特許 6088132 発光ダイオード及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6088132

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】発光ダイオード及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/38 20100101AFI20170220BHJP

   H01L 33/06 20100101ALI20170220BHJP

   H01L 33/10 20100101ALI20170220BHJP

   H01L 33/20 20100101ALI20170220BHJP

   H01L 33/30 20100101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/38

   H01L33/06

   H01L33/10

   H01L33/20

   H01L33/30

【請求項の数】21

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2011-265981(P2011-265981)

(22)【出願日】2011年12月5日

(65)【公開番号】特開2013-118331(P2013-118331A)

(43)【公開日】2013年6月13日

【審査請求日】2014年9月18日

【審判番号】不服2016-10016(P2016-10016/J1)

【審判請求日】2016年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(72)【発明者】

【氏名】粟飯原 範行

(72)【発明者】

【氏名】村木 典孝

【合議体】

【審判長】 恩田 春香

【審判官】 星野 浩一

【審判官】 河原 英雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１９６１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−４５６５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L33/00-33/64

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔から光を外部に射出する発光ダイオードであって、
上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなり、
前記活性層は、下部クラッド層、下部ガイド層、発光層、上部ガイド層、上部クラッド層が順次積層された構造であり、
前記支持構造部は少なくとも前記反射層の一部を含むものであって、その側面は、前記上面から前記基板側に少なくとも前記反射層を越える位置まで延在する傾斜部を含み、該傾斜部を含む水平方向の断面積が前記上面に向かって連続的に小さく形成されてなり、
前記メサ型構造部は少なくとも前記活性層の一部を含むものであって、前記傾斜側面は前記頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなり、
前記支持構造部及び前記メサ型構造部はそれぞれ、少なくとも一部は保護膜、第１の電極膜によって順に覆われてなり、
前記保護膜は、前記上面の少なくとも一部と、前記側面のうち少なくとも傾斜部と、前記メサ型構造部の前記傾斜側面と、前記メサ型構造部の前記頂面の周縁領域とを覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側であってかつ前記光射出孔の周囲に配置して、前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有し、
前記第１の電極膜は、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜であり、
前記傾斜部を覆う保護膜上に光漏れ防止膜を備え、
前記基板の反射層とは反対側に、平面視して前記光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を備えた、ことを特徴とする発光ダイオード。

【請求項2】

前記反射層がＤＢＲ反射層であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。

【請求項3】

前記活性層の基板とは反対側に上部ＤＢＲ反射層を備えることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード。

【請求項4】

前記傾斜部が二以上の傾斜部分からなり、各傾斜部分を含む水平方向の断面積はそれぞれ前記上面に向かって連続的に小さく、前記上面に近い傾斜部分を含む水平方向の断面積の方が前記上面に遠い傾斜部分を含む水平方向の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項5】

前記第１の電極膜及び／又は前記保護膜上に光漏れ防止膜を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項6】

前記化合物半導体層が、前記第１の電極膜に接触するコンタクト層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項7】

前記メサ型構造部が前記活性層のすべてと、前記反射層の一部を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項8】

前記メサ型構造部は平面視して矩形であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項9】

前記メサ型構造部の各傾斜側面は前記基板のオリエンテーションフラットに対してオフセットして形成されていることを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオード。

【請求項10】

前記メサ型構造部の高さが３〜７μｍであって、平面視した前記傾斜側面の幅が０．５〜７μｍであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項11】

前記光射出孔は平面視して円形又は楕円であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項12】

前記光射出孔の径が５０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオード。

【請求項13】

前記第１の電極膜の前記上面上の部分にボンディングワイヤを有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項14】

前記活性層に含まれる発光層が多重量子井戸からなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項15】

前記活性層に含まれる発光層が（（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）、（Ａｌ_Ｘ２Ｇａ_１−Ｘ２）Ａｓ（０≦Ｘ２≦１）、（Ｉｎ_Ｘ３Ｇａ_１−Ｘ３）Ａｓ（０≦Ｘ３≦１））のいずれかからなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項16】

前記発光層は井戸層とバリア層とが交互に積層された多層構造であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項17】

前記発光層は前記バリア層を両端に有することを特徴とする請求項１６に記載の発光ダイオード。

【請求項18】

前記バリア層、前記ガイド層、前記クラッド層のバンドギャップの大きさが、この順に大きくなることを特徴とする請求項１６又は１７のいずれかに記載の発光ダイオード。

【請求項19】

前記バリア層の組成がＡｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１Ａｓ（０＜Ｘ１＜１）、前記ガイド層の組成がＡｌ_Ｘ２Ｇａ_１−Ｘ２Ａｓ（０＜Ｘ２＜１）、前記クラッド層の組成がＡｌ_Ｘ３Ｇａ_１−Ｘ３Ａｓ（０＜Ｘ３＜１）であって、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３であることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の発光ダイオード。

【請求項20】

基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、前記活性層は、下部クラッド層、下部ガイド層、発光層、上部ガイド層、上部クラッド層が順次積層された構造をしており、光射出孔から光を外部に射出する発光ダイオードの製造方法であって、
基板上に、反射層と活性層を含む化合物半導体層とを形成する工程と、
前記基板の反射層とは反対側に、平面視して形成予定の前記光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を形成する工程と、
前記化合物半導体層に第１のウェットエッチングを行って、頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなるメサ型構造部と、該メサ型構造部の周囲に配置する、支持構造部の上面とを形成する工程と、
個片化用切断ラインに沿って第２のウェットエッチングを行って、支持構造部の側面の傾斜部を形成する工程と、
前記傾斜部と前記上面の少なくとも一部と、前記メサ型構造部の前記傾斜側面と、前記メサ型構造部の前記頂面の周縁領域とを少なくとも覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側であってかつ前記光射出孔の周囲に該光射出孔を囲繞するように配置して、前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有する保護膜を形成する工程と、
前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜である第１の電極膜を形成する工程と、
前記傾斜部を覆う保護膜上に光漏れ防止膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。

【請求項21】

前記第１及び第２のウェットエッチングを、リン酸／過酸化水素水混合液、アンモニア／過酸化水素水混合液、ブロムメタノール混合液、ヨウ化カリウム／アンモニアの群から選択される少なくとも１種以上を用いて行うことを特徴とする請求項２０に記載の発光ダイオードの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光ダイオード及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

発光層で発生した光を素子上面の一部から取り出す点光源型の発光ダイオードが知られている。この型の発光ダイオードにおいて、発光層における通電領域をその面内の一部に制限するための電流狭窄構造を有するものが知られている（例えば、特許文献１）。電流狭窄構造を有する発光ダイオードでは、発光領域が限定され、その領域の真上に設けられた光射出孔から光を射出させるため、高い光出力が得られると共に射出させた光を光学部品等に効率良く取り込むことが可能である。

【0003】

点光源型の発光ダイオードのうち特に、共振器型発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ：Resonant-Cavity Light Emitting Diode）は、２つのミラーからなる共振器内で発生する定在波の腹が共振器内に配置した発光層に位置するように構成すると共に、光出射側のミラーの反射率を基板側のミラーの反射率よりも低く設定することによりレーザ発振させないでＬＥＤモードで動作する、高効率の発光素子である（特許文献２，３）。共振器型発光ダイオードは通常の発光ダイオードと比較して、共振器構造の効果によって、発光スペクトル線幅が狭い、出射光の指向性が高い、自然放出によるキャリア寿命が短いため高速応答が可能である、等の特徴があるため、センサなどに適している。

【0004】

共振器型発光ダイオードにおいて、基板に平行な方向において発光領域を狭くするために上部ミラー層及び活性層等をピラー構造とし、そのピラー構造の頂面の光取り出し面に光出射用の開口を有する層を備えた構成が知られている（例えば、特許文献４）。
図１２は、基板１３１上に、下部ミラー層１３２と、活性層１３３と、上部ミラー層１３４と、コンタクト層１３５とを順に備えた共振器型発光ダイオードであって、活性層１３３と、上部ミラー層１３４と、コンタクト層１３５とをピラー構造１３７とし、ピラー構造１３７及びその周囲を保護膜１３８で被覆し、その保護膜１３８上に電極膜１３９を形成し、ピラー構造１３７の頂面１３７ａ（光取り出し面）において電極膜１３９に光出射用の開口１３９ａを形成した共振器型発光ダイオードを示す。符号１４０は裏面電極である。

【0005】

図１２で示したようなピラー構造の電流狭窄構造は、共振器型ではない点光源型の発光ダイオードにおいても適用が可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５−３１８４２号公報

【特許文献2】特開２００２−７６４３３号公報

【特許文献3】特開２００７−２９９９４９号公報

【特許文献4】特開平９−２８３８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記ピラー構造を形成する際、活性層等を成膜した後の、ピラー構造以外の部分の除去を異方性のドライエッチングによって実施するため、図１２に示すように、ピラー構造１３７の側面１３７ｂは基板１３１に対して垂直あるいは急傾斜に形成されてしまう。このピラー構造の側面には通常、蒸着法やスパッタ法によって保護膜が形成された後、蒸着法によって電極用金属（例えば、Ａｕ）膜を形成するが、この垂直あるいは急傾斜の側面に、保護膜や電極用金属膜を一様な膜厚で形成するのは容易ではなく、不連続な膜になりやすいという問題がある。保護膜が不連続な膜になった場合（図１２中の符号Ａ）には、その不連続部分に電極用金属膜が入り込んで活性層等に接触してリークの原因になる。また、電極用金属膜が不連続な膜になった場合（図１２中の符号Ｂ）には、通電不良の原因になる。

【0008】

また、図１２で示した発光ダイオードでは、ピラー構造を支持する構造の側面１３２ａが露出しているため、側面が大気や大気中の水分と接触して劣化してしまうという問題がある。特に、下部ミラー層１３２がＡｌの組成が高い半導体層の場合、側面が酸化して特性が低下してしまう。

【0009】

また、ピラー構造以外の部分の除去をドライエッチングで行うと、高価な装置が必要となり、エッチング時間も長くかかるという問題もある。

【0010】

さらに、図１２に示したようなピラー構造の頂面に光射出孔を有する点光源型の発光ダイオードでは、ピラー構造内の発光層全体に電流が流れるために、発光層のうち光射出孔の直下以外の部分で発光する光の量が多く、光射出孔の直下以外の部分で発光した光は光射出孔の直下で発光した光に比べて発光ダイオードの外部に射出する確率が低いことから、光取り出し効率の向上が阻まれていた。

【0011】

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、保護膜及びその上に形成された電極膜が均一な膜厚で形成されていると共に光取り出し効率が高い発光ダイオード、及び、リークや通電不良が低減して歩留まりが向上すると共に従来より低コストで製造可能な発光ダイオードの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、さらに、安定で高輝度の発光が担保されていると共に、側面の劣化が防止され、高信頼性及び長寿命化が図られた発光ダイオード、及び、その製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、以下の手段を提供する。
（１）基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔から光を外部に射出する発光ダイオードであって、上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなり、前記メサ型構造部は少なくとも前記活性層の一部を含むものであって、前記傾斜側面はウェットエッチングによって形成されてなると共に前記頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなり、前記支持構造部及び前記メサ型構造部はそれぞれ、少なくとも一部は保護膜、第１の電極膜によって順に覆われてなり、前記保護膜は、前記上面の少なくとも一部と、前記メサ型構造部の前記傾斜側面と、前記メサ型構造部の前記頂面の周縁領域とを覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側であってかつ前記光射出孔の周囲に配置して、前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有し、前記第１の電極膜は、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜であり、前記基板の反射層とは反対側に、平面視して前記光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を備えた、ことを特徴とする発光ダイオード。
（２）基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔から光を外部に射出する発光ダイオードであって、上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなり、前記支持構造部は少なくとも前記反射層の一部を含むものであって、その側面は、ウェットエッチングによって形成され、前記上面から前記基板側に少なくとも前記反射層を越える位置まで延在する傾斜部を含み、該傾斜部を含む水平方向の断面積が前記上面に向かって連続的に小さく形成されてなり、前記メサ型構造部は少なくとも前記活性層の一部を含むものであって、前記傾斜側面はウェットエッチングによって形成されてなると共に前記頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなり、前記支持構造部及び前記メサ型構造部はそれぞれ、少なくとも一部は保護膜、第１の電極膜によって順に覆われてなり、前記保護膜は、前記上面の少なくとも一部と、前記側面のうち少なくとも傾斜部と、前記メサ型構造部の前記傾斜側面と、前記メサ型構造部の前記頂面の周縁領域とを覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側であってかつ前記光射出孔の周囲に配置して、前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有し、前記第１の電極膜は、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜であり、前記基板の反射層とは反対側に、平面視して前記光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を備えた、ことを特徴とする発光ダイオード。
（３）前記反射層がＤＢＲ反射層であることを特徴とする（１）又は（２）のいずれかに記載の発光ダイオード。
（４）前記活性層の基板とは反対側に上部ＤＢＲ反射層を備えることを特徴とする（３）に記載の発光ダイオード。
（５）前記傾斜部が二以上の傾斜部分からなり、各傾斜部分を含む水平方向の断面積はそれぞれ前記上面に向かって連続的に小さく、前記上面に近い傾斜部分を含む水平方向の断面積の方が前記上面に遠い傾斜部分を含む水平方向の断面積よりも小さいことを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（６）前記第1の電極膜及び／又は前記保護膜上に光漏れ防止膜を備えたことを特徴とする（１）〜（５）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（７）前記化合物半導体層が、前記電極膜に接触するコンタクト層を有することを特徴とする（１）〜（６）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（８）前記メサ型構造部が前記活性層のすべてと、前記反射層の一部または全部を含むことを特徴とする（１）〜（７）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（９）前記メサ型構造部は平面視して矩形であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（１０）前記メサ型構造部の各傾斜側面は前記基板のオリエンテーションフラットに対してオフセットして形成されていることを特徴とする（９）に記載の発光ダイオード。
（１１）前記メサ型構造部の高さが３〜７μｍであって、平面視した前記傾斜側面の幅が０．５〜７μｍであることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（１２）前記光射出孔は平面視して円形又は楕円であることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（１３）前記光射出孔の径が５０〜１５０μｍであることを特徴とする（１２）に記載の発光ダイオード。
（１４）前記第１の電極膜の前記上面上の部分にボンディングワイヤを有することを特徴とする（１）〜（１３）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（１５）前記活性層に含まれる発光層が多重量子井戸からなることを特徴とする（１）〜（１４）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（１６）前記活性層に含まれる発光層が（（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）、（Ａｌ_Ｘ２Ｇａ_１−Ｘ２）Ａｓ（０≦Ｘ２≦１）、（Ｉｎ_Ｘ３Ｇａ_１−Ｘ３）Ａｓ（０≦Ｘ３≦１））のいずれかからなることを特徴とする（１）〜（１５）のいずれか一項に記載の発光ダイオード。
（１７）基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔から光を外部に射出する発光ダイオードの製造方法であって、基板上に、反射層と活性層を含む化合物半導体層とを形成する工程と、前記基板の反射層とは反対側に、平面視して形成予定の前記光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を形成する工程と、前記化合物半導体層をウェットエッチングして、頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなるメサ型構造部と該メサ型構造部の周囲に配置する上面とを形成する工程と、前記上面の少なくとも一部と、前記メサ型構造部の前記傾斜側面と、前記メサ型構造部の前記頂面の周縁領域とを少なくとも覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側であってかつ前記光射出孔の周囲に配置して、前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有する保護膜を形成する工程と、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜である第１の電極膜を形成する工程と、を有することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
（１８）基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔から光を外部に射出する発光ダイオードの製造方法であって、基板上に、反射層と活性層を含む化合物半導体層とを形成する工程と、前記基板の反射層とは反対側に、平面視して形成予定の前記光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を形成する工程と、前記化合物半導体層に第１のウェットエッチングを行って、頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなるメサ型構造部と、該メサ型構造部の周囲に配置する、支持構造部の上面とを形成する工程と、個片化用切断ラインに沿って第２のウェットエッチングを行って、支持構造部の側面の傾斜部を形成する工程と、前記傾斜部と前記上面の少なくとも一部と、前記メサ型構造部の前記傾斜側面と、前記メサ型構造部の前記頂面の周縁領域とを少なくとも覆うとともに、平面視して前記周縁領域の内側であってかつ前記光射出孔の周囲に該光射出孔を囲繞するように配置して、前記化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有する保護膜を形成する工程と、前記通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、前記上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、前記メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜である第１の電極膜を形成する工程と、を有することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
（１９）前記第１及び第２のウェットエッチングを、リン酸／過酸化水素水混合液、アンモニア／過酸化水素水混合液、ブロムメタノール混合液、ヨウ化カリウム／アンモニアの群から選択される少なくとも１種以上を用いて行うことを特徴とする（１７）又は（１８）のいずれかに記載の発光ダイオードの製造方法。

【発明の効果】

【0013】

本発明の発光ダイオードによれば、基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔から光を外部に射出すると共に、保護膜が周縁領域の内側であってかつ光射出孔の周囲に配置して、化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有し、第1の電極膜は、通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、メサ型構造部の頂面上に光射出を有するように形成された連続膜であり、基板の反射層とは反対側に、平面視して光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を備えた構成を採用したので、第1の電極膜のうち通電窓を埋めた部分と光射出孔に重なる範囲内に形成された第２の電極膜との間に電流が集中することにより、活性層のうち光射出孔の直下の部分で発光する光の量がその直下以外の部分で発光する光の量に比べて多くなり、その結果、光射出孔に向かう光の割合が高くなり、光取り出し効率の向上が図られている。
本発明の発光ダイオードによれば、上面及び側面を有する支持構造部と、該支持構造部上に配置し、傾斜側面及び頂面を有するメサ型構造部とからなる構成を採用したので、高い光出力が得られると共に射出させた光を光学部品等に効率良く取り込むことが可能である。
本発明の発光ダイオードによれば、メサ型構造部の傾斜側面はウェットエッチングによって形成されてなると共に頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなる構成を採用したので、垂直側面の場合に比べて側面に保護膜及びその上の電極膜を形成しやすいために均一な膜厚で連続な膜が形成されるため、不連続な膜に起因したリークや通電不良がなく、安定で高輝度の発光が担保されている。かかる効果は、ウェットエッチングによって形成されてなる傾斜側面を有するメサ型構造部を備えていれば奏する効果であり、発光ダイオードの内部の積層構造や基板の構成によらずに得られる効果である。

【0014】

本発明の発光ダイオードによれば、支持構造部は少なくとも反射層の一部を含むものであって、その側面は、ウェットエッチングによって形成され、上面から基板側に少なくとも反射層を越える位置まで延在する傾斜部を含み、該傾斜部を含む水平方向の断面積が上面に向かって連続的に小さく形成されてなる構成において、保護膜は、上面の少なくとも一部と、側面のうち少なくとも傾斜部と、傾斜側面と、頂面の周縁領域とを覆う構成を採用したので、支持構造部の反射層の側面は保護膜で被覆されており、反射層の側面が大気や水分と接触して劣化することが防止され、高信頼性及び長寿命化が図られている。かかる効果は、ウェットエッチングによって形成されてなる傾斜側面を有するメサ型構造部を備えていれば奏する効果であり、発光ダイオードの内部の積層構造や基板の構成によらずに得られる効果である。

【0015】

本発明の発光ダイオードによれば、反射層がＤＢＲ反射層である構成を採用することにより、発光スペクトル線幅が狭い発光が可能となる。また、さらに、活性層の基板と反対側に上部ＤＢＲ反射層を備える構成を採用することにより、発光スペクトル線幅が狭く、出射光の指向性が高く、高速応答が可能となる。

【0016】

本発明の発光ダイオードによれば、傾斜部が二以上の傾斜部分からなり、各傾斜部分を含む水平方向の断面積はそれぞれ上面に向かって連続的に小さく、上面に近い傾斜部分を含む水平方向の断面積の方が上面に遠い傾斜部分を含む水平方向の断面積よりも小さい構成を採用することにより、垂直側面の場合に比べて側面に保護膜及びその上の電極膜を形成しやすいために均一な膜厚で連続な膜が形成されるため、不連続な膜に起因したリークや通電不良がなく、安定で高輝度の発光が担保されている。

【0017】

本発明の発光ダイオードによれば、第１の電極膜及び／又は保護膜上に光漏れ防止膜を備えた構成を採用することにより、活性層で発光した光が第１の電極膜及び／又は保護膜を透過して素子外に漏れることを防止できる。

【0018】

本発明の発光ダイオードによれば、化合物半導体層が第１の電極膜に接触するコンタクト層を有する構成を採用することにより、オーミック電極の接触抵抗を下げて低電圧駆動が可能となる。

【0019】

本発明の発光ダイオードによれば、メサ型構造部は活性層のすべてと、反射層の一部または全部を含む構成を採用することにより、発光は全て、メサ型構造部内で生ずることになり、光取り出し効率が向上する。

【0020】

本発明の発光ダイオードによれば、メサ型構造部を平面視して矩形である構成を採用することにより、製造時のウェットエッチングにおける異方性の影響によりエッチング深さによりメサ形状が変化することが抑制され、メサ部面積の制御が容易なので、高精度の寸法形状が得られている。

【0021】

本発明の発光ダイオードによれば、メサ型構造部の各傾斜側面が基板のオリエンテーションフラットに対してオフセットして形成されている構成を採用することにより、矩形メサ型構造部を構成する4辺に対し基板方位による異方性の影響が緩和されているため、均等なメサ形状・勾配が得られている。

【0022】

本発明の発光ダイオードによれば、メサ型構造部の高さが３〜７μｍであって、平面視した傾斜側面の幅が０．５〜７μｍである構成を採用することにより、垂直側面の場合に比べて側面に保護膜及びその上の電極膜を形成しやすいために均一な膜厚で連続な膜が形成されるため、不連続な膜に起因したリークや通電不良がなく、安定で高輝度の発光が担保されている。

【0023】

本発明の発光ダイオードによれば、光射出孔が平面視して円形又は楕円である構成を採用することにより、矩形等の角を持つ構造に比べ均一なコンタクト領域を形成しやすく、角部での電流集中等の発生を抑制できる。また、受光側でのファイバー等への結合に適している。

【0024】

本発明の発光ダイオードによれば、光射出孔の径が５０〜１５０μｍである構成を採用することにより、５０μm未満ではメサ型構造部での電流密度が高くなり、低電流で出力が飽和してしまう一方、１５０μmを超えるとメサ型構造部全体への電流拡散が困難であるため、やはり出力は飽和するという問題が回避されている。

【0025】

本発明の発光ダイオードによれば、第１の電極膜の上面上の部分にボンディングワイヤを有する構成を採用することにより、十分な荷重（及び超音波）をかけられる第１の電極膜の上面にワイヤボンディングがなされているので、接合強度の強いワイヤボンディングが実現されている。

【0026】

本発明の発光ダイオードによれば、活性層に含まれる発光層が多重量子井戸からなる構成を採用することにより、井戸層内に十分な注入キャリアが閉じ込められることにより、井戸層内のキャリア密度が高くなり、その結果、発光再結合確率が増大して、応答速度が高い。

【0027】

本発明の発光ダイオードの製造方法によれば、基板上に反射層と活性層を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔から光を外部に射出する発光ダイオードの製造方法であって、基板上に、反射層と活性層を含む化合物半導体層とを形成する工程と、基板の反射層とは反対側に、平面視して形成予定の前記光射出孔に重なる範囲内に第２の電極膜を形成する工程を有する構成を採用したので、第１の電極膜のうち通電窓を埋めた部分と貫通電極との間に電流が集中することにより、活性層のうち光射出孔の直下の部分で発光する光の量がその直下以外の部分で発光する光の量に比べて多くなり、その結果、光射出孔に向かう光の割合が高くなり、光取り出し効率が向上した発光ダイオードを製造することができる。
本発明の発光ダイオードの製造方法によれば、化合物半導体層をウェットエッチングして、頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなるメサ型構造部と該メサ型構造部の周囲に配置する上面とを形成する工程と、メサ型構造部の周縁領域の内側であってかつ光射出孔の周囲に配置して、化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓を有するように保護膜を形成する工程と、通電窓から露出された化合物半導体層の表面に直接接触すると共に、上面上に形成された保護膜の一部を少なくとも覆い、メサ型構造部の頂面上に光射出孔を有するように形成された連続膜である第１の電極膜を形成する工程と、を有する構成を採用したので、高い光出力を有すると共に射出させた光を光学部品等に効率良く取り込むことが可能であると共に、垂直側面の場合に比べて傾斜斜面に保護膜及びその上の電極膜を形成しやすいために均一な膜厚で連続な膜が形成されるため、不連続な膜に起因したリークや通電不良がなく、安定で高輝度の発光が担保された発光ダイオードを製造することができる。従来の異方性のドライエッチングによりピラー構造を形成すると側面が垂直に形成されるが、ウェットエッチングによりメサ型構造部を形成することにより、側面を緩やかな傾斜の側面を形成することができる。また、ウェットエッチングによりメサ型構造部を形成することにより、従来のドライエッチングによってピラー構造を形成する場合に比べて形成時間が短縮することができる。

【0028】

本発明の発光ダイオードの製造方法によれば、個片化用切断ラインに沿って第２のウェットエッチングを行って、支持構造部の側面の傾斜部を形成する工程と、傾斜部を覆う保護膜を形成する工程と、を有する構成を採用したので、側面が大気や水分と接触して劣化してしまうことが防止された発光ダイオードを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１の実施形態である発光ダイオードの断面摸式図である。

【図2】本発明の第１の実施形態である発光ダイオードの斜視図である。

【図3】本発明の第１の実施形態である発光ダイオードの傾斜斜面の断面を示す電子顕微鏡写真である。

【図4】本発明の第１の実施形態である発光ダイオードの活性層の断面摸式図である。

【図5】本発明の第２の実施形態である発光ダイオードの断面摸式図である。

【図6】本発明の第３の実施形態である発光ダイオードの断面摸式図である。

【図7】本発明の第４の実施形態である発光ダイオードの断面摸式図である。

【図8】本発明の第１の実施形態の発光ダイオードの製造方法を説明するための断面摸式図である。

【図9】本発明の第１の実施形態の発光ダイオードの製造方法を説明するための断面摸式図である。

【図10】ウェットエッチングのエッチング時間に対する深さ及び幅の関係を示すグラフである。

【図11】本発明の第１の実施形態の発光ダイオードの製造方法を説明するための断面摸式図である。

【図12】従来の発光ダイオードの断面摸式図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を適用した発光ダイオード及びその製造方法について、図を用いてその構成を説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。例えば、一の実施形態で示した構成を他の実施形態に適用することもできる。
なお、本発明の効果を損ねない範囲で以下に記載していない層を備えてもよい。

【0031】

〔発光ダイオード（第１の実施形態）〕
図１に、本発明を適用した第１の実施形態の発光ダイオードの一例である共振器型発光ダイオードの断面模式図である。図２は、図１で示した発光ダイオードを含むウェハ上に形成された発光ダイオードの斜視図である。

【0032】

図１に示す発光ダイオード１００は、基板１上に反射層２と活性層３を順に含む化合物半導体層とを備え、光射出孔９ｂから光を外部に射出する発光ダイオードであって、上面６ａ及び側面６ｂを有する支持構造部６と、該支持構造部６上に配置し、傾斜側面７ａ及び頂面７ｂを有するメサ型構造部７とからなり、メサ型構造部７は少なくとも活性層３の一部を含むものであって、傾斜側面７ａはウェットエッチングによって形成されてなると共に頂面７ｂに向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなり、支持構造部６及びメサ型構造部７はそれぞれ、少なくとも一部は保護膜８、第１の電極膜９によって順に覆われてなり、保護膜８は、上面６ａの少なくとも一部と、メサ型構造部７の傾斜側面７ａと、メサ型構造部７の頂面７ｂの周縁領域７ｂａとを覆うとともに、平面視して周縁領域７ｂａの内側であってかつ光射出孔９ｂの周囲に配置して、化合物半導体層（コンタクト層５）の表面の一部を露出する通電窓８ｂを有し、第１の電極膜９は、通電窓８ｂから露出された化合物半導体層（コンタクト層５）の表面に直接接触すると共に、上面６ａ上に形成された保護膜８の一部を少なくとも覆い、メサ型構造部７の頂面７ｂ上に光射出孔９ｂを有するように形成された連続膜であり、基板１の反射層２とは反対側に、平面視して光射出孔９ｂに重なる範囲内に第２の電極膜１０を備えている。
また、本実施形態では、反射層２はＤＢＲ反射層（下部ＤＢＲ反射層）であり、活性層３の基板１と反対側に上部ＤＢＲ反射層４に備え、化合物半導体層は第１の電極膜９に接触するコンタクト層５を有するものである。
また、メサ型構造部７は、平面視して矩形であり、第１の電極膜９の光射出孔９ｂは平面視して円形である。メサ型構造部７の平面視は矩形に限定されず、また、光射出孔９ｂの平面視も円形に限定されない。
メサ型構造部７の第１の電極膜上に、側面からの光の漏れを防止するための光漏れ防止膜１６を備えている。

【0033】

本発明の発光ダイオードは、図２に示すように、ウェハ状の基板上に多数の発光ダイオード１００を作製した後、各発光ダイオードごとにストリート（切断予定ライン）２１（点線２２はストリート２１の長手方向の中心線）に沿って切断することにより製造することができる。すなわち、点線２２に沿ってストリート２１の部分にレーザーやブレード等を当てることにより、各発光ダイオードごとに切断することができる。

【0034】

メサ型構造部７は、支持構造部６の上面６ａに対して上方に突出した構造であり、傾斜側面７ａと頂面７ｂとを有する。図１で示した例の場合、傾斜側面７ａは、活性層３の全層、上部ＤＢＲ反射層４及びコンタクト層５の傾斜断面からなり、傾斜側面７ａの上に、保護膜８、第１の電極膜(おもて面電極層)９、光漏れ防止膜１６が順に設けられている。頂面７ｂは、コンタクト層５の表面からなり、頂面７ｂの上に、保護膜８（符号８ｂａ及び符号８ｄの部分）と、第１の電極膜９（符号９ｂａ、９ｂｂ及び９ｄの部分）とが設けられている。

【0035】

また、本発明のメサ型構造部７の内部は、コンタクト層５と、上部ＤＢＲ反射層４と、活性層３の少なくとも一部とを含む。
図１で示した例の場合、メサ型構造部７の内部は、コンタクト層５と、上部ＤＢＲ反射層４と、活性層３の全層とを含む。メサ型構造部７の内部には、活性層３の一部だけを含んでもよいが、活性層３の全層がメサ型構造部７の内部に含まれるのが好ましい。活性層３で発光した光を全てメサ型構造部内で生ずることになり、光取り出し効率が向上するからである。また、メサ型構造部７の内部に下部ＤＢＲ反射層２の一部を含んでもよい。

【0036】

また、メサ型構造部７は、その傾斜側面７ａはウェットエッチングによって形成されてなると共に、基板１側から頂面に向かって水平方向の断面積が連続的に小さく形成されてなる。傾斜側面７ａはウェットエッチングによって形成されたものなので、下に凸状に形成されてなる。メサ型構造部７の高さｈは３〜７μｍであって、平面視した傾斜側面７ａの幅ｗが０．５〜７μｍであるのが好ましい。この場合、メサ型構造部７の側面が垂直若しくは急傾斜でなく、緩やかな傾斜であるために、保護膜や電極用金属膜を一様な膜厚で形成するのが容易となり、不連続な膜になるおそれがなく、そのため、不連続な膜に起因したリークや通電不良がなく、安定で高輝度の発光が担保されるからである。
また、高さが７μｍを超えるまでウェットエッチングを行うと、傾斜側面がオーバーハング形状（逆テーパ状）になりやすくなるので好ましくない。オーバーハング形状（逆テーパ状）では保護膜や電極膜を均一な膜厚で不連続箇所なく形成することが垂直側面の場合よりもさらに困難になる。
なお、本明細書において、高さｈとは、上面６ａ上の保護膜を介して形成された電極膜９（符号９ｃの部分）の表面から、保護膜８の符号８ｂａの部分を覆う電極膜９（符号９ｂａの部分）の表面までの垂直方向の距離（図１参照）をいう。また、幅ｗとは、保護膜８の符号８ｂａの部分を覆う電極膜９（符号９ｂａの部分）のエッジからそのエッジにつながった傾斜側面の電極膜９（符号９ａの部分）の最下のエッジの水平方向の距離（図１参照）をいう。

【0037】

図３は、メサ型構造部７近傍の断面の電子顕微鏡写真である。
図３で示した例の層構成は、コンタクト層がＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなり、層厚が３μｍである点以外は、後述する実施例と同様な構成である。

【0038】

本発明のメサ型構造部はウェットエッチングによって形成されてなるので、その頂面側から基板側へ行くほど（図で下方に行くほど）、メサ型構造部の水平断面積（又は、幅もしくは径）の増大率が大きくなるように形成されている。この形状によってメサ型構造部がドライエッチングではなく、ウェットエッチングによって形成されたものであることを判別することができる。
図３で示した例では、高さｈは７μｍであり、幅ｗは３．５〜４．５μｍであった。

【0039】

メサ型構造部７は、平面視して矩形であるのが好ましい。製造時のウェットエッチングにおける異方性の影響でエッチング深さによりメサ形状が変化することが抑制され、メサ型構造部の各面の面積の制御が容易なので、高精度の寸法形状が得られるからである。

【0040】

発光ダイオードにおけるメサ型構造部７の位置は、図1及び図２に示すように、素子の小型化のためには発光ダイオードの長軸方向の一方に片寄っているのが好ましい。支持構造部６の上面６ａはボンディングワイヤ（図示せず）を取り付けるのに要する広さが必要であるため、狭くするのには限界があり、メサ型構造部７をもう一方に寄せることにより、支持構造部６の上面６ａの範囲を最小化でき、素子の小型化を図ることができるからである。

【0041】

支持構造部６は上面６ａと側面６ｂを備える。支持構造部６の上面６ａは、メサ型構造部７の周囲に配置する部分である。本発明では、十分な荷重（及び超音波）をかけることが可能な第１の電極膜の上面に位置する部分にワイヤボンディングがなされるので、接合強度の強いワイヤボンディングが実現できる。

【0042】

支持構造部６の上面６ａの上には、保護膜８、第１の電極膜(おもて面電極層)９が順に形成されており、第１の電極膜９の上にはボンディングワイヤ（図示せず）が取り付けられる。上面６ａの保護膜８の直下に配置する材料は、メサ型構造部７の内部の構成により決まる。図１で示した例の場合、メサ型構造部７の内部はコンタクト層５と、上部ＤＢＲ反射層４と、活性層３の全層とを含み、活性層３の直下の層である下部ＤＢＲ反射層の最上面が支持構造部６の上面６ａの保護膜８の直下に配置するので、上面６ａの保護膜８の直下に配置する材料は下部ＤＢＲ反射層の最上面の材料である。

【0043】

基板１の裏面１Ａには、平面視して光射出孔９ｂに重なる範囲内に、第２の電極膜（裏面電極）１０を備えている。
第1の電極膜のうち通電窓を埋めた部分（「コンタクト部分９ｂｂ」）と、平面視して、通電窓８ｂの内側に配置する光射出孔９ｂに重なる範囲内に形成された第２の電極膜１０との間に電流が集中することにより、活性層３のうち光射出孔９ｂの直下の部分で発光する光の量がその直下以外の部分で発光する光の量に比べて多くなり、その結果、光射出孔に向かう光の割合が高くなり、光取り出し効率が向上する。

【0044】

第２の電極膜１０の形状に特に制限はなく、その材料としては公知の電極材料を用いることができ、例えば、Ａｕ、ＡｕＢｅ合金、ＡｕＧｅ合金を用いることができる。

【0045】

保護膜８は、メサ型構造部７の傾斜側面７ａを覆う部分８ａと、支持構造部６の上面６ａの少なくとも一部を覆う部分８ｃ（メサ型構造部７を挟んで反対側の上面を覆う部分８ｃｃも含む）と、メサ型構造部７の頂面７ｂの周縁領域７ｂａを覆う部分８ｂａと、前記頂面７ｂの中央部分を覆う部分８ｄとからなり、平面視して周縁領域７ｂａの内側にコンタクト層５の表面の一部を露出する通電窓８ｂを有する。
本実施形態の通電窓８ｂは、メサ型構造部７の頂面７ｂにおいてコンタクト層５の表面のうち、周縁領域７ｂａの下に位置する部分８ｂａと中央部分を覆う部分８ｄの下に位置する部分との間の径の異なる２つの同心円間の領域を露出する。
通電窓８ｂの形状に制限はない。環状でなくてもよく、連続するものでなく離散する複数の領域からなってもよい。

【0046】

保護膜８の第１の機能は発光が生じる領域及び光を取り出す範囲を狭くするために、おもて面電極層９の下層に配置して、おもて面電極層９のうち、化合物半導体層２０に接触して化合物半導体層２０との間の電流の流入もしくは流出を頂面７ｂの通電窓８ｂの部分に制限することである。すなわち、保護膜８を形成した後、保護膜８を含む全面におもて面電極層を形成し、その後、おもて面電極層をパターニングするが、保護膜８を形成した部分についてはおもて面電極層を除去しなくても第２の電極膜（裏面電極）１０との間に電流が流れることはない。第２の電極膜（裏面電極）１０との間の電流を流したいところに保護膜８の通電窓８ｂを形成する。
従って、第１の機能を持たせるように、メサ型構造部７の頂面７ｂの一部に通電窓８ｂを形成する構成であれば、通電窓８ｂの形状や位置は図１のような形状や位置に限定されない。

【0047】

保護膜８の第２の機能は、第１の機能は必須の機能であるのに対して必須の機能ではないが、図１に示す保護膜８の場合、第２の機能として、平面視しておもて面電極層９の光射出孔９ａ内のコンタクト層５の表面に配置して、保護膜８越しに光を取り出すことができ、かつ、光を取り出すコンタクト層５の表面を保護することである。
なお、後述する第２の実施形態では、光射出孔の下に保護膜を有さず、保護膜を介さずに光射出孔９ｂから直接、光を取り出す構成であり、第２の機能を有さない。

【0048】

保護膜８の材料としては絶縁層として公知のものを用いることができるが、安定した絶縁膜の形成が容易であることから、シリコン酸化膜が好ましい。
なお、本実施形態では、この保護膜８（８ｄ）越しに光を取り出すので、保護膜８は透光性を有する必要がある。

【0049】

また、保護膜８の膜厚は、０．３〜１μｍが好ましい。０．３μｍ未満では絶縁が十分ではないからであり、１μｍを超えると形成するのに時間がかかり過ぎるからである。

【0050】

第１の電極膜(おもて面電極層)９は、保護膜８のうち傾斜側面７ａを覆う部分８ａを覆う部分９ａと、保護膜８のうち上面６ａの少なくとも一部を覆う部分８ｃを覆う部分９ｃと、保護膜８のうちメサ型構造部７の頂面７ｂの周縁領域７ｂａを覆う部分８ｂａの部分を覆う部分９ｂａと、保護膜８の通電窓８ｂを埋め込む部分９ｂｂ（以下適宜、「コンタクト部分」という）と、メサ型構造部７の頂面７ｂにおいて保護膜８のうち頂面７ｂの中央部分を覆う部分８ｄの外周縁部を覆う部分９ｄとからなる。

【0051】

第１の電極膜(おもて面電極層)９の第1の機能は第２の電極膜（裏面電極）１０との間に電流を流すことであり、第２の機能は発光した光が射出される範囲を制限することである。図１で示した例の場合、第１の機能はコンタクト部分９ｂｂが担い、第２の機能は中央部分を覆う部分８ｄの外周縁部を覆う部分９ｄが担っている。
第２の機能については非透光性の保護膜を用いることにより、その保護膜に担わせる構成でもよい。

【0052】

第１の電極膜９は支持構造部６の上面６ａの保護膜８全体を覆っていてもよいし、その一部を覆っても構わないが、ボンディングワイヤが適切に取り付けるためにはできるだけ広範囲を覆っているのが好ましい。コスト低減の観点から、図２に示すように、各発光ダイオードごとに切断する際のストリート２１には第１の電極膜を覆わないのが好ましい。

【0053】

第１の電極膜９はメサ型構造部７の頂面７ｂにおいてコンタクト部分９ｂｂでしかコンタクト層５に接触していないので、第１の電極膜９と第２の電極膜（裏面電極）１０とは、コンタクト部９ｂｂと第２の電極膜（裏面電極）１０との間でしか電流が流れない。そのため、発光層１３において平面視して光射出孔９ｂと重なる範囲に電流が集中し、その範囲に発光が集中するため、効率的に光を取り出すことができる。

【0054】

第１の電極膜９の材料としては公知の電極材料を用いることができるが、良好なオーミックコンタクトが得られることから、ＡｕＢｅ／Ａｕが最も好ましい。
また、第１の電極膜９の膜厚は、０．５〜２．０μｍが好ましい。０．５μｍ未満では均一かつ良好なオーミックコンタクトを得ることが困難な上、ボンディング時の強度、厚みが不十分だからであり、２．０μｍを超えるとコストがかかり過ぎるからである。

【0055】

図１に示すように、活性層で発光した光がメサ型構造部７の側面から素子外に漏れることを防止する光漏れ防止膜１６を備えてもよい。

【0056】

光漏れ防止膜１６の材料としては公知の反射材料を用いることができる。第１の電極膜９と同じＡｕＢｅ／Ａｕでもよい。

【0057】

本実施形態においては、光射出孔９ｂの下に保護膜８ｄ（８）が形成されており、メサ型構造部７の頂面において保護膜８ｄ（８）を介して光射出孔９ｂから光を取り出す構成である。

【0058】

光射出孔９ｂの形状は、平面視して円形又は楕円であるのが好ましい。矩形等の角を持つ構造に比べ均一なコンタクト領域を形成しやすく、角部での電流集中等の発生を抑制できる。また、受光側でのファイバー等への結合に適しているからである。

【0059】

光射出孔９ｂの径は、５０〜１５０μｍであるのが好ましい。５０μm未満では射出部での電流密度が高くなり、低電流で出力が飽和してしまう一方、１５０μmを超えると射出部全体への電流拡散が困難であるため、注入電流に対する発光効率が低下するからである。

【0060】

基板１としては、例えば、ＧａＡｓ基板を用いることができる。

【0061】

ＧａＡｓ基板を用いる場合は、公知の製法で作製された市販品の単結晶基板を使用できる。ＧａＡｓ基板のエピタキシャル成長させる表面は、平滑であることが望ましい。ＧａＡｓ基板の表面の面方位は、エピ成長しやすく、量産されている（１００）面および（１００）から、±２０°以内にオフした基板が、品質の安定性の面からのぞましい。さらに、ＧａＡｓ基板の面方位の範囲が、（１００）方向から（０−１−１）方向に１５°オフ±５°であることがより好ましい。

【0062】

ＧａＡｓ基板の転位密度は、下部ＤＢＲ反射層２、活性層３及び上部ＤＢＲ反射層４の結晶性を良くするために低い方が望ましい。具体的には、例えば、１０，０００個ｃｍ^−２以下、望ましくは、１，０００個ｃｍ^−２以下であることが好適である。

【0063】

ＧａＡｓ基板は、ｎ型であってもｐ型であってもよい。ＧａＡｓ基板のキャリア濃度は、所望の電気伝導度と素子構造から、適宜選択することができる。例えば、ＧａＡｓ基板がＳｉドープのｎ型である場合には、キャリア濃度が１×１０^１７〜５×１０^１８ｃｍ^−３の範囲であることが好ましい。これに対して、ＧａＡｓ基板がＺｎをドープしたｐ型の場合には、キャリア濃度２×１０^１８〜５×１０^１９ｃｍ^−３の範囲であることが好ましい。

【0064】

ＧａＡｓ基板の厚さは、基板のサイズに応じて適切な範囲がある。ＧａＡｓ基板の厚さが適切な範囲よりも薄いと、化合物半導体層の製造プロセス中に割れてしまうおそれがある。一方、ＧａＡｓ基板の厚さが適切な範囲よりも厚いと材料コストが増加することになる。このため、ＧａＡｓ基板の基板サイズが大きい場合、例えば、直径７５ｍｍの場合には、ハンドリング時の割れを防止するために２５０〜５００μｍの厚さが望ましい。同様に、直径５０ｍｍの場合は、２００〜４００μｍの厚さが望ましく、直径１００ｍｍの場合は、３５０〜６００μｍの厚さが望ましい。

【0065】

このように、ＧａＡｓ基板の基板サイズに応じて基板の厚さを厚くすることにより、活性層３に起因する化合物半導体層の反りを低減することができる。これにより、エピタキシャル成長中の温度分布が均一となることため、活性層３の面内の波長分布を小さくすることができる。なお、ＧａＡｓ基板の形状は、特に円形に限定されず、矩形等であっても問題ない。

【0066】

反射層（下部ＤＢＲ反射層２）及び化合物半導体層（活性層３、上部ＤＢＲ反射層４、コンタクト層５）の構造には、公知の機能層を適時加えることができる。例えば、素子駆動電流を発光部の全般に平面的に拡散させるための電流拡散層、逆に素子駆動電流の通流する領域を制限するための電流阻止層や電流狭窄層など公知の層構造を設けることができる。

【0067】

基板１上に形成される反射層（下部ＤＢＲ反射層）及び化合物半導体層は、下部ＤＢＲ反射層２、活性層３及び上部ＤＢＲ反射層４が順次積層されて構成されている。

【0068】

ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層は、λ／（４ｎ）の膜厚で（λ：反射すべき光の真空中での波長、ｎ：層材料の屈折率）、屈折率が異なる２種類の層を交互に積層した多層膜からなるものである。反射率は２種類の屈折率の差が大きいと、比較的少ない層数の多層膜で高反射率が得られる。通常の反射膜のようにある面で反射されるのでなく、多層膜の全体として光の干渉現象に基づき反射が起きることが特徴である。
ＤＢＲ反射層の材料は発光波長に対して透明であることが好ましく、又、ＤＢＲ反射層を構成する２種類の材料の屈折率の差が大きくなる組み合わせとなるよう選択されるのが好ましい。

【0069】

下部ＤＢＲ反射層２は、屈折率の異なる２種類の層が交互に１０〜５０対積層されてなるのが好ましい。１０対以下である場合は反射率が低すぎるために出力の増大に寄与せず、５０対以上にしてもさらなる反射率の増大は小さいからである。
下部ＤＢＲ反射層２を構成する屈折率の異なる２種類の層は、組成の異なる２種類の（Ａｌ_ＸｈＧａ_１−Ｘｈ）_Ｙ３Ｉｎ_１−Ｙ３Ｐ（０＜Ｘｈ≦１、Ｙ３＝０．５）、（Ａｌ_ＸｌＧａ_１−Ｘｌ）_Ｙ３Ｉｎ_１−Ｙ３Ｐ；０≦Ｘｌ＜１、Ｙ３＝０．５）の対であり、両者のＡｌの組成差ΔＸ＝ｘh−ｘｌが０．５より大きいか又は等しくなる組み合わせか、又は、ＧａＩｎＰとＡｌＩｎＰの組み合わせか、又は、組成の異なる２種類のＡｌ_ｘｌＧａ_１−ｘｌＡｓ（０．１≦ｘｌ≦１）、Ａｌ_ｘｈＧａ_１−ｘｈＡｓ（０．１≦ｘｈ≦１）の対であり、両者の組成差ΔＸ＝ｘｈ−ｘｌが０．５より大きいか等しくなる組み合わせかのいずれかから選択されるのが効率よく高い反射率が得られることから望ましい。
組成の異なるＡｌＧａＩｎＰの組み合わせは、結晶欠陥を生じやすいＡｓを含まないので好ましく、ＧａＩｎＰとＡｌＩｎＰはその中で屈折率差を最も大きくとれるので、反射層の数を少なくすることができ、組成の切り替えも単純であるので好ましい。また、ＡｌＧａＡｓは、大きな屈折率差をとりやすいという利点がある。

【0070】

上部ＤＢＲ反射層４も、下部ＤＢＲ反射層２と同様の層構造を用いることができるが、上部ＤＢＲ反射層４を透過させて光を射出する必要があるので、下部ＤＢＲ反射層２よりも反射率が低くなるように構成する。具体的には、下部ＤＢＲ反射層２と同じ材料からなる場合、下部ＤＢＲ反射層２よりも層数が少なくなるように、屈折率の異なる２種類の層が交互に３〜１０対積層されてなるのが好ましい。２対以下である場合は反射率が低すぎるために出力の増大に寄与せず、１１対以上にすると上部ＤＢＲ反射層４を透過する光量が低下しすぎるからである。

【0071】

本発明の発光ダイオードは、活性層３を低反射率の上部ＤＢＲ反射層４と高反射率の下部ＤＢＲ反射層２で挟み、活性層３で発光した光が上部ＤＢＲ反射層４と下部ＤＢＲ反射層２と間で共振して定在波の腹が発光層に位置させる構成をとることにより、レーザ発振させないで、従来の発光ダイオードよりも指向性が高く、高効率の発光ダイオードとなっている。

【0072】

図４に示すように、活性層３は、下部クラッド層１１、下部ガイド層１２、発光層１３、上部ガイド層１４、上部クラッド層１５が順次積層されて構成されている。すなわち、活性層３は、放射再結合をもたらすキャリア（担体；ｃａｒｒｉｅｒ）及び発光を発光層１３に「閉じ込める」ために、発光層１３の下側及び上側に対峙して配置した下部クラッド層１１、下部ガイド層１２、及び上部ガイド層１４、上部クラッド層１５を含む、所謂、ダブルヘテロ（英略称：ＤＨ）構造とすることが高強度の発光を得る上で好ましい。

【0073】

図４に示すように、発光層１３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光波長を制御するため、量子井戸構造を構成することができる。すなわち、発光層１３は、バリア層（障壁層ともいう）１８を両端に有する、井戸層１７とバリア層１８との多層構造（積層構造）とすることができる。

【0074】

発光層１３の層厚は、０．０２〜２μｍの範囲であることが好ましい。発光層１３の伝導型は特に限定されるものではなく、アンドープ、ｐ型及びｎ型のいずれも選択することができる。発光効率を高めるには、結晶性が良好なアンドープ又は３×１０^１７ｃｍ^−３未満のキャリア濃度とすることが望ましい。

【0075】

井戸層１７の材料としては公知の井戸層材料を用いることができる。例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰを用いることができる。

【0076】

井戸層１７の層厚は、３〜３０ｎｍの範囲が好適である。より好ましくは、３〜１０ｎｍの範囲である。

【0077】

バリア層１８の材料としては、井戸層１７の材料に対して適した材料を選択するのが好ましい。バリア層１８での吸収を防止して発光効率を高めるため、井戸層１７よりもバンドギャップが大きくなる組成とするのが好ましい。

【0078】

例えば、井戸層１７の材料としてＡｌＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓを用いた場合にはバリア層１８の材料としてＡｌＧａＡｓやＡｌＧａＩｎＰが好ましい。バリア層１８の材料としてＡｌＧａＩｎＰを用いた場合、欠陥を作りやすいＡｓを含まないので結晶性が高く、高出力に寄与する。
井戸層１７の材料として（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）を用いた場合、バリア層１８の材料としてよりＡｌ組成の高い（Ａｌ_Ｘ４Ｇａ_１−Ｘ４）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ４≦１，０＜Ｙ１≦１，Ｘ１＜Ｘ４）または井戸層（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）よりバンドギャップエネルギーが大きくなるＡｌＧａＡｓを用いることができる。

【0079】

バリア層１８の層厚は、井戸層１７の層厚と等しいか又は井戸層１７の層厚より厚いのが好ましい。トンネル効果が生じる層厚範囲で十分に厚くすることにより、トンネル効果による井戸層間への広がりが抑制されてキャリアの閉じ込め効果が増大し、電子と正孔の発光再結合確率が大きくなり、発光出力の向上を図ることができる。

【0080】

井戸層１７とバリア層１８との多層構造において、井戸層１７とバリア層１８とを交互に積層する対の数は特に限定されるものではないが、２対以上４０対以下であることが好ましい。すなわち、活性層１１には、井戸層１７が２〜４０層含まれていることが好ましい。ここで、活性層１１の発光効率が好適な範囲としては、井戸層１７が５層以上であることが好ましい。一方、井戸層１７及びバリア層１８は、キャリア濃度が低いため、多くの対にすると順方向電圧（Ｖ_Ｆ）が増大してしまう。このため、４０対以下であることが好ましく、２０対以下であることがより好ましい。

【0081】

下部ガイド層１２及び上部ガイド層１４は、図４に示すように、発光層１３の下面及び上面にそれぞれ設けられている。具体的には、発光層１３の下面に下部ガイド層１２が設けられ、発光層１３の上面に上部ガイド層１４が設けられている。

【0082】

下部ガイド層１２および上部ガイド層１４の材料としては、公知の化合物半導体材料を用いることができ、発光層１３の材料に対して適した材料を選択するのが好ましい。例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰを用いることができる。

【0083】

例えば、井戸層１７の材料としてＡｌＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓを用い、バリア層１８の材料としてＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＩｎＰを用いた場合、下部ガイド層１２および上部ガイド層１４の材料としてはＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＩｎＰが好ましい。下部ガイド層１２および上部ガイド層１４の材料としてＡｌＧａＩｎＰを用いた場合、欠陥を作りやすいＡｓを含まないので結晶性が高く、高出力に寄与する。
井戸層１７の材料として（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）を用いた場合、ガイド層１４の材料としてよりＡｌ組成の高い（Ａｌ_Ｘ４Ｇａ_１−Ｘ４）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ４≦１，０＜Ｙ１≦１，Ｘ１＜Ｘ４）または井戸層（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）よりバンドギャップエネルギーが大きくなるＡｌＧａＡｓを用いることができる。

【0084】

下部ガイド層１２及び上部ガイド層１４は、夫々、下部クラッド層１１及び上部クラッド層１５と活性層１１との欠陥の伝搬を低減するために設けられている。このため、下部ガイド層１２および上部ガイド層１４の層厚は１０ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ〜１００ｎｍがより好ましい。

【0085】

下部ガイド層１２及び上部ガイド層１４の伝導型は特に限定されるものではなく、アンドープ、ｐ型及びｎ型のいずれも選択することができる。発光効率を高めるには、結晶性が良好なアンドープ又は３×１０^１７ｃｍ^−３未満のキャリア濃度とすることが望ましい。

【0086】

下部クラッド層１１及び上部クラッド層１５は、図４に示すように、下部ガイド層１２の下面及び上部ガイド層１４上面にそれぞれ設けられている。

【0087】

下部クラッド層１１及び上部クラッド層１５の材料としては、公知の化合物半導体材料を用いることができ、発光層１３の材料に対して適した材料を選択するのが好ましい。例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰを用いることができる。

【0088】

例えば、井戸層１７の材料としてＡｌＧａＡｓ又はＩｎＧａＡｓを用い、バリア層１８の材料としてＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＩｎＰを用いた場合、下部クラッド層１１及び上部クラッド層１５の材料としてはＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＩｎＰが好ましい。下部クラッド層１１及び上部クラッド層１５の材料としてＡｌＧａＩｎＰを用いた場合、欠陥を作りやすいＡｓを含まないので結晶性が高く、高出力に寄与する。
井戸層１７の材料として（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）を用いた場合、クラッド層１５の材料としてよりＡｌ組成の高い（Ａｌ_Ｘ４Ｇａ_１−Ｘ４）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ４≦１，０＜Ｙ１≦１，Ｘ１＜Ｘ４）または井戸層（Ａｌ_Ｘ１Ｇａ_１−Ｘ１）_Ｙ１Ｉｎ_１−Ｙ１Ｐ（０≦Ｘ１≦１，０＜Ｙ１≦１）よりバンドギャップエネルギーが大きくなるＡｌＧａＡｓを用いることができる。

【0089】

下部クラッド層１１と上部クラッド層１５とは、極性が異なるように構成されている。
また、下部クラッド層１１及び上部クラッド層１５のキャリア濃度及び厚さは、公知の好適な範囲を用いることができ、活性層１１の発光効率が高まるように条件を最適化することが好ましい。なお、下部および上部クラッド層は設けなくてもよい。
また、下部クラッド層１１及び上部クラッド層１５の組成を制御することによって、化合物半導体層２０の反りを低減させることができる。

【0090】

コンタクト層５は、第１の電極膜９との接触抵抗を低下させるために設けられている。コンタクト層５の材料は、発光層１３よりバンドギャップの大きい材料であることが好ましい。また、コンタクト層５のキャリア濃度の下限値は、電極との接触抵抗を低下させるために５×１０^１７ｃｍ^−３以上であることが好ましく、１×１０^１８ｃｍ^−３以上がより好ましい。キャリア濃度の上限値は、結晶性の低下が起こりやすくなる２×１０^１９ｃｍ^−３以下が望ましい。コンタクト層５の厚さは、０．０５μｍ以上が好ましい。コンタクト層５の厚さの上限値は特に限定されないが、エピタキシャル成長に係るコストを適正範囲にするため、１０μｍ以下とすることが望ましい。

【0091】

〔発光ダイオード（第２の実施形態）〕
図５に、本発明を適用した第２の実施形態の発光ダイオードの一例である共振器型発光ダイオードの例を示した断面模式図を示す。
第１の実施形態では、支持構造部の側面は垂直であったが、第２の実施形態は、その側面がウェットエッチングによって形成され、支持構造部の上面から基板側に少なくとも反射層を越える位置まで延在する傾斜部を含む構成である。
以下では、主に第１の実施形態と異なる構成について説明する。

【0092】

図５に示す発光ダイオード２００は、上面６ａ及び側面６ｂを有する支持構造部６と、該支持構造部６上に配置し、傾斜側面７ａ及び頂面７ｂを有するメサ型構造部７とからなり、支持構造部６は少なくとも反射層２の一部を含むものであって、その側面６ｂが、ウェットエッチングによって形成され、上面６ａから基板１側に少なくとも反射層２を越える位置まで延在する傾斜部６ｂａを含み、該傾斜部６ｂａを含む水平方向の断面積が上面６ａに向かって連続的に小さく形成されてなり、保護膜８は、第１の実施形態と同じ部分の他に、側面６ｂのうち少なくとも傾斜部６ｂａを覆い、基板１の反射層２とは反対側に、平面視して光射出孔９ｂに重なる範囲内に第２の電極膜１０を備えている。
本実施形態では、支持構造部６の側面６ｂは、傾斜部６ｂａ（本実施形態では、反射層２の側面と基板１の側面とからなる）と、基板の側面の一部６ｂｂとからなる。
本実施形態では、支持構造部６の側面６ｂの傾斜部６ｂａ上に保護膜を介して光漏れ防止膜２４を備えている。

【0093】

支持構造部６は、メサ型構造部７の下部に配置する構造であり、上面６ａ及び側面６ｂを外面として有する。その側面６ｂは、ウェットエッチングによって形成され、上面６ａから基板１側に少なくとも反射層２を越える位置まで延在する傾斜部６ｂａを含む。支持構造部６は、この傾斜部６ｂａを含む水平方向の断面積は上面６ａ（上方）に向かって連続的に小さく形成されてなるものである。傾斜部６ｂａを除く側面を含む水平方向の断面積は変わらない。

【0094】

傾斜部６ｂａは、その高さが７μｍを超えるまでウェットエッチングを行うと、オーバーハング形状（逆テーパ状）になりやすくなるので、７μｍ以下であることが好ましい。

【0095】

傾斜部６ｂａは複数の傾斜部分からなってもよい。この場合、各傾斜部分を含む水平方向の断面積はそれぞれ上面（上方）に向かって連続的に小さく、上面に近い（上方側の）傾斜部分を含む水平方向の断面積ほど大きくなるように、各傾斜部分を形成する。特に、メサ型構造部を形成する際と同様に、傾斜部６ｂａの高さが７μｍを超える場合には一つの傾斜部分をウェットエッチングで形成すると、オーバーハング形状（逆テーパ状）になりやすくなるので、７μｍ以下の複数の傾斜部分で傾斜部６ｂａを形成するのが好ましい。
また、ウェットエッチングによって傾斜部を深く（高く）形成すると、横方向にもエッチングが進むのでメサ型構造部が小さくなり発光面積が小さくなるという問題や、傾斜部において傾斜の角度が垂直に近い範囲が長くなるという問題や、エッチングの異方性の影響で平面視して縦と横のエッチング速度が異なるため一方向だけより深く形成されてしまうという問題もあるので、傾斜部を深く（高く）形成する場合には複数段の傾斜部分からなるのが好ましい。

【0096】

保護膜８は、上面６ａの少なくとも一部を覆う部分８ｃ（メサ型構造部７を挟んで反対側の上面を覆う部分８ｃｃ）も含む）と、側面６ｂのうち少なくとも傾斜部６ｂａを覆う部分８ｆと、傾斜側面７ａを覆う部分８ａと、頂面７ｂの周縁領域７ｂａを覆う部分８ｂａとを有し、平面視して周縁領域７ｂａの内側に化合物半導体層の表面の一部を露出する通電窓８ｂを有する。
本実施形態の通電窓８ｂは、メサ型構造部７の頂面７ｂにおいてコンタクト層５の表面のうち、周縁領域７ｂａの下に位置する部分８ｂａと中央部分を覆う部分８ｄの下に位置する部分との間の径の異なる２つの同心円間の領域を露出する。
保護膜８が側面６ｂのうち少なくとも傾斜部６ｂａを覆う部分８ｆを備え、支持構造部の反射層の側面を被覆しているので、反射層の側面が大気や水分と接触して劣化することが防止され、高信頼性及び長寿命化が図られている。

【0097】

光漏れ防止膜２４は、活性層で発光した光が支持構造部６の側面６ｂの傾斜部６ｂａ上の保護膜８ｆを透過して素子外に漏れることを防止する。
図５で示す光漏れ防止膜２４は、傾斜部６ｂａ上（保護膜８ｆを介して）及び上面６ａの電極膜９ｃ上の一部にのみ備えられているが、さらに、支持構造部６の上面６ａの他の部分やメサ型構造部７上に形成されてもよい。

【0098】

光漏れ防止膜２４の材料としては公知の反射材料を用いることができるが、第１の電極膜９と同時に形成可能であることから、ＡｕＢｅ／Ａｕが好ましい。

【0099】

〔発光ダイオード（第３の実施形態）〕
図６に、本発明を適用した第３の実施形態の発光ダイオード一例である共振器型発光ダイオードの例を示した断面模式図を示す。
第１の実施形態では、光射出孔の下に保護膜が形成されており、メサ型構造部の頂面において保護膜を介して光射出孔から光を取り出す構成であったが、第３の実施形態は、光射出孔の下に保護膜を有さず、保護膜を介さずに光射出孔９ｂから直接、光を取り出す構成である。かかる構成を第２の実施形態に適用してもよい。
すなわち、第３の実施形態に係る共振器型発光ダイオード３００では、保護膜２８は、上面６ａの少なくとも一部２８ｃと、メサ型構造部７の傾斜側面７ａと、メサ型構造部７の頂面７ｂの周縁領域７ｂａとを覆うとともに、平面視して周縁領域７ｂａの内側にコンタクト層５の表面を露出する通電窓２８ｂを有し、電極膜２９は、保護膜２８を介して上面６ａの少なくとも一部と、保護膜２８を介してメサ型構造部７の傾斜側面７ａと、保護膜２８を介してメサ型構造部７の頂面７ｂの周縁領域７ｂａとを覆い、さらに、メサ型構造部７の頂面において通電窓２８ｂから露出するコンタクト層５の表面の一部だけを覆ってコンタクト層５の表面の他の部分５ａを露出する光射出孔２９ｂを有し、基板１の反射層２とは反対側に、平面視して光射出孔９ｂに重なる範囲内に第２の電極膜１０を備えている。

【0100】

図６に示すように、第３の実施形態の保護膜２８は、メサ型構造部７の傾斜側面７ａを覆う部分２８ａと、上面６ａの少なくとも一部を覆う部分２８ｃ（メサ型構造部７を挟んで反対側の上面を覆う部分２８ｃｃも含む）と、メサ型構造部７の頂面７ｂの周縁領域７ｂａを覆う部分２８ｂａとからなり、平面視して周縁領域７ｂａの内側にコンタクト層５の表面を露出する通電窓２８ｂを有する。すなわち、通電窓２８ｂはメサ型構造部７の頂面７ｂにおいてコンタクト層５の表面のうち、周縁領域７ｂａの下に位置する部分以外を露出する。保護膜８の上に第１の電極膜(おもて面電極層)９を形成するが、この第１の電極膜９と第２の電極膜１０との間において電流を流さない部分に保護膜８を形成している。

【0101】

また、図６に示すように、第３の実施形態の第１の電極膜(おもて面電極層)２９は、保護膜２８のうち傾斜側面７ａを覆う部分２８ａを覆う部分２９ａと、保護膜２８のうち上面６ａの少なくとも一部を覆う部分２８ｃを覆う部分２９ｃと、保護膜２８のうちメサ型構造部７の頂面７ｂの周縁領域７ｂａを覆う部分２８ｂａの部分を覆う部分２９ｂａと、メサ型構造部７の頂面７ｂにおいて保護膜２８のうち符号２８ｂａの部分を越えて光射出孔２９ｂを開口するようにコンタクト層５を覆う部分２９ｂｂとからなる。
第３の実施形態の第１の電極膜(おもて面電極層)２９では、部分２９ｂｂが上記の第１の機能及び第２の機能の両方を担っている。

【0102】

第３の実施形態においても、第１の電極膜９のうち通電窓を埋めた部分（コンタクト部分９ｂｂ）と、平面視して、通電窓８ｂの内側に配置する光射出孔９ｂに重なる範囲内に形成された第２の電極膜１０との間に電流が集中することにより、活性層３のうち光射出孔９ｂの直下の部分で発光する光の量がその直下以外の部分で発光する光の量に比べて多くなり、その結果、光射出孔に向かう光の割合が高くなり、光取り出し効率が向上する。

【0103】

〔発光ダイオード（第４の実施形態）〕
図７に、本発明を適用した第４の実施形態の発光ダイオード一例である発光ダイオードの例を示した断面模式図を示す。
第４の実施形態の発光ダイオード４００は、第１の実施形態の発光ダイオードと比較すると、上部ＤＢＲ反射層がなく、その替わりに電流拡散層４０を備えた点が異なる。
本実施形態は上部ＤＢＲ反射層を備えないので共振器型の発光ダイオードではない。

【0104】

本実施形態では、電流拡散層４０の材料としては、例えば、ＡｌＧａＡｓ等を用いることができる。
電流拡散層４０の厚さとしては、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
０．１μｍ未満では電流拡散効果が不十分だからであり、１０μｍを超えると効果に対しエピタキシャル成長に係わるコストが大きすぎるからである。

【0105】

本発明の発光ダイオードは、ランプ、バックライト、携帯電話、ディスプレイ、各種パネル類、コンピュータ、ゲーム機、照明などの電子機器や、それらの電子機器を組み込んだ自動車などの機械装置等に組み込むことができる。

【0106】

〔発光ダイオード（第1の実施形態）の製造方法〕
次に、本発明の発光ダイオードの製造方法の一実施形態として、第1の実施形態の発光ダイオードの製造方法を説明する。
図８は、発光ダイオードの製造方法の一工程を示す断面摸式図である。また、図９は、図８の後の一工程を示す断面摸式図である。

【0107】

（化合物半導体層の形成工程）
まず、図８に示す化合物半導体層２０を作製する。
化合物半導体層２０は、基板１上に、下部ＤＢＲ反射層２と、活性層３と、上部ＤＢＲ反射層４と、コンタクト層５とを順次積層して作製する。

【0108】

基板１と下部ＤＢＲ反射層２との間に、緩衝層（バッファ）を設けてもよい。緩衝層は、基板１と活性層３の構成層との欠陥の伝搬を低減するために設けられている。このため、基板の品質やエピタキシャル成長条件を選択すれば、緩衝層は、必ずしも必要ではない。また、緩衝層の材質は、エピタキシャル成長させる基板と同じ材質とすることが好ましい。
緩衝層には、欠陥の伝搬を低減するために基板と異なる材質からなる多層膜を用いることもできる。緩衝層の厚さは、０．１μｍ以上とすることが好ましく、０．２μｍ以上とすることがより好ましい。

【0109】

本実施形態では、分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ）や減圧有機金属化学気相堆積法（ＭＯＣＶＤ法）等の公知の成長方法を適用することができる。なかでも、量産性に優れるＭＯＣＶＤ法を適用することが、最も望ましい。具体的には、化合物半導体層のエピタキシャル成長に使用する基板１は、成長前に洗浄工程や熱処理等の前処理を実施して、表面の汚染や自然酸化膜を除去することが望ましい。上記化合物半導体層を構成する各層は、直径５０〜１５０ｍｍの基板１をＭＯＣＶＤ装置内にセットし、同時にエピタキシャル成長させて積層することができる。また、ＭＯＣＶＤ装置としては、自公転型、高速回転型等の市販の大型装置を適用することができる。

【0110】

上記化合物半導体層２０の各層をエピタキシャル成長する際、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ_３）_３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ_３）_３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ_３）_３Ｉｎ）を用いることができる。また、Ｍｇのドーピング原料としては、例えば、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（ｂｉｓ−（Ｃ_５Ｈ_５）_２Ｍｇ）等を用いることができる。また、Ｓｉのドーピング原料としては、例えば、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）等を用いることができる。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ_３）、アルシン（ＡｓＨ_３）等を用いることができる。
さらに、各層のキャリア濃度及び層厚、温度条件は、適宜選択することができる。

【0111】

このようにして作製した化合物半導体層は、活性層３を有するにもかかわらず結晶欠陥が少ない良好な表面状態が得られる。また、化合物半導体層２０は、素子構造に対応して研磨などの表面加工を施しても良い。

【0112】

（第２の電極膜の形成工程）
次に、図８に示すように、基板１の裏面に、平面視して形成予定の光射出孔９ｂに重なる範囲内に第２の電極膜（裏面電極）１０を形成する。第２の電極膜（裏面電極）１０は公知の方法によって形成することができる。
具体的には、例えば、基板１がｎ型基板である場合には、基板１の裏面１Ａ全面に例えば蒸着法によって、Ａｕ膜、ＡｕＧｅ膜を順に成膜する。次に、フォトリソグラフィの手法を用いて、その膜をパターニングして、所定の位置に、ｎ型オーミック電極の第２の電極膜１０を形成する。

【0113】

第２の電極膜１０はリフトオフによって形成してもよい。すなわち、基板１の裏面１Ａ上に、第２の電極膜１０の形成位置にその形状に対応する開口部を有するマスクを形成して、その上に蒸着法等によって第２の電極膜１０を構成する材料からなる膜を成膜し、その後、マスクを除去することによって第２の電極膜１０を形成してもよい。

【0114】

（メサ型構造部の形成工程）
次に、メサ型構造部（保護膜及び電極膜を除く）を形成するために、メサ型構造部以外の部分の化合物半導体層すなわち、コンタクト層５と活性層４の少なくとも一部と、又は、コンタクト層５と活性層４と接合（コンタクト）層３の少なくとも一部とをウェットエッチングする。
具体的には、まず、図９に示すように、化合物半導体層の最上層であるコンタクト層上にフォトレジストを堆積し、フォトリソグラフィによりメサ型構造部以外に開口２３ａを有するレジストパターン２３を形成する。
メサ型構造部の平面視形状はレジストパターン２３の開口２３ａの形状によって決まる。レジストパターン２３に所望の平面視形状に対応する形状の開口２３ａを形成する。
レジストパターンにおいてメサ型構造部形成予定箇所の大きさを、「メサ型構造部」の頂面より各辺上下左右１０μｍ程度大きめに形成するのが好ましい。
また、エッチングの深さすなわち、化合物半導体層のうち、どの層までエッチング除去するかは、エッチャントの種類及びエッチング時間によって決まる。
ウェットエッチングを行った後に、レジストを除去する。

【0115】

次に、メサ型構造部以外の部分の化合物半導体層についてウェットエッチングを行う。
ウェットエッチングに用いるエッチャントとしては限定的ではないが、ＡｌＧａＡｓ等のＡｓ系の化合物半導体材料に対してはアンモニア系エッチャント（例えば、アンモニア／過酸化水素水混合液）が適しており、ＡｌＧａＩｎＰ等のＰ系の化合物半導体材料に対してはヨウ素系エッチャント（例えば、ヨウ化カリウム／アンモニア）が適しており、リン酸／過酸化水素水混合液はＡｌＧａＡｓ系に、ブロムメタノール混合液はＰ系に適している。
また、Ａｓ系のみで形成されている構造では燐酸混合液、Ａｓ／P系が混在している構造ではＡｓ系構造部にアンモニア混合液、P系構造部にヨウ素混合液を使用してもよい。

【0116】

化合物半導体層がＡｓ系の化合物半導体層とＰ系の化合物半導体層とが順に積層されている場合は、Ａｓ系の化合物半導体層と他のＰ系のＡｓ系の化合物半導体層とでそれぞれにエッチング速度が高い、異なるエッチャントを用いることが好ましい。
例えば、Ｐ系の層のエッチングにはヨウ素系エッチャントを用い、Ａｓ系のコンタクト層及び発光層のエッチングにはアンモニア系エッチャントを用いることが好ましい。
ヨウ素系エッチャントとしては例えば、ヨウ素（Ｉ）、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、純水（Ｈ_２Ｏ）、アンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ）を混合したエッチャントを用いることができる。
また、アンモニア系エッチャントとしては例えば、アンモニア／過酸化水素水混合液（ＮＨ_４ＯＨ：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ）を用いることができる。

【0117】

例えば、化合物半導体層が最上層側から順に、ＡｌＧａＡｓからなるコンタクト層５、ＡｌＧａＡｓからなる上部ＤＢＲ反射層４、活性層３（ＡｌＧａＩｎＰからなる上部クラッド層、ＡｌＧａＡｓからなる発光層、ＡｌＧａＩｎＰからなる下部クラッド層）、ＡｌＧａＡｓからなる下部ＤＢＲ反射層２の順に積層された構造の場合に、好ましいエッチャントを用いてメサ型構造部以外の部分を除去する場合を説明する。
まず、メサ型構造部以外の部分のＡｌＧａＡｓからなるコンタクト層５及びＡｌＧａＡｓからなる上部ＤＢＲ反射層４をアンモニア系エッチャントを用いてエッチング除去する。
このエッチングの際、次の層であるＡｌＧａＩｎＰからなる上部クラッド層がエッチングストップ層として機能するので、エッチング時間を厳密に管理することは要しないが、例えば、コンタクト層及びＡｌＧａＡｓからなる上部ＤＢＲ反射層４を合わせた厚さを１．０μｍ程度とすると、１００秒程度エッチングを行えばよい。

【0118】

次に、メサ型構造部以外の部分のＡｌＧａＩｎＰからなる上部クラッド層をヨウ素系エッチャントを用いてエッチング除去する。
エッチング速度は、ヨウ素（Ｉ）５００ｃｃ、ヨウ化カリウム（ＫＩ）１００ｇ、純水（Ｈ_２Ｏ）２０００ｃｃ、水酸化アンモニア水（ＮＨ_４ＯＨ）９０ｃｃの比率で混合されたエッチャントを用いた場合、０．７２μｍ／ｍｉｎだった。
このエッチングの際も、次の層であるＡｌＧａＡｓからなる発光層がエッチングストップ層として機能するので、エッチング時間を厳密に管理することは要しないが、このエッチャントの場合、クラッド層６３ａの厚さが４μｍ程度とすると、６分間程度エッチングを行えばよい。

【0119】

次に、メサ型構造部以外の分のＡｌＧａＡｓからなる発光層をアンモニア系エッチャントを用いてエッチング除去する。
このエッチングの際も、次の層であるＡｌＧａＩｎＰからなる下部クラッド層がエッチングストップ層として機能するので、エッチング時間を厳密に管理することは要しないが、発光層の厚さを０．２５μｍ程度とすると、４０秒程度エッチングを行えばよい。

【0120】

次に、メサ型構造部以外の部分のＡｌＧａＩｎＰからなる下部クラッド層をヨウ素系エッチャントを用いてエッチング除去する。
この下部クラッド層の下にはＡｌＧａＡｓからなる下部ＤＢＲ反射層２がエッチングストップ層として機能するので、エッチング時間を厳密に管理することは要しないが、下部クラッド層の厚さを０．５μｍとすると、上記のヨウ素系エッチャントを用いた場合には、４分間以下でエッチングを行えばよい。

【0121】

また、 Ａｓ系の化合物半導体層に対しては、リン酸／過酸化水素水混合液（例えば、Ｈ_２ＰＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝１〜３：４〜６：８〜１０）を用いて、上記エッチング除去を行うこともできる。

【0122】

図１０に、Ｈ_２ＰＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝２：５：９（１００：２５０：４５０）、５６％（Ｈ_２Ｏ）、液温３０℃〜３４℃のエッチャントを用いて、後述する実施例で示した化合物半導体層についてウェットエッチングを行った場合のエッチング時間に対する深さ及び幅の関係を示す。表１にその条件及び結果を数値で示す。

【0123】

【表1】

【0124】

図１０及び表１から、エッチング深さ（図１の「ｈ」に相当）はエッチング時間（sec）にほぼ比例するが、エッチング幅はエッチング時間が長くなるほど増大率が大きくなることがわかる。すなわち、図３に示すように、深くなるほど（図で下方に行くほど）、メサ型構造部の水平断面積（又は、幅もしくは径）の増大率が大きくなるように形成される。このエッチング形状はドライエッチングによるエッチング形状とは異なる。従って、メサ型構造部の傾斜斜面の形状から、メサ型構造部がドライエッチングで形成されたのか、又は、ウェットエッチングで形成されたのかを判別することができる。

【0125】

（保護膜の形成工程）
次に、全面に保護膜８の材料を成膜する。具体的には、例えば、ＳｉＯ_２を全面にスパッタリング法により成膜する。

【0126】

（ストリートおよびコンタクト層の部分の保護膜の除去工程）
次に、全面にフォトレジストを堆積し、フォトリソグラフィによりコンタクト層上の通電窓８ｂに対応する部分とストリートに対応する部分と、を開口とするレジストパターンを形成する。
次いで、例えば、バッファードフッ酸を用いてウェットエッチングにより、メサ型構造部の頂面の通電窓８ｂに対応する部分とストリートに対応する部分の保護膜８の材料を除去して保護膜８を形成する。
図１１に、保護膜８の通電窓８ｂ近傍の平面図を示す。
その後、レジストを除去する。

【0127】

（おもて面電極層の形成工程）
次に、おもて面電極層９を形成する。すなわち、保護膜８上、及び、保護膜８の通電窓８ｂから露出しているコンタクト層５上に、光射出孔９ｂを有するおもて面電極層９を形成する。
具体的には、全面にフォトレジストを堆積し、フォトリソグラフィにより光射出孔９ｂに対応する部分と、ウェハ基板上の多数の発光ダイオード間の切断部分（ストリート）とを含む、電極膜が不要な部分以外を開口とするレジストパターンを形成する。次いで、電極層材料を蒸着する。この蒸着だけではメサ型構造部の傾斜側面には電極層材料が十分には蒸着されない場合は、さらに、メサ型構造部の傾斜側面に電極層材料を蒸着するために蒸着金属が回りこみやすいプラネタリタイプの蒸着装置を用いて蒸着を行う。
その後、レジストを除去する。

【0128】

光射出孔９ｂの形状はレジストパターン（図示せず）の開口の形状によって決まる。この開口形状を所望の光射出孔９ｂの形状に対応するものとしたレジストパターンを形成する。

【0129】

（個片化工程）
次に、ウェハ基板上の発光ダイオードを個片化する。
具体的には、例えば、ダイシングソーもしくはレーザーにより、ストリート部分を切断してウェハ基板上の発光ダイオード毎に切断して個片化する。

【0130】

（金属基板側面の金属保護膜形成工程）
個片化された発光ダイオードの切断された金属基板の側面にについて、上面及び下面の金属保護膜の形成条件と同様な条件で金属保護膜を形成してもよい。

【0131】

〔発光ダイオード（第２の実施形態）の製造方法〕
本発明の発光ダイオード（第２の実施形態）の製造方法は、化合物半導体層の形成工程、第２の電極膜の形成工程、及び、メサ型構造部の形成工程については本発明の発光ダイオード（第１の実施形態）の製造方法の工程と同様に行うことができる。メサ型構造部の形成工程のウェットエッチングについては、本実施形態の「第１のウェットエッチング」と読み替えて、以下、説明する。

【0132】

（支持構造部の傾斜部の形成工程）
メサ型構造部の形成工程の第１のウェットエッチングにより、ウェハ基板のメサ型構造部を除いた部分（ストリート及び支持構造部）は同程度の高さとなっている。
本工程では、個片化用切断ライン（図２の点線２２）に沿って第２のウェットエッチングを行って、支持構造部６の側面６ａの傾斜部６ｂａを形成する。
具体的には、まず、ウェハ基板の全面にフォトレジストを堆積し、フォトリソグラフィにより、ストリート２１と支持構造部６の上面６ａの外周から所定距離ｄ（図２参照）の範囲とに開口を有するレジストパターンを形成する。
第１のウェットエッチング及び第２のウェットエッチングは、同じエッチャントを用いて行うことができる。

【0133】

次いで例えば、リン酸／過酸化水素水混合液、アンモニア／過酸化水素水混合液、ブロムメタノール混合液、ヨウ化カリウム／アンモニアの群から選択される少なくとも1種以上を用いて第２のウェットエッチングを行う。
例えば、Ｈ_３ＰＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝１〜３：４〜６：８〜１０のリン酸／過酸化水素水混合液を用いて、ウェットエッチング時間を３０〜６０秒間として、支持構造部６の側面６ａの傾斜部６ｂａを形成することができる。
その後、レジストを除去する。

【0134】

傾斜部６ｂａの傾斜角度や長さ、深さは、エッチャントの種類及びエッチング時間によって決まる。

【0135】

この後の工程は、発光ダイオード（第１の実施形態）の製造方法と同様の方法によって行うことができる。

【0136】

〔発光ダイオード（第３の実施形態）の製造方法〕
本発明の発光ダイオード（第２の実施形態）は、発光ダイオード（第１の実施形態）と保護膜及び電極の配置構成が異なるだけであり、その製造方法は発光ダイオード（第１の実施形態）の製造方法と同様に行うことができる。

【0137】

〔発光ダイオード（第４の実施形態）の製造方法〕
本発明の発光ダイオード（第４の実施形態）の製造方法において、発光ダイオード（第１の実施形態）の製造方法と異なる点は、化合物半導体層の形成工程で、基板１上に、下部ＤＢＲ反射層２と、活性層３とを積層した後、活性層３上に電流拡散層４０を積層する点であり、その他は発光ダイオード（第１の実施形態）の製造方法と同様に行うことができる。

【実施例】

【0138】

以下に、本発明の発光ダイオード及びその製造方法を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例にのみ限定されるものではない。本実施例では、特性評価のために発光ダイオードチップを基板上に実装した発光ダイオードランプを作製した。
本実施例では、図１及び図４を参照して、通電窓８ｂの外径を１６６μｍ、その内径を１５４μｍ、光射出孔の径を１５０μｍ、第２の電極膜を平面視円形としその外径を１００μｍとした。

【0139】

（実施例）
実施例の発光ダイオードは、まず、Ｓｉをドープしたｎ型のＧａＡｓ単結晶からなるＧａＡｓ基板上に、化合物半導体層を順次積層してエピタキシャルウェハを作製した。ＧａＡｓ基板は、（１００）面を成長面とし、キャリア濃度を２×１０^１８ｃｍ^−３とした。また、ＧａＡｓ基板の層厚は、約２５０μｍとした。化合物半導体層とは、ＳｉをドープしたＧａＡｓからなるｎ型の緩衝層、ＳｉをドープしたＡｌ_０．９Ｇａ_０．１ＡｓとＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ａｓの４０対の繰り返し構造であるｎ型の下部ＤＢＲ反射層、ＳｉをドープしたＡｌ_０．４Ｇａ_０．６Ａｓからなるｎ型の下部クラッド層、Ａｌ_０．２５Ｇａ_０．７５Ａｓからなる下部ガイド層、ＧａＡｓ/Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ａｓの３対からなる井戸層／バリア層、Ａｌ_０．２５Ｇａ_０．７５Ａｓからなる上部ガイド層、ＣをドープしたＡｌ_０．４Ｇａ_０．６Ａｓからなるｐ型の上部クラッド層、ＣをドープしたＡｌ_０．９Ｇａ_０．１ＡｓとＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ａｓの５対の繰り返し構造であるｐ型の上部ＤＢＲ反射層、Ｃドープしたｐ型Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９Ａｓからなるコンタクト層である。

【0140】

本実施例では、減圧有機金属化学気相堆積装置法（ＭＯＣＶＤ装置）を用い、直径５０ｍｍ、厚さ２５０μｍのＧａＡｓ基板に化合物半導体層をエピタキシャル成長させて、エピタキシャルウェハを形成した。エピタキシャル成長層を成長させる際、ＩＩＩ族構成元素の原料としては、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ_３）_３Ａｌ）、トリメチルガリウム（（ＣＨ_３）_３Ｇａ）及びトリメチルインジウム（（ＣＨ_３）_３Ｉｎ）を使用した。また、Ｃのドーピング原料としては、テトラブロモメタン(ＣＢｒ_４)を使用した。また、Ｓｉのドーピング原料としては、ジシラン（Ｓｉ_２Ｈ_６）を使用した。また、Ｖ族構成元素の原料としては、ホスフィン（ＰＨ_３）、アルシン（ＡｓＨ_３）を使用した。また、各層の成長温度としては、７００℃で成長させた。

【0141】

ＧａＡｓからなる緩衝層は、キャリア濃度を約２×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を約０．５μｍとした。下部ＤＢＲ反射層はキャリア濃度を約１×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を約５４ｎｍとしたＡｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓと、キャリア濃度を約１×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を約５１ｎｍとしたＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ａｓを交互に４０対積層した。下部クラッド層は、キャリア濃度を約１×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を約５４ｎｍとした。下部ガイド層は、アンドープで層厚を約５０nｍとした。井戸層は、アンドープで層厚が約７ｎｍのＧａＡｓとし、バリア層はアンドープで層厚が約７ｎｍのＡｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ａｓとした。また、井戸層とバリア層とを交互に３対積層した。上部ガイド層は、アンドープで層厚を約５０nｍとした。上部クラッド層は、キャリア濃度を約１×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を５４ｎｍとした。また、上部ＤＢＲ反射層はキャリア濃度を約１×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を約５４ｎｍとしたＡｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓと、キャリア濃度を約１×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を約５１ｎｍとしたＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ａｓを交互に５対積層した。
Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９Ａｓからなるコンタクト層は、キャリア濃度を約３×１０^１８ｃｍ^−３、層厚を約２５０ｎｍとした。

【0142】

次に、基板裏面に、ＡｕＧｅ、Ｎｉ合金を厚さが０．５μｍ、Ｐｔを０．２μｍ、Ａｕを１μｍとなるように真空蒸着法によって成膜し、形成予定の光射出孔に重なる範囲内に、外径１００μｍの平面視円形となるようにパターニングして、ｎ型の第２の電極膜を形成した。

【0143】

次に、メサ型構造部を形成するため、パターニングしたレジスト（ＡＺ５２００ＮＪ（クラリアント社製））を用いて、Ｈ_２ＰＯ_４：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏ＝２：５：９のリン酸／過酸化水素水混合液を用いて、６０秒間、ウェットエッチングを行って、メサ型構造部及び上面を形成した。このウェットエッチングによって、コンタクト層、上部ＤＢＲ反射層及び活性層の全層を除去して、頂面の大きさが１９０μｍ×１９０μｍ、高さｈが７μｍ、幅ｗが５μｍの平面視矩形のメサ型構造部（保護膜及び電極膜を除く）を形成した。

【0144】

次に、保護膜を形成するため、ＳｉＯ_２からなる保護膜を０．５μｍ程度形成した。
その後、レジスト（ＡＺ５２００ＮＪ（クラリアント社製））によるパターニング後、バッファードフッ酸を用いて、平面視同心円形（外径ｄout：１６６μｍ、内径ｄin：１５４μｍ）の開口（図１１参照）、および、ストリート部の開口を形成した。

【0145】

次に、おもて面電極（膜）を形成するため、レジスト（ＡＺ５２００ＮＪ（クラリアント社製））によるパターニング後、Ａｕを１．２μｍ、ＡｕＢｅを０．１５μｍを順に蒸着し、リフトオフにより平面視円形（径：１５０μｍ）の光射出孔９ｂを有する、長辺３５０μｍ、短辺２５０μｍに形成してなるおもて面電極（ｐ型オーミック電極）を形成した。
その後、４５０℃で１０分間熱処理を行って合金化し、低抵抗のｐ型およびｎ型オーミック電極を形成した。

【0146】

次に、メサ型構造部の側面に光漏れ防止膜１６を形成するため、レジスト（ＡＺ５２００ＮＪ（クラリアント社製））によるパターニング後、Ｔｉを０．５μｍ、Ａｕを０．１７μｍを順に蒸着し、リフトオフにより光漏れ防止膜１６を形成した。

【0147】

次に、化合物半導体層側からダイシングソーを用いストリート部で切断し、チップ化した。ダイシングによる破砕層および汚れを硫酸・過酸化水素混合液でエッチング除去して、実施例の発光ダイオードを作製した。

【0148】

上記のようにして作製した実施例の発光ダイオードチップを、マウント基板上に実装した発光ダイオードランプを１００個組み立てた。この発光ダイオードランプは、マウントは、ダイボンダーで支持（マウント）し、ｐ型オーミック電極とｐ電極端子とを金線でワイヤボンディングした後、一般的なエポキシ樹脂で封止して作製した。

【0149】

この発光ダイオード（発光ダイオードランプ）について、ｎ型及びｐ型電極間に電流を流したところ、ピーク波長７３０ｎｍとする赤外光が出射された。順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖ_Ｆ）は１．８Ｖであった。順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は１．７ｍＷであった。また、応答速度（立ち上がり時間：Ｔｒ）は１２ｎｓｅｃだった。

【0150】

作製した１００個の発光ダイオードランプのいずれについても、同程度の特性が得られ、保護膜が不連続な膜になった場合のリーク（短絡）や電極用金属膜が不連続な膜になった場合の通電不良が原因と思われる不良はなかった。

【0151】

（比較例）
比較例の発光ダイオードは、従来技術である液相エピタキシャル法で形成した。ＧａＡｓ基板にＡｌ_０．２Ｇａ_０．８Ａｓ発光層とするダブルヘテロ構造の発光部を有する発光ダイオードに変更したものである。

【0152】

比較例の発光ダイオードの作製は、具体的には、ｎ型の（１００）面のＧａＡｓ単結晶基板に、Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓからなるｎ型の上部クラッド層を２０μｍ、Ａｌ_０．２Ｇａ_０．８Ａｓからなるアンドープの発光層を２μｍ、Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３Ａｓからなるｐ型の下部クラッド層を２０μｍ、発光波長に対して透明なＡｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓからなるｐ型の厚膜層を１２０μｍとなるように液相エピタキシャル方法によって作製した。このエピタキシャル成長後にＧａＡｓ基板を除去した。次に、ｎ型ＡｌＧａＡｓの表面に直径１００μｍのｎ型オーミック電極を形成した。次に、ｐ型ＡｌＧａＡｓの裏面に直径２０μｍのｐ型オーミック電極を８０μｍ間隔に形成した。次に、ダイシングソーにより３５０μｍ間隔で切断した後、破砕層をエッチング除去して比較例の発光ダイオードチップを作製した。

【0153】

ｎ型及びｐ型オーミック電極間に電流を流したところ、ピーク波長を７３０ｎｍとする赤外光が出射された。また、順方向に２０ミリアンペア（ｍＡ）の電流を通流した際の順方向電圧（Ｖ_Ｆ）は、約１．９ボルト（Ｖ）となった。また、順方向電流を２０ｍＡとした際の発光出力は、５ｍＷであった。また、応答速度（Ｔｒ）は１５．６ｎｓｅｃであり、本発明の実施例に比べて遅かった。

【符号の説明】

【0154】

１ 基板
２ 下部ＤＢＲ層（反射層）
３ 活性層
４ 上部ＤＢＲ層
５ コンタクト層
６ 支持構造部
６ａ 上面
６ｂ 側面
６ｂａ 傾斜部
７ メサ型構造部
７ａ 傾斜側面
７ｂ 頂面
７ｂａ 周縁領域
８、２８ 保護膜
８ｂ、２８ｂ 通電窓
９、２９ 電極膜
９ｂ、２９ｂ 光射出孔
１０ 第２の電極膜
１１ 下部クラッド層
１２ 下部ガイド層
１３ 発光層
１４ 上部ガイド層
１５ 上部クラッド層
１６ 光漏れ防止膜
２０ 化合物半導体層
２１ ストリート
２３ レジストパターン
２４ 光漏れ防止膜
４０ 電流拡散層
１００、２００、３００、４００ 発光ダイオード

【図1】

【図2】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図3】