特許 6361722 発光装置の製造方法

(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】6361722

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】発光装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/48 20100101AFI20180712BHJP

   H01L 33/44 20100101ALI20180712BHJP

   H01L 33/38 20100101ALI20180712BHJP

   H01L 33/32 20100101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/48

   H01L33/44

   H01L33/38

   H01L33/32

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-223139(P2016-223139)

(22)【出願日】2016年11月16日

(65)【公開番号】特開2017-108117(P2017-108117A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2017年1月18日

(31)【優先権主張番号】特願2015-239332(P2015-239332)

(32)【優先日】2015年12月8日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100138863

【弁理士】

【氏名又は名称】言上 惠一

(72)【発明者】

【氏名】多田 孝昭

(72)【発明者】

【氏名】若木 貴功

【審査官】 百瀬 正之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２５４８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６８５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１４２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０３／０６５４６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１４１０３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０６０８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６１０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２３０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２５５６８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２３２８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６２２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−７９９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５１４９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光素子を準備する工程と、
前記発光素子の表面に保護膜を形成する工程と、を備える発光装置の製造方法であって、
前記発光素子を準備する工程において、
それぞれ窒化物半導体を含んでなるｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層が順に設けられた半導体構造と、前記ｐ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面に部分的に形成されたｐ電極と、前記ｎ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面において前記ｐ電極と対向する領域を除く領域に形成されたｎ電極と、を含み、４１０ｎｍ以下の発光ピーク波長を有する発光素子を準備し、
前記保護膜を形成する工程において、
酸素を含む酸素原料ガスを用いて、前記発光素子の表面に酸素を結合させるＡ工程と、
第１金属を含む第１金属原料ガスを用いて、前記発光素子の表面に結合した酸素に第１金属を結合させるＢ工程と、
酸素を含む酸素原料ガスを用いて、前記酸素に結合された第１金属に酸素を結合させるＣ工程と、
前記第１金属とは異なる第２金属を含む第２金属原料ガスを用いて、前記第１金属に結合された酸素に第２金属を結合させるＤ工程と、
前記第２金属に酸素を結合させるＥ工程と、を含み、
前記ｎ電極の表面と前記ｎ型半導体層の表面とを連続して覆う保護膜を形成する発光装置の製造方法。

【請求項2】

前記酸素原料ガスは、オゾンガスである請求項１記載の発光装置の製造方法。

【請求項3】

前記第１金属は、Ａｌ，Ｎｂ，Ｔｉ及びＳｉからなる群から選択された１つからなり、
前記第２金属は、Ａｌ，Ｎｂ，Ｔｉ及びＳｉからなる群から選択された他の１つからなる請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。

【請求項4】

前記第１金属原料ガスはトリメチルアルミニウムである請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。

【請求項5】

前記第２金属原料ガスはビス（ジエチルアミノ）シランガスである請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。

【請求項6】

前記Ｅ工程の後に、
第１金属を含む第１金属原料ガスを用いて、前記第２金属に結合された酸素に第１金属を結合させるＦ工程を有し、
前記Ｆ工程、前記Ｃ工程、前記Ｄ工程、及び前記Ｅ工程を１サイクルとして、ｎサイクル繰り返すＧ工程を含む（ただし、ｎは１以上の整数）請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。

【請求項7】

前記Ｂ工程の後であって前記Ｃ工程の前に、
酸素を含む酸素原料ガスを用いて、前記酸素に結合された第１金属に酸素を結合させる工程と、
前記第１金属を含む第１金属原料ガスを用いて、前記第１金属に結合された酸素に第１金属を結合させる工程と、
を１サイクルとして、ｍサイクル繰り返す工程を含み（ただし、ｍは１以上の整数）、
前記Ｄ工程の後であって前記Ｅ工程の前に、
酸素を含む酸素原料ガスを用いて、前記酸素に結合された第２金属に酸素を結合させる工程と、
前記第２金属を含む第２金属原料ガスを用いて、前記第２金属に結合された酸素に第２金属を結合させる工程と、
を１サイクルとして、ｐサイクル繰り返す工程を含む（ただし、ｐは１以上の整数）請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。

【請求項8】

前記保護膜を形成する工程において、成膜温度を２００℃〜２５０℃の範囲に設定して保護膜を形成する請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。

【請求項9】

前記発光素子を準備する工程において、
前記ｐ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における表面において前記ｐ電極と対向する領域に形成されたｐ側保護膜をさらに有する発光素子を準備する請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。

【請求項10】

前記発光素子を準備する工程の後であって前記保護膜を形成する工程の前に、
ｐ側の電極層とｎ側の電極層とを含む基体に、前記発光素子を前記ｐ側の電極層と前記ｐ電極とが接続されるように実装し、前記ｎ電極と前記ｎ側の電極層とをワイヤにより接続する工程を含み、
前記保護膜を形成する工程において、
前記ワイヤの表面と前記ｎ電極の表面と前記ｎ型半導体層の表面とを連続して覆う保護膜を形成する請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光装置の製造方法。

【請求項11】

それぞれ窒化物半導体を含んでなるｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層を順に含む半導体構造と、前記ｐ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面に部分的に形成されたｐ電極と、前記ｎ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面において前記ｐ電極と対向する領域を除く領域に形成されたｎ電極とを含み、４１０ｎｍ以下の発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記ｎ電極の表面と前記ｎ型半導体層の表面とを連続して覆う保護膜とを備え、
前記保護膜は、第１金属を含む第１金属酸化物膜と第２金属を含む第２金属酸化物膜とが交互に積層されてなり、前記第１金属酸化物膜は１又は２以上の単一第１金属酸化物膜を含み、第２金属酸化物膜は１又は２以上の単一第２金属酸化物膜を含む発光装置。

【請求項12】

ｐ側の電極層とｎ側の電極層とを含む基体を含み、
前記ｐ電極が前記ｐ側の電極層に接続され、前記ｎ電極がｎ側の電極層にワイヤにより接続されており、前記保護膜は、前記ワイヤの表面と前記ｎ電極の表面と前記ｎ型半導体層の表面とを連続して覆う請求項１１に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

窒化物半導体層を有する発光素子（以下、「窒化物半導体発光素子」ともいう）は、広いバンドギャップを有していることから、例えば紫外線発光が可能である。この紫外線発光の窒化物半導体発光素子は、他の波長域の発光素子と同様、窒化物半導体層を保護するために、例えば、ＳｉＯ_２からなる保護膜によって覆われている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２０３６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、高出力の窒化物半導体発光素子を実現するためには、次のような課題があることを本願発明者らは見いだした。
その課題は、近年の窒化物半導体発光素子の高出力化にともなうものであり、高エネルギーの光と水分により窒化物半導体を含む半導体構造が劣化してしまうというものである（図９）。

【0005】

本発明は、窒化物半導体を含む半導体構造の劣化を低減できる発光装置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】

【0006】

以上の目的を達成するために、本発明の一形態に係る発光装置の製造方法は、
発光素子を準備する工程と、
前記発光素子の表面に保護膜を形成する工程と、を備える発光装置の製造方法であって、
前記発光素子を準備する工程において、
それぞれ窒化物半導体を含んでなるｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層が順に設けられた半導体構造と、前記ｐ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面に部分的に形成されたｐ電極と、前記ｎ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面において前記ｐ電極と対向する領域を除く領域に形成されたｎ電極と、を含み、４１０ｎｍ以下の発光ピーク波長を有する発光素子を準備し、
前記保護膜を形成する工程において、
酸素を含む酸素原料ガスを用いて、前記発光素子の表面に酸素を結合させるＡ工程と、
第１金属を含む第１金属原料ガスを用いて、前記発光素子の表面に結合した酸素に第１金属を結合させるＢ工程と、
酸素を含む酸素原料ガスを用いて、前記酸素に結合された第１金属に酸素を結合させるＣ工程と、
前記第１金属とは異なる第２金属を含む第２金属原料ガスを用いて、前記第１金属に結合された酸素に第２金属を結合させるＤ工程と、
前記第２金属に酸素を結合させるＥ工程と、を含み、
前記ｎ電極の表面と前記ｎ型半導体層の表面とを連続して覆う保護膜を形成する。

【0007】

また、本発明の一形態に係る発光装置は、
それぞれ窒化物半導体を含んでなるｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層を順に含む半導体構造と、前記ｐ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面に部分的に形成されたｐ電極と、前記ｎ型半導体層の前記活性層が設けられた側と反対の側における一表面において前記ｐ電極と対向する領域を除く領域に形成されたｎ電極とを含み、４１０ｎｍ以下の発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記ｎ電極の表面と前記ｎ型半導体層の表面とを連続して覆う保護膜とを備え、
前記保護膜は、第１金属を含む第１金属酸化物膜と第２金属を含む第２金属酸化物膜とが交互に積層されてなり、前記第１金属酸化物膜は１又は２以上の単一第１金属酸化物膜を含み、第２金属酸化物膜は１又は２以上の単一第２金属酸化物膜を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一形態に係る発光装置の製造方法によれば、窒化物半導体を含む半導体構造の劣化の低減が可能な発光装置を製造することができる。
また、本発明の一形態に係る発光装置によれば、窒化物半導体を含む半導体構造の劣化の低減が可能な発光装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態１に係る発光装置の斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ’線についての断面図である。

【図3】図１の発光素子及びその周辺の構成を示す平面図である。

【図4】図３のＢ−Ｂ’線についての断面図である。

【図5】図３のＣ−Ｃ’線についての断面図である。

【図6】実施形態１の保護膜の構成を模式的に示す断面図である。

【図7】実施形態１の発光装置の製造方法における保護膜形成工程の工程フローである。

【図8】本発明の実施形態２に係る発光装置の製造方法における保護膜形成工程の工程フローである。

【図9】比較例の発光装置において生じた窒化物半導体層の劣化の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る実施形態について説明する。
実施形態１．
実施形態１の発光装置の製造方法は、ｐ電極１４がｐ型半導体層１１の下面においてｎ電極１７と対向する領域を除いた領域に設けられているという特有の電極構造を有している発光素子を含む発光装置の製造方法において、水分透過率の低い保護膜を形成する方法を含む。具体的には、窒化物半導体を含む半導体構造１０ａを有し、上記特有の電極構造を有する発光素子１を準備する工程と、発光素子１の表面に保護膜１８を形成する工程と、を備える。保護膜１８を形成する工程は、酸素を含む酸素原料ガスを用いて、発光素子１の表面に酸素を結合させるＡ工程ＣＳ１と、第１金属を含む第１金属原料ガスを用いて、発光素子の表面に結合した酸素に第１金属を結合させるＢ工程ＣＳ２と、酸素を含む酸素原料ガスを用いて、酸素に結合された第１金属に酸素を結合させるＣ工程ＣＳ３と、第１金属とは異なる第２金属を含む第２金属原料ガスを用いて、第１金属に結合された酸素に第２金属を結合させるＤ工程ＣＳ４と、第２金属に酸素を結合させるＥ工程ＣＳ５と、を含む。

【0011】

これにより、半導体構造１０ａの劣化を低減できる発光装置を製造することができる。この点について、以下に詳細に説明する。

【0012】

近年、窒化物半導体発光素子の性能の向上により、高出力化が進んでいる。つまり、発光素子から高強度の発光が得られるようになっている。このとき、窒化物半導体を含む半導体構造に水分が侵入すると、水分と光とにより半導体構造が劣化する現象が生じる。図９に劣化の現象の様子を図示しているが、この現象は電極の近傍における半導体構造１３ｘにおいて顕著に起こる。つまり、電極の近傍では高い電流密度により高い光密度となるので、その光と水分とによって半導体構造が分解し、酸化して腐食することが原因であると考えられる。特に、発光波長が４１０ｎｍ以下であり、図３〜図５に示す、ｐ電極１４がｐ型半導体層１１の下面においてｎ電極１７と対向する領域を除く領域に設けられる電極構造を有する発光素子においては、ｎ電極１７の端部近傍でより高い電流密度となり、かつより高い光密度になることにより腐食が進む。これに対して、本願発明者らは、原子層堆積法により形成した保護膜は膜質が良く水分透過率の低い保護膜であると考え、１種類の金属酸化物膜の保護膜で発光素子及びその周辺を覆うことにより解決を図ったがそれによる効果は限定的であった。また、保護膜の膜厚を大きくして水分の透過を抑制することを試みたものの、同様に効果は限定的であった。このことは、ｐ電極１４とｎ電極１７とが対向しないように構成した特有の電極構造を有している発光素子１を含む実施形態１の発光装置に対しては、単に原子層堆積法により形成した１種類の金属酸化物の保護膜を用いただけでは十分ではないことを意味する。

【0013】

そこで、本願発明者らは、原子層堆積法によって少なくとも２種類の金属酸化物膜を堆積して保護膜１８を形成した。これにより、ある金属酸化物膜に生じる欠陥を、他の金属酸化物膜における欠陥がない部分で覆うことができるので、水分の透過率が小さい膜質の高い保護膜１８とすることができるものと考えられる。さらに、所定の効果を得る際に、１種類の金属酸化物膜を堆積する場合に比較して、保護膜全体の膜厚を小さくすることができるため、保護膜１８での発光素子１からの光の吸収を低減することができ、発光装置としての光取り出し効率の低下を抑制しやすくなる。

【0014】

以下、本実施形態に係る発光装置及びその製造方法について詳細に説明する。
実施形態１の発光装置は、図１及び図２に示すように、発光素子１と、発光素子１が載置される基体３と、蓋体５とを含む。ここで、実施形態１の発光装置では、発光素子１と蓋体５との間には、透光性樹脂等が設けられておらず、気体が存在する。このように構成して、発光素子１の表面に発光ピーク波長が４１０ｎｍ以下の高エネルギーの光の照射により着色したり劣化する透光性樹脂を設けることなく、発光素子１を蓋体５で保護している。これにより、長時間の使用による発光波長の変化及び発光ムラの発生を抑制できる。また、発光素子１は、図４及び図５に示すように、ｎ型半導体層１３の上面の一部に設けられたｎ電極１７と、ｐ型半導体層１１の下面においてｎ電極１７と対向する領域を除いた領域全体に設けられたｐ電極１４とを備えている。これにより、発光ピーク波長を４１０ｎｍ以下に設定した場合であっても、発光効率及び光の取り出し効率を高くできる。この点につき詳述する。ｐ電極とｎ電極とを対向するように配置すると、ｐ電極とｎ電極とが対向する部分での発光強度が高くなる。しかしながら、発光ピーク波長が４１０ｎｍ以下の短波長の可視光及び紫外光は、電極を構成する金属による吸収が大きい。したがって、ｐ電極とｎ電極とが対向する部分で発光する光の多くがｎ電極を構成する金属により吸収されてしまい、光の取り出し効率が低下し、結果的に全体としての発光効率が低くなる。そこで、発光素子１では、ｐ電極１４とｎ電極１７とが対向しないように配置している。尚、ｐ電極１４は、ｐ側接続電極２２と電気的に接続されている。
そして、実施形態１の発光装置では、少なくとも発光素子１を覆うように保護膜１８が形成されており、保護膜１８は、詳細後述するように、それぞれ原子層堆積法により形成された第１金属酸化物膜と第２金属酸化物膜とが堆積された膜である。本実施形態の発光装置では、保護膜１８が、２種類以上の金属酸化物膜を含み、それぞれ原子層堆積法によって形成されていることから、半導体構造１０ａの劣化が低減可能な発光装置とできる。尚、図３ではｎ電極１７の形状を説明しやすくするためにワイヤ９を省略しているが、図１、図２、及び図５に示すように各ｎ側接続電極部１７ａにワイヤ９が接続されている。
以下、実施形態１の発光装置について、基体３及び発光素子１を含む発光装置の全体構成を説明した後、保護膜１８について詳細に説明する。

【0015】

（基体３）
基体３は、例えば、凹部３０を有しており、その凹部３０は、中央部に第１底面を備え、第１底面の周りに第２底面を備えている。本実施形態においては、第２底面は、第１底面より高くなっている。凹部３０の第１底面には、ｐ側の電極層３１が設けられ、第２底面にはｎ側の電極層３３が設けられている。なお、第１底面と第２底面とは高さが異なっていればよく、例えば、第２底面を第１底面よりも低くしてもよい。

【0016】

（発光素子１）
発光素子１は、例えば、短波長の可視光又は紫外線を発光する発光ダイオードであり、発光素子構造部１０と支持基板２０とを含む。具体的には、発光素子１は、ｎ型半導体層１３、活性層１２及びｐ型半導体層１１を順に含む半導体構造１０ａと、ｐ型半導体層１１の活性層１２が設けられた側と反対の側における一表面に部分的に形成され、支持基板２０と半導体構造１０ａの間に位置するｐ電極１４と、ｎ型半導体層１３の前記活性層１２が設けられた側と反対の側における一表面においてｐ電極１４と対向する領域を除く領域（以下、「電極形成領域」ともいう。）に形成されたｎ電極１７とを有する。ここで、本明細書において、対向する領域とは、ｎ電極１７の上方から平面視したときに重なる領域をいう。また、電極形成領域に設けられたｎ電極１７という場合には、必ずしも電極形成領域全体にｎ電極１７が設けられていることを意味するものではなく、電極形成領域全体にｎ電極１７が設けられている場合と、電極形成領域の外周から離れた内側にｎ電極１７が設けられている場合を含む。例えば、ｎ電極１７の外周が電極形成領域の外周から所定の距離だけ離れるように、電極形成領域の外周の内側にｎ電極１７を形成するようにしてもよい。ｎ電極１７の外周と電極形成領域の外周との離間距離を、ｎ電極１７の端部近傍のｎ型半導体層１３における電流の集中の緩和及び発光効率を考慮して最適化することにより、ｎ電極１７の端部近傍でのｎ型半導体層１３の腐食の進行を抑制でき、かつ発光効率の高い発光素子とできる。また、本明細書において、紫外線とは、４００ｎｍ以下の光をいう。発光素子１のピーク波長は、例えば、４１０ｎｍ以下に設定され、発光素子１には、４００ｎｍより大きく４１０ｎｍ以下の短波長の可視光を発光する発光ダイオードが含まれる。また、発光素子１のピーク波長の下限は、好ましくは２００ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上とし、発光素子１のピーク波長の上限は、上述したように、好ましくは４１０ｎｍ以下、より好ましくは３９５ｎｍ以下とする。短波長の可視光及び紫外線は光エネルギーが高く、半導体構造の劣化が生じやすい傾向にあるため、本実施形態に係る発光装置の製造方法によって作製される発光装置において、半導体構造１０ａの劣化を低減する効果がより顕著となる。
以上のように、実施形態１の発光装置において、発光素子構造部１０は、支持基板側からｐ型半導体層１１と活性層１２とｎ型半導体層１３とを含む半導体構造１０ａを有し、ｎ型半導体層１３の上面には、図３に示すような形状のｎ電極１７が設けられ、ｐ型半導体層１１の下面には、ｎ電極１７に対向しないようにｐ電極１４が設けられている。

【0017】

ｐ型半導体層１１、活性層１２及びｎ型半導体層１３は、窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ，０≦Ｘ，０≦Ｙ，Ｘ＋Ｙ≦１）を用いて構成することができ、紫外線を発光する発光素子とする場合は、ｐ型半導体層１１、活性層１２及びｎ型半導体層１３をそれぞれ、例えば、Ａｌを含む窒化物半導体により構成する。

【0018】

ｎ電極１７及びｐ電極１４は、ｐ型半導体層１１の抵抗率がｎ型半導体層１３の抵抗率より高いことを考慮して、活性層１２全体に偏り無く電流が供給されるように、形状及び面積比率が設定されている。

【0019】

ｎ電極１７は、図３に示すように、一辺に平行な直線Ｌ１上に等間隔に設けられた複数（図３では４個）のｎ側接続電極部１７ａと、直線Ｌ１に平行な中心線Ｌ３に対して線対称の直線Ｌ２上に等間隔に設けられた複数（図３では４個）のｎ側接続電極部１７ａと、それらのｎ側接続電極部１７ａからそれぞれ延びる延伸部１７ｂとを含む。本実施形態では、各ｎ側接続電極部１７ａから４本の延伸部１７ｂが延びており、４本の延伸部１７ｂのうちの２本は直線Ｌ１と直線Ｌ２間の領域に延びており、他の２本は逆方向、すなわち直線Ｌ１及び直線Ｌ２の外側に延びている。直線Ｌ１と直線Ｌ２間の領域に延びた複数の延伸部１７ｂは、略平行でかつ等間隔に配置される。また、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の外側に延びた複数の延伸部１７ｂは隣接するｎ側接続電極部１７ａから延びる延伸部１７ｂと接続され、全体として複数の円弧部を含む形状になっている。
以上のように構成されたｎ電極１７によれば、複数のｎ側接続電極部１７ａから供給される電子がｎ型半導体層１３の全体に拡がり、活性層１２全体に注入される。

【0020】

さらに、本実施形態では、ｐ型半導体層１１の抵抗率がｎ型半導体層１３の抵抗率より高いことを考慮して、ｎ電極１７全体の面積に比較して、ｐ電極１４の面積が大きくなっており、ｐ電極１４は、ｐ型半導体層１１の下面において、好ましくは、ｎ電極１７と対向する領域を除いた領域全体に設けられる。これにより活性層１２全体に偏り無く電流が供給される。また、ｐ型半導体層１１の下面において、ｎ電極１７と対向する領域（ｐ電極１４が形成されていない領域）には、ｐ側保護膜１５が形成される。

【0021】

支持基板２０は、発光素子構造部１０を支持するためのものであり、Ｓｉ，ＳｉＣ，ＡｌＮ、ＡｌＳｉＣ等のセラミック基板、Ｃｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ｍｏ等の金属基板、Ｃｕ−ダイヤ等の金属とセラミックの積層基板等を用いることができる。好ましくは、安価でチップ化のしやすいＳｉ又はＣｕ−Ｗを用いる。
支持基板２０は、発光素子構造部１０の下面に形成されたメタライズ層１６と支持基板２０の上面に形成されたメタライズ層２１を介して接合される。
さらに、支持基板２０の下面には、メタライズ層２２（以下、「ｐ側接続電極２２」ともいう。）が設けられている。メタライズ層２２は、支持基板２０、メタライズ層２１及びメタライズ層１６を介してｐ電極１４と接続されている。

【0022】

（蓋体５）
発光装置において、蓋体５は、基体３の凹部３０を覆って発光素子１を保護するものである。蓋体５は、例えば、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス等の無機材料からなり、好ましくは、耐光性の高いホウ珪酸ガラスからなる。

【0023】

（発光装置の全体構成）
以上のように構成された発光素子１が、基体３の第１底面に形成されたｐ側の電極層３１にｐ側接続電極２２が接続されるように第１底面に実装される。また、発光素子１の上面のｎ側接続電極部１７ａが、基体３の第２底面に形成されたｎ側の電極層３３にワイヤ９により接続される。そして、少なくとも発光素子１を覆うように、保護膜１８が形成される。尚、発光装置は、図１及び図２に示すように、ツェナーダイオードなどの保護素子７を含んでいてもよい。

【0024】

保護膜１８．
以下、実施形態１の発光装置の保護膜１８について詳細に説明する。
実施形態１の発光装置において、保護膜１８は、図６に示すように、原子層堆積法によって種類の異なる２種類の金属酸化物膜を堆積した膜である。ここで特に、実施形態１の保護膜１８は、厚さ方向に最小単位の厚さに形成された第１金属酸化物膜１８ａと厚さ方向に最小単位の厚さに形成された第２金属酸化物膜１８ｂとが交互に堆積された膜である。本明細書において、厚さ方向に最小単位の厚さに形成された金属酸化物膜とは酸素原料ガスを用いた１回の工程と金属原料ガスを用いた１回の工程により得られるものをいい、金属酸化物膜には、略均一の厚さに形成された膜の他、点在する開口部を含む膜、分離された複数の膜からなる膜、が含まれる。以下では厚さ方向に最小単位の厚さに形成された金属酸化物膜を「単一金属酸化物膜」ともいう。また、特に、第１金属を用いた単一金属酸化物膜を「単一第１金属酸化物膜」とし、第２金属を用いた単一金属酸化物膜を「単一第２金属酸化物膜」とする。

【0025】

実施形態１の保護膜１８において、第１金属は、例えば、Ａｌ，Ｎｂ，Ｔｉ及びＳｉから選択することができ、第２金属は、Ａｌ，Ｎｂ，Ｔｉ及びＳｉからなる群から選択された他の１つとすることができる。好ましくは、第１金属と第２金属の一方を、Ａｌとし、他方をＳｉとする。これにより、良好な膜質であり、且つ、透光性に優れた保護膜１８とすることができる。

【0026】

実施形態１の保護膜１８は、ｎ電極１７の表面から半導体構造１０ａの表面に連続して形成されているのが好ましい。つまり、保護膜１８は、ｎ電極１７の表面とｎ型半導体層１３の表面とを連続して覆うことが好ましい。電極の近傍では光密度が高くなり、特に劣化が生じやすいため、半導体構造１０ａの劣化抑制の効果が顕著となる。

【0027】

以下、実施形態１の発光装置の製造方法について説明する。
実施形態１の発光装置の製造方法は、発光素子１の準備工程と実装工程と保護膜形成工程とを含む。

【0028】

［発光素子１の準備工程］
発光素子１の準備工程は、例えば、半導体構造形成工程と、ｐ電極形成工程と、ｐ側保護膜形成工程と、接合層形成工程と、貼り合わせ工程と、ｎ電極形成工程と、を含む。以下、各工程について説明する。

【0029】

＜半導体構造形成工程＞
半導体構造形成工程では、例えば、サファイアからなる成長基板の表面に、所定の半導体材料及びドーパント等を含むガスを供給して、ｎ型半導体層１３、活性層１２及びｐ型半導体層１１の順に成長させて半導体構造１０ａを形成する。

【0030】

＜ｐ電極形成工程＞
ｐ電極形成工程では、ｐ型半導体層１１の活性層１２が設けられた側と反対の側における一表面に所定の形状のｐ電極１４を形成する。例えば、ｐ型半導体層１１の表面の一部に、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔを順に成膜することによりｐ電極１４を形成する。以下、ｐ型半導体層１１の表面において、ｐ電極１４が形成された領域を第１領域という。また、ｐ型半導体層１１の表面において、第１領域を除いた領域を第２領域という。ｎ型半導体層１３の表面において、ｐ電極１４が形成された第１領域に対向する領域を除いた領域を、電極形成領域という。つまり、ｎ型半導体層１３の表面において、第２領域に対向する領域を電極形成領域という。

【0031】

＜ｐ側保護膜形成工程＞
ｐ側保護膜形成工程では、ｐ型半導体層１１の表面の第２領域にｐ側保護膜１５を形成する。ｐ側保護膜１５は、例えば、ＳｉＯ_２を成膜することにより形成する。なお、ｐ電極形成工程の前にｐ側保護膜形成工程を行ってもよい。

【0032】

＜接合層形成工程＞
接合層形成工程では、ｐ電極１４及びｐ側保護膜１５の表面にメタライズ層１６を形成し、支持基板２０の一方の面にメタライズ層２１を形成する。メタライズ層１６は、ｐ電極１４及びｐ側保護膜１５側から、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕを順に成膜することにより形成する。メタライズ層２１は、支持基板２０側から、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕを順に成膜することにより形成する。

【0033】

＜貼り合わせ工程＞
貼り合わせ工程では、メタライズ層１６とメタライズ層２１とを接合することにより、成長基板により支持された半導体構造１０ａと支持基板２０とを貼り合わせる。

【0034】

＜成長基板剥離工程＞
成長基板剥離工程では、例えば、パルス発振の高密度ＵＶレーザ光を成長基板側から照射して、半導体構造１０ａを成長基板から剥離する。

【0035】

＜ｎ電極形成工程＞
ｎ電極形成工程では、ｎ型半導体層１３の表面の電極形成領域に、ｎ電極１７を形成する。ｎ型半導体層１３側から、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉを順に成膜することによりｎ電極１７を形成する。
ここで、実施形態の製造方法では、ｎ電極１７を形成する前に、ｎ型半導体層１３を薄くしてもよい。
このようにすると、活性層１２で発光した光がｎ型半導体層１３により吸収されることを抑えることができ、取り出し効率を高くすることができる。

【0036】

［実装工程］
発光素子１を、基体３の第１底面に、ｐ側の電極層３１とｐ側接続電極２２が接続されるように実装する。
次に、半導体構造１０ａの上面のｎ側接続電極部１７ａと基体３の第２底面に形成されたｎ側の電極層３３とをワイヤ９により接続（ワイヤボンディング）する。

【0037】

［保護膜形成工程］
実施形態１において、保護膜１８は、図７に示す工程フローにしたがって作製される。
まず、原子層堆積装置の真空チャンバー内に、発光素子１が実装された基体３をセットする。

【0038】

（ステップＣＳ１）
真空チャンバー内が所定の真空度になるように排気し、発光素子１及び基体３を所定の成膜温度に加熱する。成膜温度は、好ましくは１５０℃以上３００℃以下、より好ましくは２００℃以上２５０℃以下の範囲に設定する。前述の下限値以上とすることで保護膜１８のバリア性を向上させることができるとともに発光素子１に付着している有機物等を除去することができ、前述の上限値以下とすることで発光素子１の熱による劣化を低減することができる。
そして、真空チャンバー内に、酸素を含む酸素原料ガスを導入して、発光素子の表面、ワイヤ９の表面、基体３の凹部全体に酸素を結合させる（Ａ工程）。
発光素子１の表面等に酸素を結合させた後、酸素原料ガスを排気する。
ここで、酸素を含む酸素原料ガスとして、Ｏ_３（オゾン）ガスを用いることができる。原料としてガスを用いることで、プラズマを用いる場合に比較して、発光素子１の表面、ワイヤ９の表面、及び基体３の凹部全体に酸素を結合しやすくなる。
尚、本ステップでは、Ｈ_２Ｏを用いて、発光素子１の表面等にＯＨ基を結合させてもよい。

【0039】

（ステップＣＳ２）
次に、真空チャンバー内に、第１金属を含む第１金属原料ガスを導入し、発光素子１の表面等に結合した酸素と第１金属原料ガスとを反応させて、発光素子１の表面等に結合した酸素に第１金属を結合させる（Ｂ工程）。
発光素子１の表面等に結合した酸素に第１金属を結合させた後、第１金属原料ガスを排気する。

【0040】

（ステップＣＳ３）
真空チャンバー内に、酸素を含む酸素原料ガスを導入して、酸素に結合した第１金属と酸素原料ガスとを反応させて、酸素に結合した第１金属に酸素を結合させる（Ｃ工程）。
本ステップにおいて、第１金属原料ガスとしてＳｉの原料ガスを用いる場合は、酸素を含む酸素原料ガスとして、好ましくはＯ_３（オゾン）ガスを用いる。ＳｉはＨ_２Ｏと反応しにくいため、Ｏ_３（オゾン）ガスを用いることでＳｉとの反応性を良くすることができるためである。尚、第１金属の材料によってはＨ_２Ｏを用いて、第１金属にＯＨ基を結合させてもよい。
第１金属に酸素を結合させた後、酸素原料ガスを排気する。

【0041】

以上のステップＣＳ１〜ステップＣＳ３を経て、厚さ方向に最小単位の厚さに堆積された第１金属酸化物膜（単一第１金属酸化物膜）が形成される。

【0042】

（ステップＣＳ４）
単一第１金属酸化物膜を形成した後、第１金属とは異なる第２金属を含む第２金属原料ガスを用いて、第１金属に結合した酸素と第２金属原料ガスとを反応させて、第１金属に結合した酸素に第２金属を結合させる（Ｄ工程）。
酸素に第２金属を結合させた後、第２金属原料ガスを排気する。

【0043】

（ステップＣＳ５）
次に、酸素に結合した第２金属に酸素を結合させる（Ｅ工程）。
本ステップにおいて、真空チャンバー内に、酸素を含む酸素原料ガスを導入して、酸素に結合した第２金属に結合させる。第２金属原料ガスとしてＳｉの原料ガスを用いる場合は、酸素を含む酸素原料ガスとして、好ましくはＯ_３（オゾン）ガスを用いる。第２金属の材料によってはＨ_２Ｏを用いて、第２金属にＯＨ基を結合させてもよい。
尚、本ステップでは、真空チャンバー内を大気圧雰囲気とすることで、酸素に結合した第２金属と大気に含まれる酸素とを反応させて、酸素に結合した第２金属に酸素を結合させてもよい。
以上のステップＣＳ４とステップＣＳ５とにより、厚さ方向に最小単位の厚さに堆積された第２金属酸化物膜（単一第２金属酸化物膜）が形成される。
以上のステップＣＳ１〜ＣＳ５により、１つの単一第１金属酸化物膜の上に、１つの単一第２金属酸化物膜が堆積された単一金属酸化物膜の多重構造が形成される。

【0044】

１つの単一第１金属酸化物膜の上に、１つの単一第２金属酸化物膜が堆積された膜を保護膜１８とする場合は、ステップＪＳ１１（設定サイクルは１）を経て終了する。
また、実施形態１では、単一第１金属酸化物膜と単一第２金属酸化物膜を交互に所定の数だけ堆積して保護膜１８を形成するようにしてもよい。その場合は、ステップＪＳ１１を経て、ステップＳ８で、第１金属を含む第１金属原料ガスを用いて、ステップＣＳ５において第２金属に結合された酸素に第１金属を結合させる（Ｆ工程）。そして、ステップＳ８、ステップＣＳ３、ステップＣＳ４、及びステップＣＳ５を１サイクルとしてｎサイクル（ただし、ｎは１以上の整数）繰り返す（Ｇ工程）。そして、ステップＪＳ１１で設定サイクルと判断されれば終了する。以上により、単一第１金属酸化物膜と単一第２金属酸化物膜が交互に所定の数だけ堆積された保護膜１８が形成される。

【0045】

以上のステップにおいて、第１金属としては、例えば、Ａｌ，Ｎｂ，Ｔｉ、Ｓｉ等を用いることができ、第２金属としては、前述の金属のうち第１金属とは異なる金属を用いることができる。第１金属原料ガス及び第２金属原料ガスとしては、Ａｌの原料ガスとしてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、Ｎｂの原料ガスとしてトリス(ジエチルアミド)(tert-ブチルイミド)ニオブ(V)、Ｔｉの原料ガスとしてテトラキス(ジメチルアミド)チタン、Ｓｉの原料ガスとして、トリス（ジメチルアミノ）シランガス又はビス（ジエチルアミノ）シランガスが挙げられる。

【0046】

後述する比較例１及び比較例２から、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを用いて形成した膜よりもビス（ジエチルアミノ）シランガスを用いて形成した膜の方が半導体構造１０ａの劣化を低減できてきたことが確認されている。これは、トリス（ジメチルアミノ）シランガスは３価であるのに対してビス（ジエチルアミノ）シランガスは２価であるため、酸素にＳｉ原料ガスが結合する際に、隣接するＳｉ原料の分子間の距離を短くすることができ、その結果として緻密な膜とすることができるためと考えられる。したがって、第１金属原料ガスおよび第２金属原料ガスとしては、ビス（ジエチルアミノ）シランガスなどの比較的価数が小さいものが好ましいと考えられる。

【0047】

発光素子からの光に対する透過率および得られる膜質などを考慮すると、第１金属原料ガス及び第２金属原料ガスとしては、第１金属原料ガスとしてトリメチルアルミニウムを用い、第２金属原料ガスとしてビス（ジエチルアミノ）シランガスを用いるのが好ましい。

【0048】

以上の図７の工程フローを用いた説明では、発光素子１等の表面に最初に第１金属酸化物膜を形成して、最後に第２金属酸化物膜を形成して終了するようになっており、保護膜１８は同じ数の単一第１金属酸化物膜と単一第２金属酸化物膜とが堆積された構造となっている。しかしながら、本実施形態はこれに限定されるものではなく、発光素子１等の表面に最初に第１金属酸化物膜を形成して、最後に第１金属酸化物膜を形成して終了するようにしてもよい。

【0049】

［蓋体固定工程］
基体３の凹部を塞ぐように蓋体５を固定する。蓋体５は、例えば、シリコーン樹脂等の接着剤を用いて、基体３の上面に固定される。接着剤は、基体３の上面にいて凹部を取り囲むように配置されていてもよいが、本実施形態では、基体３の４隅に配置されている。

【0050】

以上のように構成された実施形態１の発光装置は、半導体構造１０ａを介して対向しないように設けられたｐ電極１４とｎ電極１７とを含む発光素子１を含んでいるが、単一第１金属酸化物膜の上に単一第２金属酸化物膜が堆積された保護膜１８を少なくとも発光素子１の表面に備えているので、半導体構造１０ａの劣化を効果的に抑制することができる。これは、単一第１金属酸化物膜に生じる欠陥を、単一第２金属酸化物膜における欠陥がない部分で覆うことができるので、水分の透過率が小さい膜質の高い保護膜１８とすることができるためであると考えられる。また、２種類の金属酸化物膜を用いることで保護膜全体として膜厚を小さくすることができるため、保護膜１８での発光素子１からの光の吸収を抑制することができる。１種類の金属酸化物膜を厚く堆積することで半導体構造１０ａの劣化はある程度抑制できるものの保護膜全体の膜厚が大きくなるため発光素子１からの光の吸収が大きくなってしまう。これに対して、本実施形態によれば、保護膜全体の膜厚を小さくしても半導体構造１０ａの劣化を低減することができるため、保護膜１８で光の吸収を抑えることができ、発光装置としての光取り出し効率の低下を抑制しやすくなる。

【0051】

実施形態２．
次に、本発明に係る実施形態２の発光装置について説明する。
実施形態２の発光装置は、保護膜１８の構成が異なる他は、実施形態１と同様に構成される。

【0052】

実施形態２の保護膜１８．
以下、実施形態２の発光装置の保護膜１８について詳細に説明する。
実施形態２に係る発光装置の保護膜１８は、原子層堆積法によって種類の異なる２種類の金属酸化物膜を堆積した膜である点では実施形態１と同様であるが以下の点で異なっている。
すなわち、実施形態２の保護膜１８は、厚さ方向に最小単位の厚さに堆積された単一第１金属酸化物膜が２回以上堆積された多重第１金属酸化物膜と、厚さ方向に最小単位の厚さに堆積された単一第２金属酸化物膜が２回以上堆積された多重第２金属酸化物膜とが堆積された多層膜である。つまり、本実施形態では、第１金属酸化物膜が複数回堆積されて多重第１金属酸化物膜１８ａが形成されており、第２金属酸化物膜が複数回堆積されることで多重第２金属酸化物膜１８ｂが形成されている（図６参照）。なお、図６は実施形態１の保護膜１８を説明するものであるが、第１金属酸化物膜と第２金属酸化物膜が交互に堆積されるという点では実施形態２にも当てはまる。したがって、実施形態２においても、図６を用いて保護膜１８を説明することができる。

【0053】

実施形態２の保護膜１８において、実施形態１と同様、第１金属は、例えば、Ａｌ，Ｎｂ，Ｔｉ及びＳｉから選択することができ、第２金属は、前述の金属のうち第１金属とは異なる金属を選択することができる。好ましくは、第１金属と第２金属の一方を、Ａｌとし、他方をＳｉとする。
以下、実施形態２の保護膜１８の製造方法について説明する。

【0054】

実施形態２における保護膜１８の製造方法
実施形態２において、保護膜１８は、図８に示す工程フローにしたがって作製される。
（前工程）
実施形態１と同様にして、発光素子１を実装し、ワイヤボンディングする。
そして、原子層堆積装置の真空チャンバー内に、発光素子１が実装された基体３をセットする。

【0055】

最初に、実施形態１と同様のステップＣＳ１及びステップＣＳ２を実施し、その後、以下に説明するステップＲＳ１及びステップＲＳ２をｍサイクル（ただし、ｍは１以上の整数）繰り返す。

【0056】

（ステップＲＳ１）
ここでは、真空チャンバー内に酸素を含む酸素原料ガスを導入して、酸素に結合した第１金属と酸素原料ガスとを反応させて、酸素に結合した第１金属に酸素を結合させる。
本ステップにおいて、酸素を含む酸素原料ガスとして、好ましくはＯ_３（オゾン）ガスを用いることができる。尚、用いる金属材料によってはＨ_２Ｏを用いて、第１金属にＯＨ基を結合させてもよい。
第１金属に酸素を結合させた後、酸素原料ガスを排気する。

【0057】

（ステップＲＳ２）
ここでは、真空チャンバー内に第１金属を含む第１金属原料ガスを導入して、第１金属に結合した酸素と第１金属原料ガスとを反応させて、第１金属に結合した酸素に第１金属を結合させる。
酸素に第１金属を結合させた後、第１金属原料ガスを排気する。

【0058】

ステップＲＳ１及びステップＲＳ２をｍサイクルだけ繰り返したら、ステップＪＳ２１を経て、実施形態１と同様のステップＣＳ３及びステップＣＳ４を実施し、その後、以下に説明するステップＲＳ３及びステップＲＳ４をｐサイクル（ただし、ｐは１以上の整数）繰り返す。

【0059】

（ステップＲＳ３）
ここでは、真空チャンバー内に酸素を含む酸素原料ガスを導入して、酸素に結合した第２金属と酸素原料ガスとを反応させて、酸素に結合した第２金属に酸素を結合させる。
本ステップにおいて、酸素を含む酸素原料ガスとして、Ｏ_３（オゾン）ガスを用いることが好ましいが、金属材料によっては、Ｈ_２Ｏを用いて、第２金属にＯＨ基を結合させてもよい。
第２金属に酸素を結合させた後、酸素原料ガスを排気する。

【0060】

（ステップＲＳ４）
ここでは、真空チャンバー内に第２金属を含む第２金属原料ガスを導入して、第２金属に結合した酸素と第２金属原料ガスとを反応させて、第２金属に結合した酸素に第２金属を結合させる。
第２金属に酸素を結合させた後、第２金属原料ガスを排気する。

【0061】

ステップＲＳ３及びステップＲＳ４をｐサイクルだけ繰り返したら、ステップＪＳ２２を経て、実施形態１と同様のステップＣＳ５を実施する。そして、設定サイクルに達するまで、ステップＪＳ２３及びステップＲＳ５を経て、ステップＲＳ１〜ステップＣＳ５を繰り返す。
ここで、ステップＲＳ５では、真空チャンバー内に第１金属を含む第１金属原料ガスを導入して、ステップＣＳ５にて第２金属に結合した酸素と第１金属原料ガスとを反応させて、第２金属に結合した酸素に第１金属を結合させる。

【0062】

以上のような工程を経て、実施形態２に係る多重第１金属酸化物膜と多重第２金属酸化物膜とを交互に堆積した保護膜１８は、形成される。

【0063】

以上のステップにおいて、第１金属としては、例えば、Ａｌ，Ｎｂ，Ｔｉ、Ｓｉ等を用いることができ、第２金属としては、前述の金属のうち第１金属とは異なる金属を用いることができる。第１金属原料ガス及び第２金属原料ガスとしては、Ａｌの原料ガスとしてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、Ｎｂの原料ガスとしてトリス(ジエチルアミド)(tert-ブチルイミド)ニオブ(V)、Ｔｉの原料ガスとしてテトラキス(ジメチルアミド)チタン、Ｓｉの原料ガスとして、トリス（ジメチルアミノ）シランガス、又は、ビス（ジエチルアミノ）シランガスが挙げられる。

【0064】

以上の図８の工程フローを用いた説明では、発光素子等の表面に最初に多重第１金属酸化物膜を形成して、最後に多重第２金属酸化物膜を形成して終了するようになっており、保護膜１８は同じ数の多重第１金属酸化物膜と多重第２金属酸化物膜とが堆積された構造となっている。しかしながら、本実施形態は、これに限定されるものではなく、発光素子１等の表面に最初に多重第１金属酸化物膜を形成して、最後に多重第１金属酸化物膜を形成して終了するようにしてもよい。

【0065】

以上のように構成された実施形態２の発光装置は、多重第１金属酸化物膜と多重第２金属酸化物膜が堆積された保護膜１８を少なくとも発光素子１の表面に備えているので、半導体構造１０ａの劣化を効果的に抑制することができる。これは、多重第１金属酸化物膜に生じる欠陥を、多重第２金属酸化物膜における欠陥がない部分で覆うことができるので、水分の透過率が小さい膜質の高い保護膜１８とすることができるためであると考えられる。また、２種類の金属酸化物膜を用いることで保護膜全体として膜厚を小さくすることができるため、保護膜１８での発光素子１からの光の吸収を抑制することができ、発光装置としての光取り出し効率の低下を抑制しやすくなる。さらに、多重第１金属酸化物膜と多重第２金属酸化物膜が堆積された保護膜１８は、各層の膜厚を制御しやすくなる。これにより、保護膜１８を反射防止膜として機能させることができるため、半導体構造１０ａからの光の反射を防止させることができ、発光素子１からの光の取出しを向上させることができると考えられる。

【0066】

実施形態１及び２の変形例
上述した実施形態１では、単一第１金属酸化物膜と単一第２金属酸化物膜とを交互に堆積して保護膜１８を形成し、実施形態２では、多重第１金属酸化物膜と多重第２金属酸化物膜とを堆積して保護膜１８を形成している。

【0067】

しかしながら、保護膜１８が第１金属酸化物膜と、第１金属と異なる第２金属酸化物膜と、が堆積されていれば本発明の範囲内とする。例えば、単一第１金属酸化物膜と多重第２金属酸化物膜とを交互に堆積した保護膜１８を形成するようにしてもよい。
このような保護膜１８は、実施形態２の図８に示す工程フローにおいて、ステップＣＳ２から、ステップＲＳ１、ステップＲＳ２、ステップＪＳ２１を経由することなくステップＣＳ３を実施するようにすればよい。
また、単一第１金属酸化物膜、単一第２金属酸化物膜、多重第１金属酸化物膜、及び多重第２金属酸化物膜を組み合わせて保護膜１８とすることもできる。
以上のようにしても、半導体構造１０ａの劣化を効果的に抑制することができる発光装置を提供することができる。

【0068】

以上の実施形態１、実施形態２及びその変形例では、発光素子１を、基体３の第１底面に実装し、ｎ側接続電極部１７ａとｎ側の電極層３３とをワイヤボンディングした後に、保護膜１８を原子層堆積法によって形成している。
したがって、実施形態１、実施形態２及びその変形例の発光装置では、例えば、発光素子１と基体３の第１底面のように面方向が不連続に変化する角部においても、他の平面部と同様に、２種類の金属酸化物膜が所定の膜厚で堆積された保護膜１８を形成することができる。また、ワイヤボンディング部においても、他の平面部と同様に、２種類の金属酸化物膜が堆積された保護膜１８を形成することができる。
これにより、実施形態１、実施形態２及びその変形例の製造方法によれば、半導体構造１０ａの劣化を効果的に抑制することに加え、極めて信頼性の高い発光装置を製造することができる。

【実施例】

【0069】

実施例１．
実施例１では、図１〜図５に示す発光装置において、Ａｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２とを交互に堆積することで保護膜１８を形成した。尚、実施例１において、蓋体５は、基体３の４つの隅で基体３の上面に固定しており、気密構造にはしていない。
実施例１では、発光素子１の半導体構造１０ａとして、ＡｌＧａＮであらわされる窒化物半導体からなる活性層を有し、発光ピーク波長が３６５ｎｍの発光ダイオードを用いた。
実施例１において、保護膜１８は、以下のようにして形成した。

【0070】

（１）原子層堆積装置の真空チャンバー内に基体３上に発光素子１を実装した成膜対象をセットし、１Ｐａまで排気する。
（２）発光素子１及び基体３の温度を２００℃まで上昇させる。
（３）オゾン（Ｏ_３）ガスを導入し、発光素子１及び基体３の表面に酸素を結合させて、オゾン（Ｏ_３）ガスを排気する。
（４）トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを導入して、発光素子１及び基体３の表面の酸素とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とを反応(第１反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを排気する。
（５）オゾン（Ｏ_３）ガスを導入して、第１反応で酸素と結合したトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とオゾンとを反応(第２反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）のメチル基に代えてアルミニウムに酸素を結合させ、オゾン（Ｏ_３）ガスを排気する。
以上の（１）〜（５）により、厚さが１．２ÅのＡｌ_２Ｏ_３を形成する。

【0071】

（６）（５）でオゾンガスを排気した後、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを導入して、アルミニウムに結合した酸素とトリス（ジメチルアミノ）シランとを反応(第３反応)させ、酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランを結合し、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを排気する。
（７）オゾンガスを導入して、第３反応で酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランとオゾンとを反応(第４反応)させ、トリス（ジメチルアミノ）シランのアミノ基に代えて酸素を結合させ、オゾンガスを排気する。
以上の（６）及び（７）により、Ａｌ_２Ｏ_３の上に、厚さが１．２ÅのＳｉＯ_２を形成する。
（８）（７）でオゾン（Ｏ_３）ガスを排気した後、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを導入して、Ｓｉに結合した酸素とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とを反応させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを排気する。

【0072】

そして、（８）、（５）、（６）、（７）を１サイクルとして、繰り返すことにより、単一金属酸化物膜となるＡｌ_２Ｏ_３と単一金属酸化物膜となるＳｉＯ_２とを交互に堆積した総膜厚が２００Åの保護膜１８を形成する。

【0073】

実施例２．
実施例２では、実施例１の発光装置において、多重第１金属酸化物膜であるＡｌ_２Ｏ_３と、多重第２金属酸化物膜であるＳｉＯ_２とを交互に堆積することで保護膜１８を形成した。
実施例２の発光装置の保護膜１８以外の構成は、実施例１と同様にした。
実施例２において、保護膜１８は、以下のようにして形成した。

【0074】

（１）原子層堆積装置の真空チャンバー内に基体３上に発光素子１を実装した成膜対象をセットし、１Ｐａまで排気する。
（２）発光素子１及び基体３の温度を２００℃まで上昇させる。
（３）オゾン（Ｏ_３）ガスを導入し、発光素子１及び基体３の表面に酸素を結合させて、オゾン（Ｏ_３）ガスを排気する。
（４）トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを導入して、発光素子１及び基体３の表面の酸素とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とを反応(第１反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを排気する。
（５）オゾン（Ｏ_３）ガスを導入して、酸素と結合したトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とオゾンとを反応(第２反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）のメチル基に代えてアルミニウムに酸素を結合させ、オゾン（Ｏ_３）ガスを排気する。
（６）トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを導入して、（５）でアルミニウムに結合した酸素とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とを反応(第３反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを排気する。
以下、（６）と（７）を繰り返す。
（７）オゾン（Ｏ_３）ガスを導入して、第３反応で酸素と結合したトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とオゾンとを反応させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）のメチル基に代えてアルミニウムに酸素を結合させ、オゾン（Ｏ_３）ガスを排気する。
以上の（１）〜（７）により、厚さが２０ÅのＡｌ_２Ｏ_３を形成する

【0075】

（８）２０ÅのＡｌ_２Ｏ_３を形成した後、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを導入して、アルミニウムに結合した酸素とトリス（ジメチルアミノ）シランとを反応(第４反応)させ、酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランを結合し、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを排気する。
（９）オゾンガスを導入して、第４反応で酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランとオゾンとを反応(第５反応)させ、トリス（ジメチルアミノ）シランのアミノ基に代えてＳｉに酸素を結合させ、オゾンガスを排気する。
（１０）トリス（ジメチルアミノ）シランガスを導入して、Ｓｉに結合した酸素とトリス（ジメチルアミノ）シランとを反応させ、酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランを結合し、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを排気する。
以上の（９）及び（１０）を繰り返す。
（１１）オゾンガスを導入して、酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランとオゾンとを反応させ、トリス（ジメチルアミノ）シランのアミノ基に代えてＳｉに酸素を結合させ、オゾンガスを排気する。
以上の（８）〜（１１）により、厚さが２０ÅのＳｉＯ_２を形成する。
（１２）トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを導入して、（１１）でＳｉに結合した酸素とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とを反応(第６反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを排気する。
以後、（１２）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）、（１１）を１サイクルとして繰り返すことにより、厚さが２０ÅのＡｌ_２Ｏ_３と厚さが２０ÅのＳｉＯ_２とが交互に堆積された総膜厚２００Åの保護膜１８を形成した。

【0076】

比較例１．
比較例１では、実施例１の発光装置において、発光素子及び基体上に、原子層堆積法により、ＳｉＯ_２を２００Åの厚さで形成して保護膜とした以外は実施例１と同様にして発光装置を作製した。
具体的には、
（１）原子層堆積装置の真空チャンバー内に基体３上に発光素子１を実装した成膜対象をセットし、１Ｐａまで排気する。
（２）発光素子１及び基体３の温度を２００℃まで上昇させる。
（３）オゾン（Ｏ_３）ガスを導入し、発光素子１及び基体３の表面に酸素を結合させて、オゾン（Ｏ_３）ガスを排気する。
（４）オゾンガスを排気した後、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを導入して、発光素子１及び基体３の表面に結合した酸素とトリス（ジメチルアミノ）シランとを反応させ、酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランを結合し、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを排気する。
（５）オゾンガスを導入して、第３反応で酸素と結合したトリス（ジメチルアミノ）シランとオゾンとを反応(第４反応)させ、トリス（ジメチルアミノ）シランのアミノ基に代えて酸素を結合させ、オゾンガスを排気する。
以後、（４）及び（５）を繰り返して、総膜厚２００ÅのＳｉＯ_２を形成し、保護膜とする。

【0077】

比較例２．
比較例２では、実施例１の発光装置において、発光素子及び基体上に、原子層堆積法により、ＳｉＯ_２を２００Åの厚さで形成して保護膜とした以外は実施例１と同様にして発光装置を作製した。
具体的には、
（１）原子層堆積装置の真空チャンバー内に基体３上に発光素子１を実装した成膜対象をセットし、１Ｐａまで排気する。
（２）発光素子１及び基体３の温度を２００℃まで上昇させる。
（３）オゾン（Ｏ_３）ガスを導入し、発光素子１及び基体３の表面に酸素を結合させて、オゾン（Ｏ_３）ガスを排気する。
（４）オゾンガスを排気した後、ビス（ジエチルアミノ）シランガスを導入して、発光素子１及び基体３の表面に結合した酸素とビス（ジエチルアミノ）シランとを反応させ、酸素と結合したビス（ジエチルアミノ）シランを結合し、ビス（ジエチルアミノ）シランガスを排気する。
（５）オゾンガスを導入して、第３反応で酸素と結合したビス（ジエチルアミノ）シランとオゾンとを反応(第４反応)させ、ビス（ジエチルアミノ）シランのアミノ基に代えて酸素を結合させ、オゾンガスを排気する。
以後、（４）及び（５）を繰り返して、総膜厚２００ÅのＳｉＯ_２を形成し、保護膜とする。

【0078】

比較例３．
比較例３では、実施例１の発光装置において、発光素子及び基体上に、原子層堆積法により、Ａｌ_２Ｏ_３膜を２００Åの厚さに形成して保護膜とした以外は実施例１と実質的に同様にして発光装置を作製した。
具体的には、以下のようにして保護膜を形成した。

【0079】

（１）原子層堆積装置の真空チャンバー内に基体３上に発光素子１を実装した成膜対象をセットし、１Ｐａまで排気する。
（２）発光素子１及び基体３の温度を１００℃まで上昇させる。
（３）Ｈ_２Ｏガスを導入し、発光素子１及び基体３の表面に酸素を結合させて、Ｈ_２Ｏガスを排気する。
（４）トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを導入して、発光素子１及び基体３の表面の酸素とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とを反応(第１反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを排気する。
（５）Ｈ_２Ｏガスを導入して、第１反応で酸素と結合したトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とＨ_２Ｏとを反応(第２反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）のメチル基に代えてアルミニウムに酸素を結合させ、Ｈ_２Ｏガスを排気する。
（６）トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを導入して、（５）でアルミニウムに結合した酸素とトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とを反応(第３反応)させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを排気する。
（７）Ｈ_２Ｏガスを導入して、第３反応で酸素と結合したトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）とＨ_２Ｏとを反応させ、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）のメチル基に代えてアルミニウムに酸素を結合させ、Ｈ_２Ｏガスを排気する。
以下、（６）と（７）を繰り返して、総膜厚２００Å厚のＡｌ_２Ｏ_３を形成する。

【0080】

評価
以上のようにして作製した、実施例１の発光装置、実施例２の発光装置、比較例１の発光装置、比較例２の発光装置及び比較例３の発光装置を、以下の条件で高温高湿動作試験を行った。
試験条件
温度：６０℃
湿度：９０％ＲＨ
順方向電流：３５００ｍＡ

【0081】

評価結果
以上の試験の結果、比較例１は、１０００時間で２０％の試験サンプルが劣化し、比較例２は、１７００時間で２０％の試験サンプルが劣化し、比較例３は、２０００時間で２０％の試験サンプルに劣化したのに対して、実施例１及び２は、３５００時間の時点でも劣化の発生はなかった。なお、各実施例ではＳｉの原料ガスとしてトリス（ジメチルアミノ）シランガスを用いたが、トリス（ジメチルアミノ）シランガスを用いて形成したＳｉＯ_２（比較例１）とビス（ジエチルアミノ）シランガスで形成したＳｉＯ_２（比較例２）とを比較すると、後者の方が半導体構造１０ａの劣化の発生を低減できた。このことから、後者を用いればより半導体構造１０ａの劣化を低減させることができると考えられる。

【0082】

図９には、比較例１、２及び３で生じた劣化の様子を模式的に示している。
以上の結果から、発光装置において、保護膜１８を原子層堆積法によって種類の異なる２種類の金属酸化物膜を堆積した膜とすることにより、半導体構造１０ａの劣化を低減できることが確認された。

【符号の説明】

【0083】

１ 発光素子
３ 基体
５ 蓋体
９ ワイヤ
１０ 発光素子構造部
１１ ｐ型半導体層
１２ 活性層
１３ ｎ型半導体層
１４ ｐ電極
１６ メタライズ層
１７ ｎ電極
１７ａ ｎ側接続電極部
１７ｂ 延伸部
１８ 保護膜
１８ａ 第１金属酸化物膜
１８ｂ 第２金属酸化物膜
２０ 支持基板
２１ メタライズ層
２２ メタライズ層（ｐ側接続電極）
３０ 凹部
３１ ｐ側の電極層
３３ ｎ側の電極層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】