JP4074505B2

JP4074505B2 - 半導体発光素子の製法

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Publication number: JP4074505B2
Application number: JP2002310864A
Authority: JP
Inventors: 幸男尺田; 幸生松本; 伸顕小黒
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004146652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化合物半導体からなり、発光層形成部を有する半導体積層部と導電性基板とを接合することにより形成する半導体発光素子の製法に関する。さらに詳しくは、半導体積層部と導電性基板とを全面均一な貼り付けを可能とし、動作不良を発生させず、歩留りおよび信頼性が高く、かつ、外部への光の取出し効率が高い半導体発光素子の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体を用いた半導体発光素子は、たとえば図２に示されるように、ＧａＡｓからなる半導体基板８上に、ＩｎＧａＡｌＰ系の半導体材料からなるダブルヘテロ接合構造の発光層形成部３、ＡｌＧａＡｓ系半導体材料からなるウィンドウ層４、およびコンタクト層５などからなる半導体積層部１０が形成され、コンタクト層５上にＡｕ-Ｂｅ合金などからなる第１電極６、半導体基板１の裏面側にＡｕ-Ｇｅ合金などからなる第２電極７がそれぞれ設けられることにより形成されている。
【０００３】
このような構造では、基板のＧａＡｓが発光層形成部３から発光した光に対して吸収する材料であるため、発光した光で基板側に進んだ光の殆どが吸収されてしまい無駄になるという問題がある。そのため図３（ａ）〜（ｂ）に示されるように、ＧａＡｓ基板８上に前述のような構造の半導体積層部１０を積層し、半導体積層部１０の表面に真空蒸着などでＡｕ-Ｇｅ合金からなる金属層２１を形成し、一方で、発光層形成部から発光した光を吸収しないシリコン基板１などに同様にＡｕ-Ｇｅ合金からなる金属層２２を形成し、互いの金属層２１、２２を高温加熱下で貼り合わせ（図３（ａ）参照）、ＧａＡｓ基板を除去した後、電極７、８を形成して素子を作製することで、基板での吸収をなくし、光取出し効率を向上させる構造（図３（ｂ）参照）などが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３３９１００号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、シリコン基板を貼り合わせることにより、発光層形成部から発光した光は、活性層から基板側に向った光も基板で吸収されることがなく、比較的有効に取り出せるとして重用されている。
【０００６】
しかしながら、導電性基板と半導体積層部の貼り合わせは、ウェハ単位で行われるため、ウェハ面内に１μｍ以上の凹凸や反りがあった場合、ウェハ全体を完全に密着して接着することが困難となり、ウェハ面内の一部に隙間が生じることになる。この隙間が発生することにより隙間部分に形成される素子は、導電性基板と半導体積層部の間で接合不良を起こし通電不良となるため、１ウェハからの素子の取れ数が減少することになる。さらに、素子によっては、素子作製直後には通電不良を起こしていないものの、その後の工程やユーザーでの使用時に、接合が弱いため剥離を起こし通電不良となったりするという素子の信頼性に乏しいという問題もある。
【０００７】
さらに、金属層は、半導体積層部や導電性基板とオーミックコンタクトをとるためにＡｕ-ＧｅやＡｕ-ＺｎなどのＡｕを大量に含む層からなっているため、従来の金属層間で接合させる製法では、高温で接合する際、金属層中のＡｕが半導体積層部側へ拡散し、半導体積層部と金属層の界面で吸収領域を形成し、発光層形成部から発光した光は、吸収領域で吸収されてしまい、わざわざ基板を貼り替えている割に輝度が向上せず、費用対効果の点からも好ましくない。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、半導体積層部と導電性基板とを全面均一に貼り付け可能とし、動作不良を発生させず歩留りおよび信頼性が高く、かつ、外部への光の取出し効率の高い半導体発光素子の製法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体発光素子の製法は、表面側に金属層が設けられ、発光層形成部を有する半導体積層部の該金属層と導電性基板とを接合することにより形成する半導体発光素子の製法であって、前記半導体積層部の前記金属層と前記導電性基板との間に、１０μｍ厚以上の低融点金属からなる接着用金属シートを介在させ、５×１０ ³ 〜５×１０ ⁴ Ｐａの圧力で前記金属層の接合面と垂直方向に加圧しながら、前記接着用金属シートを溶融して前記半導体積層部と前記導電性基板とをウェハの状態で接合することを特徴とする。
前記金属層を、Ａｕ - Ｚｎ合金もしくはＡｕ - Ｂｅ合金、またはＡｕ - Ｇｅ合金に、さらにＡｇを添加することにより形成することが、金属層と金属シートとの接合性が向上するため好ましい。また、前記金属層の表面に、Ａｇ層、またはＡｇを９０ａｔ％以上含有するＡｇ - Ｚｎ合金もしくはＡｇ - Ａｕ合金からなる反射層を形成することが高反射となり輝度がさらに向上する点で好ましい。
【００１０】
ここに低融点金属とは、接合部に設けられる他の金属層よりも融点の低い金属を意味し、他の金属層と半導体積層部の間で金属の相互拡散がほとんど起こらない程度の温度の融点をもつ金属をいう。
【００１１】
この製法により、ウェハ面内に１μｍ以上の凹凸や反りがあった場合であっても、接着用金属シートが溶けて接着する際に凹部や反りによる隙間に低融点金属が流れ込み、ウェハ全体を完全に密着して接合することが可能となる。したがって、ウェハ全面で通電不良のない完全な接合がなされた素子が形成されることになり、１ウェハからの素子の取れ数が大幅に増加することになる。また、その後の工程やユーザーでの使用時にも導電性基板が剥離を起こすこともなく、高信頼性の素子が得られる。
【００１２】
さらに、接着用金属シートは低融点金属からなるため、半導体積層部と導電性基板とを低温で接合することができ、接合の際、高温下に曝されることがないため、半導体積層部への金属層に含まれるＡｕの拡散が抑制され、吸収領域が形成されるのを防止することができ、輝度が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の半導体発光素子の製法を図１を参照しながら説明する。本発明による半導体発光素子の製法は、たとえば図１（ａ）〜（ｄ）にその一実施形態であるＬＥＤチップの工程説明図が示されるように、半導体積層部１０を形成すると共に、その接着面側に金属層２１を設け、ついで導電性基板１と接着用金属シート２を挟んで加圧し接着するものである。本発明では、この接着用金属シート２に、１０μｍ厚以上の低融点金属を用いることに特徴がある。
【００１４】
まず、図１（ａ）に示されるように、半導体基板８上に発光層形成部３を有する半導体積層部１０を結晶成長し、さらに金属層２１を半導体積層部１０表面に真空蒸着やスパッタなどにより形成する。
【００１５】
たとえば図１に示される例では、半導体基板８上にコンタクト層５、ウィンドウ層４、発光層形成部３を順次結晶成長することで半導体積層部１０を形成している。コンタクト層５は、第１電極６とオーミック接触をとるための層であり、たとえば０.１〜１μｍ程度のｎ形ＧａＡｓからなる。なお、最終的にウィンドウ層４に直接第１電極６が接合される場合には、コンタクト層５は不要である。また、ウインドウ層４は、電流を素子全体に広げると共に、光を吸収しないようなバンドギャップの材料、たとえば１〜１０μｍ程度のｎ形Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ（０.５≦ｚ≦０.８）からなり、また、できるだけ厚くして側面から光を取り出せるようにすることが好ましい。
【００１６】
発光層形成部３の形成は、たとえばコンタクト層５、ウィンドウ層４を成長後、その上に連続して、活性層３ｂよりバンドギャップが大きく屈折率の小さい材料からなるｎ形クラッド層３ａ、活性層３ｂ、および活性層３ｂよりバンドギャップが大きく屈折率の小さい材料からなるｐ形クラッド層３ｃを順次積層することにより行われる。また、活性層３ｂは、バルク構造でもよいし量子井戸構造でもよい。なお、ｐ形クラッド層３ｃを半導体基板８側に設けることも可能であり、その場合には、ｐ形コンタクト層５、ｐ形ウィンドウ層４、ｐ形クラッド層３ｃ、活性層３ｂおよびｎ形クラッド層３ａの順に積層する。半導体材料としては、たとえば、赤色光を得るためにはＩｎＧａＡｌＰ系材料、赤外光を得るためにはＡｌＧａＡｓ系材料、が主として用いられる。この発光層形成部３の成長は、目的とする素子の発光波長などにより必要な組成（Ａｌの組成比を変えたり、ドーパントをドーピングしたりする）にしたり、必要な厚さに成長される。ここにＩｎＧａＡｌＰ系材料とは、Ｉｎ_0.49（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_0.51Ｐの形で表され、ｘの値が０と１との間で種々の値のときの材料を意味する。なお、Ｉｎと（Ａｌ_xＧａ_1-x）の混晶比率の０.４９および０.５１はＩｎＧａＡｌＰ系材料が積層されるＧａＡｓなどの半導体基板と格子整合される比率であることを意味し、ＡｌＧａＡｓ系材料とは、Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓの形で表され、ｙの値が０と１との間で種々の値のときの材料を意味する。
【００１７】
なお、図１の例では示されていないが、ｐ形クラッド層３ｃ上に、屈折率の異なる半導体層をλ／（４ｎ）（λは発光波長、ｎは半導体層の屈折率）の厚さで交互に５〜４０層づつ程度積層する反射層（ＤＢＲ）を挿入してもよい。この場合には、ｐ形クラッド層３ｃの結晶成長後、連続して反射層（ＤＢＲ）を結晶成長することにより形成する。反射層を挿入することで、金属シート２の手前である程度の光を反射することができるからである。反射層（ＤＢＲ）は、活性層３ｂよりもバンドギャップが大きい層、たとえばＡｌＧａＡｓのＡｌの組成を変更した積層構造により得られる。
【００１８】
具体的には、ｎ形ＧａＡｓ基板８をＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）装置内に入れ、反応ガスのトリエチルガリウム（以下、ＴＥＧという）、トリメチルアルミニウム（以下、ＴＭＡという）、トリメチルインジウム（以下、ＴＭＩｎという）、ホスフィン（以下、ＰＨ₃という）、アルシン（以下、ＡｓＨ₃）およびｎ形ドーパントガスとしてのＨ₂Ｓｅをキャリアガスの水素（Ｈ₂）と共に適宜導入し、５００〜７００℃程度でエピタキシャル成長し、ｎ形でキャリア濃度が１×１０¹⁷〜１×１０²¹ｃｍ^-3程度のたとえばＧａＡｓからなるｎ形コンタクト層５を０.１〜１μｍ程度、ｎ形でキャリア濃度が１×１０¹⁷〜１×１０²⁰ｃｍ^-3程度のたとえばＡｌ_0.7Ｇａ_0.3Ａｓからなるｎ形ウィンドウ層４を１〜１０μｍ程度、ｎ形でキャリア濃度が１×１０¹⁶〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度のＩｎ_0.49（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.51Ｐからなるｎ形クラッド層３ａを０.１〜２μｍ程度エピタキシャル成長する。ついで、たとえばノンドープのＩｎ_0.49（Ｇａ_0.8Ａｌ_0.2）_0.51Ｐからなる活性層３ｂを０.１〜２μｍ程度、さらにｎ形クラッド層３ａと同様の反応ガスで、ドーパントガスをジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）にして、ｐ形でキャリア濃度が１×１０¹⁷〜１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度のたとえばＩｎ_0.49（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.51Ｐからなるｐ形クラッド層３ｃを０.１〜２μｍ程度、それぞれ成長する。
【００１９】
つぎに、半導体積層部１０の半導体基板８と反対側の面上に金属層２１を真空蒸着やスパッタなどにより形成し、その後、熱処理を行うことで半導体積層部１０と金属層２１の間のオーミック接触を形成する。
【００２０】
熱処理は、たとえば熱処理炉内に半導体積層部１０上に金属層２１を形成した半導体基板８を投入し、３００〜４００℃程度の常圧の窒素雰囲気下で行う。なお、これ以外の方法（ＲＴＡ法など）でも行うことができるのは言うまでもない。
【００２１】
金属層２１の形成は、スパッタや真空蒸着などによって、半導体積層部１０の金属層２１と接する層がｐ形であればＡｕ-Ｚｎ合金やＡｕ-Ｂｅ合金、ｎ形であればＡｕ-Ｇｅ合金の材料を用いて行う。また、形成される金属層２１は、半導体積層部１０とオーミック接触できる最低限の厚さ、たとえば０.０５〜１μｍ程度、さらに好ましくは、０.１〜０.６μｍ程度の厚さを有すればよく、また、このように厚さを薄くしたり、その他金属層２１を部分的に欠落して形成することで、金属層２１のＡｕの絶対量を減らし、後述する吸収領域の形成を抑制することも可能である。さらに、Ａｇが金属シート２との接合相性がよいことを利用して、金属層２１の形成の際、Ａｇを少量、同時にスパッタすることなどにより混入することで、Ａｇを含有した金属層２１と金属シート２の接合相性がよくなり、異種金属間接合を容易に行える点でより好ましい。
【００２２】
また、金属層２１の形成後その上部に、たとえばＡｕよりも反射率の高いＡｇを用いたＡｇ層、Ａｇ-Ｚｎ層（９０ａｔ％以上のＡｇ含有）、またはＡｇ-Ａｕ層（９０ａｔ％以上のＡｇ含有）などからなる図示しない反射層を真空蒸着やスパッタなどにより０.０５〜１μｍ程度、続けて形成すれば、より高反射となり輝度がさらに向上できる点で好ましい。
【００２３】
具体的には、半導体積層部１０のｐ形クラッド層３ｃの上にＡｕ-Ｂｅ合金からなる金属層２１を真空蒸着やスパッタにより０.２μｍ程度形成後、３００〜４００℃程度の常圧窒素雰囲気でシンターを行い、金属の相互拡散により半導体積層部１０と金属層２１とのオーミック接触を形成する。また、金属層２１を部分的に欠落させ、欠落部にＳｉＯ₂などを埋め込む場合には、真空蒸着やスパッタで金属層２１を形成する前に、ＳｉＯ₂などをスパッタやＣＶＤなどで全面に０.０５μｍ程度形成後、フォトレジスト工程にて、レジストのパターニングを行い、レジストに覆われていない部分のＳｉＯ₂などをウェットエッチングする。その後、金属層２１を真空蒸着やスパッタにより０.２μｍ程度、全面に形成した後、レジストを剥離することで得られる。さらに、図示しない反射層を設ける場合には、金属層２１の形成した後、続けて真空蒸着やスパッタによりＡｇからなる層を０.１μｍ程度形成する。
【００２４】
一方、図１（ｂ）に示されるように、導電性基板１がシリコン基板のような半導体基板の場合には、導電性基板１上に金属層２２および第２電極７を真空蒸着やスパッタなどにより形成し、その後、熱処理を行うことで導電性基板１と金属層２２の間のオーミック接触をとる。導電性基板１が金属基板である場合には必ずしもこれらは必要ではない。また、金属層２２と第２電極７の形成はどちらを先に行ってもよい。熱処理は、上述の半導体積層部と金属層２１の間の熱処理と同様の方法で行う。金属層２２と第２電極７の熱処理を別々に行ってもよいが、高温に長時間曝されることを避けるため同時に行うのが望ましい。
【００２５】
導電性基板１は、シリコン基板やＧａＰ基板などの半導体基板でも、Ａｌ基板などの金属基板でもよい。図１（ｂ）に示される例では半導体基板であるシリコン基板を用いている。シリコン基板は、ｐ形、ｎ形のいずれでもよく、導電性となっており電流注入を阻害しない程度のキャリア濃度を有すればよい。また、第２電極７や金属層２２と接合する付近をオーミック接触させるため、表面にＡｓやＢなどをさらに拡散させ、高濃度領域を形成した後、第２電極７や金属層２２を形成することががより確実にオーミック接触をとる上で望ましい。さらに、導電性基板１側に向かう発光層形成部３で発光した光は、金属層２１で大部分反射されるため、光を吸収するＧａＡｓ基板などを用いることもできる。なお、導電性基板１として半導体基板を用いる場合には、図１（ｂ）に示されるような第２電極７および半導体基板とオーミックコンタクトを得るための金属層２２が必要となるが、金属基板を用いる場合には、直接端子接続できるため第２電極７および金属層２２は必ずしも必要ではない。
【００２６】
第２電極７は、０.１〜１μｍ程度の厚さのＡｕ-Ｚｎ合金やＡｕ-Ｂｅ合金など、半導体基板（導電性基板１）とオーミック接触できる材料からなっており、半導体積層部１０の導電形が逆の場合には、Ａｕ-Ｇｅ合金などからなっている。第２電極７は、従来技術の図３（ａ）〜（ｂ）に示されるように、貼り合わせた後に形成してもよいが、貼り合わせ前に形成しておく方が、金属層２２と同時に熱処理できる点、および、貼り合わせ後、熱処理を行わなくて済み、金属層２１のＡｕが高温に曝されることがなくなり、拡散を防止できる点からより望ましい。
【００２７】
金属層２２は、半導体基板（導電性基板１）がｐ形の場合には０.１〜１μｍ程度のＡｕ-Ｚｎ合金やＡｕ-Ｂｅ合金などからなり、ｎ形の場合にはＡｕ-Ｇｅ合金などからなる。また、金属層２２の形成の際、金属層２１の場合と同様の方法でＡｇを少量混入させると、金属層２２と接着用金属シート２の接合相性がよくなるため望ましい。
【００２８】
具体的には、導電性ｎ形シリコン基板１上にＡｕ-Ｇｅ合金からなる金属層２２を０.１〜１μｍ程度、Ａｕ-Ｇｅ合金からなる第２電極７を０.１〜１μｍ程度、真空蒸着やスパッタにより形成後、３００〜４００℃の熱処理を行い、金属の相互拡散により導電性基板１と金属層２２および第２電極７とのオーミック接触を形成している。
【００２９】
つぎに、図１（ｃ）に示されるように、半導体積層部１０と導電性基板１との間に接着用金属シート２を介して半導体積層部１０と導電性基板１とを接合する。
【００３０】
半導体積層部１０と導電性基板１との接合は、常圧窒素雰囲気下で、半導体積層部１０の金属層２１と導電性基板１の金属層２２の間に接着用金属シート２を挟み込み、半導体積層部１０が形成されている半導体基板８と導電性基板１を接着面に垂直な方向に加圧することで行われる。また、導電性基板１が金属基板からなる場合には、半導体積層部１０の金属層２１と金属基板１の間に接着用金属シート２を挟み込む。
【００３１】
挟み込んだ接着用金属シート２は、加熱されることにより、融点に達し溶け始め、反りや凹部などの隙間に入り込み、接着されることになる。なお、接着用金属シート２を厚めのシートを用いる場合、溶けた金属が接合外周部にはみ出すことにもなり、最終的には５〜５００μｍ厚で接着される。この場合接着後、外周部を除去すれば半導体積層部と導電性基板との間で短絡するという問題も発生しない。また、加圧は、接着面に垂直な方向に半導体積層部１０が形成されている半導体基板８と導電性基板１を５×１０³〜５×１０⁴Ｐａ程度の圧力で行う。たとえば、導電性基板１が２インチであれば、２５Ｎ程度の力を加えることで接着される。なお、圧力を変化させれば最終的な接着用金属シート２の厚さを変化させることもできる。さらに、処理を行う雰囲気は、窒素雰囲気に限定されることはなく、たとえば水素雰囲気などで行ってもよいし、さらには減圧および加圧雰囲気下で行ってもよい。要するに、どのような雰囲気下であっても、他の金属層と半導体積層部１０との間でほとんど相互拡散を生じないような温度以下で行えばよい。
【００３２】
接着用金属シート２とは、１０μｍ厚以上の低融点金属からなる金属をシート状にしたものをいい、また、低融点金属とは、接合部に設けられる他の金属層よりも融点の低い金属を意味し、他の金属層と半導体積層部１０の間で金属の相互拡散がほとんど起こらない程度の温度の融点をもつ金属をいう。接着用金属シート２は、導電性基板１と半導体積層部１０とを接合するためのものであり、たとえば、Ｉｎ、Ｚｎ、あるいはＺｎ-Ａｌ合金などの金属をシート状にしたものからなる。導電性基板１や半導体積層部１０を形成するための半導体基板１ウェハとほぼ同じ大きさになるように加工されている。なお、厚さを１０μｍ厚以上とするのは、貼り合わせの際に、接着用金属シート２溶けることで数μｍ程度薄くなるからであり、厚さの上限はとくにないが、厚すぎると接合外周部からはみ出す量が増えてしまうため、２ｍｍ以下程度とすることが実用的な面から望ましい。
【００３３】
具体的には、上述のＧａＡｓ基板上に形成された半導体積層部１０の表面の金属層２１と、導電性シリコン基板１の表面の金属層２２を対向させ、１０μｍ〜２ｍｍ程度、より好ましくは、２０μｍ程度の厚さのＩｎからなる接着用金属シート２を介して重ね合わせ、常圧窒素雰囲気で１５０〜３００℃に、より好ましくは、２００℃程度に加熱しながら、半導体積層部１０が形成されている半導体基板８と導電性基板１を５×１０³〜５×１０⁴Ｐａ程度、より好ましくは、１×１０⁴〜２×１０⁴Ｐａの圧力で接着面に垂直な方向に加圧することにより接合処理を行う。
【００３４】
その後、図１（ｄ）に示されるように、ｎ形ＧａＡｓ基板８を除去し、第１電極６を形成し、ｎ形コンタクト層５の一部を除去し、その後ダイシングしてチップ化する。
【００３５】
ｎ形ＧａＡｓ基板８の除去は、たとえば、半導体積層部１０が現れる直前までを研削などにより粗く削り、荒れた表面を硫酸系のエッチング液を用いてウエットエッチングを行うことなどが考えられる。なお、ドライエッチングを用いて除去したり、研削することなく全てをウェットエッチングで除去することなども可能である。また、ｎ形コンタクト層５の除去も第１電極６を形成後、第１電極６をマスクとして第１電極６が形成されている以外のコンタクト層５を硫酸系のエッチング液でウェットエッチングすることで除去するなど、従来から用いられている技術で行うことができる。
【００３６】
具体的には、ｎ形ＧａＡｓ基板８の除去は、半導体積層部１０が現れる直前までを研削により行い、その後、硫酸系のエッチング液を用いたウエットエッチングにより行い、第１電極６をレジストを用いてパターニングしてＡｕ-Ｇｅ合金からなる第１電極６を０.１〜１μｍ程度形成し、その後レジストを剥離し、さらに、第１電極６をマスクとして、ｎ形コンタクト層５の第１電極６で覆われていない部分をエッチングにより除去し、ｎ形コンタクト層５をパターニングし、最終的にダイシングしてチップ化する。
【００３７】
従来の半導体積層部１０と導電性基板１が接着されることにより形成される半導体発光素子では、一般的に、半導体積層部側、導電性基板側にそれぞれ金属層を形成し、金属層を重ね合わせて接着していたが、金属層は、１μｍ以下の薄膜で形成されており、半導体積層部側または導電性基板側のいずれか一方に、僅かな反りや凹凸があった場合、金属層で吸収することができないため基板全体が均一に接着されず、部分的に接着されていない箇所や接着されていても接着強度が弱い箇所が発生するのに対して、本発明では、１０μｍ厚以上の低融点金属からなる接着用金属シート２を介して接着することとしているため、反りや凹凸があった場合でも、金属が溶けて接着する際に凹部や反りによる隙間に金属が流れ込むことで反りや凹凸が吸収され、基板全体が均一に接着されることになる。したがって、ウェハ全面で通電不良のない完全な接合がなされた素子が形成されることになり、１ウェハからの素子のとれ数が大幅に増加することになる。また、その後の工程やユーザーでの使用時にも導電性基板が剥離を起こすこともなく、高信頼性の素子が得られる。
【００３８】
さらに、従来はそれぞれの金属層を高温で接着しているため、半導体積層部側に設けられた金属層２１および導電性基板側に設けられた金属層２２に含まれるＡｕが半導体積層部のＧａなどと相互拡散し、オーミック接触が形成されるが、界面には、光吸収領域が形成されてしまう。そして、この光吸収領域は、発光層形成部３から発光された光を吸収してしまい輝度がそれほど向上しないのに対して、本発明では、低融点金属からなる接着用金属シートを用いており、低温で半導体積層部と導電性基板とを接着することができるため、金属層２１が高温下に曝されることがなく、半導体積層部への金属層２１に含まれるＡｕの拡散が抑制され、吸収領域が形成されるのを防止することができ、輝度が向上する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、発光層形成部を有する半導体積層部と導電性基板とを接着用金属シートを介して接着することにより、半導体発光素子を製造しているため、ウェハに反りや凹凸があっても、半導体積層部と導電性基板とを全面均一に貼り付けが可能となる。その結果、動作不良を発生させず、歩留りおよび信頼性が高く、かつ、外部への光の取出し効率が高い半導体発光素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体発光素子の製法を説明する工程断面説明図である。
【図２】従来のＬＥＤチップの断面構造の説明図である。
【図３】従来のＬＥＤチップの製法の一部を説明する工程断面説明図である。
【符号の説明】
１導電性基板
２接着用金属シート
３発光層形成部
１０半導体積層部

Claims

表面側に金属層が設けられ、発光層形成部を有する半導体積層部の該金属層と導電性基板とを接合することにより形成する半導体発光素子の製法であって、
前記半導体積層部の前記金属層と前記導電性基板との間に、１０μｍ厚以上の低融点金属からなる接着用金属シートを介在させ、５×１０ ³ 〜５×１０ ⁴ Ｐａの圧力で前記金属層の接合面と垂直方向に加圧しながら、前記接着用金属シートを溶融して前記半導体積層部と前記導電性基板とをウェハの状態で接合することを特徴とする半導体発光素子の製法。
前記金属層を、Ａｕ - Ｚｎ合金もしくはＡｕ - Ｂｅ合金、またはＡｕ - Ｇｅ合金に、さらにＡｇを添加することにより形成する請求項１記載の半導体発光素子の製法。
前記金属層の表面に、Ａｇ層、またはＡｇを９０ａｔ％以上含有するＡｇ - Ｚｎ合金もしくはＡｇ - Ａｕ合金からなる反射層を形成する請求項１または２記載の半導体発光素子の製法。