JP2002232003A - ＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
ＧａＮ系のＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体発光素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物半導体発光素子
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 高抵抗性基板６０を挟んで対向して備わ
った、または前記基板の上側に同じ方向に備わった第１
及び第２電極、前記第１及び前記第２電極間に光放出の
ための物質層またはレージングのための物質層５８を備
えるが、前記第２電極６４が前記高抵抗性基板のエッチ
ングされた部分６２を介して露出される前記物質層と接
触した、または前記高抵抗性基板の底面上に前記物質層
の露出された部分を覆う熱伝導層が形成されたことを特
徴とする発光素子及びその製造方法。
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 高抵抗性基板６０を挟んで対向して備わ
った、または前記基板の上側に同じ方向に備わった第１
及び第２電極、前記第１及び前記第２電極間に光放出の
ための物質層またはレージングのための物質層５８を備
えるが、前記第２電極６４が前記高抵抗性基板のエッチ
ングされた部分６２を介して露出される前記物質層と接
触した、または前記高抵抗性基板の底面上に前記物質層
の露出された部分を覆う熱伝導層が形成されたことを特
徴とする発光素子及びその製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光素子及び
その製造方法に係り、詳細にはＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物半導体発光素子及びその製造方法に関わる。
その製造方法に係り、詳細にはＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物半導体発光素子及びその製造方法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】可視光短波長領域の発光素子であって化
合物半導体を利用した発光ダイオードやレーザダイオー
ドは広く知られているが、その中でもIII族窒化物半導
体は遷移方式が電子−正孔の再結合による発光確率の高
い直接遷移型であるゆえに、発光効率が高くて青色発光
が可能である。ゆえに、これを利用した発光素子、まさ
に発光ダイオードやレーザダイオードは特に注目されて
いる。
合物半導体を利用した発光ダイオードやレーザダイオー
ドは広く知られているが、その中でもIII族窒化物半導
体は遷移方式が電子−正孔の再結合による発光確率の高
い直接遷移型であるゆえに、発光効率が高くて青色発光
が可能である。ゆえに、これを利用した発光素子、まさ
に発光ダイオードやレーザダイオードは特に注目されて
いる。
【０００３】従来技術によるＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化
物半導体を利用した発光素子の一つである発光ダイオー
ドは、図１に示されたようにサファイア基板１０の上に
ｎ−ＧａＮ層１２が備わっている。ｎ−ＧａＮ層１２は
第１及び第２領域Ｒ１、Ｒ２に区分されている。第１領
域Ｒ１は第２領域Ｒ２に比べて相対的に幅が広く、形成
された後でエッチングの影響を受けない領域である。一
方、第２領域Ｒ２は形成された後でエッチングの影響を
受けて第１領域Ｒ１に比べて薄い。従って、ｎ−ＧａＮ
層１２の第１及び第２領域Ｒ１、Ｒ２間に段差が存在す
る。ｎ−ＧａＮ層１２の第１領域Ｒ１上に活性層１６、
ｐ−ＧａＮ層１８及び透光性ｐ型電極２０が順次に形成
されており、透光性ｐ型電極層２０の上にパッケージ段
階でのボンディングのためのパッド層２２が形成されて
いる。ｎ−ＧａＮ層１２の第２領域Ｒ２上にｎ型電極１
４が形成されている。
物半導体を利用した発光素子の一つである発光ダイオー
ドは、図１に示されたようにサファイア基板１０の上に
ｎ−ＧａＮ層１２が備わっている。ｎ−ＧａＮ層１２は
第１及び第２領域Ｒ１、Ｒ２に区分されている。第１領
域Ｒ１は第２領域Ｒ２に比べて相対的に幅が広く、形成
された後でエッチングの影響を受けない領域である。一
方、第２領域Ｒ２は形成された後でエッチングの影響を
受けて第１領域Ｒ１に比べて薄い。従って、ｎ−ＧａＮ
層１２の第１及び第２領域Ｒ１、Ｒ２間に段差が存在す
る。ｎ−ＧａＮ層１２の第１領域Ｒ１上に活性層１６、
ｐ−ＧａＮ層１８及び透光性ｐ型電極２０が順次に形成
されており、透光性ｐ型電極層２０の上にパッケージ段
階でのボンディングのためのパッド層２２が形成されて
いる。ｎ−ＧａＮ層１２の第２領域Ｒ２上にｎ型電極１
４が形成されている。
【０００４】一方、図２を参照すれば、従来技術による
ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物半導体レーザダイオード
は、ｎ型及びｐ型電極を同じ方向に備えてｐ型電極側に
リッジウェーブガイドを備える半導体レーザダイオード
であることが分かる。
ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物半導体レーザダイオード
は、ｎ型及びｐ型電極を同じ方向に備えてｐ型電極側に
リッジウェーブガイドを備える半導体レーザダイオード
であることが分かる。
【０００５】具体的に、サファイア基板１０の上にｎ−
ＧａＮ層１２が形成されており、ｎ−ＧａＮ層１２は第
１及び第２領域Ｒ１、Ｒ２に区分されている。第１領域
Ｒ１は第２領域Ｒ２に比べて相対的に広い領域である一
方、第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１に比べて薄い。従っ
て、ｎ−ＧａＮ層１２の第１及び２領域Ｒ１、Ｒ２間に
段差が存在する。ｎ−ＧａＮ層１２の第２領域Ｒ２上に
ｎ型電極１４が形成されている。ｎ−ＧａＮ層１２の第
１領域Ｒ１上に屈折率が順次に大きくなるｎ−ＡｌＧａ
Ｎ／ＧａＮ層２４、ｎ−ＧａＮ層２６及びＩｎＧａＮ層
２８（活性層）が形成されている。ＩｎＧａＮ層２８の
上にこれより屈折率が順次に小さくなるｐ−ＧａＮ層３
０、ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２及びｐ−ＧａＮ層３
６が形成されている。ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２の
上部中央部分はリッジ（あるいはリーブ）形に突出して
おり、突出した部分の上部にｐ−ＧａＮ層３６が形成さ
れている。ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２の全面は保護
膜３４で覆われており、保護膜３４は電流幅を制限する
形でｐ−ＧａＮ層３６の上に拡張されている。すなわ
ち、保護膜３４はｐ−ＧａＮ層３６の両端部の一部領域
を覆っている。保護膜３４の上には保護膜３４の間に露
出されるｐ−ＧａＮ層３６の全面と接触したｐ型電極３
８が形成されている。
ＧａＮ層１２が形成されており、ｎ−ＧａＮ層１２は第
１及び第２領域Ｒ１、Ｒ２に区分されている。第１領域
Ｒ１は第２領域Ｒ２に比べて相対的に広い領域である一
方、第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１に比べて薄い。従っ
て、ｎ−ＧａＮ層１２の第１及び２領域Ｒ１、Ｒ２間に
段差が存在する。ｎ−ＧａＮ層１２の第２領域Ｒ２上に
ｎ型電極１４が形成されている。ｎ−ＧａＮ層１２の第
１領域Ｒ１上に屈折率が順次に大きくなるｎ−ＡｌＧａ
Ｎ／ＧａＮ層２４、ｎ−ＧａＮ層２６及びＩｎＧａＮ層
２８（活性層）が形成されている。ＩｎＧａＮ層２８の
上にこれより屈折率が順次に小さくなるｐ−ＧａＮ層３
０、ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２及びｐ−ＧａＮ層３
６が形成されている。ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２の
上部中央部分はリッジ（あるいはリーブ）形に突出して
おり、突出した部分の上部にｐ−ＧａＮ層３６が形成さ
れている。ｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２の全面は保護
膜３４で覆われており、保護膜３４は電流幅を制限する
形でｐ−ＧａＮ層３６の上に拡張されている。すなわ
ち、保護膜３４はｐ−ＧａＮ層３６の両端部の一部領域
を覆っている。保護膜３４の上には保護膜３４の間に露
出されるｐ−ＧａＮ層３６の全面と接触したｐ型電極３
８が形成されている。
【０００６】従来技術によるＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体を利用した発光ダイオードやレーザダイオード
においてｎ型及びｐ型電極が全て同じ方向に備わった場
合、パッケージ段階で同じ面に対して二つのワイヤをボ
ンディングしなければならないので、パッケージ工程が
複雑で工程にかかる時間が長くなることがある。そし
て、ｎ型電極は深くエッチングされた部分に備わってお
り、これによりｎ型及びｐ型電極間には大きい段差が存
在するので、パッケージ不良が増加する恐れがある。図
１及び図２を参照して説明した通り、ｎ−ＧａＮ層１２
の第２領域Ｒ２は、構造として見る時、発光ダイオード
の場合はｐ型電極２０を形成した後またはｐ−ＧａＮ層
１８を形成した後の結果物において、レーザダイオード
の場合はｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２を形成した後の
結果物において、第２領域Ｒ２に該当する部分をエッチ
ングすることにより形成されるために、結局第２領域Ｒ
２の上にｎ型電極１４を形成するためには別の写真及び
エッチング工程が必要になり前述の発光素子の製造工程
及び時間が長くなることがある。
物半導体を利用した発光ダイオードやレーザダイオード
においてｎ型及びｐ型電極が全て同じ方向に備わった場
合、パッケージ段階で同じ面に対して二つのワイヤをボ
ンディングしなければならないので、パッケージ工程が
複雑で工程にかかる時間が長くなることがある。そし
て、ｎ型電極は深くエッチングされた部分に備わってお
り、これによりｎ型及びｐ型電極間には大きい段差が存
在するので、パッケージ不良が増加する恐れがある。図
１及び図２を参照して説明した通り、ｎ−ＧａＮ層１２
の第２領域Ｒ２は、構造として見る時、発光ダイオード
の場合はｐ型電極２０を形成した後またはｐ−ＧａＮ層
１８を形成した後の結果物において、レーザダイオード
の場合はｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層３２を形成した後の
結果物において、第２領域Ｒ２に該当する部分をエッチ
ングすることにより形成されるために、結局第２領域Ｒ
２の上にｎ型電極１４を形成するためには別の写真及び
エッチング工程が必要になり前述の発光素子の製造工程
及び時間が長くなることがある。
【０００７】一方、図３はｎ型及びｐ型電極が活性層を
中心に対向して備わった従来技術によるＧａＮ系のIII
−Ｖ族窒化物半導体レーザダイオードであり、ＳｉＣ基
板１０ａ（またはＧａＮ基板）の上にｎ−ＧａＮ層１２
ないしｐ型電極３８が順次に備わっており、ＳiＣ基板
１０ａの底面にｎ型電極１４ａが備わったことが分か
る。
中心に対向して備わった従来技術によるＧａＮ系のIII
−Ｖ族窒化物半導体レーザダイオードであり、ＳｉＣ基
板１０ａ（またはＧａＮ基板）の上にｎ−ＧａＮ層１２
ないしｐ型電極３８が順次に備わっており、ＳiＣ基板
１０ａの底面にｎ型電極１４ａが備わったことが分か
る。
【０００８】一般的に半導体レーザダイオードのレーザ
発振のための臨界電流及びレーザモードの安定性は温度
と密接な関係があり、温度が高まるにつれて量子の特性
は全て低下する。従って、レーザ発振中に活性層から生
じる熱を除去してレーザダイオードの温度が高まること
を防止する必要があるが、前記の従来技術によるＧａＮ
系III−Ｖ族半導体レーザダイオードの場合、基板の熱
伝導性がきわめて低いので（サファイアの場合、０．５
Ｗ／ｃｍＫほど）、ほとんどの熱はリッジを介してだけ
放出される。しかし、リッジを通した熱放出は制限的で
効果的な熱放出がなされ難く、従ってレーザダイオード
の温度上昇を防止して素子の特性低下を防止するのには
限界がある。
発振のための臨界電流及びレーザモードの安定性は温度
と密接な関係があり、温度が高まるにつれて量子の特性
は全て低下する。従って、レーザ発振中に活性層から生
じる熱を除去してレーザダイオードの温度が高まること
を防止する必要があるが、前記の従来技術によるＧａＮ
系III−Ｖ族半導体レーザダイオードの場合、基板の熱
伝導性がきわめて低いので（サファイアの場合、０．５
Ｗ／ｃｍＫほど）、ほとんどの熱はリッジを介してだけ
放出される。しかし、リッジを通した熱放出は制限的で
効果的な熱放出がなされ難く、従ってレーザダイオード
の温度上昇を防止して素子の特性低下を防止するのには
限界がある。
【０００９】これにより、図２に示された従来技術によ
る半導体レーザダイオードの場合、図４に示されたよう
にフリップチップボンディング技術を利用して活性層か
ら生じる熱の放出を誘導している。
る半導体レーザダイオードの場合、図４に示されたよう
にフリップチップボンディング技術を利用して活性層か
ら生じる熱の放出を誘導している。
【００１０】具体的に、図４を参照すれば、参照符号Ａ
は半導体レーザダイオードであり、図２に示された従来
技術によるＧａＮ系III−Ｖ族半導体レーザダイオード
を逆さにした様子を示す。参照番号４０はサブマウント
を、４２ａ及び４２ｂはそれぞれパッド層を、４４ａ及
び４４ｂはそれぞれ半導体レーザダイオードＡのｎ型電
極１４及びｐ型電極３８と連結した第１及び第２熱伝導
層である。また、参照符号Ｍ（２４〜３４）はｎ−Ｇａ
Ｎ層１２とｐ型電極３８間に形成された積層物を象徴す
る物質層である。
は半導体レーザダイオードであり、図２に示された従来
技術によるＧａＮ系III−Ｖ族半導体レーザダイオード
を逆さにした様子を示す。参照番号４０はサブマウント
を、４２ａ及び４２ｂはそれぞれパッド層を、４４ａ及
び４４ｂはそれぞれ半導体レーザダイオードＡのｎ型電
極１４及びｐ型電極３８と連結した第１及び第２熱伝導
層である。また、参照符号Ｍ（２４〜３４）はｎ−Ｇａ
Ｎ層１２とｐ型電極３８間に形成された積層物を象徴す
る物質層である。
【００１１】このように、半導体レーザダイオードを別
途に設けられた熱放出構造体にボンディングすることに
より熱放出効率を高められるが、それぞれのレーザダイ
オードと前記構造体をボンディングしなければならない
ので工程時間が延び、前記ボンディングは量子間に微細
な整列が確保された後でこそ可能なので、自然と不良が
増えることがある。すなわち、収率が低くなる。
途に設けられた熱放出構造体にボンディングすることに
より熱放出効率を高められるが、それぞれのレーザダイ
オードと前記構造体をボンディングしなければならない
ので工程時間が延び、前記ボンディングは量子間に微細
な整列が確保された後でこそ可能なので、自然と不良が
増えることがある。すなわち、収率が低くなる。
【００１２】例えば、収率を７０％と仮定する場合、ウ
ェーハ１枚においておよそ４，０００個のレーザダイオ
ードを得ることができるのであるが、これらフリップチ
ップボンディングにかかる時間は１個当り０．３分程度
であるので、全てをボンディングしようとすれば２０時
間程度がかかる。
ェーハ１枚においておよそ４，０００個のレーザダイオ
ードを得ることができるのであるが、これらフリップチ
ップボンディングにかかる時間は１個当り０．３分程度
であるので、全てをボンディングしようとすれば２０時
間程度がかかる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が達成しようと
する技術的課題は前述した従来技術の問題点を改善する
ためのものであり、電極形成と関連した写真及びエッチ
ング工程を減らして素子の製造工程及び時間を縮め、パ
ッケージ工程を単純化しつつも不良は減らせるＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物半導体発光素子を提供するところに
ある。
する技術的課題は前述した従来技術の問題点を改善する
ためのものであり、電極形成と関連した写真及びエッチ
ング工程を減らして素子の製造工程及び時間を縮め、パ
ッケージ工程を単純化しつつも不良は減らせるＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物半導体発光素子を提供するところに
ある。
【００１４】本発明が達成しようとする他の技術的課題
は前記発光素子の製造方法を提供するところにある。
は前記発光素子の製造方法を提供するところにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を達成す
るために、本発明による半導体発光素子は光放出が起こ
る活性層と、前記活性層を中心に対向して備わった第１
及び第２電極と、前記活性層と前記第１電極間に備わっ
た第１化合物半導体層と、前記活性層と前記第２電極間
に備わっているが、前記活性層を中心に前記第１化合物
半導体層と対向して備わった第２化合物半導体層及び前
記第１化合物半導体層の底面に備わって一部が除去され
て前記第１化合物半導体層と前記第１電極とが接触する
ように構成される高抵抗性基板とを含むことを特徴とす
る発光素子を提供する。前記第１電極は、前記第１化合
物半導体層の前記高抵抗性基板の前記ビアホールを介し
て露出された部分を覆うオーミックコンタクト層とかか
るオーミックコンタクト層上に形成された熱伝導層を含
む。前記高抵抗性基板は前記第１化合物半導体層の底面
の一部だけカバーし、前記第１電極は前記第１化合物半
導体層の一部または全面と接触している。また、前記高
抵抗性基板はサファイア基板である。また、前記第１及
び第２電極全てが透光性材料であるか第１電極（第２電
極）は光反射材料であり、第２電極（第１電極）は透光
性材料である。前記第２電極の一部または全面を覆うパ
ッドがさらに備わっている。また、前記第１電極の一部
または全面を覆うパッドがさらに備わっている。前記第
１化合物半導体層はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物
半導体層であり、ｎ型物質層またはアンドープト（Ｕｎ
ｄｏｐｅｄ）物質層である。また、前記第２化合物半導
体層はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であ
り、ｐ型物質層である。前記活性層はＩｎxＡｌyＧａ
1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）
であるＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であ
ることが望ましいのであるが、多重量子ウェル（ＭＱ
Ｗ：Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造である
ことが一層望ましい。
るために、本発明による半導体発光素子は光放出が起こ
る活性層と、前記活性層を中心に対向して備わった第１
及び第２電極と、前記活性層と前記第１電極間に備わっ
た第１化合物半導体層と、前記活性層と前記第２電極間
に備わっているが、前記活性層を中心に前記第１化合物
半導体層と対向して備わった第２化合物半導体層及び前
記第１化合物半導体層の底面に備わって一部が除去され
て前記第１化合物半導体層と前記第１電極とが接触する
ように構成される高抵抗性基板とを含むことを特徴とす
る発光素子を提供する。前記第１電極は、前記第１化合
物半導体層の前記高抵抗性基板の前記ビアホールを介し
て露出された部分を覆うオーミックコンタクト層とかか
るオーミックコンタクト層上に形成された熱伝導層を含
む。前記高抵抗性基板は前記第１化合物半導体層の底面
の一部だけカバーし、前記第１電極は前記第１化合物半
導体層の一部または全面と接触している。また、前記高
抵抗性基板はサファイア基板である。また、前記第１及
び第２電極全てが透光性材料であるか第１電極（第２電
極）は光反射材料であり、第２電極（第１電極）は透光
性材料である。前記第２電極の一部または全面を覆うパ
ッドがさらに備わっている。また、前記第１電極の一部
または全面を覆うパッドがさらに備わっている。前記第
１化合物半導体層はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物
半導体層であり、ｎ型物質層またはアンドープト（Ｕｎ
ｄｏｐｅｄ）物質層である。また、前記第２化合物半導
体層はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であ
り、ｐ型物質層である。前記活性層はＩｎxＡｌyＧａ
1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）
であるＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であ
ることが望ましいのであるが、多重量子ウェル（ＭＱ
Ｗ：Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造である
ことが一層望ましい。
【００１６】前記技術的課題を達成するために、本発明
による発光素子は高抵抗性基板と、前記高抵抗性基板を
挟んで対向する第１及び第２電極と、前記高抵抗性基板
と前記第２電極間に備わったレーザ放出のための物質層
（以下、レージング物質層）を備えるが、前記高抵抗性
基板は一部が除去されており、前記第１電極は前記高抵
抗性基板の除去された部分を介して露出される前記物質
層と接触していることを特徴とする発光素子を提供す
る。この時、前記レージング物質層は、共振基層と、前
記共振基層を中心に対向する第１及び第２クラッド層
と、前記共振基層と前記第１及び第２クラッド層を中心
に対向する第１及び第２化合物半導体層と、前記第２ク
ラッド層と前記第２電極間に備わっており、前記第２化
合物半導体層の一部と対称的に接触する保護膜とを含む
が、前記第１化合物半導体層の底面が前記高抵抗性基板
のエッチングされた部分を介して前記第１電極と接触し
ている。また、前記共振基層はレージングが起こる活性
層と、前記活性層と前記第１クラッド層間に備わった第
１導波層と前記活性層と前記第２クラッド層間に備わっ
た第２導波層とを含む。また、前記高抵抗性基板に前記
第１化合物半導体層の底面が露出されるビアホールが形
成されており、これを介して前記第１電極が前記第１化
合物半導体と接触している。前記高抵抗性基板は前記第
１化合物半導体層の底面の一部だけカバーし、前記第１
電極は前記第１化合物半導体層の一部または全面と接触
している。前記活性層はＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）であるＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であるが、ＭＱＷ構
造である。
による発光素子は高抵抗性基板と、前記高抵抗性基板を
挟んで対向する第１及び第２電極と、前記高抵抗性基板
と前記第２電極間に備わったレーザ放出のための物質層
（以下、レージング物質層）を備えるが、前記高抵抗性
基板は一部が除去されており、前記第１電極は前記高抵
抗性基板の除去された部分を介して露出される前記物質
層と接触していることを特徴とする発光素子を提供す
る。この時、前記レージング物質層は、共振基層と、前
記共振基層を中心に対向する第１及び第２クラッド層
と、前記共振基層と前記第１及び第２クラッド層を中心
に対向する第１及び第２化合物半導体層と、前記第２ク
ラッド層と前記第２電極間に備わっており、前記第２化
合物半導体層の一部と対称的に接触する保護膜とを含む
が、前記第１化合物半導体層の底面が前記高抵抗性基板
のエッチングされた部分を介して前記第１電極と接触し
ている。また、前記共振基層はレージングが起こる活性
層と、前記活性層と前記第１クラッド層間に備わった第
１導波層と前記活性層と前記第２クラッド層間に備わっ
た第２導波層とを含む。また、前記高抵抗性基板に前記
第１化合物半導体層の底面が露出されるビアホールが形
成されており、これを介して前記第１電極が前記第１化
合物半導体と接触している。前記高抵抗性基板は前記第
１化合物半導体層の底面の一部だけカバーし、前記第１
電極は前記第１化合物半導体層の一部または全面と接触
している。前記活性層はＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）であるＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であるが、ＭＱＷ構
造である。
【００１７】また、本発明は前記技術的課題を達成する
ために、光放出が起こる活性層と、前記活性層を挟んで
対向して前記活性層にレーザ発振を誘導するレージング
のための第１及び第２物質層と、前記第１物質層の最下
層と接触した第１電極と、前記第２物質層の最上層と制
限的に接触した第２電極及び効果的な熱放出のために前
記第１物質層の最下層と接触した熱放出手段とを備える
ことを特徴とする発光素子を提供する。
ために、光放出が起こる活性層と、前記活性層を挟んで
対向して前記活性層にレーザ発振を誘導するレージング
のための第１及び第２物質層と、前記第１物質層の最下
層と接触した第１電極と、前記第２物質層の最上層と制
限的に接触した第２電極及び効果的な熱放出のために前
記第１物質層の最下層と接触した熱放出手段とを備える
ことを特徴とする発光素子を提供する。
【００１８】ここで、前記熱放出手段は熱伝導層であ
り、前記第１物質層の最下層と前記熱伝導層とは一部領
域だけ接触しており、量子の残りの領域間に基板が備わ
っている。
り、前記第１物質層の最下層と前記熱伝導層とは一部領
域だけ接触しており、量子の残りの領域間に基板が備わ
っている。
【００１９】前記熱伝導層と前記第１物質層の最下層と
は第１物質層の最下層が露出される前記基板に形成され
たビアホールを介して互いに接触している。
は第１物質層の最下層が露出される前記基板に形成され
たビアホールを介して互いに接触している。
【００２０】このようなビアホールが形成された前記基
板に前記第１物質層の最下層と前記基板の界面に向ける
溝とがさらに形成されている。
板に前記第１物質層の最下層と前記基板の界面に向ける
溝とがさらに形成されている。
【００２１】前記ビアホールは前記第１電極に対応する
基板領域に形成されている。
基板領域に形成されている。
【００２２】前記基板に複数の前記ビアホールが形成さ
れている。
れている。
【００２３】前記ビアホールは前記第１物質層の最下層
に拡張されている。
に拡張されている。
【００２４】前記基板は前記最下層物質層の底面の一部
領域上にだけ備わっている。
領域上にだけ備わっている。
【００２５】前記最下層物質層の底面の前記基板が形成
された部分とそうでない部分との間に段差が存在し、前
記最下層物質層の底面の前記基板が形成されていない部
分は所定の厚みほどエッチングされている。
された部分とそうでない部分との間に段差が存在し、前
記最下層物質層の底面の前記基板が形成されていない部
分は所定の厚みほどエッチングされている。
【００２６】前記熱伝導層の一部は前記溝を介して前記
最下層の物質層と間接的に接触している。
最下層の物質層と間接的に接触している。
【００２７】前記基板に前記のような溝が複数個形成さ
れている。
れている。
【００２８】前記基板に前記最下層の物質層の底面が露
出されるビアホールと前記ビアホールが前記最下層の物
質層に拡張された形のビアホールとがさらに備わってい
る。
出されるビアホールと前記ビアホールが前記最下層の物
質層に拡張された形のビアホールとがさらに備わってい
る。
【００２９】前記熱伝導層はＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、
Ｎｉ及びＩｎよりなった群のうちから選択された少なく
ともいずれか一つである。
Ｎｉ及びＩｎよりなった群のうちから選択された少なく
ともいずれか一つである。
【００３０】前記他の技術的課題を達成するために、本
発明による発光素子の製造方法は高抵抗性基板上に光放
出のための第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物
半導体層が順次に形成される物質層を形成する第１段階
と、前記第２化合物半導体層上に透光性導電層を形成す
る第２段階と、前記第１化合物半導体層が露出されるよ
うに前記高抵抗性基板の一部をエッチングする第３段階
及び前記露出された第１化合物半導体層の上に光反射導
電層を形成する第４段階を含むことを特徴とする発光素
子の製造方法を提供する。この時、前記第３段階は前記
高抵抗性基板の底面を研磨する段階及び前記高抵抗性基
板をエッチングして前記第１化合物半導体層の底面を露
出させる段階をさらに含み、前記高抵抗性基板はサファ
イア基板より形成される。また、前記高抵抗性基板の底
面を研磨する段階はグラインディング（Ｇｒｉｎｄｉｎ
ｇ）、ラッピング（Ｌａｐｐｉｎｇ）またはポリッシン
グ（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）方法を利用する。前記高抵抗
性基板のエッチングは乾式エッチング方法で行われる。
この時、前記高抵抗性基板のエッチングはエッチングさ
れる領域がビアホール形に行われるか、所定領域を除外
した残りの領域がエッチングされる形に行われる。前記
透光性導電層上にパッド層を形成する段階をさらに含
む。
発明による発光素子の製造方法は高抵抗性基板上に光放
出のための第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物
半導体層が順次に形成される物質層を形成する第１段階
と、前記第２化合物半導体層上に透光性導電層を形成す
る第２段階と、前記第１化合物半導体層が露出されるよ
うに前記高抵抗性基板の一部をエッチングする第３段階
及び前記露出された第１化合物半導体層の上に光反射導
電層を形成する第４段階を含むことを特徴とする発光素
子の製造方法を提供する。この時、前記第３段階は前記
高抵抗性基板の底面を研磨する段階及び前記高抵抗性基
板をエッチングして前記第１化合物半導体層の底面を露
出させる段階をさらに含み、前記高抵抗性基板はサファ
イア基板より形成される。また、前記高抵抗性基板の底
面を研磨する段階はグラインディング（Ｇｒｉｎｄｉｎ
ｇ）、ラッピング（Ｌａｐｐｉｎｇ）またはポリッシン
グ（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）方法を利用する。前記高抵抗
性基板のエッチングは乾式エッチング方法で行われる。
この時、前記高抵抗性基板のエッチングはエッチングさ
れる領域がビアホール形に行われるか、所定領域を除外
した残りの領域がエッチングされる形に行われる。前記
透光性導電層上にパッド層を形成する段階をさらに含
む。
【００３１】前記他の技術的課題を達成するために、本
発明による発光素子の製造方法は高抵抗性基板上に光放
出のための第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物
半導体層が順次に形成される物質層を形成する第１段階
と、前記第２化合物半導体層上に光反射導電層を形成す
る第２段階と、前記第１化合物半導体層が露出されるよ
うに前記高抵抗性基板の一部をエッチングする第３段階
及び前記露出された第１化合物半導体層の上に透光性導
電層を形成する第４段階を含むことを特徴とする発光素
子の製造方法を提供する。この時、第３段階は前記高抵
抗性基板の底面を研磨する段階と、前記高抵抗性基板を
エッチングして前記第１化合物半導体層の底面を露出さ
せる段階とをさらに含む。
発明による発光素子の製造方法は高抵抗性基板上に光放
出のための第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物
半導体層が順次に形成される物質層を形成する第１段階
と、前記第２化合物半導体層上に光反射導電層を形成す
る第２段階と、前記第１化合物半導体層が露出されるよ
うに前記高抵抗性基板の一部をエッチングする第３段階
及び前記露出された第１化合物半導体層の上に透光性導
電層を形成する第４段階を含むことを特徴とする発光素
子の製造方法を提供する。この時、第３段階は前記高抵
抗性基板の底面を研磨する段階と、前記高抵抗性基板を
エッチングして前記第１化合物半導体層の底面を露出さ
せる段階とをさらに含む。
【００３２】前記他の技術的課題を達成するために、本
発明による発光素子の製造方法は、高抵抗性基板上にレ
ージングのための物質層を形成する第１段階と、前記物
質層上に第１電極を形成する第２段階と、前記物質層が
露出されるように前記高抵抗性基板の一部をエッチング
する第３段階及び前記露出された物質層の一部または全
面に第２電極を形成する第４段階を含むことを特徴とす
る発光素子の製造方法を提供する。この時、第１段階は
前記高抵抗性基板上に第１化合物半導体層、第１クラッ
ド層、共振基層、第２クラッド層及び第２化合物半導体
層を順次に形成する段階と、前記第２化合物半導体層上
に前記第２化合物半導体層の所定領域を覆うマスクパタ
ーンを形成する段階と、前記マスクパターンをエッチン
グマスクとして前記第２化合物半導体層及び前記第２ク
ラッド層を順次にパターニングするが、前記第２クラッ
ド層はリッジ形にパターニングする段階と、前記マスク
パターンを除去する段階及び前記リッジ形にパターニン
グされた前記第２クラッド層の上に前記パターニングさ
れた第２化合物半導体層の一部と接触する保護膜を形成
する段階をさらに含む。また、前記第３段階は、前記高
抵抗性基板の底面を研磨する段階と、前記高抵抗性基板
をエッチングして前記第１化合物半導体層の底面を露出
させる段階とをさらに含む。この時、前記高抵抗性基板
はサファイア基板より形成される。前記高抵抗性基板は
乾式エッチングする。前記高抵抗性基板のエッチングは
前記第１化合物半導体層の底面が露出されるビアホール
が前記高抵抗性基板に形成されるように実施する。前記
第４段階は、前記高抵抗性基板の底面上に前記露出され
た物質層の一部または全面を覆うオーミックコンタクト
層を形成する段階と、前記オーミックコンタクト層の上
に熱伝導層を形成する段階とをさらに含む。
発明による発光素子の製造方法は、高抵抗性基板上にレ
ージングのための物質層を形成する第１段階と、前記物
質層上に第１電極を形成する第２段階と、前記物質層が
露出されるように前記高抵抗性基板の一部をエッチング
する第３段階及び前記露出された物質層の一部または全
面に第２電極を形成する第４段階を含むことを特徴とす
る発光素子の製造方法を提供する。この時、第１段階は
前記高抵抗性基板上に第１化合物半導体層、第１クラッ
ド層、共振基層、第２クラッド層及び第２化合物半導体
層を順次に形成する段階と、前記第２化合物半導体層上
に前記第２化合物半導体層の所定領域を覆うマスクパタ
ーンを形成する段階と、前記マスクパターンをエッチン
グマスクとして前記第２化合物半導体層及び前記第２ク
ラッド層を順次にパターニングするが、前記第２クラッ
ド層はリッジ形にパターニングする段階と、前記マスク
パターンを除去する段階及び前記リッジ形にパターニン
グされた前記第２クラッド層の上に前記パターニングさ
れた第２化合物半導体層の一部と接触する保護膜を形成
する段階をさらに含む。また、前記第３段階は、前記高
抵抗性基板の底面を研磨する段階と、前記高抵抗性基板
をエッチングして前記第１化合物半導体層の底面を露出
させる段階とをさらに含む。この時、前記高抵抗性基板
はサファイア基板より形成される。前記高抵抗性基板は
乾式エッチングする。前記高抵抗性基板のエッチングは
前記第１化合物半導体層の底面が露出されるビアホール
が前記高抵抗性基板に形成されるように実施する。前記
第４段階は、前記高抵抗性基板の底面上に前記露出され
た物質層の一部または全面を覆うオーミックコンタクト
層を形成する段階と、前記オーミックコンタクト層の上
に熱伝導層を形成する段階とをさらに含む。
【００３３】このような本発明の発光素子及びその製造
方法を利用すれば、ボンディング工程を単純化しつつボ
ンディング不良は減らせ、また写真及びエッチング工程
を減らし素子の全体製造工程及び時間を縮めることもで
きる。
方法を利用すれば、ボンディング工程を単純化しつつボ
ンディング不良は減らせ、また写真及びエッチング工程
を減らし素子の全体製造工程及び時間を縮めることもで
きる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態によるＧ
ａＮ系のIII−Ｖ族窒化物半導体発光素子及びその製造
方法を添付図面を参照して詳細に説明する。この過程に
おいて図面に示された層や領域などの厚みは明細書の明
確性のために誇張されるように示された。
ａＮ系のIII−Ｖ族窒化物半導体発光素子及びその製造
方法を添付図面を参照して詳細に説明する。この過程に
おいて図面に示された層や領域などの厚みは明細書の明
確性のために誇張されるように示された。
【００３５】まず、発光素子に関する説明において、次
の第１ないし第４実施形態は発光ダイオードに関するも
のであり、第５及び第６実施形態はレーザダイオードに
関するものである。
の第１ないし第４実施形態は発光ダイオードに関するも
のであり、第５及び第６実施形態はレーザダイオードに
関するものである。
【００３６】＜第１実施形態＞図５を参照すれば、参照
番号５０は透光性導電層を示す。透光性導電層５０は第
１電極に使われる。透光性導電層５０の上に透光性導電
層５０のボンディングのためのパッド層５２が備わって
いる。図面には具体的に示されていないが、透光性導電
層５０とパッド層５２の一部領域間に両側の付着力を高
めるための絶縁膜、例えばＳｉＯ2やＳｉＮなどがさら
に備わりうる。透光性導電層５０の底面に第２化合物半
導体層５４が備わっている。第２化合物半導体層５４は
ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、ｐ
型導電性不純物がドーピングされた直接遷移型のものが
望ましく、その中でもｐ−ＧａＮ層が一層望ましい。
番号５０は透光性導電層を示す。透光性導電層５０は第
１電極に使われる。透光性導電層５０の上に透光性導電
層５０のボンディングのためのパッド層５２が備わって
いる。図面には具体的に示されていないが、透光性導電
層５０とパッド層５２の一部領域間に両側の付着力を高
めるための絶縁膜、例えばＳｉＯ2やＳｉＮなどがさら
に備わりうる。透光性導電層５０の底面に第２化合物半
導体層５４が備わっている。第２化合物半導体層５４は
ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、ｐ
型導電性不純物がドーピングされた直接遷移型のものが
望ましく、その中でもｐ−ＧａＮ層が一層望ましい。
【００３７】一方、第２化合物半導体層５４は導電性不
純物がドーピングされていないアンドープト物質層であ
りうる。例えば、ＧａＮ層であるとかＡｌまたはＩｎを
所定の割合で含有するＡｌＧａＮ層やＩｎＧａＮ層であ
りうる。
純物がドーピングされていないアンドープト物質層であ
りうる。例えば、ＧａＮ層であるとかＡｌまたはＩｎを
所定の割合で含有するＡｌＧａＮ層やＩｎＧａＮ層であ
りうる。
【００３８】続いて、第２化合物半導体層５４の底面に
活性層５６が備わっているのであるが、活性層５６は電
子−正孔などのキャリア再結合によりレージングが起こ
る物質層であり、ＭＱＷ構造を有するＧａＮ系のIII−
Ｖ族窒化物化合物半導体層が望ましく、その中でもＩｎ
ｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そ
してｘ＋ｙ≦１）層であることが一層望ましい。活性層
５６の底面に第２化合物半導体層５４と反対になるタイ
プの第１化合物半導体層５８が存在する。第１化合物半
導体層５８はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体
層であって直接遷移型であることが望ましいが、導電性
不純物がドーピングされた場合にはｎ−ＧａＮ層である
ことが望ましく、導電性不純物がドーピングされない場
合には第２化合物半導体層５４と同じ物質層であること
が望ましい。第１化合物半導体層５８の底面に高抵抗性
基板６０が備わっており、高抵抗性基板６０に第１化合
物半導体層５８の底面が露出されるビアホール６２が備
わっている。高抵抗性基板６０は耐エッチング性基板で
あり、例えばサファイア基板である。高抵抗性基板６０
の底面にビアホール６２を介して第１化合物半導体層５
８と接触する導電層６４が備わっている。導電層（６
４）は、前記第１化合物半導体層の前記高抵抗性基板の
前記ビアホール（６２）を介して露出された部分を覆う
オーミックコンタクト層とかかるオーミックコンタクト
層に形成された熱伝導層を含む。導電層６４は第２電極
で光反射物質層である。従って、活性層５６から放出さ
れる光は透光性導電層５０を介して上方に放出される。
活性層５６が備わっているのであるが、活性層５６は電
子−正孔などのキャリア再結合によりレージングが起こ
る物質層であり、ＭＱＷ構造を有するＧａＮ系のIII−
Ｖ族窒化物化合物半導体層が望ましく、その中でもＩｎ
ｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そ
してｘ＋ｙ≦１）層であることが一層望ましい。活性層
５６の底面に第２化合物半導体層５４と反対になるタイ
プの第１化合物半導体層５８が存在する。第１化合物半
導体層５８はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体
層であって直接遷移型であることが望ましいが、導電性
不純物がドーピングされた場合にはｎ−ＧａＮ層である
ことが望ましく、導電性不純物がドーピングされない場
合には第２化合物半導体層５４と同じ物質層であること
が望ましい。第１化合物半導体層５８の底面に高抵抗性
基板６０が備わっており、高抵抗性基板６０に第１化合
物半導体層５８の底面が露出されるビアホール６２が備
わっている。高抵抗性基板６０は耐エッチング性基板で
あり、例えばサファイア基板である。高抵抗性基板６０
の底面にビアホール６２を介して第１化合物半導体層５
８と接触する導電層６４が備わっている。導電層（６
４）は、前記第１化合物半導体層の前記高抵抗性基板の
前記ビアホール（６２）を介して露出された部分を覆う
オーミックコンタクト層とかかるオーミックコンタクト
層に形成された熱伝導層を含む。導電層６４は第２電極
で光反射物質層である。従って、活性層５６から放出さ
れる光は透光性導電層５０を介して上方に放出される。
【００３９】＜第２実施形態＞第１実施形態の部材と同
じ部材に対する参照番号は第１実施形態で使用した参照
番号をそのまま使用する。そして、同じ構成については
説明を省略する。
じ部材に対する参照番号は第１実施形態で使用した参照
番号をそのまま使用する。そして、同じ構成については
説明を省略する。
【００４０】具体的に、図６を参照すれば、第２化合物
半導体層５４の上に光反射導電層７０が第１電極として
備わっており、高抵抗性基板６０の底面にビアホール６
２を介して第１化合物半導体層５８と接触する透光性導
電層７２が第２電極として備わっている。透光性導電層
７２の平らな部分、すなわち高抵抗性基板６０の底面を
覆う部分にパッド層７４が備わっている。パッド層７４
はパッケージ工程において透光性導電層７２のボンディ
ングのためのものである。
半導体層５４の上に光反射導電層７０が第１電極として
備わっており、高抵抗性基板６０の底面にビアホール６
２を介して第１化合物半導体層５８と接触する透光性導
電層７２が第２電極として備わっている。透光性導電層
７２の平らな部分、すなわち高抵抗性基板６０の底面を
覆う部分にパッド層７４が備わっている。パッド層７４
はパッケージ工程において透光性導電層７２のボンディ
ングのためのものである。
【００４１】＜第３実施形態＞図７を参照すれば、第１
化合物半導体層５８の底面に高抵抗性基板のパターン６
０ａが備わっている。しかし、このパターン６０ａは底
面中央にだけ備わっており、第１化合物半導体層５８の
底面のうち真中部分を除外した残りの部分は全て露出さ
れた状態である。高抵抗性基板のパターン６０ａの底面
は第１化合物半導体層５８と接触する上部面に比べて狭
い。結局、高抵抗性基板のパターン６０ａの側面は蒸着
される物質膜が優秀なステップ範囲を有することができ
るように緩慢な形の傾斜を有する面になる。第１化合物
半導体層５８の露出された底面に高抵抗性基板のパター
ン６０ａの全面を覆う形で導電層８０が備わっている。
導電層８０は第２電極であり光を反射する。
化合物半導体層５８の底面に高抵抗性基板のパターン６
０ａが備わっている。しかし、このパターン６０ａは底
面中央にだけ備わっており、第１化合物半導体層５８の
底面のうち真中部分を除外した残りの部分は全て露出さ
れた状態である。高抵抗性基板のパターン６０ａの底面
は第１化合物半導体層５８と接触する上部面に比べて狭
い。結局、高抵抗性基板のパターン６０ａの側面は蒸着
される物質膜が優秀なステップ範囲を有することができ
るように緩慢な形の傾斜を有する面になる。第１化合物
半導体層５８の露出された底面に高抵抗性基板のパター
ン６０ａの全面を覆う形で導電層８０が備わっている。
導電層８０は第２電極であり光を反射する。
【００４２】＜第４実施形態＞図８を参照すれば、第２
化合物半導体層５４の上に導電層７０が第１電極として
備わっており、第１化合物半導体層５８の底面に第３実
施形態にて説明した高抵抗性基板のパターン６０ａが同
じ形で備わっている。第１化合物半導体層５８の底面の
露出された全面に高抵抗性基板のパターン６０ａを覆う
形で透光性導電層８２が備わっており、高抵抗性基板の
パターン６０ａの底面を覆う透光性導電層８２の底面に
パッド層８４が備わっている。パッド層８４はパッケー
ジ工程において透光性導電層８２のボンディングのため
のものである。
化合物半導体層５４の上に導電層７０が第１電極として
備わっており、第１化合物半導体層５８の底面に第３実
施形態にて説明した高抵抗性基板のパターン６０ａが同
じ形で備わっている。第１化合物半導体層５８の底面の
露出された全面に高抵抗性基板のパターン６０ａを覆う
形で透光性導電層８２が備わっており、高抵抗性基板の
パターン６０ａの底面を覆う透光性導電層８２の底面に
パッド層８４が備わっている。パッド層８４はパッケー
ジ工程において透光性導電層８２のボンディングのため
のものである。
【００４３】＜第５実施形態＞ｎ型及びｐ型電極どちら
も同じ方向に備わっており、これらに対向する方向に熱
電導層が備わったことが特徴である半導体レーザダイオ
ードに関するものである。
も同じ方向に備わっており、これらに対向する方向に熱
電導層が備わったことが特徴である半導体レーザダイオ
ードに関するものである。
【００４４】図９を参照すれば、基板１５０の上に第１
化合物半導体層１５２を備える。基板１５０は高抵抗性
基板、III−Ｖ族化合物半導体層基板、例えばＧａＮ層
基板またはＳiＣ基板であり、高抵抗性基板はサファイ
ア基板である。前記第１化合物半導体層１５２はＧａＮ
系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であってｎ型物質
層またはアンドープト物質層であり、望ましくはｎ−Ｇ
ａＮ層またはＧａＮ層であるが、ＡｌまたはＩｎを所定
の割合で含有するＡｌＧａＮ層でもＩｎＧａＮ層でもあ
りうる。第１化合物半導体層１５２は第１及び第２領域
Ｒ１、Ｒ２に区分されている。第１領域Ｒ１は第２領域
Ｒ２に比べて相対的に広い領域である一方、第２領域Ｒ
２は第１領域Ｒ１に比べて薄い。従って、両領域Ｒ１、
Ｒ２間に段差が存在する。第２領域Ｒ２の上に第１電極
１５４が形成されている。第１電極１５４はｎ型電極で
ある。基板１５０には基板１５０の底面を入口とする第
１溝ｈ１が形成されているが、第１溝ｈ１は基板１５０
の表面近く、すなわち基板１５０と第１化合物半導体層
１５２との界面近くまで拡張されている。この時、第１
溝ｈ１の底厚みｔは基板１５０の種類により変わりう
る。例えば、高抵抗性基板のサファイア基板はＧａＮ層
基板やＳiＣ基板に比べて熱伝導性がはるかに小さいの
で、基板１５０がサファイア基板である時の第１溝ｈ１
底の厚みをｔ１とし、ＧａＮ層基板またはＳiＣ基板で
ある時の第１溝ｈ１底の厚みをｔ２とすれば、ｔ２＞ｔ
１の関係が成立する。しかし、基板の種類に関係なく第
１溝ｈ１の底は第１化合物半導体層１５２を通じ伝えら
れる熱を十分に除去できるほどに熱抵抗値が低くなりう
る厚みであることが望ましい。
化合物半導体層１５２を備える。基板１５０は高抵抗性
基板、III−Ｖ族化合物半導体層基板、例えばＧａＮ層
基板またはＳiＣ基板であり、高抵抗性基板はサファイ
ア基板である。前記第１化合物半導体層１５２はＧａＮ
系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であってｎ型物質
層またはアンドープト物質層であり、望ましくはｎ−Ｇ
ａＮ層またはＧａＮ層であるが、ＡｌまたはＩｎを所定
の割合で含有するＡｌＧａＮ層でもＩｎＧａＮ層でもあ
りうる。第１化合物半導体層１５２は第１及び第２領域
Ｒ１、Ｒ２に区分されている。第１領域Ｒ１は第２領域
Ｒ２に比べて相対的に広い領域である一方、第２領域Ｒ
２は第１領域Ｒ１に比べて薄い。従って、両領域Ｒ１、
Ｒ２間に段差が存在する。第２領域Ｒ２の上に第１電極
１５４が形成されている。第１電極１５４はｎ型電極で
ある。基板１５０には基板１５０の底面を入口とする第
１溝ｈ１が形成されているが、第１溝ｈ１は基板１５０
の表面近く、すなわち基板１５０と第１化合物半導体層
１５２との界面近くまで拡張されている。この時、第１
溝ｈ１の底厚みｔは基板１５０の種類により変わりう
る。例えば、高抵抗性基板のサファイア基板はＧａＮ層
基板やＳiＣ基板に比べて熱伝導性がはるかに小さいの
で、基板１５０がサファイア基板である時の第１溝ｈ１
底の厚みをｔ１とし、ＧａＮ層基板またはＳiＣ基板で
ある時の第１溝ｈ１底の厚みをｔ２とすれば、ｔ２＞ｔ
１の関係が成立する。しかし、基板の種類に関係なく第
１溝ｈ１の底は第１化合物半導体層１５２を通じ伝えら
れる熱を十分に除去できるほどに熱抵抗値が低くなりう
る厚みであることが望ましい。
【００４５】一方、点線で示された通り、熱放出効率を
倍加させるために基板１５０に第２溝ｈ２がさらに備わ
ることが可能で、必要によりさらに多数の溝が備わりう
る。
倍加させるために基板１５０に第２溝ｈ２がさらに備わ
ることが可能で、必要によりさらに多数の溝が備わりう
る。
【００４６】基板１５０の底面上に第１溝ｈ１の底を覆
う熱伝導特性が優秀な物質層１５６（以下、第１熱伝導
層１５６）が形成されている。第１熱伝導層１５６は第
１化合物半導体層１５２から伝えられる熱を放出させる
ための物質層であり、熱放出手段の一つであって第１溝
ｈ１の底だけではなく、その側面を覆いつつ基板１５０
の底面上に拡張されている。第１熱伝導層１５６は単一
物質層または合金層であり、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、
Ｎｉ及びＩｎよりなった群のうちから選択された少なく
ともいずれか一つを含む物質層であることが望ましい
が、それ以外に熱伝導特性が優秀な他の単一物質層また
は合金層の場合もある。
う熱伝導特性が優秀な物質層１５６（以下、第１熱伝導
層１５６）が形成されている。第１熱伝導層１５６は第
１化合物半導体層１５２から伝えられる熱を放出させる
ための物質層であり、熱放出手段の一つであって第１溝
ｈ１の底だけではなく、その側面を覆いつつ基板１５０
の底面上に拡張されている。第１熱伝導層１５６は単一
物質層または合金層であり、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、
Ｎｉ及びＩｎよりなった群のうちから選択された少なく
ともいずれか一つを含む物質層であることが望ましい
が、それ以外に熱伝導特性が優秀な他の単一物質層また
は合金層の場合もある。
【００４７】このように、基板１５０の底面に第１化合
物半導体層１５２から伝えられる熱の放出が十分に可能
なほどに低い熱抵抗値を有する基板１５０の薄い部分と
間接的に接触した第１熱伝導層１５６が備わっているの
で、レーザ発振の間に活性層から生じる熱を第１熱伝導
層１５６を介して容易に除去でき、それによりレーザ発
振による温度上昇で臨界電流値が上昇することとレーザ
横モードが不安定になることなどを防止してレーザダイ
オードの特性が低下することを防止できる。
物半導体層１５２から伝えられる熱の放出が十分に可能
なほどに低い熱抵抗値を有する基板１５０の薄い部分と
間接的に接触した第１熱伝導層１５６が備わっているの
で、レーザ発振の間に活性層から生じる熱を第１熱伝導
層１５６を介して容易に除去でき、それによりレーザ発
振による温度上昇で臨界電流値が上昇することとレーザ
横モードが不安定になることなどを防止してレーザダイ
オードの特性が低下することを防止できる。
【００４８】続いて、第１化合物半導体層１５２の第１
領域Ｒ１上に第１クラッド層１５８及び共振基層１６０
が順次に形成されている。第１クラッド層１５８はｎ−
ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層である。共振基層１６０は第１ク
ラッド層１５８の上に順次に形成された第１導波層１６
０ａ、活性層１６０ｂ及び第２導波層１６０ｃを含む。
第１化合物半導体層１５２、第１クラッド層１５８及び
第１導波層１６０ａは活性層１６０ｂにレーザ発振を誘
導するのに使われるレージングのための第１物質層であ
る。従って、第１化合物半導体層１５２は第１物質層の
最下層の物質層になる。活性層１６０ｂは電子−正孔な
どのキャリア再結合によりレージングが起こる物質層で
あり、ＭＱＷ構造を有するＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物
化合物半導体層が望ましく、その中でもＩｎxＡｌyＧａ
1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）
層であることが一層望ましい。それ以外に活性層１６０
ｂはＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層にＩｎ
を所定の割合で含有する物質層、例えばＩｎＧａＮ層で
ありうる。第１及び第２導波層１６０ａ、１６０ｃは活
性層１６０ｂに比べて屈折率の低い一方、第１クラッド
層１５８及び下記第２クラッド層よりも屈折率の高い物
質層であってＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体
層であり、それぞれｎ−ＧａＮ層及びｐ−ＧａＮ層であ
ることが望ましい。共振基層１６０の上に第２クラッド
層１６２及び第２化合物半導体層１６４が順次に形成さ
れている。第２導波層１６０ｃ、第２クラッド層１６２
及び第２化合物半導体層１６４は活性層１６０ｂにレー
ザ発振を誘導するのに使われるレージングのための第２
物質層を構成する。従って、第２化合物半導体層１６４
は第２物質層の最上層の物質層になる。
領域Ｒ１上に第１クラッド層１５８及び共振基層１６０
が順次に形成されている。第１クラッド層１５８はｎ−
ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層である。共振基層１６０は第１ク
ラッド層１５８の上に順次に形成された第１導波層１６
０ａ、活性層１６０ｂ及び第２導波層１６０ｃを含む。
第１化合物半導体層１５２、第１クラッド層１５８及び
第１導波層１６０ａは活性層１６０ｂにレーザ発振を誘
導するのに使われるレージングのための第１物質層であ
る。従って、第１化合物半導体層１５２は第１物質層の
最下層の物質層になる。活性層１６０ｂは電子−正孔な
どのキャリア再結合によりレージングが起こる物質層で
あり、ＭＱＷ構造を有するＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物
化合物半導体層が望ましく、その中でもＩｎxＡｌyＧａ
1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）
層であることが一層望ましい。それ以外に活性層１６０
ｂはＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層にＩｎ
を所定の割合で含有する物質層、例えばＩｎＧａＮ層で
ありうる。第１及び第２導波層１６０ａ、１６０ｃは活
性層１６０ｂに比べて屈折率の低い一方、第１クラッド
層１５８及び下記第２クラッド層よりも屈折率の高い物
質層であってＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体
層であり、それぞれｎ−ＧａＮ層及びｐ−ＧａＮ層であ
ることが望ましい。共振基層１６０の上に第２クラッド
層１６２及び第２化合物半導体層１６４が順次に形成さ
れている。第２導波層１６０ｃ、第２クラッド層１６２
及び第２化合物半導体層１６４は活性層１６０ｂにレー
ザ発振を誘導するのに使われるレージングのための第２
物質層を構成する。従って、第２化合物半導体層１６４
は第２物質層の最上層の物質層になる。
【００４９】前記第１及び第２物質層に関する内容は以
下のあらゆる実施形態にそのまま適用される。
下のあらゆる実施形態にそのまま適用される。
【００５０】続いて、第２クラッド層１６２は共振基層
１６０の中央に対応する部分がリッジ形に突出した突出
部１６２ｂ及び突出部１６２ｂに比べて薄くて突出部１
６２ｂを中心に左右対称に形成された部分１６２ａを含
む。第２化合物半導体層１６４は前記第２物質層の最上
層の物質層であって第２クラッド層１６２の突出部１６
２ｂの上部面の上に形成されている。第２クラッド層１
６２はドーピング物質がｐ型であることを除いては第１
クラッド層１５８と同じ物質層である。第２化合物半導
体層１６４はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体
層であり、ｐ型導電性不純物がドーピングされた直接遷
移型であることが望ましく、その中でもｐ−ＧａＮ層が
一層望ましいが、第１化合物半導体層１５２と同様にＧ
ａＮ層、ＡｌやＩｎを所定の割合で含有するＡｌＧａＮ
層またはＩｎＧａＮ層でありうる。第２クラッド層１６
２の全面は保護膜１６６で覆われており、保護膜１６６
は第２化合物半導体層１６４の端部上にまで拡張されて
いる。このような保護膜１６６の上に前記第２物質層の
最上層の物質層と制限的に接触する、すなわち保護膜１
６６の間で露出される第２化合物半導体層１６４と接触
する第２電極１６８が形成されている。第２電極１６８
はｐ型電極である。
１６０の中央に対応する部分がリッジ形に突出した突出
部１６２ｂ及び突出部１６２ｂに比べて薄くて突出部１
６２ｂを中心に左右対称に形成された部分１６２ａを含
む。第２化合物半導体層１６４は前記第２物質層の最上
層の物質層であって第２クラッド層１６２の突出部１６
２ｂの上部面の上に形成されている。第２クラッド層１
６２はドーピング物質がｐ型であることを除いては第１
クラッド層１５８と同じ物質層である。第２化合物半導
体層１６４はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体
層であり、ｐ型導電性不純物がドーピングされた直接遷
移型であることが望ましく、その中でもｐ−ＧａＮ層が
一層望ましいが、第１化合物半導体層１５２と同様にＧ
ａＮ層、ＡｌやＩｎを所定の割合で含有するＡｌＧａＮ
層またはＩｎＧａＮ層でありうる。第２クラッド層１６
２の全面は保護膜１６６で覆われており、保護膜１６６
は第２化合物半導体層１６４の端部上にまで拡張されて
いる。このような保護膜１６６の上に前記第２物質層の
最上層の物質層と制限的に接触する、すなわち保護膜１
６６の間で露出される第２化合物半導体層１６４と接触
する第２電極１６８が形成されている。第２電極１６８
はｐ型電極である。
【００５１】このように、本発明の実施形態による半導
体レーザダイオードは従来の場合のように微細整列が伴
う熱消散のための別の構造体に連結されずとも十分な熱
放出効率を確保することができるので、従来に比べて製
造工程時間を縮められ、収率を高められる。
体レーザダイオードは従来の場合のように微細整列が伴
う熱消散のための別の構造体に連結されずとも十分な熱
放出効率を確保することができるので、従来に比べて製
造工程時間を縮められ、収率を高められる。
【００５２】＜第６実施形態＞図１０を参照すれば、前
記第１溝ｈ１を第１化合物半導体層１５２に拡張させて
基板１５０及び第１化合物半導体層１５２よりなった物
質層に基板１５０の底面を入口とする第１ビアホールｈ
３を具備できる。図面に示されていないが、このような
第１ビアホールｈ３は複数個備わることができ、図９に
示された第２溝ｈ２と共に備わりうる。第１ビアホール
ｈ３はその底が第１化合物半導体層１５２の表面下まで
到達するように形成されている。第１熱伝導層１５６は
第１ビアホールｈ３を介して露出される第１化合物半導
体層１５２と直接接触しているだけでなく、基板１５０
の第１ビアホールｈ３を通じて露出される部分の全面、
すなわち側面を覆って基板１５０の底面上に拡張されて
いる。
記第１溝ｈ１を第１化合物半導体層１５２に拡張させて
基板１５０及び第１化合物半導体層１５２よりなった物
質層に基板１５０の底面を入口とする第１ビアホールｈ
３を具備できる。図面に示されていないが、このような
第１ビアホールｈ３は複数個備わることができ、図９に
示された第２溝ｈ２と共に備わりうる。第１ビアホール
ｈ３はその底が第１化合物半導体層１５２の表面下まで
到達するように形成されている。第１熱伝導層１５６は
第１ビアホールｈ３を介して露出される第１化合物半導
体層１５２と直接接触しているだけでなく、基板１５０
の第１ビアホールｈ３を通じて露出される部分の全面、
すなわち側面を覆って基板１５０の底面上に拡張されて
いる。
【００５３】このように、第１熱伝導層１５６が第１ビ
アホールｈ３を介して第１化合物半導体層１５２と直接
接触しているので、レーザ発振の間に活性層から生じる
熱を一層容易に除去できる。
アホールｈ３を介して第１化合物半導体層１５２と直接
接触しているので、レーザ発振の間に活性層から生じる
熱を一層容易に除去できる。
【００５４】＜第７実施形態＞図１１を参照すれば、構
成は図９に示された半導体レーザダイオードと同一であ
るが、基板１５０の底面を入口として第１化合物半導体
層１５２の底面を底とする第２ビアホールｈ４が基板１
５０に形成されている。第２ビアホールｈ４は図１２に
示された通り基板１５０のｎ型電極１５４の下に対応す
る部分に備わり、複数の第２ビアホールｈ４が基板１５
０に備わりうる。また、基板１５０には第２ビアホール
ｈ４と共に前述した第１溝ｈ１または第１化合物半導体
層１５２に拡張された形の第１ビアホールｈ３が備わ
り、これらを組み合わせた形のビアホールが備わりう
る。このような基板１５０の底面上に第２ビアホールｈ
４または前記の通り組み合わせたビアホールを介して露
出される物質層の全面を覆う第１熱伝導層１５６が備わ
っている。
成は図９に示された半導体レーザダイオードと同一であ
るが、基板１５０の底面を入口として第１化合物半導体
層１５２の底面を底とする第２ビアホールｈ４が基板１
５０に形成されている。第２ビアホールｈ４は図１２に
示された通り基板１５０のｎ型電極１５４の下に対応す
る部分に備わり、複数の第２ビアホールｈ４が基板１５
０に備わりうる。また、基板１５０には第２ビアホール
ｈ４と共に前述した第１溝ｈ１または第１化合物半導体
層１５２に拡張された形の第１ビアホールｈ３が備わ
り、これらを組み合わせた形のビアホールが備わりう
る。このような基板１５０の底面上に第２ビアホールｈ
４または前記の通り組み合わせたビアホールを介して露
出される物質層の全面を覆う第１熱伝導層１５６が備わ
っている。
【００５５】＜第８実施形態＞図１２に示された通り、
第２ビアホールｈ４が基板１５０のｎ型電極１５４の真
下に対応する部分が露出されるように備わった半導体レ
ーザダイオードに関するものであり、レーザダイオード
の残りの部分は第７実施形態と同一である。
第２ビアホールｈ４が基板１５０のｎ型電極１５４の真
下に対応する部分が露出されるように備わった半導体レ
ーザダイオードに関するものであり、レーザダイオード
の残りの部分は第７実施形態と同一である。
【００５６】＜第９実施形態＞図１３を参照すれば、本
実施形態によるレーザダイオードの構成は第５実施形態
によるレーザダイオードと同一である。しかし、第２ク
ラッド層１６２の突出部１６２ｂに対応する第１化合物
半導体層１５２の底面の一部領域上に基板１５０が備わ
っており、基板１５０の周りの第１化合物半導体層１５
２の底面全面は所定の厚みだけエッチングされており、
基板１５０が備わった部分とそうでない部分との間に段
差が存在する形で第１化合物半導体層１５２を備え、こ
のような第１化合物半導体層１５２の底面上に基板１５
０の全面を覆う第１熱伝導層１５６を備える半導体レー
ザダイオードがありうる。
実施形態によるレーザダイオードの構成は第５実施形態
によるレーザダイオードと同一である。しかし、第２ク
ラッド層１６２の突出部１６２ｂに対応する第１化合物
半導体層１５２の底面の一部領域上に基板１５０が備わ
っており、基板１５０の周りの第１化合物半導体層１５
２の底面全面は所定の厚みだけエッチングされており、
基板１５０が備わった部分とそうでない部分との間に段
差が存在する形で第１化合物半導体層１５２を備え、こ
のような第１化合物半導体層１５２の底面上に基板１５
０の全面を覆う第１熱伝導層１５６を備える半導体レー
ザダイオードがありうる。
【００５７】＜第１０実施形態＞図１４を参照すれば、
レーザダイオードの構成は図１３に示された第９実施形
態と同一である。しかし、第１化合物半導体層１５２の
底面に段差がない、すなわち第１化合物半導体層１５２
の底面にエッチングされた部分がない半導体レーザダイ
オードである。
レーザダイオードの構成は図１３に示された第９実施形
態と同一である。しかし、第１化合物半導体層１５２の
底面に段差がない、すなわち第１化合物半導体層１５２
の底面にエッチングされた部分がない半導体レーザダイ
オードである。
【００５８】＜第１１実施形態＞図１５を参照すれば、
本実施形態は基板１５０が図１３に示された通り第１化
合物半導体層１５２底面中央に備わったものではなくて
底面の一側に備わっており、基板１５０が備わった部分
とそうでない部分との間に段差が存在する形で第１化合
物半導体層１５２を備え、このような第１化合物半導体
層１５２の底面上に基板１５０の上に拡張された第１熱
伝導層１５６を備える半導体レーザダイオードに関した
ものである。
本実施形態は基板１５０が図１３に示された通り第１化
合物半導体層１５２底面中央に備わったものではなくて
底面の一側に備わっており、基板１５０が備わった部分
とそうでない部分との間に段差が存在する形で第１化合
物半導体層１５２を備え、このような第１化合物半導体
層１５２の底面上に基板１５０の上に拡張された第１熱
伝導層１５６を備える半導体レーザダイオードに関した
ものである。
【００５９】＜第１２実施形態＞図１６に示された通
り、レーザダイオードの構成は図１５と同一であるが、
第１化合物半導体層１５２の底面に段差がない半導体レ
ーザダイオードに関するものである。
り、レーザダイオードの構成は図１５と同一であるが、
第１化合物半導体層１５２の底面に段差がない半導体レ
ーザダイオードに関するものである。
【００６０】次の第１３ないし第１８実施形態による半
導体発光素子はｎ型及びｐ型電極が活性層を中心にして
対向する半導体レーザダイオードに関するものである。
導体発光素子はｎ型及びｐ型電極が活性層を中心にして
対向する半導体レーザダイオードに関するものである。
【００６１】＜第１３実施形態＞図１７を参照すれば、
参照番号１５０は高抵抗性基板を示す。高抵抗性基板１
５０は耐エッチング性基板であってサファイア基板であ
る。高抵抗性基板１５０の上にレージング物質層が備わ
っていてこれに連結した電極物質層が備わっている。
参照番号１５０は高抵抗性基板を示す。高抵抗性基板１
５０は耐エッチング性基板であってサファイア基板であ
る。高抵抗性基板１５０の上にレージング物質層が備わ
っていてこれに連結した電極物質層が備わっている。
【００６２】具体的に、高抵抗性基板１５０の上に第１
化合物半導体層１５２が備わっている。第１化合物半導
体層１５２は直接遷移型であるＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物化合物半導体層であり、ｎ−ＧａＮ層であることが
望ましい。このような特性を有する第１化合物半導体層
１５２の底面の一部は高抵抗性基板１５０に形成された
第１ビアホールｈ３を介して露出されており、高抵抗性
基板１５０の底面に第１ビアホールｈ３を介して露出さ
れる第１化合物半導体層１５２の一部領域と接触する導
電層１７５が備わっている。導電層１７５は下部電極に
使われる。第１化合物半導体層１５２の上に第１クラッ
ド層１５８が備わっている。第１クラッド層１５８はｎ
−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層である。第１クラッド層１５８
の上に共振基層１６０を構成する第１導波層１６０ａ、
活性層１６０ｂ及び第２導波層１６０ｃが順次に備わっ
ている。第１及び第２導波層１６０ａ、１６０ｃはＧａ
Ｎ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、それぞ
れはｎ−ＧａＮ層及びｐ−ＧａＮ層であることが望まし
い。第１及び第２導波層１６０ａ、１６０ｃの屈折率は
第１クラッド層１５２の屈折率より高い。活性層１６０
ｂはＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層にＩｎ
を所定の割合で含有する物質層であり、例えばＩｎＧａ
Ｎ層である。活性層１６０ｂの屈折率は第１及び第２導
波層１６０ａ、１６０ｃの屈折率より高い。このよう
に、共振基層１６０の屈折率分布は中心から周辺に順次
屈折率が下がる形であって光損失を減らすことができ、
その結果活性層１６０ｂでのレーザ発振効率が高まるよ
うになる。第２導波層１６０ｃの上に第２クラッド層１
６２が備わっている。第２クラッド層１６２は第１クラ
ッド層１５８と同じ物質層であるかｐ型物質層である。
第２クラッド層１６２はリッジ形に突出した部分１６２
ｂとこの部分より薄くて活性層１６０ｂに平行した部分
１６２ａを含む。すなわち、第２クラッド層１６２の上
部の一部、特に上部の真中部分は突出してリッジ部を構
成する。第２クラッド層１６２の突出した部分（以下、
リッジ部１６２ｂ）の上部面に第２化合物半導体層１６
４が備わっている。第２化合物半導体層１６４は第１化
合物半導体層１５２と同じ物質層であり、ｐ型物質層で
ある。第２クラッド層１６２の全面は保護膜１６６で覆
われており、保護膜１６６は第２化合物半導体層１６４
の両側と対称的に接触している。保護膜１６６の上に導
電層１６８が備わっており、導電層１６８は保護膜１６
６間の第２化合物半導体層１６４と接触している。導電
層１６８は上部電極に使われる。
化合物半導体層１５２が備わっている。第１化合物半導
体層１５２は直接遷移型であるＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物化合物半導体層であり、ｎ−ＧａＮ層であることが
望ましい。このような特性を有する第１化合物半導体層
１５２の底面の一部は高抵抗性基板１５０に形成された
第１ビアホールｈ３を介して露出されており、高抵抗性
基板１５０の底面に第１ビアホールｈ３を介して露出さ
れる第１化合物半導体層１５２の一部領域と接触する導
電層１７５が備わっている。導電層１７５は下部電極に
使われる。第１化合物半導体層１５２の上に第１クラッ
ド層１５８が備わっている。第１クラッド層１５８はｎ
−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層である。第１クラッド層１５８
の上に共振基層１６０を構成する第１導波層１６０ａ、
活性層１６０ｂ及び第２導波層１６０ｃが順次に備わっ
ている。第１及び第２導波層１６０ａ、１６０ｃはＧａ
Ｎ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、それぞ
れはｎ−ＧａＮ層及びｐ−ＧａＮ層であることが望まし
い。第１及び第２導波層１６０ａ、１６０ｃの屈折率は
第１クラッド層１５２の屈折率より高い。活性層１６０
ｂはＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層にＩｎ
を所定の割合で含有する物質層であり、例えばＩｎＧａ
Ｎ層である。活性層１６０ｂの屈折率は第１及び第２導
波層１６０ａ、１６０ｃの屈折率より高い。このよう
に、共振基層１６０の屈折率分布は中心から周辺に順次
屈折率が下がる形であって光損失を減らすことができ、
その結果活性層１６０ｂでのレーザ発振効率が高まるよ
うになる。第２導波層１６０ｃの上に第２クラッド層１
６２が備わっている。第２クラッド層１６２は第１クラ
ッド層１５８と同じ物質層であるかｐ型物質層である。
第２クラッド層１６２はリッジ形に突出した部分１６２
ｂとこの部分より薄くて活性層１６０ｂに平行した部分
１６２ａを含む。すなわち、第２クラッド層１６２の上
部の一部、特に上部の真中部分は突出してリッジ部を構
成する。第２クラッド層１６２の突出した部分（以下、
リッジ部１６２ｂ）の上部面に第２化合物半導体層１６
４が備わっている。第２化合物半導体層１６４は第１化
合物半導体層１５２と同じ物質層であり、ｐ型物質層で
ある。第２クラッド層１６２の全面は保護膜１６６で覆
われており、保護膜１６６は第２化合物半導体層１６４
の両側と対称的に接触している。保護膜１６６の上に導
電層１６８が備わっており、導電層１６８は保護膜１６
６間の第２化合物半導体層１６４と接触している。導電
層１６８は上部電極に使われる。
【００６３】＜第１４実施形態＞図１８を参照すれば、
第１化合物半導体層１５２の底面中央に高抵抗性基板パ
ターン１５０ａが備わっており、その周りの第１化合物
半導体層１５２の底面と高抵抗性基板パターン１５０ａ
の全面とは導電層１７５で覆われている。残りの部分は
第１３実施形態と同一である。
第１化合物半導体層１５２の底面中央に高抵抗性基板パ
ターン１５０ａが備わっており、その周りの第１化合物
半導体層１５２の底面と高抵抗性基板パターン１５０ａ
の全面とは導電層１７５で覆われている。残りの部分は
第１３実施形態と同一である。
【００６４】＜第１５実施形態＞図１９を参照すれば、
基板１５０の上に第１化合物半導体層１５２、第１クラ
ッド層１５８、共振基層１６０、第２クラッド層１６
２、第２化合物半導体層１６４、保護膜１６６及び第２
電極１６８が順次に形成されている。基板１５０に第１
化合物半導体層１５２が露出される第１ビアホールｈ３
が形成されている。第１ビアホールｈ３は第２電極１６
８と対向させて備えるのが望ましいが、第２電極１６８
を中心としていずれか一方に偏るように備えてもよい。
基板１５０の上に第１化合物半導体層１５２、第１クラ
ッド層１５８、共振基層１６０、第２クラッド層１６
２、第２化合物半導体層１６４、保護膜１６６及び第２
電極１６８が順次に形成されている。基板１５０に第１
化合物半導体層１５２が露出される第１ビアホールｈ３
が形成されている。第１ビアホールｈ３は第２電極１６
８と対向させて備えるのが望ましいが、第２電極１６８
を中心としていずれか一方に偏るように備えてもよい。
【００６５】一方、点線で示された通り基板１５０に第
１ビアホールｈ３と共に第１溝ｈ１がさらに備わりう
る。このようにすれば第１溝ｈ１を介しても熱が放出さ
れるので、熱放出効率は一層高まる。
１ビアホールｈ３と共に第１溝ｈ１がさらに備わりう
る。このようにすれば第１溝ｈ１を介しても熱が放出さ
れるので、熱放出効率は一層高まる。
【００６６】続いて、基板１５０の底面上に第１ビアホ
ールｈ３を介して露出される全面と接触した導電層１７
５が形成されている。導電層１７５は基板１５０の底面
上に第１ビアホールｈ３を介して露出される全面と接触
するように形成されたオーミックコンタクト層１８０と
オーミックコンタクト層１８０の上に形成された第２熱
伝導層１７６とが順次に積層された形を含む。第２熱伝
導層１７６は活性層１６０ｂから生じる熱を放出させる
役割と共に第１電極（ｎ型電極）に使われる。オーミッ
クコンタクト層１８０は第２熱伝導層１７６と第２化合
物半導体層１５２間のポテンシャル障壁を整合させる役
割を果たす。
ールｈ３を介して露出される全面と接触した導電層１７
５が形成されている。導電層１７５は基板１５０の底面
上に第１ビアホールｈ３を介して露出される全面と接触
するように形成されたオーミックコンタクト層１８０と
オーミックコンタクト層１８０の上に形成された第２熱
伝導層１７６とが順次に積層された形を含む。第２熱伝
導層１７６は活性層１６０ｂから生じる熱を放出させる
役割と共に第１電極（ｎ型電極）に使われる。オーミッ
クコンタクト層１８０は第２熱伝導層１７６と第２化合
物半導体層１５２間のポテンシャル障壁を整合させる役
割を果たす。
【００６７】このように、本実施形態の場合、ｎ型電極
は熱伝導層の役割も兼ねている。
は熱伝導層の役割も兼ねている。
【００６８】＜第１６実施形態＞図２０を参照すれば、
本実施形態によるレーザダイオードは第２クラッド層１
６２の突出部１６２ｂに対応する第１化合物半導体層１
５２底面の一部領域上に高抵抗性基板パターン１５０ａ
が形成されている。第１化合物半導体層１５２の露出さ
れた底面の全面及び高抵抗性基板パターン１５０ａの全
面はオーミックコンタクト層１８０で覆われており、オ
ーミックコンタクト層１８０は第２熱伝導層１７６で覆
われている。この時、高抵抗性基板パターン１５０ａの
周りの第１化合物半導体層１５２の底面は点線で示され
た通り厚みの一部が除去された形でありうる。このよう
に、第１化合物半導体層１５２底面の表面形態は高抵抗
性基板パターン１５０ａで覆われた部分とそうでない部
分との間に段差が存在する形となる。
本実施形態によるレーザダイオードは第２クラッド層１
６２の突出部１６２ｂに対応する第１化合物半導体層１
５２底面の一部領域上に高抵抗性基板パターン１５０ａ
が形成されている。第１化合物半導体層１５２の露出さ
れた底面の全面及び高抵抗性基板パターン１５０ａの全
面はオーミックコンタクト層１８０で覆われており、オ
ーミックコンタクト層１８０は第２熱伝導層１７６で覆
われている。この時、高抵抗性基板パターン１５０ａの
周りの第１化合物半導体層１５２の底面は点線で示され
た通り厚みの一部が除去された形でありうる。このよう
に、第１化合物半導体層１５２底面の表面形態は高抵抗
性基板パターン１５０ａで覆われた部分とそうでない部
分との間に段差が存在する形となる。
【００６９】＜第１７実施形態＞図２１を参照すれば、
本実施形態によるレーザダイオードの構成は図１９に示
されたものと同一である。しかし、基板１５０に第１化
合物半導体層１５２の底面が露出される第２ビアホール
ｈ４が形成されている。第２ビアホールｈ４を介して露
出される第１化合物半導体層１５２及び基板１５０の全
面はオーミックコンタクト層１８０で覆われており、オ
ーミックコンタクト層１８０はｎ型電極としても使われ
る第２熱伝導層１７６で覆われている。この時、第２ビ
アホールｈ４は第２電極１６８と対向して備わることが
望ましいが、対向する位置からある程度外れた位置に備
わってもよい。
本実施形態によるレーザダイオードの構成は図１９に示
されたものと同一である。しかし、基板１５０に第１化
合物半導体層１５２の底面が露出される第２ビアホール
ｈ４が形成されている。第２ビアホールｈ４を介して露
出される第１化合物半導体層１５２及び基板１５０の全
面はオーミックコンタクト層１８０で覆われており、オ
ーミックコンタクト層１８０はｎ型電極としても使われ
る第２熱伝導層１７６で覆われている。この時、第２ビ
アホールｈ４は第２電極１６８と対向して備わることが
望ましいが、対向する位置からある程度外れた位置に備
わってもよい。
【００７０】一方、基板１５０に第２ビアホールｈ４の
ようなビアホールが複数個備わることができ、その中か
ら選択されたいずれか一つのビアホールにだけオーミッ
クコンタクト層を形成して電流通路として利用し、残り
のビアホールは単に熱放出効率を高めるための用途に使
用できる。
ようなビアホールが複数個備わることができ、その中か
ら選択されたいずれか一つのビアホールにだけオーミッ
クコンタクト層を形成して電流通路として利用し、残り
のビアホールは単に熱放出効率を高めるための用途に使
用できる。
【００７１】他方、基板１５０に第２ビアホールｈ４と
共に第１溝ｈ１をさらに備えられる。
共に第１溝ｈ１をさらに備えられる。
【００７２】＜第１８実施形態＞図２２を参照すれば、
本実施形態によるレーザダイオードは基板１５０が第１
化合物半導体層１５２の底面の真中に形成されずに底面
の片方に偏って形成されたものである。基板１５０の周
りの第１化合物半導体層１５２の底面の全面と基板１５
０とはオーミックコンタクト層１８０で覆われており、
オーミックコンタクト層１８０はｎ型電極に使われる第
２熱伝導層１７６で覆われている。この時、図面に示さ
れていないが、第１化合物半導体層１５２の底面は前記
底面のうち基板１５０が形成されていない部分が所定厚
みにエッチングされうる。これにより、第１化合物半導
体層１５２の底面に段差が存在するようになる。
本実施形態によるレーザダイオードは基板１５０が第１
化合物半導体層１５２の底面の真中に形成されずに底面
の片方に偏って形成されたものである。基板１５０の周
りの第１化合物半導体層１５２の底面の全面と基板１５
０とはオーミックコンタクト層１８０で覆われており、
オーミックコンタクト層１８０はｎ型電極に使われる第
２熱伝導層１７６で覆われている。この時、図面に示さ
れていないが、第１化合物半導体層１５２の底面は前記
底面のうち基板１５０が形成されていない部分が所定厚
みにエッチングされうる。これにより、第１化合物半導
体層１５２の底面に段差が存在するようになる。
【００７３】一方、前述の熱放出手段、すなわち多様な
形で前記最下層の物質層と直接または間接に接触した第
１または第２熱伝導層１５６、１７６を考慮すれば、他
の形のレーザダイオードがさらにありうる。例えば、基
板１５０を除去して最下層の物質層の第１化合物半導体
層１５２の底面全面と第１熱伝導層１５６とが接触した
形のレーザダイオードまたは第１化合物半導体層１５２
の底面全面とオーミックコンタクト層１８０を挟んで第
２熱伝導層１７６とが接触した形のレーザダイオードが
さらにありうる。
形で前記最下層の物質層と直接または間接に接触した第
１または第２熱伝導層１５６、１７６を考慮すれば、他
の形のレーザダイオードがさらにありうる。例えば、基
板１５０を除去して最下層の物質層の第１化合物半導体
層１５２の底面全面と第１熱伝導層１５６とが接触した
形のレーザダイオードまたは第１化合物半導体層１５２
の底面全面とオーミックコンタクト層１８０を挟んで第
２熱伝導層１７６とが接触した形のレーザダイオードが
さらにありうる。
【００７４】具体的に、ｐ型電極１６８を形成した後、
基板１５０をエッチングする工程において基板１５０を
全部除去した後で第１化合物半導体層１５２の底面全面
と接触するように第１熱伝導層１５６が備えられ、前記
底面全面と接触するようにオーミックコンタクト層１８
０が備えられ、その上にｎ型電極に使われる第２熱伝導
層１７６が順次に備えられる。
基板１５０をエッチングする工程において基板１５０を
全部除去した後で第１化合物半導体層１５２の底面全面
と接触するように第１熱伝導層１５６が備えられ、前記
底面全面と接触するようにオーミックコンタクト層１８
０が備えられ、その上にｎ型電極に使われる第２熱伝導
層１７６が順次に備えられる。
【００７５】次には本発明による発光素子に関する製造
方法を説明する。
方法を説明する。
【００７６】＜第１実施形態＞図２３を参照すれば、高
抵抗性基板２００の上に第１化合物半導体層２０２を形
成する。高抵抗性基板２００は耐エッチング性基板であ
って望ましくはサファイア基板より形成される。第１化
合物半導体層２０２はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合
物半導体層より形成する。その中でも直接遷移型化合物
半導体層より形成することが望ましいが、間接遷移型化
合物半導体層より形成しても支障なく、直接遷移型化合
物半導体のうちでもｎ−ＧａＮ層より形成することが一
層望ましい。しかし、第１化合物半導体層２０２は導電
性不純物がドーピングされていないＧａＮ系の化合物半
導体層より形成してもよい。例えば、第１化合物半導体
層２０２はアンドープトＧａＮ層やＡｌまたはＩｎを所
定の割合で含有するＧａＮ層、例えばＩｎＧａＮ層やＡ
ｌＧａＮ層より形成されることもある。第１化合物半導
体層２０２の上に活性層２０４を形成する。活性層２０
４はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層より形
成することが望ましいが、その中でもＭＱＷ構造を有す
る化合物半導体層より形成することが望ましく、特にＩ
ｎxＡｌyＧａ 1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そして
ｘ＋ｙ≦１）層より形成することが一層望ましい。活性
層２０４の上に第２化合物半導体層２０６及び活性層２
０４から放出される光が透過されうる透光性導電層２０
８を順次に形成する。第２化合物半導体層２０６は第１
化合物半導体層２０２と同じ特性を有する物質層より形
成することが望ましいが、ただドーピング物質としてｐ
型物質を使用することが望ましい。従って、第２化合物
半導体層２０６は例えばｐ−ＧａＮ層より形成すること
が望ましい。第２化合物半導体層２０６も第１化合物半
導体層２０２と同様にアンドープト物質層より形成でき
るのであるが、この時は第１化合物半導体層２０２と同
じ物質層より形成することが望ましい。透光性導電層２
０８は上部電極に使われる。
抵抗性基板２００の上に第１化合物半導体層２０２を形
成する。高抵抗性基板２００は耐エッチング性基板であ
って望ましくはサファイア基板より形成される。第１化
合物半導体層２０２はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合
物半導体層より形成する。その中でも直接遷移型化合物
半導体層より形成することが望ましいが、間接遷移型化
合物半導体層より形成しても支障なく、直接遷移型化合
物半導体のうちでもｎ−ＧａＮ層より形成することが一
層望ましい。しかし、第１化合物半導体層２０２は導電
性不純物がドーピングされていないＧａＮ系の化合物半
導体層より形成してもよい。例えば、第１化合物半導体
層２０２はアンドープトＧａＮ層やＡｌまたはＩｎを所
定の割合で含有するＧａＮ層、例えばＩｎＧａＮ層やＡ
ｌＧａＮ層より形成されることもある。第１化合物半導
体層２０２の上に活性層２０４を形成する。活性層２０
４はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層より形
成することが望ましいが、その中でもＭＱＷ構造を有す
る化合物半導体層より形成することが望ましく、特にＩ
ｎxＡｌyＧａ 1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そして
ｘ＋ｙ≦１）層より形成することが一層望ましい。活性
層２０４の上に第２化合物半導体層２０６及び活性層２
０４から放出される光が透過されうる透光性導電層２０
８を順次に形成する。第２化合物半導体層２０６は第１
化合物半導体層２０２と同じ特性を有する物質層より形
成することが望ましいが、ただドーピング物質としてｐ
型物質を使用することが望ましい。従って、第２化合物
半導体層２０６は例えばｐ−ＧａＮ層より形成すること
が望ましい。第２化合物半導体層２０６も第１化合物半
導体層２０２と同様にアンドープト物質層より形成でき
るのであるが、この時は第１化合物半導体層２０２と同
じ物質層より形成することが望ましい。透光性導電層２
０８は上部電極に使われる。
【００７７】続いて、透光性導電層２０８の上に感光膜
（図示せず）を塗布した後で、これをパターニングして
パッド層が形成される透光性導電層２０８の一部領域を
オープンさせる感光膜パターン２１２を形成する。感光
膜パターン２１２はフォトレジスト膜パターンより形成
する。感光膜パターン２１２の上に透光性導電層２０８
の露出された領域を覆うパッド導電層２１０を形成す
る。その後、感光膜パターン２１２を除去する。この
時、感光膜パターン２１２の上に形成されたパッド導電
層は感光膜パターン２１２が除去されるのと同時に除去
される。感光膜パターン２１２をアッシングしてストリ
ップするのに使われる薬品は透光性導電層２０８の上に
形成されたパッド導電層２１０になんらの影響も与えな
い。従って、感光膜パターン２１２を除去した後、透光
性導電層２０８上には図２４に示された通りパッド導電
層パターン２１０ａだけ残るようになる。パッド導電層
パターン２１０ａはパッド層であり、以下パッド層２１
０ａとする。パッド層２１０ａはパッケージ工程におい
て透光性導電層２０８をボンディングするのに使われ
る。
（図示せず）を塗布した後で、これをパターニングして
パッド層が形成される透光性導電層２０８の一部領域を
オープンさせる感光膜パターン２１２を形成する。感光
膜パターン２１２はフォトレジスト膜パターンより形成
する。感光膜パターン２１２の上に透光性導電層２０８
の露出された領域を覆うパッド導電層２１０を形成す
る。その後、感光膜パターン２１２を除去する。この
時、感光膜パターン２１２の上に形成されたパッド導電
層は感光膜パターン２１２が除去されるのと同時に除去
される。感光膜パターン２１２をアッシングしてストリ
ップするのに使われる薬品は透光性導電層２０８の上に
形成されたパッド導電層２１０になんらの影響も与えな
い。従って、感光膜パターン２１２を除去した後、透光
性導電層２０８上には図２４に示された通りパッド導電
層パターン２１０ａだけ残るようになる。パッド導電層
パターン２１０ａはパッド層であり、以下パッド層２１
０ａとする。パッド層２１０ａはパッケージ工程におい
て透光性導電層２０８をボンディングするのに使われ
る。
【００７８】図２５を参照すれば、パッド層２１０ａを
形成した結果物をひっくり返して高抵抗性基板２００の
底面が上面になるようにする。この状態で高抵抗性基板
２００の底面の全面をグラインディング、ラッピング及
びポリッシングする。このような高抵抗性基板２００の
底面にマスク層（図示せず）を形成する。前記マスク層
はソフトまたはハードマスク層であってソフトマスク層
の場合にはフォトレジスト膜より、ハードマスク層の場
合にはシリコン酸化膜またはＮｉ層のような金属層より
それぞれ形成することが望ましい。前記マスク層をパタ
ーニングして高抵抗性基板２００の底面にビアホール形
成領域を露出させるマスクパターン２１４を形成する。
マスクパターン２１４をエッチングマスクとして高抵抗
性基板２００底面の露出された領域をエッチングし、前
記エッチングは第１化合物半導体層２０２が露出される
まで実施する。この時、高抵抗性基板２００は少なくと
もＣｌ2及びＢＣｌ3ガスを反応ガスに使用する乾式エッ
チング方法でエッチングする。前記乾式エッチングに使
われる反応ガスにＡｒがさらに含まれうる。
形成した結果物をひっくり返して高抵抗性基板２００の
底面が上面になるようにする。この状態で高抵抗性基板
２００の底面の全面をグラインディング、ラッピング及
びポリッシングする。このような高抵抗性基板２００の
底面にマスク層（図示せず）を形成する。前記マスク層
はソフトまたはハードマスク層であってソフトマスク層
の場合にはフォトレジスト膜より、ハードマスク層の場
合にはシリコン酸化膜またはＮｉ層のような金属層より
それぞれ形成することが望ましい。前記マスク層をパタ
ーニングして高抵抗性基板２００の底面にビアホール形
成領域を露出させるマスクパターン２１４を形成する。
マスクパターン２１４をエッチングマスクとして高抵抗
性基板２００底面の露出された領域をエッチングし、前
記エッチングは第１化合物半導体層２０２が露出される
まで実施する。この時、高抵抗性基板２００は少なくと
もＣｌ2及びＢＣｌ3ガスを反応ガスに使用する乾式エッ
チング方法でエッチングする。前記乾式エッチングに使
われる反応ガスにＡｒがさらに含まれうる。
【００７９】次の実施形態において高抵抗性基板のエッ
チングは前記乾式エッチング方式を利用することとし、
それに関する詳細な説明は省略する。
チングは前記乾式エッチング方式を利用することとし、
それに関する詳細な説明は省略する。
【００８０】図２６を参照すれば、前記エッチングによ
り、高抵抗性基板２００に第１化合物半導体層２０２の
底面が露出されるビアホール２１６が形成されるが、そ
の後マスクパターン２１４を除去する。
り、高抵抗性基板２００に第１化合物半導体層２０２の
底面が露出されるビアホール２１６が形成されるが、そ
の後マスクパターン２１４を除去する。
【００８１】図２７を参照すれば、ビアホール２１６が
形成された高抵抗性基板２００の底面上に、望ましくは
全面に、ビアホール２１６を介して露出される第１化合
物半導体層２０２の底面と接触するように導電層２１８
を形成する。導電層２１８は下部電極に使われる。前記
エッチング過程において高抵抗性基板２００の耐エッチ
ング性によりビアホール２１６の側壁は緩慢に傾斜した
形に形成されるために、導電層２１８の段差塗布性、す
なわちステップ範囲はよくなる。従って、導電層２１８
を均一な厚みに形成できる。
形成された高抵抗性基板２００の底面上に、望ましくは
全面に、ビアホール２１６を介して露出される第１化合
物半導体層２０２の底面と接触するように導電層２１８
を形成する。導電層２１８は下部電極に使われる。前記
エッチング過程において高抵抗性基板２００の耐エッチ
ング性によりビアホール２１６の側壁は緩慢に傾斜した
形に形成されるために、導電層２１８の段差塗布性、す
なわちステップ範囲はよくなる。従って、導電層２１８
を均一な厚みに形成できる。
【００８２】このように、それぞれ上部及び下部電極に
使われる透光性導電層及び導電層２０８、２１８と活性
層２０４と第１及び第２化合物半導体層２０２、２０６
とパッド層２１０ａと第１化合物半導体層２０２の底面
が露出されるようにビアホール２１６が形成されている
高抵抗性基板２００を備える上方放出型発光ダイオード
が形成される。
使われる透光性導電層及び導電層２０８、２１８と活性
層２０４と第１及び第２化合物半導体層２０２、２０６
とパッド層２１０ａと第１化合物半導体層２０２の底面
が露出されるようにビアホール２１６が形成されている
高抵抗性基板２００を備える上方放出型発光ダイオード
が形成される。
【００８３】＜第２実施形態＞図２８を参照すれば、高
抵抗性基板２００の上に第１化合物半導体層２０２、活
性層２０４及び第２化合物半導体層２０６を順次に形成
する。これら物質層に関する説明は第１実施形態を参照
する。第２化合物半導体層２０６の上に導電層２２０を
形成する。この時、導電層２２０は上部電極であり活性
層２０４から放出される光が遮断できる程度の厚みに形
成することが望ましい。
抵抗性基板２００の上に第１化合物半導体層２０２、活
性層２０４及び第２化合物半導体層２０６を順次に形成
する。これら物質層に関する説明は第１実施形態を参照
する。第２化合物半導体層２０６の上に導電層２２０を
形成する。この時、導電層２２０は上部電極であり活性
層２０４から放出される光が遮断できる程度の厚みに形
成することが望ましい。
【００８４】続いて、図２９に示された通り第１実施形
態により高抵抗性基板２００をひっくり返した後で高抵
抗性基板２００に第１化合物半導体層２０２の底面が露
出されるビアホール２１６を形成する。そして、高抵抗
性基板２００の底面上に（望ましくは全面に）第１化合
物半導体層２０２の露出された底面と接触するように透
光性導電層２２２を形成する。透光性導電層２２２は下
部電極に使われる。透光性導電層２２２の上にパッド導
電層（図示せず）を形成した後で、これをパターニング
してパッド層２２４を形成する。パッド層２２４はパッ
ケージ工程において透光性導電層２２２のボンディング
のためのものである。
態により高抵抗性基板２００をひっくり返した後で高抵
抗性基板２００に第１化合物半導体層２０２の底面が露
出されるビアホール２１６を形成する。そして、高抵抗
性基板２００の底面上に（望ましくは全面に）第１化合
物半導体層２０２の露出された底面と接触するように透
光性導電層２２２を形成する。透光性導電層２２２は下
部電極に使われる。透光性導電層２２２の上にパッド導
電層（図示せず）を形成した後で、これをパターニング
してパッド層２２４を形成する。パッド層２２４はパッ
ケージ工程において透光性導電層２２２のボンディング
のためのものである。
【００８５】これにより、第１実施形態と同様に第１化
合物半導体層２０２の底面が露出されるビアホール２１
６が形成されている高抵抗性基板２００を含む発光ダイ
オードが形成される。しかし、第２実施形態では第１実
施形態とは異なって高抵抗性基板２００の底面に第１化
合物半導体層２０２と接触する下部電極が透明であり、
下部電極の底面にパッド層２２４が形成される下方放出
型発光ダイオードが形成される。
合物半導体層２０２の底面が露出されるビアホール２１
６が形成されている高抵抗性基板２００を含む発光ダイ
オードが形成される。しかし、第２実施形態では第１実
施形態とは異なって高抵抗性基板２００の底面に第１化
合物半導体層２０２と接触する下部電極が透明であり、
下部電極の底面にパッド層２２４が形成される下方放出
型発光ダイオードが形成される。
【００８６】＜第３実施形態＞第１実施形態の場合のよ
うに上方放出型発光ダイオードの製造方法に関するもの
であるが、高抵抗性基板２００のエッチング工程以後の
工程を異にする場合である。従って、高抵抗性基板２０
０底面のグラインディング、ラッピング、ポリッシング
工程までは第１実施形態により進められる。
うに上方放出型発光ダイオードの製造方法に関するもの
であるが、高抵抗性基板２００のエッチング工程以後の
工程を異にする場合である。従って、高抵抗性基板２０
０底面のグラインディング、ラッピング、ポリッシング
工程までは第１実施形態により進められる。
【００８７】その後、図３０に示された通り、高抵抗性
基板２００の底面上に基板２００の所定領域だけを覆っ
て残りの領域は露出させるマスクパターン２２６を形成
する。望ましくはマスクパターン２２６は高抵抗性基板
２００の底面の真中の領域上に形成する。マスクパター
ン２２６をエッチングマスクとして高抵抗性基板２００
底面の露出された全面をエッチングする。エッチングは
第１化合物半導体層２０２の底面が露出されるまで実施
する。
基板２００の底面上に基板２００の所定領域だけを覆っ
て残りの領域は露出させるマスクパターン２２６を形成
する。望ましくはマスクパターン２２６は高抵抗性基板
２００の底面の真中の領域上に形成する。マスクパター
ン２２６をエッチングマスクとして高抵抗性基板２００
底面の露出された全面をエッチングする。エッチングは
第１化合物半導体層２０２の底面が露出されるまで実施
する。
【００８８】図３１を参照すれば、前記エッチングの結
果、高抵抗性基板２００底面中央の領域を除外した全領
域がエッチングされて第１化合物半導体層２０２の底面
の真中の領域を覆う高抵抗性基板パターン２００ａが形
成され、第１化合物半導体層２０２の底面は高抵抗性基
板パターン２００ａで覆われた真中を除外した全領域が
露出される。前記エッチングにより、前記露出された領
域は所定の厚みだけ除去される。高抵抗性基板２００の
耐エッチング性により、高抵抗性基板パターン２００ａ
はその側面がポジティブな傾斜を有するように形成され
る。すなわち、高抵抗性基板パターン２００ａのマスク
パターン２２６により覆われた部分の面積は第１化合物
半導体層２０２の底面と接触した部分の面積より狭い。
果、高抵抗性基板２００底面中央の領域を除外した全領
域がエッチングされて第１化合物半導体層２０２の底面
の真中の領域を覆う高抵抗性基板パターン２００ａが形
成され、第１化合物半導体層２０２の底面は高抵抗性基
板パターン２００ａで覆われた真中を除外した全領域が
露出される。前記エッチングにより、前記露出された領
域は所定の厚みだけ除去される。高抵抗性基板２００の
耐エッチング性により、高抵抗性基板パターン２００ａ
はその側面がポジティブな傾斜を有するように形成され
る。すなわち、高抵抗性基板パターン２００ａのマスク
パターン２２６により覆われた部分の面積は第１化合物
半導体層２０２の底面と接触した部分の面積より狭い。
【００８９】続いて、マスクパターン２２６を除去した
後、図３２に示された通り、前記エッチングにより露出
された第１化合物半導体層２０２の底面上に高抵抗性基
板パターン２００ａの全面を覆う形で導電層２２８を形
成する。導電層２２８は下部電極に使われて光を反射す
る。
後、図３２に示された通り、前記エッチングにより露出
された第１化合物半導体層２０２の底面上に高抵抗性基
板パターン２００ａの全面を覆う形で導電層２２８を形
成する。導電層２２８は下部電極に使われて光を反射す
る。
【００９０】これにより、高抵抗性基板パターン２００
ａが第１化合物半導体層２０２の底面の真中と接触して
おり、その周りの第１化合物半導体層２０２の底面と接
触する光反射下部電極を有する上方放出型発光ダイオー
ドが形成される。
ａが第１化合物半導体層２０２の底面の真中と接触して
おり、その周りの第１化合物半導体層２０２の底面と接
触する光反射下部電極を有する上方放出型発光ダイオー
ドが形成される。
【００９１】＜第４実施形態＞第３実施形態による製造
方法と第２実施形態による製造方法とを結合した場合で
ある。
方法と第２実施形態による製造方法とを結合した場合で
ある。
【００９２】具体的に、図３３に示された通り、第２実
施形態による製造方法により高抵抗性基板２００の底面
を研磨する工程を進行する。次に、高抵抗性基板２００
の底面に図３４に示されたような形の高抵抗性基板パタ
ーン２００ａを形成するためのマスクパターン２３０を
形成する。マスクパターン２３０をエッチングマスクと
して高抵抗性基板２００の底面の露出された全面をエッ
チングした後で、マスクパターン２３０を除去する。こ
の結果、第３実施形態による製造方法において説明した
高抵抗性基板パターン２００ａが第１化合物半導体層２
０２の底面の真中に形成される。高抵抗性基板パターン
２００ａの全面とその周りの第１化合物半導体層２０２
の底面上に活性層２０４から放出される光に対して透明
な透光性導電層２３２を形成する。透光性導電層２３２
は下部電極に使われる。透光性導電層２３２の全面にパ
ッド導電層（図示せず）を形成した後で、パターニング
してパッド層２３４を形成する。パッド層２３４は透光
性導電層２３２のいずれの領域上にも形成できるが、ボ
ンディング工程を考慮する時、高抵抗性基板パターン２
００ａの底面に対応する領域上に形成することが望まし
い。
施形態による製造方法により高抵抗性基板２００の底面
を研磨する工程を進行する。次に、高抵抗性基板２００
の底面に図３４に示されたような形の高抵抗性基板パタ
ーン２００ａを形成するためのマスクパターン２３０を
形成する。マスクパターン２３０をエッチングマスクと
して高抵抗性基板２００の底面の露出された全面をエッ
チングした後で、マスクパターン２３０を除去する。こ
の結果、第３実施形態による製造方法において説明した
高抵抗性基板パターン２００ａが第１化合物半導体層２
０２の底面の真中に形成される。高抵抗性基板パターン
２００ａの全面とその周りの第１化合物半導体層２０２
の底面上に活性層２０４から放出される光に対して透明
な透光性導電層２３２を形成する。透光性導電層２３２
は下部電極に使われる。透光性導電層２３２の全面にパ
ッド導電層（図示せず）を形成した後で、パターニング
してパッド層２３４を形成する。パッド層２３４は透光
性導電層２３２のいずれの領域上にも形成できるが、ボ
ンディング工程を考慮する時、高抵抗性基板パターン２
００ａの底面に対応する領域上に形成することが望まし
い。
【００９３】これにより、高抵抗性基板パターン２００
ａが第１化合物半導体層２０２の底面の真中と接触して
おり、その周りの第１化合物半導体層２０２の底面と接
触する透光性下部電極２３２を有する下方放出型発光ダ
イオードが形成される。
ａが第１化合物半導体層２０２の底面の真中と接触して
おり、その周りの第１化合物半導体層２０２の底面と接
触する透光性下部電極２３２を有する下方放出型発光ダ
イオードが形成される。
【００９４】＜第５実施形態＞前記第１３実施形態によ
るレーザダイオードを製造する方法に関するものであ
る。図３５は高抵抗性基板上にレージングのための物質
層を順次に形成する過程を示す。
るレーザダイオードを製造する方法に関するものであ
る。図３５は高抵抗性基板上にレージングのための物質
層を順次に形成する過程を示す。
【００９５】具体的に、図３５を参照すれば、高抵抗性
基板３００の上に第１化合物半導体層３０２、第１クラ
ッド層３０４、第１導波層３０６、活性層３０８、第２
導波層３１０、第２クラッド層３１２及び第２化合物半
導体層３１４を順次に形成する。活性層３０８と共に第
１及び第２導波層３０６、３１０はレージングのための
共振基層に使われる。高抵抗性基板３００は耐エッチン
グ性基板であってサファイア基板より形成されることが
望ましい。第１及び第２化合物半導体層３０２、３１４
はどちらもＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層
より形成するのであるが、直接遷移型に形成することが
望ましく、その中でもそれぞれｎ−ＧａＮ層及びｐ−Ｇ
ａＮ層より形成することが一層望ましい。遷移形態は大
きく制限する必要がないので、ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物化合物半導体層のうちから間接遷移型化合物層より
形成もできる。また、第１及び第２化合物半導体層３０
２、３１４はアンドープトＧａＮ層やＡｌまたはＩｎを
所定の割合で含有するＧａＮ層、例えばＩｎＧａＮ層や
ＡｌＧａＮ層より形成できる。また、必ずＧａＮ系列で
はなくても窒化物でない物質層より形成できる。活性層
３０８はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層よ
り形成することが望ましいが、その中でもＭＱＷ構造を
有する化合物半導体層より形成することが望ましく、特
にＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そ
してｘ＋ｙ≦１）層より形成することが一層望ましい。
第１及び第２クラッド層３０４、３１２はそれぞれ第１
及び第２導波層３０６、３１０だけではなく活性層３０
８より屈折率の低い物質層より形成することが望まし
く、その中でも第１クラッド層３０４はｎ−ＡｌＧａＮ
／ＧａＮ層より形成することが望ましく、第２クラッド
層３１０はｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層より形成すること
が望ましい。第１及び第２導波層３０６、３１０は第１
及び第２クラッド層３０４、３１２より屈折率が高い物
質層より形成するが、ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合
物半導体層より形成することが望ましく、一層望ましく
は第１導波層３０６はｎ−ＧａＮ層で、第２導波層３１
０はｐ−ＧａＮ層でそれぞれ形成する。第１及び第２導
波層３０６、３１０は第１及び第２クラッド層３０４、
３１２と共に活性層３０８から放出される光のうちから
共振基層の軸と垂直方向に放出される光を活性層３０８
に全反射させ、事実上前記光を活性層３０８内に閉じ込
める役割を果たす。このために活性層３０８は第１及び
第２導波層３０６、３１０より屈折率が高い物質層より
形成することが望ましい。活性層３０８は実質的にレー
ジングが起こる物質層であり、ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物化合物半導体層より形成することが望ましいが、Ｉ
ｎを所定の割合で添加したＩｎＧａＮ層より形成するこ
とが一層望ましい。活性層３０８はＧａＮ系列物質層以
外にIII−Ｖ族化合物半導体物質層より形成することも
でき、この時は第１及び第２導波層３０６、３１０、第
１及び第２クラッド層３０４、３１２、第１及び第２化
合物半導体層３０２、３１４なども前記活性層３０８と
見合う物質的特性を有する他の物質層より形成すること
が望ましい。
基板３００の上に第１化合物半導体層３０２、第１クラ
ッド層３０４、第１導波層３０６、活性層３０８、第２
導波層３１０、第２クラッド層３１２及び第２化合物半
導体層３１４を順次に形成する。活性層３０８と共に第
１及び第２導波層３０６、３１０はレージングのための
共振基層に使われる。高抵抗性基板３００は耐エッチン
グ性基板であってサファイア基板より形成されることが
望ましい。第１及び第２化合物半導体層３０２、３１４
はどちらもＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層
より形成するのであるが、直接遷移型に形成することが
望ましく、その中でもそれぞれｎ−ＧａＮ層及びｐ−Ｇ
ａＮ層より形成することが一層望ましい。遷移形態は大
きく制限する必要がないので、ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物化合物半導体層のうちから間接遷移型化合物層より
形成もできる。また、第１及び第２化合物半導体層３０
２、３１４はアンドープトＧａＮ層やＡｌまたはＩｎを
所定の割合で含有するＧａＮ層、例えばＩｎＧａＮ層や
ＡｌＧａＮ層より形成できる。また、必ずＧａＮ系列で
はなくても窒化物でない物質層より形成できる。活性層
３０８はＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層よ
り形成することが望ましいが、その中でもＭＱＷ構造を
有する化合物半導体層より形成することが望ましく、特
にＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そ
してｘ＋ｙ≦１）層より形成することが一層望ましい。
第１及び第２クラッド層３０４、３１２はそれぞれ第１
及び第２導波層３０６、３１０だけではなく活性層３０
８より屈折率の低い物質層より形成することが望まし
く、その中でも第１クラッド層３０４はｎ−ＡｌＧａＮ
／ＧａＮ層より形成することが望ましく、第２クラッド
層３１０はｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層より形成すること
が望ましい。第１及び第２導波層３０６、３１０は第１
及び第２クラッド層３０４、３１２より屈折率が高い物
質層より形成するが、ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合
物半導体層より形成することが望ましく、一層望ましく
は第１導波層３０６はｎ−ＧａＮ層で、第２導波層３１
０はｐ−ＧａＮ層でそれぞれ形成する。第１及び第２導
波層３０６、３１０は第１及び第２クラッド層３０４、
３１２と共に活性層３０８から放出される光のうちから
共振基層の軸と垂直方向に放出される光を活性層３０８
に全反射させ、事実上前記光を活性層３０８内に閉じ込
める役割を果たす。このために活性層３０８は第１及び
第２導波層３０６、３１０より屈折率が高い物質層より
形成することが望ましい。活性層３０８は実質的にレー
ジングが起こる物質層であり、ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒
化物化合物半導体層より形成することが望ましいが、Ｉ
ｎを所定の割合で添加したＩｎＧａＮ層より形成するこ
とが一層望ましい。活性層３０８はＧａＮ系列物質層以
外にIII−Ｖ族化合物半導体物質層より形成することも
でき、この時は第１及び第２導波層３０６、３１０、第
１及び第２クラッド層３０４、３１２、第１及び第２化
合物半導体層３０２、３１４なども前記活性層３０８と
見合う物質的特性を有する他の物質層より形成すること
が望ましい。
【００９６】続いて、第２化合物半導体層３１４の上に
感光膜（図示せず）を塗布した後で、パターニングして
第２化合物半導体層３１４の所定領域を覆う感光膜パタ
ーン３１６を形成する。感光膜パターン３１６は第２ク
ラッド層３１２をリッジ形にパターニングするためのマ
スクパターンである。
感光膜（図示せず）を塗布した後で、パターニングして
第２化合物半導体層３１４の所定領域を覆う感光膜パタ
ーン３１６を形成する。感光膜パターン３１６は第２ク
ラッド層３１２をリッジ形にパターニングするためのマ
スクパターンである。
【００９７】図３６を参照すれば、感光膜パターン３１
６をエッチングマスクとして第２化合物半導体層３１４
の露出された部分をエッチングした後で、続いて第２ク
ラッド層３１２の露出される部分を所定の厚みほど除去
する。このように、第２クラッド層３１２は感光膜パタ
ーン３１６が形成された部分を除外した残りの部分は薄
くて感光膜パターン３１６が形成された真中部分は相対
的に厚い、すなわち上部面の真中部分が突出したリッジ
（またはリーブ）構造に形成される。また、第２クラッ
ド層３１２の突出した部分の上部面上に第２化合物半導
体層パターン３１４ａが形成される。
６をエッチングマスクとして第２化合物半導体層３１４
の露出された部分をエッチングした後で、続いて第２ク
ラッド層３１２の露出される部分を所定の厚みほど除去
する。このように、第２クラッド層３１２は感光膜パタ
ーン３１６が形成された部分を除外した残りの部分は薄
くて感光膜パターン３１６が形成された真中部分は相対
的に厚い、すなわち上部面の真中部分が突出したリッジ
（またはリーブ）構造に形成される。また、第２クラッ
ド層３１２の突出した部分の上部面上に第２化合物半導
体層パターン３１４ａが形成される。
【００９８】続いて、感光膜パターン３１６を除去した
後、図３７に示された通り、リッジ形の第２クラッド層
３１２の全面に保護膜３１８を形成した後で、第２化合
物半導体層パターン３１４ａの一部領域、望ましくは真
中の領域が露出されるようにパターニングする。これに
より、第２クラッド層３１２の上に第２化合物半導体層
パターン３１４ａと対称的に接触する保護膜３１８が形
成される。保護膜３１８の上に第２化合物半導体層パタ
ーン３１４ａの露出された領域と接触するように導電層
３２０を形成する。導電層３２０は上部電極に使われ
る。
後、図３７に示された通り、リッジ形の第２クラッド層
３１２の全面に保護膜３１８を形成した後で、第２化合
物半導体層パターン３１４ａの一部領域、望ましくは真
中の領域が露出されるようにパターニングする。これに
より、第２クラッド層３１２の上に第２化合物半導体層
パターン３１４ａと対称的に接触する保護膜３１８が形
成される。保護膜３１８の上に第２化合物半導体層パタ
ーン３１４ａの露出された領域と接触するように導電層
３２０を形成する。導電層３２０は上部電極に使われ
る。
【００９９】図３８を参照すれば、導電層３２０を形成
した後で、結果物をひっくり返して高抵抗性基板３００
の底面が上面になるようにする。次に、高抵抗性基板３
００の底面をグラインディング、ラッピング及びポリッ
シングして素子を支持できる程度の厚みまで除去する。
このように研磨された高抵抗性基板３００の底面上にマ
スク層（図示せず）を形成する。前記マスク層はフォト
レジスト膜、シリコン酸化膜、または金属層（例えば、
Ｎｉ層）より形成する。前記マスク層をパターニングし
て高抵抗性基板３００の底面上にビアホールが形成され
る領域を露出させるマスクパターン３２２を形成する。
マスクパターン３２２をエッチングマスクとして高抵抗
性基板３００の露出された部分をエッチングする。前記
エッチングは第１化合物半導体層３０２の底面が露出さ
れるまで実施する。
した後で、結果物をひっくり返して高抵抗性基板３００
の底面が上面になるようにする。次に、高抵抗性基板３
００の底面をグラインディング、ラッピング及びポリッ
シングして素子を支持できる程度の厚みまで除去する。
このように研磨された高抵抗性基板３００の底面上にマ
スク層（図示せず）を形成する。前記マスク層はフォト
レジスト膜、シリコン酸化膜、または金属層（例えば、
Ｎｉ層）より形成する。前記マスク層をパターニングし
て高抵抗性基板３００の底面上にビアホールが形成され
る領域を露出させるマスクパターン３２２を形成する。
マスクパターン３２２をエッチングマスクとして高抵抗
性基板３００の露出された部分をエッチングする。前記
エッチングは第１化合物半導体層３０２の底面が露出さ
れるまで実施する。
【０１００】これにより図３９に示された通り、高抵抗
性基板３００に第１化合物半導体層３０２の底面が露出
されるビアホール３２４が形成される。マスクパターン
３２２を除去した後（マスクパターン３２２がフォトレ
ジストパターンでない場合、すなわちシリコン酸化膜パ
ターンや金属層パターンのようにハードマスクパターン
の場合には除去しなくてもよい）、図４０に示された通
り、高抵抗性基板３００の底面上に（望ましくは全面
に）ビアホール３２４を介して露出される第１化合物半
導体層３０２の底面と接触するように導電層３２６を形
成する。具体的に示されていないが、導電層３２６は複
層に形成できる。例えば、高抵抗性基板３００の底面上
にビアホール３２４を介して露出される第１化合物半導
体層３０２の底面と接触するようにオーミックコンタク
ト層（図１９または図２１の１８０参照）を形成した後
で、前記オーミックコンタクト層の上に熱伝導層（図１
９または図２１の１７６参照）を形成する方法により形
成できる。導電層３２６は下部電極に使われる。レージ
ング過程で生じる熱が問題にならない場合、導電層３２
６はビアホール３２４を充填する形に形成できる。
性基板３００に第１化合物半導体層３０２の底面が露出
されるビアホール３２４が形成される。マスクパターン
３２２を除去した後（マスクパターン３２２がフォトレ
ジストパターンでない場合、すなわちシリコン酸化膜パ
ターンや金属層パターンのようにハードマスクパターン
の場合には除去しなくてもよい）、図４０に示された通
り、高抵抗性基板３００の底面上に（望ましくは全面
に）ビアホール３２４を介して露出される第１化合物半
導体層３０２の底面と接触するように導電層３２６を形
成する。具体的に示されていないが、導電層３２６は複
層に形成できる。例えば、高抵抗性基板３００の底面上
にビアホール３２４を介して露出される第１化合物半導
体層３０２の底面と接触するようにオーミックコンタク
ト層（図１９または図２１の１８０参照）を形成した後
で、前記オーミックコンタクト層の上に熱伝導層（図１
９または図２１の１７６参照）を形成する方法により形
成できる。導電層３２６は下部電極に使われる。レージ
ング過程で生じる熱が問題にならない場合、導電層３２
６はビアホール３２４を充填する形に形成できる。
【０１０１】これにより、対向する電極間にレージング
物質層を備えて下部電極が高抵抗性基板に形成されたビ
アホールを介して前記レージング物質層と接触する形の
レーザダイオードが形成される。
物質層を備えて下部電極が高抵抗性基板に形成されたビ
アホールを介して前記レージング物質層と接触する形の
レーザダイオードが形成される。
【０１０２】＜第６実施形態＞本発明の発光素子関連の
実施形態のうちで第１４実施形態であって前述の半導体
レーザダイオードに関する製造方法に関わるものであ
る。
実施形態のうちで第１４実施形態であって前述の半導体
レーザダイオードに関する製造方法に関わるものであ
る。
【０１０３】本実施形態において高抵抗性基板３００の
底面を研磨する工程までは第５実施形態により進められ
る。
底面を研磨する工程までは第５実施形態により進められ
る。
【０１０４】その後、図４１に示された通り、高抵抗性
基板３００の底面上に底面の所定領域（望ましくは、真
中）を覆って残りの部分は露出させるマスクパターン３
２８を形成する。マスクパターン３２８をエッチングマ
スクとして高抵抗性基板３００の露出された部分を第１
化合物半導体層３０２の底面が露出されるまでエッチン
グすれば、図４２に示された通り第１化合物半導体層３
０２の底面の所定部分（望ましくは、真中）を覆う高抵
抗性基板パターン３００ａが形成され、その周りの第１
化合物半導体層３０２の底面が露出される。
基板３００の底面上に底面の所定領域（望ましくは、真
中）を覆って残りの部分は露出させるマスクパターン３
２８を形成する。マスクパターン３２８をエッチングマ
スクとして高抵抗性基板３００の露出された部分を第１
化合物半導体層３０２の底面が露出されるまでエッチン
グすれば、図４２に示された通り第１化合物半導体層３
０２の底面の所定部分（望ましくは、真中）を覆う高抵
抗性基板パターン３００ａが形成され、その周りの第１
化合物半導体層３０２の底面が露出される。
【０１０５】続いて、マスクパターン３２８を除去し、
図４３に示された通り高抵抗性基板パターン３００ａの
全面を覆う導電層３３０を第１化合物半導体層３０２の
露出された底面上に形成する。導電層３３０は下部電極
に使われる。高抵抗性基板パターン３００ａはその側面
がポジティブな傾斜を有するように形成されるので、導
電層３３０は全領域にわたって均一な厚みに形成され
る。導電層３３０は第５実施形態に記述した通り複層に
形成できる。
図４３に示された通り高抵抗性基板パターン３００ａの
全面を覆う導電層３３０を第１化合物半導体層３０２の
露出された底面上に形成する。導電層３３０は下部電極
に使われる。高抵抗性基板パターン３００ａはその側面
がポジティブな傾斜を有するように形成されるので、導
電層３３０は全領域にわたって均一な厚みに形成され
る。導電層３３０は第５実施形態に記述した通り複層に
形成できる。
【０１０６】これにより、対向する電極間にレージング
のための物質層が備わっているが、高抵抗性基板パター
ンがレージングのための物質層とこれに接触する下部電
極に囲まれた形のレーザダイオードが形成される。
のための物質層が備わっているが、高抵抗性基板パター
ンがレージングのための物質層とこれに接触する下部電
極に囲まれた形のレーザダイオードが形成される。
【０１０７】一方、高抵抗性基板３００に第１化合物半
導体層３０２の底面を露出させるためのビアホール３３
２を形成する過程において発光素子の分離のためのエッ
チングを併行できる。この過程は前記のさまざまな実施
形態による製造方法のうちで高抵抗性基板にビアホール
が形成される任意工程に適用できる。
導体層３０２の底面を露出させるためのビアホール３３
２を形成する過程において発光素子の分離のためのエッ
チングを併行できる。この過程は前記のさまざまな実施
形態による製造方法のうちで高抵抗性基板にビアホール
が形成される任意工程に適用できる。
【０１０８】具体的に、図４４に示された通り、高抵抗
性基板３００にビアホール３３２を形成すると同時に発
光素子の境界領域に素子分離のためのトレンチ３３４を
形成する。これにより、発光素子を分離するための別の
ダイアモンドカッティング工程が必要なく、単にトレン
チ３３４が形成された部分の反対側を押さえるだけで発
光素子を分離できる。参照符号Ａは発光素子が形成され
る領域を示す。
性基板３００にビアホール３３２を形成すると同時に発
光素子の境界領域に素子分離のためのトレンチ３３４を
形成する。これにより、発光素子を分離するための別の
ダイアモンドカッティング工程が必要なく、単にトレン
チ３３４が形成された部分の反対側を押さえるだけで発
光素子を分離できる。参照符号Ａは発光素子が形成され
る領域を示す。
【０１０９】前記の説明に多くの事項が具体的に記載さ
れているが、それらは発明の範囲を限定するものという
より、望ましい実施形態の例示として解釈さるべきであ
る。例えば、本発明が属する技術分野にて通常の知識を
有した者ならば高抵抗性基板の底面を研磨するに先立っ
て高抵抗性基板上に形成された結果物を保護するための
保護膜を形成することもできるであろう。また、上部及
び下部電極間の発光物質層またはレージング物質層の構
成を異ならせることもでき、レーザダイオードの場合、
活性層と上部電極間の形をリッジ構造と別の形に構成で
きるであろう。また、前述の本発明の技術的思想を利得
導波型だけでなく、屈折導波型レーザダイオードにも適
用できるであろう。このように本発明の技術的思想を基
とする変形された実施形態がさらにありうるので、本発
明の範囲は説明された実施形態により定められるのでは
なく、特許請求範囲に記載された技術的思想により定め
られるべきである。
れているが、それらは発明の範囲を限定するものという
より、望ましい実施形態の例示として解釈さるべきであ
る。例えば、本発明が属する技術分野にて通常の知識を
有した者ならば高抵抗性基板の底面を研磨するに先立っ
て高抵抗性基板上に形成された結果物を保護するための
保護膜を形成することもできるであろう。また、上部及
び下部電極間の発光物質層またはレージング物質層の構
成を異ならせることもでき、レーザダイオードの場合、
活性層と上部電極間の形をリッジ構造と別の形に構成で
きるであろう。また、前述の本発明の技術的思想を利得
導波型だけでなく、屈折導波型レーザダイオードにも適
用できるであろう。このように本発明の技術的思想を基
とする変形された実施形態がさらにありうるので、本発
明の範囲は説明された実施形態により定められるのでは
なく、特許請求範囲に記載された技術的思想により定め
られるべきである。
【０１１０】
【発明の効果】前述の通り、本発明による発光素子にお
いて二つの電極は発光領域を中心に対向する位置に備わ
っている。例えば、活性層を中心として上下に対向する
位置に備わっている。これにより、パッケージング段階
にて一つのワイヤだけボンディングすればよく、工程が
単純になるだけでなくそれにかかる時間も縮められる。
また、電極が従来の場合のように深くエッチングされた
部分に形成されたのではないのでボンディング不良を大
幅に減らすことができ、それにより収率も高められる。
また、従来の場合のようにｎ−ＧａＮ層が露出されるま
で深くエッチングした後で、前記露出されたｎ−ＧａＮ
層上に電極のためのパターンを形成するのではなくて単
に基板の裏面に電極を形成するのであり、従来に比べて
写真及びエッチング工程を減らすことができ、従って全
体の素子製造工程も減らせる。また、本発明によるレー
ザダイオードは基板の底面にレージングのためのｎ型物
質層と接触した熱伝導性が優秀な物質層を備えもする。
従って、従来のフリップチップボンディング工程なくし
てもレーザ発振中に活性層から生じる熱を効果的に除去
できるので、工程時間の短縮（従来に比べて１／４に短
縮）及び収率上昇を図りつつ素子の特性が低下すること
も防止できる。
いて二つの電極は発光領域を中心に対向する位置に備わ
っている。例えば、活性層を中心として上下に対向する
位置に備わっている。これにより、パッケージング段階
にて一つのワイヤだけボンディングすればよく、工程が
単純になるだけでなくそれにかかる時間も縮められる。
また、電極が従来の場合のように深くエッチングされた
部分に形成されたのではないのでボンディング不良を大
幅に減らすことができ、それにより収率も高められる。
また、従来の場合のようにｎ−ＧａＮ層が露出されるま
で深くエッチングした後で、前記露出されたｎ−ＧａＮ
層上に電極のためのパターンを形成するのではなくて単
に基板の裏面に電極を形成するのであり、従来に比べて
写真及びエッチング工程を減らすことができ、従って全
体の素子製造工程も減らせる。また、本発明によるレー
ザダイオードは基板の底面にレージングのためのｎ型物
質層と接触した熱伝導性が優秀な物質層を備えもする。
従って、従来のフリップチップボンディング工程なくし
てもレーザ発振中に活性層から生じる熱を効果的に除去
できるので、工程時間の短縮（従来に比べて１／４に短
縮）及び収率上昇を図りつつ素子の特性が低下すること
も防止できる。
【図１】従来技術によるＧａＮ系列III−Ｖ族窒化物半
導体発光素子の断面図であり、発光ダイオードの断面図
である。
導体発光素子の断面図であり、発光ダイオードの断面図
である。
【図２】従来技術によるｎ型及びｐ型電極が一方に形成
されたリッジウェーブガイドを備えるＧａＮ系列III−
Ｖ族窒化物半導体レーザダイオードの断面図である。
されたリッジウェーブガイドを備えるＧａＮ系列III−
Ｖ族窒化物半導体レーザダイオードの断面図である。
【図３】従来技術によるｎ型及びｐ型電極が活性層を中
心に上下に対向されるよう形成されたリッジウェーブガ
イドを備えるＧａＮ系列III−Ｖ族窒化物半導体レーザ
ダイオードの断面図である。
心に上下に対向されるよう形成されたリッジウェーブガ
イドを備えるＧａＮ系列III−Ｖ族窒化物半導体レーザ
ダイオードの断面図である。
【図４】図２の半導体レーザダイオードと熱放出構造体
の結合を示した断面図である。
の結合を示した断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるＧａＮ系列III−
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるＧａＮ系列III−
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態によるＧａＮ系列III−
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態によるＧａＮ系列III−
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、発光ダイオ
ードに関する断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態によるＧａＮ系列III−
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レー
ザダイオードの断面図である。
Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レー
ザダイオードの断面図である。
【図１０】本発明の第６実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
【図１１】本発明の第７実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
【図１２】本発明の第８実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
【図１３】本発明の第９実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体レ
ーザダイオードの断面図である。
【図１４】本発明の第１０実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図１５】本発明の第１１実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図１６】本発明の第１２実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図１７】本発明の第１３実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図１８】本発明の第１４実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図１９】本発明の第１５実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図２０】本発明の第１６実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図２１】本発明の第１７実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図２２】本発明の第１８実施形態によるＧａＮ系列II
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
I−Ｖ族窒化物半導体発光素子の断面図であり、半導体
レーザダイオードの断面図である。
【図２３】本発明の第１実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図２４】本発明の第１実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図２５】本発明の第１実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図２６】本発明の第１実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図２７】本発明の第１実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図２８】本発明の第２実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図２９】本発明の第２実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図３０】本発明の第３実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図３１】本発明の第３実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図３２】本発明の第３実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法を段階別に示し
た断面図である。
【図３３】本発明の第４実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法の一部段階を示
した断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法の一部段階を示
した断面図である。
【図３４】本発明の第４実施形態によるＧａＮ系列III
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法の一部段階を示
した断面図である。
−Ｖ族窒化物半導体発光素子の製造方法の一部段階を示
した断面図である。
【図３５】図１７に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図３６】図１７に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図３７】図１７に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図３８】図１７に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図３９】図１７に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図４０】図１７に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図４１】図１８に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図４２】図１８に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図４３】図１８に示されたＧａＮ系列III−Ｖ族窒化
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
物半導体レーザダイオードの製造方法を段階別に示した
断面図である。
【図４４】本発明の実施形態によるＧａＮ系列III−Ｖ
族窒化物半導体発光素子の製造方法に共通する工程の一
段階を示した断面図である。
族窒化物半導体発光素子の製造方法に共通する工程の一
段階を示した断面図である。
５０…透光性導電層、 ５２…パッド層、 ５４…第２化合物半導体層、 ５６…活性層、 ５８…第１化合物半導体層、 ６０…高抵抗性基板、 ６２…ビアホール、 ６４…導電層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 趙 濟 ▲き▼ 大韓民国ソウル特別市西大門区北加佐２洞 295−44番地 (72)発明者 蔡 秀 ▲き▼ 大韓民国京畿道水原市勧善区鵠返町洞580 番地 三星アパート104棟1305号 Ｆターム(参考） 5F041 AA03 CA40 CA82 CA88 CA92 CA93 CA98 CA99 CB15 5F073 AA45 AA61 CA02 CB05 CB22
Claims (68)
- 【請求項１】 光放出が起こる活性層と、 前記活性層を中心に対向して備わった第１電極と第２電
極と、 前記活性層と前記第１電極間に備わった第１化合物半導
体層と、 前記活性層と前記第２電極間に備わっているが、前記活
性層を中心に前記第１化合物半導体層と対向して備わっ
た第２化合物半導体層と、 前記第１化合物半導体層の底面に備わった高抵抗性基板
とを備え、前記高抵抗性基板は一部が除去されて前記第
１化合物半導体層と前記第１電極とが互いに電気的に接
触するように備わったことを特徴とする発光素子。 - 【請求項２】 前記高抵抗性基板に前記第１化合物半導
体層の底面が露出されるビアホールが形成されており、
これを介して前記第１電極が前記第１化合物半導体層と
接触してい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】 前記高抵抗性基板は前記第１化合物半導
体層の底面の一部だけカバーし、前記第１電極は前記第
１化合物半導体層の一部または全面と接触していること
を特徴とする請求項１に記載の発光素子。 - 【請求項４】 前記高抵抗性基板はサファイア基板であ
ることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１
に記載の発光素子。 - 【請求項５】 前記第１及び第２電極は透光性物質を備
えることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか
１に記載の発光素子。 - 【請求項６】 前記第２電極の一部または全面を覆うパ
ッド層がさらに備わっていることを特徴とする請求項５
に記載の発光素子。 - 【請求項７】 前記第１電極は光反射材料であり、第２
電極は透光性材料であることを特徴とする請求項１ない
し３のうちいずれか１に記載の発光素子。 - 【請求項８】 前記第２電極の一部または全面を覆うパ
ッド層がさらに備わっていることを特徴とする請求項７
に記載の発光素子。 - 【請求項９】 前記第１電極は透光性材料であり、第２
電極は光反射材料であることを特徴とする請求項１ない
し３のうちいずれか１に記載の発光素子。 - 【請求項１０】 前記第１電極の一部または全面を覆う
パッド層がさらに備わっていることを特徴とする請求項
９に記載の発光素子。 - 【請求項１１】 前記第１化合物半導体層は、ＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、ｎ型物質層
またはアンドープト物質層であることを特徴とする請求
項１ないし３のうちいずれか１に記載の発光素子。 - 【請求項１２】 前記第２化合物半導体層は、ＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、ｐ型物質層
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１３】 前記活性層は、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-y
Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）である
ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であること
を特徴とする請求項１に記載の発光素子。 - 【請求項１４】 前記活性層は、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-y
Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）である
ＧａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層の多重量子
ウェル構造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１５】 前記第１電極は、前記第１化合物半導
体層の前記高抵抗性基板の前記除去された部分を介して
露出された部分を覆うオーミックコンタクト層とかかる
オーミックコンタクト層上に形成された熱伝導層より構
成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。 - 【請求項１６】 高抵抗性基板と、 前記高抵抗性基板を挟んで対向する第１及び第２電極
と、 前記高抵抗性基板と前記第２電極間に備わったレージン
グのための物質層とを備えるが、前記高抵抗性基板は一
部が除去されており、前記第１電極は前記高抵抗性基板
の除去された部分を介して露出される前記物質層と接触
していることを特徴とする発光素子。 - 【請求項１７】 前記レージングのための物質層は、 共振基層と、 前記共振基層を中心に対向する第１及び第２クラッド層
と、 前記共振基層と前記第１及び第２クラッド層とを挟んで
対向して備わった第１及び第２化合物半導体層と、 前記第２クラッド層と前記第２電極間に備わっており、
前記第２化合物半導体層の一部と対称的に接触する保護
膜とを備えるが、 前記第１化合物半導体層の底面が前記高抵抗性基板の除
去された部分を介して前記第１電極と接触したことを特
徴とする請求項１６に記載の発光素子。 - 【請求項１８】 前記共振基層は、 レージングが起こる活性層と、 前記活性層と前記第１クラッド層間に備わった第１導波
層と、 前記活性層と前記第２クラッド層間に備わった第２導波
層とを備えることを特徴とする請求項１７に記載の発光
素子。 - 【請求項１９】 前記高抵抗性基板に前記第１化合物半
導体層の底面が露出されるビアホールが形成されてお
り、これを介して前記第１電極が前記第１化合物半導体
層と接触していることを特徴とする請求項１７に記載の
発光素子。 - 【請求項２０】 前記高抵抗性基板は、前記第１化合物
半導体層の底面の一部だけカバーし、前記第１電極は前
記第１化合物半導体層の一部または全面と接触している
ことを特徴とする請求項１７に記載の発光素子。 - 【請求項２１】 前記高抵抗性基板は、サファイア基板
であることを特徴とする請求項１６、１７、１９または
２０に記載の発光素子。 - 【請求項２２】 前記第１化合物半導体層は、ＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、ｎ型物質層
またはアンドープト物質層であることを特徴とする請求
項１７、１９または２０に記載の発光素子。 - 【請求項２３】 前記第２化合物半導体層は、ＧａＮ系
のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層であり、ｐ型物質層
であることを特徴とする請求項１７に記載の発光素子。 - 【請求項２４】 前記活性層は、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-y
Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）層であ
ることを特徴とする請求項１７に記載の発光素子。 - 【請求項２５】 前記活性層はＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１そしてｘ＋ｙ≦１）であるＧ
ａＮ系のIII−Ｖ族窒化物化合物半導体層の多重量子ウ
ェル構造であることを特徴とする請求項１６に記載の発
光素子。 - 【請求項２６】 前記第１電極は、前記第１化合物半導
体層の前記高抵抗性基板の前記除去された部分を介して
露出された部分を覆うオーミックコンタクト層と、この
ようなオーミックコンタクト層の上に形成された熱伝導
層とを備えることを特徴とする請求項１７に記載の発光
素子。 - 【請求項２７】 光放出が起こる活性層と、 前記活性層を挟んで対向して前記活性層にレーザ発振を
誘導するレージングのための第１及び第２物質層と、 前記第１物質層の最下層と接触した第１電極と、 前記第２物質層の最上層と制限的に接触した第２電極
と、 効果的な熱放出のために前記第１物質層の最下層と接触
した熱放出手段とを備えることを特徴とする発光素子。 - 【請求項２８】 前記熱放出手段は熱伝導層であり、前
記第１物質層の最下層と前記熱伝導層とは一部領域だけ
接触しており、量子の残りの領域間に基板が備わってい
ることを特徴とする請求項２７に記載の発光素子。 - 【請求項２９】 前記熱伝導層と前記第１物質層の最下
層の一部領域は、前記基板に形成されたビアホールを介
して互いに接触したことを特徴とする請求項２８に記載
の発光素子。 - 【請求項３０】 前記ビアホールが形成された前記基板
に、前記第１物質層の最下層に向かう溝がさらに形成さ
れていることを特徴とする請求項２９に記載の発光素
子。 - 【請求項３１】 前記ビアホールは、前記第１電極に対
応する基板領域に形成されていることを特徴とする請求
項２９に記載の発光素子。 - 【請求項３２】 前記基板に、複数の前記ビアホールが
形成されていることを特徴とする請求項２９に記載の発
光素子。 - 【請求項３３】 前記ビアホールは、前記第１物質層の
最下層に拡張されたことを特徴とする請求項２９ないし
３２のうちいずれか１に記載の発光素子。 - 【請求項３４】 前記最下層物質層の底面の前記基板が
形成された部分とそうでない部分との間に段差が存在
し、前記最下層物質層の底面の前記基板が形成されてい
ない部分は所定の厚みほどエッチングされていることを
特徴とする請求項２８に記載の発光素子。 - 【請求項３５】 前記熱伝導層の一部は、前記溝を介し
て前記最下層の物質層と間接的に接触していることを特
徴とする請求項３０に記載の発光素子。 - 【請求項３６】 前記基板に前記のような溝が複数個形
成されていることを特徴とする請求項３５に記載の発光
素子。 - 【請求項３７】 前記基板に前記ビアホールが前記最下
層の物質層に拡張された形のビアホールがさらに備わっ
ていることを特徴とする請求項３５に記載の発光素子。 - 【請求項３８】 前記熱伝導層は金、白金、銀、銅、ニ
ッケル及びインジウムよりなった群のうちから選択され
た少なくともいずれか一つを含む物質層であることを特
徴とする請求項２７、２８、２９または３５に記載の発
光素子。 - 【請求項３９】 前記基板は、高抵抗性基板、シリコン
カーボン基板またはIII−Ｖ族化合物半導体基板である
ことを特徴とする請求項２８、２９、３０、３２、３
４、３６または３７に記載の発光素子。 - 【請求項４０】 高抵抗性基板上に光放出のための第１
化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層を順次
に形成する第１段階と、 前記第２化合物半導体層上に透光性導電層を形成する第
２段階と、 前記第１化合物半導体層が露出されるように前記高抵抗
性基板の一部をエッチングする第３段階と、 前記露出された第１化合物半導体層の上に光反射導電層
を形成する第４段階とを含むことを特徴とする発光素子
の製造方法。 - 【請求項４１】 前記第３段階は、前記高抵抗性基板の
底面を研磨する段階と、 前記高抵抗性基板をエッチングして前記第１化合物半導
体層の底面を露出させる段階とをさらに含むことを特徴
とする請求項４０に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４２】 前記高抵抗性基板は、サファイア基板
より形成されることを特徴とする請求項４１に記載の発
光素子の製造方法。 - 【請求項４３】 前記高抵抗性基板の底面を研磨する段
階は、グラインディング、ラッピングまたはポリッシン
グ方法を利用することを特徴とする請求項４１に記載の
発光素子の製造方法。 - 【請求項４４】 前記高抵抗性基板のエッチングは、少
なくともＣｌ2及びＢＣｌ3ガスを反応ガスに使用する乾
式エッチング方法により行われることを特徴とする請求
項４０または４１に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４５】 前記反応ガスとしてアルゴンガスをさ
らに含むことを特徴とする請求項４０に記載の発光素子
の製造方法。 - 【請求項４６】 前記高抵抗性基板のエッチングは、前
記第１化合物半導体層の底面が露出されるビアホールが
前記高抵抗性基板に形成されるように行われることを特
徴とする請求項４１に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４７】 前記高抵抗性基板のエッチングは、前
記高抵抗性基板の一部領域を除外した残りの領域が除去
されるように行われることを特徴とする請求項４１に記
載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４８】 前記透光性導電層上にパッド層を形成
する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４０に記
載の発光素子の製造方法。 - 【請求項４９】 高抵抗性基板上に光放出のための第１
化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層を順次
に形成する第１段階と、 前記第２化合物半導体層上に光反射導電層を形成する第
２段階と、 前記第１化合物半導体層が露出されるように前記高抵抗
性基板の一部をエッチングする第３段階と、 前記露出された第１化合物半導体層の上に透光性導電層
を形成する第４段階とを含むことを特徴とする発光素子
の製造方法。 - 【請求項５０】 前記第３段階は、前記高抵抗性基板の
底面を研磨する段階と、 前記高抵抗性基板をエッチングして前記第１化合物半導
体層の底面を露出させる段階とをさらに含むことを特徴
とする請求項４９に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５１】 前記高抵抗性基板は、サファイア基板
より形成されることを特徴とする請求項５０に記載の発
光素子の製造方法。 - 【請求項５２】 前記高抵抗性基板の底面を研磨する段
階は、グラインディング、ラッピングまたはポリッシン
グ方法を利用することを特徴とする請求項５０載の発光
素子の製造方法。 - 【請求項５３】 前記高抵抗性基板のエッチングは、少
なくともＣｌ2及びＢＣｌ3ガスを反応ガスに使用する乾
式エッチング方法により行われることを特徴とする請求
項４９または５０に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５４】 前記反応ガスとして、アルゴンガスを
さらに含むことを特徴とする請求項５３に記載の発光素
子の製造方法。 - 【請求項５５】 前記高抵抗性基板のエッチングは、前
記第１化合物半導体層の底面が露出されるビアホールが
前記高抵抗性基板に形成されるように行われることを特
徴とする請求項５０に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５６】 前記高抵抗性基板のエッチングは、前
記高抵抗性基板の一部領域を除外した残りの領域が除去
されるように行われることを特徴とする請求項５０に記
載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５７】 前記透光性導電層上にパッド層を形成
する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４９に記
載の発光素子の製造方法。 - 【請求項５８】 高抵抗性基板上にレージングのための
物質層を形成する第１段階と、 前記物質層上に第１電極を形成する第２段階と、 前記物質層が露出されるように前記高抵抗性基板の一部
をエッチングする第３段階と、 前記高抵抗性基板の底面上に前記露出された物質層の一
部または全面を覆う第２電極を形成する第４段階とを含
むことを特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項５９】 前記第１段階は、 前記高抵抗性基板上に第１化合物半導体層、第１クラッ
ド層、共振基層、第２クラッド層及び第２化合物半導体
層を順次に形成する段階と、 前記第２化合物半導体層上に前記第２化合物半導体層の
所定領域を覆うマスクパターンを形成する段階と、 前記マスクパターンをエッチングマスクとして前記第２
化合物半導体層及び前記第２クラッド層を順次にパター
ニングするが、前記第２クラッド層はリッジ形にパター
ニングする段階と、 前記マスクパターンを除去する段階と、 前記リッジ形にパターニングされた前記第２クラッド層
の上に前記パターニングされた第２化合物半導体層の一
部と接触する保護膜を形成する段階とをさらに含むこと
を特徴とする請求項５８に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項６０】 前記第３段階は、前記高抵抗性基板の
底面を研磨する段階と、 前記高抵抗性基板をエッチングして前記第１化合物半導
体層の底面を露出させる段階とをさらに含むことを特徴
とする請求項５９に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項６１】 前記高抵抗性基板は、サファイア基板
より形成されることを特徴とする請求項６０に記載の発
光素子の製造方法。 - 【請求項６２】 前記高抵抗性基板の底面を研磨する段
階は、グラインディング、ラッピングまたはポリッシン
グ方法を利用することを特徴とする請求項６０に記載の
発光素子の製造方法。 - 【請求項６３】 前記高抵抗性基板のエッチングは、少
なくともＣｌ2及びＢＣｌ3ガスを反応ガスに使用する乾
式エッチング方法により行われることを特徴とする請求
項５８または６０に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項６４】 前記反応ガスとして、アルゴンガスを
さらに含むことを特徴とする請求項６３に記載の発光素
子の製造方法。 - 【請求項６５】 前記高抵抗性基板のエッチングは、前
記第１化合物半導体層の底面が露出されるビアホールが
前記高抵抗性基板に形成されるように行われることを特
徴とする請求項６０に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項６６】 前記高抵抗性基板のエッチングは、前
記高抵抗性基板の一部領域を除外した残りの領域が全て
除去されるように行われることを特徴とする請求項６０
に記載の発光素子の製造方法。 - 【請求項６７】 前記共振基層は、前記第１クラッド層
の上に第１導波層、活性層及び第２導波層を順次に形成
して形成することを特徴とする請求項５９に記載の発光
素子の製造方法。 - 【請求項６８】 前記第４段階は、 前記高抵抗性基板の底面上に前記露出された物質層の一
部または全面を覆うオーミックコンタクト層を形成する
段階と、 前記オーミックコンタクト層の上に熱伝導層を形成する
段階とをさらに含むことを特徴とする請求項５８に記載
の発光素子。
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