ＩＩＩ族窒化物半導体からなる発光素子およびその製造方法
【課題】成長基板としてＧａＮ基板を用いたIII 族窒化物半導体発光素子において、再現性よくＧａＮ基板をメンブレン状に加工すること
【解決手段】ＧａＮ基板１０表面上に、Ａｌ組成比２０％のＡｌＧａＮからなるストッパー層１１を形成し、ストッパー層１１上にｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４、ｐ電極１５を形成し、支持基板１６と接合する。次に、中央部が開口した形状にマスク２０を形成し、ＧａＮ基板１０裏面をＰＥＣエッチングする。照射する光は、ＧａＮのバンドギャップよりも大きく、Ａｌ組成比２０％のＡｌＧａＮのバンドギャップよりも小さいエネルギーの波長とする。エッチングはストッパー層１１に達する深さまで進行すると止まるため、再現性よくメンブレン構造を作製することができる。
【解決手段】ＧａＮ基板１０表面上に、Ａｌ組成比２０％のＡｌＧａＮからなるストッパー層１１を形成し、ストッパー層１１上にｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４、ｐ電極１５を形成し、支持基板１６と接合する。次に、中央部が開口した形状にマスク２０を形成し、ＧａＮ基板１０裏面をＰＥＣエッチングする。照射する光は、ＧａＮのバンドギャップよりも大きく、Ａｌ組成比２０％のＡｌＧａＮのバンドギャップよりも小さいエネルギーの波長とする。エッチングはストッパー層１１に達する深さまで進行すると止まるため、再現性よくメンブレン構造を作製することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III 族窒化物半導体を成長基板として用いた、III 族窒化物半導体からなる発光素子、およびその製造方法に関するものであり、特に成長基板のエッチング深さが適切に制御された発光素子、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体層の結晶性を向上させるために、成長基板としてＧａＮ基板を用いたIII 族窒化物半導体発光素子が知られている。このような発光素子では、ＧａＮ基板裏面を加工することが望ましい。光取り出し効率を向上させたり、配光性を改善したりすることができるからである。
【０００３】
一方、ＧａＮをウェットエッチングする方法として、光電気化学（ＰＥＣ；Ｐｈｏｔｏ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ）エッチングが知られている。これは、ＧａＮをエッチング溶液に浸した状態で、ＧａＮのバンドギャップよりも大きいエネルギーの波長である光をＧａＮに照射することでエッチング速度を増加させるエッチング方法である。
【０００４】
また、特許文献１には、基板に凹部を形成してメンブレン構造としたIII 族窒化物半導体レーザーが示されているが、基板にどのようにして凹部を形成するかについては具体的には示されていない。なお、メンブレン構造とは、基板の中央部に錐台状、柱体状の凹部を形成して基板端部は残した構造であり、凹部底面は基板面に平行な面であり、凹部側面は基板面に対して傾斜したテーパー面、もしくは基板面に対して垂直な面である。
【特許文献１】特開２００４−５５８５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＧａＮ基板裏面の加工には、機械的研磨やドライエッチングによる加工が考えられるが、これらの方法では量産性に問題がある。そこで、ウェットエッチングをＧａＮ基板裏面の加工に利用することが考えられる。
【０００６】
しかし、ウェットエッチングでのＧａＮ基板の加工では、エッチング深さの制御が難しく、加工形状の再現性が悪かった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ＧａＮ基板が適切な深さまでエッチングされた発光素子、およびその製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子において、半導体層の成長基板側とは反対側で接合された支持基板を有し、成長基板と半導体層との間に、成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなるストッパー層が形成され、成長基板裏面の中央部に、錐台状または柱体状の凹部が形成され、凹部底面にストッパー層または半導体層が露出している、ことを特徴とする発光素子である。
【０００９】
III 族窒化物半導体とは、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなど、一般式Ａｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表されるものである。ｎ型不純物としては、Ｓｉなどが用いられ、ｐ型不純物としてはＭｇなどが用いられる。
【００１０】
成長基板にはｃ面、ｍ面、ａ面、ｒ面など各種面方位のものを用いることができる。ｃ面基板を用いる場合には、ストッパー層を形成する側（成長基板表面側、半導体層の成長面側）をＧａ極性面とすることが望ましい。すなわち、エッチングされる側の面をＮ極性面とすることが望ましい。Ｇａ極性面はＮ極性面に比べてエッチングされにくいためである。
【００１１】
ストッパー層は、成長基板のバンドギャップよりも大きい材料であればよい。ストッパー層の材料をIII 族窒化物半導体とする場合は、III 族元素の組成比によってバンドギャップを調整することができる。また、ストッパー層は格子定数が成長基板に近い材料であることが望ましい。ストッパー層上に形成される半導体層の結晶性がよくなるためである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、凹部底面に露出しているのは、ストッパー層であることを特徴とする発光素子である。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、ストッパー層は、III 族窒化物半導体であることを特徴とする発光素子である。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、ストッパー層はＡｌＧａＮであることを特徴とする発光素子である。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明において、ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする発光素子である。
【００１６】
Ａｌ組成比が５％より低いと、成長基板のみを選択的にエッチングすることが難しくなるため望ましくない。また、Ａｌ組成比が４０％より大きいと、結晶性が悪くなり、ストッパー層上に形成される半導体層の品質に問題が生じるため望ましくない。より望ましいＡｌ組成比は２０〜３０％である。
【００１７】
第６の発明は、第１の発明から第５の発明において、成長基板は、ＧａＮ基板であることを特徴とする発光素子である。
【００１８】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明において、成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする発光素子である。
【００１９】
第８の発明は、III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子の製造方法において、成長基板と半導体層との間に、ウェットエッチング溶液に対して耐性を有したストッパー層を形成するストッパー層形成工程と、ウェットエッチングにより、成長基板の裏面側をストッパー層が露出するまでエッチングするウェットエッチング工程と、を有することを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２０】
成長基板は、ウェットエッチング工程において一部を除去してもよいし、全部を除去してもよい。
【００２１】
ウェットエッチングで用いるエッチング溶液は、たとえば水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの水溶液、リン酸などである。
【００２２】
第９の発明は、第８の発明において、ストッパー層は、成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなり、ウェットエッチングは、基板のバンドギャップより大きくストッパー層のバンドギャップより小さいエネルギーの波長である光を用いたＰＥＣエッチングである、ことを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２３】
第１０の発明は、第８の発明または第９の発明において、ストッパー層はIII 族窒化物半導体であることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２４】
第１１の発明は、第１０の発明において、ストッパー層はＡｌＧａＮであることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２５】
第１２の発明は、第１１の発明において、ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２６】
第１３の発明は、第８の発明から第１２の発明において、成長基板はＧａＮであることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２７】
第１４の発明は、第８の発明から第１３の発明において、成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２８】
第１５の発明は、第８の発明から第１４の発明において、ウェットエッチング工程は、成長基板の裏面側の中央部に、錐台状または柱体状の凹部を形成し、凹部底面にストッパー層を露出させる工程である、ことを特徴とする発光素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２９】
第１の発明では、成長基板裏面の中央部に錐台状または柱体状の凹部が形成された構造（メンブレン構造）であるため、成長基板をすべて除去した場合に比べて機械的強度が強い構造となっている。また、成長基板表面上に成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなるストッパー層を形成するため、ＰＥＣエッチングによって精度よくメンブレン構造に加工することができ、成長基板の加工形状の再現性が優れた発光素子である。
【００３０】
また、第６の発明のように、成長基板と半導体層の間にストッパー層を形成することにより、精度よく成長基板の裏面を加工することができ、特に第７の発明のように、ＰＥＣエッチングを用いれば、より精度よく加工することができ、また加工形状の再現性も高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３２】
図１は、実施例１の発光素子１の構造を示す図である。発光素子１は、ＧａＮ基板１０の表面上にストッパー層１１が形成され、ストッパー層１１上に、ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４が順に積層され、ｐ型層１４上にｐ電極１５が形成され、ｐ電極１５と支持基板１６とがはんだ層１７を介して接合され、ＧａＮ基板１０裏面にｎ電極１８が形成された構造である。ＧａＮ基板１０が本発明の成長基板に相当し、ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４は本発明の半導体層に相当する。
【００３３】
ＧａＮ基板１０は、転位密度が１×１０7 ／ｃｍ2 以下のｃ面基板であり、ストッパー層１１が形成されている側の面がＧａ極性面、Ｎ電極１８が形成されている側の面がＮ極性面である。またＧａＮ基板１０は、ＧａＮ基板１０裏面からストッパー層１１までの深さの凹部１９を有したメンブレン構造である。ここでメンブレン構造とは、ＧａＮ基板１０裏面の中央部に錐台状、または柱体状の凹部１９が設けられて、ＧａＮ基板１０裏面の端部は残された構造である。凹部１９の側面１９ａは、ＧａＮ基板１０の裏面に対して約６０度の傾斜を有している。このメンブレン構造により、ＧａＮ基板１０がすべて除去されて薄い構造となった発光素子に比べてねじれやたわみなどに対する機械的強度が高くなっている。
【００３４】
ストッパー層１１は、Ａｌの組成比を２０％とし、Ｓｉがドープされたｎ型のＡｌＧａＮである。このストッパー層１１は、ＧａＮ基板１０をＰＥＣエッチングによりメンブレン構造に加工する際に、エッチング深さを一定にするために形成するものである。なお、Ｓｉはドープされていなくてもよい。
【００３５】
なお、Ａｌの組成比は２０％である必要はないが、５〜４０％であることが望ましい。Ａｌ組成比が５％より小さいと、ＧａＮとのバンドギャップの差が小さすぎるため、ＰＥＣエッチングでＧａＮ基板１０のみを選択的にエッチングすることが難しくなり、エッチング深さを一定とすることができない。また、Ａｌ組成比が４０％より大きいと、ストッパー層１１の結晶性が悪くなり、ストッパー層１１上に形成されるｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４の結晶性にも問題が生じるため望ましくない。
【００３６】
ストッパー層１１の厚さは、ストッパー層１１のエッチング耐性が十分に満足される範囲で可能な限り薄くすることができるが、２００〜５００ｎｍであることが望ましい。２００ｎｍよりも薄いと、ＰＥＣエッチングによってストッパー層１１がすべてエッチングされてしまう恐れがあるからである。また、５００ｎｍよりも厚いと、ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４に悪影響が生じるので望ましくない。
【００３７】
ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４の構造は、従来より知られている種々の構造を用いることができる。ｎ型層１３、ｐ型層１５は単層であってもよいし、複層であってもよく、超格子層を含んでいてもよい。たとえば、ｎ型層１２はｎ型コンタクト層とｎ型クラッド層で構成され、ｐ型層１４はｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層で構成されたものを用いることができる。また、活性層１３はＭＱＷやＳＱＷなどの構造を用いることができる。
【００３８】
ｐ電極１５には、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｌやこれらの金属を主成分とする合金などの高光反射率で低コンタクト抵抗な金属や、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｕ合金などを用いることができる。また、ＩＴＯなどの透明電極膜と高反射金属膜からなる複合層であってもよい。また、ｐ型層１４とｐ電極１５の間にＩＴＯとＴｉＯ2 などによってＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）構造を形成して反射率を高めるようにしてもよい。
【００３９】
支持基板１６には、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗなどからなる導電性基板を用いることができる。また、絶縁性基板の表面に電極パターンなどを形成したものであってもよい。
【００４０】
はんだ層１７には、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｂｉなどの金属共晶を用いることができる。また、金バンプによって支持基板１６と接合してもよい。また、はんだ層１７の替わりにＡｕめっきやＡｕペーストによって１０μｍ以上の厚いＡｕ層を形成し、Ａｕ層と支持基板１６を接合する方法を用いてもよい。
【００４１】
次に、実施例１の発光素子１の製造方法について、図２を参照に説明する。
【００４２】
まず、Ｇａ極性面であるＧａＮ基板１０表面上にストッパー層１１を形成し、ストッパー層１１上にｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４を順に形成する（図２（ａ））。これらはいずれもＭＯＣＶＤ法によって形成し、Ｇａ源としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ源としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ源として（トリメチルインジウム）、Ｎ源としてアンモニア、ｎ型ドーパントであるＳｉ源としてシラン、ｐ型ドーパントであるＭｇ源としてＣｐ2 Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）、を用いる。
【００４３】
次に、蒸着法によってｐ型層１４上にｐ電極１５を形成したのち、はんだ層１７を介して支持基板１６と接合する（図２（ｂ））。
【００４４】
次に、ＧａＮ基板１０裏面を機械研磨およびＣＭＰ（化学機械研磨）によって研磨し、ＳｉＯ2 からなるマスク２０を形成し、中央部が開口した形状にパターニングを行う（図２（ｃ））。ＧａＮ基板１０裏面の研磨において、ドライエッチングを併用してもよい。マスク２０には、ＳｉＯ2 以外のウェットエッチング耐性を有した材料を用いてもよく、たとえばレジストや、ＴｉＮ、Ｐｔ、Ｉｒなどを用いることができる。
【００４５】
次に、ＰＥＣエッチングによりＧａＮ基板１０の裏面をエッチングする。照射する光の波長は、ＧａＮのバンドギャップよりも大きく、Ａｌの組成比２０％のＡｌＧａＮのバンドギャップよりも小さいエネルギーの波長とし、エッチング溶液には、ＫＯＨ（水酸化カリウム）、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、リン酸などを用いる。支持基板１６にエッチング溶液に対して耐性を持たない材料を用いている場合は、支持基板１６上にレジストなどの保護膜を形成しておく。このような波長の光の照射では、光のエネルギーがＧａＮのバンドギャップよりも大きいためＧａＮのエッチング速度は増加するが、Ａｌ組成比２０％のＡｌＧａＮのバンドギャップよりも小さいためＡｌＧａＮのエッチング速度は非常に遅い。そのため、ＧａＮとＡｌ組成比２０％のＡｌＧａＮのうち、ＧａＮのみが選択的にエッチングされる。
【００４６】
したがって、マスク２０に覆われていないＧａＮ基板１０の裏面はエッチングされ、ＧａＮ基板１０の表面側に向かって次第に深くエッチングされて行くが、ストッパー層１１に達する深さまでエッチングが進行すると、そこでエッチングはほぼ停止する。その結果、ＧａＮ基板１０の裏面からストッパー層１１までの深さの凹部１９が形成され、メンブレン状となる（図２（ｄ））。ここで、ＧａＮに対するウェットエッチングは異方性を有しているため、凹部１９は、その側面１９ａがＧａＮ基板１０の裏面に対して約６０度の傾斜を有したテーパー形状となる。
【００４７】
なお、先に熱リン酸などで通常のウェットエッチングをし、その後ＰＥＣエッチングによって仕上げをするようにしてもよい。また、エッチング面（凹部の底面や側面）に微細な凹凸が形成されるような条件でエッチングを行ってもよい。凹凸を設けることで光取り出し効率を向上させることができる。また、エッチングをさらに進行させるなどしてｎ型層１３が露出するようにしてもよい。
【００４８】
その後、マスク２０を除去し、ＧａＮ基板１０裏面にｎ電極１８を形成することで、図１に示す発光素子１が製造される。
【００４９】
なお、マスク２０をエッチング溶液に対して耐性を有し、かつＧａＮに対するコンタクト抵抗の小さい金属によって形成し、ＰＥＣエッチング工程の後に除去せずにそのまま電極として用いるようにしてもよい。
【００５０】
以上のように、ＧａＮ基板１０表面上に、ＧａＮよりもバンドギャップの大きい材料であるＡｌＧａＮからなるストッパー層１１を形成したことにより、ＧａＮ基板１０裏面のＰＥＣエッチングはストッパー層１１に達する深さで止まるため、再現性よくメンブレン構造に加工することができる。
【実施例２】
【００５１】
図３は、実施例２の発光素子２の構造を示す図である。この発光素子２は、発光素子１においてＧａＮ基板１０をすべて除去し、ストッパー層１１裏面にｎ電極２８が形成された構造である。すなわち、発光素子２は、ストッパー層１１表面上にｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４が順に形成され、ｐ型層１４上にｐ電極１５が形成され、ｐ電極１５と支持基板１６とがはんだ層１７を介して接合され、ストッパー層１１裏面にｎ電極２８が形成された構造である。なお、実施例１の発光素子１と同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００５２】
次に、発光素子２の製造方法について説明する。発光素子２の製造工程は、図２（ｂ）までは発光素子１の製造工程と同一である。図２（ｂ）に示す工程の後、マスク２０を形成せずにＧａＮ基板１０裏面の全面をＰＥＣエッチングする。このエッチングは、実施例１において説明したように、ストッパー層１１に達する深さまで進行すると止まる。これにより、ＧａＮ基板１０がすべて除去された状態となる。その後、エッチングにより露出したストッパー層１１の裏面にｎ電極２８を形成することで発光素子２が製造される。
【００５３】
このように、ストッパー層１１が形成されているため、ＰＥＣエッチングによって精度よくＧａＮ基板１０のみがすべて除去された構造を精度よく再現することができる。
【００５４】
また、発光素子２は、成長基板であるＧａＮ基板１０をすべて除去した構造であるため、機械的強度は発光素子１に比べて低いが、ＧａＮ基板１０の除去によって露出した面に微細な凹凸加工を施すことなどにより光取り出し効率や配光性の点で発光素子１よりも有利となる。
【００５５】
なお、サファイア基板上に半導体層を形成し、レーザーの照射によってサファイア基板を剥離除去するレーザーリフトオフ（ＬＬＯ）法を用いることによっても、発光素子２とほぼ同様の構造を実現することができるが、発光素子２はＬＬＯを用いる場合と比較して以下の点で有利である。第１に、ＬＬＯによってサファイア基板を除去する場合は、レーザーや物理的な衝撃などによるダメージがあるが、発光素子２はウェットエッチングによってＧａＮ基板を除去しているのでダメージが少なく、ＬＬＯに比べてリーク電流が少なく、信頼性が高い点で有利である。第２に、発光素子２はＧａＮ基板上に半導体層をエピタキシャル成長させているため、サファイア基板上に半導体層をエピタキシャル成長させる場合よりも転位が少なく、内部量子効率が高い点で有利である。
【００５６】
なお、いずれの実施例においても成長基板としてｃ面ＧａＮ基板を用いているが、本発明はこれに限るものではなく、III 族窒化物半導体からなる基板であればよく、またｃ面以外にもｍ面、ａ面、ｒ面など種々の面方位のIII 族窒化物半導体基板を用いることができる。ただし、ｃ面基板を用いる場合は、ＰＥＣエッチングする側の面をＮ極性面とすることが望ましい。Ｇａ極性面に比べてエッチングしやすいからである。
【００５７】
また、各実施例ではストッパー層の材料としてＡｌＧａＮを用いているが、本発明は成長基板よりもバンドギャップが大きい材料であればよい。また、ストッパー層には不純物がドープされていてもよく、不純物の種類や量によりエッチングレートを制御することも可能である。
【００５８】
また、いずれの実施例においても、上下に電極を設けた構造の発光素子としているが、本発明はこのような構造に限るものではない。たとえば、ｎ電極がｐ電極と同一面側に形成されたフリップチップ型の発光素子に対しても本発明は適用することができる。
【００５９】
また、実施例１では成長基板をメンブレン状に加工しているが、本発明は他の形状への加工に対しても適用することができる。
【００６０】
また、実施例ではいずれも支持基板と接合させているが、必ずしも支持基板を用いる必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、表示装置や照明装置などに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】発光素子１の構造を示す図。
【図２】発光素子１の製造工程を示す図。
【図３】発光素子２の構造を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１０：ＧａＮ基板
１１：ストッパー層
１２：ｎ型層
１３：活性層
１４：ｐ型層
１５：ｐ電極
１６：支持基板
１８、２８：ｎ電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III 族窒化物半導体を成長基板として用いた、III 族窒化物半導体からなる発光素子、およびその製造方法に関するものであり、特に成長基板のエッチング深さが適切に制御された発光素子、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体層の結晶性を向上させるために、成長基板としてＧａＮ基板を用いたIII 族窒化物半導体発光素子が知られている。このような発光素子では、ＧａＮ基板裏面を加工することが望ましい。光取り出し効率を向上させたり、配光性を改善したりすることができるからである。
【０００３】
一方、ＧａＮをウェットエッチングする方法として、光電気化学（ＰＥＣ；Ｐｈｏｔｏ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ）エッチングが知られている。これは、ＧａＮをエッチング溶液に浸した状態で、ＧａＮのバンドギャップよりも大きいエネルギーの波長である光をＧａＮに照射することでエッチング速度を増加させるエッチング方法である。
【０００４】
また、特許文献１には、基板に凹部を形成してメンブレン構造としたIII 族窒化物半導体レーザーが示されているが、基板にどのようにして凹部を形成するかについては具体的には示されていない。なお、メンブレン構造とは、基板の中央部に錐台状、柱体状の凹部を形成して基板端部は残した構造であり、凹部底面は基板面に平行な面であり、凹部側面は基板面に対して傾斜したテーパー面、もしくは基板面に対して垂直な面である。
【特許文献１】特開２００４−５５８５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＧａＮ基板裏面の加工には、機械的研磨やドライエッチングによる加工が考えられるが、これらの方法では量産性に問題がある。そこで、ウェットエッチングをＧａＮ基板裏面の加工に利用することが考えられる。
【０００６】
しかし、ウェットエッチングでのＧａＮ基板の加工では、エッチング深さの制御が難しく、加工形状の再現性が悪かった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ＧａＮ基板が適切な深さまでエッチングされた発光素子、およびその製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子において、半導体層の成長基板側とは反対側で接合された支持基板を有し、成長基板と半導体層との間に、成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなるストッパー層が形成され、成長基板裏面の中央部に、錐台状または柱体状の凹部が形成され、凹部底面にストッパー層または半導体層が露出している、ことを特徴とする発光素子である。
【０００９】
III 族窒化物半導体とは、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなど、一般式Ａｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表されるものである。ｎ型不純物としては、Ｓｉなどが用いられ、ｐ型不純物としてはＭｇなどが用いられる。
【００１０】
成長基板にはｃ面、ｍ面、ａ面、ｒ面など各種面方位のものを用いることができる。ｃ面基板を用いる場合には、ストッパー層を形成する側（成長基板表面側、半導体層の成長面側）をＧａ極性面とすることが望ましい。すなわち、エッチングされる側の面をＮ極性面とすることが望ましい。Ｇａ極性面はＮ極性面に比べてエッチングされにくいためである。
【００１１】
ストッパー層は、成長基板のバンドギャップよりも大きい材料であればよい。ストッパー層の材料をIII 族窒化物半導体とする場合は、III 族元素の組成比によってバンドギャップを調整することができる。また、ストッパー層は格子定数が成長基板に近い材料であることが望ましい。ストッパー層上に形成される半導体層の結晶性がよくなるためである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、凹部底面に露出しているのは、ストッパー層であることを特徴とする発光素子である。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、ストッパー層は、III 族窒化物半導体であることを特徴とする発光素子である。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、ストッパー層はＡｌＧａＮであることを特徴とする発光素子である。
【００１５】
第５の発明は、第４の発明において、ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする発光素子である。
【００１６】
Ａｌ組成比が５％より低いと、成長基板のみを選択的にエッチングすることが難しくなるため望ましくない。また、Ａｌ組成比が４０％より大きいと、結晶性が悪くなり、ストッパー層上に形成される半導体層の品質に問題が生じるため望ましくない。より望ましいＡｌ組成比は２０〜３０％である。
【００１７】
第６の発明は、第１の発明から第５の発明において、成長基板は、ＧａＮ基板であることを特徴とする発光素子である。
【００１８】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明において、成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする発光素子である。
【００１９】
第８の発明は、III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子の製造方法において、成長基板と半導体層との間に、ウェットエッチング溶液に対して耐性を有したストッパー層を形成するストッパー層形成工程と、ウェットエッチングにより、成長基板の裏面側をストッパー層が露出するまでエッチングするウェットエッチング工程と、を有することを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２０】
成長基板は、ウェットエッチング工程において一部を除去してもよいし、全部を除去してもよい。
【００２１】
ウェットエッチングで用いるエッチング溶液は、たとえば水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの水溶液、リン酸などである。
【００２２】
第９の発明は、第８の発明において、ストッパー層は、成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなり、ウェットエッチングは、基板のバンドギャップより大きくストッパー層のバンドギャップより小さいエネルギーの波長である光を用いたＰＥＣエッチングである、ことを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２３】
第１０の発明は、第８の発明または第９の発明において、ストッパー層はIII 族窒化物半導体であることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２４】
第１１の発明は、第１０の発明において、ストッパー層はＡｌＧａＮであることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２５】
第１２の発明は、第１１の発明において、ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２６】
第１３の発明は、第８の発明から第１２の発明において、成長基板はＧａＮであることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２７】
第１４の発明は、第８の発明から第１３の発明において、成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００２８】
第１５の発明は、第８の発明から第１４の発明において、ウェットエッチング工程は、成長基板の裏面側の中央部に、錐台状または柱体状の凹部を形成し、凹部底面にストッパー層を露出させる工程である、ことを特徴とする発光素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２９】
第１の発明では、成長基板裏面の中央部に錐台状または柱体状の凹部が形成された構造（メンブレン構造）であるため、成長基板をすべて除去した場合に比べて機械的強度が強い構造となっている。また、成長基板表面上に成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなるストッパー層を形成するため、ＰＥＣエッチングによって精度よくメンブレン構造に加工することができ、成長基板の加工形状の再現性が優れた発光素子である。
【００３０】
また、第６の発明のように、成長基板と半導体層の間にストッパー層を形成することにより、精度よく成長基板の裏面を加工することができ、特に第７の発明のように、ＰＥＣエッチングを用いれば、より精度よく加工することができ、また加工形状の再現性も高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３２】
図１は、実施例１の発光素子１の構造を示す図である。発光素子１は、ＧａＮ基板１０の表面上にストッパー層１１が形成され、ストッパー層１１上に、ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４が順に積層され、ｐ型層１４上にｐ電極１５が形成され、ｐ電極１５と支持基板１６とがはんだ層１７を介して接合され、ＧａＮ基板１０裏面にｎ電極１８が形成された構造である。ＧａＮ基板１０が本発明の成長基板に相当し、ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４は本発明の半導体層に相当する。
【００３３】
ＧａＮ基板１０は、転位密度が１×１０7 ／ｃｍ2 以下のｃ面基板であり、ストッパー層１１が形成されている側の面がＧａ極性面、Ｎ電極１８が形成されている側の面がＮ極性面である。またＧａＮ基板１０は、ＧａＮ基板１０裏面からストッパー層１１までの深さの凹部１９を有したメンブレン構造である。ここでメンブレン構造とは、ＧａＮ基板１０裏面の中央部に錐台状、または柱体状の凹部１９が設けられて、ＧａＮ基板１０裏面の端部は残された構造である。凹部１９の側面１９ａは、ＧａＮ基板１０の裏面に対して約６０度の傾斜を有している。このメンブレン構造により、ＧａＮ基板１０がすべて除去されて薄い構造となった発光素子に比べてねじれやたわみなどに対する機械的強度が高くなっている。
【００３４】
ストッパー層１１は、Ａｌの組成比を２０％とし、Ｓｉがドープされたｎ型のＡｌＧａＮである。このストッパー層１１は、ＧａＮ基板１０をＰＥＣエッチングによりメンブレン構造に加工する際に、エッチング深さを一定にするために形成するものである。なお、Ｓｉはドープされていなくてもよい。
【００３５】
なお、Ａｌの組成比は２０％である必要はないが、５〜４０％であることが望ましい。Ａｌ組成比が５％より小さいと、ＧａＮとのバンドギャップの差が小さすぎるため、ＰＥＣエッチングでＧａＮ基板１０のみを選択的にエッチングすることが難しくなり、エッチング深さを一定とすることができない。また、Ａｌ組成比が４０％より大きいと、ストッパー層１１の結晶性が悪くなり、ストッパー層１１上に形成されるｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４の結晶性にも問題が生じるため望ましくない。
【００３６】
ストッパー層１１の厚さは、ストッパー層１１のエッチング耐性が十分に満足される範囲で可能な限り薄くすることができるが、２００〜５００ｎｍであることが望ましい。２００ｎｍよりも薄いと、ＰＥＣエッチングによってストッパー層１１がすべてエッチングされてしまう恐れがあるからである。また、５００ｎｍよりも厚いと、ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４に悪影響が生じるので望ましくない。
【００３７】
ｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４の構造は、従来より知られている種々の構造を用いることができる。ｎ型層１３、ｐ型層１５は単層であってもよいし、複層であってもよく、超格子層を含んでいてもよい。たとえば、ｎ型層１２はｎ型コンタクト層とｎ型クラッド層で構成され、ｐ型層１４はｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層で構成されたものを用いることができる。また、活性層１３はＭＱＷやＳＱＷなどの構造を用いることができる。
【００３８】
ｐ電極１５には、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｌやこれらの金属を主成分とする合金などの高光反射率で低コンタクト抵抗な金属や、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｕ合金などを用いることができる。また、ＩＴＯなどの透明電極膜と高反射金属膜からなる複合層であってもよい。また、ｐ型層１４とｐ電極１５の間にＩＴＯとＴｉＯ2 などによってＤＢＲ（分布ブラッグ反射器）構造を形成して反射率を高めるようにしてもよい。
【００３９】
支持基板１６には、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｗなどからなる導電性基板を用いることができる。また、絶縁性基板の表面に電極パターンなどを形成したものであってもよい。
【００４０】
はんだ層１７には、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｇ−Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｂｉなどの金属共晶を用いることができる。また、金バンプによって支持基板１６と接合してもよい。また、はんだ層１７の替わりにＡｕめっきやＡｕペーストによって１０μｍ以上の厚いＡｕ層を形成し、Ａｕ層と支持基板１６を接合する方法を用いてもよい。
【００４１】
次に、実施例１の発光素子１の製造方法について、図２を参照に説明する。
【００４２】
まず、Ｇａ極性面であるＧａＮ基板１０表面上にストッパー層１１を形成し、ストッパー層１１上にｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４を順に形成する（図２（ａ））。これらはいずれもＭＯＣＶＤ法によって形成し、Ｇａ源としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ源としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ源として（トリメチルインジウム）、Ｎ源としてアンモニア、ｎ型ドーパントであるＳｉ源としてシラン、ｐ型ドーパントであるＭｇ源としてＣｐ2 Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）、を用いる。
【００４３】
次に、蒸着法によってｐ型層１４上にｐ電極１５を形成したのち、はんだ層１７を介して支持基板１６と接合する（図２（ｂ））。
【００４４】
次に、ＧａＮ基板１０裏面を機械研磨およびＣＭＰ（化学機械研磨）によって研磨し、ＳｉＯ2 からなるマスク２０を形成し、中央部が開口した形状にパターニングを行う（図２（ｃ））。ＧａＮ基板１０裏面の研磨において、ドライエッチングを併用してもよい。マスク２０には、ＳｉＯ2 以外のウェットエッチング耐性を有した材料を用いてもよく、たとえばレジストや、ＴｉＮ、Ｐｔ、Ｉｒなどを用いることができる。
【００４５】
次に、ＰＥＣエッチングによりＧａＮ基板１０の裏面をエッチングする。照射する光の波長は、ＧａＮのバンドギャップよりも大きく、Ａｌの組成比２０％のＡｌＧａＮのバンドギャップよりも小さいエネルギーの波長とし、エッチング溶液には、ＫＯＨ（水酸化カリウム）、ＮａＯＨ（水酸化ナトリウム）、リン酸などを用いる。支持基板１６にエッチング溶液に対して耐性を持たない材料を用いている場合は、支持基板１６上にレジストなどの保護膜を形成しておく。このような波長の光の照射では、光のエネルギーがＧａＮのバンドギャップよりも大きいためＧａＮのエッチング速度は増加するが、Ａｌ組成比２０％のＡｌＧａＮのバンドギャップよりも小さいためＡｌＧａＮのエッチング速度は非常に遅い。そのため、ＧａＮとＡｌ組成比２０％のＡｌＧａＮのうち、ＧａＮのみが選択的にエッチングされる。
【００４６】
したがって、マスク２０に覆われていないＧａＮ基板１０の裏面はエッチングされ、ＧａＮ基板１０の表面側に向かって次第に深くエッチングされて行くが、ストッパー層１１に達する深さまでエッチングが進行すると、そこでエッチングはほぼ停止する。その結果、ＧａＮ基板１０の裏面からストッパー層１１までの深さの凹部１９が形成され、メンブレン状となる（図２（ｄ））。ここで、ＧａＮに対するウェットエッチングは異方性を有しているため、凹部１９は、その側面１９ａがＧａＮ基板１０の裏面に対して約６０度の傾斜を有したテーパー形状となる。
【００４７】
なお、先に熱リン酸などで通常のウェットエッチングをし、その後ＰＥＣエッチングによって仕上げをするようにしてもよい。また、エッチング面（凹部の底面や側面）に微細な凹凸が形成されるような条件でエッチングを行ってもよい。凹凸を設けることで光取り出し効率を向上させることができる。また、エッチングをさらに進行させるなどしてｎ型層１３が露出するようにしてもよい。
【００４８】
その後、マスク２０を除去し、ＧａＮ基板１０裏面にｎ電極１８を形成することで、図１に示す発光素子１が製造される。
【００４９】
なお、マスク２０をエッチング溶液に対して耐性を有し、かつＧａＮに対するコンタクト抵抗の小さい金属によって形成し、ＰＥＣエッチング工程の後に除去せずにそのまま電極として用いるようにしてもよい。
【００５０】
以上のように、ＧａＮ基板１０表面上に、ＧａＮよりもバンドギャップの大きい材料であるＡｌＧａＮからなるストッパー層１１を形成したことにより、ＧａＮ基板１０裏面のＰＥＣエッチングはストッパー層１１に達する深さで止まるため、再現性よくメンブレン構造に加工することができる。
【実施例２】
【００５１】
図３は、実施例２の発光素子２の構造を示す図である。この発光素子２は、発光素子１においてＧａＮ基板１０をすべて除去し、ストッパー層１１裏面にｎ電極２８が形成された構造である。すなわち、発光素子２は、ストッパー層１１表面上にｎ型層１２、活性層１３、ｐ型層１４が順に形成され、ｐ型層１４上にｐ電極１５が形成され、ｐ電極１５と支持基板１６とがはんだ層１７を介して接合され、ストッパー層１１裏面にｎ電極２８が形成された構造である。なお、実施例１の発光素子１と同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００５２】
次に、発光素子２の製造方法について説明する。発光素子２の製造工程は、図２（ｂ）までは発光素子１の製造工程と同一である。図２（ｂ）に示す工程の後、マスク２０を形成せずにＧａＮ基板１０裏面の全面をＰＥＣエッチングする。このエッチングは、実施例１において説明したように、ストッパー層１１に達する深さまで進行すると止まる。これにより、ＧａＮ基板１０がすべて除去された状態となる。その後、エッチングにより露出したストッパー層１１の裏面にｎ電極２８を形成することで発光素子２が製造される。
【００５３】
このように、ストッパー層１１が形成されているため、ＰＥＣエッチングによって精度よくＧａＮ基板１０のみがすべて除去された構造を精度よく再現することができる。
【００５４】
また、発光素子２は、成長基板であるＧａＮ基板１０をすべて除去した構造であるため、機械的強度は発光素子１に比べて低いが、ＧａＮ基板１０の除去によって露出した面に微細な凹凸加工を施すことなどにより光取り出し効率や配光性の点で発光素子１よりも有利となる。
【００５５】
なお、サファイア基板上に半導体層を形成し、レーザーの照射によってサファイア基板を剥離除去するレーザーリフトオフ（ＬＬＯ）法を用いることによっても、発光素子２とほぼ同様の構造を実現することができるが、発光素子２はＬＬＯを用いる場合と比較して以下の点で有利である。第１に、ＬＬＯによってサファイア基板を除去する場合は、レーザーや物理的な衝撃などによるダメージがあるが、発光素子２はウェットエッチングによってＧａＮ基板を除去しているのでダメージが少なく、ＬＬＯに比べてリーク電流が少なく、信頼性が高い点で有利である。第２に、発光素子２はＧａＮ基板上に半導体層をエピタキシャル成長させているため、サファイア基板上に半導体層をエピタキシャル成長させる場合よりも転位が少なく、内部量子効率が高い点で有利である。
【００５６】
なお、いずれの実施例においても成長基板としてｃ面ＧａＮ基板を用いているが、本発明はこれに限るものではなく、III 族窒化物半導体からなる基板であればよく、またｃ面以外にもｍ面、ａ面、ｒ面など種々の面方位のIII 族窒化物半導体基板を用いることができる。ただし、ｃ面基板を用いる場合は、ＰＥＣエッチングする側の面をＮ極性面とすることが望ましい。Ｇａ極性面に比べてエッチングしやすいからである。
【００５７】
また、各実施例ではストッパー層の材料としてＡｌＧａＮを用いているが、本発明は成長基板よりもバンドギャップが大きい材料であればよい。また、ストッパー層には不純物がドープされていてもよく、不純物の種類や量によりエッチングレートを制御することも可能である。
【００５８】
また、いずれの実施例においても、上下に電極を設けた構造の発光素子としているが、本発明はこのような構造に限るものではない。たとえば、ｎ電極がｐ電極と同一面側に形成されたフリップチップ型の発光素子に対しても本発明は適用することができる。
【００５９】
また、実施例１では成長基板をメンブレン状に加工しているが、本発明は他の形状への加工に対しても適用することができる。
【００６０】
また、実施例ではいずれも支持基板と接合させているが、必ずしも支持基板を用いる必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、表示装置や照明装置などに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】発光素子１の構造を示す図。
【図２】発光素子１の製造工程を示す図。
【図３】発光素子２の構造を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１０：ＧａＮ基板
１１：ストッパー層
１２：ｎ型層
１３：活性層
１４：ｐ型層
１５：ｐ電極
１６：支持基板
１８、２８：ｎ電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子において、
前記半導体層の前記成長基板側とは反対側で接合された支持基板を有し、
前記成長基板と前記半導体層との間に、前記成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなるストッパー層が形成され、
前記成長基板裏面の中央部に、錐台状または柱体状の凹部が形成され、
前記凹部底面に前記ストッパー層または前記半導体層が露出している、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記凹部底面に露出しているのは、前記ストッパー層であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記ストッパー層は、III 族窒化物半導体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記ストッパー層はＡｌＧａＮであることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記成長基板は、ＧａＮ基板であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子の製造方法において、
前記成長基板と前記半導体層との間に、ウェットエッチング溶液に対して耐性を有したストッパー層を形成するストッパー層形成工程と、
ウェットエッチングにより、前記成長基板の裏面側を前記ストッパー層が露出するまでエッチングするウェットエッチング工程と、
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記ストッパー層は、前記成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなり、
前記ウェットエッチングは、前記基板のバンドギャップより大きく前記ストッパー層のバンドギャップより小さいエネルギーの波長である光を用いたＰＥＣエッチングである、ことを特徴とする請求項８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記ストッパー層は、III 族窒化物半導体であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ストッパー層は、ＡｌＧａＮであることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記成長基板はＧａＮであることを特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ウェットエッチング工程は、前記成長基板の裏面側の中央部に、錐台状または柱体状の凹部を形成し、前記凹部底面に前記ストッパー層を露出させる工程である、ことを特徴とする請求項８ないし請求項１４のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１】
III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子において、
前記半導体層の前記成長基板側とは反対側で接合された支持基板を有し、
前記成長基板と前記半導体層との間に、前記成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなるストッパー層が形成され、
前記成長基板裏面の中央部に、錐台状または柱体状の凹部が形成され、
前記凹部底面に前記ストッパー層または前記半導体層が露出している、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記凹部底面に露出しているのは、前記ストッパー層であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記ストッパー層は、III 族窒化物半導体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記ストッパー層はＡｌＧａＮであることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記成長基板は、ＧａＮ基板であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
III 族窒化物半導体からなる成長基板の表面側に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が積層された発光素子の製造方法において、
前記成長基板と前記半導体層との間に、ウェットエッチング溶液に対して耐性を有したストッパー層を形成するストッパー層形成工程と、
ウェットエッチングにより、前記成長基板の裏面側を前記ストッパー層が露出するまでエッチングするウェットエッチング工程と、
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記ストッパー層は、前記成長基板よりもバンドギャップの大きい材料からなり、
前記ウェットエッチングは、前記基板のバンドギャップより大きく前記ストッパー層のバンドギャップより小さいエネルギーの波長である光を用いたＰＥＣエッチングである、ことを特徴とする請求項８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記ストッパー層は、III 族窒化物半導体であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ストッパー層は、ＡｌＧａＮであることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ストッパー層のＡｌの組成比は５〜４０％であることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記成長基板はＧａＮであることを特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記成長基板はｃ面基板であり、表面側がＧａ極性面、裏面側がＮ極性面であることを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ウェットエッチング工程は、前記成長基板の裏面側の中央部に、錐台状または柱体状の凹部を形成し、前記凹部底面に前記ストッパー層を露出させる工程である、ことを特徴とする請求項８ないし請求項１４のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−８７２１８（Ｐ２０１０−８７２１８Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５４２８７（Ｐ２００８−２５４２８７）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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