発光ダイオード及びその製造方法、並びに発光ダイオードランプ
【課題】高輝度発光ダイオードの製造工程で実施される熱処理による輝度特性の低下を抑制可能な発光ダイオードを提供する。
【解決手段】発光層１０を含むｐｎ接合構造の発光部７を有する化合物半導体層２と、基板３とが接合され、化合物半導体層２の光取り出し面２ａ側に設けられた第１の電極４と、光取り出し面２ａと反対側の面に設けられた透明導電膜からなる第２の電極５とを備え、化合物半導体層２と透明導電膜との間に半導体コンタクト層６が設けられていることを特徴とする発光ダイオード１を選択する。
【解決手段】発光層１０を含むｐｎ接合構造の発光部７を有する化合物半導体層２と、基板３とが接合され、化合物半導体層２の光取り出し面２ａ側に設けられた第１の電極４と、光取り出し面２ａと反対側の面に設けられた透明導電膜からなる第２の電極５とを備え、化合物半導体層２と透明導電膜との間に半導体コンタクト層６が設けられていることを特徴とする発光ダイオード１を選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード及びその製造方法、並びに発光ダイオードランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
赤色、橙色、黄色或いは黄緑色などの可視光を発する発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）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）からなる発光層を有する発光部と、前記発光部が形成された基板と、を備えた化合物半導体ＬＥＤが知られている。
【０００３】
また、赤外色、赤色の発光ダイオードとして、例えば、アルミニウム・ガリウム・ヒ素（組成式ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ；０≦Ｘ≦１）からなる発光層を有する発光部と、前記発光部が形成された基板と、を備えた化合物半導体ＬＥＤが知られている。
【０００４】
ところで、前記基板としては、一般に、前記発光層から出射される光に対し光学的に不透明であり、また機械的にもそれ程強度のない砒化ガリウム（ＧａＡｓ）用いられている。特許文献１及び２には、反射層を具備し、透明導電膜を利用した電流拡散及び電流経路の制御による高輝度化技術が提案されている。
【０００５】
しかし、最近では、より高輝度の可視光発光ダイオードを得るために、また、発光素子の機械的強度の更なる向上を目的として、発光光を透過または反射し、尚且つ機械強度的に優れる材料からなる支持体層（基板）を接合させている。然る後、前記ＧａＡｓ基板を除去して、高輝度化した発光ダイオードが開発されている。
【０００６】
特許文献３〜８には、前記発光層に前記支持体層（基板）を改めて接合させる技術（接合型ＬＥＤ形成技術）が開示されている。さらにまた、特許文献９には、前記接合技術に関連する技術が開示され、金属層と反射層とを接着した有機接着層にオーミック金属を埋め込んだ発光素子が開示されている。このように、透明導電膜の利用や接合型ＬＥＤ形成技術の開発により、高効率・高輝度のＬＥＤが提供されている。
【０００７】
しかしながら、透明導電膜の技術を接合型ＬＥＤに適用する場合、コンタクト層による光吸収による輝度低下や、コンタクト層と透明導電膜との接触抵抗を低減するために、ウェーハを接合させるための熱処理が必要となる。これらの熱処理における材料の拡散現象により、光吸収の増加、反射率の低下などにより、ＬＥＤの輝度を低下させてしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１７２２０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５８２０号公報
【特許文献３】特開２００２−２４６６４０号公報
【特許文献４】特許第２５８８８４９号公報
【特許文献５】特開２００１−５７４４１号公報
【特許文献６】特開２００７−８１０１０号公報
【特許文献７】特開２００６−３２９５２号公報
【特許文献８】特開平６−３０２８５７号公報
【特許文献９】特開２００５−２３６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、高輝度発光ダイオードの製造工程で実施される熱処理による輝度特性の低下を抑制可能な発光ダイオードを提供する。
また、本発明は、高輝度かつ低電圧で駆動できる発光ダイオード、発光ダイオードランプ及び発光ダイオードの製造方法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】
【００１０】
本発明者らが鋭意研究した結果、熱処理による輝度特性の原因が、異種材料界面における相互拡散の影響が大きいことを突き止めた。すなわち、透明導電膜の界面およびオーミックコンタクト層の界面が重要であることを見出して、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は以下に関する。
［１］ 発光層を含むｐｎ接合構造の発光部を有する化合物半導体層と、基板とが接合され、
前記化合物半導体層の光取り出し面側に設けられた第１の電極と、
前記化合物半導体層の前記光取り出し面と反対側の面に設けられた透明導電膜からなる第２の電極と、を備えた発光ダイオードであって、
前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に半導体コンタクト層が設けられていることを特徴とする発光ダイオード。
［２］ 前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層の当該半導体コンタクト層と接触する表面層を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、前記透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含むことを特徴とする前項１に記載の発光ダイオード。
［３］ 前記半導体コンタクト層の厚さが、４０ｎｍ以下であることを特徴とする前項１又は２に記載の発光ダイオード。
［４］ 前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間の全面に設けられていることを特徴とする前項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［５］ 前記半導体コンタクト層が、アイランド状にパターン形成されており、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に分散配置されていることを特徴とする前項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［６］ 前記半導体コンタクト層のバンドギャップが、１．３ｅＶ以下であることを特徴とする前項１乃至５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［７］ 前記半導体コンタクト層が、ＩｎＧａＰであることを特徴とする前項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［８］ 前記半導体コンタクト層が、ＩｎＰであることを特徴とする前項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［９］ 前記化合物半導体層と、前記基板との間に、
前記半導体コンタクト層と、
前記透明導電膜と、
前記発光層からの光を反射する金属反射層と、
前記基板とオーミック接触をするための接続層と、を備えることを特徴とする前項１乃至８のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１０］ 前記透明導電膜が、ＩＴＯから構成されることを特徴とする前項１乃至９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１１］ 前記化合物半導体層の表面層が、ＧａＰから構成されていることを特徴とする前項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１２］ 前記金属反射層は、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕ及びこれらの各合金のいずれかであることを特徴とする前項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１３］ 前記発光層は、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）又は、砒化アルミニウム・ガリウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ；０≦Ｘ≦１）から構成されることを特徴とする前項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１４］ 前記基板は、シリコン又はゲルマニウムから構成されることを特徴とする前項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１５］ 前記基板は、Ｃｕ及びＭｏのいずれか一方又は両方を含む金属基板であることを特徴とする前項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１６］ 前項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法であって、
半導体基板に緩衝層を介して発光層を含む発光部を有する化合物半導体層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、半導体コンタクト層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、前記半導体コンタクト層を介して透明導電膜を成膜して第２の電極を形成する工程と、
前記透明導電膜上に金属反射層と接続層とを順次積層して形成する工程と、
熱処理を行って前記化合物半導体層と基板とを接合する工程と、
前記半導体基板及び前記緩衝層を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記基板と反対側の面に第１の電極を形成する工程と、
熱処理を行なって、前記第１及び第２の電極をオーミック電極とする工程と、を備え、
上記各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下であることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
［１７］ 前項１〜１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードが搭載されていることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光ダイオードによれば、化合物半導体層と透明導電膜との間に半導体コンタクト層が設けられているため、オーミックコンタクトを形成するための熱処理温度を低くすることができる。これにより、熱処理における材料の拡散を抑制することができ、光吸収の増加、反射率の低下等を防ぐことができる。したがって、高輝度かつ低電圧で駆動できる発光ダイオードを提供することができる。
また、半導体コンタクト層が、化合物半導体層の当該半導体コンタクト層と接触する表面層を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含む場合には、半導体コンタクト層の両界面での拡散現象を抑制することができる。これにより、各材料の光学的変化が小さく、光のロスがない高輝度の発光ダイオードが得られる。
さらに、半導体コンタクト層として、バンドギャップの小さい（オーミックコンタクトの取りやすい）材料を選択することにより、オーミックコンタクト形成の為の熱処理温度を下げることもでき、効果がより顕著となる。
【００１３】
本発明の発光ダイオードの製造方法によれば、半導体基板に緩衝層を介して発光層を含む発光部を有する化合物半導体層を形成し、この化合物半導体層上に、半導体コンタクト層と、第２の電極と、金属反射層及び接続層とを順次積層して形成した後、熱処理を行って化合物半導体層と基板とを接合し、半導体基板及び緩衝層を除去し、化合物半導体層の基板と反対側の面に第１の電極を形成した後に熱処理を行なって、第１及び第２の電極をオーミック電極とするとともに、各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下とする構成となっている。これにより、熱処理における材料の拡散現象を抑制あるいは低減することができる。したがって、光吸収の増加や反射率の低下等による発光ダイオードの輝度低下が抑制された、高輝度の上記発光ダイオードを製造することができる。
【００１４】
本発明の発光ダイオードランプによれば、本発明の上記発光ダイオードを搭載しているため、高輝度の発光ダイオードランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態である発光ダイオードの平面図である。
【図２】本発明の一実施形態である発光ダイオードの、図１中に示すＡ−Ａ’線に沿った断面模式図である。
【図３】本発明の一実施形態である発光ダイオードに用いるエピウェーハの断面模式図である。
【図４】本発明の一実施形態である発光ダイオードに用いる接合ウェーハの断面模式図である。
【図５】本発明の一実施形態である発光ダイオードが搭載された発光ダイオードランプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した一実施形態である発光ダイオードについて、これを搭載した発光ダイオードランプとともに図面を用いて詳細に説明する。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が実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
＜発光ダイオード＞
図１及び図２は、本発明を適用した一実施形態である発光ダイオードを説明するための図であり、図１は平面図、図２は図１中に示すＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の発光ダイオード１は、発光層７を含むｐｎ接合構造の発光部７を有する化合物半導体層２と、接合基板（基板）３とが接合され、化合物半導体層２の光取り出し面側に設けられたｎ型オーミック電極（第１の電極）４と、化合物半導体層２の上記光取り出し面と反対側の面に設けられた透明導電膜からなるｐ型オーミック電極（第２の電極）５と、を備え、化合物半導体層２とｐ型オーミック電極５との間に半導体コンタクト層６が設けられた上下電極型の発光ダイオードである。より具体的には、本実施形態の発光ダイオード１は、化合物半導体層２と、接合基板３との間に、半導体コンタクト層６と、透明電極５と、金属反射層１２と、接続層１３と、を備えている。
【００１８】
なお、本実施形態における主たる光取り出し面２ａとは、化合物半導体層２において、接合基板３と接合する側の面と反対側の面をいう。
【００１９】
化合物半導体層（エピタキシャル成長層ともいう）２は、図２に示すように、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム混晶（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ；０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）層又は、砒化アルミニウム・ガリウム混晶（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ；０≦Ｘ≦１）層からなるｐｎ接合型の発光部７と、素子駆動電流を発光部の全般に平面的に拡散させるための電流拡散層８とが順次積層された積層構造体である。この化合物半導体層２の構造には、公知の機能層を適時加えることができる。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や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。なお、化合物半導体層２は、ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長させて形成されたものであることが好ましい。
【００２０】
発光部７は、図２に示すように、電流拡散層８上に、少なくともｐ型の下部クラッド層９、発光層１０、ｎ型の上部クラッド層１１が順次積層されて構成されている。すなわち、発光部７は、放射再結合をもたらすキャリア（担体；ｃａｒｒｉｅｒ）及び発光を発光層１０に「閉じ込める」ために、発光層１０の下側及び上側に対峙して配置した下部クラッド（ｃｌａｄ）層９及び上部クラッド層１１を含む、所謂、ダブルヘテロ（英略称：ＤＨ）構造とすることが高強度の発光を得る上で好ましい。
【００２１】
発光層１０は、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体層又は組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ（０≦Ｘ≦１）からなる半導体層から構成されている。この発光層１０は、ダブルヘテロ構造、単一（ｓｉｎｇｌｅ）量子井戸（英略称：ＳＱＷ）構造、あるいは多重（ｍｕｌｔｉ）量子井戸（英略称：ＭＱＷ）構造のどちらであっても良いが、単色性に優れる発光を得るためにはＭＱＷ構造とすることが好ましい。また、量子井戸（英略称：ＱＷ）構造をなす障壁（ｂａｒｒｉｅｒ）層及び井戸（ｗｅｌｌ）層を構成する（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）、及び（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ（０≦Ｘ≦１）の組成は、所望の発光波長を帰結する量子準位が井戸層内に形成される様にそれぞれ決定することができる。
【００２２】
発光層１０の層厚は、０．０２〜２μｍの範囲であることが好ましい。また、発光層１０の伝導型は特に限定されるものではなく、アンドープ、ｐ型及びｎ型のいずれも選択することができる。発光効率を高めるには、結晶性が良好なアンドープ又は３×１０１７ｃｍ−３未満のキャリア濃度とすることが望ましい。
【００２３】
下部クラッド層９及び上部クラッド層１１は、図４に示すように、発光層１０の下面及び上面にそれぞれ設けられている。具体的には、発光層１０の下面に下部クラッド層９が設けられ、発光層１０の上面に上部クラッド層１１が設けられている。
【００２４】
下部クラッド層９と上部クラッド層１１とは、極性が異なるように構成されている。また、下部クラッド層９及び上部クラッド層１１のキャリア濃度及び厚さは、公知の好適な範囲を用いることができ、発光層１０の発光効率が高まるように条件を最適化することが好ましい。
【００２５】
具体的に、下部クラッド層９としては、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は２×１０１７〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜５μｍの範囲が好ましい。
【００２６】
一方、上部クラッド層１１としては、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は１×１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜２μｍの範囲が好ましい。
なお、下部クラッド層９及び上部クラッド層１１の極性は、化合物半導体層２の素子構造を考慮して適宜選択することができる。
【００２７】
発光部７を構成する上部クラッド層１１の上方（すなわち、光取り出し面２ａ側）には、図２に示すように、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極の接触抵抗を下げるためのコンタクト層１６が設けられている。コンタクト層１６の材質は、ＧａＡｓなどＡｌを含まないものが望ましく、更に、Ａｓを含まないＧａＩｎＰが最も望ましい。また、コンタクト層１６のキャリア濃度の下限値は、電極との接触抵抗を低下させるために５×１０１７ｃｍ−３以上であることが好ましく、１×１０１８ｃｍ−３以上がより好ましい。キャリア濃度の上限値は、結晶性の低下が起こりやすくなる２×１０１９ｃｍ−３以下が望ましい。コンタクト層１６の厚さは、０．０２μｍ以上が好ましく、０．０５μｍ以上が望ましい。
【００２８】
また、下部クラッド層９と発光層１０との間、発光層１０と上部クラッド層１１との間及び上部クラッド層１１と電流拡散層８との間に、両層間におけるバンド（ｂａｎｄ）不連続性を緩やかに変化させるための中間層を設けても良い。この場合、各中間層は、上記両層の中間の禁止帯幅を有する半導体材料からそれぞれ構成することが好ましい。
【００２９】
また、発光部７の構成層の上方（すなわち、光取り出し面２ａ側）には、電流拡散層、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や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。
【００３０】
電流拡散層８は、図２に示すように、素子駆動電流を発光部７の全般に平面的に拡散させるために、発光部７の下方側に設けられている。これにより、発光ダイオード１は、発光部７から均一に発光することができる。
【００３１】
電流拡散層８としては、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．７、０≦Ｙ≦１）又は（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ（０≦Ｘ≦１）の組成を有する材料を適用することができる。上記Ｘは、化合物半導体層２の素子構造にもよるが、Ａｌ濃度が低い材料が化学的に安定であることから、０．５以下（Ａｌ濃度としては、約１２．５％以下）であることが好ましく、０であることがより好ましい。また、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．７、０≦Ｙ≦１）の組成を有する材料において、上記Ｙは１であることが好ましい。すなわち、電流拡散層８としては、Ａｌ濃度が２５％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、Ａｌを含まないｐ型ＧａＰを用いることが最も好ましい。
【００３２】
ｎ型オーミック電極（第１の電極）４は、図１及び図２に示すように、化合物半導体層２の主たる光取り出し面２ａ側に設けられた低抵抗のオーミック接触電極である。
【００３３】
ｎ型オーミック電極４は、コンタクト層１６の上方に設けられており、例えば、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金／Ａｕからなる合金を用いることができる。また、更にその上にＡｕなどを積層して、ワイヤーボンディング特性を向上させることができる。
【００３４】
ｎ型オーミック電極４の形状および配置は、化合物半導体層２及び接合基板３に電流を均一に拡散させるものであればよく、特に限定されない。たとえば、平面視したときに円状または矩形状の電極を用いることができ、一個の電極として配置することも、複数の電極を格子状に配置することもできる。
本実施形態では、図１に示すように、平面視したときに中央部に配置される円状電極４ａと、この円状電極４ａに接続される細線電極４ｂとから構成されている。
【００３５】
ｐ型オーミック電極（第２の電極）５は、化合物半導体層２の主たる光取り出し面２ａと反対側に設けられた低抵抗のオーミック接触電極である。
【００３６】
ｐ型オーミック電極５は、後述する半導体コンタクト層６を介して電流拡散層８の下方側に設けられており、透明導電膜を用いることができる。透明導電膜としては、光の透過率が高く、電気抵抗の小さいＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜などが望ましい。ＩＴＯ膜は、安定した品質が得られので、好適な材料である。厚さは、金属拡散抑制に必要な１０ｎｍ以上、コストおよび応力を考慮すると１μｍ以下が望ましい範囲である。
【００３７】
半導体コンタクト層６は、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極であるｐ型オーミック電極５と電流拡散層８との接触抵抗を下げるために設けられた層である。半導体コンタクト層６の形状や配置は特に限定されるものではなく、図１及び図２に示すように、アイランド状にパターン形成されて、化合物半導体層２とｐ型オーミック電極５との間に分散配置されていても良い。また、化合物半導体層２とｐ型オーミック電極５との間の全面に設けられていてもよい。
【００３８】
半導体コンタクト層６は、バンドギャップの小さい半導体材料から構成されることが望ましい。上記半導体材料としては、例えば、ＩｎＰ，ＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ等である。また、上記バンドギャップとしては、１．３ｅＶ以下であることが好ましい。
【００３９】
半導体コンタクト層６のキャリア濃度は、結晶品質を大幅に低下させない程度に高い方が望ましい。また、半導体コンタクト層６の厚さは、光を吸収する材質となるため、４０ｎｍ以下望ましくは、３０ｎｍ以下が望ましい。薄い側は、コンタクト層の効果が表れる５ｎｍ以上とすることが望ましい。
【００４０】
半導体コンタクト層６は、熱処理時の拡散防止の為、この半導体コンタクト層６を挟む材料の構成元素を含むことが望ましい。すなわち、半導体コンタクト層６が、化合物半導体層２の当該半導体コンタクト層６と接触する表面層となる電流拡散層８を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、ｐ型オーミック電極５を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含むことが望ましい。
【００４１】
好適な例としては、電流拡散層８がＧａＰであり、ｐ型オーミック電極５がＩＴＯ（酸化インジウム、酸化すず）である場合に、半導体コンタクト層６がＩｎＰである組み合わせである。
【００４２】
金属反射層１２は、図２に示すように、透明導電膜からなるｐ型オーミック電極５を覆うように形成されている。
【００４３】
金属反射層１２は、銅、銀、金、アルミニウムなどの金属およびそれらの合金などにより構成されている。これらの材料は光反射率が高く、発光層１０からの光反射率を９０％以上とすることができる。銅、金は、波長により反射率が大きく変化する為、発光波長の組み合わせが限定される。銀および銀合金は、反射率が高く最も望ましい材質である。
【００４４】
発光層１０からの光は、発光部７、半導体コンタクト層６、透明導電膜からなるｐ型オーミック電極５を透過して、金属反射層１２で光取り出し面２ａ方向へ反射し、光取り出し効率を向上させることができる。これにより、発光ダイオード１をより高輝度化することができる。
【００４５】
接続層１３は、化合物半導体層２と接合基板３とを、共晶接合、拡散接合、熱圧着などにより接合するために設けられた金属層である。接合方法の制約はないが、なるべく低温で接合できる材料構成である事が望ましい。具体的には、５００℃以下、望ましくは４００℃以下で接合できる材料が好適である。上記材料としては、例えば、金属反射層１２から、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ等のバリヤ金属と、融点の低いＡｕ系の共晶金属（ＡｕＳｎ，ＡｕＩｎ、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ等）とからなる積層構造とすることができる。
また、接合基板３側表面のオーミック電極側から、同様な層構造の接続層を形成する。
【００４６】
接合基板３は、化合物半導体層２との熱膨張係数が近く、コストの安いもので、加工性に優れているものが望ましい。上記基板としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の半導体や、Ｃｕ及びＭｏのいずれか一方又は両方を含む金属基板を利用することができる。
【００４７】
接合基板３の厚さは、材質の強度にもよるが、５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。接合基板３の厚さが２５０μｍより厚い場合には、製造コストが上昇して好ましくない。また、加工しにくくなる。一方、厚さが５０μｍより薄い場合には、ハンドリング時に割れ、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。
【００４８】
接合基板３の表面側及び裏面側には、図２に示すように、それぞれオーミック電極３Ａ，３Ｂが設けられている。このオーミック電極３Ａ，３Ｂとしては、例えば、チタン（Ｔｉ）電極や、Ｔｉ／Ａｕ電極、Ｔｉ／Ａｕ／Ｉｎ電極を用いることができる。
また、オーミック電極３Ａ，３Ｂの厚さは、例えば、０.１〜２μｍとすることができる。
【００４９】
なお、接合基板３の裏面側にダイボンド用の共晶金属を形成してもよい。これにより、発光ダイオードランプ１をマウント用基板９２に搭載する際の接合を簡便に行うことができる。上記共晶金属としては、例えば、ＡｕＳｎ等を用いることができる。
【００５０】
＜発光ダイオードの製造方法＞
次に、本実施形態の発光ダイオード１の製造方法について説明する。図３は、本実施形態の発光ダイオード１に用いるエピウェーハの断面図である。また、図４は、本実施形態の発光ダイオード１に用いる接合ウェーハの断面図である。
【００５１】
（化合物半導体層の形成工程）
先ず、図３に示すように、化合物半導体層２を作製する。化合物半導体層２は、ＧａＡｓ基板１４上に、ＧａＡｓからなる緩衝層１５、選択エッチングに利用するために設けられたエッチングストップ層（図示略）、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＩｎＰからなるｎ型のコンタクト層１６、ｎ型の上部クラッド層１１、発光層１０、ｐ型の下部クラッド層９、Ｍｇドープしたｐ型ＧａＰからなる電流拡散層８、ｐ型のＩｎＰコンタクト層６を順次積層して作製する。
【００５２】
ＧａＡｓ基板１４は、公知の製法で作製された市販品の単結晶基板を使用できる。ＧａＡｓ基板１４のエピタキシャル成長させる表面は、平滑であることが望ましい。ＧａＡｓ基板１４の表面の面方位は、エピ成長しやすく、量産されている（１００）面および（１００）から、±２０°以内にオフした基板が、品質の安定性の面からのぞましい。さらに、ＧａＡｓ基板１４の面方位の範囲が、（１００）方向から（０−１−１）方向に１５°オフ±５°であることがより好ましい。
【００５３】
ＧａＡｓ基板１４の転位密度は、化合物半導体層２の結晶性を良くするために低い方が望ましい。具体的には、例えば、１０，０００個ｃｍ−２以下、望ましくは、１，０００個ｃｍ−２以下であることが好適である。
【００５４】
ＧａＡｓ基板１４は、ｎ型であってもｐ型であっても良い。ＧａＡｓ基板１４のキャリア濃度は、所望の電気伝導度と素子構造から、適宜選択することができる。例えば、ＧａＡｓ基板１４がシリコンドープのｎ型である場合には、キャリア濃度が１×１０１７〜５×１０１８ｃｍ−３の範囲であることが好ましい。これに対して、ＧａＡｓ基板１４が亜鉛をドープしたｐ型の場合には、キャリア濃度２×１０１８〜５×１０１９ｃｍ−３の範囲であることが好ましい。
【００５５】
緩衝層（ｂｕｆｆｅｒ）１５は、ＧａＡｓ基板１４と発光部７の構成層との格子ミスマッチの緩和するために設けられている。このため、基板の品質やエピタキシャル成長条件を選択すれば、緩衝層１５は、必ずしも必要ではない。また、緩衝層１５の材質は、エピタキシャル成長させる基板と同じ材質とすることが好ましい。したがって、本実施形態では、緩衝層１５には、ＧａＡｓ基板１４と同じくＧａＡｓを用いることが好ましい。また、緩衝層１５には、欠陥の伝搬を低減するためにＧａＡｓ基板１４と異なる材質からなる多層膜を用いることもできる。緩衝層１５の厚さは、０．１μｍ以上とすることが好ましく、０．２μｍ以上とすることがより好ましい。
【００５６】
本実施形態では、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）や減圧有機金属化学気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）等の公知の成長方法を適用することができる。なかでも、量産性に優れるＭＯＣＶＤ法を適用することが望ましい。具体的には、化合物半導体層２のエピタキシャル成長に使用するＧａＡｓ基板１４は、成長前に洗浄工程や熱処理等の前処理を実施して、表面の汚染や自然酸化膜を除去することが望ましい。
【００５７】
上記化合物半導体層２の各層をエピタキシャル成長する際、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、例えば、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）を用いることができる。また、Ｍｇのドーピング原料としては、例えば、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ｂｉｓ−（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）等を用いることができる。また、Ｓｉのドーピング原料としては、例えば、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）等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）、アルシン（ＡｓＨ３）等を用いることができる。また、各層の成長温度としては、電流拡散層８としてｐ型ＧａＰを用いる場合は、７２０〜７７０℃を適用することができ、その他の各層では６００〜７００℃を適用することができる。さらに、各層のキャリア濃度及び層厚、温度条件は、適宜選択することができる。
【００５８】
このようにして製造した化合物半導体層２は、結晶欠陥が少ない良好な表面状態が得られる。また、化合物半導体層２は、素子構造に対応して研磨などの表面加工を施しても良い。
【００５９】
（半導体コンタクト層及び透明導電膜の形成工程）
半導体コンタクト層６は、電流拡散層８の上にＭＯＣＶＤ法などで、結晶成長させて形成する。製法は、連続成長することで、工程を減らせるため、化合物半導体層２と同じ方法が望ましい。電流拡散層８と同じ極性であり、材質はＩｎＰ、ＧａＩnＰなどが、望ましい。更に、半導体コンタクト層６の上にＧａＡｓ等を含む砒素系からなるキャップ層を形成するのが、望ましい。電極形成前に、キャップ層を除去し、清浄な表面とすることが、できる。この工程は、選択エッチングを利用するのが安定しているため、半導体コンタクト層６とエッチング条件の異なる砒素系材料が、好適である。半導体コンタクト層６の厚さが薄い為、エッチングや研磨による表面の清浄化は、高い技術が必要である。キャップ層の厚さは、特に制約はないが、安定性とコスト面から、０．０５〜０．２μｍ程度が適当である。キャリア濃度は、特に制約を受けないが、半導体コンタクト層６と同じ極性、同じような濃度が望ましい。
半導体コンタクト層６、キャップ層をフォトリソグラフィー法で、例えば図１のようなパターンにすることは、光吸収が少なくなり望ましい例である。
ＩＴＯなどの透明導電膜５は、スパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。透明導電膜５は、透過率が高く、抵抗が小さい膜質になるよう成膜条件を調整する。
【００６０】
（金属反射層及び接続層の形成工程）
銀合金、金など金属反射層１２は、透明導電膜５の上にスパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。接続層１３と金属が混じり合わないように、Ｔｉ，Ｗ，Ｃｒ，Ｐｔなどのバリヤ層を挿入することが、望ましい。これらも、スパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。
次に、接続層１３は、例えば、ＡｕＩn，ＡｕＧｅなどの低融点金属をスパッタ法、真空蒸着法など公知の技術で形成できる。
【００６１】
（接合基板の接合工程）
次に、化合物半導体層２と接合基板３とを接合する。化合物半導体層２と接合基板３との接合は、先ず、接合基板３に、表面と裏面にそれぞれオーミック電極３Ａ，３Ｂを形成する。たとえば、シリコン基板に、チタン電極を形成する。電極は、スパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。次に、表面の電極の上に接続層１３を形成する。接続層は、半導体層側と同じ材質が望ましい。ＡｕＩｎ，ＡｕＧｅなどである。次に、貼り付け装置にセットし、接合層を接触させ、加熱、加圧により、化合物半導体層２と接合基板３を接合できる（図４参照）。
【００６２】
（ｎ型電極の形成工程）
次に、ｎ型オーミック電極４を形成する。ｎ型オーミック電極４の形成は、先ず、接合基板３と接合した化合物半導体層２から、ＧａＡｓ基板１４及びＧａＡｓ緩衝層１５をアンモニア系エッチャントによって選択的に除去する。次に、露出したコンタクト層１６の表面にｎ型オーミック電極４を形成する。具体的には、例えば、一般的なフォトリソグラフィー手段を利用してパターニングを行って、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金／Ａｕを任意の厚さとなるように真空蒸着法により積層した後、ｎ型オーミック電極４の形状を形成する。
【００６３】
ここで、本実施形態の発光ダイオード１の製造方法によれば、ｎ型及びｐ型オーミック電極４，５のオーミック電極化のための熱処理、および化合物半導体層２と接合基板３とを接合するための熱処理のいずれの場合も熱処理温度が６００℃以下とすることができるため、熱処理における材料の拡散現象を抑制あるいは低減することができる。
【００６４】
最後に、ダイシングソーにより切断を行い、チップ化し、切断面の破砕層及び汚れを除去する。このようにして発光ダイオード１を製造する。
【００６５】
＜発光ダイオードランプ＞
本発明に係る発光ダイオードを用いて、当業者周知の手段によってランプを構成することができる。このようなランプとしては、一般用途の砲弾型、携帯機器用途のサイドビュー型、表示器に用いられるトップビュー型等、何れの用途にも用いることができる。
【００６６】
例えば、図５に示す例のように、上下電極型の発光ダイオード１をトップビュー型に実装する場合には、マウント用基板９２の表面に設けられたｎ電極端子９３及びｐ電極端子９４の内の一方、図示例においてはｐ電極端子９４に発光ダイオード１の接合基板３側を接着し、また、発光ダイオード１の第１の電極であるｎ型オーミック電極４をワイヤー９５でｎ電極端子９３に接合する。そして、シリコン樹脂等の一般的な封止樹脂９７で発光ダイオード１の周辺をモールドすることにより、図５に示すようなトップビュー型の発光ダイオードランプ９１を作製することができる。
【００６７】
図５に示す発光ダイオードランプ９１は、上記構成により、ｎ電極端子９３とｐ電極端子９４との間に印加された電圧が、負極側であるｎ型オーミック電極４と正極側である接合基板３及びｐ型オーミック電極５を介して化合物半導体層２に印加され、発光層１０が発光する。そして、発光層１０から出射された光は、発光ダイオードランプ９１の正面方向Ｆに向けて取り出される。
【００６８】
本実施形態の発光ダイオードランプ９１は、上記本発明に係る発光ダイオード１が搭載されて構成されるので、非常に高い輝度を備え、発光特性に優れたものとなる。
【００６９】
なお、上記構成の発光ダイオードランプ９１において、マウント用基板９２の形状としては、図５に示す例においては板状に形成されているが、これには限定されず、他の形状を採用することも可能である
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の発光ダイオード１によれば、化合物半導体層２と透明導電膜からなるｐ型オーミック電極５との間に半導体コンタクト層６が設けられているため、オーミックコンタクトを形成するための熱処理温度を低くすることができる。これにより、熱処理における材料の拡散を抑制することができ、光吸収の増加、反射率の低下等を防ぐことができる。したがって、高輝度かつ低電圧で駆動できる発光ダイオード１を提供することができる。
【００７１】
また、半導体コンタクト層６が、化合物半導体層２の当該半導体コンタクト層６と接触する表面層である電流拡散層８を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含む場合には、半導体コンタクト層６の両界面での拡散現象を抑制することができる。これにより、各材料の光学的変化が小さく、光のロスがない高輝度の発光ダイオード１が得られる。
【００７２】
さらに、半導体コンタクト層６として、バンドギャップの小さい（オーミックコンタクトの取りやすい）材料を選択することにより、オーミックコンタクト形成の為の熱処理温度を下げることもでき、効果がより顕著となる。
【００７３】
本実施形態の発光ダイオードの製造方法によれば、ＧａＡｓ基板（半導体基板）１４に緩衝層１５を介して発光層１０を含む発光部７を有する化合物半導体層２を形成し、この化合物半導体層２上に、半導体コンタクト層６と、第２の電極５と、金属反射層１２及び接続層１３とを順次積層して形成した後、熱処理を行って化合物半導体層２と接合基板３とを接合し、ＧａＡｓ基板１４及び緩衝層１５を除去し、化合物半導体層２の接合基板３と反対側の面に第１の電極４を形成した後に熱処理を行なって、第１及び第２の電極４，５をオーミック電極とするとともに、各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下とする構成となっている。これにより、熱処理における材料の拡散現象を抑制あるいは低減することができる。したがって、光吸収の増加や反射率の低下等による輝度低下が抑制された、高輝度の上記発光ダイオード１を製造することができる。
【００７４】
本実施形態の発光ダイオードランプ９１によれば、本発明の上記発光ダイオード１を搭載しているため、高輝度の発光ダイオードランプを提供することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００７６】
（実施例１）
まず、上記実施形態に示した方法を用いて、接合基板は、シリコン基板（厚さ１５０μｍ）である。シリコン基板の両面にＴｉ：０．３μｍ／Ａｕ：０．３μｍを形成し、オーミック電極を形成した。
【００７７】
次に、上記実施形態に示した方法を用いて、化合物半導体層とコンタクト層、透明導電膜、金属反射層、接続層を形成するとともに、これにオーミック電極を形成したシリコン基板を接合して、実施例１の発光ダイオードを作製した。
ｎ型層は、Ｓｉ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２×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を１．５μｍとした。上部クラッド層は、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度を８×１０１７ｃｍ−３とし、層厚を１μｍとした。発光層は、アンドープの（Ａｌ０．２Ｇａ０．８）０．５Ｉｎ０．５Ｐ／（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐの１０対の積層構造からなり、層厚を０．８μｍとした。下部クラッド層は、Ｍｇをドープしたｐ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度を２×１０１７ｃｍ−３とし、層厚を１μｍとした。また、電流拡散層は、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＰ層であり、キャリア濃度を３×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を３μｍとした。半導体コンタクト層は、ｐ型ＩｎＰ層であり、キャリア濃度を１×１０１９ｃｍ−３とし、層厚を２５ｎｍとした。
【００７８】
さらに、厚さ１００ｎｍのＩＴＯからなる透明導電膜をスパッタ法で形成した。次に、オーミック電極を形成する為に、５８０℃で、５分間熱処理し、ＩｎＰ／ＩＴＯ界面を低抵抗化した。
次に、ＩＴＯ表面に、Ａｇ合金：０．５μｍ／Ｗ：０．１μｍ／Ａｕ：０．１μｍ／ＡｕＩｎ：２μｍ／Ａｕ：０．０５μｍからなる積層構造を真空蒸着した。
【００７９】
電極を形成したシリコン基板と発光部を貼り付け装置内で、重ね合わせ、真空中で、荷重５０ｇ／ｃｍ２を加えながら４００℃で２０分加熱し、ウェーハとシリコン基板を接合した。
その後、ＧａＡｓ基板をアンモニア系のエッチング液で溶解させて除去した。
【００８０】
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ表面に、細線形状のパターンをフォトレジストで形成し、ＡｕＧｅ：０．２μｍ／Ａｕ：０．４μｍを真空蒸着し、リフトオフ法でオーミック電極パターンを形成した。その後、４２０℃で、１０分間熱処理し、低抵抗のオーミック電極を形成した。次に、ワイヤーボンディング用の円形のＡｕ電極を厚さ１．５μｍで、形成した。
【００８１】
次に、切断予定領域（３００μｍピッチ、幅４０μｍ）の発光部、ＩＴＯ，反射層、接続層をエッチング除去した。その後、ダイシングソーで、シリコン基板を切断しチップ化、洗浄した。
【００８２】
実施例１の発光ダイオードを搭載した発光ダイオードランプに２０ｍＡ通電した時のＶＦは、低抵抗電極を反映して１．９７Ｖと低い値であった。また、主波長６２０ｎｍの赤色発光し、約６０ｌｍ／Ｗの高い発光効率が得られた。
【００８３】
（比較例１）
実施例１のＩｎＰコンタクト層がない構造で、試験を行った。ＩｎＰコンタクト層がない為、熱処理条件が、７００℃×２０分でオーミック電極が形成した。その他の条件は、実施例１と同じである。比較例１の発光ダイオードを搭載しランプを作製した。
【００８４】
比較例１の発光ダイオードランプに２０ｍＡ通電して、ＶＦは２．２Ｖで、主波長６２０ｎｍの赤色発光をした。このとき、発光ダイオードの発光効率は、約４５ｌｍ／Ｗであった。
実施例１と比較して、接触抵抗の増加によりＶＦが約１０％上昇し、発光強度も内部吸収により約１６％低下したと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の発光ダイオードは、発光ダイオードの内部吸収を小さくし、更に、低ＶＦ化により、従来にない発光効率が得られた。高効率が要求される各種の表示ランプ、照明、車載等に幅広い用途に利用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・発光ダイオード
２・・・化合物半導体層
２ａ・・・光取り出し面
３・・・接合基板（基板）
４・・・ｎ型オーミック電極（第１の電極）
４ａ・・・円状電極
４ｂ・・・細線電極
５・・・ｐ型オーミック電極（第２の電極）
６・・・半導体コンタクト層
７・・・発光部
８・・・電流拡散層
９・・・下部クラッド層
１０・・・発光層
１１・・・上部クラッド層
１２・・・金属反射層
１３・・・接続層
１４・・・ＧａＡｓ基板
１５・・・緩衝層
１６・・・コンタクト層
９１・・・発光ダイオードランプ
９２・・・マウント用基板
９３・・・ｎ電極端子
９４・・・ｐ電極端子
９５・・・ワイヤー
９７・・・封止樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード及びその製造方法、並びに発光ダイオードランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
赤色、橙色、黄色或いは黄緑色などの可視光を発する発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）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）からなる発光層を有する発光部と、前記発光部が形成された基板と、を備えた化合物半導体ＬＥＤが知られている。
【０００３】
また、赤外色、赤色の発光ダイオードとして、例えば、アルミニウム・ガリウム・ヒ素（組成式ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ；０≦Ｘ≦１）からなる発光層を有する発光部と、前記発光部が形成された基板と、を備えた化合物半導体ＬＥＤが知られている。
【０００４】
ところで、前記基板としては、一般に、前記発光層から出射される光に対し光学的に不透明であり、また機械的にもそれ程強度のない砒化ガリウム（ＧａＡｓ）用いられている。特許文献１及び２には、反射層を具備し、透明導電膜を利用した電流拡散及び電流経路の制御による高輝度化技術が提案されている。
【０００５】
しかし、最近では、より高輝度の可視光発光ダイオードを得るために、また、発光素子の機械的強度の更なる向上を目的として、発光光を透過または反射し、尚且つ機械強度的に優れる材料からなる支持体層（基板）を接合させている。然る後、前記ＧａＡｓ基板を除去して、高輝度化した発光ダイオードが開発されている。
【０００６】
特許文献３〜８には、前記発光層に前記支持体層（基板）を改めて接合させる技術（接合型ＬＥＤ形成技術）が開示されている。さらにまた、特許文献９には、前記接合技術に関連する技術が開示され、金属層と反射層とを接着した有機接着層にオーミック金属を埋め込んだ発光素子が開示されている。このように、透明導電膜の利用や接合型ＬＥＤ形成技術の開発により、高効率・高輝度のＬＥＤが提供されている。
【０００７】
しかしながら、透明導電膜の技術を接合型ＬＥＤに適用する場合、コンタクト層による光吸収による輝度低下や、コンタクト層と透明導電膜との接触抵抗を低減するために、ウェーハを接合させるための熱処理が必要となる。これらの熱処理における材料の拡散現象により、光吸収の増加、反射率の低下などにより、ＬＥＤの輝度を低下させてしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１７２２０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５８２０号公報
【特許文献３】特開２００２−２４６６４０号公報
【特許文献４】特許第２５８８８４９号公報
【特許文献５】特開２００１−５７４４１号公報
【特許文献６】特開２００７−８１０１０号公報
【特許文献７】特開２００６−３２９５２号公報
【特許文献８】特開平６−３０２８５７号公報
【特許文献９】特開２００５−２３６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、高輝度発光ダイオードの製造工程で実施される熱処理による輝度特性の低下を抑制可能な発光ダイオードを提供する。
また、本発明は、高輝度かつ低電圧で駆動できる発光ダイオード、発光ダイオードランプ及び発光ダイオードの製造方法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】
【００１０】
本発明者らが鋭意研究した結果、熱処理による輝度特性の原因が、異種材料界面における相互拡散の影響が大きいことを突き止めた。すなわち、透明導電膜の界面およびオーミックコンタクト層の界面が重要であることを見出して、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は以下に関する。
［１］ 発光層を含むｐｎ接合構造の発光部を有する化合物半導体層と、基板とが接合され、
前記化合物半導体層の光取り出し面側に設けられた第１の電極と、
前記化合物半導体層の前記光取り出し面と反対側の面に設けられた透明導電膜からなる第２の電極と、を備えた発光ダイオードであって、
前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に半導体コンタクト層が設けられていることを特徴とする発光ダイオード。
［２］ 前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層の当該半導体コンタクト層と接触する表面層を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、前記透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含むことを特徴とする前項１に記載の発光ダイオード。
［３］ 前記半導体コンタクト層の厚さが、４０ｎｍ以下であることを特徴とする前項１又は２に記載の発光ダイオード。
［４］ 前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間の全面に設けられていることを特徴とする前項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［５］ 前記半導体コンタクト層が、アイランド状にパターン形成されており、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に分散配置されていることを特徴とする前項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［６］ 前記半導体コンタクト層のバンドギャップが、１．３ｅＶ以下であることを特徴とする前項１乃至５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［７］ 前記半導体コンタクト層が、ＩｎＧａＰであることを特徴とする前項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［８］ 前記半導体コンタクト層が、ＩｎＰであることを特徴とする前項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［９］ 前記化合物半導体層と、前記基板との間に、
前記半導体コンタクト層と、
前記透明導電膜と、
前記発光層からの光を反射する金属反射層と、
前記基板とオーミック接触をするための接続層と、を備えることを特徴とする前項１乃至８のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１０］ 前記透明導電膜が、ＩＴＯから構成されることを特徴とする前項１乃至９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１１］ 前記化合物半導体層の表面層が、ＧａＰから構成されていることを特徴とする前項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１２］ 前記金属反射層は、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕ及びこれらの各合金のいずれかであることを特徴とする前項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１３］ 前記発光層は、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）又は、砒化アルミニウム・ガリウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ；０≦Ｘ≦１）から構成されることを特徴とする前項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１４］ 前記基板は、シリコン又はゲルマニウムから構成されることを特徴とする前項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１５］ 前記基板は、Ｃｕ及びＭｏのいずれか一方又は両方を含む金属基板であることを特徴とする前項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
［１６］ 前項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法であって、
半導体基板に緩衝層を介して発光層を含む発光部を有する化合物半導体層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、半導体コンタクト層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、前記半導体コンタクト層を介して透明導電膜を成膜して第２の電極を形成する工程と、
前記透明導電膜上に金属反射層と接続層とを順次積層して形成する工程と、
熱処理を行って前記化合物半導体層と基板とを接合する工程と、
前記半導体基板及び前記緩衝層を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記基板と反対側の面に第１の電極を形成する工程と、
熱処理を行なって、前記第１及び第２の電極をオーミック電極とする工程と、を備え、
上記各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下であることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
［１７］ 前項１〜１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードが搭載されていることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光ダイオードによれば、化合物半導体層と透明導電膜との間に半導体コンタクト層が設けられているため、オーミックコンタクトを形成するための熱処理温度を低くすることができる。これにより、熱処理における材料の拡散を抑制することができ、光吸収の増加、反射率の低下等を防ぐことができる。したがって、高輝度かつ低電圧で駆動できる発光ダイオードを提供することができる。
また、半導体コンタクト層が、化合物半導体層の当該半導体コンタクト層と接触する表面層を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含む場合には、半導体コンタクト層の両界面での拡散現象を抑制することができる。これにより、各材料の光学的変化が小さく、光のロスがない高輝度の発光ダイオードが得られる。
さらに、半導体コンタクト層として、バンドギャップの小さい（オーミックコンタクトの取りやすい）材料を選択することにより、オーミックコンタクト形成の為の熱処理温度を下げることもでき、効果がより顕著となる。
【００１３】
本発明の発光ダイオードの製造方法によれば、半導体基板に緩衝層を介して発光層を含む発光部を有する化合物半導体層を形成し、この化合物半導体層上に、半導体コンタクト層と、第２の電極と、金属反射層及び接続層とを順次積層して形成した後、熱処理を行って化合物半導体層と基板とを接合し、半導体基板及び緩衝層を除去し、化合物半導体層の基板と反対側の面に第１の電極を形成した後に熱処理を行なって、第１及び第２の電極をオーミック電極とするとともに、各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下とする構成となっている。これにより、熱処理における材料の拡散現象を抑制あるいは低減することができる。したがって、光吸収の増加や反射率の低下等による発光ダイオードの輝度低下が抑制された、高輝度の上記発光ダイオードを製造することができる。
【００１４】
本発明の発光ダイオードランプによれば、本発明の上記発光ダイオードを搭載しているため、高輝度の発光ダイオードランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態である発光ダイオードの平面図である。
【図２】本発明の一実施形態である発光ダイオードの、図１中に示すＡ−Ａ’線に沿った断面模式図である。
【図３】本発明の一実施形態である発光ダイオードに用いるエピウェーハの断面模式図である。
【図４】本発明の一実施形態である発光ダイオードに用いる接合ウェーハの断面模式図である。
【図５】本発明の一実施形態である発光ダイオードが搭載された発光ダイオードランプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した一実施形態である発光ダイオードについて、これを搭載した発光ダイオードランプとともに図面を用いて詳細に説明する。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が実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
＜発光ダイオード＞
図１及び図２は、本発明を適用した一実施形態である発光ダイオードを説明するための図であり、図１は平面図、図２は図１中に示すＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の発光ダイオード１は、発光層７を含むｐｎ接合構造の発光部７を有する化合物半導体層２と、接合基板（基板）３とが接合され、化合物半導体層２の光取り出し面側に設けられたｎ型オーミック電極（第１の電極）４と、化合物半導体層２の上記光取り出し面と反対側の面に設けられた透明導電膜からなるｐ型オーミック電極（第２の電極）５と、を備え、化合物半導体層２とｐ型オーミック電極５との間に半導体コンタクト層６が設けられた上下電極型の発光ダイオードである。より具体的には、本実施形態の発光ダイオード１は、化合物半導体層２と、接合基板３との間に、半導体コンタクト層６と、透明電極５と、金属反射層１２と、接続層１３と、を備えている。
【００１８】
なお、本実施形態における主たる光取り出し面２ａとは、化合物半導体層２において、接合基板３と接合する側の面と反対側の面をいう。
【００１９】
化合物半導体層（エピタキシャル成長層ともいう）２は、図２に示すように、燐化アルミニウム・ガリウム・インジウム混晶（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ；０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）層又は、砒化アルミニウム・ガリウム混晶（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ；０≦Ｘ≦１）層からなるｐｎ接合型の発光部７と、素子駆動電流を発光部の全般に平面的に拡散させるための電流拡散層８とが順次積層された積層構造体である。この化合物半導体層２の構造には、公知の機能層を適時加えることができる。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や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。なお、化合物半導体層２は、ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長させて形成されたものであることが好ましい。
【００２０】
発光部７は、図２に示すように、電流拡散層８上に、少なくともｐ型の下部クラッド層９、発光層１０、ｎ型の上部クラッド層１１が順次積層されて構成されている。すなわち、発光部７は、放射再結合をもたらすキャリア（担体；ｃａｒｒｉｅｒ）及び発光を発光層１０に「閉じ込める」ために、発光層１０の下側及び上側に対峙して配置した下部クラッド（ｃｌａｄ）層９及び上部クラッド層１１を含む、所謂、ダブルヘテロ（英略称：ＤＨ）構造とすることが高強度の発光を得る上で好ましい。
【００２１】
発光層１０は、組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体層又は組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ（０≦Ｘ≦１）からなる半導体層から構成されている。この発光層１０は、ダブルヘテロ構造、単一（ｓｉｎｇｌｅ）量子井戸（英略称：ＳＱＷ）構造、あるいは多重（ｍｕｌｔｉ）量子井戸（英略称：ＭＱＷ）構造のどちらであっても良いが、単色性に優れる発光を得るためにはＭＱＷ構造とすることが好ましい。また、量子井戸（英略称：ＱＷ）構造をなす障壁（ｂａｒｒｉｅｒ）層及び井戸（ｗｅｌｌ）層を構成する（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）、及び（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ（０≦Ｘ≦１）の組成は、所望の発光波長を帰結する量子準位が井戸層内に形成される様にそれぞれ決定することができる。
【００２２】
発光層１０の層厚は、０．０２〜２μｍの範囲であることが好ましい。また、発光層１０の伝導型は特に限定されるものではなく、アンドープ、ｐ型及びｎ型のいずれも選択することができる。発光効率を高めるには、結晶性が良好なアンドープ又は３×１０１７ｃｍ−３未満のキャリア濃度とすることが望ましい。
【００２３】
下部クラッド層９及び上部クラッド層１１は、図４に示すように、発光層１０の下面及び上面にそれぞれ設けられている。具体的には、発光層１０の下面に下部クラッド層９が設けられ、発光層１０の上面に上部クラッド層１１が設けられている。
【００２４】
下部クラッド層９と上部クラッド層１１とは、極性が異なるように構成されている。また、下部クラッド層９及び上部クラッド層１１のキャリア濃度及び厚さは、公知の好適な範囲を用いることができ、発光層１０の発光効率が高まるように条件を最適化することが好ましい。
【００２５】
具体的に、下部クラッド層９としては、例えば、Ｍｇをドープしたｐ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は２×１０１７〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜５μｍの範囲が好ましい。
【００２６】
一方、上部クラッド層１１としては、例えば、Ｓｉをドープしたｎ型の（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０．３≦Ｘ≦１，０＜Ｙ≦１）からなる半導体材料を用いることが望ましい。また、キャリア濃度は１×１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３の範囲が好ましく、層厚は０．５〜２μｍの範囲が好ましい。
なお、下部クラッド層９及び上部クラッド層１１の極性は、化合物半導体層２の素子構造を考慮して適宜選択することができる。
【００２７】
発光部７を構成する上部クラッド層１１の上方（すなわち、光取り出し面２ａ側）には、図２に示すように、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極の接触抵抗を下げるためのコンタクト層１６が設けられている。コンタクト層１６の材質は、ＧａＡｓなどＡｌを含まないものが望ましく、更に、Ａｓを含まないＧａＩｎＰが最も望ましい。また、コンタクト層１６のキャリア濃度の下限値は、電極との接触抵抗を低下させるために５×１０１７ｃｍ−３以上であることが好ましく、１×１０１８ｃｍ−３以上がより好ましい。キャリア濃度の上限値は、結晶性の低下が起こりやすくなる２×１０１９ｃｍ−３以下が望ましい。コンタクト層１６の厚さは、０．０２μｍ以上が好ましく、０．０５μｍ以上が望ましい。
【００２８】
また、下部クラッド層９と発光層１０との間、発光層１０と上部クラッド層１１との間及び上部クラッド層１１と電流拡散層８との間に、両層間におけるバンド（ｂａｎｄ）不連続性を緩やかに変化させるための中間層を設けても良い。この場合、各中間層は、上記両層の中間の禁止帯幅を有する半導体材料からそれぞれ構成することが好ましい。
【００２９】
また、発光部７の構成層の上方（すなわち、光取り出し面２ａ側）には、電流拡散層、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や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。
【００３０】
電流拡散層８は、図２に示すように、素子駆動電流を発光部７の全般に平面的に拡散させるために、発光部７の下方側に設けられている。これにより、発光ダイオード１は、発光部７から均一に発光することができる。
【００３１】
電流拡散層８としては、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．７、０≦Ｙ≦１）又は（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ（０≦Ｘ≦１）の組成を有する材料を適用することができる。上記Ｘは、化合物半導体層２の素子構造にもよるが、Ａｌ濃度が低い材料が化学的に安定であることから、０．５以下（Ａｌ濃度としては、約１２．５％以下）であることが好ましく、０であることがより好ましい。また、（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）ＹＩｎ１−ＹＰ（０≦Ｘ≦０．７、０≦Ｙ≦１）の組成を有する材料において、上記Ｙは１であることが好ましい。すなわち、電流拡散層８としては、Ａｌ濃度が２５％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、Ａｌを含まないｐ型ＧａＰを用いることが最も好ましい。
【００３２】
ｎ型オーミック電極（第１の電極）４は、図１及び図２に示すように、化合物半導体層２の主たる光取り出し面２ａ側に設けられた低抵抗のオーミック接触電極である。
【００３３】
ｎ型オーミック電極４は、コンタクト層１６の上方に設けられており、例えば、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金／Ａｕからなる合金を用いることができる。また、更にその上にＡｕなどを積層して、ワイヤーボンディング特性を向上させることができる。
【００３４】
ｎ型オーミック電極４の形状および配置は、化合物半導体層２及び接合基板３に電流を均一に拡散させるものであればよく、特に限定されない。たとえば、平面視したときに円状または矩形状の電極を用いることができ、一個の電極として配置することも、複数の電極を格子状に配置することもできる。
本実施形態では、図１に示すように、平面視したときに中央部に配置される円状電極４ａと、この円状電極４ａに接続される細線電極４ｂとから構成されている。
【００３５】
ｐ型オーミック電極（第２の電極）５は、化合物半導体層２の主たる光取り出し面２ａと反対側に設けられた低抵抗のオーミック接触電極である。
【００３６】
ｐ型オーミック電極５は、後述する半導体コンタクト層６を介して電流拡散層８の下方側に設けられており、透明導電膜を用いることができる。透明導電膜としては、光の透過率が高く、電気抵抗の小さいＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜などが望ましい。ＩＴＯ膜は、安定した品質が得られので、好適な材料である。厚さは、金属拡散抑制に必要な１０ｎｍ以上、コストおよび応力を考慮すると１μｍ以下が望ましい範囲である。
【００３７】
半導体コンタクト層６は、オーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極であるｐ型オーミック電極５と電流拡散層８との接触抵抗を下げるために設けられた層である。半導体コンタクト層６の形状や配置は特に限定されるものではなく、図１及び図２に示すように、アイランド状にパターン形成されて、化合物半導体層２とｐ型オーミック電極５との間に分散配置されていても良い。また、化合物半導体層２とｐ型オーミック電極５との間の全面に設けられていてもよい。
【００３８】
半導体コンタクト層６は、バンドギャップの小さい半導体材料から構成されることが望ましい。上記半導体材料としては、例えば、ＩｎＰ，ＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ等である。また、上記バンドギャップとしては、１．３ｅＶ以下であることが好ましい。
【００３９】
半導体コンタクト層６のキャリア濃度は、結晶品質を大幅に低下させない程度に高い方が望ましい。また、半導体コンタクト層６の厚さは、光を吸収する材質となるため、４０ｎｍ以下望ましくは、３０ｎｍ以下が望ましい。薄い側は、コンタクト層の効果が表れる５ｎｍ以上とすることが望ましい。
【００４０】
半導体コンタクト層６は、熱処理時の拡散防止の為、この半導体コンタクト層６を挟む材料の構成元素を含むことが望ましい。すなわち、半導体コンタクト層６が、化合物半導体層２の当該半導体コンタクト層６と接触する表面層となる電流拡散層８を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、ｐ型オーミック電極５を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含むことが望ましい。
【００４１】
好適な例としては、電流拡散層８がＧａＰであり、ｐ型オーミック電極５がＩＴＯ（酸化インジウム、酸化すず）である場合に、半導体コンタクト層６がＩｎＰである組み合わせである。
【００４２】
金属反射層１２は、図２に示すように、透明導電膜からなるｐ型オーミック電極５を覆うように形成されている。
【００４３】
金属反射層１２は、銅、銀、金、アルミニウムなどの金属およびそれらの合金などにより構成されている。これらの材料は光反射率が高く、発光層１０からの光反射率を９０％以上とすることができる。銅、金は、波長により反射率が大きく変化する為、発光波長の組み合わせが限定される。銀および銀合金は、反射率が高く最も望ましい材質である。
【００４４】
発光層１０からの光は、発光部７、半導体コンタクト層６、透明導電膜からなるｐ型オーミック電極５を透過して、金属反射層１２で光取り出し面２ａ方向へ反射し、光取り出し効率を向上させることができる。これにより、発光ダイオード１をより高輝度化することができる。
【００４５】
接続層１３は、化合物半導体層２と接合基板３とを、共晶接合、拡散接合、熱圧着などにより接合するために設けられた金属層である。接合方法の制約はないが、なるべく低温で接合できる材料構成である事が望ましい。具体的には、５００℃以下、望ましくは４００℃以下で接合できる材料が好適である。上記材料としては、例えば、金属反射層１２から、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｒ等のバリヤ金属と、融点の低いＡｕ系の共晶金属（ＡｕＳｎ，ＡｕＩｎ、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ等）とからなる積層構造とすることができる。
また、接合基板３側表面のオーミック電極側から、同様な層構造の接続層を形成する。
【００４６】
接合基板３は、化合物半導体層２との熱膨張係数が近く、コストの安いもので、加工性に優れているものが望ましい。上記基板としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の半導体や、Ｃｕ及びＭｏのいずれか一方又は両方を含む金属基板を利用することができる。
【００４７】
接合基板３の厚さは、材質の強度にもよるが、５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。接合基板３の厚さが２５０μｍより厚い場合には、製造コストが上昇して好ましくない。また、加工しにくくなる。一方、厚さが５０μｍより薄い場合には、ハンドリング時に割れ、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。
【００４８】
接合基板３の表面側及び裏面側には、図２に示すように、それぞれオーミック電極３Ａ，３Ｂが設けられている。このオーミック電極３Ａ，３Ｂとしては、例えば、チタン（Ｔｉ）電極や、Ｔｉ／Ａｕ電極、Ｔｉ／Ａｕ／Ｉｎ電極を用いることができる。
また、オーミック電極３Ａ，３Ｂの厚さは、例えば、０.１〜２μｍとすることができる。
【００４９】
なお、接合基板３の裏面側にダイボンド用の共晶金属を形成してもよい。これにより、発光ダイオードランプ１をマウント用基板９２に搭載する際の接合を簡便に行うことができる。上記共晶金属としては、例えば、ＡｕＳｎ等を用いることができる。
【００５０】
＜発光ダイオードの製造方法＞
次に、本実施形態の発光ダイオード１の製造方法について説明する。図３は、本実施形態の発光ダイオード１に用いるエピウェーハの断面図である。また、図４は、本実施形態の発光ダイオード１に用いる接合ウェーハの断面図である。
【００５１】
（化合物半導体層の形成工程）
先ず、図３に示すように、化合物半導体層２を作製する。化合物半導体層２は、ＧａＡｓ基板１４上に、ＧａＡｓからなる緩衝層１５、選択エッチングに利用するために設けられたエッチングストップ層（図示略）、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＩｎＰからなるｎ型のコンタクト層１６、ｎ型の上部クラッド層１１、発光層１０、ｐ型の下部クラッド層９、Ｍｇドープしたｐ型ＧａＰからなる電流拡散層８、ｐ型のＩｎＰコンタクト層６を順次積層して作製する。
【００５２】
ＧａＡｓ基板１４は、公知の製法で作製された市販品の単結晶基板を使用できる。ＧａＡｓ基板１４のエピタキシャル成長させる表面は、平滑であることが望ましい。ＧａＡｓ基板１４の表面の面方位は、エピ成長しやすく、量産されている（１００）面および（１００）から、±２０°以内にオフした基板が、品質の安定性の面からのぞましい。さらに、ＧａＡｓ基板１４の面方位の範囲が、（１００）方向から（０−１−１）方向に１５°オフ±５°であることがより好ましい。
【００５３】
ＧａＡｓ基板１４の転位密度は、化合物半導体層２の結晶性を良くするために低い方が望ましい。具体的には、例えば、１０，０００個ｃｍ−２以下、望ましくは、１，０００個ｃｍ−２以下であることが好適である。
【００５４】
ＧａＡｓ基板１４は、ｎ型であってもｐ型であっても良い。ＧａＡｓ基板１４のキャリア濃度は、所望の電気伝導度と素子構造から、適宜選択することができる。例えば、ＧａＡｓ基板１４がシリコンドープのｎ型である場合には、キャリア濃度が１×１０１７〜５×１０１８ｃｍ−３の範囲であることが好ましい。これに対して、ＧａＡｓ基板１４が亜鉛をドープしたｐ型の場合には、キャリア濃度２×１０１８〜５×１０１９ｃｍ−３の範囲であることが好ましい。
【００５５】
緩衝層（ｂｕｆｆｅｒ）１５は、ＧａＡｓ基板１４と発光部７の構成層との格子ミスマッチの緩和するために設けられている。このため、基板の品質やエピタキシャル成長条件を選択すれば、緩衝層１５は、必ずしも必要ではない。また、緩衝層１５の材質は、エピタキシャル成長させる基板と同じ材質とすることが好ましい。したがって、本実施形態では、緩衝層１５には、ＧａＡｓ基板１４と同じくＧａＡｓを用いることが好ましい。また、緩衝層１５には、欠陥の伝搬を低減するためにＧａＡｓ基板１４と異なる材質からなる多層膜を用いることもできる。緩衝層１５の厚さは、０．１μｍ以上とすることが好ましく、０．２μｍ以上とすることがより好ましい。
【００５６】
本実施形態では、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）や減圧有機金属化学気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）等の公知の成長方法を適用することができる。なかでも、量産性に優れるＭＯＣＶＤ法を適用することが望ましい。具体的には、化合物半導体層２のエピタキシャル成長に使用するＧａＡｓ基板１４は、成長前に洗浄工程や熱処理等の前処理を実施して、表面の汚染や自然酸化膜を除去することが望ましい。
【００５７】
上記化合物半導体層２の各層をエピタキシャル成長する際、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、例えば、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）を用いることができる。また、Ｍｇのドーピング原料としては、例えば、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ｂｉｓ−（Ｃ５Ｈ５）２Ｍｇ）等を用いることができる。また、Ｓｉのドーピング原料としては、例えば、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）等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）、アルシン（ＡｓＨ３）等を用いることができる。また、各層の成長温度としては、電流拡散層８としてｐ型ＧａＰを用いる場合は、７２０〜７７０℃を適用することができ、その他の各層では６００〜７００℃を適用することができる。さらに、各層のキャリア濃度及び層厚、温度条件は、適宜選択することができる。
【００５８】
このようにして製造した化合物半導体層２は、結晶欠陥が少ない良好な表面状態が得られる。また、化合物半導体層２は、素子構造に対応して研磨などの表面加工を施しても良い。
【００５９】
（半導体コンタクト層及び透明導電膜の形成工程）
半導体コンタクト層６は、電流拡散層８の上にＭＯＣＶＤ法などで、結晶成長させて形成する。製法は、連続成長することで、工程を減らせるため、化合物半導体層２と同じ方法が望ましい。電流拡散層８と同じ極性であり、材質はＩｎＰ、ＧａＩnＰなどが、望ましい。更に、半導体コンタクト層６の上にＧａＡｓ等を含む砒素系からなるキャップ層を形成するのが、望ましい。電極形成前に、キャップ層を除去し、清浄な表面とすることが、できる。この工程は、選択エッチングを利用するのが安定しているため、半導体コンタクト層６とエッチング条件の異なる砒素系材料が、好適である。半導体コンタクト層６の厚さが薄い為、エッチングや研磨による表面の清浄化は、高い技術が必要である。キャップ層の厚さは、特に制約はないが、安定性とコスト面から、０．０５〜０．２μｍ程度が適当である。キャリア濃度は、特に制約を受けないが、半導体コンタクト層６と同じ極性、同じような濃度が望ましい。
半導体コンタクト層６、キャップ層をフォトリソグラフィー法で、例えば図１のようなパターンにすることは、光吸収が少なくなり望ましい例である。
ＩＴＯなどの透明導電膜５は、スパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。透明導電膜５は、透過率が高く、抵抗が小さい膜質になるよう成膜条件を調整する。
【００６０】
（金属反射層及び接続層の形成工程）
銀合金、金など金属反射層１２は、透明導電膜５の上にスパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。接続層１３と金属が混じり合わないように、Ｔｉ，Ｗ，Ｃｒ，Ｐｔなどのバリヤ層を挿入することが、望ましい。これらも、スパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。
次に、接続層１３は、例えば、ＡｕＩn，ＡｕＧｅなどの低融点金属をスパッタ法、真空蒸着法など公知の技術で形成できる。
【００６１】
（接合基板の接合工程）
次に、化合物半導体層２と接合基板３とを接合する。化合物半導体層２と接合基板３との接合は、先ず、接合基板３に、表面と裏面にそれぞれオーミック電極３Ａ，３Ｂを形成する。たとえば、シリコン基板に、チタン電極を形成する。電極は、スパッタ法、真空蒸着法など公知の技術を利用できる。次に、表面の電極の上に接続層１３を形成する。接続層は、半導体層側と同じ材質が望ましい。ＡｕＩｎ，ＡｕＧｅなどである。次に、貼り付け装置にセットし、接合層を接触させ、加熱、加圧により、化合物半導体層２と接合基板３を接合できる（図４参照）。
【００６２】
（ｎ型電極の形成工程）
次に、ｎ型オーミック電極４を形成する。ｎ型オーミック電極４の形成は、先ず、接合基板３と接合した化合物半導体層２から、ＧａＡｓ基板１４及びＧａＡｓ緩衝層１５をアンモニア系エッチャントによって選択的に除去する。次に、露出したコンタクト層１６の表面にｎ型オーミック電極４を形成する。具体的には、例えば、一般的なフォトリソグラフィー手段を利用してパターニングを行って、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金／Ａｕを任意の厚さとなるように真空蒸着法により積層した後、ｎ型オーミック電極４の形状を形成する。
【００６３】
ここで、本実施形態の発光ダイオード１の製造方法によれば、ｎ型及びｐ型オーミック電極４，５のオーミック電極化のための熱処理、および化合物半導体層２と接合基板３とを接合するための熱処理のいずれの場合も熱処理温度が６００℃以下とすることができるため、熱処理における材料の拡散現象を抑制あるいは低減することができる。
【００６４】
最後に、ダイシングソーにより切断を行い、チップ化し、切断面の破砕層及び汚れを除去する。このようにして発光ダイオード１を製造する。
【００６５】
＜発光ダイオードランプ＞
本発明に係る発光ダイオードを用いて、当業者周知の手段によってランプを構成することができる。このようなランプとしては、一般用途の砲弾型、携帯機器用途のサイドビュー型、表示器に用いられるトップビュー型等、何れの用途にも用いることができる。
【００６６】
例えば、図５に示す例のように、上下電極型の発光ダイオード１をトップビュー型に実装する場合には、マウント用基板９２の表面に設けられたｎ電極端子９３及びｐ電極端子９４の内の一方、図示例においてはｐ電極端子９４に発光ダイオード１の接合基板３側を接着し、また、発光ダイオード１の第１の電極であるｎ型オーミック電極４をワイヤー９５でｎ電極端子９３に接合する。そして、シリコン樹脂等の一般的な封止樹脂９７で発光ダイオード１の周辺をモールドすることにより、図５に示すようなトップビュー型の発光ダイオードランプ９１を作製することができる。
【００６７】
図５に示す発光ダイオードランプ９１は、上記構成により、ｎ電極端子９３とｐ電極端子９４との間に印加された電圧が、負極側であるｎ型オーミック電極４と正極側である接合基板３及びｐ型オーミック電極５を介して化合物半導体層２に印加され、発光層１０が発光する。そして、発光層１０から出射された光は、発光ダイオードランプ９１の正面方向Ｆに向けて取り出される。
【００６８】
本実施形態の発光ダイオードランプ９１は、上記本発明に係る発光ダイオード１が搭載されて構成されるので、非常に高い輝度を備え、発光特性に優れたものとなる。
【００６９】
なお、上記構成の発光ダイオードランプ９１において、マウント用基板９２の形状としては、図５に示す例においては板状に形成されているが、これには限定されず、他の形状を採用することも可能である
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の発光ダイオード１によれば、化合物半導体層２と透明導電膜からなるｐ型オーミック電極５との間に半導体コンタクト層６が設けられているため、オーミックコンタクトを形成するための熱処理温度を低くすることができる。これにより、熱処理における材料の拡散を抑制することができ、光吸収の増加、反射率の低下等を防ぐことができる。したがって、高輝度かつ低電圧で駆動できる発光ダイオード１を提供することができる。
【００７１】
また、半導体コンタクト層６が、化合物半導体層２の当該半導体コンタクト層６と接触する表面層である電流拡散層８を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含む場合には、半導体コンタクト層６の両界面での拡散現象を抑制することができる。これにより、各材料の光学的変化が小さく、光のロスがない高輝度の発光ダイオード１が得られる。
【００７２】
さらに、半導体コンタクト層６として、バンドギャップの小さい（オーミックコンタクトの取りやすい）材料を選択することにより、オーミックコンタクト形成の為の熱処理温度を下げることもでき、効果がより顕著となる。
【００７３】
本実施形態の発光ダイオードの製造方法によれば、ＧａＡｓ基板（半導体基板）１４に緩衝層１５を介して発光層１０を含む発光部７を有する化合物半導体層２を形成し、この化合物半導体層２上に、半導体コンタクト層６と、第２の電極５と、金属反射層１２及び接続層１３とを順次積層して形成した後、熱処理を行って化合物半導体層２と接合基板３とを接合し、ＧａＡｓ基板１４及び緩衝層１５を除去し、化合物半導体層２の接合基板３と反対側の面に第１の電極４を形成した後に熱処理を行なって、第１及び第２の電極４，５をオーミック電極とするとともに、各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下とする構成となっている。これにより、熱処理における材料の拡散現象を抑制あるいは低減することができる。したがって、光吸収の増加や反射率の低下等による輝度低下が抑制された、高輝度の上記発光ダイオード１を製造することができる。
【００７４】
本実施形態の発光ダイオードランプ９１によれば、本発明の上記発光ダイオード１を搭載しているため、高輝度の発光ダイオードランプを提供することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００７６】
（実施例１）
まず、上記実施形態に示した方法を用いて、接合基板は、シリコン基板（厚さ１５０μｍ）である。シリコン基板の両面にＴｉ：０．３μｍ／Ａｕ：０．３μｍを形成し、オーミック電極を形成した。
【００７７】
次に、上記実施形態に示した方法を用いて、化合物半導体層とコンタクト層、透明導電膜、金属反射層、接続層を形成するとともに、これにオーミック電極を形成したシリコン基板を接合して、実施例１の発光ダイオードを作製した。
ｎ型層は、Ｓｉ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２×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を１．５μｍとした。上部クラッド層は、Ｓｉをドープしたｎ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度を８×１０１７ｃｍ−３とし、層厚を１μｍとした。発光層は、アンドープの（Ａｌ０．２Ｇａ０．８）０．５Ｉｎ０．５Ｐ／（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐの１０対の積層構造からなり、層厚を０．８μｍとした。下部クラッド層は、Ｍｇをドープしたｐ型の（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなり、キャリア濃度を２×１０１７ｃｍ−３とし、層厚を１μｍとした。また、電流拡散層は、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＰ層であり、キャリア濃度を３×１０１８ｃｍ−３とし、層厚を３μｍとした。半導体コンタクト層は、ｐ型ＩｎＰ層であり、キャリア濃度を１×１０１９ｃｍ−３とし、層厚を２５ｎｍとした。
【００７８】
さらに、厚さ１００ｎｍのＩＴＯからなる透明導電膜をスパッタ法で形成した。次に、オーミック電極を形成する為に、５８０℃で、５分間熱処理し、ＩｎＰ／ＩＴＯ界面を低抵抗化した。
次に、ＩＴＯ表面に、Ａｇ合金：０．５μｍ／Ｗ：０．１μｍ／Ａｕ：０．１μｍ／ＡｕＩｎ：２μｍ／Ａｕ：０．０５μｍからなる積層構造を真空蒸着した。
【００７９】
電極を形成したシリコン基板と発光部を貼り付け装置内で、重ね合わせ、真空中で、荷重５０ｇ／ｃｍ２を加えながら４００℃で２０分加熱し、ウェーハとシリコン基板を接合した。
その後、ＧａＡｓ基板をアンモニア系のエッチング液で溶解させて除去した。
【００８０】
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ表面に、細線形状のパターンをフォトレジストで形成し、ＡｕＧｅ：０．２μｍ／Ａｕ：０．４μｍを真空蒸着し、リフトオフ法でオーミック電極パターンを形成した。その後、４２０℃で、１０分間熱処理し、低抵抗のオーミック電極を形成した。次に、ワイヤーボンディング用の円形のＡｕ電極を厚さ１．５μｍで、形成した。
【００８１】
次に、切断予定領域（３００μｍピッチ、幅４０μｍ）の発光部、ＩＴＯ，反射層、接続層をエッチング除去した。その後、ダイシングソーで、シリコン基板を切断しチップ化、洗浄した。
【００８２】
実施例１の発光ダイオードを搭載した発光ダイオードランプに２０ｍＡ通電した時のＶＦは、低抵抗電極を反映して１．９７Ｖと低い値であった。また、主波長６２０ｎｍの赤色発光し、約６０ｌｍ／Ｗの高い発光効率が得られた。
【００８３】
（比較例１）
実施例１のＩｎＰコンタクト層がない構造で、試験を行った。ＩｎＰコンタクト層がない為、熱処理条件が、７００℃×２０分でオーミック電極が形成した。その他の条件は、実施例１と同じである。比較例１の発光ダイオードを搭載しランプを作製した。
【００８４】
比較例１の発光ダイオードランプに２０ｍＡ通電して、ＶＦは２．２Ｖで、主波長６２０ｎｍの赤色発光をした。このとき、発光ダイオードの発光効率は、約４５ｌｍ／Ｗであった。
実施例１と比較して、接触抵抗の増加によりＶＦが約１０％上昇し、発光強度も内部吸収により約１６％低下したと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の発光ダイオードは、発光ダイオードの内部吸収を小さくし、更に、低ＶＦ化により、従来にない発光効率が得られた。高効率が要求される各種の表示ランプ、照明、車載等に幅広い用途に利用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・発光ダイオード
２・・・化合物半導体層
２ａ・・・光取り出し面
３・・・接合基板（基板）
４・・・ｎ型オーミック電極（第１の電極）
４ａ・・・円状電極
４ｂ・・・細線電極
５・・・ｐ型オーミック電極（第２の電極）
６・・・半導体コンタクト層
７・・・発光部
８・・・電流拡散層
９・・・下部クラッド層
１０・・・発光層
１１・・・上部クラッド層
１２・・・金属反射層
１３・・・接続層
１４・・・ＧａＡｓ基板
１５・・・緩衝層
１６・・・コンタクト層
９１・・・発光ダイオードランプ
９２・・・マウント用基板
９３・・・ｎ電極端子
９４・・・ｐ電極端子
９５・・・ワイヤー
９７・・・封止樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含むｐｎ接合構造の発光部を有する化合物半導体層と、基板とが接合され、
前記化合物半導体層の光取り出し面側に設けられた第１の電極と、
前記化合物半導体層の前記光取り出し面と反対側の面に設けられた透明導電膜からなる第２の電極と、を備えた発光ダイオードであって、
前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に半導体コンタクト層が設けられていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層の当該半導体コンタクト層と接触する表面層を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、前記透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含む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】
前記半導体コンタクト層の厚さが、４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間の全面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記半導体コンタクト層が、アイランド状にパターン形成されており、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に分散配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記半導体コンタクト層のバンドギャップが、１．３ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記半導体コンタクト層が、ＩｎＧａＰであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記半導体コンタクト層が、ＩｎＰであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記化合物半導体層と、前記基板との間に、
前記半導体コンタクト層と、
前記透明導電膜と、
前記発光層からの光を反射する金属反射層と、
前記基板とオーミック接触をするための接続層と、を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記透明導電膜が、ＩＴＯから構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
前記化合物半導体層の表面層が、ＧａＰから構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１２】
前記金属反射層は、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕ及びこれらの各合金のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１３】
前記発光層は、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）又は、砒化アルミニウム・ガリウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ；０≦Ｘ≦１）から構成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１４】
前記基板は、シリコン又はゲルマニウムから構成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１５】
前記基板は、Ｃｕ及びＭｏのいずれか一方又は両方を含む金属基板であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法であって、
半導体基板に緩衝層を介して発光層を含む発光部を有する化合物半導体層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、半導体コンタクト層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、前記半導体コンタクト層を介して透明導電膜を成膜して第２の電極を形成する工程と、
前記透明導電膜上に金属反射層と接続層とを順次積層して形成する工程と、
熱処理を行って前記化合物半導体層と基板とを接合する工程と、
前記半導体基板及び前記緩衝層を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記基板と反対側の面に第１の電極を形成する工程と、
熱処理を行なって、前記第１及び第２の電極をオーミック電極とする工程と、を備え、
上記各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下であることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードが搭載されていることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【請求項１】
発光層を含むｐｎ接合構造の発光部を有する化合物半導体層と、基板とが接合され、
前記化合物半導体層の光取り出し面側に設けられた第１の電極と、
前記化合物半導体層の前記光取り出し面と反対側の面に設けられた透明導電膜からなる第２の電極と、を備えた発光ダイオードであって、
前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に半導体コンタクト層が設けられていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層の当該半導体コンタクト層と接触する表面層を構成する主要な元素のうち少なくとも一つと、前記透明導電膜を構成する主要な元素のうち少なくとも一つとを含む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】
前記半導体コンタクト層の厚さが、４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記半導体コンタクト層が、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間の全面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記半導体コンタクト層が、アイランド状にパターン形成されており、前記化合物半導体層と前記透明導電膜との間に分散配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記半導体コンタクト層のバンドギャップが、１．３ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記半導体コンタクト層が、ＩｎＧａＰであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記半導体コンタクト層が、ＩｎＰであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記化合物半導体層と、前記基板との間に、
前記半導体コンタクト層と、
前記透明導電膜と、
前記発光層からの光を反射する金属反射層と、
前記基板とオーミック接触をするための接続層と、を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記透明導電膜が、ＩＴＯから構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
前記化合物半導体層の表面層が、ＧａＰから構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１２】
前記金属反射層は、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｃｕ及びこれらの各合金のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１３】
前記発光層は、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）又は、砒化アルミニウム・ガリウム（組成式（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）Ａｓ；０≦Ｘ≦１）から構成されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１４】
前記基板は、シリコン又はゲルマニウムから構成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１５】
前記基板は、Ｃｕ及びＭｏのいずれか一方又は両方を含む金属基板であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法であって、
半導体基板に緩衝層を介して発光層を含む発光部を有する化合物半導体層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、半導体コンタクト層を形成する工程と、
前記化合物半導体層上に、前記半導体コンタクト層を介して透明導電膜を成膜して第２の電極を形成する工程と、
前記透明導電膜上に金属反射層と接続層とを順次積層して形成する工程と、
熱処理を行って前記化合物半導体層と基板とを接合する工程と、
前記半導体基板及び前記緩衝層を除去する工程と、
前記化合物半導体層の前記基板と反対側の面に第１の電極を形成する工程と、
熱処理を行なって、前記第１及び第２の電極をオーミック電極とする工程と、を備え、
上記各工程における熱処理の最高温度が６００℃以下であることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードが搭載されていることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１６５８００（Ｐ２０１１−１６５８００Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５３５１（Ｐ２０１０−２５３５１）
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【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２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月８日（２０１０．２．８）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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