JP2009054693A - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、放熱性に優れるとともに、一度に多数個の発光ダイオードを散らばった状態で製造するのではなく、多数個の発光ダイオードを整列させた状態で製造し、チップ化することができる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。
【解決手段】基板上にｎ型半導体層２１、発光層２２、ｐ型半導体層２３からなる化合物半導体層２０、反射性ｐ型オーミック電極３０、シード層７３、メッキ層７０とを順次積層する工程と、前記メッキ層７０に仮貼り付け基板を貼り付ける工程と、光取り出し面２０ａを露出させる工程と、ｎ型オーミック電極１０を形成する工程と、前記仮貼り付け基板を取り除く工程と、前記メッキ層７０にレーザー光９２を照射して再融着部５９を形成した後、前記再融着部５９に沿って前記メッキ層７０を分割する工程と、を具備してなることを特徴とする発光ダイオード１００の製造方法により、上記課題を解決できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、発光ダイオードに関するものである。特に、放熱性に優れ、チップ化する際に、分割を容易に行うことができる発光ダイオードに関する。

ＩＩＩ族窒化物半導体は、可視光から紫外光領域の範囲に相当するエネルギーの直接遷移型のバンドギャップを有し、発光効率に優れていることから、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体発光素子として製品化され、各種用途で使用されている。また、電子デバイスに用いた場合でも、ＩＩＩ族窒化物半導体は、従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた場合に比べて優れた特性が得られるポテンシャルを有している。

一般に、ＩＩＩ族窒化物半導体は、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムおよびアンモニアを原料として、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法によって製造されている。ＭＯＣＶＤ法は、キャリアガスに原料の蒸気を含ませて基板表面に運搬し、加熱された基板との反応で原料を分解させることにより、結晶を成長させる方法である。

基板には、例えばサファイア等の絶縁性基板の他、炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛、ガリウム砒素等の導電性基板が使用できることが知られているが、ＩＩＩ族窒化物半導体と完全に格子整合する基板は未だ開発されておらず、現在のところ、格子定数が１０％以上も異なるサファイアの上にＩＩＩ族窒化物半導体層を強制的に成長させた青色ＬＥＤ素子が実用化されている。

従来の青色ＬＥＤ素子は、基本的にサファイア基板の上にＩＩＩ族窒化物半導体よりなるｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とが順に積層されたダブルへテロ構造を有している。前記のようにサファイアは絶縁性であり基板側から電極を取り出すことができないので、同一のＩＩＩ族窒化物半導体層表面にｐ型電極とｎ型オーミック電極とが設けられた、いわゆるフェイスアップ方式や、フリップチップ方式の素子とされている。

しかしながら、サファイアを基板とする従来のフェイスアップ方式またはフリップチップ方式の素子には数々の問題点がある。まず、ｐ型電極とｎ型オーミック電極とが水平方向に並んでいるため電流が水平方向に流れ、その結果電流密度が局部的に高くなりチップが発熱するという問題がある。次に、サファイアという非常に硬い基板を使用しているので、チップ化するのに高度な技術を必要とするという問題があり、最後に、サファイアは熱伝導性が比較的低いので、ＩＩＩ族窒化物半導体層において発生した熱を効率よく放熱できないという問題がある。

以上のような問題を回避するため、特許文献１には、メッキ層上にＩＩＩ族窒化物半導体層が形成された上下電極構造の発光ダイオードを製造する方法が開示されている。すなわち、サファイア基板上にｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層を順次積層してＩＩＩ族窒化物半導体層を形成するとともに、ｐ型半導体層の一面にｐ型オーミック電極を形成し、次いで、ｐ型オーミック電極上にシード層を形成してからシード層上にレジストを格子状に形成し、次いで、シード層及びレジストを覆うようにメッキ層を形成し、次いで、サファイア基板を除去してからｎ型半導体層にｎ型オーミック電極を形成し、最後に、レジストを除去してからダイシングする上下電極構造の発光ダイオードの製造方法が開示されている。

しかしながら、前記発光ダイオードを分割してチップ化する際には、一度に１枚のウエハーから多数個の発光ダイオードが散らばった状態で製造され、次の発光ダイオードランプを製造する工程の生産性が劣るという問題があった。
国際公開第０５／０２９５７２号パンフレット

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、放熱性に優れるとともに、一度に多数個の発光ダイオードを散らばった状態で製造するのではなく、多数個の発光ダイオードを整列させた状態で製造し、そこから容易にチップ化することができる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。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
（１） 基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層からなる化合物半導体層を形成するとともに、前記化合物半導体層の上に反射性ｐ型オーミック電極とシード層とを順次積層する工程と、前記シード層の上にメッキ層を形成するとともに、前記メッキ層に仮貼り付け基板を貼り付ける工程と、前記ｎ型半導体層から前記基板を取り除いて、前記ｎ型半導体層の光取り出し面を露出させる工程と、前記光取り出し面にｎ型オーミック電極を形成する工程と、前記仮貼り付け基板を取り除く工程と、前記メッキ層にレーザー光を照射して再融着部を形成した後、前記再融着部に沿って前記メッキ層を分割する工程と、を具備してなることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
（２）前記化合物半導体層の上に反射性ｐ型オーミック電極とシード層とを順次積層する工程において、前記化合物半導体層に離間溝を設けて前記化合物半導体層を複数に分割するとともに、各化合物半導体層の上に反射性ｐ型オーミック電極を形成した後、平坦化用のレジスト層を前記離間溝に形成して、前記反射性ｐ型オーミック電極の上面と前記レジスト層の上面とを平坦化し、この平坦化された面の上に前記シード層を形成するとともに、前記ｎ型半導体層から前記基板を取り除いて、前記ｎ型半導体層の光取り出し面を露出させる工程の後において、前記レジスト層を除去することを特徴とする（１）に記載の発光ダイオードの製造方法。
（３）前記メッキ層の膜厚が４０〜８０μｍであることを特徴とする（１）または（２）のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
（４）前記ｎ型半導体層上にｎ型オーミック電極を形成する工程において、前記光取り出し面に前記ｎ型半導体層中のドーパント元素と同一の元素を含有するエッチングガスによるドライエッチングを施した後、前記光取り出し面にｎ型電極を形成することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
（５）前記ｎ型半導体層から前記基板を取り除いて、前記ｎ型半導体層の光取り出し面を露出させる工程と前記光取り出し面にｎ型オーミック電極を形成する工程との間において、前記離間溝の底面および側面に化合物半導体層の保護用の絶縁膜を形成することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
（６）前記離間溝の底面および側面に化合物半導体層の保護用の絶縁膜を形成した後、前記光取り出し面にｎ型オーミック電極を形成する工程の前において、前記光取り出し面を粗面化することを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。

上記構成によれば、放熱性に優れるとともに、一度に多数個の発光ダイオードを散らばった状態で製造するのではなく、多数個の発光ダイオードを整列させた状態で製造し、そこから容易にチップ化することができる発光ダイオードの製造方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態である発光ダイオードの一例を示す断面概略図である。図１に示す発光ダイオードは、上下電極構造の一例を示している。

図１に示すように、発光ダイオード１００は、ｎ型オーミック電極１０、化合物半導体層２０と、反射性ｐ型オーミック電極３０、シード層７３、メッキ層７０、および絶縁膜３５とから構成されている。
また、メッキ層７０の側面には再融着部５９が形成されている。

ｎ型オーミック電極１０は、化合物半導体層２０を構成するｎ型半導体層２１とオーミック接触することによって、化合物半導体層２０の負極となっている。図１に示すｎ型オーミック電極１０は、ｎ型半導体層２１に接するＣｒ膜１３と、Ｃｒ膜１３に積層されたＴｉ膜１２と、Ｔｉ膜１２に積層されたＡｕ膜１１とからなる３層構造とされている。
ｎ型オーミック電極１０はこの３層構造に限らず、たとえば、Ｔｉ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜及びＡｕ膜が積層されてなる４層構造でもよい。
このｎ型オーミック電極１０は、後述するように、光取り出し面２０ａをドライエッチングした後にＣｒ膜１３、Ｔｉ膜１２及びＡｕ膜１１を順次積層することによって形成され、これによりアニール処理を施すことなくｎ型半導体層２１との間でオーミック接触が得られるようになっている。

化合物半導体層２０は、ｐ型半導体層２３、発光層２２及びｎ型半導体層２１が積層されて構成されている。化合物半導体層２０の上面２０ａは、発光層２２からの光を外部に取り出す光取り出し面２０ａとされており、この光取り出し面２０ａ上にはｎ型オーミック電極１０が形成されている。また、光取り出し面２０ａはエッチングなどの手段によって粗面化されており、これにより発光ダイオード１００の光取り出し効率がより高められている。

さらに、化合物半導体層２０の側面２０ｂと光取り出し面２０ａの外周部分とには、たとえば、ＳｉＯ_２などの絶縁性材料からなる絶縁膜３５が形成されている。この絶縁膜３５は、化合物半導体層２０の側面を保護する役割を有する。この絶縁膜３５は、反射性ｐ型オーミック電極３０の側面およびシード層７３の上面まで延在されている。絶縁膜３５を形成することによって、例えば化合物半導体層２０の側面に異物が付着した場合でも、異物によるｎ型半導体層２１とｐ型半導体層２３との短絡を防止することができる。

反射性ｐ型オーミック電極３０は、シード層７３を介してメッキ層７０と電気的に接続されており、これによりメッキ層７０が反射性ｐ型オーミック電極３０の取り出し電極となっている。また、反射性ｐ型オーミック電極３０及びメッキ層７０と、ｎ型オーミック電極１０とは、化合物半導体層２０の厚み方向両側に配置された関係になっている。これにより、本発明の実施形態である発光ダイオード１００は、いわゆる上下電極構造の発光ダイオードとなっている。

図１に示すように、化合物半導体層２０の下側には、反射性ｐ型オーミック電極３０が配置されている。反射性ｐ型オーミック電極３０は、化合物半導体層２０を構成するｐ型半導体層２３とオーミック接触することによって、化合物半導体層２０の正極となっている。
また、反射性ｐ型オーミック電極３０は、化合物半導体層２０に接するオーミックコンタクト層３１と、オーミックコンタクト層３１に接する反射層３２と、反射層３２に接する相互拡散防止層３３とから構成されている。反射層３２を備えることによって反射性ｐ型オーミック電極３０は、発光層２２から発した光を光取り出し面２０ａ側に反射させることができる。
この反射性ｐ型オーミック電極３０は、後述するように、オーミックコンタクト層３１をＲＦスパッタリング法により積層し、反射層３２及び相互拡散防止層３３は、たとえばＤＣスパッタリング法により積層することによって形成される。これにより、アニール処理を施すことなく化合物半導体層２０との間でオーミック接触が得られるようになっている。

オーミックコンタクト層３１に要求される性能としては、ｐ型半導体層２３との接触抵抗が小さいことが必須である。オーミックコンタクト層３１の材料はｐ型半導体層２３との接触抵抗の観点から、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ等の白金族またはＡｇが好ましく、Ｐｔ，Ｉｒ，ＲｈまたはＲｕがより好ましく、Ｐｔが特に好ましい。Ａｇを用いることは良好な反射を得るためには好ましいが、接触抵抗はＰｔよりも低い。したがって、接触抵抗がそれほど要求されない用途にはＡｇを用いることも可能である。オーミックコンタクト層３１の厚さは、低接触抵抗を安定して得るために０．１ｎｍ以上とすることが好ましい。さらに好ましくは１ｎｍ以上であり、均一な接触抵抗が得られる。

オーミックコンタクト層３１には、Ａｇ合金、Ａｌ合金などの反射層３２が積層されている。Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈ、Ｒｕ、ＯＳ，ＰｄなどはＡｇ合金と比較すると可視光から紫外領域の反射率が低い。したがって、発光層２２からの光が十分に反射せずに出力の高い素子を得ることが難しい。この場合、オーミックコンタクト層３１を光が十分に透過するほどに薄く形成し、Ａｇ合金などの反射層３２を形成して反射光を得る方が、良好なオーミック接触が得られ、かつ出力の高い素子を作成することができる。この場合、オーミックコンタクト層３１の膜厚は３０ｎｍ以下とすることが好ましい。さらに好ましくは１０ｎｍ以下である。反射層３２の膜厚は良好な反射率を得るために０．１ｎｍ以上とすることが好ましい。さらに好ましくは１ｎｍ以上であり、均一な密着性が得られる。Ａｇ合金はマイグレーションを起こしやすいので薄い方が好ましい。したがって、膜厚は２００ｎｍ以下にすることが好ましい。

相互拡散防止層３３は、反射層３２の構成元素と、後述するシード層７３の構成元素との相互拡散を防止するために形成される。相互拡散防止層３３としては、例えば、Ｐｔ等を用いることが好ましい。

次に、図１に示すように、反射性ｐ型オーミック電極３０の下側には、シード層７３が配置されている。シード層７３は、メッキ層７０をメッキ法によって形成する際の下地となる層であって、Ｔｉ膜７４、Ｔａ膜７５、およびＣｕ膜７６との積層膜で構成されている。ここでＴａ膜７５は、Ｃｕのバリアとして機能する。
Ｔｉ膜７４の厚みは、例えば１００〜３００ｎｍ程度がよく、Ｔａ膜７５の厚みは、例えば２００〜７００ｎｍ程度がよく、Ｃｕ膜７６の厚みは、例えば１００〜５００ｎｍ程度がよい。シード層７３全体の厚みは、例えば４００〜１５００ｎｍ程度がよい。
なお、シード層７３は、Ｃｕからなる単層膜として形成してもよい。

メッキ層７０は、シード層７３を下地として、たとえば電気メッキ法により形成される金属層である。メッキ層７０の材質は、シード層７３の材質に対応するものが好ましく、シード層７３をＴｉ膜７４、Ｔａ膜７５、およびＣｕ膜７６との積層膜で構成する場合には、シード層７３を構成するＣｕ膜７６と同じ材質であるＣｕを用いることが好ましい。
Ｃｕは、熱伝導性が高い点においも、上下電極構造の発光ダイオード１００の基体の材質として好ましい。熱伝導性が高いＣｕからなるメッキ層７０を備えることによって、発光層２２で発生した熱を外部に容易に放出することができ、発光ダイオード１００の放熱効率を高めることができる。
さらに、Ｃｕは、電気抵抗が低い点において、上下電極構造の発光ダイオード１００の基体の材質として好ましい。Ｃｕからなるメッキ部７０は、シード層７３を介して反射性ｐ型オーミック電極３０と接合されているので導電端子として用いることができ、ｐ型端子と接続するワイヤーを用いなくても良いので、発光ダイオードランプとしての生産性を高めることができる。

メッキ層７０の厚みは、４０〜８０μｍとすることが好ましく、６０μｍ程度とすることがより好ましい。メッキ層７０の厚みが４０μｍ未満である場合には、メッキ層７０が薄すぎるため、発光ダイオードとしての耐久性に劣るばかりでなく、取り扱いが困難となり生産効率が低下する。逆に、８０μｍを超える場合には、レーザースクライブにより発光ダイオードに分割することが困難となる。

図１において、メッキ層７０の２つの側面７０ｂには再融着部５９が形成されている。後述するように、再融着部５９は、レーザーが照射されて一旦融解した後、再融着したメッキ層７０の一部分であり、レーザーにより急激な昇温および降温がされることにより、材料特性が悪化し、簡単に崩すことができるもろい構造となった材料領域である。この再融着部５９にわずかな機械的応力を加えるだけで、容易に１個１個の発光ダイオードに分割することができる。

先に記載したように、化合物半導体層２０は、ｐ型半導体層２３、発光層２２、およびｎ型半導体層２１とから概略構成されている。
化合物半導体層２０としては、ＧａＮ系単結晶、ＧａＰ系単結晶、ＧａＡｓ系単結晶、ＺｎＯ系単結晶など周知の半導体発光材料を用いることができるが、後述するサファイア単結晶またはＳｉＣ単結晶からなる基板に対してエピタキシャル成長可能な点において、ＧａＮ系単結晶またはＺｎＯ系単結晶がより好ましく、ＧａＮ系単結晶が更に好ましい。

ＧａＮ系単結晶からなる半導体層としては、例えば一般式Ａｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_ＺＮ_１−ＡＭＡ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１で且つ、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１。記号Ｍは窒素（Ｎ）とは別の第Ｖ族元素を表し、０≦Ａ＜１である。）で表わされるＧａＮ系半導体が多数知られており、本発明においても、それら周知のＧａＮ系半導体を含めて一般式Ａｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_ＺＮ_１−ＡＭ_Ａ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１で且つ、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１。記号Ｍは窒素（Ｎ）とは別の第Ｖ族元素を表し、０≦Ａ＜１である。）で表わされるＧａＮ系半導体を何ら制限なく用いることができる。

ｎ型半導体層２１は、下地層と、ｎコンタクト層と、発光層２２に接するｎクラッド層とが積層されて構成される。ｎコンタクト層は下地層および／またはｎクラッド層を兼ねることができる。

下地層はＡｌ_ＸＧａ_１―ＸＮ層（０≦Ｘ≦１、好ましくは０≦Ｘ≦０．５、さらに好ましくは０≦Ｘ≦０．１）から構成されることが好ましい。その膜厚は０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。この膜厚以上にした方が結晶性の良好なＡｌ_ＸＧａ_１―ＸＮ層が得られやすい。
下地層にはｎ型不純物を１×１０^１７〜１×１０^１９／ｃｍ^３の範囲内であればドープしても良いが、アンドープ（＜１×１０^１７／ｃｍ^３）の方が良好な結晶性の維持という点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅであり、より好ましくはＳｉである。

ｎコンタクト層としては、下地層と同様にＡｌ_ｘＧａ_１―ｘＮ層（０≦ｘ≦１、好ましくは０≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０≦ｘ≦０．１）から構成されることが好ましい。
また、ｎコンタクト層にはｎ型不純物がドープされていることが好ましく、ｎ型不純物を１×１０^１７〜１×１０^１９／ｃｍ^３、好ましくは１×１０^１８〜１×１０^１９／ｃｍ^３の濃度で含有すると、ｎ型オーミック電極９との良好なオーミック接触の維持、クラック発生の抑制、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅであり、より好ましくはＳｉである。
ｎコンタクト層を構成するＧａＮ系半導体は、下地層と同一組成であることが好ましく、ｎコンタクト層と下地層との合計の膜厚を１〜２０μｍ、好ましくは２〜１５μｍ、さらに好ましくは３〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。ｎコンタクト層と下地層との合計の膜厚が上記範囲にあると、半導体の結晶性が良好に維持される。

ｎコンタクト層と発光層２２との間には、ｎクラッド層を設けることが好ましい。ｎコンタクト層の表面に生じた平坦性の悪化を埋めることできるからである。ｎクラッド層はＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮなどで形成することが可能である。また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造としてもよい。ｎクラッド層をＧａＩｎＮで形成する場合には、発光層２２のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましいことは言うまでもない。また、屈折率の高い半導体材料から構成することが好ましい。
ｎクラッド層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは０．００５〜０．５μｍであり、より好ましくは０．００５〜０．１μｍである。ｎクラッド層のｎ型ドープ濃度は１×１０^１７〜１×１０^２０／ｃｍ^３が好ましく、より好ましくは１×１０^１８〜１×１０^１９／ｃｍ^３である。ドープ濃度がこの範囲であると、良好な結晶性の維持および素子の動作電圧低減の点で好ましい。

次に、ｎ型半導体層２１の下側に積層される発光層２２としては、ＧａＮ系半導体が好ましく、たとえば、Ｇａ_１−ＳＩｎ_ＳＮ（０＜Ｓ＜０．４）のＧａＮ系半導体を挙げることができる。
また、発光層２２は、ダブルへテロ（以下、ＤＨ）、単一量子井戸（以下、ＳＱＷ）または多重量子井戸（以下、ＭＱＷ）のいずれの構造であってもよい。
ＳＱＷの場合には、発光層２２の膜厚は特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚、即ち臨界膜厚、たとえば、１〜１０ｎｍが好ましく、より好ましくは２〜６ｎｍである。発光層２２の膜厚が上記範囲であると発光出力の点で好ましい。
また、発光層２２は、上記のような単一量子井戸（ＳＱＷ）構造の他に、上記Ｇａ_１−ＳＩｎ_ＳＮを井戸層として、この井戸層よりバンドギャップエネルギーが大きいＡｌ_ｃＧａ_１−ｃＮ（０≦ｃ＜０．３）障壁層とからなる多重量子井戸（ＭＱＷ）構造としてもよい。また、井戸層および障壁層には、不純物をドープしてもよい。

次に、ｐ型半導体層２３は、発光層２２に接するｐクラッド層と、ｐコンタクト層とが積層されて構成される。しかし、ｐコンタクト層がｐクラッド層を兼ねてもよい。
ｐクラッド層としては、発光層２２のバンドギャップエネルギーより大きくなる組成であり、発光層２２へのキャリアの閉じ込めができるものであれば特に限定されないが、好ましくは、Ａｌ_ｄＧａ_１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４、好ましくは０．１≦ｄ≦０．３）のものが挙げられる。ｐクラッド層が、このようなＡｌＧａＮからなると、発光層７へのキャリアの閉じ込めの点で好ましい。ｐクラッド層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１〜４００ｎｍであり、より好ましくは５〜１００ｎｍである。ｐクラッド層のｐ型ドープ濃度は、１×１０^１８〜１×１０^２１／ｃｍ^３が好ましく、より好ましくは１×１０^１９〜１×１０^２０／ｃｍ^３である。ｐ型ドープ濃度が上記範囲であると、結晶性を低下させることなく良好なｐ型結晶が得られる。

ｐコンタクト層は、少なくともＡｌ_ｅＧａ_１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５、好ましくは０≦ｅ≦０．２、より好ましくは０≦ｅ≦０．１）を含んでなるＧａＮ系半導体層である。Ａｌ組成が上記範囲であると、良好な結晶性の維持および反射性ｐ型オーミック電極３０との良好なオーミック接触の点で好ましい。ｐ型不純物（ドーパント）を１×１０^１８〜１×１０^２１／ｃｍ^３の濃度で、好ましくは５×１０^１９〜５×１０^２０／ｃｍ^３の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば好ましくはＭｇが挙げられる。膜厚は、特に限定されないが、０．０１〜０．５μｍが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．２μｍである。膜厚がこの範囲であると、発光出力の点で好ましい。
次に、本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法について説明する。

図２〜図９は、本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法を示す概略断面図である。
本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、化合物半導体層２０を形成する工程と、離間溝２５を形成する工程と、反射性ｐ型オーミック電極３０を形成する積層工程と、レジスト層８１（平坦化用のレジスト層）を形成する工程と、シード層７３を形成する工程と、メッキ層７０を形成する工程と、仮貼り付け基板８６を貼り付ける工程と、光取り出し面２０ａを露出させる工程と、レジスト層８１を除去する工程と、絶縁膜３５を形成する工程と、光取り出し面２０ａを粗面化する工程と、ｎ型オーミック電極１０を形成する工程と、仮貼り付け基板８６を取り除く工程と、再融着部５９を形成する工程と、分割工程と、を具備している。
以下、各工程について説明する。

「化合物半導体層２０を形成する工程」
図２に示すように、基板１上に、ｎ型半導体層２１、発光層２２及びｐ型半導体層２３を順次積層して化合物半導体層２０を形成する。

基板１としては、サファイア基板など化合物半導体層をエピタキシャル成長させるのに適した基板を用いるのが好ましい。その他、ＧａＡｓ、燐化インジウム（以下、ＩｎＰ）、燐化ガリウム（以下、ＧａＰ）などのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶基板や、シリコン（以下、Ｓｉ）基板などを挙げることができる。
また、基板１上に化合物半導体層２０を形成する際には、あらかじめ基板１上にバッファ層を形成することが望ましい。すなわち、基板１としてサファイア基板を用い、ｎ型半導体層２１としてＧａＮを形成する場合には、基板１とｎ型半導体層２１との格子定数が１０％以上も異なる。この場合に、バッファ層として、基板１とｎ型半導体層２１との中間の格子定数を有するＡｌＮやＡｌＧａＮなどを用いることで、ｎ型半導体層２１を構成するＧａＮの結晶性を向上させることができる。

このバッファ層上に、ｎ型半導体層２１、発光層２２及びｐ型半導体層２３を順次積層して化合物半導体層２０を形成する。
化合物半導体層２０の成長方法は特に限定されず、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）などＧａＮ系半導体を成長させることが知られている全ての方法を適用できる。好ましい成長方法としては、膜厚制御性、量産性の観点からスパッタリング法またはＭＯＣＶＤ法である。

スパッタリング法では、Ｇａを含むターゲットを用いるとともに、プラズマガスとしてアルゴンと窒素の混合ガスを用いて、いわゆるリアクティブスパッタリング法によってＧａＮ系半導体を形成することが好ましい。
また、ＭＯＣＶＤ法では、キャリアガスとして水素（Ｈ_２）または窒素（Ｎ_２）、ＩＩＩ族原料であるＧａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）またはトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）またはトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）またはトリエチルインジウム（ＴＥＩ）、Ｖ族原料であるＮ源としてアンモニア（ＮＨ_３）、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）などが用いられる。また、ドーパントとしては、ｎ型にはＳｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ_４）またはジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）を、Ｇｅ原料としてゲルマンガス（ＧｅＨ_４）や、テトラメチルゲルマニウム（（ＣＨ_３）_４Ｇｅ）やテトラエチルゲルマニウム（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｇｅ）などの有機ゲルマニウム化合物を利用することができる。
ＭＢＥ法では、元素状のゲルマニウムもドーピング源として利用できる。ｐ型にはＭｇ原料としては、たとえば、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ_２Ｍｇ）またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ_２Ｍｇ）などを用いればよい。

なお、ｎ型半導体層２１にはｎ型ドーパントとしてＳｉ等をドープさせることが望ましく、ｐ型半導体層２３にはｐ型ドーパントとしてＭｇ等をドープさせることが望ましい。

「離間溝２５を形成する工程」
図３（ａ）に示すように、通常のフォトリソグラフィ技術によってパターニングすることにより、離間溝２５を化合物半導体層２０に形成する。離間溝２５は、発光ダイオード１００の外形を決定する領域であり、発光ダイオード１００を区画して平面視略格子状に形成する。このようにして、化合物半導体層２０を複数に分割する。

「反射性ｐ型オーミック電極３０を形成する積層工程」
図３（ｂ）に示すように、分割後の化合物半導体層２０のｐ型半導体層２３上に、それぞれオーミックコンタクト層３１、反射層３２及び相互拡散防止層３３を順次積層して反射性ｐ型オーミック電極３０を形成する。

オーミックコンタクト層３１をｐ型半導体層２３上に形成するにあたり、ＲＦ放電によるスパッタリング成膜法で形成することが好ましい。ＲＦ放電によるスパッタリング成膜法を用いることで、蒸着法やＤＣ放電のスパッタリング成膜法を用いるより接触抵抗の低い電極を形成できる。即ち、ＲＦ放電によるスパッタリング成膜法でオーミックコンタクト層３１を形成することによって、オーミックコンタクト層３１にｐ型半導体層２３の構成元素が混在し、ｐ型半導体層２３にはオーミックコンタクト層３１の構成元素が混在することになり、これによりオーミックコンタクト層３１とｐ型半導体層２３とがオーミック接合される。

ＲＦ放電によるスパッタリング成膜では、イオンアシスト効果により、ｐ型半導体層２３に付着したスパッタ原子にエネルギーを与え、ｐ型半導体、例えばＭｇドープのｐ−ＧａＮとの間で表面拡散を促す作用があると考えられる。さらに、上記成膜においては、ｐ型半導体層２３の最表面原子にもエネルギーを与え、半導体材料、例えばＧａがオーミックコンタクト層３１に拡散することを促す作用もあると考えられる。

ＲＦ放電による成膜では、初期において、接触抵抗を下げる効果を持つが、膜厚を大きくすると、その膜が疎であるために反射率の点ではＤＣ放電による成膜に比べて劣る。そこで、接触抵抗を低く保った範囲で薄膜化して光透過率を上げたオーミックコンタクト層３１をＲＦ放電により形成し、その上に反射層３２及び相互拡散防止層３３をＤＣ放電により形成することが好ましい。

このように、オーミックコンタクト層３１をＲＦスパッタリング法により形成することによって、オーミックコンタクト層３１とｐ型半導体層２３とをオーミック接触させることができる。この場合、オーミックコンタクト層３１形成後のアニールを必要としない。むしろ、アニールすることにより、Ｐｔ、Ｇａそれぞれの拡散を促進し、半導体の結晶性を下げてしまうため、電気特性を悪化させてしまうことがあり、また、アニールにより反射膜であるＡｇ合金がマイグレーションを起こし反射率が下がるので、アニールは好ましくない。従ってオーミックコンタクト層３１形成後、３５０℃よりも高い温度で熱処理されていないことが好ましい。

スパッタリングは、従来公知のスパッタリング装置を用いて、従来公知の条件を適宜選択して実施することができる。まず、化合物半導体層２０を積層した基板１をチャンバー内に収容し、基板温度を室温から５００℃の範囲に設定する。基板加熱は特に必要としないが、オーミックコンタクト層３１の構成元素およびｐ型半導体層２３の構成元素の拡散を促進するために適度に加熱しても良い。チャンバー内は真空度が１０^−４〜１０^−７Ｐａとなるまで排気する。
スパッタリング用ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどを使用できる。入手の容易さからＡｒとするのが望ましい。これらの内の一つのガスをチャンバー内に導入し、０．１〜１０Ｐａにしたのち放電を行う。好ましくは０．２〜５Ｐａの範囲に設定する。供給する電力は０．２〜２．０ｋＷの範囲が好ましい。この際、放電時間と供給電力を調節することによって、形成する層の厚さを調節することができる。

「レジスト層８１を充填する工程」
図４（ａ）に示すように、離間溝２５にレジスト層８１を形成する。レジスト材料を離間溝２５に充填した後、露光・現像処理を行って固化する。その結果、レジスト層８１が離間溝２５に対応して平面視略格子状に形成される。このレジスト層８１は、次の工程で形成するシード層７３が、離間溝２５に成膜されることを防止するための保護層として機能する。なお、レジスト材料としては公知のものを使用することができる。レジスト層８１の高さは、離間溝２５の深さと等しくなるように形成する。

「シード層７３を形成する工程」
さらに、図４（ｂ）に示すように、レジスト層８１の表面８１ａ上および反射性ｐ型オーミック電極３０の表面３０ａ上に、Ｔｉ膜７４とＴａ膜７５とＣｕ膜７６とを順次積層してシード層７３を形成する。
Ｔｉ膜７４の厚みは、例えば１００〜３００ｎｍ程度がよく、Ｔａ膜７５の厚みは、例えば２００〜７００ｎｍ程度がよく、Ｃｕ膜７６の厚みは、例えば１００〜５００ｎｍ程度がよい。シード層７３全体の厚みは、例えば４００〜１５００ｎｍ程度がよい。
シード層７３の形成方法としては、蒸着法、スパッタ法などを挙げることができる。

「メッキ層７０を形成するメッキ工程」
次に、図５（ａ）に示すように、シード層７３全面にメッキ層７０を形成する。メッキ層７０の形成は、シード層７３に電流を流しつつ電気メッキ法で行うとよい。このときのメッキ層７０の厚みは、４０〜８０μｍとすることが好ましく、６０μｍとすることがより好ましい。
電気メッキ処理は、脱脂、酸処理、中和、水洗、電気メッキ、水洗という一連の処理である。脱脂、酸処理、中和、水洗の処理は、必要に合わせ適宜条件を選択して行う。
メッキ層の材料としては、Ｃｕなどを用いることができる。

「仮貼り付け基板８６を貼り付ける工程」
まず、熱発泡テープ８５を仮貼り付け基板８６に貼り付ける。次に、図５（ｂ）に示すように、この熱発泡テープ８５の他面側をメッキ層７０に張り合わせる。
熱発泡テープ８５としては、一般に使用されているものを用いることができ、たとえば、リバアルファー（日東電工（株）製）を挙げることができる。
仮貼り付け基板８６を付けることにより、発光ダイオード基板の取り扱いが容易となり、後の製造工程を行うことを容易にすることができる。仮貼り付け基板８６を付けない場合には、メッキ層７０が薄く、強度不足のうえ、変形しやすいので、取り扱いが困難となる。

「光取り出し面２０ａを露出させる工程」
さらに、図５（ｂ）に示すように、レーザー９０を基板１側から基板１と化合物半導体層２０との界面近傍に照射する。その結果、界面部分のバッファ層を熱分解させることができ、図６（ａ）に示すように基板１を化合物半導体層２０、反射性ｐ型オーミック電極、シード層７３、メッキ層７０を積層した仮貼り付け基板８６から剥離させることができる。
レーザー９０は、一般的に用いられるものを使用することができる。

バッファ層及び基板１を取り除く方法として、上に記載したレーザーリフトオフ法を用いることが好ましい。レーザーリフトオフ法が、最も生産性が高いためである。しかし、研磨法、エッチング法など他の公知の技術を用いることもできる。

「レジスト層８１を除去する工程」
次に、図６（ｂ）に示すように、離間溝２５に形成したレジスト層８１を除去する。ＮＭＰ等の通常のレジスト除去の溶剤で除去することができる。

「絶縁膜３５を形成する工程」
次に、図７（ａ）に示すように、離間溝２５によって素子状に分割された化合物半導体層２０の各側面（分割面）２０ｂに、保護用の絶縁膜３５を形成する。
具体的には、図７（ａ）に示すように、絶縁膜３５を、離間溝２５の底面２５ａおよび側面２５ｂと、各化合物半導体層２０の光取り出し面２０ａの外周部分を覆うように形成する。
絶縁膜３５の材料としてはＳｉＯ_２などを挙げることができ、その成膜方法としては、ＣＶＤ法やスパッタ法などの手段を挙げることができる。
化合物半導体層２０の全体に絶縁膜３５を形成した後、光取り出し面２０ａの外周部分にレジスト層を形成し、ドライエッチングすることで、上記の絶縁膜３５を形成できる。また、先に光取り出し面２０ａの中央部分にレジスト層を形成した後、化合物半導体層２０全体に絶縁膜３５を形成し、前記レジスト層を除去することにより、上記絶縁膜３５を形成しても良い。

「光取り出し面２０ａを粗面化する工程」
次に、図７（ｂ）に示すように、化合物半導体層２０の光取り出し面２０ａを粗面化する。
粗面化とは、表面に微小な凹凸が形成されることをいい、化学的にあるいは機械的に形成することができる。
具体的には、加熱ＫＯＨ溶液に化合物半導体層２０の光取り出し面２０ａを浸漬する。このことにより、光取り出し面２０ａの露出部分の表面に存在する下地層を除去するとともに、化合物半導体層２０の光取り出し面２０ａを粗面化することができる。
下地層の除去と表面粗面化には、ＰＥＣ（ｐｈｏｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｔｃｈ）を使用することもできる。また、下地層の除去及び光取り出し面２０ａの粗面化はドライエッチングすることにより行うこともできる。
また、上記の下地層の除去操作は、下地層がアンドープ層である場合に必要な操作であって、下地層にＳｉ等がドープされている場合には下地層の除去操作は不要となる。

「ｎ型オーミック電極１０を形成する工程」
化合物半導体層２０の光取り出し面２０ａを、ｎ型半導体層２１中のドーパント元素と同一の元素を含有するエッチングガスによりドライエッチングした後、図８（ａ）に示すように、光取り出し面２０ａにｎ型オーミック電極１０を形成する。
たとえば、メッキ層７０、シード層７３、反射性ｐ型オーミック電極３０及び化合物半導体層２０を熱発泡テープ８５で固定した仮貼り付け基板８６を、プラズマドライエッチング装置のチャンバー内に収納し、ｎ型半導体層２１中のドーパント元素と同一の元素を含有するエッチングガスからなる反応ガスをチャンバー内に供給し、化合物半導体層２０の上方においてプラズマを発生させ、エッチングガスを含むプラズマによって光取り出し面２０ａをドライエッチングする。

エッチングガスとしては、ｎ型半導体層２１中のドーパント元素がケイ素（Ｓｉ）の場合は、エッチングガスとしてハロゲン化ケイ素を用いることが好ましく、具体的にはＳｉＣｌ_４またはＳｉＦ_４が好ましい。
また、反応ガスを導入した際のチャンバー内の圧力は、例えば０．２〜２Ｐａの範囲にすることが好ましく、エッチングガスの流量は１５ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍの範囲が好ましく、プラズマのパワーは１２０Ｗ程度が好ましく、バイアスは５０Ｗ程度が好ましく、処理時間は１５０秒程度がよい。
このようなエッチング処理を行うことによって、ｎ型半導体層２１の表面近傍にエッチングガスに含まれるＳｉが打ち込まれて、表面近傍のＳｉ濃度が高められる。

次に、前記プラズマ処理を行ったｎ型半導体層２１の上に、Ｃｒ膜１３、Ｔｉ膜１２およびＡｕ膜１１を順次積層して、ｎ型オーミック電極１０を形成する。
なお、ｎ型オーミック電極１０としては、この３層構造に限らず、Ｔｉ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜及びＡｕ膜が積層されてなる４層構造を用いてもよい。
ｎ型オーミック電極１０の形成方法としては、たとえば、スパッタリング法や蒸着法などを挙げることができる。
このようにして、ｎ型半導体層２１の表面をプラズマで処理してから、Ｃｒ膜またはＴｉ膜などを積層することによって、ｎ型オーミック電極１０を構成するＣｒ膜またはＴｉ膜とｎ型半導体層２１とをオーミック接触させることができる。この場合、ｎ型オーミック電極１０の形成後のアニールを必要としない。むしろ、アニールすることによって電気特性を悪化させてしまうことがあり、また、アニールにより反射膜のＡｇ合金がマイグレーションを起こしてしまうので好ましくない。

「仮貼り付け基板８６を取り除く工程」
図８（ｂ）に示すように、熱発泡テープ８５に熱を加え、仮貼り付け基板８６を取り除く。
たとえば、オーブンあるいはホットプレート等で所定の温度に加熱することにより、熱発泡テープ８５は発泡を開始し、たやすく仮貼り付け基板８６を取り除くことができる。

「再融着部５９を形成する工程」
次に、図９（ａ）に示すように、レーザースクライブ法を用いて、レーザー９２を照射することにより、メッキ層７０に再融着部５９を形成する。
まず、たとえば、粘着テープなどで耐熱基板に光取り出し面２０ａ側を固定する。なお、耐熱基板は、メッキ層７０を貫いたレーザー９２が下のステージを焼くことを防止するために配置する。

次に、離間溝２５のほぼ中央となる位置で、垂線ｍ上をメッキ層７０側からレーザー９２を照射しながら走査することにより、レーザースクライブを行い、再融着部５９を形成する。再融着部５９は、もろくなった材料領域である。レーザー９２が照射されて加熱され、一度分割されたメッキ層の再融着部５９は、レーザー９２が走査されて温度が下がるとともに再融着する。しかしながら、急激に昇温されたのち急激に降温されたため、メッキ層７０の材料特性が変化し、たやすく崩壊する構造となる。
再融着部５９は、各発光ダイオードを分離するように、平面視略格子状に形成される。
また、レーザー９２としては、２６６から１０６４ｎｍの波長範囲の市販のものを用いて、その出力を上げて利用する。

「分割工程」
メッキ層７０側に粘着テープを貼り付けて、再融着部５９に機械的応力を付加することにより、図９（ｂ）に示すように、再融着部５９で１個１個の発光ダイオード１００へと容易に分割することができる。また、粘着テープが全面に貼り付けられているので、散らばることはなく、１個１個の発光ダイオードを整列させた状態で取り扱うことができ、発光ダイオードランプの製造を容易にすることができる。
以下、本発明の実施形態の効果について説明する。

本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、基板１上にｎ型半導体層２１、発光層２２、ｐ型半導体層２３からなる化合物半導体層２０を形成するとともに、化合物半導体層２０の上に反射性ｐ型オーミック電極３０とシード層７３とを順次積層する工程と、シード層７３の上にメッキ層７０を形成するとともに、メッキ層７０に仮貼り付け基板８６を貼り付ける工程と、ｎ型半導体層２１から前記基板１を取り除いて、ｎ型半導体層２１の光取り出し面２０ａを露出させる工程と、光取り出し面２０ａにｎ型オーミック電極１０を形成する工程と、仮貼り付け基板８６を取り除く工程と、前記メッキ層７０にレーザー光を照射して再融着部５９を形成した後、再融着部５９に沿ってメッキ層７０を分割する工程と、を具備してなる構成なので、多数個の発光ダイオード１００を整列させた状態でメッキ層７０上に形成することができるが、発光ダイオード１００同士の間のメッキ層７０には再融着部５９が形成されているので、再融着部５９においてメッキ層７０を分割することができる。これにより、メッキ層７０とともに発光ダイオード１００を容易に分割できる。このようにして、メッキ層７０を有する発光ダイオード１００を分割する際には従来のレーザースクライブ法を適用できるので、発光ダイオード１００の分割の際に、発光ダイオード１００同士を散らばらせることなく、発光ダイオードランプの製造効率を向上させることができる。

本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、化合物半導体層２０に離間溝２５を設けて化合物半導体層２０を複数に分割した後、離間溝２５の側面２５ｂに絶縁膜３５を設ける工程を含む構成なので、直接、レーザー９２を照射して発光ダイオード１００に分割する場合に発生して、化合物半導体層２０の側面２５ｂに付着してリーク原因となるゴミなどの影響から化合物半導体層２０を保護することでき、発光ダイオード１００の素子特性を保護することができる。

本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、前記メッキ層７０の膜厚が４０〜８０μｍと薄い構成なので、レーザースクライブ法により再融着部５９を形成した後、たやすく発光ダイオード１００に分割することができる。

本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、前記メッキ層７０に再融着部５９を形成する工程において、レーザースクライブ法を用いる構成なので、容易に発光ダイオード１００を区画する再融着部５９を形成することができる。

本発明の実施形態である発光ダイオード１００は、メッキ層７０上に、反射型ｐ型オーミック電極３０、ｐ型半導体層２３、発光層２２、ｎ型半導体層２１を含む化合物半導体層２０、およびｎ型オーミック電極１０と、が少なくとも備えられてなる構成なので、メッキ層７０を介して、発光層２２からの熱を外部に容易に放出させることができる。

また、本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、シード層７３にメッキ層７０を形成する工程と、を具備してなる構成なので、反射性ｐ型オーミック電極３０とメッキ層７０の導電性を確保できる構成なので、メッキ層７０をｐ型端子として利用して、容易に発光ダイオードランプを製造することができ、その製造効率及び製造コストを向上させることができる。

また、本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、シード層７３にメッキ層７０を形成する工程とを具備してなる構成なので、シード層７３を介してメッキ層７０を強固に接合させることができ、機械的強度に優れた発光ダイオード１００を製造できる。

また、本発明の実施形態である発光ダイオード１００の製造方法は、発光ダイオード１００を区画して平面視略格子状に形成され、かつもろい構造で形成された再融着部５９で分割する工程を具備してなる構成なので、チップ化の際、容易に分割することができる。

さらにまた、本発明の実施形態である発光ダイオード１００は、再融着部５９という構造がもろい領域を有する構成なので、チップ化の分割の際には、再融着部５９で容易に分割することができる。
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。

図１に示すような発光ダイオードを、以下の工程で作成した。
「化合物半導体層を形成する工程」
サファイアからなる基板上に、ＡｌＮからなる厚さ４０ｎｍのバッファ層を形成し、バッファ層上に、厚さ２μｍのアンドープＧａＮ下地層、厚さ２μｍのＳｉドープｎ型ＧａＮコンタクト層及び厚さ２０ｎｍのｎ型Ｉｎ_０．１Ｇａ_０．９Ｎクラッド層（ｎ型半導体層）、厚さ１５ｎｍのＳｉドープＧａＮ障壁層および厚さ２ｎｍのＩｎ_０．２Ｇａ_０．８Ｎ井戸層を５回積層し、最後に障壁層を設けた多重井戸構造の発光層、厚さ１０ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎクラッド層及び厚さ２００ｎｍのＭｇドープｐ型Ａｌ_０．０２Ｇａ_０．９８Ｎコンタクト層（ｐ型半導体層）を順に積層し、化合物半導体層を得た。

「離間溝を形成する工程」
通常のフォトリソグラフィ技術によってパターニングすることにより、平面視略格子状となる離間溝を形成した。レジストＡＺ４３３０によるフォトリソグラフィ処理の後、ＢＣｌ_３−Ｃｌ_２の混合ガスによるドライエッチングにより離間溝形成加工を行う。
「反射性ｐ型オーミック電極を形成する積層工程」
ｐ型半導体層上に、厚さ２ｎｍのＰｔからなるオーミックコンタクト層、厚さ１００ｎｍのＡｇ合金からなる反射層及び厚さ５０ｎｍのＰｔからなる相互拡散防止層を順次積層し、次いで、フォトリソグラフィ技術によってパターニングすることにより、反射性ｐ型オーミック電極を形成した。オーミックコンタクト層をｐ型半導体層上に形成するにあたり、ＲＦ放電によるスパッタリング成膜法で形成した。また、反射層及び相互拡散防止層はＤＣスパッタリング法で形成した。

「レジスト層を形成する工程」
レジスト（商品名：ＡＺ５２００ＮＪ）を離間溝に充填した後、露光・現像し、レジスト層を形成した。

「シード層を形成する工程」
レジスト層の露出面全面と、Ｐｔ膜からなる拡散防止層の底面全面に、厚さ２００ｎｍのＴｉ膜と厚さ４００ｎｍのＴａ膜と厚さ３００ｎｍのＣｕ膜とをスパッタリング法により順次積層してシード層を形成した。

「メッキ層を形成する工程」
シード層に電流を流しつつ電気メッキ法によって、シード層を覆うようにメッキ層を厚さ６０μｍ程度に形成した。電気メッキの条件は、２．５Ａ／ｄｍ^２×１．８３ｈｒとした。

「仮貼り付け基板を貼り付ける工程」
まず、熱発泡テープの一面側を仮貼り付け基板に貼り付けた後、この熱発泡テープの他面側をメッキ層に張り合わせる。
熱発泡テープとしては、リバアルファー（日東電工（株）製）を用いた。

「光取り出し面を露出させる工程」
接合した２枚の基板を、レーザー照射装置に設置し、レーザーリフトオフ法によってｎ型半導体層からバッファ層及びサファイア基板を取り除いた。
具体的には、化合物半導体層とサファイア基板との接合付近に焦点を合わせ、レーザーを照射し、基板全面を走査した。その結果、サファイア基板を容易に取り外すことができた。ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーを用いた。

「レジストを除去する工程」
離間溝に形成したレジスト層を除去した。ＮＭＰ等の通常のレジスト除去方法を用いた。

「絶縁膜を形成する工程」
前記基板をチャンバーに搬入し、減圧状態とした後、離間溝によって複数に分割された化合物半導体層の各側面に、厚さ４６０ｎｍのＳｉＯ_２からなる絶縁膜をＣＶＤ法で形成した。
「光取り出し面を粗面化する工程」
前記基板をチャンバーから取り出し、ｎ型半導体層の光取り出し面を加熱したＫＯＨ溶液に浸漬することにより、光取り出し面を粗面化した。

「ｎ型オーミック電極を形成する工程」
ｎ型半導体層の光取り出し面に、ＳｉＣｌ_４によるドライエッチングを行った。具体的には、化合物半導体層を含むメッキ基板をプラズマドライエッチング装置のチャンバーに収納し、反応ガスとしてＳｉＣｌ_４ガスをチャンバー内に供給し、化合物半導体層の上方においてプラズマを発生させ、光取り出し面をエッチングした。
反応ガスを導入した際のチャンバー内の圧力を０．５Ｐａに設定し、エッチングガスの流量を３０ｓｃｃｍに設定し、プラズマのパワーを１２０Ｗに設定し、バイアスを５０Ｗに設定し、処理時間を１５０秒に設定した。
さらに、ドライエッチング処理後のｎ型半導体層の上に、厚さ４０ｎｍのＣｒ膜、厚さ１００ｎｍのＴｉ膜及び厚さ１０００ｎｍのＡｕ膜を蒸着法によって順次積層してｎ型オーミック電極を形成した。

「仮貼り付け基板を取り除く工程」
前記基板をオーブンに搬入し、１５０℃で１分間加熱した。熱発泡テープは発泡し、たやすく仮貼り付け基板を取り除くことができた

「再融着部を形成する工程」
レーザースクライブ法を用いて、離間溝の中心線上にメッキ層側からレーザーを照射して走査することにより、絶縁膜に格子状の再融着部を形成した。レーザーの照射強度を調整して、レーザーによって形成した再融着部の深さは、メッキ層を貫く程度とした。

「分割工程」
メッキ層側に粘着テープを貼り付けて、再融着部に機械的応力を付加することにより、再融着部で各発光ダイオードへと容易に分割することができた。また、粘着テープが全面に貼り付けられているので、散らばることはなく、１個１個の発光ダイオードを整列させた状態で取り扱うことができ、発光ダイオードランプを容易に製造することができた。

本発明は、発放熱性に優れるとともに、一度に多くの発光ダイオードをバラバラの状態でチップ化するのではなく、多くの発光ダイオードをまとまった状態で製造し、そこから容易にチップ化することができる発光ダイオードに関するものである。そのため、発光ダイオードを各種の表示ランプ等に利用する光産業などにおいて利用可能性がある。

本発明の実施形態である発光ダイオードの一例を示す断面模式図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。 本発明の実施形態である発光ダイオードの製造方法の一例を説明する概略断面図である。

符号の説明

１…基板、１０…ｎ型オーミック電極、１１…Ａｕ膜、１２…Ｔｉ膜、１３…Ｃｒ膜、２０…化合物半導体層、２０ａ…光取り出し面、２０ｂ…側面、２１…ｎ型半導体層、２２…発光層、２３…ｐ型半導体層、２５…離間溝、２５ａ…底面、２５ｂ…側面、３０…反射性ｐ型オーミック電極、３１…オーミックコンタクト層、３２…反射層、３３…相互拡散防止層、３５…絶縁膜、７０…メッキ層、７０ａ…底面、７０ｂ…側面、５９…再融着部、７３…シード層、７４…Ｔｉ膜、７５…Ｔａ膜、７６…Ｃｕ膜、８１…レジスト層（平坦化用のレジスト層）、８５…熱発泡テープ、８６…仮貼り付け基板、９０，９２…レーザー、１００…発光ダイオード、ｍ…垂線

Claims (6)

1. 基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層からなる化合物半導体層を形成するとともに、前記化合物半導体層の上に反射性ｐ型オーミック電極とシード層とを順次積層する工程と、
   前記シード層の上にメッキ層を形成するとともに、前記メッキ層に仮貼り付け基板を貼り付ける工程と、
   前記ｎ型半導体層から前記基板を取り除いて、前記ｎ型半導体層の光取り出し面を露出させる工程と、
   前記光取り出し面にｎ型オーミック電極を形成する工程と、
   前記仮貼り付け基板を取り除く工程と、
   前記メッキ層にレーザー光を照射して再融着部を形成した後、前記再融着部に沿って前記メッキ層を分割する工程と、
   を具備してなることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
2. 前記化合物半導体層の上に反射性ｐ型オーミック電極とシード層とを順次積層する工程において、
   前記化合物半導体層に離間溝を設けて前記化合物半導体層を複数に分割するとともに、各化合物半導体層の上に反射性ｐ型オーミック電極を形成した後、
   平坦化用のレジスト層を前記離間溝に形成して、前記反射性ｐ型オーミック電極の上面と前記レジスト層の上面とを平坦化し、この平坦化された面の上に前記シード層を形成するとともに、
   前記ｎ型半導体層から前記基板を取り除いて、前記ｎ型半導体層の光取り出し面を露出させる工程の後において、前記レジスト層を除去することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
3. 前記メッキ層の膜厚が４０〜８０μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
4. 前記ｎ型半導体層上にｎ型オーミック電極を形成する工程において、前記光取り出し面に前記ｎ型半導体層中のドーパント元素と同一の元素を含有するエッチングガスによるドライエッチングを施した後、前記光取り出し面にｎ型電極を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
5. 前記ｎ型半導体層から前記基板を取り除いて、前記ｎ型半導体層の光取り出し面を露出させる工程と前記光取り出し面にｎ型オーミック電極を形成する工程との間において、
   前記離間溝の底面および側面に化合物半導体層の保護用の絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
6. 前記離間溝の底面および側面に化合物半導体層の保護用の絶縁膜を形成した後、前記光取り出し面にｎ型オーミック電極を形成する工程の前において、
   前記光取り出し面を粗面化することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。

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