JP2007158133A - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】エピタキシャル成長基板から他の基板へIII族窒化物系化合物半導体層を移す。
【解決手段】サファイア基板１００に発光領域Ｌを有するｎ型層１１とｐ型層１２を形成する。ＩＴＯ電極１２１−ｔ、ＳｉＮx誘電体層１５０とその孔部のＮｉから成る接続部１２１−ｃ、Ａｌから成る高反射性金属層１２１−ｒを形成する。この上にＴｉ層１２２、Ｎｉ層１２３、Ａｕ層１２４を順に形成する。次にｎ型シリコン基板２００を用意し、両面に導電性多層膜を次の順に蒸着により形成する。ＴｉＮ層２２１及び２３１、Ｔｉ層２２２及び２３２、Ｎｉ層２２３及び２３３、Ａｕ層２２４及び２３４。これらにスズ２０％の金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５１、５２を形成し、３００℃で熱プレスして、２つのウエハを合体させる。こののち、サファイア基板１００側からレーザ照射によりｎ型層１１の表面のＧａＮを分解して、サファイア基板１００をリフトオフにより除去する。
【選択図】図１．Ｈ
【解決手段】サファイア基板１００に発光領域Ｌを有するｎ型層１１とｐ型層１２を形成する。ＩＴＯ電極１２１−ｔ、ＳｉＮx誘電体層１５０とその孔部のＮｉから成る接続部１２１−ｃ、Ａｌから成る高反射性金属層１２１−ｒを形成する。この上にＴｉ層１２２、Ｎｉ層１２３、Ａｕ層１２４を順に形成する。次にｎ型シリコン基板２００を用意し、両面に導電性多層膜を次の順に蒸着により形成する。ＴｉＮ層２２１及び２３１、Ｔｉ層２２２及び２３２、Ｎｉ層２２３及び２３３、Ａｕ層２２４及び２３４。これらにスズ２０％の金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５１、５２を形成し、３００℃で熱プレスして、２つのウエハを合体させる。こののち、サファイア基板１００側からレーザ照射によりｎ型層１１の表面のＧａＮを分解して、サファイア基板１００をリフトオフにより除去する。
【選択図】図１．Ｈ
Description
本発明はIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法に関する。尚、本明細書で半導体光素子の語は、発光素子、受光素子、その他光エネルギーと電気エネルギーとの一方から他方への変換素子その他任意の光機能を有する半導体素子を言うものとする。
緑色、青色乃至紫外光を発する発光素子として、III族窒化物系化合物半導体発光素子が登場してから久しいが、依然サファイア基板等の、異種且つ絶縁性基板上に発光素子をエピタキシャル成長するものが主流である。異種の導電性基板を用いる場合であっても、エピタキシャル成長中のいわゆる転位が十分に低減できないことや、エピタキシャル成長後常温に戻すまでに、熱膨張係数の差によるIII族窒化物系化合物半導体層におけるクラックの発生を十分には抑制できないことが依然として問題である。
ところで、エピタキシャル成長を行う基板と、素子として用いる際の支持基板とを異なるものとする、即ちエピタキシャル成長後に他の基板にIII族窒化物系化合物半導体層やIII族窒化物系化合物半導体素子を移し替る技術がある（特許文献１乃至４、非特許文献１）。
特許３４１８１５０
特表２００１−５０１７７８
特表２００５−５２２８７３
ＵＳＰ６０７１７９５
Ｋｅｌｌｙら、「Ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｌｉｆｔｏｆｆ ｏｆ ｇｒｏｕｐ ＩＩＩ−ｎｉｔｒｉｄｅ ｆｉｌｍｓ」、Ｐｈｙｓｉｃａ Ｓｔａｔｕｓ Ｓｏｌｉｄｉ（ａ） ｖｏｌ．１５９、１９９７年、Ｒ３〜Ｒ４頁
本発明者らは、上記技術をIII族窒化物系化合物半導体光素子に適用する際の手法として、支持基板を導電性基板とし、支持基板に接するｐ層側の電極構成に高反射性金属を用い、且つ反対側、即ちあらわになったｎ層側の電極を窓枠状に形成することを検討中である。これにより、例えばIII族窒化物系化合物半導体発光素子として、ｎ層側の窓枠状の電極が形成されていない領域（窓）から光取り出しを効率よく行うことができると考えられる。
エピタキシャル成長を行う基板から導電性基板である支持基板に素子を移し替る場合、支持基板とエピタキシャル成長基板を一旦貼り合わせることが考えられる。この際、貼り合わせ面及び貼り合わせ材料として、導電性のもの、特に金属、合金を用いることが望ましい。そこで本願発明の目的は、支持基板とエピタキシャル成長基板を一旦貼り合わせたのちエピタキシャル成長基板を除く製造方法において、それら基板間の導電性多層膜の構成を最適化することである。
請求項１に係る発明は、III族窒化物系化合物半導体素子の製造方法であって、第１の基板上にIII族窒化物系化合物半導体から成る複数の層をエピタキシャル成長させる工程と、当該III族窒化物系化合物半導体層の最上層に、はんだ中のスズの拡散を防ぐ層を少なくとも含む多重層から成る電極を形成する工程と、半導体素子を載置するための第２の基板にはんだ中のスズの拡散を防ぐ層を少なくとも含む多重層を形成する工程と、第１の基板の電極を形成した面と、第２の基板の多重層を形成した面とを少なくともスズを含有するはんだにより接合する工程と、第１の基板を除く工程とを有することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、第１の基板を除く工程は、第１の基板を透過し、且つIII族窒化物系化合物半導体から成る層において吸収される波長のレーザ照射によりIII族窒化物系化合物半導体の薄膜部分を分解する工程を含むことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、スズの拡散を防ぐ層はニッケル又は白金から成ることを特徴とする。また、請求項４に係る発明は、スズの拡散を防ぐ層よりもIII族窒化物系化合物半導体層の最上層側に、高反射性金属層を有することを特徴とする。また、請求項５に係る発明は、スズの拡散を防ぐ層と高反射性金属層との間にチタンから成る層を有することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、第２の基板は導電性シリコン基板であることを特徴とする。また、請求項７に係る発明は、第２の基板に表面に形成する層はアルミニウム又は窒化チタンから成ることを特徴とする。また、請求項８に係る発明は、第２の基板に表面に形成する多重層の、アルミニウム又は窒化チタンから成る層とスズの拡散を防ぐ層との間にチタンから成る層を有することを特徴とする。
例えば導電性基板と、エピタキシャル成長基板のエピタキシャル成長層の最上層とは、金属等の導電性材料で接合させることが望ましいが、最終的な接合工程としては、比較的低温度での加熱で容易に接合するはんだを用いることが有用である。ところが、はんだ中にスズが含まれる場合、例えば最上層の金属層を金とすると、金中にはんだが拡散してしまう。ところで、スズの拡散速度が非常に遅い金属もある（例えばニッケル（Ｎｉ）又は白金（Ｐｔ））。そこでスズの拡散速度が非常に遅い金属層を含む金属多層膜を、第２の基板と、第１の基板のエピタキシャル成長層の最上層に各々形成したのち、スズを含むはんだを用いると、２つのウエハの接合が容易となる（請求項１）。接合ののち、エピタキシャル成長基板（第１の基板）を除去すれば、例えば導電性基板に一方の電極が接続された、III族窒化物系化合物半導体素子を容易に製造することができる。
エピタキシャル成長基板（第１の基板）の除去方法としては、当該基板を透過し、且つIII族窒化物系化合物半導体層で吸収されるレーザ照射によるものが簡便である（請求項２）。これにより当該III族窒化物系化合物半導体層が溶融、分解する。例えばＧａＮ層であればＧａ液滴とＮ2とに分解する。
スズの拡散を防ぐ層はニッケル（Ｎｉ）又は白金（Ｐｔ）が良い（請求項３）。スズの拡散を防ぐ層よりもIII族窒化物系化合物半導体層の最上層側に、高反射性金属層を有すると、例えば発光素子や受光素子その他の光素子において、第１の基板を除去した側を、光取り出し領域或いは光取込み領域とすることができる（請求項４）。スズの拡散を防ぐ層と高反射性金属層との間にチタンから成る層を有することで、チタンから成る層を有しない場合に密着性の悪い２つの金属層を密着性良く接合することができる（請求項５）。
第２の基板は導電性シリコン基板を用いることが簡便であり（請求項６）、その場合、まずアルミニウム層又は窒化チタン（ＴｉＮ）層を形成すると、多層金属膜がシリコン基板と低コンタクト抵抗で接着できる（請求項７）。また、この場合、スズの拡散を防ぐ層との間にチタンから成る層を有することで、密着性良く接合することができる（請求項８）。
本発明は、任意のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法に適用でき、特に光取り出し領域を有する発光素子、光取込み領域を有する受光素子の製造方法に適用できる。支持基板を有した素子は、当該基板と接していない側のIII族窒化物系化合物半導体層に窓枠状等の電極を、直接又は透光性電極を介して形成すると良い。本発明は正負の電極が発光領域の上下にそれぞれ位置するので、第２の基板である支持基板としては導電性基板を用いることがより望ましい。第１の基板として絶縁性基板を用いることは、導電性基板等に素子構造を移し替ることができるので構わない。
レーザ照射により例えばＧａＮの薄膜部を溶融、分解してエピタキシャル成長基板と分離させる場合は、３６５ｎｍより短波長のレーザが適しており、波長３６５ｎｍ、２６６ｎｍのＹＡＧレーザ、波長３０８ｎｍのＸｅＣｌレーザ、波長１５５ｎｍのＡｒＦレーザ、波長２４８ｎｍのＫｒＦが好適に用いられる。レーザ照射を、任意個数のチップサイズとすること、例えば５００μｍ毎にウエハに配置されたチップならば４個×４個の２ｍｍ角のレーザ照射、或いは６個×６個の３ｍｍ角のレーザ照射とすると、各チップを「レーザ照射済み」「未照射」の境界が横切ることが無く、好適である。
III族窒化物系化合物半導体積層構造は、エピタキシャル成長により形成することが望ましい。但しエピタキシャル成長に先立って形成されるバッファ層は、エピタキシャル成長によらず、例えばスパッタリングその他の方法により形成されるものでも構わない。エピタキシャル成長方法、エピタキシャル成長基板、各層の構成、発光層等の機能層の構造その他の構成方法及び素子分割後の取扱い方法等は、以下の実施例では細部を全く述べないこともあるが、これは本願出願時における、任意の公知の構成を用いること、或いは複数の技術構成を任意に組み合わせて所望の半導体素子を形成することが、本発明に包含されうることを意味するものである。
III族窒化物系化合物は、狭義にはＡｌＧａＩｎＮ系の任意組成の２元系及び３元系を包含する４元系の半導体自体と、それらに導電性を付与するためのドナー又はアクセプタ不純物を添加したものを意味するが、一般的に、他のIII族及びV族を追加的或いは一部置換して用いる半導体、或いは他の機能を付与するために任意の元素を添加された半導体を排除するものではない。
III族窒化物系化合物層に直接接合させる電極や、当該電極に接続される単層又は多層の電極は、任意の導電性材料を用いることができる。高反射性金属としてはIII族窒化物系化合物層に直接接合させる場合はイリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）が好適である。透光性電極を形成することも可能であり、酸化インジウムスズ、酸化インジウムチタンその他の酸化物電極を用いることができる。エピタキシャル成長ウエハと支持基板とを接合させるのにははんだを好適に用いることができ、はんだの成分によって、支持基板やエピタキシャル成長ウエハの接合側面に必要に応じて多層金属膜を形成すると良い。また、２つの層例えば酸化物層と金属層とを直接接触させないために誘電体層をそれらの間に形成する場合、任意の誘電体材料を用い、当該誘電体層に孔部を設けて電気的接続部材を充填するなどの手法が有る。
本発明は２つの基板の接合に関わる多重層構成に特徴を有するものであり、繰り返し述べるように、他の構成は任意の公知構成、公知技術の組み合わせを用いることができる。
図１．Ａ乃至図１．Ｋは、本発明の具体的な一実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体発光素子１０００の製造方法を示す工程図（断面図）である。尚、図１．Ｋでは、実質的に１チップのIII族窒化物系化合物半導体発光素子１０００に対応する図を示しており、図１．Ａ乃至図１．Ｊにおいても１チップ分の断面図に対応する図面を示している。しかし、図１．Ａ乃至図１．Ｊは１枚のウエハ等の「一部」を拡大して表現したものであり、図１．Ｋも、ダイシング等によりチップ化する前の状態である１枚のウエハ等の「一部」を拡大した断面図をも意味するものである。
まず、第１の基板であるサファイア基板１００を用意し、通常のエピタキシャル成長によりIII族窒化物系化合物半導体層を形成する（図１．Ａ）。図１．Ａでは単純化して、ｎ型層１１とｐ型層１２と発光領域Ｌとして積層されたIII族窒化物系化合物半導体層を示した。図１．Ａ乃至図１．Ｋにおいて、ｎ型層１１とｐ型層１２とは、破線で示した発光領域Ｌで接する２つの層の如く記載しているが、これらは細部の積層構造の記載を省略したものである。実際、サファイア基板１００に例えばバッファ層、シリコンをドープしたＧａＮから成る高濃度ｎ+層、ＧａＮから成る低濃度ｎ層、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層を構成するものであっても、図１．Ａ乃至図１．Ｋにおいてはｎ型層１１として代表させている。同様に、マグネシウムをドープしたｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、ＧａＮから成る低濃度ｐ層、ＧａＮから成る高濃度ｐ+層を構成するものであっても、図１．Ａ乃至図１．Ｋにおいてはｐ型層１２として代表させている。また、発光領域Ｌは、ｐｎ接合の場合の接合面と、例えば多重量子井戸構造の発光層（通常、井戸層はアンドープ層）の両方を代表して破線で示したものであり、単に「ｎ型層１１とｐ型層１２との界面」を意味するものではない。但し、「発光領域の平面」は発光領域Ｌで示した破線付近に存在する、平面である。尚、ｐ型層１２は、下記の「窒素（Ｎ2）雰囲気下の熱処理」前においては、「ｐ型不純物を含む層ではあるが、低抵抗化していない」ものであり、当該「窒素（Ｎ2）雰囲気下の熱処理」後においては、通常の意味の低抵抗のｐ型層である。
次に、電子ビーム蒸着により、ｐ型層１２の全面に厚さ３００ｎｍの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から成る透光性電極１２１−ｔを形成する。この後、Ｎ2雰囲気下、７００℃で、５分間加熱処理してｐ型層１２を低抵抗化すると共に、ｐ型層１２とＩＴＯ電極１２１−ｔとの間のコンタクト抵抗を低抵抗化する。次に、ＩＴＯ電極１２１−ｔの全面に、厚さ１００ｎｍの窒化ケイ素（ＳｉＮx）から成る誘電体層１５０を形成する（図１．Ｂ）。
次に、図示しないレジスト膜を用いたフォトリソグラフにより、ドライエッチングでＳｉＮxから成る誘電体層１５０に孔部Ｈを形成する。後述するように、孔部Ｈの形状と位置、即ちニッケル（Ｎｉ）から成る接続部１２１−ｃの形状と位置は、のちに形成する多層金属膜から成るｎ電極１３０の形状と位置との関係において、「発光領域Ｌの平面」に投影した両者の正射影が重ならないようにする。本実施例においては、孔部Ｈは、一辺４００乃至５００μｍの正方形状のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１０００に対して幅約２０μｍ、孔部Ｈの間隔８０乃至１００μｍのストライプ状とした。この後レジスト膜を除去する（図１．Ｃ）。
次に、孔部Ｈにニッケル（Ｎｉ）から成る接続部１２１−ｃを形成するため、図示しないレジスト膜を形成する。このレジスト膜には、ＳｉＮxから成る誘電体層１５０の孔部Ｈ上部に、当該孔部よりも大きい孔部を形成する。こうして、ＳｉＮxから成る誘電体層１５０の孔部Ｈと、その上に形成されたレジスト膜の孔部とにニッケル（Ｎｉ）を抵抗加熱蒸着により形成する。この際、ニッケル（Ｎｉ）はＳｉＮxから成る誘電体層１５０の孔部Ｈを充填し、且つ誘電体層１５０上部に２０ｎｍ厚の庇状部が形成されるまで蒸着した。こうして、レジスト膜を除去し、ＳｉＮxから成る誘電体層１５０の孔部Ｈを充填する、ニッケル（Ｎｉ）から成る接続部１２１−ｃを形成した（図１．Ｄ）。
次に、ニッケル（Ｎｉ）から成る接続部１２１−ｃを孔部Ｈに有するＳｉＮxから成る誘電体層１５０の上に、厚さ３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）から成る高反射性金属層１２１−ｒを蒸着により形成する（図１．Ｅ）。こうして、ＩＴＯから成る透光性電極１２１−ｔ、ニッケル（Ｎｉ）から成る接続部１２１−ｃ、アルミニウム（Ａｌ）から成る高反射性金属層１２１−ｒとにより、III族窒化物系化合物半導体層との密着性が高く、光を吸収せず高反射する、多重ｐ電極が形成される。尚、ニッケル（Ｎｉ）から成る接続部１２１−ｃを孔部Ｈに有するＳｉＮxから成る誘電体層１５０の役割は、アルミニウム（Ａｌ）とＩＴＯを直接接触させないことで、アルミニウム（Ａｌ）の酸化による電極特性の劣化を防止することである。
次に、多層金属膜を次の順に蒸着により形成する。厚さ５０ｎｍのチタン（Ｔｉ）層１２２、厚さ５００ｎｍのニッケル（Ｎｉ）層１２３、厚さ５０ｎｍの金（Ａｕ）層１２４。こうして図１．Ｆの層構成となる。チタン（Ｔｉ）層１２２、ニッケル（Ｎｉ）層１２３、金（Ａｕ）層１２４の機能は、次の通りである。スズ２０％の金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５１を設けるにあたって、当該金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５１と合金化する層として金（Ａｕ）層１２４を、スズ（Ｓｎ）のアルミニウム（Ａｌ）から成る高反射性金属層１２１−ｒへの拡散を防ぐ層としてニッケル（Ｎｉ）層１２３を、ニッケル（Ｎｉ）層１２３とアルミニウム（Ａｌ）から成る高反射性金属層１２１−ｒとの密着性を向上させるためにチタン（Ｔｉ）層１２２を各々設けるものである。
次に金（Ａｕ）層１２４の上に、スズ２０％の金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５１を厚さ１５００ｎｍ形成する（１．Ｇ）。
次に第２の基板であるｎ型シリコン基板２００を用意し、両面に導電性多層膜を次の順に蒸着等により形成する。表面側の層を符号２２１乃至２２４で、裏面側の層を符号２３１乃至２４４で示す。厚さ３０ｎｍの窒化チタン（ＴｉＮ）層２２１及び２３１、厚さ５０ｎｍのチタン（Ｔｉ）層２２２及び２３２、厚さ５００ｎｍのニッケル（Ｎｉ）層２２３及び２３３、厚さ５０ｎｍの金（Ａｕ）層２２４及び２３４。窒化チタン（ＴｉＮ）層２２１及び２３１は、ｎ型シリコン基板２００とのコンタクト抵抗が低い点から選択された層であり、チタン（Ｔｉ）層２２２及び２３２、ニッケル（Ｎｉ）層２２３及び２３３、金（Ａｕ）層２２４及び２３４の機能は、上述のチタン（Ｔｉ）層１２２、ニッケル（Ｎｉ）層１２３、金（Ａｕ）層１２４の機能と全く同様である。このｎ型シリコン基板２００に形成した表面側の導電性多層膜の最上層である金（Ａｕ）層２２４の上にスズ２０％の金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５２を厚さ１５００ｎｍ形成し、上述の図１．Ｇのスズ２０％の金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５１を厚さ１５００ｎｍ形成したIII族窒化物系化合物半導体発光素子ウエハと、金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）を形成した面同士を貼り合わせる（図１．Ｈ）。こうして、３００℃、３０ｋｇ重／ｃｍ2（２．９４ＭＰａ）で熱プレスして、２つのウエハを合体させる。以下、金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）は一体化した層５０として示す（図１．Ｉ）。
このような一体化されたウエハの、サファイア基板１００側から、２４８ｎｍのＫｒＦ高出力パルスレーザを照射する。照射条件は、０．７Ｊ／ｃｍ2以上、パルス幅２５ｎｓ（ナノ秒）、照射領域２ｍｍ角又は３ｍｍ角で、各照射ごとに、レーザ照射領域外周が、「１チップ」を横切らないようにすると良い。このレーザ照射により、サファイア基板１００に最も近いｎ型層１１（ＧａＮ層）の界面１１ｆが薄膜状に溶融し、ガリウム（Ｇａ）液滴と窒素（Ｎ2）とに分解する。こののち、サファイア基板１００を一体化ウエハからリフトオフにより除去する（図１．Ｊ）。この後、露出したｎ型層１１表面を希塩酸により洗浄し、表面に付着しているガリウム（Ｇａ）液滴を除去する。
次に、図示しないレジスト膜を形成し、レジスト膜の孔部に多層金属膜から成るｎ電極１３０を次の順に蒸着により形成する。レジスト膜の孔部は、後述する通り、ニッケル（Ｎｉ）からなる接続部１２１−ｃの形状と正射影が互いに重ならないように「窓枠状」に形成した。次にｎ型層１１の上（レジスト膜の孔部）に順に、厚さ１５ｎｍのバナジウム（Ｖ）層、厚さ１５０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）層、厚さ３０ｎｍのチタン（Ｔｉ）層、厚さ５００ｎｍのニッケル（Ｎｉ）層、厚さ５００ｎｍの金（Ａｕ）層。この後にレジストをリフトオフして除去することで、レジスト膜の孔部の多層金属膜から成るｎ電極１３０が残り、他の領域の金属膜はレジストと共に除去される。こうして、両面に導電性多層膜を形成したｎ型シリコン基板２００を支持基板とし、ｐ側にＩＴＯから成る透光性電極１２１−ｔ、ニッケル（Ｎｉ）から成る接続部１２１−ｃ、アルミニウム（Ａｌ）から成る高反射性金属層１２１−ｒとを形成され、多層金属膜を介して金スズはんだ（Ａｕ−２０Ｓｎ）５０でｎ型シリコン基板２００と電気的に接続された、III族窒化物系化合物半導体発光素子１０００が形成された（図１．Ｋ）。III族窒化物系化合物半導体発光素子１０００は、「窓枠状」に形成された多層金属膜から成るｎ電極１３０の形成されていない領域が光取り出し領域である発光素子である。
この後、任意の方法で分割して個々の素子とする。例えばダイシングブレードによりハーフカットを行い、ブレーキングして分割する。ハーフカットは、シリコン基板２００裏面からはシリコン基板２００の裏面２００Ｂをある程度切削するようにする。一方、エピタキシャル層であるｎ型層１１及びｐ型層１２側は、少なくとも当該エピタキシャル層であるｎ型層１１及びｐ型層１２側が分割線付近で完全に切削されて分離されれば良く、必ずしもシリコン基板２００の表面２００Ｆにまで切削が達する必要は無い。
〔ｎ電極１３０と、接続部１２１−ｃの充填された誘電体層１５０の孔部Ｈの平面形状について〕
ｎ電極１３０と、接続部１２１−ｃの充填された誘電体層１５０の孔部Ｈの平面形状、即ち発光領域Ｌの平面への正射影は、重ならないことが望ましく、またそれらの正射影はいずれの位置においても一定の距離以下とならないことが好ましい。この場合の「一定の距離」とは、例えばｎ型層１１とｐ型層１２の総膜厚程度の距離、或いはその数倍を設定すると良い。例えばｎ型層１１とｐ型層１２の総膜厚が５μｍであるならば、２つの正射影はいずれの位置においても５μｍ以上離れていることが望ましく、１０μｍ以上離れていることがより望ましく、２０μｍ以上離れていることが更に望ましい。
ｎ電極１３０と、接続部１２１−ｃの充填された誘電体層１５０の孔部Ｈの平面形状、即ち発光領域Ｌの平面への正射影は、重ならないことが望ましく、またそれらの正射影はいずれの位置においても一定の距離以下とならないことが好ましい。この場合の「一定の距離」とは、例えばｎ型層１１とｐ型層１２の総膜厚程度の距離、或いはその数倍を設定すると良い。例えばｎ型層１１とｐ型層１２の総膜厚が５μｍであるならば、２つの正射影はいずれの位置においても５μｍ以上離れていることが望ましく、１０μｍ以上離れていることがより望ましく、２０μｍ以上離れていることが更に望ましい。
上記実施例では、高反射性金属であるアルミニウムから成る層１２１−ｒを含む、透光性電極層１２１−ｔと孔部Ｈに接続部１２１−ｃを充填した誘電体層１５０の構成を用いたが、これらを１層の高反射性金属層で代替しても良い。例えばロジウム（Ｒｈ）や白金（Ｐｔ）層を設けると良い。
上記実施例において、ｎ電極１３０を直接ｎ型層１１に形成するのでなく、例えば透光性電極を形成したのちに更に窓枠状のｎ電極を形成しても良い。
１０００：III族窒化物系化合物半導体発光素子
１００：サファイア基板（エピタキシャル成長基板）
１１：ｎ型III族窒化物系化合物半導体層
１２：ｐ型III族窒化物系化合物半導体層
Ｌ：発光領域
１２１−ｔ：ＩＴＯから成る透光性電極
１２１−ｃ：Ｎｉから成る接続部
１２１−ｒ：Ａｌから成る高反射性金属層
２００：シリコン基板（支持基板）
２２１、２３１：ＴｉＮ層
１２２、２２２、２３２：Ｔｉ層
１２３、２２３、２３３：Ｎｉ層
１２４、２２４、２３４：Ａｕ層
１３０：多層金属膜から成るｎ電極
５０、５１、５２：Ａｕ−２０Ｓｎはんだ層
１５０：ＳｉＮxから成る誘電体層
Ｈ：誘電体層の孔部
１００：サファイア基板（エピタキシャル成長基板）
１１：ｎ型III族窒化物系化合物半導体層
１２：ｐ型III族窒化物系化合物半導体層
Ｌ：発光領域
１２１−ｔ：ＩＴＯから成る透光性電極
１２１−ｃ：Ｎｉから成る接続部
１２１−ｒ：Ａｌから成る高反射性金属層
２００：シリコン基板（支持基板）
２２１、２３１：ＴｉＮ層
１２２、２２２、２３２：Ｔｉ層
１２３、２２３、２３３：Ｎｉ層
１２４、２２４、２３４：Ａｕ層
１３０：多層金属膜から成るｎ電極
５０、５１、５２：Ａｕ−２０Ｓｎはんだ層
１５０：ＳｉＮxから成る誘電体層
Ｈ：誘電体層の孔部
Claims (8)
- III族窒化物系化合物半導体素子の製造方法であって、
第１の基板上にIII族窒化物系化合物半導体から成る複数の層をエピタキシャル成長させる工程と、
当該III族窒化物系化合物半導体層の最上層に、はんだ中のスズの拡散を防ぐ層を少なくとも含む多重層から成る電極を形成する工程と、
半導体素子を載置するための第２の基板にはんだ中のスズの拡散を防ぐ層を少なくとも含む多重層を形成する工程と、
前記第１の基板の前記電極を形成した面と、前記第２の基板の前記多重層を形成した面とを少なくともスズを含有するはんだにより接合する工程と、
前記第１の基板を除く工程とを有することを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。 - 前記第１の基板を除く工程は、前記第１の基板を透過し、且つIII族窒化物系化合物半導体から成る層において吸収される波長のレーザ照射によりIII族窒化物系化合物半導体の薄膜部分を分解する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記スズの拡散を防ぐ層はニッケル又は白金から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記スズの拡散を防ぐ層よりも前記III族窒化物系化合物半導体層の最上層側に、高反射性金属層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記スズの拡散を防ぐ層と高反射性金属層との間にチタンから成る層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記第２の基板は導電性シリコン基板であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記第２の基板に表面に形成する層はアルミニウム又は窒化チタンから成ることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
- 前記第２の基板に表面に形成する多重層の、アルミニウム又は窒化チタンから成る層と前記スズの拡散を防ぐ層との間にチタンから成る層を有することを特徴とする請求項７に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
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