JP3864670B2 - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、III族窒化物系化合物半導体発光素子とその製造方法に関し、特に発光素子の基板裏面に、反射効果等を考慮して形成される反射層とその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射効果等を鑑みて基板裏面に反射層が形成されたIII族窒化物系化合物半導体発光素子、又はその製造方法に関する従来技術としては、公開特許公報「特開平１１−１２６９２４：窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法」や、「特開平１１−１２６９２５」、「特開平５−１２９６５８」、「特開平１１−２６１１１２」に記載されているもの等が一般に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術においては、発光素子の基板裏面に形成される反射層の基板との密着性が十分には確保できていないために、この発光素子の製造中や使用中等に、反射層が基板から剥離することが有った。
また、特に発光素子の製造中に、上記の反射層に粘着シートを貼り付けて発光素子（又は発光素子の集合体である半導体ウエハ）を粘着シート上に固定する工程を有する製造方法を採用した場合には、この反射層の一部或いは全部が、粘着シート側に付着して、基板から剥がれてしまうことがしばしばあり、発光素子の生産性（歩留り）が向上しないと言う問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、上記の反射層の剥離現象を防止することにより、半導体発光素子の生産性を大幅に向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、第１の手段は、III族窒化物系化合物半導体より成る複数の半導体層が結晶成長により積層された発光素子の製造方法において、発光層から放出される光を反射する反射層を発光素子の一方の面に形成し、この反射層に、その一部分を発光素子の側壁の一部にまで拡張することにより形成した拡張部を設けた発光素子であって、発光素子を複数有する半導体ウエハを発光素子単位に分割するブレーク工程の後に、上記の反射層及び拡張部を形成する拡張部形成工程を実施し、この拡張部形成工程において、複数の発光素子を配置面上に０．１μｍ以上５００μｍ以下の間隔で配置して、蒸着又はスパッタリングにより上記の反射層及び拡張部を複数の発光素子に渡って同時に形成することである。
【０００６】
また、第２の手段は、上記の第１の手段において、上記の拡張部を上記の反射層形成面の外周の略一周に渡って形成することである。
【０００７】
また、第３の手段は、上記の第１又は第２の手段において、発光素子は絶縁性基板に形成され、反射層及び拡張部は金属を含み、絶縁性基板の側壁に、上記の反射層の拡張を制限する短絡防止溝を設けることである。
【０００８】
また、第４の手段は、上記の第３の手段において、短絡防止溝を側壁の外周の略一周に渡って形成することである。
【０００９】
また、第５の手段は、上記の第１乃至第４の何れか１つの手段において、反射層を少なくとも１層の金属層を備えた多層構造にすることである。
【００１０】
また、第６の手段は、上記の第５の手段において、上記の多層構造を構成する一部の層だけで上記の拡張部を形成することである。
【００１１】
【００１２】
また、第７の手段は、上記の第１乃至６の何れかの手段において、蒸着又はスパッタリングの材料発散元となる蒸着源又は噴出口の発散位置と、上記の配置面とを相対的に回転運動又は回動運動させる角度変動手段を用い、かつ、この回転運動又は回動運動の中心軸から上記の発散位置を離して設定することである。
以上の手段により、前記の課題を解決することができる。
【００１３】
【作用及び発明の効果】
反射層形成面の外周付近の反射層と基板との密着性が、上記の拡張部の形成により大幅に補強されるため、反射層が反射層形成面の外周付近を起点として剥がれることが無くなる。このため、反射層に粘着シートを貼り付けて発光素子を粘着シート上に固定する工程を設けても、反射層剥離を有する不良品が発生することがない。
これにより、発光効率を高めるために反射層を設けた半導体発光素子の品質や生産性を大幅に向上させることができる。
【００１４】
また、上記の短絡防止溝を形成することにより、反射層を構成する金属層（反射層）の拡張が、半導体層にまで及ぶことが無くなる。これにより、反射層と半導体層との短絡が確実に防止できる。
【００１５】
尚、上記の反射層には多層構造を採用しても良く、また、上記の拡張部は反射層を構成する少なくとも１層の拡張（発光素子側壁への上記拡張）により構成されていれば良い。また、反射層を多層構造とする場合には、その内の少なくとも１層が光を効率よく反射する金属層より構成されていれば良い。
【００１６】
また、上記の拡張部は、反射層形成面の外周一周に渡って形成されていることが望ましいが、この拡張部は必ずしも外周一周に渡って全面的に形成されていなくとも良い。この様な場合においても、上記の作用により、従来よりも生産性を向上させることができる。
また、上記の短絡防止溝は、上記の拡張部を形成する側壁の全てに各々設けられていることが望ましいが、発光素子の形状や、蒸着時の素子の配置方法等の反射層成膜条件（拡張部形成条件）等によっては、必ずしも拡張部を形成する側壁の全てに渡って、短絡防止溝を形成しなくとも良い。これらの場合にも、上記の作用・効果を得ることができる。
【００１７】
また、拡張部形成工程における複数の発光素子の配置間隔は、０．１μｍ〜５００μｍ程度が望ましい。より望ましくは、発光素子の配置間隔は１μｍ〜５０μｍ程度が理想的である。
この間隔が狭過ぎると、上記の拡張部が小さくなり過ぎて、反射層が剥がれ易くなる。また、この間隔が広過ぎると、上記の配置面上に配置できる半導体チップ（発光素子）の数が少なくなってしまい、発光素子を量産する際に生産性が十分には向上しない。
【００１８】
また、蒸着等により反射層や拡張部を形成する場合、反射層の材料は材料発散元より放射状かつ直線的に供給されるが、上記の配置面を回転させ、この回転軸から十分離れた位置（偏心した位置）に蒸着源等の発散位置を配置することにより、上記の拡張部を各発光素子の側壁一周に渡って容易に形成することができる様になる。ただし、この回転運動は反射層材料の発散位置と発光素子が配列される配置面との相対運動であれば良いため、発散位置と配置面のどちらを運動させるかは任意である。従って、例えば、両方運動させても良い。また、この回転運動は、例えば可動範囲が２００〜３００°程度の回動運動に置き換えても良い。
このような角度変動手段により、発光素子の側壁の外周約一周に渡って、上記の拡張部を容易かつ正確に形成することが可能となる。
【００１９】
また、上記の反射層には、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等から形成された金属層を用いると高い反射率が得られるが、その他にもロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はこれらの金属元素の内の少なくとも１種類以上を含んだ合金より、反射層を形成しても良い。
また、反射層は、金属以外にもハーフミラー、ＳｉＯ2等の白色無機膜、白色塗料等から形成しても良い。
【００２０】
また、これらの反射層の膜厚は、５ｎｍ以上、２０μｍ以下であれば良い。ただし、より望ましいこの膜厚の範囲は、金属の種類にも若干は依存するものの、概ね３０〜１０００ｎｍ程度であり、更により望ましくは５０〜５００ｎｍ程度が理想的である。この膜厚が薄過ぎると反射率が低くなり、また、厚過ぎると成膜コスト（金属材料、成膜時間等のコスト）が必要以上に高くなる。
【００２１】
また、例えば、アルミニウムや銀等から形成された反射層を、２層のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層等で挟んだ形態（多層構造）の反射層を形成しても良い。アルミナは、透光性、耐蝕性、及び金属やサファイヤ基板等との密着性に優れた材料として用いることができるため、上記の様な多層構造を採用することにより、反射率、密着性、及び耐蝕性の全てに渡って優れた反射層を形成することも可能である。
【００２２】
また、金属やサファイヤ基板等との密着性や、透光性、耐蝕性等に優れた材料としては、アルミナの他にも、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｒＯ2等の金属酸化物やセラミックス等を用いることができる。
【００２３】
尚、半導体結晶の成長基板には、サファイア、スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、砒化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ガリウムリチウム（ＬｉＧａＯ2）、硫化モリブデン（ＭｏＳ）等の材料を用いることができる。
【００２４】
尚、以上の作用・効果は、少なくともＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）にて表される２元系、３元系、若しくは４元系の半導体から成る半導体層が積層されたＬＥＤ等のIII族窒化物系化合物半導体発光素子／受光素子に対して得ることができる。また、更に、III族元素の一部は、ボロン（Ｂ）、タリウム（Tl）で置き換えても良く、また、窒素（Ｎ）の一部、若しくは全部をリン（Ｐ）、砒素（As）、アンチモン（Sb）、又はビスマス（Bi）で置き換えても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１は、本第１実施例に係わるIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００（以下、「半導体発光素子１００」或いは、単に「素子１００」等と言う場合がある。）の模式的な断面図である。本発光素子１００は、サファイヤより成る基板１１の裏面１１ｂに形成された光反射用の反射層１０の構造に大きな特徴を有する。
【００２６】
より具体的には、本第１実施例の半導体発光素子１００の構造は、以下に示す通りである。
即ち、基板１１は、略正方形に形成されている。この基板１１の上には窒化アルミニウム(AlN)から成る膜厚約25nmのバッファ層１２が設けられ、その上にシリコン(Si)ドープのGaNから成る膜厚約4.0μｍの高キャリア濃度ｎ+層１３（ｎ型コンタクト層１３）が形成されている。この高キャリア濃度ｎ+層１３（ｎ型コンタクト層１３）の上にSiドープのｎ型GaNから成る膜厚約0.5μｍのｎ型クラッド層１４が形成されている。
【００２７】
そして、ｎ型クラッド層１４の上に膜厚約35ÅのGa0.8In0.2Nから成る井戸層１５１と膜厚約35ÅのGaNから成るバリア層１５２とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の発光層１５が形成されている。バリア層１５１は４層、井戸層１５２は５層である。発光層１５の上にはｐ型Al0.15Ga0.85Nから成る膜厚約50nmのｐ型クラッド層１６が形成されている。さらに、ｐ型クラッド層１６の上にはｐ型GaNから成る膜厚約１００ｎｍのｐ型コンタクト層１７が形成されている。
【００２８】
又、ｐ型コンタクト層１７の上には金属蒸着による透光性の正電極１８Ａが、ｎ+層１３の上には負電極１８Ｂが形成されている。透光性の正電極１８Ａは、ｐ型コンタクト層１７に接合する膜厚約15Åのコバルト(Co)と、Coに接合する膜厚約60Åの金(Au)とで構成されている。負電極１８Ｂは膜厚約200Åのバナジウム(V)と、膜厚約1.8μｍのアルミニウム(Al)又はAl合金で構成されている。正電極１８Ａ上の一部には、バナジウム（Ｖ）とAu、Al、又は、それらの合金から成る膜厚約1.5μｍの電極パッド２０が形成されている。
【００２９】
更に、基板１１の裏面１１ｂには、後から詳細にその構成・製法が説明される様に、発光素子の側壁２１ａのサファイヤ基板付近の外周略１周に渡って拡張部１０ａが設けられた反射層１０が形成されている。
【００３０】
次に、この発光素子１００の製造方法について説明する。
上記発光素子１００は、有機金属気相成長法（以下「MOVPE」と略す）による気相成長により製造された。用いられたガスは、アンモニア(NH3)、キャリアガス(H2,N2)、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)（以下「TMG」と記す）、トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以下「TMA」と記す）、トリメチルインジウム(In(CH3)3)（以下「TMI」と記す）、シラン(SiH4)とシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)（以下「CP2Mg」と記す）である。
【００３１】
まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したａ面を主面とした単結晶の基板１１をMOVPE装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常圧でH2を反応室に流しながら温度1100℃で基板１１をベーキングした。
次に、基板１１の温度を400℃まで低下させて、H2、NH3及びTMAを供給してAlNのバッファ層１２を約25nmの膜厚に形成した。
【００３２】
次に、基板１１の温度を1150℃に保持し、H2、NH3、TMG及びシランを供給し、膜厚約4.0μｍ、電子濃度2×1018/cm3のGaNから成る高キャリア濃度ｎ+層１３を形成した。
次に、基板１１の温度を1150℃に保持し、N2又はH2、NH3、TMG、TMA及びシランを供給して、膜厚約0.5μｍ、電子濃度1×1018/cm3のGaNから成るクラッド層１４を形成した。
【００３３】
上記のクラッド層１４を形成した後、続いて、N2又はH2、NH3、TMG及びTMIを供給して、膜厚約35ÅのGa0.8In0.2Nから成る井戸層１５１を形成した。次に、N2又はH2、NH3及びTMGを供給して、膜厚約35ÅのGaNから成るバリア層１５２を形成した。さらに、井戸層１５１とバリア層１５２を同一条件で繰り返し形成し、MQW構造の発光層１５を形成した。
【００３４】
次に、基板１１の温度を1100℃に保持し、N2又はH2、NH3、TMG、TMA及びCP2Mgを供給して、膜厚約50nm、マグネシウム(Mg)をドープしたｐ型Al0.15Ga0.85Nから成るクラッド層１６を形成した。
次に、基板１１の温度を1100℃に保持し、N2又はH2、NH3、TMG及びCP2Mgを供給して、膜厚約100nm、Mgをドープしたｐ型GaNから成るコンタクト層１７を形成した。
【００３５】
次に、コンタクト層１７の上にエッチングマスクを形成し、所定領域のマスクを除去して、マスクで覆われていない部分のコンタクト層１７、クラッド層１６、発光層１５、クラッド層１４、ｎ+層１３の一部を塩素を含むガスによる反応性イオンエッチングによりエッチングして、ｎ+層１３の表面を露出させた。
次に、以下の手順で、ｎ+層１３に対する電極１８Ｂと、コンタクト層１７に対する透光性の電極１８Ａとを形成した。
【００３６】
(1)フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりｎ+層１３の露出面上の所定領域に窓を形成して、10-6Torrオーダ以下の高真空に排気した後、膜厚約200Åのバナジウム(V)と膜厚約1.8μｍのAlを蒸着した。次に、フォトレジストを除去する。これによりｎ+層１３の露出面上に電極１８Ｂが形成される。
(2)次に、表面上にフォトレジストを一様に塗布して、フォトリソグラフィにより、コンタクト層１７の上の電極形成部分のフォトレジストを除去して、窓部を形成する。
(3)蒸着装置にて、フォトレジスト及び露出させたコンタクト層１７上に、10-6Torrオーダ以下の高真空に排気した後、膜厚約15ÅのCoを成膜し、このCo上に膜厚約60ÅのAuを成膜する。
【００３７】
(4)次に、試料を蒸着装置から取り出し、リフトオフ法によりフォトレジスト上に堆積したCo、Auを除去し、コンタクト層１７上に透光性の電極１８Ａを形成する。
(5)次に、透光性の電極１８Ａ上の一部にボンディング用の電極パッド２０を形成するために、フォトレジストを一様に塗布して、その電極パッド２０の形成部分のフォトレジストに窓を開ける。次に、バナジウム（Ｖ）とAu、Al、又は、それらの合金を膜厚1.5μｍ程度に、蒸着により成膜させ、(4)の工程と同様に、リフトオフ法により、フォトレジスト上に堆積したバナジウム（Ｖ）とAu、Al、又はそれらの合金から成る膜を除去して、電極パッド２０を形成する。
【００３８】
(6)その後、試料雰囲気を真空ポンプで排気し、O2ガスを供給して圧力を十数Paとし、その状態で雰囲気温度を約550℃にして、3分程度、加熱し、コンタクト層１７、クラッド層１６をｐ型低抵抗化すると共にコンタクト層１７と電極１８Ａとの合金化処理、ｎ+層１３と電極１８Ｂとの合金化処理を行った。
【００３９】
この様にして、１枚のサファイヤ基板を共有することにより連結された多数の半導体チップ（反射層や側壁（分離溝）等が未だ無い発光素子１００）の集合体（以下、「半導体ウエハ２００」と言う。）が製造される。
【００４０】
以下、図２〜図５を用いて、半導体発光素子１００の分離方法と反射層１０の形成方法について説明する。
まず、上記の様にして製造された半導体ウエハ２００を電極が形成されている面側より、基板１１に達する程度の深さにまでダイシングし、分離溝２１を形成する（分離溝形成工程）。この分離溝の基板に対する深さ（基板上面からの深さ）は、約１０μｍ〜２０μｍ程度で良い。
【００４１】
次に、研磨盤を用いて、上記の様に分離溝２１により各発光素子単位に半ば分離された状態の半導体ウエハ２００の基板面１１ｂを研磨し、基板１１を薄板化する（薄板化工程）。薄板化された半導体ウエハ２００は分離溝２１の部分が最も基板１１が薄肉であるので、基板面１１ｂ側から見ると、この分離溝２１を視覚的に認識することができる。
【００４２】
次に、電極が形成されている面に、ステンレス製の支持リング６０にて支持されている粘着シート２４を貼着し、図２に示す構成を得る（貼り付け工程）。即ち、本図２は、この貼り付け工程後の、粘着シート２４を有する半導体ウエハ２００（以下、「半導体ウエハ２０１」と言う。）の模式的な平面図である。
【００４３】
次に、スクライバを用いて基板面１１ｂ側を分離溝２１に沿ってスクライビングし、分割線（スクライブライン）２５を形成する（スクライブ工程）。この分割線形成後の断面構成を示せば、図３のようになる。即ち、図３は、本第１実施例の半導体ウエハ２０１のスクライブ工程後の断面形状を示す模式的な断面図である。
【００４４】
次に、ブレーキング装置により分割線付近に荷重を作用させて、半導体ウエハ２０１を各チップ単位に分離し（ブレーク工程）、更に、粘着シート２４を上下左右に略等方的に引き伸ばすこと（エキスパンド工程）により、図４の構成を得る。即ち、本図４は、このエキスパンド工程後の半導体ウエハ２０１の模式的な断面図である。この時の各チップ間の隙間２５ａの幅は、概ね１０μｍ前後とした。
【００４５】
次に、基板面１１ｂ上に、蒸着により反射層１０を積層する。
図５は、上記図４のエキスパンド工程後（蒸着工程前）の半導体ウエハ２０１を基板側（基板面１１ｂ側）から見た模式的な平面図である。上記のエキスパンド工程実行後は、本図５に示す様に、半導体ウエハ２０１は上下左右に若干広がっている。
【００４６】
以下、本図５に示す様に、基板面１１ｂをｘｙ平面（ｚ＝０）と仮定し、支持リング６０の中央に原点Ｏを置いた右手系の座標系を用いる。また、ｚ軸正の向きから計った余緯度（極距離）をθとし、ｘｚ面（ｙ＝０）からｙｚ面（ｘ＝０）への向きに計った経度をφとする。この時、極座標表示による蒸着源の位置座標（ｒ，θ，φ）は、次の式（１）〜式（３）を満たす様に設置することが望ましい。
【００４７】
ただし、ここでｒは蒸着源の原点Ｏからの距離であり、Ｒは支持リング６０の半径である。また、図５の例示とは異なって、半導体ウエハ２０１の大きさが、支持リング６０の大きさよりも大幅に小さい場合には、式（１）は必ずしも満たされる必要は無い。
【００４８】
【数１】
ｒ≧Ｒ …（１）
【数２】
π／３０≦θ≦π／３ …（２）
【数３】
０≦φ≦２π …（３）
【００４９】
例えば、まず最初に蒸着源の位置を（ｒ，θ，φ）＝（４Ｒ，π／４，０）に固定する。そして、支持リング６０は座標系に固定したまま、この蒸着源の位置をｚ軸の回りに１回転（０≦φ≦２π）回転運動させる。この様な角度変動手段を用いて蒸着源の位置を移動させながら、各発光素子１００の基板面１１ｂ上に反射層１０を真空蒸着処理により形成すれば、同時に前記の拡張部１０ａも、図１の様に各発光素子１００の側壁２１ａの外周一周に渡って形成することができる。
【００５０】
ただし、この様な回転運動は、反射層形成面（基板面１１ｂ）と蒸着源とが相対的に運動することに意味があるので、蒸着源は座標系に固定したまま、支持リング６０の方をｚ軸を回転軸として回転させても良い。この様な方法によっても同等の作用・効果を得る。
【００５１】
以上の様にして、図１に示される拡張部１０ａを備えた反射層１０が形成された（反射層形成工程）。
この様に、素子の側壁２１ａに拡張部１０ａを形成することにより、反射層１０は反射層形成面（基板面１１ｂ）の周付近においても、基板１１に強く密着されるため、その後、反射層１０を有する面（基板面１１ｂ）側に粘着シートを貼り付けても、反射層１０は基板１１の下面（基板面１１ｂ）から剥離しなくなった。これにより、反射層１０が製造中に剥離することによる不良品の発生が全く無くなり、生産性が大幅に向上した。
【００５２】
尚、上記の反射層１０の形成は、引き伸ばし処理（エキスパンド工程）後に実施することが望ましいが、上記の蒸着（反射層形成工程）は、エキスパンド工程を省略して、上記のブレーク工程後に実施しても良い。
【００５３】
例えば、分割線２５（スクライブライン）の幅と深さを各々約１μｍ程度以上とすれば、上記の様にブレーク工程後の引き伸ばし処理（エキスパンド工程）を実施しなくとも、発光素子１００の反射層形成面（基板面１１ｂ）の外周付近における反射層１０（拡張部１０ａ）の基板との密着度を、少なくとも一応以上の剥離防止効果が得られる程度にまで向上させることができる。
【００５４】
（第２実施例）
また、発光素子１００の側壁２１ａの少なくとも一部分に、拡張部１０ａの広がり過ぎによる短絡を防止するため、この拡張を制限する短絡防止溝を形成しても良い。図６は、この様な短絡防止溝Ｈを設けた、本第２実施例のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１０１の模式的な断面図である。
この様に、短絡防止溝Ｈを形成することにより、反射層１０を構成する金属層（拡張部１０ａ）の発光素子側壁２１ａにおける拡張が、半導体層付近にまで及ぶことが無くなる。これにより、反射層と電極との短絡が確実に防止できる。
【００５５】
また、上記の短絡防止溝Ｈは、上記の拡張部１０ａを形成する全ての箇所に各々設けられていることが望ましいが、発光素子の形状や、蒸着時の素子の配置方法等の反射層成膜条件（拡張部形成条件）等によっては、必ずしも拡張部を形成する箇所の全てに渡って、短絡防止溝を形成しなくとも良い。
【００５６】
尚、上記の各実施例においては、発光素子１００，１０１の反射層１０は単層構造であったが、基板面に形成される反射層は、少なくとも１層の金属層を備えた多層構造により構成しても良い。また、この金属層自身を多層構造とする構成を採用しても良い。これらの構成により、反射層の高い反射率や強い耐蝕性を確保しつつ、更に基板と反射層との密着度を向上させることも可能である。
【００５７】
また、上記の各実施例においては、発光素子１００，１０１は、基板１１を有するが、基板は、本発明の必須構成要素ではないので、無くとも良い。また、反射層１０は、金属層以外にもハーフミラー、ＳｉＯ2等の白色無機膜、白色塗料等から形成することも可能である。
【００５８】
また、上記の各実施例においては、発光素子１００，１０１の発光層１５はＭＱＷ構造としたが、ＳＱＷやGa0.8In0.2N等から成る単層、その他、任意の混晶比の４元、３元、２元系のAlGaInNとしても良い。又、ｐ型不純物としてMgを用いたがベリリウム(Be)、亜鉛(Zn)等のII族元素を用いることができる。
【００５９】
又、本発明はＬＥＤやＬＤの発光素子に利用可能であると共に受光素子にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００の模式的な断面図。
【図２】 本発明の第１実施例の貼り付け工程後（スクライブ工程前）の半導体ウエハ２０１を基板側（基板面１１ｂ側）から見た模式的な平面図。
【図３】 本発明の第１実施例のスクライブ工程を説明する半導体ウエハ２０１の模式的な断面図。
【図４】 本発明の第１実施例のブレーク工程とエキスパンド工程を説明する半導体ウエハ２０１の模式的な断面図。
【図５】 本発明の第１実施例のエキスパンド工程後（蒸着工程前）の半導体ウエハ２０１を基板側（基板面１１ｂ側）から見た模式的な平面図。
【図６】 本発明の第２実施例のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１０１の模式的な断面図。
【符号の説明】
１００，
１０１ … ＬＥＤ（III族窒化物系化合物半導体発光素子）
２０１ … 粘着シート上に固定された半導体ウエハ
１０ … 反射層（単層構造の例）
１０ａ … 拡張部
１１ … 基板
１１ｂ … 基板面
１２ … バッファ層
１３ … ｎ型コンタクト層
１４ … ｎ型クラッド層
１５ … 発光層（ＭＱＷ発光層）
１６ … ｐ型クラッド層
１７ … ｐ型コンタクト層
１８Ａ … 正電極金属層
１８Ｂ … 負電極金属層
２１ … 分離溝
２１ａ … 発光素子の側壁
２４ … 粘着シート
２５ … 分割線（スクライブライン）
２５ａ … 発光素子間の隙間（間隔）
【発明の属する技術分野】
本発明は、III族窒化物系化合物半導体発光素子とその製造方法に関し、特に発光素子の基板裏面に、反射効果等を考慮して形成される反射層とその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射効果等を鑑みて基板裏面に反射層が形成されたIII族窒化物系化合物半導体発光素子、又はその製造方法に関する従来技術としては、公開特許公報「特開平１１−１２６９２４：窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法」や、「特開平１１−１２６９２５」、「特開平５−１２９６５８」、「特開平１１−２６１１１２」に記載されているもの等が一般に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術においては、発光素子の基板裏面に形成される反射層の基板との密着性が十分には確保できていないために、この発光素子の製造中や使用中等に、反射層が基板から剥離することが有った。
また、特に発光素子の製造中に、上記の反射層に粘着シートを貼り付けて発光素子（又は発光素子の集合体である半導体ウエハ）を粘着シート上に固定する工程を有する製造方法を採用した場合には、この反射層の一部或いは全部が、粘着シート側に付着して、基板から剥がれてしまうことがしばしばあり、発光素子の生産性（歩留り）が向上しないと言う問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、上記の反射層の剥離現象を防止することにより、半導体発光素子の生産性を大幅に向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、第１の手段は、III族窒化物系化合物半導体より成る複数の半導体層が結晶成長により積層された発光素子の製造方法において、発光層から放出される光を反射する反射層を発光素子の一方の面に形成し、この反射層に、その一部分を発光素子の側壁の一部にまで拡張することにより形成した拡張部を設けた発光素子であって、発光素子を複数有する半導体ウエハを発光素子単位に分割するブレーク工程の後に、上記の反射層及び拡張部を形成する拡張部形成工程を実施し、この拡張部形成工程において、複数の発光素子を配置面上に０．１μｍ以上５００μｍ以下の間隔で配置して、蒸着又はスパッタリングにより上記の反射層及び拡張部を複数の発光素子に渡って同時に形成することである。
【０００６】
また、第２の手段は、上記の第１の手段において、上記の拡張部を上記の反射層形成面の外周の略一周に渡って形成することである。
【０００７】
また、第３の手段は、上記の第１又は第２の手段において、発光素子は絶縁性基板に形成され、反射層及び拡張部は金属を含み、絶縁性基板の側壁に、上記の反射層の拡張を制限する短絡防止溝を設けることである。
【０００８】
また、第４の手段は、上記の第３の手段において、短絡防止溝を側壁の外周の略一周に渡って形成することである。
【０００９】
また、第５の手段は、上記の第１乃至第４の何れか１つの手段において、反射層を少なくとも１層の金属層を備えた多層構造にすることである。
【００１０】
また、第６の手段は、上記の第５の手段において、上記の多層構造を構成する一部の層だけで上記の拡張部を形成することである。
【００１１】
【００１２】
また、第７の手段は、上記の第１乃至６の何れかの手段において、蒸着又はスパッタリングの材料発散元となる蒸着源又は噴出口の発散位置と、上記の配置面とを相対的に回転運動又は回動運動させる角度変動手段を用い、かつ、この回転運動又は回動運動の中心軸から上記の発散位置を離して設定することである。
以上の手段により、前記の課題を解決することができる。
【００１３】
【作用及び発明の効果】
反射層形成面の外周付近の反射層と基板との密着性が、上記の拡張部の形成により大幅に補強されるため、反射層が反射層形成面の外周付近を起点として剥がれることが無くなる。このため、反射層に粘着シートを貼り付けて発光素子を粘着シート上に固定する工程を設けても、反射層剥離を有する不良品が発生することがない。
これにより、発光効率を高めるために反射層を設けた半導体発光素子の品質や生産性を大幅に向上させることができる。
【００１４】
また、上記の短絡防止溝を形成することにより、反射層を構成する金属層（反射層）の拡張が、半導体層にまで及ぶことが無くなる。これにより、反射層と半導体層との短絡が確実に防止できる。
【００１５】
尚、上記の反射層には多層構造を採用しても良く、また、上記の拡張部は反射層を構成する少なくとも１層の拡張（発光素子側壁への上記拡張）により構成されていれば良い。また、反射層を多層構造とする場合には、その内の少なくとも１層が光を効率よく反射する金属層より構成されていれば良い。
【００１６】
また、上記の拡張部は、反射層形成面の外周一周に渡って形成されていることが望ましいが、この拡張部は必ずしも外周一周に渡って全面的に形成されていなくとも良い。この様な場合においても、上記の作用により、従来よりも生産性を向上させることができる。
また、上記の短絡防止溝は、上記の拡張部を形成する側壁の全てに各々設けられていることが望ましいが、発光素子の形状や、蒸着時の素子の配置方法等の反射層成膜条件（拡張部形成条件）等によっては、必ずしも拡張部を形成する側壁の全てに渡って、短絡防止溝を形成しなくとも良い。これらの場合にも、上記の作用・効果を得ることができる。
【００１７】
また、拡張部形成工程における複数の発光素子の配置間隔は、０．１μｍ〜５００μｍ程度が望ましい。より望ましくは、発光素子の配置間隔は１μｍ〜５０μｍ程度が理想的である。
この間隔が狭過ぎると、上記の拡張部が小さくなり過ぎて、反射層が剥がれ易くなる。また、この間隔が広過ぎると、上記の配置面上に配置できる半導体チップ（発光素子）の数が少なくなってしまい、発光素子を量産する際に生産性が十分には向上しない。
【００１８】
また、蒸着等により反射層や拡張部を形成する場合、反射層の材料は材料発散元より放射状かつ直線的に供給されるが、上記の配置面を回転させ、この回転軸から十分離れた位置（偏心した位置）に蒸着源等の発散位置を配置することにより、上記の拡張部を各発光素子の側壁一周に渡って容易に形成することができる様になる。ただし、この回転運動は反射層材料の発散位置と発光素子が配列される配置面との相対運動であれば良いため、発散位置と配置面のどちらを運動させるかは任意である。従って、例えば、両方運動させても良い。また、この回転運動は、例えば可動範囲が２００〜３００°程度の回動運動に置き換えても良い。
このような角度変動手段により、発光素子の側壁の外周約一周に渡って、上記の拡張部を容易かつ正確に形成することが可能となる。
【００１９】
また、上記の反射層には、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）等から形成された金属層を用いると高い反射率が得られるが、その他にもロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、又はこれらの金属元素の内の少なくとも１種類以上を含んだ合金より、反射層を形成しても良い。
また、反射層は、金属以外にもハーフミラー、ＳｉＯ2等の白色無機膜、白色塗料等から形成しても良い。
【００２０】
また、これらの反射層の膜厚は、５ｎｍ以上、２０μｍ以下であれば良い。ただし、より望ましいこの膜厚の範囲は、金属の種類にも若干は依存するものの、概ね３０〜１０００ｎｍ程度であり、更により望ましくは５０〜５００ｎｍ程度が理想的である。この膜厚が薄過ぎると反射率が低くなり、また、厚過ぎると成膜コスト（金属材料、成膜時間等のコスト）が必要以上に高くなる。
【００２１】
また、例えば、アルミニウムや銀等から形成された反射層を、２層のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層等で挟んだ形態（多層構造）の反射層を形成しても良い。アルミナは、透光性、耐蝕性、及び金属やサファイヤ基板等との密着性に優れた材料として用いることができるため、上記の様な多層構造を採用することにより、反射率、密着性、及び耐蝕性の全てに渡って優れた反射層を形成することも可能である。
【００２２】
また、金属やサファイヤ基板等との密着性や、透光性、耐蝕性等に優れた材料としては、アルミナの他にも、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｒＯ2等の金属酸化物やセラミックス等を用いることができる。
【００２３】
尚、半導体結晶の成長基板には、サファイア、スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、砒化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ガリウムリチウム（ＬｉＧａＯ2）、硫化モリブデン（ＭｏＳ）等の材料を用いることができる。
【００２４】
尚、以上の作用・効果は、少なくともＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）にて表される２元系、３元系、若しくは４元系の半導体から成る半導体層が積層されたＬＥＤ等のIII族窒化物系化合物半導体発光素子／受光素子に対して得ることができる。また、更に、III族元素の一部は、ボロン（Ｂ）、タリウム（Tl）で置き換えても良く、また、窒素（Ｎ）の一部、若しくは全部をリン（Ｐ）、砒素（As）、アンチモン（Sb）、又はビスマス（Bi）で置き換えても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
（第１実施例）
図１は、本第１実施例に係わるIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００（以下、「半導体発光素子１００」或いは、単に「素子１００」等と言う場合がある。）の模式的な断面図である。本発光素子１００は、サファイヤより成る基板１１の裏面１１ｂに形成された光反射用の反射層１０の構造に大きな特徴を有する。
【００２６】
より具体的には、本第１実施例の半導体発光素子１００の構造は、以下に示す通りである。
即ち、基板１１は、略正方形に形成されている。この基板１１の上には窒化アルミニウム(AlN)から成る膜厚約25nmのバッファ層１２が設けられ、その上にシリコン(Si)ドープのGaNから成る膜厚約4.0μｍの高キャリア濃度ｎ+層１３（ｎ型コンタクト層１３）が形成されている。この高キャリア濃度ｎ+層１３（ｎ型コンタクト層１３）の上にSiドープのｎ型GaNから成る膜厚約0.5μｍのｎ型クラッド層１４が形成されている。
【００２７】
そして、ｎ型クラッド層１４の上に膜厚約35ÅのGa0.8In0.2Nから成る井戸層１５１と膜厚約35ÅのGaNから成るバリア層１５２とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の発光層１５が形成されている。バリア層１５１は４層、井戸層１５２は５層である。発光層１５の上にはｐ型Al0.15Ga0.85Nから成る膜厚約50nmのｐ型クラッド層１６が形成されている。さらに、ｐ型クラッド層１６の上にはｐ型GaNから成る膜厚約１００ｎｍのｐ型コンタクト層１７が形成されている。
【００２８】
又、ｐ型コンタクト層１７の上には金属蒸着による透光性の正電極１８Ａが、ｎ+層１３の上には負電極１８Ｂが形成されている。透光性の正電極１８Ａは、ｐ型コンタクト層１７に接合する膜厚約15Åのコバルト(Co)と、Coに接合する膜厚約60Åの金(Au)とで構成されている。負電極１８Ｂは膜厚約200Åのバナジウム(V)と、膜厚約1.8μｍのアルミニウム(Al)又はAl合金で構成されている。正電極１８Ａ上の一部には、バナジウム（Ｖ）とAu、Al、又は、それらの合金から成る膜厚約1.5μｍの電極パッド２０が形成されている。
【００２９】
更に、基板１１の裏面１１ｂには、後から詳細にその構成・製法が説明される様に、発光素子の側壁２１ａのサファイヤ基板付近の外周略１周に渡って拡張部１０ａが設けられた反射層１０が形成されている。
【００３０】
次に、この発光素子１００の製造方法について説明する。
上記発光素子１００は、有機金属気相成長法（以下「MOVPE」と略す）による気相成長により製造された。用いられたガスは、アンモニア(NH3)、キャリアガス(H2,N2)、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)（以下「TMG」と記す）、トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以下「TMA」と記す）、トリメチルインジウム(In(CH3)3)（以下「TMI」と記す）、シラン(SiH4)とシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)（以下「CP2Mg」と記す）である。
【００３１】
まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したａ面を主面とした単結晶の基板１１をMOVPE装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常圧でH2を反応室に流しながら温度1100℃で基板１１をベーキングした。
次に、基板１１の温度を400℃まで低下させて、H2、NH3及びTMAを供給してAlNのバッファ層１２を約25nmの膜厚に形成した。
【００３２】
次に、基板１１の温度を1150℃に保持し、H2、NH3、TMG及びシランを供給し、膜厚約4.0μｍ、電子濃度2×1018/cm3のGaNから成る高キャリア濃度ｎ+層１３を形成した。
次に、基板１１の温度を1150℃に保持し、N2又はH2、NH3、TMG、TMA及びシランを供給して、膜厚約0.5μｍ、電子濃度1×1018/cm3のGaNから成るクラッド層１４を形成した。
【００３３】
上記のクラッド層１４を形成した後、続いて、N2又はH2、NH3、TMG及びTMIを供給して、膜厚約35ÅのGa0.8In0.2Nから成る井戸層１５１を形成した。次に、N2又はH2、NH3及びTMGを供給して、膜厚約35ÅのGaNから成るバリア層１５２を形成した。さらに、井戸層１５１とバリア層１５２を同一条件で繰り返し形成し、MQW構造の発光層１５を形成した。
【００３４】
次に、基板１１の温度を1100℃に保持し、N2又はH2、NH3、TMG、TMA及びCP2Mgを供給して、膜厚約50nm、マグネシウム(Mg)をドープしたｐ型Al0.15Ga0.85Nから成るクラッド層１６を形成した。
次に、基板１１の温度を1100℃に保持し、N2又はH2、NH3、TMG及びCP2Mgを供給して、膜厚約100nm、Mgをドープしたｐ型GaNから成るコンタクト層１７を形成した。
【００３５】
次に、コンタクト層１７の上にエッチングマスクを形成し、所定領域のマスクを除去して、マスクで覆われていない部分のコンタクト層１７、クラッド層１６、発光層１５、クラッド層１４、ｎ+層１３の一部を塩素を含むガスによる反応性イオンエッチングによりエッチングして、ｎ+層１３の表面を露出させた。
次に、以下の手順で、ｎ+層１３に対する電極１８Ｂと、コンタクト層１７に対する透光性の電極１８Ａとを形成した。
【００３６】
(1)フォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィによりｎ+層１３の露出面上の所定領域に窓を形成して、10-6Torrオーダ以下の高真空に排気した後、膜厚約200Åのバナジウム(V)と膜厚約1.8μｍのAlを蒸着した。次に、フォトレジストを除去する。これによりｎ+層１３の露出面上に電極１８Ｂが形成される。
(2)次に、表面上にフォトレジストを一様に塗布して、フォトリソグラフィにより、コンタクト層１７の上の電極形成部分のフォトレジストを除去して、窓部を形成する。
(3)蒸着装置にて、フォトレジスト及び露出させたコンタクト層１７上に、10-6Torrオーダ以下の高真空に排気した後、膜厚約15ÅのCoを成膜し、このCo上に膜厚約60ÅのAuを成膜する。
【００３７】
(4)次に、試料を蒸着装置から取り出し、リフトオフ法によりフォトレジスト上に堆積したCo、Auを除去し、コンタクト層１７上に透光性の電極１８Ａを形成する。
(5)次に、透光性の電極１８Ａ上の一部にボンディング用の電極パッド２０を形成するために、フォトレジストを一様に塗布して、その電極パッド２０の形成部分のフォトレジストに窓を開ける。次に、バナジウム（Ｖ）とAu、Al、又は、それらの合金を膜厚1.5μｍ程度に、蒸着により成膜させ、(4)の工程と同様に、リフトオフ法により、フォトレジスト上に堆積したバナジウム（Ｖ）とAu、Al、又はそれらの合金から成る膜を除去して、電極パッド２０を形成する。
【００３８】
(6)その後、試料雰囲気を真空ポンプで排気し、O2ガスを供給して圧力を十数Paとし、その状態で雰囲気温度を約550℃にして、3分程度、加熱し、コンタクト層１７、クラッド層１６をｐ型低抵抗化すると共にコンタクト層１７と電極１８Ａとの合金化処理、ｎ+層１３と電極１８Ｂとの合金化処理を行った。
【００３９】
この様にして、１枚のサファイヤ基板を共有することにより連結された多数の半導体チップ（反射層や側壁（分離溝）等が未だ無い発光素子１００）の集合体（以下、「半導体ウエハ２００」と言う。）が製造される。
【００４０】
以下、図２〜図５を用いて、半導体発光素子１００の分離方法と反射層１０の形成方法について説明する。
まず、上記の様にして製造された半導体ウエハ２００を電極が形成されている面側より、基板１１に達する程度の深さにまでダイシングし、分離溝２１を形成する（分離溝形成工程）。この分離溝の基板に対する深さ（基板上面からの深さ）は、約１０μｍ〜２０μｍ程度で良い。
【００４１】
次に、研磨盤を用いて、上記の様に分離溝２１により各発光素子単位に半ば分離された状態の半導体ウエハ２００の基板面１１ｂを研磨し、基板１１を薄板化する（薄板化工程）。薄板化された半導体ウエハ２００は分離溝２１の部分が最も基板１１が薄肉であるので、基板面１１ｂ側から見ると、この分離溝２１を視覚的に認識することができる。
【００４２】
次に、電極が形成されている面に、ステンレス製の支持リング６０にて支持されている粘着シート２４を貼着し、図２に示す構成を得る（貼り付け工程）。即ち、本図２は、この貼り付け工程後の、粘着シート２４を有する半導体ウエハ２００（以下、「半導体ウエハ２０１」と言う。）の模式的な平面図である。
【００４３】
次に、スクライバを用いて基板面１１ｂ側を分離溝２１に沿ってスクライビングし、分割線（スクライブライン）２５を形成する（スクライブ工程）。この分割線形成後の断面構成を示せば、図３のようになる。即ち、図３は、本第１実施例の半導体ウエハ２０１のスクライブ工程後の断面形状を示す模式的な断面図である。
【００４４】
次に、ブレーキング装置により分割線付近に荷重を作用させて、半導体ウエハ２０１を各チップ単位に分離し（ブレーク工程）、更に、粘着シート２４を上下左右に略等方的に引き伸ばすこと（エキスパンド工程）により、図４の構成を得る。即ち、本図４は、このエキスパンド工程後の半導体ウエハ２０１の模式的な断面図である。この時の各チップ間の隙間２５ａの幅は、概ね１０μｍ前後とした。
【００４５】
次に、基板面１１ｂ上に、蒸着により反射層１０を積層する。
図５は、上記図４のエキスパンド工程後（蒸着工程前）の半導体ウエハ２０１を基板側（基板面１１ｂ側）から見た模式的な平面図である。上記のエキスパンド工程実行後は、本図５に示す様に、半導体ウエハ２０１は上下左右に若干広がっている。
【００４６】
以下、本図５に示す様に、基板面１１ｂをｘｙ平面（ｚ＝０）と仮定し、支持リング６０の中央に原点Ｏを置いた右手系の座標系を用いる。また、ｚ軸正の向きから計った余緯度（極距離）をθとし、ｘｚ面（ｙ＝０）からｙｚ面（ｘ＝０）への向きに計った経度をφとする。この時、極座標表示による蒸着源の位置座標（ｒ，θ，φ）は、次の式（１）〜式（３）を満たす様に設置することが望ましい。
【００４７】
ただし、ここでｒは蒸着源の原点Ｏからの距離であり、Ｒは支持リング６０の半径である。また、図５の例示とは異なって、半導体ウエハ２０１の大きさが、支持リング６０の大きさよりも大幅に小さい場合には、式（１）は必ずしも満たされる必要は無い。
【００４８】
【数１】
ｒ≧Ｒ …（１）
【数２】
π／３０≦θ≦π／３ …（２）
【数３】
０≦φ≦２π …（３）
【００４９】
例えば、まず最初に蒸着源の位置を（ｒ，θ，φ）＝（４Ｒ，π／４，０）に固定する。そして、支持リング６０は座標系に固定したまま、この蒸着源の位置をｚ軸の回りに１回転（０≦φ≦２π）回転運動させる。この様な角度変動手段を用いて蒸着源の位置を移動させながら、各発光素子１００の基板面１１ｂ上に反射層１０を真空蒸着処理により形成すれば、同時に前記の拡張部１０ａも、図１の様に各発光素子１００の側壁２１ａの外周一周に渡って形成することができる。
【００５０】
ただし、この様な回転運動は、反射層形成面（基板面１１ｂ）と蒸着源とが相対的に運動することに意味があるので、蒸着源は座標系に固定したまま、支持リング６０の方をｚ軸を回転軸として回転させても良い。この様な方法によっても同等の作用・効果を得る。
【００５１】
以上の様にして、図１に示される拡張部１０ａを備えた反射層１０が形成された（反射層形成工程）。
この様に、素子の側壁２１ａに拡張部１０ａを形成することにより、反射層１０は反射層形成面（基板面１１ｂ）の周付近においても、基板１１に強く密着されるため、その後、反射層１０を有する面（基板面１１ｂ）側に粘着シートを貼り付けても、反射層１０は基板１１の下面（基板面１１ｂ）から剥離しなくなった。これにより、反射層１０が製造中に剥離することによる不良品の発生が全く無くなり、生産性が大幅に向上した。
【００５２】
尚、上記の反射層１０の形成は、引き伸ばし処理（エキスパンド工程）後に実施することが望ましいが、上記の蒸着（反射層形成工程）は、エキスパンド工程を省略して、上記のブレーク工程後に実施しても良い。
【００５３】
例えば、分割線２５（スクライブライン）の幅と深さを各々約１μｍ程度以上とすれば、上記の様にブレーク工程後の引き伸ばし処理（エキスパンド工程）を実施しなくとも、発光素子１００の反射層形成面（基板面１１ｂ）の外周付近における反射層１０（拡張部１０ａ）の基板との密着度を、少なくとも一応以上の剥離防止効果が得られる程度にまで向上させることができる。
【００５４】
（第２実施例）
また、発光素子１００の側壁２１ａの少なくとも一部分に、拡張部１０ａの広がり過ぎによる短絡を防止するため、この拡張を制限する短絡防止溝を形成しても良い。図６は、この様な短絡防止溝Ｈを設けた、本第２実施例のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１０１の模式的な断面図である。
この様に、短絡防止溝Ｈを形成することにより、反射層１０を構成する金属層（拡張部１０ａ）の発光素子側壁２１ａにおける拡張が、半導体層付近にまで及ぶことが無くなる。これにより、反射層と電極との短絡が確実に防止できる。
【００５５】
また、上記の短絡防止溝Ｈは、上記の拡張部１０ａを形成する全ての箇所に各々設けられていることが望ましいが、発光素子の形状や、蒸着時の素子の配置方法等の反射層成膜条件（拡張部形成条件）等によっては、必ずしも拡張部を形成する箇所の全てに渡って、短絡防止溝を形成しなくとも良い。
【００５６】
尚、上記の各実施例においては、発光素子１００，１０１の反射層１０は単層構造であったが、基板面に形成される反射層は、少なくとも１層の金属層を備えた多層構造により構成しても良い。また、この金属層自身を多層構造とする構成を採用しても良い。これらの構成により、反射層の高い反射率や強い耐蝕性を確保しつつ、更に基板と反射層との密着度を向上させることも可能である。
【００５７】
また、上記の各実施例においては、発光素子１００，１０１は、基板１１を有するが、基板は、本発明の必須構成要素ではないので、無くとも良い。また、反射層１０は、金属層以外にもハーフミラー、ＳｉＯ2等の白色無機膜、白色塗料等から形成することも可能である。
【００５８】
また、上記の各実施例においては、発光素子１００，１０１の発光層１５はＭＱＷ構造としたが、ＳＱＷやGa0.8In0.2N等から成る単層、その他、任意の混晶比の４元、３元、２元系のAlGaInNとしても良い。又、ｐ型不純物としてMgを用いたがベリリウム(Be)、亜鉛(Zn)等のII族元素を用いることができる。
【００５９】
又、本発明はＬＥＤやＬＤの発光素子に利用可能であると共に受光素子にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１００の模式的な断面図。
【図２】 本発明の第１実施例の貼り付け工程後（スクライブ工程前）の半導体ウエハ２０１を基板側（基板面１１ｂ側）から見た模式的な平面図。
【図３】 本発明の第１実施例のスクライブ工程を説明する半導体ウエハ２０１の模式的な断面図。
【図４】 本発明の第１実施例のブレーク工程とエキスパンド工程を説明する半導体ウエハ２０１の模式的な断面図。
【図５】 本発明の第１実施例のエキスパンド工程後（蒸着工程前）の半導体ウエハ２０１を基板側（基板面１１ｂ側）から見た模式的な平面図。
【図６】 本発明の第２実施例のIII族窒化物系化合物半導体発光素子１０１の模式的な断面図。
【符号の説明】
１００，
１０１ … ＬＥＤ（III族窒化物系化合物半導体発光素子）
２０１ … 粘着シート上に固定された半導体ウエハ
１０ … 反射層（単層構造の例）
１０ａ … 拡張部
１１ … 基板
１１ｂ … 基板面
１２ … バッファ層
１３ … ｎ型コンタクト層
１４ … ｎ型クラッド層
１５ … 発光層（ＭＱＷ発光層）
１６ … ｐ型クラッド層
１７ … ｐ型コンタクト層
１８Ａ … 正電極金属層
１８Ｂ … 負電極金属層
２１ … 分離溝
２１ａ … 発光素子の側壁
２４ … 粘着シート
２５ … 分割線（スクライブライン）
２５ａ … 発光素子間の隙間（間隔）
Claims (7)
- III族窒化物系化合物半導体より成る複数の半導体層が結晶成長により積層された発光素子の製造方法であって、
前記発光素子は、発光層から放出される光を反射する反射層が前記発光素子の一方の面に形成されており、
前記反射層は、その一部分を前記発光素子の側壁の一部にまで拡張することにより形成した拡張部を有するものであり、
前記発光素子を複数有する半導体ウエハを前記発光素子単位に分割するブレーク工程と、
当該ブレーク工程の後に、反射層及び前記拡張部を形成する拡張部形成工程とを有し、
前記拡張部形成工程において、
複数の前記発光素子を配置面上に、０．１μｍ以上５００μｍ以下の間隔で配置して、蒸着又はスパッタリングにより、前記反射層及び前記拡張部を複数の前記発光素子に渡って同時に形成することを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 前記拡張部は、前記反射層形成面の外周の略一周に渡って形成されている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発光素子の製造方法。
- 前記発光素子は絶縁性基板に形成され、
前記反射層及び前記拡張部は金属を含み、
前記側壁は、絶縁性基板の側壁であって、前記拡張を制限する短絡防止溝を有す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発光素子の製造方法。 - 前記短絡防止溝は、前記側壁の外周の略一周に渡って形成されていることを特徴とする請求項３に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
- 前記反射層は、少なくとも１層の金属層を備えた多層構造を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
- 前記多層構造を構成する一部の層だけで、前記拡張部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
- 前記蒸着又は前記スパッタリングの材料発散元となる蒸着源又は噴出口の発散位置と、前記配置面とを相対的に回転運動又は回動運動させる角度変動手段を用い、
前記回転運動又は前記回動運動の中心軸から前記発散位置を離して設定したことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
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