属層
１ｂａ 上面
１ｂｂ 下面
２ 金属保護膜
４ 接合層
５ バリア層
６、１３３、２３３ 反射層
７ オーミックコンタクト電極
８ 透光膜
１０ 化合物半導体層
１１ オーミック電極
１２ 表面電極
１２ａ パッド部
１２ｂ 線状部（枝部）
１３、１３１、２３１ 電流遮断部
１３ａ 内壁
１３ｂ 外壁
２１ 半導体基板（成長用基板）
２２ａ 緩衝層
２２ｂ 基板エッチングストップ層
２２ｃ コンタクト層
２３ａａ 表面粗面化層
２３ａｂ、２３ｂ クラッド層
２４、２４０ 発光層
２４ａ パッド下発光層
２５ 電流拡散層
３１ エッチングストップ層
１００、１０１、１０２ 発光ダイオード
１３０ 空間
１３０ａ 底面
１３２、２３２ 透明絶縁材料層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード、発光ダイオードの製造方法、発光ダイオードランプ及び照明装置に関するものであり、特に、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオードおよびその製造方法、これを備えた発光ダイオードランプ及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤色、赤外の光を発する発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）として、例えば、砒化アルミニウム・ガリウム（組成式ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ；０≦Ｘ≦１）からなる発光層や砒化インジウム・ガリウム（組成式ＩｎＸＧａ１−ＸＡｓ；０≦Ｘ≦１）からなる発光層を備えたものが知られている。また、赤色、橙色、黄色或いは黄緑色の可視光を発する発光ダイオードとして、例えば、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ；０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる発光層を備えたものが知られている。
【０００３】
また、このような発光層を備えた発光ダイオードにおいて、基板と反対側の表面に、ボンディングパッドとボンディングパッドに連結された線状部とからなる表面電極が設けられているものがある。
例えば、特許文献１には、活性層およびその上側層を貫通して孔部を形成し、この孔部内の活性層およびその上側層を除去した部分に絶縁膜を介してワイヤボンディング部を設け、ワイヤボンディング部を線状電極に接続した半導体発光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０５８９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の発光ダイオードでは、光取り出し効率をより一層向上させることが要求されている。特に、大電流駆動によって高輝度発光させる発光ダイオードにおいて、光取り出し効率を向上させる要求が高まってきている。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、優れた光取り出し効率が得られる発光ダイオードおよびその製造方法、これを備えた発光ダイオードランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記の目的を達成するために、基板と反対側の表面における光の吸収に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、表面電極の一部であるボンディングパッドと平面視で重なる領域に配置された発光層に供給される電流が妨げられるものとし、ボンディングパッドの直下での発光強度を弱くすることで、ボンディングパッドに吸収される光を低減すればよいことを見出し、本発明を想到した。すなわち、本発明は以下の構成を採用した。
【０００７】
（１）基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極と、前記発光層のうち前記パッド部と平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層と、前記パッド部と平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層との間に設けられ、前記パッド下発光層に供給される電流を妨げる電流遮断部とを備えていることを特徴とする発光ダイオード。
【０００８】
（２）前記電流遮断部が、前記パッド下発光層を取り囲むように平面視で環状に配置されていることを特徴とする（１）に記載の発光ダイオード。
（３）前記電流遮断部が、空間からなることを特徴とする（１）または（２）に記載の発光ダイオード。
【０００９】
また、本発明者は、上記の目的を達成するために、基板と反対側の表面における光の吸収に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、表面電極の一部であるボンディングパッドと平面視で重ならない領域にのみ発光層を形成し、ボンディングパッドの直下で発光しないようにすることで、ボンディングパッドに吸収される光を低減すればよいことを見出し、本発明を想到した。すなわち、本発明は以下の構成を採用した。
【００１０】
（４）基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極とを備え、前記発光層が、前記パッド部と平面視で重ならない領域にのみ形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【００１１】
（５）前記発光層が、前記パッド部と平面視で重なる領域に配置された電流遮断部を取り囲むように配置されていることを特徴とする（４）に記載の発光ダイオード。
【００１２】
（６）前記電流遮断部が、絶縁材料が埋め込まれてなるものであることを特徴とする（１）（２）（４）（５）のいずれかに記載の発光ダイオード。
（７）前記電流遮断部が、反射層と、前記反射層と前記化合物半導体層との間に配置された透明絶縁材料層とを含むものであることを特徴とする（１）（２）（４）（５）のいずれかに記載の発光ダイオード。
【００１３】
（８）前記基板が、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板又は金属基板のいずれかである（１）〜（７）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（９）前記パッド部が、平面視で円形状であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の発光ダイオード。
（１０）前記発光層が、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、又は、ＡｌＧａＩｎＰのいずれかからなることを特徴とする前項（１）〜（９）のいずれかに記載の発光ダイオード。
（１１）前記オーミックコンタクト電極が、前記パッド部と平面視で重ならない領域に形成されていることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の発光ダイオード。
【００１４】
（１２）（１）〜（１１）のいずれかに記載の発光ダイオードを備えることを特徴とする発光ダイオードランプ。
（１３）（１）〜（１１）のいずれかに記載の発光ダイオードを複数個搭載した照明装置。
【００１５】
（１４）パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の周囲に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、オーミック電極を形成する工程と、前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結された前記パッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備える、ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【００１６】
（１５）前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１４）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（１６）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする（１５）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（１７）前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１４）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００１７】
（１８）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする（１７）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００１８】
（１９）パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の直下に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、前記オーミック電極を形成する工程と、前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結されたパッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【００１９】
（２０）前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１９）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（２１）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする（２０）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（２２）前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１９）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００２０】
（２３）前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする（２２）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（２４）前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料及び絶縁材料を順に埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする（１９）に記載の発光ダイオードの製造方法。
【００２１】
なお、本発明において、「基板」と「オーミック電極」との間には「接合層」や「反射層」の他、公知の機能層を適宜加えることができ、その他の層間にも公知の機能層を適宜加えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の発光ダイオードによれば、ボンディングパッドの直下での発光強度を弱くする、または、ボンディングパッドの直下で発光しないようにすることができるので、発光層で発光した光のうちボンディングパッドに吸収される光量を低減できる。したがって、本発明の発光ダイオードは、光取り出し効率の優れ、特に、大電流駆動によって高輝度発光させる発光ダイオードに好適に用いることができるものとなる。
【００２３】
本発明の発光ダイオードの製造方法では、平面形状を高精度で制御できるドライエッチング法と、エッチングストップ層を用いることで深さ寸法を高精度で制御できるウェットエッチング法とを組み合わせて、所定形状の凹部からなる電流遮断部を設けることにより、表面電極のパッド部の直下に流れ込む電流が遮断された光取り出し効率の優れた発光ダイオードが得られる。
【００２４】
より詳細には、ドライエッチング法は、所望の深さの凹部を高精度で形成することが困難であるエッチング方法である。このため、ドライエッチング法のみで凹部を設けると、凹部の深さ方向の寸法精度が不十分となり、凹部の深さが深くなりすぎるおそれがある。また、ウェットエッチング法では、側面の垂直な凹部を高精度で形成することは困難である。このため、ウェットエッチング法のみで凹部を設けると、所望の深さの凹部を形成するために必要以上に化合物半導体層を除去せざる得なくなるおそれがある。
これに対して、本発明の発光ダイオードの製造方法では、ドライエッチング法により平面視して必要な範囲を高精度で垂直方向にエッチングし、その後、エッチングストップ層を用いるウェットエッチング法により、エッチングストップ層に達するまでエッチングすることにより、所定の平面形状および深さの凹部が高精度で形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の発光ダイオードの一例を示す断面模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１に示す発光ダイオードの表面電極と電流遮断部とを示す平面摸式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１に示す発光ダイオードのオーミック電極を示す平面摸式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図１に示す発光ダイオードのオーミックコンタクト電極を示す平面摸式図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図１に示す発光ダイオードの表面電極、電流遮断部、オーミック電極、オーミックコンタクト電極を重ねて描いた平面摸式図である。
【図３】図３は、本発明の発光ダイオードにおいて基板としてＧｅ基板を用いた例を示す断面模式図である。
【図４】図４は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、金属基板の製造工程を説明するための金属基板の一部の断面模式図である。
【図６】図６は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図８】図８は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図９】図９は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図１０】図１０は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図１１】図１１は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した実施形態の発光ダイオードおよびその製造方法、発光ダイオードランプ及び照明装置について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２７】
「第１実施形態」
〔発光ダイオード〕
図１は、本発明の発光ダイオードの一例を示す断面模式図である。図２Ａは、図１に示す発光ダイオードの表面電極と電流遮断部とを示す平面摸式図である。図１は、図２Ａに示すＡ−Ａ’線に対応する断面図である。
【００２８】
本実施形態の発光ダイオード１００は、金属基板１（基板）と、発光層２４を含む化合物半導体層１０と、オーミックコンタクト電極７と、オーミック電極１１と、表面電極１２と、電流遮断部１３とを備えている。図１で示す発光ダイオード１００では、金属基板１と化合物半導体層１０との間には、金属基板１側から順に接合層４とバリア層５と反射層６とが設けられている。また、図１に示すオーミックコンタクト電極７は、平面視で複数のドット状の導電性部材からなるものであり、各オーミックコンタクト電極７間には透光膜８が充填されている。
【００２９】
図１に示す発光ダイオードは基板として金属基板を用いた例であるが、本発明では基板として金属基板に限らず、成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものを用いることができる。本発明の発光ダイオードは成長用基板上に発光層を含む化合物半導体層を形成した後、別の基板（接合基板）に貼り替えて（接合して）成長用基板を除去することにより製造されるが、その基板（接合基板）が成長用基板と熱膨張係数が大きく異なる場合は、接合前に形成した電流遮断部と接合後に形成されるパッド部との位置ズレが大きくなってしまうため、基板は成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものが好ましい。
接合前に形成した電流遮断部と接合後に形成されるパッド部との位置ズレが本発明の効果を損ねない範囲内とするためには、成長用基板と接合基板との熱膨張係数の違いは、±１．５ｐｐｍ／Ｋであることが好ましい。具体的には、成長用基板として通常用いられる基板（例えば、ＧａＡｓ基板（熱膨張係数：６．０ｐｐｍ／Ｋ）を用いる場合には、接合基板として、Ｇｅ基板（熱膨張係数：５．５ｐｐｍ／Ｋ）、ＧａＰ基板（熱膨張係数：５．３ｐｐｍ／Ｋ）、ＧａＡｓ基板、熱膨張係数を調整した金属基板（後述）等を用いることができる。以下では、接合基板として金属基板を用いた例について詳述する。
【００３０】
＜金属基板＞
本実施形態の発光ダイオード１００は、基板として、複数（本実施形態においては３層）の金属層１ａ，１ｂ，１ｂと、その上面１ｂａ及び下面１ｂｂを覆う、エッチャントに対して耐性を有する金属保護膜２とからなる金属基板１を備えている。金属基板１の側面は、金属保護膜２で覆われていることが好ましい。金属保護膜２はエッチャントに対して耐性を有するので、発光層２４を含む化合物半導体層１０の成長用基板を除去するエッチャントを用いたエッチングの際に、金属基板の腐食を抑制できる。
なお、金属保護膜２で被覆されていない金属基板を用いることもできる。
【００３１】
金属基板１の厚さは、５０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。金属基板１の厚さが１５０μｍより厚い場合には、発光ダイオード１００の製造コストが上昇して好ましくない。また、金属基板１の厚さが５０μｍより薄い場合には、金属基板１のハンドリング時に割れや、かけ、反りなどが容易に生じて、製造歩留まりを低下させるおそれが発生する。
【００３２】
（金属層）
金属基板１の複数の金属層は、第１の金属層と第２の金属層とが交互に積層されてなるものであることが好ましい。金属基板１における第１の金属層および第２の金属層の層数は、第１の金属層と第２の金属層とを合わせて３〜９層とすることが好ましく、３〜５層とすることがより好ましい。第１の金属層と第２の金属層の層数を合わせて２層とした場合には、厚さ方向での熱膨張が不均衡となり、金属基板１の反りが発生する。逆に、第１の金属層と第２の金属層の層数を合わせて９層より多くした場合には、第１の金属層と第２の金属層の層厚をそれぞれ薄くする必要が生じる。第１の金属層または第２の金属層からなる単層基板の層厚を薄くして作製することは困難であり、各層の層厚を不均一にして、発光ダイオード１００の特性をばらつかせるおそれが発生する。さらに、単層基板の製造が困難であることから、発光ダイオード１００の製造コストを上昇させるおそれも生じる。
【００３３】
また、金属基板１における第１の金属層および第２の金属層の層数は、合わせて奇数であることがより好ましい。第１の金属層および第２の金属層の層数が合わせて奇数である場合、最外層の金属層は同じ金属材料からなるものであることが好ましい。この場合、例えば、金属基板１の切断予定ラインに相当する部分を外側からエッチングする際などに、表裏の最外層の金属層を同じエッチャントを用いて湿式エッチングで除去することができ、好ましい。
【００３４】
＜第１の金属層＞
第１の金属層は、金属層の数が奇数である場合に最外層に配置される（図１に示す金属基板１０においては本実施形態においては符号１ｂで示す）。第１の金属層は、第２の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が小さい材料を用いる場合には、少なくとも化合物半導体層１０より熱膨張係数が大きい材料からなることが好ましい。この構成とすることにより、金属基板１全体としての熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数に近いものとなるため、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際の金属基板１の反りや割れを抑制することができ、発光ダイオード１００の製造歩留まりを向上させることができる。したがって、第２の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が大きい材料を用いる場合には、第１の金属層は少なくとも化合物半導体層１０より熱膨張係数が小さい材料からなることが好ましい。
【００３５】
第１の金属層としては、例えば、銀（熱膨張係数＝１８．９ｐｐｍ／Ｋ）、銅（熱膨張係数＝１６．５ｐｐｍ／Ｋ）、金（熱膨張係数＝１４．２ｐｐｍ／Ｋ）、アルミニウム（熱膨張係数＝２３．１ｐｐｍ／Ｋ）、ニッケル（熱膨張係数＝１３．４ｐｐｍ／Ｋ）およびこれらの合金などを用いることが好ましい。第１の金属層が、アルミニウム、銅、銀、金、ニッケルまたはこれらの合金からなるものである場合、放熱性に優れ、より一層、接合の際の基板の割れを抑制でき、高電圧を印加して、高輝度で発光させることができる。
【００３６】
第１の金属層の層厚は、５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下とすることがより好ましい。
なお、第１の金属層の層厚と第２の金属層の層厚とは異なっていてもよい。さらに、金属基板１の第１の金属層および／または第２の金属層が複数である場合、各層の層厚はそれぞれ異なっていてもよい。
【００３７】
第１の金属層の合計の厚さは、金属基板１の厚さの５％以上５０％以下であることが好ましく、１０％以上３０％以下であることがより好ましく、１５％以上２５％以下であることが更に好ましい。第１の金属層の合計の厚さが金属基板１の厚さの５％未満の場合は、第１の金属層の熱膨張係数を高くした場合の効果が小さくなり、ヒートシンク機能が低下する。逆に、第１の金属層の厚さが金属基板１の厚さの５０％を超える場合は、金属基板１を化合物半導体層１０と接続させたときの熱による金属基板１の割れを抑制できない。つまり、第１の金属層と化合物半導体層１０との間の大きな熱膨張係数の差により、熱による金属基板１の割れを発生させて、接合不良発生を招く場合が生じる。
【００３８】
特に、第１の金属層として銅を用いた場合には、銅の合計の厚さが、金属基板１の厚さの５％以上４０％以下であることが好ましく、１０％以上３０％以下であることがより好ましく、１５％以上２５％以下であることが更に好ましい。
また、第１の金属層の層厚は、５μｍ以上３０μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３９】
＜第２の金属層＞
第２の金属層は、金属層が奇数である場合に内側に配置される（図１に示す金属基板１０においては本実施形態においては符号１ａで示す）。第２の金属層は、第１の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が大きい材料を用いる場合には、熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数より小さい材料からなることが好ましい。この構成とすることにより、金属基板１全体としての熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数に近いものとなるため、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際の金属基板１の反りや割れを抑制することができ、発光ダイオード１００の製造歩留まりを向上させることができる。したがって、第１の金属層として化合物半導体層１０より熱膨張係数が小さい材料を用いる場合には、第２の金属層は、熱膨張係数が化合物半導体層１０の熱膨張係数より大きい材料からなることが好ましい。
【００４０】
また、第２の金属層の材料は、化合物半導体層１０の熱膨張係数の±１．５ｐｐｍ／Ｋ以内となる熱膨張係数を有する材料であることが好ましい。この場合、放熱性に優れ、より一層、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際における金属基板１の割れを抑制できる。
例えば、化合物半導体層１０としてＡｌＧａＩｎＰ層（熱膨張係数＝約５．３ｐｐｍ／Ｋ）を用いた場合には、第２の金属層としてモリブデン（熱膨張係数＝５．１ｐｐｍ／Ｋ）、タングステン（熱膨張係数＝４．３ｐｐｍ／Ｋ）、クロム（熱膨張係数＝４．９ｐｐｍ／Ｋ）およびこれらの合金などを用いることが好ましい。
【００４１】
（金属保護膜）
金属保護膜２の材料としては、銅、銀、ニッケル、クロム、白金、金などを用いることができ、密着性に優れるクロムまたはニッケルの少なくともいずれか一つと、化学的に安定な白金または金の少なくともいずれか一つとを含む金属膜を用いることが好ましく、金属層側から順に、金属層との密着性のよいニッケル膜と耐薬品に優れる金膜とが積層された積層膜が最適である。
金属保護膜２の厚さは特に制限はないが、エッチャントに対する耐性とコストのバランスから、０．２〜５μｍ、好ましくは、０．５〜３μｍが適正な範囲である。高価な金の場合は、厚さは２μｍ以下が望ましい。
【００４２】
本実施形態の発光ダイオード１００は、発光層２４を含む化合物半導体層１０に金属基板１が接合されたものであって、金属基板１が、複数の金属層と、複数の金属層の上面及び下面を覆う金属保護膜２とからなるものであるので、放熱性に優れ、大電流駆動させて高輝度発光させることができ、しかも、金属基板１を化合物半導体層１０に接合した後にエッチング法により成長用基板を除去する工程において、金属基板１が劣化しにくいものとなる。
【００４３】
また、本実施形態の発光ダイオード１００において、金属基板１として、第１の金属層と第２の金属層とが交互に積層されてなり、第１の金属層と第２の金属層のいずれか一方を熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より大きいものとし、他方を熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より小さいものとした場合、金属基板全体としての熱膨張係数が化合物半導体層の熱膨張係数に近いものとなるため、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際における金属基板１の割れを抑制でき、製造歩留まりを向上させることができる。
【００４４】
本実施形態の発光ダイオード１００において、金属基板１として、第１の金属層が銅からなり、第２の金属層がモリブデンからなり、第１の金属層と第２の金属層との層の数が合わせて３層以上９層以下とされている場合、放熱性に優れ、より一層、化合物半導体層１０と金属基板１とを接合する際における金属基板１の割れを抑制できるとともに、高電圧を印加して、高輝度で発光させることができる。また、この場合、機械的強度が高いモリブデンを加工しやすい銅で挟んだ構成となるため、切断等の加工が容易であり、寸法精度の高い発光ダイオード１００となる。
【００４５】
また、金属基板１の表面には、ダイボンド用に共晶金属層を形成してもよい。この場合、個片化された各発光ダイオード１００をダイボンボンディングする際に、接合面である金属基板１との接合を電気的接触の安定な共晶接合とすることができる。
【００４６】
＜接合層＞
接合層４は、化合物半導体層１０等を金属基板１に接合するための層である。接合層４の材料としては、化学的に安定であり、金属基板１との接合が非常に強固なものとなる融点の低いＡｕ系の共晶金属などが用いられる。Ａｕ系の共晶金属としては、例えば、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｎ、ＡｕＳｉ、ＡｕＩｎなどの合金の共晶組成を挙げることができる。また、接合層４としては、金属基板１の金属保護膜２が、金属基板１側からＮｉ膜とＡｕ膜とがこの順で形成されたものである場合、ＡｕＳｉを用いることが好ましい。
【００４７】
＜バリア層＞
バリア層５は、金属基板１に含まれる金属が拡散して、反射層６と反応するのを抑制するものである。バリア層５の材料としては、ニッケル、チタン、白金、クロム、タンタル、タングステン、モリブデン等を用いることができる。バリア層５の材料として、２種類以上の金属を組み合わせる、たとえば白金とチタンとを組み合わせることにより、バリア性能を向上させることができる。２種類以上の金属を組み合わせたバリア層５は、２種類以上の金属からなる合金層であってもよいし、２種類以上の金属膜を積層してなる積層体であってもよい。
【００４８】
なお、接合層４の材料に、バリア層５に用いることのできる上記の材料を添加することによって、接合層４を、バリア層５を兼ねるものとしてもよい。この場合、バリア層５を設ける必要がなく、製造工程を簡略化できる。
【００４９】
＜反射層＞
反射層６は、発光層２４からの光を反射させて、光取り出し効率を向上させるものである。反射層６が設けられていることにより、発光ダイオード１００をより高輝度化できる。反射層６の材料としては、ＡｇＰｄＣｕ合金（ＡＰＣ）、金、銅、銀、アルミニウムなどの金属およびそれらの合金等を用いることができる。これらの材料は光反射率が高く、光反射率を９０％以上とすることができる。
【００５０】
＜透光層＞
透光層８は、オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材間を充填するように形成されている。透光層８の材料としては、ＩＴＯ、ＳｉＯ２、ＩＺＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、ＴｉＮなどを用いることができる。
【００５１】
＜化合物半導体層＞
化合物半導体層１０は、発光層２４を含むものであり、複数のエピタキシャル成長させた層を積層してなる化合物半導体の積層構造体である。
化合物半導体層１０としては、例えば、発光効率が高く、基板接合技術が確立されているＡｌＧａＩｎＰ層またはＡｌＧａＩｎＡｓ層などを利用できる。ＡｌＧａＩｎＰ層は、一般式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）で表される材料からなる層である。この組成は、発光ダイオードの発光波長に応じて、決定される。例えば、赤および赤外発光の発光ダイオード１００を作製する際に用いられるＡｌＧａＩｎＡｓ層の場合も、構成材料の組成は発光ダイオード１００の発光波長に応じて決定される。
化合物半導体層１０は、ｎ型またはｐ型の何れか一の伝導型の化合物半導体であり、内部でｐｎ接合が形成される。ＡｌＧａＩｎＡｓにはＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＡｓ等も含まれる。
なお、化合物半導体層１０の表面の極性はｐ型、ｎ型のどちらでもよい。
【００５２】
図１に示す化合物半導体層１０は、コンタクト層２２ｃと表面粗面化層２３ａａとエッチングストップ層３１とクラッド層２３ａｂと発光層２４とクラッド層２３ｂと電流拡散層２５とからなる。
コンタクト層２２ｃは、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極の接触抵抗を下げるための層である。コンタクト層２２ｃは、例えば、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓからなり、キャリア濃度が１×１０１８ｃｍ−３であり、層厚が０．０５μｍであるものとすることができる。
【００５３】
また、コンタクト層２２ｃは、平面視してオーミック電極１１と同じ形状となっている。したがって、図１に示すように、オーミック電極１１と表面電極１２とが設けられている面は、表面粗面化層２３ａａの表面となっている。
なお、本実施形態においては、コンタクト層２２ｃを平面視してオーミック電極１１と同じ形状としたが、コンタクト層２２ｃの平面形状は、図１に示す例に限定されるものではない。例えば、コンタクト層２２ｃは、表面粗面化層２３ａａと同じ平面形状としてもよい。この場合、オーミック電極１１と表面電極１２とが設けられる面はコンタクト層２２ｃの表面となる。
【００５４】
表面粗面化層２３ａａは、光取り出し効率を向上させるために表面を粗面化させてなるものである。表面粗面化層２３ａａは、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度を３×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を３μｍとすることができる。
【００５５】
エッチングストップ層３１は、電流遮断部１３を形成する際に行う化合物半導体層１０に発光層２４を貫通する凹部を設けるエッチングにおいて、ストッパーとして機能するものである。エッチングストップ層３１に用いる材料としては、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ａｓなどを用いることができ、化合物半導体層１０をエッチングする条件に応じて適宜決定できる。
【００５６】
エッチングストップ層３１に用いる材料は、例えば、発光層２４を貫通する凹部を塩酸（希釈してもよい）を用いてウェットエッチングする場合には、ＡｌＧａＡｓ（組成によらずエッチングストップ層として機能するが、光吸収を抑制するためＡｌ組成は０．７以上が好ましい）からなるものとすることが好ましく、発光層２４を貫通する凹部を硫酸過水液（硫酸と過酸化水素の混合液）、アンモニア過水（アンモニア水と過酸化水素の混合液）を用いてウェットエッチングする場合には、ＡｌＧａＩｎＰからなるものとすることが好ましい。発光層２４の材料との組み合わせでいうと、発光層２４がＰ系の材料（例えば、ＡｌＧａＩｎＰ）の場合は、エッチングストップ層３１はＡｓ系の材料（例えば、ＡｌＧａＡｓ）が好ましく、また、発光層２４がＡｓ系の材料（例えば、ＡｌＧａＡｓ）の場合は、エッチングストップ層３１はＰ系の材料（例えば、ＡｌＧａＩｎＰ）が好ましい。また、発光層２４を貫通する凹部をドライエッチングのみで形成する場合には、エッチングストップ層は表面粗面化と同じ材料からなるものとすることができる。その場合エッチングされる分厚くしておくことが好ましい。
【００５７】
また、エッチングストップ層３１は、表面粗面化層２３ａａと同じ材料からなるものとすることができる。この場合、表面粗面化層２３ａａがエッチングストップ層３１を兼ねるものとなり、エッチングストップ層３１を表面粗面化層２３ａａと同時に形成できるので、エッチングストップ層３１と表面粗面化層２３ａａとが異なる材料からなるものである場合と比較して、生産性に優れたものとなる。
【００５８】
クラッド層２３ａｂは、ダブルへテロ構造の要素となるものである。クラッド層２３ａｂは、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度が３×１０１８ｃｍ−３であり、層厚は０．５μｍであるものとすることができる。
【００５９】
発光層２４は、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ又は、ＡｌＧａＩｎＰのいずれかからなるものであることが好ましく、例えば、アンドープの（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ／（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐの２０対の積層構造からなり、層厚が０．２μｍであるものとすることができる。
【００６０】
発光層２４は、ダブルへテロ構造（Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅｔｅｒｏ：ＤＨ）、単一量子井戸構造（Ｓｉｎｇｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ：ＳＱＷ）または多重量子井戸構造（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）などの構造を有するものとすることができる。ここで、ダブルへテロ構造は、放射再結合を担うキャリアを閉じ込められる構造である。また、量子井戸構造は、井戸層と井戸層を挟む２つの障壁層とを有する構造であって、ＳＱＷは井戸層が１つのものであり、ＭＱＷは井戸層が２以上のものである。発光層２４から単色性に優れる発光を得るためには、発光層２４としてＭＱＷ構造を用いることが好ましい。
【００６１】
クラッド層２３ｂは、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度が８×１０１７ｃｍ−３であり、層厚が０．５μｍであるものとすることができる。
電流拡散層２５は、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＰ層からなり、キャリア濃度が５×１０１８ｃｍ−３であり、層厚が２μｍであるものとすることができる。
【００６２】
化合物半導体層１０の構成は、上記に記載した構造に限られるものではなく、例えば、素子駆動電流の通流する領域を制限するための電流阻止層または電流狭窄層などを有していてもよい。また、クラッド層２３ａｂと、発光層２４との間に、ガイド層を設けてもよい。また、例えば、コンタクト層２２ｃやエッチングストップ層３１、表面粗面化層２３ａａは設けられていることが好ましいが、設けられていなくてもよい。
【００６３】
（電極構造）
図２Ｂは、図１に示す発光ダイオードのオーミック電極を示す平面摸式図であり、図２Ｃは、図１に示す発光ダイオードのオーミックコンタクト電極を示す平面摸式図であり、図２Ｄは、図１に示す発光ダイオードの表面電極、電流遮断部、オーミック電極、オーミックコンタクト電極を重ねて描いた平面摸式図である。なお、図２Ｂ〜図２Ｄは、図２Ａの平面摸式図に対応する領域を示した平面図である。
【００６４】
＜表面電極＞
図１および図２Ａに示すように、表面電極１２は、ボンディングパッドであるパッド部１２ａと線状部（枝部）１２ｂとからなる。線状部１２ｂは、オーミック電極の表面を覆うように設けられている。パッド部１２ａは、線状部１２ｂに連結されて一体化されている。
表面電極１２は、２種類以上の金属膜を積層してなる積層体からなるものであることが好ましい。具体的には、Ａｕ膜とＴｉ膜とＡｕとの積層体（以下、「Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ」と表記する場合がある。他の金属膜の積層体についても同様にして表記する。）、Ａｕ／Ｐｔ／Ａｕ、Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕ、Ａｕ／Ｔａ／Ａｕ、Ａｕ／Ｗ／Ａｕ、Ａｕ／Ｍｏ／Ａｕなどを用いることができる。
【００６５】
パッド部１２ａは平面視して円形状であることが、ワイヤボンディングしやすく好ましいが、円形状以外の形状であってもよい。
パッド部１２ａの寸法は、パッド部１２ａが平面視で円形状である場合、例えば直径５０〜１５０μｍ程度とすることができる。
【００６６】
図２Ａに示すように、線状部１２ｂは、円形状のパッド部１２ａの中心を通る直線上において直径を挟んだ周端（周端部）１２ａａａ、１２ａａｂから互いに逆方向に延在する２本の第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂと、第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂに対して直交する方向に延在する６本の第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂ、１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄとからなる。
【００６７】
なお、本実施形態においては、線状部１２ｂは、２本の第１の直線部と、６本の第２の直線部とからなるものとされているが、第１の直線部および第２の直線部の数は特に限定されるものではない。
【００６８】
第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂはそれぞれ、第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂの周端部１２ａａａ、１２ａａｂとは反対側の端部に接続し、パッド部１２ａから離間して配置されている。他方、第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄはそれぞれ、２つの周端部１２ａａａ、１２ａａｂの間の一方の円弧側と他方の円弧側のそれぞれ２個の周端部１２ａｂａ、１２ａｂｂ、１２ａｂｃ、１２ａｂｄから延在して配置されている。周端部１２ａｂａ、１２ａｂｂから延在する２本の第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂと、周端部１２ａｂｃ、１２ａｂｄから延在する２本の第２の直線部１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄとはそれぞれ一直線上に、第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂの延在方向に平行な方向に延在している。
【００６９】
線状部１２ｂの幅は、オーミック電極１１の線状部位を覆うためにその幅より幅広とされており、例えば、２〜２０μｍ程度とすることができる。線状部１２ｂの幅は、第１の直線部及び第２の直線部のすべてについて同じ幅にする必要はないが、均一に発光させるために、発光ダイオード１００の中心（図２Ａにおいては円形状のパッド部１２ａの中心）から対称な位置における線状部１２ｂの幅を同じとすることが好ましい。
【００７０】
＜オーミック電極＞
オーミック電極１１は、図１に示すように、化合物半導体層１０の金属基板１の反対側に設けられているものであり、図２Ｂに示すように、６本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂ、１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄからなる。
オーミック電極の材料としては、ＡｕＧｅＮｉ合金、ＡｕＧｅ合金、ＡｕＮｉＳｉ合金、ＡｕＳｉ合金などを用いることができる。
【００７１】
本実施形態においては、オーミック電極１１が６本の線状部位からなるものである場合を例に挙げて説明するが、線状部位の本数は特に限定されるものではない。
また、オーミック電極１１は、複数の線状部位からなるものに限定されるものではなく、表面電極１２の線状部１２ｂ下に不連続に配列されている形状、たとえば複数のドット形状のものであってもよい。
【００７２】
また、オーミック電極１１は、図１、図２Ｂおよび図２Ｄに示すように、表面電極１２のパッド部１２ａと平面視で重ならない領域に形成されている。このように、オーミック電極１１を、平面視して表面電極１２のパッド部１２ａに重ならない位置に配置することで、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができる。その結果、オーミック電極１１をパッド部１２ａに重なる位置に配置した場合に、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されて、光取り出し効率が低下することを回避でき、より一層、光取り出し効率を向上させることができる。
【００７３】
また、図１、図２Ａ、図２Ｂに示すように、オーミック電極１１の６本の線状部位のそれぞれは、表面電極１２の線状部１２ｂの６本の第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂ、１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄのそれぞれに覆われる位置に配置されている。
すなわち、平面視外側に配置された長い２本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂはそれぞれ、第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂのそれぞれの直下に配置されており、平面視内側に配置された短い４本の線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄはそれぞれ、第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄのそれぞれの直下に配置されている。
【００７４】
オーミック電極１１の線状部位の幅は、表面電極１２の線状部１２ｂで覆われるように、線状部１２ｂの幅より幅狭とされており、例えば、１〜１０μｍ程度とされている。オーミック電極１１の線状部位の幅は、すべて同じにする必要はないが、均一に発光させるために、発光ダイオード１００の中心（図２Ａにおいては円形状のパッド部１２ａの中心）から対称な位置における線状部位の幅を同じとすることが好ましい。
また、オーミック電極１１を構成する線状部位のうち、表面電極１２のパッド部１２ａに最近接する線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄとパッド部１２ａとの最短距離は５μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。
【００７５】
＜オーミックコンタクト電極＞
オーミックコンタクト電極７は、図１に示すように、金属基板１と化合物半導体層１０との間に設けられているものであり、図２Ｃに示すように、平面視円形のドット状（点状）の複数の導電性部材からなる。各オーミックコンタクト電極７の平面形状は、円形状、楕円形状、ドーナツ状、線状等であってもよい。
オーミックコンタクト電極の材料としては、ＡｕＢｅ合金、ＡｕＺｎ合金などを用いることができる。
【００７６】
図１、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材は、平面視して表面電極１２のパッド部１２ａに重ならない位置に配置されている。このように、オーミックコンタクト電極７を、平面視して表面電極１２のパッド部１２ａに重ならない位置に配置することで、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができる。その結果、オーミックコンタクト電極７をパッド部１２ａに重なる位置に配置した場合に、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されて、光取り出し効率が低下することを回避できるので、より一層、光取り出し効率を向上させることができる。
【００７７】
また、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材は、オーミック電極１１の線状部位間の中間位置上と、オーミック電極１１の両端の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂａ、１１ｂｂからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と同程度である位置上とに、直線状に並べて配置されている。
【００７８】
具体的には、図２Ｄに示すように、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂａは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｂａと線状部位１１ｃａとの間の中間位置上に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂｃはオーミック電極１１の線状部位１１ｂａと線状部位１１ｃｃとの間の中間位置上に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂｂは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｂｂと線状部位１１ｃｂとの間の中間位置上に配置されている。直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｂｄは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｂｂと線状部位１１ｃｄとの間の中間位置上に配置されている。
【００７９】
また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｃａは平面視して、オーミック電極１１の線状部位１１ｃａと線状部位１１ｃｂとの間の中間位置上に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ｃｂはオーミック電極１１の線状部位１１ｃｃと線状部位１１ｃｄとの間の中間位置上に配置されている。
【００８０】
また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ａａは平面視して、オーミック電極１１の左端の線状部位１１ｂａの外側の、その線状部位１１ｂａからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と同程度の位置に配置されている。また、直線状に並んだドット状の導電性部材の群７ａｂは平面視して、オーミック電極１１の左端の線状部位１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂｂからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と同程度の位置に配置されている。
【００８１】
なお、オーミック電極１１の線状部位間の中間位置までの距離ｄ１、ｄ３と、オーミック電極１１の両端の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂａ、１１ｂｂからの距離ｄ２とは、電流が均一に拡散するように等しい距離に構成するのが好ましい。
【００８２】
オーミックコンタクト電極７を構成するドット状の導電性部材は、例えば、直径５〜２０μｍ程度の円柱状部材とすることができる。
また、直線状に並ぶドット状の導電性部材の群において、隣接する導電性部材間の距離は、例えば、５〜５０μｍ程度とすることができる。
また、オーミックコンタクト電極７のドット状の導電性部材と、表面電極１２のパッド部１２ａとの最短距離は５μｍ以上、１００μｍ以下とすることが好ましい。
【００８３】
＜電流遮断部＞
電流遮断部１３は、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げるものである。電流遮断部１３は、図１に示すように、パッド部１２ａに平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとの間に設けられている。
【００８４】
図１に示すように、電流遮断部１３は、化合物半導体層１０のクラッド層２３ａｂと発光層２４とクラッド層２３ｂと電流拡散層２５とを貫通して形成されており、透光層８と一体化されている。
また、電流遮断部１３は、図１、図２Ａ、図２Ｄに示すように、平面視でパッド部１２ａと同心円形状とされ、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されていることが好ましい。このことにより、パッド下発光層２４ａに供給される電流をより効果的に妨げることができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、図２Ａに示すように、電流遮断部１３が、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されている場合を例に挙げて説明するが、絶縁層１３の平面形状は図２Ａに示す例に限定されるものではなく、例えば、図２Ａに示す環状の電流遮断部１３が円周方向に分断されてなる１つまたは複数の円弧状の電流遮断部材からなるものであってもよい。この場合であっても、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げることができる。
【００８６】
本実施形態においては、図１、図２Ａおよび図２Ｄに示すように、電流遮断部１３が、平面視でパッド部１２ａの縁部と重なる位置に配置された内壁１３ａと、平面視でパッド部１２ａの外側に配置され、内壁１３ａと対向して略並行に配置された外壁１３ｂとに囲まれた溝（凹部）内に、絶縁材料が埋め込まれてなるものとされている。また、図１に示すように、電流遮断部１３の発光ダイオード１００の厚み方向の一端面１３ｃはエッチングストップ層３１内に接しており、他端面１３ｄは透光層８の化合物半導体層１０側の面に接している。
【００８７】
内壁１３ａと外壁１３ｂとの間の間隔は、特に限定されないが、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを効果的に絶縁できるとともに、内壁１３ａと外壁１３ｂとの間に容易に絶縁材料を充填できるように、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい。また、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４の平面積を確保して、十分な輝度が得られるようにするため、内壁１３ａと内壁１３ａとの間の間隔（環状凹部の最も遠い内壁間の間隔：パッド下発光層２４ａの直径に相当）は、５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８８】
電流遮断部１３に用いられる絶縁材料は、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを絶縁できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２ ，Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮ などを用いることができる。
【００８９】
また、電流遮断部１３に用いられる絶縁材料は、透光性を有するものであることが好ましい。電流遮断部１３に用いられる絶縁材料が透光性を有するものである場合、電流遮断部１３を透光層８と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【００９０】
また、本実施形態においては、電流遮断部１３として絶縁材料が埋め込まれてなるものを例に挙げて説明したが、電流遮断部は空間からなるものであってもよい。電流遮断部が、空間からなるものである場合にも、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを絶縁でき、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げることができる。よって、電流遮断部が、空間からなるものである場合であっても、パッド部１２ａの直下での発光強度を弱くすることができ、パッド部１２ａに吸収される光を低減できる。
【００９１】
電流遮断部が、空間からなるものである場合、内壁１３ａと外壁１３ｂとの間の間隔は、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとを効果的に絶縁できるように、０．１μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがより好ましい。また、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４の平面積を確保して、十分な輝度が得られるようにするとともに、空間を有することによる発光ダイオード１００の強度低下を抑制するため、内壁１３ａと内壁１３ａとの間の間隔（環状凹部の最も遠い内壁間の間隔）は、３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。
【００９２】
本実施形態においては、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとの間に電流遮断部１３が設けられているので、パッド下発光層２４ａに供給される電流が妨げられる。その結果、パッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができ、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されることによる光取り出し効率の低下を回避できる。よって、本実施形態の発光ダイオード１００によれば、優れた光取り出し効率が得られる。
【００９３】
図３は、第１実施形態の発光ダイオードにおいて、接合基板をＧｅ基板４１とした例の断面模式図である。
図３に示す発光ダイオード２００が図１に示す発光ダイオード１００と異なる点は、Ｇｅ基板４１を備える点である。図３に示す例では、Ｇｅ基板４１の上面及び下面にはＧｅと密着性がよい金属層（例えば、Ｐｔ層）４２が備えられ、その金属層４２の上面及び下面には耐薬品性に優れる金属層（例えば、Ａｕ層）４３が備えられている。
図３に示す発光ダイオード２００を製造する場合、Ｇｅ基板４１の上面に金属層４２及び金属層４３を順に形成した後、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側（接合層４上）にＧｅ基板４１を接合する。その後、Ｇｅ基板４１の下面に、金属層４２及び金属層４３を順に形成する。
【００９４】
［発光ダイオードの製造方法］
次に、本発明の発光ダイオードの製造方法の一例として、図１に示す発光ダイオードの製造方法を例に挙げて説明する。
本実施形態の発光ダイオードの製造方法では、成長用基板上に化合物半導体層１０を成長させ、化合物半導体層１０に金属基板１を接合した後、成長用基板を除去する方法を用いる。
【００９５】
＜金属基板の製造工程＞
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、金属基板の製造工程を説明するための金属基板の一部の断面模式図である。
金属基板１を製造するには、例えば、熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より大きい第１の金属層１ｂと、熱膨張係数が化合物半導体層１０の材料より小さい第２の金属層１ｂとを用意して、ホットプレスを行う方法を用いる。
【００９６】
具体的には、２枚の略平板状の第１の金属層１ｂと、１枚の略平板状の第２の金属層１ａを用意する。例えば、第１の金属層１ｂとしては厚さ１０μｍのＣｕ層、第２の金属層１ａとしては厚さ７５μｍのＭｏ層を用いる。
次に、図５（ａ）に示すように、２枚の第１の金属層１ｂの間に１枚の第２の金属層１ａを配置して積層体とする。
【００９７】
次に、２枚の第１の金属層１ｂと１枚の第２の金属層１ａとからなる積層体を所定の加圧装置に配置して、高温下で第１の金属層１ｂと第２の金属層１ａに、図５（ａ）に示す矢印の方向に荷重をかける。これにより、図５（ｂ）に示すように、第１の金属層１ｂがＣｕ層であり、第２の金属層１ａがＭｏ層であり、Ｃｕ（１０μｍ）／Ｍｏ（７５μｍ）／Ｃｕ（１０μｍ）の３層からなる金属基板を形成する。このような金属基板は、熱膨張係数が５．７ｐｐｍ／Ｋ程度であり、熱伝導率が２２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度であるものとなる。
【００９８】
次に、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）に示す金属基板の全面すなわち、上面、下面及び側面に金属保護膜２を形成する。このとき、図５（ｂ）に示す金属基板は、各発光ダイオードを個片化するために切断する前であるので、金属保護膜２が覆う側面とは金属基板（プレート）の外周側面である。したがって、個片化後の各発光ダイオードの金属基板１の側面を金属保護膜２で覆う場合には、別途、金属保護膜２で側面を覆う工程を実施する。図５（ｃ）は、金属基板（プレート）の外周端側でない箇所の一部を示しているものであり、図５（ｃ）には外周側面の金属保護膜は表れていない。
【００９９】
金属保護膜２は、公知の膜形成方法を用いて形成することができ、側面を含めた全面に膜形成できるめっき法を用いることが最も好ましい。めっき法としては、公知の技術、薬品が使用でき、電極が不要な無電解めっき法を用いることが、簡便で望ましい。
例えば、図５（ｂ）に示す金属基板に、無電解めっき法を用いてニッケルをめっきした後、金をめっきすることにより、金属基板の上面、側面、下面がニッケル膜及び金膜からなる金属保護膜２で覆われた金属基板１を作製できる。無電解めっき法を用いて金属保護膜２を形成する場合、金属保護膜２の材料として、銅、銀、ニッケル、クロム、白金、金など公知の金属を使用できるが、密着性のよいニッケルと耐薬品に優れる金とを組み合わせることが好ましい。
【０１００】
＜化合物半導体層の形成工程＞
図６〜１０は、図１に示す発光ダイオードの製造方法の一工程を説明するための断面摸式図であって、図１に示す断面図に対応する位置の断面図である。
図１に示す発光ダイオードの化合物半導体層１０を形成するには、まず、半導体基板（成長用基板）２１を用意し、半導体基板２１上にエピタキシャル積層体３０を形成する。
【０１０１】
半導体基板２１は、図６に示すエピタキシャル積層体３０を形成するためのものである。半導体基板２１としては、例えば、一面２１ａが（１００）面から１５°傾けた面とされた、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓ単結晶基板などを用いることができる。また、エピタキシャル積層体３０として、ＡｌＧａＩｎＰ層またはＡｌＧａＡｓ層を形成する場合、半導体基板（成長用基板）２１として、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）単結晶基板を用いることができる。
【０１０２】
次に、図６に示すように、半導体基板（成長用基板）２１の一面２１ａ上に、複数のエピタキシャル層を成長させて化合物半導体層１０を含むエピタキシャル積層体３０を形成する。
化合物半導体層１０の形成方法としては、有機金属化学気相成長（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法、分子線エピタキシャル（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｉｃｙ：ＭＢＥ）法や液相エピタキシャル（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｉｃｙ：ＬＰＥ）法などを用いることができる。
【０１０３】
本実施形態では、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）をＩＩＩ族構成元素の原料に用いた減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、エピタキシャル積層体３０を構成する各層をエピタキシャル成長させる。
Ｍｇのドーピング原料にはビスシクロペンタジエニルマグネシウム（（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）を用いることができる。また、Ｓｉのドーピング原料にはジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いることができる。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ３）又はアルシン（ＡｓＨ３）を用いることができる。
【０１０４】
なお、エピタキシャル積層体３０を成長させる際の温度は、電流拡散層２５を成長させる場合には、例えば、７５０°Ｃとし、その他のエピタキシャル層を成長させる場合には、例えば、７３０°Ｃとすることができる。
【０１０５】
具体的には、まず、半導体基板２１の一面２１ａ上に、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓからなる緩衝層２２ａを成膜する。緩衝層２２ａとしては、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓを用い、キャリア濃度を２×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を０．２〜０．５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０６】
次に、本実施形態では、緩衝層２２ａ上に、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる基板エッチングストップ層２２ｂを成膜する。基板エッチングストップ層２２ｂは、半導体基板２１をエッチング除去する際に、表面粗面化層２３ａａまでエッチングされてしまうことを防ぐための層である。基板エッチングストップ層２２ｂは、例えば、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を０．５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０７】
次に、基板エッチングストップ層２２ｂ上に、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓからなるコンタクト層２２ｃを成膜する。
次に、コンタクト層２２ｃ上に、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる表面粗面化層２３ａａを成膜する。コンタクト層２２ｃは、例えば、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を０．０５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０８】
次に、表面粗面化層２３ａａ上に、Ｓｉをドープしたｎ型のＡｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓからなるエッチングストップ層３１を成膜する。エッチングストップ層３１は、例えば、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３程度とし、層厚を１．０μｍ程度とすることが好ましい。
【０１０９】
次に、エッチングストップ層３１上に、Ｓｉをドープしたｎ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ａｂを成膜する。クラッド層２３ａｂは、例えば、層厚を０．５μｍ程度とすることが好ましい。
次に、クラッド層２３ａｂ上に、例えば、アンドープの層厚０．００５μｍ程度の（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる井戸層と、アンドープの層厚０．００５μｍ程度の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるバリア層とを交互に積層し、２０層の井戸層と１９層のバリア層との積層構造からなる発光層２４を成膜する。
次に、発光層２４上に、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ｂを成膜する。クラッド層２３ｂは、例えば、層厚を０．５μｍ程度とすることが好ましい。
【０１１０】
次に、クラッド層２３ｂ上に、層厚を３μｍ程度のＭｇドープしたｐ型のＧａＰを成膜し、表面から１〜２μｍの深さに至るまで鏡面研磨する。このことにより、半導体基板２１と反対側の面２５ａの表面の粗さが、例えば、０．１８ｎｍ以内である電流拡散層２５が得られる。
【０１１１】
＜電流遮断部の形成工程＞
次に、ドライエッチング法とウェットエッチング法を順に行うことにより、化合物半導体層１０の平面視してパッド部１２ａの周囲に、発光層２４を貫通する凹部からなる電流遮断部１３を設ける。
本実施形態においては、図７Ａおよび図２Ａに示すように、平面視略円形の環状であって底面１３０ａがエッチングストップ層３１に達する溝（凹部）を、化合物半導体層１０の一部をエッチングすることによりパッド下発光層２４ａを取り囲むように設ける。このことにより、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に空間１３０（凹部）が形成される。
【０１１２】
空間１３０を形成するためのエッチング方法では、平面形状を高精度で制御できるドライエッチング法と、高精度で深さ方向を制御できるウェットエッチング法の両方を行う。具体的には、フォトリソグラフィー技術を用いて平面視で空間となる領域以外の領域に選択的にレジスト層を形成し、例えば、エッチングガスとしてＳｉＣｌ４を用いてバイアス５０Ｗ、１０ｍｉｎの条件でドライエッチング法により、２〜４μｍエッチングする。その後、例えば、１：１で希釈した塩酸を４０℃の条件でウェットエッチング法により、エッチングストップ層までエッチングする。
このように本実施形態では、ドライエッチング法により平面視して所定の形状に高精度で垂直方向にエッチングして所定の深さに達する前に終了し、その後、ウェットエッチング法によりエッチングストップ層に達するまでエッチングすることにより、所定の深さの凹部とする。したがって、本実施形態では、高精度で所定の平面形状および深さ寸法の空間１３０を形成できる。例えば、ドライエッチング法のみを行った場合、溝の深さが必要以上に深くなってしまう恐れがある。また、ウェットエッチング法のみを行った場合、平面形状の精度が低くなってしまう恐れがある。
【０１１３】
本実施形態においては、図７Ａおよび図２Ａに示すように、空間１３０の内壁１３ａを、平面視でパッド部１２ａの縁部と重なる位置に配置し、空間１３０の外壁１３ｂを、平面視でパッド部１２ａの外側に、内壁１３ａと対向して略並行に配置する。したがって、本実施形態においては、空間１３０の内壁１３ａおよび外壁１３ｂが、平面視でパッド部１２ａと同心円形状に配置される。
【０１１４】
次に、このようにして得られた空間１３０内に絶縁材料を埋め込む。本実施形態においては、電流拡散層２５上の全面に、例えば、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間１３０内に透光層８となる絶縁材料を埋め込んで電流遮断部１３を形成する。
【０１１５】
なお、本実施形態においては、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４と、パッド下発光層２４ａとの間に空間１３０を形成し、空間１３０内に絶縁材料を埋め込むことにより電流遮断部１３を設ける場合を例に挙げて説明したが、電流遮断部１３が空間１３０からなるものである場合、空間１３０内に絶縁材料を埋め込む必要はない。この場合、空間１３０内に絶縁材料を埋め込む場合と比較して、製造工程を簡略化でき好ましい。
【０１１６】
また、本実施形態の製造方法では、金属基板１と化合物半導体層１０とを接合する前に電流遮断部１３を形成している。これに対し、例えば、金属基板１と化合物半導体層１０とを接合した後に電流遮断部を形成した場合、電流遮断部を形成する工程において、化合物半導体層１０の金属基板１と反対側の面から金属基板１に向かってエッチングして空間を形成する必要ある。このため、空間を形成するためのエッチングによって、反射層が露出してしまう恐れがある。反射層が露出してしまうと、空間の内面に反射層の材料である金属が付着して、電流がリークしてしまう恐れが生じる。本実施形態においては、金属基板１と化合物半導体層１０とを接合する前に電流遮断部１３を形成しているので、空間を形成するためのエッチングによって、反射層が露出することはなく、容易に電流遮断部１３を形成できる。
【０１１７】
＜オーミックコンタクト電極の形成工程＞
次に、図７Ｂに示すように、ｐ型のＧａＰ層からなる電流拡散層２５上にオーミックコンタクト電極７を形成する。本実施形態においては、オーミックコンタクト電極７を形成する前に、オーミックコンタクト電極７が貫設する透光層８が、化合物半導体層１０上に形成されている。オーミックコンタクト電極７を形成するには、まず、透光層８に、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、オーミックコンタクト電極７を構成する導電性部材を埋め込むための複数の貫通孔を形成する。具体的には、例えば、透光層８上に、上記の貫通孔に対応する孔を有するフォトレジストパターンを形成し、フッ酸系のエッチャントを用いて貫通孔に対応する箇所の透光層８を除去することにより、透光層８に複数の貫通孔を形成する。
【０１１８】
透光層８に形成する複数の貫通孔は、平面視で、図２Ｄに示すオーミックコンタクト電極７の位置に対応する位置に形成する。すなわち、複数の貫通孔は、後の工程で形成する表面電極１２のパッド部１２ａに平面視して重ならない位置であって、後の工程で形成するオーミック電極１１の線状部位間の中間位置上、又は、オーミック電極１１の両端の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの外側の、その線状部位１１ｂａ、１１ｂｂからの距離ｄ２が線状部位間の中間位置までの距離ｄ１と同程度の位置に、直線状に並ぶように形成する。
【０１１９】
次に、例えば、蒸着法を用いて、透光層８の複数の貫通孔にＡｕＢｅ合金を充填することにより、図７Ｂに示すように、化合物半導体層１０上にオーミックコンタクト電極７を形成する。
【０１２０】
＜反射層の形成工程＞
次に、図８に示すように、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に反射層６を形成する。具体的には、例えば、蒸着法を用いて、ＡＰＣ若しくはＡｕからなる反射層６をオーミックコンタクト電極７及び透光層８上に形成する。
【０１２１】
＜バリア層の形成工程＞
次に、図８に示すように、反射層６上にバリア層５を形成する。具体的には、例えば、蒸着法を用いて、ニッケル膜やＴｉ膜などからなるバリア層５を反射層６上に形成する。
＜接合層の形成工程＞
次に、図８に示すように、バリア層５上に接合層４を形成する。具体的には、例えば、蒸着法を用いて、Ａｕ系の共晶金属であるＡｕＧｅからなる接合層４をバリア層５上に形成する。
【０１２２】
＜金属基板の接合工程＞
次に、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側に金属基板１を接合する。化合物半導体層１０に金属基板１を接合する方法としては、共晶接合、拡散接合、接着剤、常温接合などの公知の如何なる技術を用いてもよい。
【０１２３】
具体的には、例えば、図９に示すように、エピタキシャル積層体３０や反射層６等の形成された半導体基板２１と、金属基板１とを減圧装置内に搬入し、金属基板１に接合層４の接合面４ａを対向して重ね合わせて配置する。次に、減圧装置内を３×１０−５Ｐａまで排気し、重ね合わせた半導体基板２１と金属基板１とを４００℃に加熱した状態で５００ｋｇの荷重を印加し、接合層４の接合面４ａと金属基板１との接合面とを接合し、接合構造体４０とする。
【０１２４】
＜半導体基板および緩衝層除去工程＞
次に、図１０に示すように、接合構造体４０から、半導体基板２１及び緩衝層２２ａをアンモニア系エッチャントにより選択的に除去する。
本実施形態においては、金属基板１の表面が金属保護膜２に覆われているので、半導体基板２１及び緩衝層２２ａを除去するためのエッチャントに対する耐性が高く、半導体基板２１及び緩衝層２２ａを除去することによって金属基板１の品質が劣化することを防止できる。
【０１２５】
＜基板エッチングストップ層除去工程＞
次に、図１０に示すように、基板エッチングストップ層２２ｂを塩酸系エッチャントにより選択的に除去する。
なお、本実施形態においては、金属基板１の表面が金属保護膜２に覆われているので、基板エッチングストップ層２２ｂを除去するためのエッチャントに対する耐性が高く、基板エッチングストップ層２２ｂを除去することによって金属基板１の品質が劣化することを防止できる。
【０１２６】
＜オーミック電極の形成工程＞
次に、図１１に示すように、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７と反対側に、オーミック電極１１を形成する。
具体的には例えば、化合物半導体層１０のコンタクト層２２ｃ上の全面に、蒸着法を用いて厚さ０．１μｍのＡｕＧｅＮｉ合金膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いてＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングすることにより、図２Ｂに示す６本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂ、１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄからなるオーミック電極１１を形成する。
【０１２７】
次に、オーミック電極１１となるＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングする際に形成したマスクを用いて、コンタクト層２２ｃのうちオーミック電極１１と平面視で重なる部分以外の部分を、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２と純水（Ｈ２Ｏ）との混合液を用いたエッチングにより除去する。これにより、図１１に示すように、コンタクト層２２ｃの平面形状が、図２Ｂに示すオーミック電極１１の平面形状と、実質的に同一形状となる。
【０１２８】
＜表面電極の形成工程＞
次に、オーミック電極１１の表面を覆うように線状部１２ｂを形成するとともに、線状部１２ｂに連結されたパッド部１２ａを形成する。
具体的には例えば、オーミック電極１１の形成された化合物半導体層１０上の全面に、蒸着法を用いて、厚さ０．３μｍのＡｕ層、厚さ０．３μｍのＴｉ層、厚さ１μｍのＡｕ層を順に成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ膜をパターニングする。
【０１２９】
本実施形態では、表面電極１２を形成する工程において、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されるパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置される発光層２４との間に、電流遮断部１３が配置されるように、パッド部１２ａを形成する。本実施形態においては、電流遮断部１３を設ける工程において、平面視で環状の電流遮断部１３を形成しているので、表面電極１２を形成する工程において、平面視で電流遮断部１３の内側にパッド部１２ａを形成する。このことにより、パッド部１２ａと該パッド部１２ａに連結する枝部１２ｂとからなる図２Ａに示す表面電極１２が形成される。
以上の工程により、金属基板１上に複数の発光ダイオード１００が形成される。
【０１３０】
＜個片化工程＞
次に、金属基板１上に形成された複数の発光ダイオード１００を個片化する。具体的には例えば、切断予定部分の金属基板１上に形成されている各層を除去し、レーザを用いて３５０μｍ間隔で切断する方法が挙げられる。
【０１３１】
＜金属基板側面の金属保護膜形成工程＞
個片化された各発光ダイオード１００では、金属基板１の側面に金属保護膜２が形成されていない。本実施形態においては、個片化された各発光ダイオード１００の金属基板１の側面に、金属基板１の上面及び下面に金属保護膜２を形成した方法と同様の方法を用いて、金属保護膜２を形成してもよい。
【０１３２】
本実施形態の発光ダイオード１００は、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３を備えているので、パッド部１２ａの直下での発光強度を弱くすることができ、パッド部１２ａに吸収される光を低減できる。よって、本実施形態の発光ダイオード１００は、優れた光取り出し効率を有するものとなり、特に、大電流駆動によって高輝度発光させる場合に好適に用いることができる。
【０１３３】
また、本実施形態の発光ダイオード１００は、電流遮断部１３が、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されているものであるので、パッド下発光層２４ａに供給される電流を効果的に妨げることができ、パッド部１２ａの直下での発光強度をより一層弱くでき、パッド部１２ａに吸収される光をより一層低減できる。
【０１３４】
また、本実施形態の発光ダイオード１００は、電流遮断部１３として絶縁材料が埋め込まれてなるものを備えているので、電流遮断部が空間からなるものである場合と比較して、優れた強度を有するものとなる。より詳細には、電流遮断部が空間からなるものである場合、電流遮断部の絶縁性を高めるためには空間を広くする必要がある。しかし、空間を広くすると発光ダイオード１００の強度が低下するため、空間を広くして、電流遮断部の絶縁性を向上させることが困難である場合があった。これに対し、電流遮断部１３が、絶縁材料が埋め込まれてなるものである場合、電流遮断部１３が形成されていることによる発光ダイオード１００の強度低下を防止できるので、発光ダイオード１００の強度に関わらず、電流遮断部１３（空間）の形状や電流遮断部１３に用いる絶縁材料を適宜選択して、電流遮断部１３の絶縁性を高めることができる。
【０１３５】
本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、発光層２４を含む化合物半導体層１０に、発光層２４を貫通する凹部を設けることにより空間１３０を形成し、空間１３０内に絶縁材料を埋め込むことにより電流遮断部１３を設ける工程と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを有する表面電極１２を形成する工程とを備え、表面電極１２を形成する工程において、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置される発光層２４との間に電流遮断部１３が配置されるように、パッド部１２ａを形成する方法である。したがって、本実施形態の製造方法によれば、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３を備え、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオード１００が得られる。
【０１３６】
また、本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、電流遮断部１３を設ける工程において、平面視で環状の電流遮断部１３を形成し、表面電極１２を形成する工程において、平面視で電流遮断部１３の内側にパッド部１２ａを形成するので、電流遮断部１３が、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視で環状に配置されていることにより、パッド部１２ａに吸収される光をより一層低減できる発光ダイオード１００が得られる。
【０１３７】
また、本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、発光層２４を形成する前に、成長用基板である半導体基板２１上にエッチングストップ層３１を形成する工程を含み、化合物半導体層１０の一部を、エッチングストップ層３１を用いてエッチングすることにより、空間１３０となる凹部を設ける方法であるので、容易かつ確実に凹部の深さを制御でき、空間１３０内に絶縁材料を埋め込むことにより、高精度で電流遮断部１３を形成できる。
【０１３８】
また、本実施形態の発光ダイオード１００の製造方法は、化合物半導体層１０に電流遮断部１３を設け、化合物半導体層１０上にオーミックコンタクト電極７を形成した後に、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側に金属基板１を接合しているので、電流遮断部１３を設けるためのエッチングによって、金属基板１の品質が劣化することはなく、好ましい。
【０１３９】
「第２実施形態」
〔発光ダイオード〕
図４は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。図４に示す発光ダイオード１０１が、図１に示す発光ダイオード１００と異なる点は、電流遮断部１３１のみである。このため、本実施形態においては、電流遮断部１３１についてのみ説明し、その他の部材についての説明を省略する。
なお、接合基板としては上述した通り、成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものを用いることが好ましく、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板、熱膨張係数を調整した金属基板を含む金属基板等を用いることができる。
【０１４０】
本実施形態の発光ダイオード１０１の電流遮断部１３１は、図４に示すように、反射層１３３と、透明絶縁材料層１３２とを含むものとされている。透明絶縁材料層１３２は、図４に示すように、反射層１３３と化合物半導体層１０との間に配置されている。図４に示す反射層１３３は、透光層８を貫通して形成されており、反射層６と一体化されている。
【０１４１】
電流遮断部１３１の反射層１３３に用いられる反射材料は、特に限定されないが、９０％以上の高い反射率が得られるものであることが好ましい。具体的には、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡＰＣ（ＡｇＰｄＣｕ合金）などを用いることができる。また、電流遮断部１３１の反射層１３３の材料は、反射層６の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部１３１の反射層１３３の材料と反射層６の材料とが同じである場合、反射層１３３を反射層６と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１４２】
また、電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２に用いられる透明絶縁材料は、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４とを絶縁できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２，Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮなどを用いることができる。また、電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２の材料は、透光層８の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２の材料と透光層８の材料とが同じである場合、透明絶縁材料層１３２を透光層８と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１４３】
また、電流遮断部１３１の透明絶縁材料層１３２の厚み（反射層１３３と発光層２４との間隔）は、透明絶縁材料層１３２の材料および反射層１３３の材料に応じて適宜決定できるが、反射層１３３が導電性を有するものである場合、０．０５μｍ以上であることが好ましく、０．２μｍ以上であることがより好ましい。
【０１４４】
電流遮断部１３１が、化合物半導体層１０との間に反射層１３３を平面視で取り囲むように配置された透明絶縁材料層１３２とを含むものである場合、内壁１３ａと外壁１３ｂとの間の間隔は、０．２μｍ以上であることが好ましく、１．０μｍ以上であることがより好ましい。内壁（図１の内壁１３ａに相当）と外壁（図１の外壁１３ｂに相当）との間の間隔が０．２μｍ以上である場合、反射層１３３が導電性を有するものであったとしても、透明絶縁材料層１３２の厚みを十分に確保することができ、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４とを効果的に絶縁できる。また、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４の平面積を十分に確保して、十分な輝度が得られるようにするため、内壁（図１の内壁１３ａに相当）と内壁との間の間隔（環状凹部の最も遠い内壁間の間隔）は、３０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。
【０１４５】
本実施形態においても、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に電流遮断部１３１が設けられているので、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げられる。その結果、パッド下発光層２４ａでの発光強度を弱くすることができ、パッド下発光層２４ａで発光した光がパッド部１２ａで吸収されることによる光取り出し効率の低下を回避できる。よって、本実施形態の発光ダイオード１０１によれば、優れた光取り出し効率が得られる。
【０１４６】
しかも、本実施形態の発光ダイオード１０１においては、電流遮断部１３１が反射層１３３と、反射層１３３化合物半導体層１０との間に配置された透明絶縁材料層１３２とを含むものであるので、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４で発光された光が、電流遮断部１３１の反射層１３３に反射されることによって、パッド部１２ａの直下に入ることが防止される。したがって、本実施形態の発光ダイオード１０１によれば、より一層優れた光取り出し効率が得られる。
【０１４７】
［発光ダイオードの製造方法］
次に、図４に示す発光ダイオード１０１の製造方法の一例を説明する。
本実施形態の発光ダイオードの製造方法１０１では、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と異なる工程のみ説明する。
図４に示す発光ダイオード１０１を製造するには、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部を形成する工程までの工程を行う。
【０１４８】
電流遮断部１３１を形成する工程においては、まず、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、パッド下発光層２４ａを取り囲むように平面視略円環状で、底面１３０ａがエッチングストップ層３１に達する溝を設け、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、図７Ａに示す空間１３０（凹部）を形成する。
【０１４９】
次に、このようにして得られた空間１３０内の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積する。本実施形態においては、電流拡散層２５上の全面に、例えば、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間１３０の内壁に沿って透明絶縁材料層１３２を形成する。
【０１５０】
次に、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成する。次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、例えば、蒸着法を用いて、ＡＰＣ若しくはＡｕからなる反射層６を形成すると同時に、空間１３０（凹部）に透明絶縁材料層１３２を介して反射層６となる金属材料を埋め込むことにより、空間１３０内に反射層１３３を形成し、電流遮断部１３１とする。
【０１５１】
その後、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１０１を個片化するまでの工程を行う。
【０１５２】
本実施形態の発光ダイオード１０１は、第１実施形態と同様に、発光層２４のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３１を備えているので、パッド部１２ａの直下での発光強度を弱くすることができ、パッド部１２ａに吸収される光を低減でき、優れた光取り出し効率を有するものとなる。
【０１５３】
また、本実施形態の発光ダイオード１０１は、電流遮断部１３が、反射層１３３と、反射層１３３と化合物半導体層１０との間に配置された透明絶縁材料層１３２とを含むものであるので、反射層１３３によって発光層２４からパッド部１２ａの直下に入射する光を遮ることができる。その結果、パッド部１２ａに吸収される光をより一層低減でき、より優れた光取り出し効率が得られる。
【０１５４】
本実施形態の発光ダイオード１０１の製造方法は、発光層２４を含む化合物半導体層１０に、発光層２４を貫通する凹部を設けることにより空間１３０を形成し、空間１３０の底面および内壁に沿って透明絶縁材料層１３２を形成して、透明絶縁材料層１３２に囲まれた空間内に反射材料からなる反射層１３３を埋め込むことにより電流遮断部１３を設ける工程と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを有する表面電極１２を形成する工程とを備え、表面電極１２を形成する工程において、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置される発光層２４との間に電流遮断部１３が配置されるように、パッド部１２ａを形成する方法である。したがって、本実施形態の製造方法によれば、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に、パッド下発光層２４ａに供給される電流を妨げる電流遮断部１３を備え、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオード１０１が得られる。
【０１５５】
「第３実施形態」
〔発光ダイオード〕
図１２は、本発明の発光ダイオードの他の例を示す断面模式図である。図１２に示す発光ダイオード１０２が、図１に示す発光ダイオード１００と異なる点は、化合物半導体層のクラッド層２３ａｂと発光層２４０とクラッド層２３ｂと電流拡散層２５と、電流遮断部の平面形状のみである。このため、本実施形態においては、図１に示す発光ダイオード１００と異なる点についてのみ説明し、その他の部材についての説明を省略する。
なお、接合基板としては上述した通り、成長用基板と熱膨張係数が近い材料からなるものを用いることが好ましく、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板、熱膨張係数を調整した金属基板を含む金属基板等を用いることができる。
【０１５６】
図１２に示す発光ダイオード１０２は、図１に示す発光ダイオードと同様に、化合物半導体層１０と、オーミックコンタクト電極７と、オーミック電極１１と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを含む表面電極１２とを備えている。
しかし、図１２に示す発光ダイオード１０２は、図１に示す発光ダイオード１００と異なり、発光層２４０が、パッド部１２ａと平面視で重なる領域には形成されておらず、パッド部１２ａと平面視で重ならない領域にのみ形成されている。また、図１２に示す発光ダイオード１０２は、図１に示す発光ダイオード１００と異なり、パッド部１２ａと平面視で重なる領域には電流遮断部２３１が形成されている。そして、図１２に示すように、電流遮断部２３１を取り囲むように発光層２４０が配置されている。
【０１５７】
本実施形態においては、電流遮断部２３１の平面形状は、パッド部１２ａの平面形状よりも大きい略同心円状とされているが、電流遮断部２３１の平面形状は、電流遮断部２３１がパッド部１２ａと平面視で重なる領域の少なくとも一部に形成されていればよく、パッド部１２ａの平面形状と同じであってもよいし、大きくても小さくてもよい。
【０１５８】
電流遮断部２３１は、図１２に示すように、充填層２３４と、反射層２３３と、透明絶縁材料層２３２とを含むものとされている。透明絶縁材料層２３２は、図１２に示すように、反射層２３３と化合物半導体層１０との間に配置されている。反射層２３３は、透光層８を貫通して形成されており、反射層６と一体化されている。また、反射層２３３は、金属基板１側に開口を有する凹部状の形状とされており、充填層２３４は、反射層２３３からなる凹部内に充填されている。図１２に示す例では、充填層２３４は、反射層６を貫通して形成されている。充填層２３４は、反射層２３３と一体に形成されたものでもよい（この場合、充填層２３４は反射層６とも一体化されている）。
【０１５９】
電流遮断部２３１の反射層２３３に用いられる反射材料は、特に限定されないが、９０％以上の高い反射率を有するものであることが好ましい。具体的には、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡＰＣ（ＡｇＰｄＣｕ合金）などを用いることができる。また、電流遮断部２３１の反射層２３３の材料は、反射層６の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部２３１の反射層２３３の材料と反射層６の材料とが同じである場合、反射層２３３を反射層６と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１６０】
また、電流遮断部２３１の透明絶縁材料層２３２に用いられる透明絶縁材料は、反射層２３３と化合物半導体層１０とを絶縁できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２,Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮ などを用いることができる。また、電流遮断部２３１の透明絶縁材料層２３２の材料は、透光層８の材料と同じものであることが好ましい。電流遮断部２３１の透明絶縁材料層２３２の材料と透光層８の材料とが同じである場合、透明絶縁材料層２３２を透光層８と同時に形成することが可能となり、生産性に優れたものとなる。
【０１６１】
電流遮断部２３１の充填層２３４は、特に限定されないが、例えば、ＳｉＯ２,Ｓｉ３Ｎ４,ＴｉＯ２,ＴｉＮ もしくは Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡＰＣ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉなどの金属を用いることができる。また、空間でも良い。
【０１６２】
［発光ダイオードの製造方法］
次に、図１２に示す発光ダイオード１０２の製造方法の一例を説明する。
本実施形態の発光ダイオード１０２の製造方法では、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と異なる工程のみ説明する。
図１２に示す発光ダイオード１０２を製造するには、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部２３１を形成する工程の前までの工程を行う。
【０１６３】
電流遮断部２３１を形成する工程においては、ドライエッチング法とウェットエッチング法を順に行うことにより、化合物半導体層１０の平面視して直下に、発光層２４を貫通する空間（凹部）からなる電流遮断部２３１を設ける。具体的には、凹部は、発光層２４０のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に、図１に示す発光ダイオードの製造方法と同様にして形成できる。
次に、空間内の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積する。本実施形態においては、電流拡散層２５上の全面に、例えば、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間の内壁に沿って透明絶縁材料層２３２を形成する。
【０１６４】
次に、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成する。
次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、例えば、蒸着法を用いて、ＡＰＣ若しくはＡｕからなる反射層６を形成すると同時に、透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間（凹部）に、透明絶縁材料層２３２を介して反射層２３３となる金属材料を埋め込むことにより、空間内に反射層２３３を形成する。次に、空間（凹部）を充填するように反射層２３３の上に充填層２３４を形成して、電流遮断部２３１とする。なお、充填層２３４は、充填部分のみ開口としたパターンのフォトレジストをマスクとしてＣＶＤ法等で形成することができる。また、充填層２３４を金属で形成する場合はメッキ法を用いることもできる。
充填層２３４を反射層６と同じ材料で形成する場合は反射層６を形成すると同時に、その材料で凹部を充填すればよい。
また、充填層２３４を空間とする場合、反射層２３３を形成後、バリア層５、接合層６を順に形成する。
【０１６５】
その後、図１に示す発光ダイオード１００の製造方法と同様の方法を用いて、表面電極１２を形成するまでの工程を行い、表面電極１２を形成する工程において、電流遮断部２３１と平面視で重なる領域にパッド部１２ａを形成する。
その後、図１に示す発光ダイオードの製造方法１００と同様にして、発光ダイオード１０２を個片化するまでの工程を行う。
【０１６６】
本実施形態の発光ダイオード１０２は、発光層２４０がパッド部１２ａと平面視で重ならない領域にのみ形成されているので、パッド部１２ａの直下で発光しないものとなり、パッド部１２ａに吸収される光を低減でき、優れた光取り出し効率を有するものとなる。
また、本実施形態の発光ダイオード１０２は、発光層２４０が、パッド部１２ａと平面視で重なる領域に配置された電流遮断部２３１を取り囲むように配置されているものであるので、例えば、化合物半導体層の電流遮断部２３１となる領域の発光層を除去して電流遮断部２３１を形成することにより、容易に製造できる。
【０１６７】
本実施形態の発光ダイオード１０２の製造方法は、発光層２４０を含む化合物半導体層１０に、発光層２４０を貫通する凹部を設けることにより空間１３０を形成し、空間１３０の底面および内壁に沿って透明絶縁材料層２３２を形成して、透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間内に反射材料からなる反射層２３３を埋め込むことにより電流遮断部２３１を設ける工程と、線状部１２ｂとパッド部１２ａとを有する表面電極１２を形成する工程とを備え、表面電極１２を形成する工程において、電流遮断部２３１と平面視で重なる領域にパッド部１２ａを形成する方法である。したがって、本実施形態の製造方法によれば、パッド部１２ａが電流遮断部２３１と平面視で重なる領域に配置されていることにより、発光層２４０がパッド部１２ａと平面視で重ならない領域にのみ形成されている優れた光取り出し効率を有する発光ダイオード１０２が得られる。
【０１６８】
また、本実施形態の発光ダイオード１０２の製造方法は、化合物半導体層１０に電流遮断部２３１を設け、化合物半導体層１０上にオーミックコンタクト電極７を形成した後に、化合物半導体層１０のオーミックコンタクト電極７側に金属基板１を接合しているので、電流遮断部２３１を設けるためのエッチングによって、金属基板１の品質が劣化することはなく、好ましい。
【０１６９】
「発光ダイオードランプ」
本実施形態の発光ダイオードランプは、上述した第１実施形態〜第３実施形態のいずれかの発光ダイオードをマウント基板上に実装（ダイボンボンディング）してなるものである。本実施形態の発光ダイオードランプは、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオードを備えるものであるので、高輝度のものとなる。
【０１７０】
「照明装置」
本実施形態の照明装置は、上述した第１実施形態〜第３実施形態のいずれかの発光ダイオードをマウント基板上に実装（ダイボンボンディング）してなる発光ダイオードランプを複数個搭載したものである。本実施形態の照明装置は、優れた光取り出し効率を有する発光ダイオードを複数個搭載したものであるので、高輝度のものとなる。
【実施例】
【０１７１】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されるものではない。
【０１７２】
（実施例１）
図１に示す発光ダイオードランプを作製して、特性評価を行った。
＜金属基板の製造工程＞
厚さ７５μｍのＭｏ層（箔、板）を、２枚の厚さ１０μｍのＣｕ層（箔、板）で挟み、加熱圧着して厚さ９５μｍの金属板プレート（個片化の切断前）を形成した。得られた金属板プレートの上面と下面を研磨した後、有機溶剤で洗浄し、汚れを除去した。
次に、この金属板プレートの全面に、無電解めっき法により金属保護膜２として２μｍのＮｉ膜と１μｍのＡｕ膜とを順に形成して金属基板（個片化の切断前の金属基板）１を作製した。
【０１７３】
＜化合物半導体層の形成工程＞
次に、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓ単結晶からなる直径５０ｍｍ、厚さ３５０μｍの半導体基板（成長用基板）２１上に、エピタキシャル層を順次積層して化合物半導体層１０を含む発光波長６２０ｎｍのエピタキシャル積層体３０を作製した。半導体基板２１は、（１００）面から（０−１−１）方向に１５°傾けた面を成長面とし、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３とした。
【０１７４】
化合物半導体層１０としては、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓからなる緩衝層２２ａ、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる基板エッチングストップ層２２ｂ、Ｓｉドープしたｎ型のＧａＡｓからなるコンタクト層２２ｃ、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる表面粗面化層２３ａａ、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ａｓからなるエッチングストップ層３１、Ｓｉドープしたｎ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ａｂ、（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる２０層の井戸層と（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる１９層のバリア層とを交互に積層した発光層２４、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるクラッド層２３ｂ、Ｍｇドープしたｐ型のＧａＰからなる電流拡散層２５である。
【０１７５】
緩衝層２２ａは、キャリア濃度を２×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を０．５μｍとした。基板エッチングストップ層２２ｂは、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を０．５μｍとした。コンタクト層２２ｃは、キャリア濃度を約１×１０１８ｃｍ−３、層厚を０．０５μｍとした。表面粗面化層２３ａａは、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を３μｍとした。エッチングストップ層３１は、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を１．０μｍとした。クラッド層２３ａｂは、キャリア濃度を２×１０１８ｃｍ−３、層厚を０．５μｍとした。発光層２４の井戸層およびバリア層はアンドープで層厚を５ｎｍとした。クラッド層２３ｂは、キャリア濃度を８×１０１７ｃｍ−３、層厚を０．５μｍとした。電流拡散層２５は、キャリア濃度を５×１０１８ｃｍ−３、層厚を３μｍとした。
【０１７６】
本実施例では、減圧有機金属化学気相（ＭＯＣＶＤ）法を用いて半導体基板２１に化合物半導体層１０を含むエピタキシャル積層体３０を形成した。なお、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ）を使用した。また、Ｍｇのドーピング原料としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ｂｉｓ−（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）を使用した。また、Ｓｉのドーピング原料としては、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を使用した。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）を使用した。
また、電流拡散層２５は、７５０℃で成長させ、その他の各層は、７００℃で成長させた。
【０１７７】
次に、電流拡散層２５の半導体基板２１と反対側の面２５ａを、表面から２μｍの深さに至るまで鏡面研磨して、表面の粗さを０．１８ｎｍとした。
【０１７８】
＜電流遮断部の形成工程＞
次に、化合物半導体層１０の一部をエッチングすることにより、平面視略円形の環状であって底面１３０ａがエッチングストップ層３１に達する溝を、パッド下発光層２４ａを取り囲むように設けて、パッド下発光層２４ａと、パッド部１２ａと平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層２４との間に空間１３０（凹部）を形成した。
【０１７９】
空間１３０の内壁１３ａは、平面視でパッド部１２ａの縁部と重なる位置に配置とし、空間１３０の外壁１３ｂは、平面視でパッド部１２ａの外側に、内壁１３ａと対向して略並行に配置される位置とした。空間１３０の内壁１３ａは、直径１００μｍの平面視円形とし、外壁１３ｂは、直径１１０μｍの平面視円形とし、内壁１３ａと外壁１３ｂとの距離を５μｍとした。
【０１８０】
空間１３０を形成するためのエッチングには、ドライエッチング法とウェットエッチング法の両方を用いた。具体的には、フォトリソグラフィー技術を用いて平面視で空間となる領域以外の領域に選択的にレジスト層を形成し、エッチングガスとしてＳｉＣｌ４を用いてバイアス５０Ｗ、１０ｍｉｎの条件でドライエッチング法により、２〜４μｍエッチングする。その後、１：１で希釈した塩酸を４０℃の条件でウェットエッチング法により、
エッチングストップ層までエッチングした。
【０１８１】
次に、電流拡散層２５上の全面に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、厚さ０．３μｍの透光層８を形成すると同時に、空間１３０内に絶縁材料を埋め込んで電流遮断部１３を形成した。
【０１８２】
＜オーミックコンタクト電極の形成工程＞
次に、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、オーミックコンタクト電極７を構成する導電性部材を埋め込むための複数の貫通孔を透光層８に形成した。次いで、蒸着法を用いて、透光層８の複数の貫通孔にＡｕＢｅ合金を充填することにより、化合物半導体層１０上に高さ０．３μｍ、直径９μｍの複数の円柱状のオーミックコンタクト電極７を形成した。なお、オーミックコンタクト電極７は、表面電極１２のパッド部１２ａに最近接する導電性部材との最短距離が１０μｍとなる位置に形成した。
【０１８３】
＜反射層、バリア層、接合層の形成工程＞
次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、蒸着法を用いて、Ａｕからなる厚さ０．７μｍの反射層６を形成した。次に、反射層６上に、蒸着法を用いて、厚さ０．５μｍのＴｉ膜からなるバリア層５を形成した。次に、バリア層５上に、蒸着法を用いて、ＡｕＧｅからなる厚さ１．０μｍの接合層４を形成した。
【０１８４】
＜金属基板の接合、半導体基板、緩衝層、基板エッチングストップ層の除去工程＞
次に、エピタキシャル積層体３０や反射層６等の形成された半導体基板２１と、金属基板１とを減圧装置内に搬入し、金属基板１と接合層４の接合面４ａとを対向して重ね合わせて配置した。次に、減圧装置内を３×１０−５Ｐａまで排気し、重ね合わせた半導体基板２１と金属基板１とを４００℃に加熱した状態で５００ｋｇの荷重を印加し、金属基板１と接合層４の接合面４ａとを接合し、接合構造体４０とした。
【０１８５】
接合構造体４０から、半導体基板２１及び緩衝層２２ａをアンモニア系エッチャントにより選択的に除去し、基板エッチングストップ層２２ｂを塩酸系エッチャントにより選択的に除去し、発光層２４を含む化合物半導体層１０とした。
【０１８６】
＜オーミック電極の形成工程＞
次に、化合物半導体層１０のコンタクト層２２ｃ上の全面に、蒸着法を用いて厚さ０．１μｍのＡｕＧｅＮｉ合金膜を成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いてＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングすることにより、図２Ｂに示す６本の線状部位１１ｂａ、１１ｂｂ、１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄからなるオーミック電極１１を形成した。
【０１８７】
６本の線状部位の幅はいずれも４μｍとし、線状部位１１ｂａ、１１ｂｂの長さは２７０μｍ、線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄの長さは８５μｍとした。
また、線状部位１１ｂａ、１１ｂｂと表面電極１２のパッド部１２ａとの最近接距離は４５μｍとし、線状部位１１ｃａ、１１ｃｂ、１１ｃｃ、１１ｃｄと表面電極１２のパッド部１２ａとの最近接距離は１０μｍとした。
なお、線状部位１１ｂａ、１１ｂｂと表面電極１２のパッド部１２ａとの最近接距離は表面電極１２の第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂの長さに一致する。
【０１８８】
次に、オーミック電極１１となるＡｕＧｅＮｉ合金膜をパターニングする際に形成したマスクを用いて、コンタクト層２２ｃのうちオーミック電極１１と平面視で重なる部分以外の部分を、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）と過酸化水素（Ｈ２Ｏ２と純水（Ｈ２Ｏ）との混合液を用いたエッチングにより除去し、コンタクト層２２ｃの平面形状を、オーミック電極１１の平面形状と、実質的に同一形状とした。
【０１８９】
＜表面電極の形成工程＞
オーミック電極１１の形成された化合物半導体層１０上の全面に、蒸着法を用いて、厚さ０．３μｍのＡｕ層、厚さ０．３μｍのＴｉ層、厚さ１μｍのＡｕ層を順に成膜し、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ膜をパターニングすることにより、表面電極１２を形成した。
【０１９０】
パッド部１２ａは、直径１００μｍの平面視円形であり、平面視で電流遮断部１３の内側に形成した。線状部１２ｂの幅は第１の直線部及び第２の直線部共に８μｍとした。また、第１の直線部１２ｂａａ、１２ｂａｂの長さは４３μｍとし、第２の直線部１２ｂｂａ、１２ｂｂｂの長さは２７０μｍとし、第２の直線部１２ｂｃａ、１２ｂｃｂ、１２ｂｃｃ、１２ｂｃｄの長さは１００μｍとした。
以上の工程により、金属基板１上に複数の発光ダイオード１００が形成される。
【０１９１】
＜個片化工程＞
次に、切断予定部分の金属基板１上に形成されている各層を除去し、レーザを用いて３５０μｍ間隔で正方形に切断して、金属基板１上に形成された複数の発光ダイオード１００を個片化した。次に、個片化した各発光ダイオード１００をマウント基板上に実装して実施例１の発光ダイオードランプとした。
【０１９２】
このようにして得られた図１に示す実施例１の発光ダイオード１００を備えるランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は １．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は９．４４ｍＷであった。
【０１９３】
（実施例２）
図４に示す発光ダイオードランプ１０１を作製して、特性評価を行った。
まず、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部１３１を形成する工程の前までの工程を行った。
次いで、電流遮断部１３１を形成する工程においては、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、空間１３０を形成した。空間１３０の内壁１３ａは、直径１００μｍの平面視円形とし、外壁１３ｂは、直径１２０μｍの平面視円形とし、内壁１３ａと外壁１３ｂとの距離を１０μｍとした。
【０１９４】
次に、電流拡散層２５上の全面に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間１３０の内壁に沿って透明絶縁材料層１３２を形成した。透明絶縁材料層１３２の形成された空間１３０の内壁は、直径１０１μｍの平面視円形とした。
【０１９５】
次に、実施例１の発光ダイオードの１００製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成した。次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、蒸着法を用いて、Ａｕからなる反射層６を形成すると同時に、透明絶縁材料層１３２の形成された空間１３０内に反射層１３３を形成した。
【０１９６】
その後、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１０１を個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオード１０１をマウント基板上に実装して実施例２の発光ダイオードランプとした。
【０１９７】
このようにして得られた図４に示す実施例２の発光ダイオード１０１を備えるランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は９．６０ｍＷであった。
【０１９８】
（実施例３）
空間１３０内に絶縁材料を埋め込まず、空間からなる電流遮断部を設けたこと以外は、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１００を個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオードをマウント基板上に実装して実施例３の発光ダイオードランプとした。
【０１９９】
このようにして得られた実施例３の発光ダイオードランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は９．４４ｍＷであった。
【０２００】
（実施例４）
図１２に示す発光ダイオードランプ１０２を作製して、特性評価を行った。
まず、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、電流遮断部２３１を形成する工程の前までの工程を行った。
なお、実施例４においては、エッチングストップ層３１、クラッド層２３ａｂ、発光層２４０、クラッド層２３ｂの材料および／または厚みが異なっており、以下に示す材料および／または厚みとなっている。
【０２０１】
すなわち、Ｓｉドープしたｎ型の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるエッチングストップ層３１、Ｓｉドープしたｎ型のＡｌ０．４５ＧａＡｓからなるクラッド層２３ａｂ、ＧａＡｓからなる３層の井戸層とＡｌ０．２５ＧａＡｓからなる２層のバリア層とを交互に積層した発光層２４０、Ｍｇをドープしたｐ型のＡｌ０．４５ＧａＡｓからなるクラッド層２３ｂである。
また、エッチングストップ層３１は、キャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３、層厚を１．０μｍとした。発光層２４０のバリア層および井戸層はアンドープで層厚を７ｎｍとした。
【０２０２】
電流遮断部２３１を形成する工程においては、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、底面がエッチングストップ層３１に達する凹部を設け、発光層２４０のうちパッド部１２ａと平面視で重なる領域に空間を形成した。凹部の内壁は、直径１００μｍの平面視円形とした。
【０２０３】
なお、空間を形成するためのエッチングには、ドライエッチング法とウェットエッチング法の両方を用いた。具体的には、フォトリソグラフィー技術を用いて平面視で空間となる領域以外の領域に選択的にレジスト層を形成し、エッチングガスとしてＳｉＣｌ４を用いてバイアス５０Ｗ、１０ｍｉｎの条件でドライエッチング法により、２〜４μｍエッチングする。その後、硫酸：過酸化水素：水の混合液を３０℃の条件でウェットエッチング法により、エッチングストップ層までエッチングした。
【０２０４】
次に、電流拡散層２５上の全面に、ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２膜を形成することにより、透光層８を形成すると同時に、空間の内壁に沿って透明絶縁材料層２３２を形成した。透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間の内壁は、直径９９μｍの平面視円形とした。
次に、実施例１の発光ダイオードの製造方法と同様にして、オーミックコンタクト電極７を形成した。次に、オーミックコンタクト電極７及び透光層８上に、蒸着法を用いてＡｕからなる反射層６を形成すると同時に、透明絶縁材料層２３２に囲まれた空間内に反射層２３３を形成した。透明絶縁材料層２３２および反射層２３３に囲まれた空間の内壁は、直径９８μｍの平面視円形とした。
【０２０５】
次に、反射層２３３に囲まれた空間内に絶縁材料を充填して充填層２３４を形成することにより、電流遮断部２３１とした。
その後、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、表面電極１２を形成するまでの工程を行い、表面電極１２を形成する工程において、電流遮断部２３１と平面視で重なる領域にパッド部１２ａを形成した。
その後、実施例１の発光ダイオード１００の製造方法と同様にして、発光ダイオード１０２を個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオード１０２をマウント基板上に実装して実施例４の発光ダイオードランプとした。
【０２０６】
このようにして得られた図１２に示す実施例４の発光ダイオード１０２を備えるランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ピーク波長８５０ｎｍとする赤外光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．４５Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は８．４０ｍＷであった。
【０２０７】
（比較例）
空間１３０を設けないこと以外は、実施例３の発光ダイオードの製造方法と同様にして、発光ダイオードを個片化するまでの工程を行った。次に、個片化した各発光ダイオードをマウント基板上に実装して比較例の発光ダイオードランプとした。
【０２０８】
このようにして得られた比較例の発光ダイオードランプの特性を以下に示すようにして評価した。
オーミックコンタクト電極７とオーミック電極１１との間に電流を流したところ、ドミナント波長６２０ｎｍとする赤色光が出射された。また、この発光ダイオードランプに順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（ＶＦ）は１．９５ Ｖであった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は８．００ｍＷであった。
【０２０９】
実施例１〜実施例４の評価結果および比較例の評価結果より、パッド下発光層に供給される電流を妨げる電流遮断部を備えることにより、光取り出し効率が向上したため、発光出力が向上したことが確認できた。
【符号の説明】
【０２１０】
１ 金属基板（基板）
１ａ、１ｂ 金属層
１ｂａ 上面
１ｂｂ 下面
２ 金属保護膜
４ 接合層
５ バリア層
６、１３３、２３３ 反射層
７ オーミックコンタクト電極
８ 透光膜
１０ 化合物半導体層
１１ オーミック電極
１２ 表面電極
１２ａ パッド部
１２ｂ 線状部（枝部）
１３、１３１、２３１ 電流遮断部
１３ａ 内壁
１３ｂ 外壁
２１ 半導体基板（成長用基板）
２２ａ 緩衝層
２２ｂ 基板エッチングストップ層
２２ｃ コンタクト層
２３ａａ 表面粗面化層
２３ａｂ、２３ｂ クラッド層
２４、２４０ 発光層
２４ａ パッド下発光層
２５ 電流拡散層
３１ エッチングストップ層
１００、１０１、１０２ 発光ダイオード
１３０ 空間
１３０ａ 底面
１３２、２３２ 透明絶縁材料層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、
前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、
前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、
前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極と、
前記発光層のうち前記パッド部と平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層と、前記パッド部と平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層との間に設けられ、前記パッド下発光層に供給される電流を妨げる電流遮断部とを備えていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記電流遮断部が、前記パッド下発光層を取り囲むように平面視で環状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記電流遮断部が、空間からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、
前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、
前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、
前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極とを備え、
前記発光層が、前記パッド部と平面視で重ならない領域にのみ形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項５】
前記発光層が、前記パッド部と平面視で重なる領域に配置された電流遮断部を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記電流遮断部が、絶縁材料が埋め込まれてなるものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記電流遮断部が、反射層と、前記反射層と前記化合物半導体層との間に配置された透明絶縁材料層とを含むものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記基板が、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板又は金属基板のいずれかである請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記パッド部が、平面視で円形状であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記発光層が、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、又は、ＡｌＧａＩｎＰのいずれかからなることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
前記オーミックコンタクト電極が、前記パッド部と平面視で重ならない領域に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の発光ダイオードを備えることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の発光ダイオードを複数個搭載した照明装置。
【請求項１４】
パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、
成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、
ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の周囲に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、
前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、オーミック電極を形成する工程と、
前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結された前記パッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備える、
ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１５】
前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１６】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、
前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする請求項１５に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１８】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、
前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、
前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする請求項１７に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１９】
パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、
成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、
ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の直下に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、
前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、前記オーミック電極を形成する工程と、
前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結されたパッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２０】
前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２１】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、
前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２２】
前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２３】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、
前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、
前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする請求項２２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２４】
前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料及び絶縁材料を順に埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１】
基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、
前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、
前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、
前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極と、
前記発光層のうち前記パッド部と平面視で重なる領域に配置されたパッド下発光層と、前記パッド部と平面視で重なる領域を除く領域に配置された発光層との間に設けられ、前記パッド下発光層に供給される電流を妨げる電流遮断部とを備えていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記電流遮断部が、前記パッド下発光層を取り囲むように平面視で環状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記電流遮断部が、空間からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
基板上に設けられた発光層とエッチングストップ層とを順に含む化合物半導体層と、
前記基板と前記化合物半導体層との間に設けられたオーミックコンタクト電極と、
前記化合物半導体層の前記基板の反対側に設けられたオーミック電極と、
前記オーミック電極の表面を覆うように設けられた枝部と前記枝部に連結されたパッド部とを含む表面電極とを備え、
前記発光層が、前記パッド部と平面視で重ならない領域にのみ形成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項５】
前記発光層が、前記パッド部と平面視で重なる領域に配置された電流遮断部を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記電流遮断部が、絶縁材料が埋め込まれてなるものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記電流遮断部が、反射層と、前記反射層と前記化合物半導体層との間に配置された透明絶縁材料層とを含むものであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記基板が、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＧａＡｓ基板又は金属基板のいずれかである請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記パッド部が、平面視で円形状であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記発光層が、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、又は、ＡｌＧａＩｎＰのいずれかからなることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
前記オーミックコンタクト電極が、前記パッド部と平面視で重ならない領域に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の発光ダイオードを備えることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の発光ダイオードを複数個搭載した照明装置。
【請求項１４】
パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、
成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、
ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の周囲に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、
前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、オーミック電極を形成する工程と、
前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結された前記パッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備える、
ことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１５】
前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１６】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、
前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする請求項１５に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１８】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、
前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、
前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする請求項１７に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１９】
パッド部を有する表面電極を備えた発光ダイオードの製造方法であって、
成長用基板上に、エッチングストップ層と発光層とを順に含む化合物半導体層を形成する工程と、
ドライエッチング法とウェットエッチング法とを順に行うことにより、前記化合物半導体層の平面視して前記パッド部の直下に、前記発光層を貫通する凹部からなる電流遮断部を設ける工程と、
前記化合物半導体層上にオーミックコンタクト電極を形成する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極側に基板を接合し、前記成長用基板を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記オーミックコンタクト電極と反対側に、前記オーミック電極を形成する工程と、
前記オーミック電極の表面を覆うように枝部を形成するとともに、前記枝部に連結されたパッド部を形成することにより、表面電極を形成する工程とを備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２０】
前記凹部内に絶縁材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２１】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成する工程を含み、
前記絶縁材料の埋め込みは前記透光膜を形成する工程において前記凹部内に該透光膜を埋め込むことにより行うことを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２２】
前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料を埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２３】
前記オーミックコンタクト電極を形成する工程は、前記オーミックコンタクト電極が貫設するように前記化合物半導体層上に透光膜を形成することを含み、
前記成長用基板を除去する工程を行う前に、前記透光膜上に反射層を形成する工程をさらに備え、
前記透明絶縁材料の堆積は前記透光膜を形成する際に行い、前記金属材料の埋め込みは前記反射層を形成する工程において行うことを特徴とする請求項２２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２４】
前記凹部の底面及び内壁に透明絶縁材料を堆積し、前記凹部に前記透明絶縁材料を介して金属材料及び絶縁材料を順に埋め込むことにより前記電流遮断部を形成することを特徴とする請求項１９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９３４１２（Ｐ２０１３−９３４１２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４００５（Ｐ２０１１−２３４００５）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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