ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法
【課題】ｎ側電極にＡｌ単体またはＡｌ合金からなるｎ側第１金属層を含み、ｐ側電極にＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む導電性酸化物膜を含む、ＧａＮ系ＬＥＤの製造工程において、該導電性酸化物膜が腐食することを防止する。
【解決手段】第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって導電性酸化物膜の表面を保護し、第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによってｎ側第１金属層の表面を保護することによって、ｎ側第１金属層および導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする
【解決手段】第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって導電性酸化物膜の表面を保護し、第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによってｎ側第１金属層の表面を保護することによって、ｎ側第１金属層および導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、３族窒化物半導体、窒化物系半導体などとも呼ばれる。ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とからなるダブルヘテロｐｎ接合型の発光構造を、ＧａＮ系半導体を用いて形成してなるＧａＮ系ＬＥＤが、近紫外〜緑の波長域の光を発生させるデバイスとして実用化されている。また、ＧａＮ系ＬＥＤを蛍光体と組み合わせることによって白色光源を得ることができる。かかる白色光源は、液晶ディスプレイのバックライトユニット用光源や室内照明用光源として使用されている。
【０００３】
ｎ側電極の材料にＡｌ（アルミニウム）を用い、ｐ側電極の材料にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用いた、ＧａＮ系ＬＥＤが公知である（特許文献１）。Ａｌは近紫外〜可視波長域における反射率の高い金属であることから、これを電極の材料に用いることによって、ＧａＮ系ＬＥＤの発光効率を改善することができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２９２１号公報
【特許文献２】米国特許第６５７３５３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１２は、ｎ側電極の材料にＡｌを用い、ｐ側電極の材料にＩＴＯを用いた、ＧａＮ系ＬＥＤの構造例を示す断面図である。ＧａＮ系ＬＥＤ１０００は、サファイア基板１１００上に、下層側から上層側に向かって、それぞれがＧａＮ系半導体からなるｎ型層１２１０、活性層１２２０、ｐ型層１２３０をこの順に含む、半導体積層体１２３０を有している。半導体積層体１２３０からｐ型層１２３０と活性層１２２０がエッチング除去された部分に露出したｎ型層１２１０の表面には、ｎ側電極１３００が形成されている。このｎ側電極１３００は、Ａｌ層１３１０と、その上に積層されたｎ側電極パッド１３２０とを備えている。Ａｌ層１３１０はｎ型層１２１０とオーミック接触している。ｎ側電極パッド１３２０は積層構造（図示せず）を有しており、Ａｌ層１３１０に接する部分にＴｉＷ層を、また、最上層としてＡｕ層を含んでいる。ｐ型層１２３０の上面にはｐ側電極１４００が形成されている。このｐ側電極１４００は、ＩＴＯ膜１４１０と、その一部上に形成されたｐ側電極パッド１４２０とから構成されている。ＩＴＯ膜１４１０はｐ型層１２３０とオーミック接触している。ｐ側電極パッド１４２０はｎ側電極パッド１３２０と同じ積層構造を有しており、ＩＴＯ膜１４１０に接する部分にＴｉＷ層を、また、最上層としてＡｕ層を含んでいる。
【０００６】
本発明者等が下記の手順に従ってＧａＮ系ＬＥＤ１０００を作製したところ、ＩＴＯ膜１４１０の腐食がしばしば発生するという問題があることが判明した。
（ｓ１）サファイア基板１１００上に半導体積層体１２００をエピタキシャル成長させることにより製造されたエピウェハを準備した（図１３）。
（ｓ２）半導体積層体１２００の表面（ｐ型層１２３０の上面）に、ＩＴＯ膜１４１０を蒸着により形成し、そのＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ技法を用いて所定の形状にパ
ターニングした（図１４）。
【０００７】
（ｓ３）ドライエッチング技法を用いて半導体積層体１２００の所定部位からｐ型層１２３０と活性層１２２０を除去し、ｎ型層１２１０を露出させた（図１５）。
（ｓ４）ステップ（ｓ３）で露出させたｎ型層１２１０の表面に、リフトオフ法を用いて、Ａｌ層１３１０を所定形状に形成した（図１６）。
（ｓ５）Ａｌ層１３１０上とＩＴＯ膜１４１０上に所定形状の開口部を有するリフトオフ用のマスクパターンｍを、ポジ型フォトレジストを用いて形成した（図１７）。
【０００８】
（ｓ６）ステップ（ｓ５）で形成したマスクパターンｍを用いたリフトオフ法により、ｎ側電極パッド層１３２０とｐ側電極パッド１４２０とを同時に、所定形状に形成した（図１８）。
ＩＴＯ膜の腐食が生じたＧａＮ系ＬＥＤを顕微鏡観察したところ、ｐ側電極パッド１４２０が形成された部位で、最も激しい腐食が起こっていた。腐食は、該部位から周囲に向かって広がっている場合もあった。
【０００９】
このようなＩＴＯ膜の腐食は、Ａｌ層１３１０を形成するステップ（ｓ４）をスキップしてステップ（ｓ５）に進んだ場合、すわなち、ステップ（ｓ５）においてｎ側電極パッド１３２０をｎ型層１２１０の表面に直接形成した場合には、発生しなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の顕微鏡観察結果から、本発明者等は、上記ステップ（ｓ５）において、露光後のポジ型フォトレジストをアルカリ現像液で現像した際に、ＩＴＯ膜の腐食が発生した可能性が高いと考えた。そして、Ａｌ層が存在しない場合にはＩＴＯ膜が腐食しなかった事実から、観察されたＩＴＯの腐食は、ガルバニック反応による還元腐食である可能性が高いと考えた。つまり、現像によってフォトレジスト膜に形成される開口部を通してＡｌ層とＩＴＯ膜が同時にアルカリ現像液に接した結果、アルカリ現像液が電解液として作用し、カソード反応としてＡｌの酸化、アノード反応として酸化インジウムの還元を含む、ガルバニック腐食が生じたという推定である。相互に接触していないＡｌ層１３１０とＩＴＯ膜１４１０との間での電子の授受は、半導体積層体１２３０を経由して起こったものと考えられる。
【００１１】
上記考察に基づき、本発明者等は、ＩＴＯとＡｌが同時にアルカリ現像液に接触することがないよう、ｎ側電極パッドを形成する工程と、ｐ側電極パッドを形成する工程とを分離した。その結果、ＩＴＯの腐食は全く発生しなくなった。
本発明は、上述の問題解決プロセスを通して完成されたものであり、その要旨は以下に記す通りである：
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって下記導電性酸化物膜の表面を保護するとともに、該第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによって下記ｎ側第１金属層の表面を保護することによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【００１２】
上記製造方法において、第１のフォトレジストおよび第２のフォトレジストは、好ましくはポジ型フォトレジストである。
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤが備える半導体積層体は、通常、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮなどからなる単結晶基板の上に複数のＧａＮ系半導体層を順次エピタキシャル成長させることにより形成される。上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤは、このときに使用された単結晶基板を構造中に含むことができるが、必須ではない。
【００１３】
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤは、Ａｌ単体またはＡｌ合金からなるｎ側第１金属層を備えている。ここでいうＡｌ合金とは、耐熱性その他の性質を改善するために、Ａｌに他の元素が添加された、Ａｌを主成分とする合金である。耐熱性を改善するためにＡｌに添加される元素としては、Ｔｉ（チタン）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｃｕ（銅）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）などが例示される。ｎ側第１金属層に含まれるＡｌ以外の元素の濃度が低いほど、この層の反射率は高くなる傾向がある。
【００１４】
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤが備える導電性酸化物膜の材料は、ＩＴＯやＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）のような、酸化インジウムベースの導電性酸化物、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）やＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）のような酸化亜鉛ベースの導電性酸化物、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）のような酸化錫ベースの導電性酸化物などであり得る。とりわけ、ＩＴＯは導電性および透明性に特に優れることから、極めて好ましい材料である。
【００１５】
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤが備えるｎ側第２金属層およびｐ側金属層には、それぞれ、ＬＥＤの実装に使用される電気接続材料を接合するためのパッド部が設けられる。電気接続材料としては、Ａｕワイヤのようなボンディングワイヤ、Ａｕバンプのようなメタルバンプ、ＡｕＳｎハンダのようなハンダが例示される。ｎ側第２金属層およびｐ側金属層のいずれかまたは両方は、パッド部に加えて、パッド部と一体的に形成された、電流を水平方向（半導体積層体の積層方向と直交する方向）に拡げるための延伸部を有していてもよい。この延伸部は、好ましくは、幅１０μｍ以下のストライプ状部分を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態に係る上記の製造方法によれば、上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを歩留まりよく製造することができる。それには次の２つの理由がある。
第一の理由は、ｎ側第２金属層とｐ側金属層の両方を、アルカリ現像液で現像可能なフォトレジストからなるマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、所定形状に形成するからである。アディティブなパターニング法であるリフトオフ法によれば、目的とする金属層を、その金属層よりも先に形成された他の構造物（例えば、金属、導電性酸化物などからなる電極）の溶解や損傷を引き起こすことなく、容易にパターニングすることができる。更に、アルカリ現像液で現像できるフォトレジストの使用により、そのマスクパターンを精度よく形成することができる。なぜなら、フォトレジストの材料は有機樹脂であるのに対し、アルカリ現像液は水性溶液であることから、現像工程で現像液によるレジスト膜の膨潤が起こらないからである。このことは、ｎ側第２金属層またはｐ側金属層に幅
１０μｍ以下のストライプ状部分を設ける場合に、特に有利である。
【００１７】
第二の理由は、マスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程において、Ａｌからなるｎ側第１金属層と導電性酸化物膜とが同時にアルカリ現像液に接触することを防止しているからである。Ａｌと導電性酸化物膜が同時にアルカリ現像液に接触しなければ、アルカリ現像液が電解液として作用しないので、導電性酸化物膜がＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含んでいても、導電性酸化物膜のガルバニック腐食は生じない。
【００１８】
なお、アルカリ現像液で現像が可能なフォトレジストは、通常、ポジ型フォトレジストである。ネガ型フォトレジストの多くでは有機溶剤を現像液に用いるので、現像工程で現像液によるレジスト膜の膨潤が起こる。膨潤によってレジスト膜は変形するので、ネガ型フォトレジストを用いて高精度のマスクパターンを形成することは難しい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る製造方法を用いて製造することができるＧａＮ系ＬＥＤの構造例を示すものであり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤが備えるｎ側第２金属層だけを抜き出して示す平面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤが備えるｐ側金属層だけを抜き出して示す平面図であり
【図３】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図５】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図６】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図７】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。。
【図８】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図９】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１０】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１１】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１２】ＧａＮ系ＬＥＤの構造例を示す断面図である。
【図１３】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１４】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１５】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１６】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１７】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１８】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態に係る製造方法を、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤ１００の製造方法を例に用いて説明する。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は、単結晶基板１１０上にバッファ層（図示せず）を介して形成された半導体積層体１２０を有している。単結晶基板１１０は、サファイア基板、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板などであり得る。半導体積層体１２０は、下層側から上層側に向かって、Ｓｉドープされたｎ型ＧａＮ層１２１、活性層１２２、Ｍｇドープされたｐ型ＧａＮ層１２３を、この順に含んでいる。ｎ型ＧａＮ層１２１はクラッド層とコンタクト層を兼用している。ｐ型ＧａＮ層１２３も同様である。活性層１２２はＭＱＷ構造を有しており、アンドープのＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＳｉドープされたＩｎｙＧａ１−ｙＮ（ｘ＞ｙ≧０）障壁層とを交互に積層することにより形成されている。ｐ型ＧａＮ層１
２３の上面はテクスチャ化されていてもよい。単結晶基板１１０とｎ型ＧａＮ層１２１との間、ｎ型ＧａＮ層１２１と活性層１２２との間、活性層１２２とｐ型ＧａＮ層１２３の間には、様々な機能を有するＧａＮ系半導体層（積層体でもよい）が挿入され得る。ここでいう様々な機能には、例えば、転位密度を低減させる機能や、歪緩和機能が含まれる。更に、ｎ型ＧａＮ層１２１と活性層１２２との間、および、活性層１２２とｐ型ＧａＮ層１２３との間には、キャリアの活性層１２２への閉じ込めを促進する機能を有するＧａＮ系半導体層が挿入され得る。
【００２１】
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は、部分的に露出したｎ型ＧａＮ層１２１の表面に、ｎ側電極１３０を有している。このｎ側電極１３０は、ＡｌまたはＡｌ合金からなるｎ側第１金属層１３１と、その上に積層されたｎ側第２電極層１３２とから構成されている。ｎ側第１金属層１３１はｎ型ＧａＮ層１２１とオーミック接触している。ｎ側第２金属層１３２は、好ましくは、最上部にＡｕ層を含む。その場合、ｎ側第２金属層１３２は、ｎ側第１金属層１３１と接する部分に、Ａｕよりも高融点の金属を含むバリア層を含むことが好ましい。バリア層に好ましく使用し得る金属として、Ｐｔ（白金）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）などが例示される。
【００２２】
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は、ｐ型ＧａＮ層１２３の上面にｐ側電極１４０を有している。このｐ側電極１４０は、導電性酸化物膜１４１と、その一部上に形成されたｐ側金属層１４２とから構成されている。導電性酸化物膜１４１の材料は、ＩＴＯやＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）のような酸化インジウムベースの導電性酸化物、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）やＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）のような酸化亜鉛ベースの導電性酸化物、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）のような酸化錫ベースの導電性酸化物などで有り得る。導電性酸化物膜１４１はｐ型層１２３とオーミック接触している。ｐ側金属層１４２は、好ましくは、最上部にＡｕ層を含む。ｐ側金属層１４２は、また、導電性酸化物膜１４１と接する部分に、金属酸化物との密着性に優れる金属からなる層を含むことが好ましい。そのような金属として、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｒｈ（ロジウム）などが例示される。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、ｎ側第２金属層１３２は、電気接続材料が接合される部分であるパッド部１３２ａと、該パッド部と一体的に形成された、ストライプ状の延伸部１３２ｂとを有している。ｐ側金属層１４２も同様で、図２（ｂ）に示すように、パッド部１４２ａと、ストライプ状の延伸部１４２ｂとを有している。各延伸部の幅は、好ましくは１〜１０μｍ、より好ましくは４〜８μｍである。これらの延伸部の幅が大き過ぎる場合には、光取出し効率が低下し、小さ過ぎる場合には、電流を水平方向に拡げる機能が低下する。
【００２４】
図示を省略しているが、ＧａＮ系ＬＥＤ１００の、半導体積層体１２０が形成された側の面（ただし、ｎ側第２金属層１３２の表面およびｐ側金属層１４２の表面を除く）は、ＳｉＯ２のような絶縁性の金属酸化物からなるパッシベーション膜で被覆されている。
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は次の手順に従って製造することができる。
（Ｓ１）ＭＯＶＰＥ法を用いて単結晶基板１１０上にｎ型ＧａＮ層１２１、活性層１２２、ｐ型ＧａＮ層１２３を順次成長させて、半導体積層体１２０を形成する（図３）。
【００２５】
（Ｓ２）半導体積層体１２０の表面（ｐ型ＧａＮ層１２３の上面）に、蒸着、スパッタなどの方法を用いて、導電性酸化物膜１４１を１００〜３００ｎｍの厚さに形成し、更に、フォトリソグラフィ技法を用いて所定の形状にパターニングする（図４）。パターニング後、必要に応じて、導電性酸化物膜１４１とｐ型ＧａＮ層１２３との間の接触抵抗を低下させるために熱処理を行う。
【００２６】
（Ｓ３）ドライエッチング技法を用いて半導体積層体１２０の所定部位からｐ型ＧａＮ層１２３と活性層１２２を除去し、ｎ型ＧａＮ層１２１を露出させる（図５）。
（Ｓ４）上記ステップ（Ｓ３）で露出させたｎ型ＧａＮ層１２１の表面に、リフトオフ法を用いて、ｎ側第１金属層１３１を所定形状に形成する（図６）。ｎ側第１金属層の厚さは、０．０５〜０．５μｍとすることができる。形成したｎ側第１金属層１３１に対しては、ｎ型ＧａＮ層１２１との間の接触抵抗を低下させるための熱処理を行う。
【００２７】
（Ｓ５）ｎ側第１金属層１３１上のみに所定形状の開口部を有するリフトオフ用のマスクパターンＭ１を、ポジ型フォトレジストを用いて形成する（図７）。ここで、露光後のポジ型フォトレジストの現像にはアルカリ現像液を用いる。
（Ｓ６）ステップ（Ｓ５）で形成したマスクパターンＭ１を用いたリフトオフ法により、ｎ側第１金属層１３１上にｎ側第２金属層１３２を形成する（図８）。ｎ側第２金属層１３２の厚さは０．３〜２μｍとすることができる。ｎ側第２金属層１３２は、Ａｕ層を含むことが好ましく、そのＡｕ層の厚さは、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上である。
【００２８】
（Ｓ７）導電性酸化物膜１４１上のみに所定形状の開口部を有するリフトオフ用のマスクパターンＭ２を、ポジ型フォトレジストを用いて形成する（図９）。ここで、露光後のポジ型フォトレジストの現像にはアルカリ現像液を用いる。
（Ｓ８）ステップ（Ｓ７）で形成したマスクパターンＭ２を用いたリフトオフ法により、導電性酸化物膜１４１上にｐ側金属層１４２を形成する（図１０）。ｐ側金属層１４２の厚さは０．５〜２μｍとすることができる。ｐ側金属層１４２は、Ａｕ層を含むことが好ましく、そのＡｕ層の厚さは、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上である。
【００２９】
（Ｓ９）半導体積層体１２０が形成された側のウェハ表面（ただし、ｎ側第２金属層１３２の表面とｐ側金属層１４２の表面を除く）に、ＳｉＯ２からなるパッシベーション膜を形成する。
（Ｓ１０）必要に応じて公知のグラインディング法、ラッピング法、ポリッシング法などを用いて単結晶基板１１０の厚さを減じた後、公知のダイシング法を用いてウェハからチップ状のＧａＮ系ＬＥＤ１００を切り出す（図１１）。
【００３０】
上記の手順において、ステップ（Ｓ２）とステップ（Ｓ３）の順番は入れ替えることができる。また、ステップ（Ｓ５）および（Ｓ６）を行う前に、ステップ（Ｓ７）および（Ｓ８）を行うこともできる。ステップ（Ｓ７）および（Ｓ８）は、ステップ（Ｓ４）の前に行うことも可能である。ステップ（Ｓ２）を、ステップ（Ｓ６）と（Ｓ７）の間に行うことも、また、可能である。
上記の手順では、該ｎ側第１金属層１３１上にｎ側第２金属層１３２を積層する前に、ｎ側第１金属層１３１の熱処理を行っている。その理由は、ｎ側第２金属層に含まれる金属が、ｎ側第１金属層に拡散して、ｎ側第１金属層の反射率を低下させることを防止するためである。同じ理由から、ｎ側第２金属層の熱処理は行わないことが望ましい。また、導電性酸化物膜１４１またはｐ側金属層１４２の熱処理が必要な場合には、ｎ側第１金属層上にｎ側第２金属層を積層する前に行うことが望ましい。
【００３１】
本発明は、明細書および図面に明示的に記載された実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００ ＧａＮ系ＬＥＤ
１１０ 単結晶基板
１２０ 半導体積層体
１２１ ｎ型ＧａＮ層
１２２ 活性層
１２３ ｐ型ＧａＮ層
１３０ ｎ側電極
１３１ ｎ側第１金属層
１３２ ｎ側第２金属層
１３２ａ パッド部
１３２ｂ 延伸部
１４０ ｐ側電極
１４１ 導電性酸化物膜
１４２ ｐ側金属層
１４２ａ パッド部
１４２ｂ 延伸部
Ｍ１、Ｍ２ マスクパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、３族窒化物半導体、窒化物系半導体などとも呼ばれる。ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とからなるダブルヘテロｐｎ接合型の発光構造を、ＧａＮ系半導体を用いて形成してなるＧａＮ系ＬＥＤが、近紫外〜緑の波長域の光を発生させるデバイスとして実用化されている。また、ＧａＮ系ＬＥＤを蛍光体と組み合わせることによって白色光源を得ることができる。かかる白色光源は、液晶ディスプレイのバックライトユニット用光源や室内照明用光源として使用されている。
【０００３】
ｎ側電極の材料にＡｌ（アルミニウム）を用い、ｐ側電極の材料にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）を用いた、ＧａＮ系ＬＥＤが公知である（特許文献１）。Ａｌは近紫外〜可視波長域における反射率の高い金属であることから、これを電極の材料に用いることによって、ＧａＮ系ＬＥＤの発光効率を改善することができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２９２１号公報
【特許文献２】米国特許第６５７３５３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１２は、ｎ側電極の材料にＡｌを用い、ｐ側電極の材料にＩＴＯを用いた、ＧａＮ系ＬＥＤの構造例を示す断面図である。ＧａＮ系ＬＥＤ１０００は、サファイア基板１１００上に、下層側から上層側に向かって、それぞれがＧａＮ系半導体からなるｎ型層１２１０、活性層１２２０、ｐ型層１２３０をこの順に含む、半導体積層体１２３０を有している。半導体積層体１２３０からｐ型層１２３０と活性層１２２０がエッチング除去された部分に露出したｎ型層１２１０の表面には、ｎ側電極１３００が形成されている。このｎ側電極１３００は、Ａｌ層１３１０と、その上に積層されたｎ側電極パッド１３２０とを備えている。Ａｌ層１３１０はｎ型層１２１０とオーミック接触している。ｎ側電極パッド１３２０は積層構造（図示せず）を有しており、Ａｌ層１３１０に接する部分にＴｉＷ層を、また、最上層としてＡｕ層を含んでいる。ｐ型層１２３０の上面にはｐ側電極１４００が形成されている。このｐ側電極１４００は、ＩＴＯ膜１４１０と、その一部上に形成されたｐ側電極パッド１４２０とから構成されている。ＩＴＯ膜１４１０はｐ型層１２３０とオーミック接触している。ｐ側電極パッド１４２０はｎ側電極パッド１３２０と同じ積層構造を有しており、ＩＴＯ膜１４１０に接する部分にＴｉＷ層を、また、最上層としてＡｕ層を含んでいる。
【０００６】
本発明者等が下記の手順に従ってＧａＮ系ＬＥＤ１０００を作製したところ、ＩＴＯ膜１４１０の腐食がしばしば発生するという問題があることが判明した。
（ｓ１）サファイア基板１１００上に半導体積層体１２００をエピタキシャル成長させることにより製造されたエピウェハを準備した（図１３）。
（ｓ２）半導体積層体１２００の表面（ｐ型層１２３０の上面）に、ＩＴＯ膜１４１０を蒸着により形成し、そのＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィ技法を用いて所定の形状にパ
ターニングした（図１４）。
【０００７】
（ｓ３）ドライエッチング技法を用いて半導体積層体１２００の所定部位からｐ型層１２３０と活性層１２２０を除去し、ｎ型層１２１０を露出させた（図１５）。
（ｓ４）ステップ（ｓ３）で露出させたｎ型層１２１０の表面に、リフトオフ法を用いて、Ａｌ層１３１０を所定形状に形成した（図１６）。
（ｓ５）Ａｌ層１３１０上とＩＴＯ膜１４１０上に所定形状の開口部を有するリフトオフ用のマスクパターンｍを、ポジ型フォトレジストを用いて形成した（図１７）。
【０００８】
（ｓ６）ステップ（ｓ５）で形成したマスクパターンｍを用いたリフトオフ法により、ｎ側電極パッド層１３２０とｐ側電極パッド１４２０とを同時に、所定形状に形成した（図１８）。
ＩＴＯ膜の腐食が生じたＧａＮ系ＬＥＤを顕微鏡観察したところ、ｐ側電極パッド１４２０が形成された部位で、最も激しい腐食が起こっていた。腐食は、該部位から周囲に向かって広がっている場合もあった。
【０００９】
このようなＩＴＯ膜の腐食は、Ａｌ層１３１０を形成するステップ（ｓ４）をスキップしてステップ（ｓ５）に進んだ場合、すわなち、ステップ（ｓ５）においてｎ側電極パッド１３２０をｎ型層１２１０の表面に直接形成した場合には、発生しなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の顕微鏡観察結果から、本発明者等は、上記ステップ（ｓ５）において、露光後のポジ型フォトレジストをアルカリ現像液で現像した際に、ＩＴＯ膜の腐食が発生した可能性が高いと考えた。そして、Ａｌ層が存在しない場合にはＩＴＯ膜が腐食しなかった事実から、観察されたＩＴＯの腐食は、ガルバニック反応による還元腐食である可能性が高いと考えた。つまり、現像によってフォトレジスト膜に形成される開口部を通してＡｌ層とＩＴＯ膜が同時にアルカリ現像液に接した結果、アルカリ現像液が電解液として作用し、カソード反応としてＡｌの酸化、アノード反応として酸化インジウムの還元を含む、ガルバニック腐食が生じたという推定である。相互に接触していないＡｌ層１３１０とＩＴＯ膜１４１０との間での電子の授受は、半導体積層体１２３０を経由して起こったものと考えられる。
【００１１】
上記考察に基づき、本発明者等は、ＩＴＯとＡｌが同時にアルカリ現像液に接触することがないよう、ｎ側電極パッドを形成する工程と、ｐ側電極パッドを形成する工程とを分離した。その結果、ＩＴＯの腐食は全く発生しなくなった。
本発明は、上述の問題解決プロセスを通して完成されたものであり、その要旨は以下に記す通りである：
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって下記導電性酸化物膜の表面を保護するとともに、該第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによって下記ｎ側第１金属層の表面を保護することによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【００１２】
上記製造方法において、第１のフォトレジストおよび第２のフォトレジストは、好ましくはポジ型フォトレジストである。
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤが備える半導体積層体は、通常、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮなどからなる単結晶基板の上に複数のＧａＮ系半導体層を順次エピタキシャル成長させることにより形成される。上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤは、このときに使用された単結晶基板を構造中に含むことができるが、必須ではない。
【００１３】
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤは、Ａｌ単体またはＡｌ合金からなるｎ側第１金属層を備えている。ここでいうＡｌ合金とは、耐熱性その他の性質を改善するために、Ａｌに他の元素が添加された、Ａｌを主成分とする合金である。耐熱性を改善するためにＡｌに添加される元素としては、Ｔｉ（チタン）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｉ（ケイ素）、Ｃｕ（銅）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）などが例示される。ｎ側第１金属層に含まれるＡｌ以外の元素の濃度が低いほど、この層の反射率は高くなる傾向がある。
【００１４】
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤが備える導電性酸化物膜の材料は、ＩＴＯやＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）のような、酸化インジウムベースの導電性酸化物、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）やＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）のような酸化亜鉛ベースの導電性酸化物、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）のような酸化錫ベースの導電性酸化物などであり得る。とりわけ、ＩＴＯは導電性および透明性に特に優れることから、極めて好ましい材料である。
【００１５】
上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤが備えるｎ側第２金属層およびｐ側金属層には、それぞれ、ＬＥＤの実装に使用される電気接続材料を接合するためのパッド部が設けられる。電気接続材料としては、Ａｕワイヤのようなボンディングワイヤ、Ａｕバンプのようなメタルバンプ、ＡｕＳｎハンダのようなハンダが例示される。ｎ側第２金属層およびｐ側金属層のいずれかまたは両方は、パッド部に加えて、パッド部と一体的に形成された、電流を水平方向（半導体積層体の積層方向と直交する方向）に拡げるための延伸部を有していてもよい。この延伸部は、好ましくは、幅１０μｍ以下のストライプ状部分を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態に係る上記の製造方法によれば、上記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを歩留まりよく製造することができる。それには次の２つの理由がある。
第一の理由は、ｎ側第２金属層とｐ側金属層の両方を、アルカリ現像液で現像可能なフォトレジストからなるマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、所定形状に形成するからである。アディティブなパターニング法であるリフトオフ法によれば、目的とする金属層を、その金属層よりも先に形成された他の構造物（例えば、金属、導電性酸化物などからなる電極）の溶解や損傷を引き起こすことなく、容易にパターニングすることができる。更に、アルカリ現像液で現像できるフォトレジストの使用により、そのマスクパターンを精度よく形成することができる。なぜなら、フォトレジストの材料は有機樹脂であるのに対し、アルカリ現像液は水性溶液であることから、現像工程で現像液によるレジスト膜の膨潤が起こらないからである。このことは、ｎ側第２金属層またはｐ側金属層に幅
１０μｍ以下のストライプ状部分を設ける場合に、特に有利である。
【００１７】
第二の理由は、マスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程において、Ａｌからなるｎ側第１金属層と導電性酸化物膜とが同時にアルカリ現像液に接触することを防止しているからである。Ａｌと導電性酸化物膜が同時にアルカリ現像液に接触しなければ、アルカリ現像液が電解液として作用しないので、導電性酸化物膜がＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含んでいても、導電性酸化物膜のガルバニック腐食は生じない。
【００１８】
なお、アルカリ現像液で現像が可能なフォトレジストは、通常、ポジ型フォトレジストである。ネガ型フォトレジストの多くでは有機溶剤を現像液に用いるので、現像工程で現像液によるレジスト膜の膨潤が起こる。膨潤によってレジスト膜は変形するので、ネガ型フォトレジストを用いて高精度のマスクパターンを形成することは難しい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る製造方法を用いて製造することができるＧａＮ系ＬＥＤの構造例を示すものであり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤが備えるｎ側第２金属層だけを抜き出して示す平面図であり、図２（ｂ）は、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤが備えるｐ側金属層だけを抜き出して示す平面図であり
【図３】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図５】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図６】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図７】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。。
【図８】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図９】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１０】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１１】本発明に係る製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１２】ＧａＮ系ＬＥＤの構造例を示す断面図である。
【図１３】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１４】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１５】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１６】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１７】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図１８】ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態に係る製造方法を、図１に示すＧａＮ系ＬＥＤ１００の製造方法を例に用いて説明する。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ線の位置における断面図である。
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は、単結晶基板１１０上にバッファ層（図示せず）を介して形成された半導体積層体１２０を有している。単結晶基板１１０は、サファイア基板、ＳｉＣ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板などであり得る。半導体積層体１２０は、下層側から上層側に向かって、Ｓｉドープされたｎ型ＧａＮ層１２１、活性層１２２、Ｍｇドープされたｐ型ＧａＮ層１２３を、この順に含んでいる。ｎ型ＧａＮ層１２１はクラッド層とコンタクト層を兼用している。ｐ型ＧａＮ層１２３も同様である。活性層１２２はＭＱＷ構造を有しており、アンドープのＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＳｉドープされたＩｎｙＧａ１−ｙＮ（ｘ＞ｙ≧０）障壁層とを交互に積層することにより形成されている。ｐ型ＧａＮ層１
２３の上面はテクスチャ化されていてもよい。単結晶基板１１０とｎ型ＧａＮ層１２１との間、ｎ型ＧａＮ層１２１と活性層１２２との間、活性層１２２とｐ型ＧａＮ層１２３の間には、様々な機能を有するＧａＮ系半導体層（積層体でもよい）が挿入され得る。ここでいう様々な機能には、例えば、転位密度を低減させる機能や、歪緩和機能が含まれる。更に、ｎ型ＧａＮ層１２１と活性層１２２との間、および、活性層１２２とｐ型ＧａＮ層１２３との間には、キャリアの活性層１２２への閉じ込めを促進する機能を有するＧａＮ系半導体層が挿入され得る。
【００２１】
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は、部分的に露出したｎ型ＧａＮ層１２１の表面に、ｎ側電極１３０を有している。このｎ側電極１３０は、ＡｌまたはＡｌ合金からなるｎ側第１金属層１３１と、その上に積層されたｎ側第２電極層１３２とから構成されている。ｎ側第１金属層１３１はｎ型ＧａＮ層１２１とオーミック接触している。ｎ側第２金属層１３２は、好ましくは、最上部にＡｕ層を含む。その場合、ｎ側第２金属層１３２は、ｎ側第１金属層１３１と接する部分に、Ａｕよりも高融点の金属を含むバリア層を含むことが好ましい。バリア層に好ましく使用し得る金属として、Ｐｔ（白金）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）などが例示される。
【００２２】
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は、ｐ型ＧａＮ層１２３の上面にｐ側電極１４０を有している。このｐ側電極１４０は、導電性酸化物膜１４１と、その一部上に形成されたｐ側金属層１４２とから構成されている。導電性酸化物膜１４１の材料は、ＩＴＯやＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）のような酸化インジウムベースの導電性酸化物、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）やＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）のような酸化亜鉛ベースの導電性酸化物、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）のような酸化錫ベースの導電性酸化物などで有り得る。導電性酸化物膜１４１はｐ型層１２３とオーミック接触している。ｐ側金属層１４２は、好ましくは、最上部にＡｕ層を含む。ｐ側金属層１４２は、また、導電性酸化物膜１４１と接する部分に、金属酸化物との密着性に優れる金属からなる層を含むことが好ましい。そのような金属として、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｒｈ（ロジウム）などが例示される。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、ｎ側第２金属層１３２は、電気接続材料が接合される部分であるパッド部１３２ａと、該パッド部と一体的に形成された、ストライプ状の延伸部１３２ｂとを有している。ｐ側金属層１４２も同様で、図２（ｂ）に示すように、パッド部１４２ａと、ストライプ状の延伸部１４２ｂとを有している。各延伸部の幅は、好ましくは１〜１０μｍ、より好ましくは４〜８μｍである。これらの延伸部の幅が大き過ぎる場合には、光取出し効率が低下し、小さ過ぎる場合には、電流を水平方向に拡げる機能が低下する。
【００２４】
図示を省略しているが、ＧａＮ系ＬＥＤ１００の、半導体積層体１２０が形成された側の面（ただし、ｎ側第２金属層１３２の表面およびｐ側金属層１４２の表面を除く）は、ＳｉＯ２のような絶縁性の金属酸化物からなるパッシベーション膜で被覆されている。
ＧａＮ系ＬＥＤ１００は次の手順に従って製造することができる。
（Ｓ１）ＭＯＶＰＥ法を用いて単結晶基板１１０上にｎ型ＧａＮ層１２１、活性層１２２、ｐ型ＧａＮ層１２３を順次成長させて、半導体積層体１２０を形成する（図３）。
【００２５】
（Ｓ２）半導体積層体１２０の表面（ｐ型ＧａＮ層１２３の上面）に、蒸着、スパッタなどの方法を用いて、導電性酸化物膜１４１を１００〜３００ｎｍの厚さに形成し、更に、フォトリソグラフィ技法を用いて所定の形状にパターニングする（図４）。パターニング後、必要に応じて、導電性酸化物膜１４１とｐ型ＧａＮ層１２３との間の接触抵抗を低下させるために熱処理を行う。
【００２６】
（Ｓ３）ドライエッチング技法を用いて半導体積層体１２０の所定部位からｐ型ＧａＮ層１２３と活性層１２２を除去し、ｎ型ＧａＮ層１２１を露出させる（図５）。
（Ｓ４）上記ステップ（Ｓ３）で露出させたｎ型ＧａＮ層１２１の表面に、リフトオフ法を用いて、ｎ側第１金属層１３１を所定形状に形成する（図６）。ｎ側第１金属層の厚さは、０．０５〜０．５μｍとすることができる。形成したｎ側第１金属層１３１に対しては、ｎ型ＧａＮ層１２１との間の接触抵抗を低下させるための熱処理を行う。
【００２７】
（Ｓ５）ｎ側第１金属層１３１上のみに所定形状の開口部を有するリフトオフ用のマスクパターンＭ１を、ポジ型フォトレジストを用いて形成する（図７）。ここで、露光後のポジ型フォトレジストの現像にはアルカリ現像液を用いる。
（Ｓ６）ステップ（Ｓ５）で形成したマスクパターンＭ１を用いたリフトオフ法により、ｎ側第１金属層１３１上にｎ側第２金属層１３２を形成する（図８）。ｎ側第２金属層１３２の厚さは０．３〜２μｍとすることができる。ｎ側第２金属層１３２は、Ａｕ層を含むことが好ましく、そのＡｕ層の厚さは、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上である。
【００２８】
（Ｓ７）導電性酸化物膜１４１上のみに所定形状の開口部を有するリフトオフ用のマスクパターンＭ２を、ポジ型フォトレジストを用いて形成する（図９）。ここで、露光後のポジ型フォトレジストの現像にはアルカリ現像液を用いる。
（Ｓ８）ステップ（Ｓ７）で形成したマスクパターンＭ２を用いたリフトオフ法により、導電性酸化物膜１４１上にｐ側金属層１４２を形成する（図１０）。ｐ側金属層１４２の厚さは０．５〜２μｍとすることができる。ｐ側金属層１４２は、Ａｕ層を含むことが好ましく、そのＡｕ層の厚さは、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上である。
【００２９】
（Ｓ９）半導体積層体１２０が形成された側のウェハ表面（ただし、ｎ側第２金属層１３２の表面とｐ側金属層１４２の表面を除く）に、ＳｉＯ２からなるパッシベーション膜を形成する。
（Ｓ１０）必要に応じて公知のグラインディング法、ラッピング法、ポリッシング法などを用いて単結晶基板１１０の厚さを減じた後、公知のダイシング法を用いてウェハからチップ状のＧａＮ系ＬＥＤ１００を切り出す（図１１）。
【００３０】
上記の手順において、ステップ（Ｓ２）とステップ（Ｓ３）の順番は入れ替えることができる。また、ステップ（Ｓ５）および（Ｓ６）を行う前に、ステップ（Ｓ７）および（Ｓ８）を行うこともできる。ステップ（Ｓ７）および（Ｓ８）は、ステップ（Ｓ４）の前に行うことも可能である。ステップ（Ｓ２）を、ステップ（Ｓ６）と（Ｓ７）の間に行うことも、また、可能である。
上記の手順では、該ｎ側第１金属層１３１上にｎ側第２金属層１３２を積層する前に、ｎ側第１金属層１３１の熱処理を行っている。その理由は、ｎ側第２金属層に含まれる金属が、ｎ側第１金属層に拡散して、ｎ側第１金属層の反射率を低下させることを防止するためである。同じ理由から、ｎ側第２金属層の熱処理は行わないことが望ましい。また、導電性酸化物膜１４１またはｐ側金属層１４２の熱処理が必要な場合には、ｎ側第１金属層上にｎ側第２金属層を積層する前に行うことが望ましい。
【００３１】
本発明は、明細書および図面に明示的に記載された実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００ ＧａＮ系ＬＥＤ
１１０ 単結晶基板
１２０ 半導体積層体
１２１ ｎ型ＧａＮ層
１２２ 活性層
１２３ ｐ型ＧａＮ層
１３０ ｎ側電極
１３１ ｎ側第１金属層
１３２ ｎ側第２金属層
１３２ａ パッド部
１３２ｂ 延伸部
１４０ ｐ側電極
１４１ 導電性酸化物膜
１４２ ｐ側金属層
１４２ａ パッド部
１４２ｂ 延伸部
Ｍ１、Ｍ２ マスクパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって下記導電性酸化物膜の表面を保護するとともに、該第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによって下記ｎ側第１金属層の表面を保護することによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【請求項２】
上記ｎ側第２金属層が、パッド部と、該パッド部と一体的に形成された延伸部を有し、該延伸部が幅１０μｍ以下のストライプ状部分を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記ｐ側金属層が、パッド部と、該パッド部と一体的に形成された延伸部を有し、該延伸部が幅１０μｍ以下のストライプ状部分を含む、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
上記ｎ側第１金属層の熱処理を行った後、上記ｎ側第２金属層を形成し、かつ、該ｎ側第２金属層の熱処理を行わない、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
上記ｎ側第２金属層を形成する前に、上記導電性酸化物膜の熱処理を行う、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
上記ｐ側金属層の熱処理を行わないか、または、上記ｎ側第２金属層を形成する前に、上記ｐ側金属層の熱処理を行う、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
上記ｎ側第１金属層をＡｌ単体で形成する、請求項４〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
上記導電性酸化物膜がＩＴＯ膜である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
上記第１のフォトレジストおよび第２のフォトレジストの少なくとも一方がポジ型フォトレジストである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属
層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって下記導電性酸化物膜の表面を保護するとともに、
第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程を、下記ｎ側第１金属層を形成する工程よりも前に行うことによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【請求項１１】
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程を、下記導電性酸化物膜を形成する工程よりも前に行うとともに、該第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによって下記ｎ側第１金属層の表面を保護することによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【請求項１】
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって下記導電性酸化物膜の表面を保護するとともに、該第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによって下記ｎ側第１金属層の表面を保護することによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【請求項２】
上記ｎ側第２金属層が、パッド部と、該パッド部と一体的に形成された延伸部を有し、該延伸部が幅１０μｍ以下のストライプ状部分を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記ｐ側金属層が、パッド部と、該パッド部と一体的に形成された延伸部を有し、該延伸部が幅１０μｍ以下のストライプ状部分を含む、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
上記ｎ側第１金属層の熱処理を行った後、上記ｎ側第２金属層を形成し、かつ、該ｎ側第２金属層の熱処理を行わない、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
上記ｎ側第２金属層を形成する前に、上記導電性酸化物膜の熱処理を行う、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
上記ｐ側金属層の熱処理を行わないか、または、上記ｎ側第２金属層を形成する前に、上記ｐ側金属層の熱処理を行う、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
上記ｎ側第１金属層をＡｌ単体で形成する、請求項４〜６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項８】
上記導電性酸化物膜がＩＴＯ膜である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
上記第１のフォトレジストおよび第２のフォトレジストの少なくとも一方がポジ型フォトレジストである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属
層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第１のマスクパターンによって下記導電性酸化物膜の表面を保護するとともに、
第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程を、下記ｎ側第１金属層を形成する工程よりも前に行うことによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【請求項１１】
下記（Ａ）のＧａＮ系ＬＥＤを製造する方法であって、
下記ｎ側第２金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第１のフォトレジストからなる第１のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｎ側第２金属層を所定形状に形成し、
下記ｐ側金属層を形成する工程では、アルカリ現像液で現像可能な第２のフォトレジストからなる第２のマスクパターンを用いたリフトオフ法によって、下記ｐ側金属層を所定形状に形成し、
該第１のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程を、下記導電性酸化物膜を形成する工程よりも前に行うとともに、該第２のマスクパターンを形成する工程に含まれるフォトレジスト現像工程では、該第２のマスクパターンによって下記ｎ側第１金属層の表面を保護することによって、下記ｎ側第１金属層および下記導電性酸化物膜を同時にアルカリ現像液に接触させないようにする、ＧａＮ系ＬＥＤの製造方法：
（Ａ）ｎ型層とｐ型層とこれらの層の間に挟まれた発光層とを含む複数のＧａＮ系半導体層からなる半導体積層体と、該ｎ型層と電気的に接続されたｎ側第１金属層と、該ｐ型層と電気的に接続された導電性酸化物膜と、該ｎ側第１金属層の表面に接するｎ側第２金属層と、該導電性酸化物膜の表面に接するｐ側金属層とを有し、該ｎ側第１金属層と該導電性酸化物膜とは該半導体積層体の同一面側に設けられており、該ｎ側第１金属層はＡｌ単体またはＡｌ合金からなり、該導電性酸化物膜はＡｌよりも酸化還元電位の貴な金属の酸化物を含む、ＧａＮ系ＬＥＤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２１６６６３（Ｐ２０１２−２１６６６３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８０５７０（Ｐ２０１１−８０５７０）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]