半导体发光元件，其制造方法及安装方法 【技术领域】
本发明涉及发出短波长的光的发光二极管等半导体发光元件、其制造方法及安装方法。背景技术
因为由一般式BzAlGa1-x-y-zInyN1-v-wAsvPw(x、y、z、v、w是这样的，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤x+y+z≤1，0≤v≤1，0≤w≤1，0≤v+w≤1)表示的III-V族氮化物半导体(一般由BAlGaInNAsP来表示，以下称其为GaN系半导体)，例如氮化镓(GaN)在室温下的禁带宽为3.4eV，较宽，所以期待着它有一个广阔的应用天地。例如，既可用在输出蓝色光或者绿色光的可见域发光二极管元件或者短波长半导体激光元件等发光器件上，又能用在高温下工作的晶体管或者高速工作的大功率晶体管等上。作为发光装置的发光二极管元件及半导体激光元件已被商品化。其中，发光二极管元件已实际应用在输出蓝色光或者绿色光的各种显示装置、大型显示装置及交通信号灯等中。再就是，对荧光材料被激活而发出白色光的发光二极管元件的研究开发工作进行得很热烈，开发工作的目标在于朝着用它来代替正在使用的荧光灯、白炽灯这一方向，即朝着所谓的半导体照明这一方向，提高其亮度和发光效率。
到目前为止，和其他宽带半导体一样，GaN系半导体难以靠结晶生长法生长。最近，以金属有机化学气相生长法(MOCVD)为中心的结晶生长技术取得了很大的进展，这带动了上述发光二极管元件进入实用化阶段。
然而，制作由氮化镓(GaN)制成地衬底来作让结晶生长层(外延生长层)生长的衬底是不容易的，因此，不能象制造硅(Si)或者砷化镓(GaAs)那样进行衬底本身的制造工序，衬底上的外延生长层也不能在由与该外延生长层相同的材料制成的衬底上生长，故一般进行的就是用与外延生长层不同的材料作衬底的异质外延生长。
到目前为止，应用最广泛且显示出最优良的器件特性的是，以蓝宝石为衬底而生长的GaN系半导体。因为蓝宝石的结晶结构和GaN系半导体的结晶结构一样，为六方晶系，而且热稳定性极高，故需要1000℃以上的高温的GaN系半导体非常适于在其上进行结晶生长。因此，到目前为止，主要研究的是如何通过改善在由蓝宝石制成的衬底上生长的GaN系半导体层，来提高发光二极管元件的亮度和发光效率这一问题。例如，为实现高亮度化，以下两点是重要的，第一点为：使GaN系半导体的结晶性良好，抑制非发光再结合而提高内部量子效率；第二点为：提高光的取出效率。
如上所述，近几年来结晶生长技术的重大发展，却导致内部量子效率的提高接近于极限。因此，最近的重要课题就成为是如何提高光的取出效率。
下面，参考附图，说明现有的两种提高光取出效率的方法。
(第一个现有例)
如图18所示，是这样来制得第一个现有例所涉及的发光二极管元件的。用例如MOCVD法，在由蓝宝石制成的衬底101上，依次生长由n型AlGaN制成的n型半导体层102、由InGaN制成的活性层103及由p型AlGaN制成的p型半导体层104。接着，再利用干蚀刻法有选择地让n型半导体层102的一部分露出来，在露出的n型半导体层102上形成由Ti/Al制成的n侧电极106。最后，在p型半导体层104上形成厚度10nm左右或者10nm以下的由Ni/Au制成的透明p侧电极107，在透明p侧电极107的一部分区域上形成由Al制成的焊接垫108(参考专利文献1)。
这样以来，因为利用透明p侧电极107，能够让大部分从活性层103射出的例如波长470nm的蓝色光通过透明p侧电极107而被取到外部，故第一个现有例所涉及的发光二极管元件所发出的光的亮度就高。尽管如此，因没有充分地取出射向衬底101一侧的光，故发光效率的提高达到了极限。
(第二个现有例)
如图19所示，第二个现有例所涉及的发光二极管元件是这样安装并取出光的。即将p型半导体层104面对面地装到带保护二极管的副安装板(submount)113上，即所谓的倒装，通过由蓝宝石制成的衬底101将发出的光取出来(参考专利文献2)。这时，在p型半导体层104的面对副安装板113的那一个面上形成有由Ni制成的p侧电极110，在该p侧电极110及副安装板113之间及n侧电极106与副安装板113之间，分别形成有由Ag制成的凸起111。这里，因由蓝宝石制成的衬底101为绝缘性材料，故静电耐压小。因此，在被施加了脉冲电压的情况下，使用带保护二极管的副安装板113，以避免脉冲电流流过芯片。
还有，因为构成凸起111的Ag对蓝色光的反射率较高，所以借助该具有高反射率的电极结构及倒装安装，使大部分来自活性层103的例如波长470nm的蓝色光在凸起111反射以后，再透过衬底101而被取到外部。因此所发出的光的亮度就高。还因使用了带保护二极管的副安装板113，所以静电耐压就变大。
专利文献1 特开平07-94782号公报
专利文献2 特开平11-191641号公报
专利文献3 特开2001-274507号公报
专利文献4 特开2001-313422号公报
然而，上述第一个现有例及第二个现有例所涉及的发光二极管元件，因为都是形成在由蓝宝石制成的衬底101上，蓝宝石的导热性比较低，散热性不好，所以高输出操作的极限点低。
还因蓝宝石具有绝缘性，静电耐压很低，所以有必要象第二个现有例所述的那样，设置防止脉冲电压、电流的保护二极管等，而导致安装成本增大。
再就是，因衬底101不具有导电性，只好采用让n侧电极和p侧电极形成在衬底101的同一个面(上面)上这样的结构，而不能让这两个电极形成在衬底101的两侧。结果是，二极管元件的串联电阻就变大，工作电压也变大。发明内容
本发明正是为解决这些问题而研究开发出来的。其目的在于：使由化合物半导体特别是GaN系半导体制成的半导体发光元件的散热性良好，增大它的静电耐压，提高它的发光效率，减少它的串联电阻。
为达成上述目的，本发明的半导体发光元件是这样的，在包含活性层的由化合物半导体制成的半导体叠层膜的表面及背面形成相互面对着面的对面电极，并在一个对面电极上形成膜厚较厚的金属膜。而且，选择对从活性层发出的光的反射率很高的材料作对面电极中与金属膜相接触的那一电极的材料，选择透光性材料作另一个电极的材料或者是使其平面尺寸尽可能小。
具体而言，本发明所涉及的半导体发光元件，包含：具有导电型各不相同的至少两层半导体层的半导体叠层膜；形成在半导体叠层膜的一个面上的第一电极；形成在半导体叠层膜的一个面的对面上的第二电极；所形成的与第一电极或者第二电极相接触的、其膜厚比半导体叠层膜的膜厚厚或者一样厚的金属膜。
根据本发明的半导体发光元件，将包含导电型各不相同的至少两层半导体层的半导体叠层膜赖以生长的衬底除去，并形成其膜厚比半导体叠层膜的膜厚厚或者和它一样厚的金属膜来代替衬底，这样以来，便能抑制留着衬底时该衬底对所发出的光的吸收。结果是，能从半导体叠层膜中与金属膜相反一侧的面取出很多发出的光。还因除去了衬底，形成了膜厚较厚的金属膜，所以不仅串联电阻减小，散热性也大大地提高，静电耐压也增大。而且，还可增大用高反射材料制成与金属膜接触的电极的情况下的发光效率。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，由含V族元素的氮的III-V族化合物半导体制成半导体叠层膜。这样做以后，因为使用蓝宝石等与含V族元素的氮的III-V族化合物半导体亦即III-V族氮化物半导体种类不同的衬底的时候很多，所以除去该种类不同的衬底的效果极大。
在本发明的半导体发光元件中，金属膜的膜厚在10μm以上。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，金属膜由金、铜或者银制成。这样做以后，就因为金、铜或者银中之任一种金属的导热率都很大，所以可进一步提高散热性，而可靠地进行更大的输出动作。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，通过电镀法形成金属膜。这样做以后，可在短时间内形成金属膜，而且再现性也好，故可在低成本下获得能够进行高输出动作的半导体发光元件。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，金属膜中在它和半导体叠层膜的相反一侧的部分上含有熔点在300℃以下的金属层。这样做以后，在将半导体发光元件小片焊接到封装体或者引线架上的时候，熔点在300℃以下的金属层就起焊剂的作用，也就不需要再另外使用焊剂了，所以发光元件的小片焊接再现性好、成本低。
在这种情况下，最好是金属层含锡。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，所形成的第一电极和第二电极中与金属膜接触的那一电极对从半导体叠层膜发出的光的反射率在90％以上。因为这样做以后能够提高光的取出效率，故能实现发光元件的高亮度化。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，所形成的第一电极及第二电极中与金属膜接触的那一电极，由金、铂、铜、银及铑中之至少一种元素制成的单层膜或者是由这些元素中两种以上元素制成的叠层膜。这样做以后，就确能形成对从半导体叠层膜发出的光的反射率在90％以上的电极。
本发明的半导体发光元件，最好是，还包含：形成在半导体叠层膜和金属膜之间且由电介质或者半导体制成的镜结构体；该镜结构体对从半导体叠层膜发出的光的反射率在90％以上。因为与由反射率较大的单体材料制成的电极相比，该镜结构体的光的取出效率高，所以可实现发光元件的高亮度化。
在这种情况下，最好是，所形成的镜结构体，含有：氧化硅、氧化钛、氧化铌、氧化钽及氧化铪中之一或者是氮化铝镓铟(AlxGayIn1-x-yN)(0≤x，y≤1，0≤x+y≤1)，对从半导体叠层膜发出的光波长的折射率周期性地变化。因为这样做以后构成镜结构体的每一层间的折射率差增大，所以即使减少层数，也能得到反射率很大的镜结构体。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，第一电极及第二电极中形成在与金属膜相反一侧的半导体叠层膜上的电极具有透光性。因为这样做以后，从半导体叠层膜发出的光就通过具有透光性的电极被取出来，故光的取出效率提高。
在本发明的半导体发光元件中，最好是，第一电极及第二电极中形成在与金属膜相反一侧的半导体叠层膜上的电极由氧化铟锡制成，或者由厚度在20nm以下的含镍的金属制成。这样做以后，确可形成具有透光性的电极。
本发明的半导体发光元件，最好是，还包含：形成在半导体叠层膜和金属膜之间且其两边并由电介质制成的电流狭窄膜。
本发明所涉及的半导体发光元件的制造方法，包括：在单结晶衬底上形成包含导电型各不相同的至少两层半导体层的半导体叠层膜的工序(a)；将衬底从半导体叠层膜上分离下来的工序(b)；在半导体叠层膜的一个面上形成第一电极，在半导体叠层膜的一个面的对面上形成第二电极的工序(c)；及在第一电极及第二电极中之一个电极上形成金属膜的工序(d)。
根据本发明的半导体发光元件的制造方法，在衬底上形成含有导电型各不相同的至少两层半导体层的半导体叠层膜，接着从半导体叠层膜上将衬底分离下来以后，再在半导体叠层膜的一个面上形成第一电极，在半导体叠层膜的一个面的对面上形成第二电极，最后在第一电极及第二电极中之一个电极上形成金属膜。因为这样将形成有半导体叠层膜的衬底从半导体叠层膜上分离下来了，故能够抑制衬底对所发出的光的吸收。结果是，能从半导体叠层膜的与金属膜相反一侧的那个面取出更多的光。还有，因为隔着电极在半导体叠层膜上形成了金属膜来代替衬底，所以能够减小半导体叠层膜的串联电阻，大大地改善散热性并增大静电耐压。
在本发明的半导体发光元件的制造方法中，最好是，半导体叠层膜由含V族元素的氮的III-V族化合物半导体制成。
在本发明的半导体发光元件的制造方法中，最好是，在工序(b)中，用它的波长保证它透过衬底且被半导体叠层膜的一部分吸收掉的照射光从衬底的与半导体叠层膜相反一侧的那个面进行照射，而在半导体叠层膜的内部产生由于半导体叠层膜的一部分分解而形成的分解层，这样来将衬底从半导体叠层膜上分离下来。这样做以后，即使在衬底的面积较大的情况下，也能将衬底和半导体叠层膜分离开，且再现性很高。
在本发明的半导体发光元件的制造方法中，最好是，在工序(b)中，通过研磨除去衬底，以将衬底从半导体叠层膜上分离下来。这样做以后，即使在衬底的面积较大的情况下，也能将衬底和半导体叠层膜分离开，且成本很低。
在本发明的半导体发光元件的制造方法中，最好是，工序(a)包括：形成半导体叠层膜的一部分以后，用它的波长保证它透过衬底且被半导体叠层膜的一部分吸收掉的照射光从衬底的与半导体叠层膜相反一侧的那个面进行照射，而在半导体叠层膜的一部分内部产生由于半导体叠层膜分解而形成的分解层的工序；及形成分解层之后，在半导体叠层膜的一部分上形成半导体叠层膜的剩余部分的工序。这样做以后，半导体叠层膜和衬底就会因为其间隔着由于半导体叠层膜的一部分分解而形成的分解层而结合得松一些。因此，若在半导体叠层膜的剩余部分中含有例如器件结构(活性层)的情况下，形成分解层之后，再在半导体叠层膜的一部分上形成半导体叠层膜的剩余部分，器件结构就不容易受衬底和半导体叠层膜间的热膨胀系数之差、晶格失配等的影响，故器件结构的结晶性就好，也就能得到高亮度的发光元件。
最好是，照射衬底的照射光为脉冲状地振荡的激光；还最好是照射光为水银灯的放射线。这样以来，在使用脉冲状地振荡的激光作光源的情况下，因为可明显地增大光的输出功率，所以容易进行半导体叠层膜的分离。而在用水银灯的放射线作光源的情况下，虽然这时光的输出功率不如激光的大，但光点尺寸却比激光的大，所以可缩短照射工序所经历的时间。
最好是，用照射光照射时该照射光对衬底的面内进行扫描。这样做以后，即使是面积较大的衬底，也能从半导体叠层膜上将它分离下来，而不受光源的光束尺寸的影响。
最好是，边加热衬底，边用照射光进行照射。这样做以后，就能防止在半导体叠层膜中产生由于结晶生长后冷却时所产生的半导体叠层膜和衬底间的热膨胀系数之差及二者间的晶格失配而引起的裂缝，结果是，可防止在分离衬底时在半导体叠层膜中产生裂缝。
在本发明的半导体发光元件的制造方法中，最好是，在工序(a)和工序(b)之间，还包括：在半导体叠层膜上形成由电介质或者半导体制成的叠层膜后，再把已形成的叠层膜图案化的工序(e)。在工序(c)中，在已图案化的叠层膜上形成第一电极及第二电极中之任一个电极；在工序(d)中，在形成在已图案化的叠层膜上的电极上形成金属膜。这样以来，就能得到高效率地反射从半导体叠层膜发出的光的镜结构体。而且，因为把由一般情况下很难将它低电阻化的电介质或者半导体制成的叠层膜构成的镜结构体图案化了，所以可在已图案化了的镜结构体之间的空隙处形成电极及金属膜。结果是，确可从那一间隙注入足够的工作电流。
在这种情况下，最好是，在工序(c)，将衬底从半导体叠层膜分离下来以后，再在半导体叠层膜的与叠层膜相反一侧的那个面上形成第一电极及第二电极中之另一个电极。
本发明的半导体发光元件的制造方法，最好是，还包括：在工序(a)和工序(b)之间，将由与构成半导体叠层膜的材料不同的材料制成、支持半导体叠层膜的膜状的第一支持部件贴到半导体叠层膜上的工序(f)；在工序(b)之后，将第一支持部件从半导体叠层膜上揭下来的工序(g)。这样做以后，就能抑制在在半导体叠层膜的一部分上形成分解层时膜中的应变得以减少的过程中出现在半导体叠层膜中的裂缝。结果是，即使在衬底的面积较大的情况下，也能将衬底分离下来，而不会在半导体叠层膜中产生裂缝。
在这种情况下，本发明的半导体发光元件的制造方法，最好是，还包括：在工序(g)之前，将其特性与第一支持部件不同的膜状的第二支持部件贴到半导体叠层膜中与第一支持部件相反一侧的那个面上的工序(h)；在工序(g)之后，将第二支持部件从半导体叠层膜上揭下来的工序(i)。这样做以后，即使在将衬底从半导体叠层膜上分离下来之后，也能在半导体叠层膜的任意一个面上形成电极，把金属膜图案化。
在这种情况下，最好是，第一支持部件或者第二支持部件为高分子材料薄膜、由半导体制成的单结晶衬底或者金属板。这样做以后，因为高分子材料薄膜或者金属膜具有良好的可塑性，而由半导体制成的单结晶衬底又具有良好的劈裂性，所以更容易将衬底分离下来。
最好是，这时的高分子材料薄膜，在它的贴合面上设上加热即可剥离的粘结剂层。这样做以后，在将高分子材料剥离下来的时候，就不会出现粘结剂层残留在半导体叠层膜上的不良现象，故很容易从半导体叠层膜上将高分子材料薄膜剥离下来，且进行得很可靠。
在本发明的半导体发光元件的制造方法中，最好是，还包括：在工序(c)之前，在半导体叠层膜上有选择地形成由电介质制成的电流狭窄膜的工序(j)。
本发明所涉及的半导体发光元件的安装方法，包括：在单结晶衬底上形成包含导电型各不相同的至少两层半导体层的半导体叠层膜的工序(a)；将由与构成半导体叠层膜的材料不同的材料制成、支持半导体叠层膜的膜状的支持部件贴到半导体叠层膜上的工序(b)；同时切割半导体叠层膜和支持部件，制成多个处于被每一个分离开的支持部件支持着的状态的芯片的工序(c)；及对由支持部件支持的每一个芯片进行小片焊接后，将支持部件从每一个芯片上揭下来的工序(d)。
根据本发明的半导体发光元件的安装方法，即使在半导体叠层膜的膜厚极薄，例如在几μm的情况下，也能在将膜状支持部件贴到半导体叠层膜上的状态下进行小片焊接，故可实现极薄的半导体发光元件。
在本发明的半导体发光元件的安装方法中，最好是，支持部件为高分子材料薄膜。
在本发明的半导体发光元件的安装方法中，最好是，高分子材料薄膜在它的贴合面上形成有加热便脱落的粘结剂层。
根据本发明所涉及的半导体发光元件及其制造方法，除掉了含有元件结构的半导体叠层膜赖以生长的衬底，形成了膜厚较厚的金属膜来代替它，故与留着衬底的情况相比，没有衬底以后便可抑制衬底对发光光的吸收。结果是，可从半导体叠层膜的与金属膜相反一侧的那个面取出很多发光光。再就是，因为除去了衬底，形成了金属膜，所以减小了串联电阻，明显地提高了散热性，静电耐压也增大了。
根据本发明所涉及的半导体发光元件的安装方法，即使在半导体叠层膜的膜厚例如在几μm以下，很小的情况下，也能在将膜状的支持部件贴到半导体叠层膜上的状态下进行小片焊接，所以可安装极薄的半导体发光元件。附图的简单说明
图1为一剖面图，示出了本发明的第一个实施例所涉及的半导体发光元件的结构。
图2(a)～图2(d)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第一个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图3(a)～图3(d)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第一个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图4为显示本发明的第二个实施例所涉及的半导体发光元件的结构的剖面图。
图5(a)～图5(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第二个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图6(a)～图6(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第二个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图7(a)～图7(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第二个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图8(a)～图8(c)示出了本发明的第二个实施例的一个变形例所涉及的半导体发光元件，图8(a)为结构剖面图；图8(b)为通过SEM得到的芯片表面的显微镜照片；图8(c)为处于发光状态的芯片表面的照片。
图9为显示本发明的第二个实施例的一个变形例所涉及的半导体发光元件的发光光谱的曲线。
图10为显示本发明的第三个实施例所涉及的半导体发光元件的结构的剖面图。
图11(a)～图11(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第三个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图12(a)～图12(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第三个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图13(a)～图13(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第三个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图14为显示本发明的第四个实施例所涉及的半导体发光元件的结构的剖面图。
图15(a)～图15(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第四个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图16(a)～图16(c)为结构剖面图，按工序顺序示出了本发明的第四个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图17(a)～图17(c)为结构剖面图，按工序顺序示出的本发明的第四个实施例所涉及的半导体发光元件的制造方法。
图18为显示第一个现有例所涉及的半导体发光元件的结构的剖面图。
图19为显示第二个现有例所涉及的半导体发光元件的结构的剖面图。
符号说明
10-发光二极管元件；11-元件结构体；12-n型半导体层；12A-n型半导体层；13-活性层；13A-活性层；14-p型半导体层；14A-p型半导体层；15-p侧电极(ITO)；15A-p侧电极(Pt/Au)；15B-p侧电极(Pt)；16-焊接垫；17-n侧电极(Ti/Au)；17A-n侧电极(Ti/Al)；17B-n侧电极(ITO)；18-金属膜；20-衬底；21-焊剂；22-封装体；23-电流狭窄膜；24-电镀底层；25-镜构造体；41-支持膜；42-第一支持膜；43-第三支持膜；50-切割刀；51-吸管。具体实施方式
(第一个实施例)
参考附图，说明本发明的第一个实施例。
图1示出了发光二极管元件的剖面结构，该发光二极管元件为本发明的第一个实施例所涉及的半导体发光元件，能发出蓝色或者绿色等短波长的光。
如图1所示，第一个实施例所涉及的发光二极管元件10中有含有多个半导体层的元件构成体11。
在元件构成体11上形成有由包含铟(In)和锡(Sn)的氧化物(ITO)制成的透光性p侧电极15；在该p侧电极15的一部分区域上形成有由金(Au)制成的焊接垫16；在元件构成体11的与p侧电极15相反一侧的那个面上形成有由钛(Ti)和金(Au)的叠层体构成的n侧电极17。
元件构成体11由以下几层膜构成。即由n型氮化铝镓(AlGaN)制成的n型半导体层12、由形成在该n型半导体层12上的氮化铟镓(InGaN)制成的活性层13、由形成在该活性层13上的p型氮化铝镓(AlGaN)制成的p型半导体层14。这时活性层13可为例如量子阱结构。在活性层13产生的例如波长470nm的蓝色光经过由Ti/Au制成的n侧电极17反射，通过由ITO制成的p侧电极15而被取到外部。
第一个实施例的特征为，形成有以n侧电极17中与n型半导体层12相反一侧(下侧)的Au层为底层，借助电镀法而形成的厚度约50μm的金属膜18。
这样以来，根据第一个实施例，构成发光二极管元件10的元件构成体11的n型半导体层12上，就形成了对从活性层13发出的光的反射率达到90％以上的由金属制成的n侧电极17。于是，从活性层13射出的光经n侧电极17反射后，通过透光性p侧电极15被取出来，所以可大幅度地提高光的取出效率。
而且，还在n侧电极17的与元件构成体11相反一侧的那个面上形成了由Au制成的金属膜18来代替单结晶衬底，所以在活性层13产生的热会通过金属膜18散发到外部。这样，形成金属膜18来代替让由GaN系半导体制成的元件构成体11生长的单结晶衬底以后，元件构成体11的散热性明显提高，所以本实施例所涉及的发光二极管元件10能够进行高输出动作。另外，因没有蓝宝石那样的绝缘性衬底，所以静电耐压性也得以提高。
需提一下，金属膜18的厚度在10μm以上即可，而且金属膜18的材料也并不限于金(Au)。例如，既可用铜(Cu)或者Ag那样的导热率高的材料制成金属膜18，还可用其合金制成金属膜18。
与金属膜18接触的n侧电极17并不限于钛(Ti)和金(Au)的叠层结构，可为金(Au)，铂(Pt)、铜(Cu)、银(Ag)及铑(Rh)中之至少一种元素制成的单层膜，或者是由这些元素中两种以上的元素制成的叠层结构。
另外，透光性p侧电极15并不限于ITO，还可为由镍(Ni)和金(Au)制成的合计厚度在20nm以下的叠层体。
下面，参考附图，对按上述构成的发光二极管元件10的制造方法进行说明。
图2(a)～图2(d)及图3(a)～图3(d)为一系列结构剖面图，显示本发明的第一个实施例所涉及的发光二极管元件的制造方法中的各个工序。
首先，如图2(a)所示，用例如金属有机化学气相生长法(MOCVD)在由晶片状蓝宝石(单结晶Al2O3)制成的衬底20的主面上，依次形成由n型AlGaN制成的n型半导体层12、由InGaN制成活性层13及由p型AlGaN制成的p型半导体层14，即制成包含n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14的元件构成体11。
这里，如表1所示，最好是，元件构成体11为下述结构。在衬底20和n型半导体层(n型包层)12之间设一缓冲层及n型接触层；让活性层13为量子阱结构；在p型半导体层(p型包层)14上形成p型接触层。
表1 名称 组成 厚度 p型接触层 p-GaN 0.5μm p型包层(p型半导体层) p-Al0.1 Ga0.9N 100nm 活性层 In0.35 Ga0.65N 2nm n型包层(n型半导体层) n-Al0.1 Ga0.9N 100nm n型接触层 n-GaN 3μm 缓冲层 GaN 30nm 衬底 蓝宝石 -
表1中，众所周知，由形成在衬底20上的GaN制成的缓冲层，能够减小在如550℃这样的较低的衬底温度下，在缓冲层上生长的n型接触层等外延层与衬底20间的晶格失配。需提一下，在n型半导体层12等外延生长层生长的时候，将衬底温度设定在1020℃左右。再就是，用例如以甲烷(SiH4)为原料的硅(Si)作n型掺杂剂；用例如以Cp2Mg为原料的镁(Mg)作p型掺杂剂。
接着，在元件构成体11上例如利用RF溅射法沉积ITO膜，对所沉积的ITO膜进行图案化，形成p侧电极15。再在已形成的p侧电极15上利用例如电子束蒸镀法蒸镀由Au制成的电极形成膜，再将已蒸镀的电极形成膜图案化来覆盖p侧电极15的一部分，由电极形成膜形成焊接垫16。需提一下，这里，最好是，电极形成膜的膜厚在500nm以上。可同时将ITO膜和电极形成膜图案化。
如图2(b)所示，在包含p侧电极15及焊接垫16的元件构成体11上，粘结上可塑性极优的膜状支持部件(有了它便于操作)，例如由厚度约100μm的高分子薄膜制成的支持膜41。这里，支持膜41使用的是在它的支持面上设了一加热就发泡粘结力便下降的粘结剂层，例如由聚酯制成的高分子薄膜。使用这样的支持膜41以后，在后工序中，将支持膜41揭下来的时候，就不会发生以下不良现象，即粘结剂层残留在元件构成体11上，而造成电气接触不良等。接着，用激光从衬底20的与元件构成体11相反一侧的那个面去照射衬底20，做到脉冲状振荡的波长355nm的YAG(钇、铝、石榴石)激光的三次谐波光对衬底20进行扫描。照射激光在衬底20不被吸收，而是在元件构成体11即n型半导体层12被吸收。n型半导体层12由于吸收了该激光而局部发热，原子间的结合就在该n型半导体层12和衬底20的界面处被切断，而在衬底20和n型半导体层12之间形成含金属镓(Ga)的热分解层(未示)。换句话说，尽管用激光去照射n型半导体层12以后，原子间的结合在生长在衬底20上的n型半导体层12和衬底20之间被切断，但由于该热分解层的出现，n型半导体层12却与衬底20处于粘结状态。需提一下，进行照射的激光的光源并不限于YAG激光的三次谐波光，还可为波长248nm的KrF受激准分子激光。这里，KrF为受激准分子激光装置中所含的氪及氟的混合气体。还可用波长365nm的水银灯的放射线来代替激光光源。虽然使用水银灯的放射线时，光的输出功率不如激光的输出功率大，但光点尺寸却比激光的大。因此，可缩短衬底分离工序中的照射时间。
其次，如图2(c)所示，通过使用了盐酸(HCl)等的湿蚀刻让热分解层溶解，而将衬底20从元件构成体11上分离下来并除去它。除了通过光照射形成热分解层再让该热分解层溶解以将衬底20分离下来的方法以外，还有用化学机械研磨法将衬底20除去之法。
接着，在已除去衬底20的元件构成体11中n型半导体层12的与活性层13相反一侧的那个面上，利用例如电子束蒸镀法形成由Ti/Au制成的n侧电极17。接着，再利用电镀法，在n侧电极17上形成以该n侧电极17的Au层为底层、厚度约50μm的金属膜18。
接着，如图2(d)所示，有选择地蚀刻金属膜18及n侧电极17中对应于元件构成体11的芯片分割区域的部分，让n型半导体层12中的芯片分割区域露出来。在第一个实施例中，衬底20的分离工序、n侧电极17及金属膜18的形成工序以及该n侧电极17及金属膜18的蚀刻工序，都是在元件构成体11与衬底20相反一侧的那个面上设了支持膜41的状态下进行的，故即使元件构成体11极薄，例如5μm左右，也不会发生任何问题。
接着，如图3(a)所示，用切割刀(dicing blade)50切割由支持膜41支持的元件构成体11中从金属膜18露出的露出区域(切割区域)。这时也同时切断支持膜41。这样以来，就从晶片状的元件构成体11制成了图3(b)所示的发光二极管芯片。该芯片的每一条边的边长例如为300μm，在n侧电极17上形成了膜厚较厚的金属膜18，p侧电极15上粘结着支持膜41。
接着，如图3(c)所示，用吸管(collet)51吸引被分割成芯片状的支持膜41的上面，用由铅(Pb)及锡(Sn)构成的焊剂21将它焊接到封装体22上的安装位置上。
其次，如图3(d)所示，在进行焊接的时候将芯片加热到例如200℃左右。这样以来，涂敷在支持膜41上的加热后便起泡的粘结剂的粘结力便下降。因此，就很容易用吸管51把支持膜41从元件构成体11上吸下来。
这样以来，在第一个实施例中，因为在粘结着加热后很容易剥离的支持膜41的状态下进行小片焊接(die bounding)，故即使是元件构成体11的厚度大约为50μm左右的芯片，焊接也会进行得很容易、很可靠。
需提一下，若在金属膜18的至少下部，借助电镀法形成由例如熔点约为280℃的金(Au)和锡(Sn)构成的合金，便不必使用焊剂21了。
如上所述，根据第一个实施例所涉及的制造方法，能够制得亮度高、散热性及静电耐压性极优且串联电阻很小的发光二极管元件10。
(制造方法之一个变形例)
在第一个实施例中，制成元件构成体11以后，再用激光进行照射而在衬底20和元件构成体11之间形成含金属镓的热分解层，不仅如此，还可使用以下的制造方法。
具体而言，让由GaN系半导体制成的底层生长在衬底20上以后，再进行光照射，而在衬底20和底层之间形成热分解层。接着，在形成了热分解层的底层上让元件构成体11进行再次生长。
这样以来，元件构成体11，就是在该底层和衬底20之间夹着无结晶结构的热分解层的状态下生长的，故由GaN系半导体制成的底层及元件构成体11不易受它们和衬底20之间的热膨胀系数之差的影响。结果是，元件构成体11的结晶性提高，裂缝和结晶缺陷等减少。
需提一下，在从底层将衬底20分离掉并除去它时，可以再次用激光等照射底层，或者用例如盐酸等蚀刻热分解层。
(第二个实施例)
参考附图，说明本发明的第二个实施例。
图4示出了发光二极管元件的剖面结构，该发光二极管元件为本发明的第二个实施例所涉及的半导体发光元件，能发出蓝色或者绿色等短波长的光。图4中，对与图1中所示的构成要素相同的构成要素用相同的符号来表示，说明省略。
如图4所示，第二个实施例所涉及的发光二极管元件10是这样的，选择构成元件构成体11的n型半导体层12的与活性层13相反一侧的那个面(上面)，在其上形成由钛(Ti)和铝(Al)的叠层体构成的、兼作焊接垫用的n侧电极17A；在p型半导体层14的与活性层13相反的那一侧(下侧)上形成铂(Pt)和金(Au)的叠层体构成的、对从活性层13发射的光的反射率达到90％以上的p侧电极15A。而且，还形成有以p侧电极15A外侧的Au层为底层，厚度约50μm的电镀金属膜18。
第二个实施例的特征为，在元件构成体11的周缘部分的p型半导体层14和p侧电极15A之间，设了由例如氧化硅(SiO2)制成的电流狭窄膜23。因为这样能够减少通过元件构成体11的两侧的端面遗漏的漏电流，故能提高发光元件的发光效率。
这样以来，根据第二个实施例，在构成发光二极管元件10的元件构成体11的下侧，形成了对从活性层13发射的光的反射率达到90％以上的由金属制成的p侧电极15A。于是，从活性层13射出的光便由p侧电极15A反射，并通过n型半导体层12中未设n侧电极17A的部分被取出来，故可大幅度地提高光的取出效率。
而且，因在p侧电极15A的与元件构成体11相反一侧的那个面(下面)上形成了金属膜18来代替由单结晶衬底，故在活性层13产生的热可通过金属膜18散到外部。这样形成金属膜18来代替让由GaN系半导体制成的元件构成体11生长的单结晶衬底以后，散热性明显提高，所以本实施例所涉及的发光二极管元件10能够进行高输出动作。另外，因没有蓝宝石那样的绝缘性衬底了，所以静电耐压性也提高了。
需提一下，与金属膜18接触的p侧电极15A并不限于铂(Pt)和金(Au)的叠层结构，可为金(Au)，铂(Pt)、铜(Cu)、银(Ag)及铑(Rh)中之至少一种元素制成的单层膜，或者是这些元素中两种以上的元素制成的叠层结构。
下面，参考附图，说明按上述构成的发光二极管元件10的制造方法。
图5(a)～图5(c)及图7(a)～图7(c)为一系列结构剖面图，显示本发明的第二个实施例所涉及的发光二极管元件的制造方法中的各个工序。
首先，如图5(a)所示，与第一个实施例一样，用MOCVD法在由晶片状蓝宝石制成的衬底20的主面上，依次形成由n型AlGaN制成的n型半导体层12、由InGaN制成的活性层13及由p型AlGaN制成的p型半导体层14，即制成包含n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14的元件构成体11。
接着，利用例如化学气相沉积(CVD)法在元件构成体11即p型半导体层14上沉积膜厚约300nm的由氧化硅制成的电流狭窄形成膜。接着，再对所沉积的电流狭窄形成膜进行例如使用了氢氟酸(HF)的湿蚀刻，而自该电流狭窄形成膜形成多个带让元件构成体11的发光区域露出的开口部分的电流狭窄膜23。之后，利用电子束蒸镀法，在各个电流狭窄膜23及p型半导体层14的从电流狭窄膜23露出的露出区域这整个面上，形成由厚度约50nm的Pt层和厚度约200nm的Au层构成的p侧电极15A。
其次，如图5(b)所示，利用电镀法，在p侧电极15A上形成以该p侧电极15A的Au层为底层、厚度约50μm的金属膜18。
其次，如图5(c)所示，在金属膜18上粘结上可塑性极优的膜状支持部件，例如由厚度约100μm的高分子薄膜制成的第一支持膜42。第一支持膜42使用的是在它的支持面上设了一加热就发泡粘结力便下降的粘结剂层、由例如聚酯制成的高分子薄膜。从衬底20的与元件构成体11相反一侧的那个面用激光照射衬底20，做到脉冲状振荡的波长355nm的YAG(钇、铝、石榴石)激光的三次谐波光对衬底20进行扫描。如上所述，进行照射的激光在衬底20不被吸收，而是在元件构成体11即n型半导体层12被吸收。n型半导体层12由于吸收了该激光而局部发热，原子间的结合就在该n型半导体层12和衬底20的界面处被切断，而在衬底20和n型半导体层12之间形成含金属镓的热分解层(未示)。需提一下，还可用波长248nm的KrF受激准分子激光代替YAG激光的三次谐波光作进行照射的激光光源；又可用波长365nm的水银灯的放射线来代替激光光源。
其次，如图6(a)所示，通过使用了盐酸等的湿蚀刻让热分解层溶解，而将衬底20从元件构成体11上分离下来并除去它。接着，再在已除去衬底20的元件构成体11中n型半导体层12的与活性层13相反一侧的那个面上，利用例如电子束蒸镀法蒸镀由膜厚约50nm的Ti和膜厚约800nm的Al制成的叠层膜，再将蒸镀的叠层膜图案化来部分地覆盖元件构成体11的发光区域，进而从叠层膜形成起焊接垫之作用的n侧电极17A。
其次，如图6(b)所示，将由例如厚度约100μm的高分子薄膜制成的第二支持膜43粘结到包含n侧电极17A的n型半导体层12上，该第二支持膜43使用的是在它的支持面上设了例如加热到约170℃以后就发泡粘结力便下降的粘结剂层、例如由聚酯制成的高分子薄膜。
接着，将由第一支持膜42及第二支持膜43支持的元件构成体11加热到120℃左右。粘结在第一支持膜42上的粘结剂层在该120℃左右的温度下便起泡而使它和金属膜18之间的粘结力下降，因此而很容易将第一支持膜42从金属膜18上分离下来，如图6(c)所示。此时，金属膜18的表面上不会残留下第一支持膜42的粘结剂。
其次，如图7(a)所示，选择金属膜18的对应于元件构成体11的芯片分割区域的部分，即电流狭窄膜23的上侧部分并对它进行蚀刻，而让p侧电极15A的芯片分割区域露出来。在第二个实施例中，衬底20的分离工序、n侧电极17A的形成工序，也都是在元件构成体11上粘结着第一支持膜42的状态下进行的，金属膜18的蚀刻工序，是在元件构成体11上粘结着第二支持膜43的状态下进行的，所以即使元件构成体11的厚度极薄，例如5μm左右，也不会发生任何问题。
其次，如图7(b)所示，用切割刀50切断由第二支持膜43支持的p侧电极15A中从金属膜18露出的露出区域(切割区域)及其下方。这样以来，就从各个元件构成体11制成了平面尺寸例如为每一条边的边长为300μm的发光二极管芯片。此时，第二支持膜43没有切到底，中途停下了。
其次，如图7(c)所示，将第二支持膜43加热到170℃左右，设在第二支持膜43上的粘结剂层就起泡，和各个芯片间的粘结力就下降，因此便很容易把各个芯片从第二支持膜43上揭下来。之后，再在小片焊接等组装工序中即后工序中将它组装好。
如上所述，根据第二个实施例所涉及的制造方法，能够制得亮度高、散热性及静电耐压性极优且串联电阻很小的发光二极管元件10。
(第二个实施例的一个变形例)
下面，参考附图，说明本发明的第二个实施例的一个变形例。
图8(a)示出了本发明的第二个实施例的一个变形例所涉及的发光二极管元件的剖面结构；图8(b)示出了利用SEM(Scanning ElectronMicroscope)得到的芯片表面的显微镜照片；图8(c)为处于发光状态的芯片表面的照片。图8(a)中，与图4中所示的构成要素相同的构成要素用相同的符号来表示，说明省略。
该变形例是试制例，如图8(a)所示，元件构成体11的n型半导体层12A使用的是n型GaN；活性层13A为由InGaN制成的多重量子阱结构；p型半导体层14A使用的是p型GaN。这里，芯片的平面尺寸为每一条边的长度为300μm。
在n型半导体层12A上发光区域的中央部分形成了由Ti/Au的叠层体制成的n侧电极17。p侧电极15B使用的是Pt，在该p侧电极15B的与元件构成体11相反一侧的那个面上形成了由Ti/Au制成的电镀底层24。
图9示出了该变形例所涉及的发光二极管元件10的发光光谱的测量结果。如图9的曲线图所示，随着工作电流的增加，出现了多个由于沿垂直于活性层13A的方向共振的作用即由于垂直共振器之作用带来的波峰。
(第三个实施例)
下面，参考附图，说明本发明的第三个实施例。
图10示出了发光二极管元件的剖面结构，该发光二极管元件为本发明的第三个实施例所涉及的半导体发光元件，能发出蓝色或者绿色等短波长的光。图10中，对与图4中所示的构成要素相同的构成要素用相同的符号来表示，说明省略。
构成第三个实施例所涉及的发光二极管元件的元件构成体11是这样的，在n型半导体层12的与活性层13相反那一侧的面上，形成了由例如ITO制成的透光性n侧电极17B，在该n侧电极17B的一部分区域上形成了由Au制成的焊接垫16。
这时，活性层13可为例如量子阱结构。在活性层13产生的例如波长470nm的蓝色光经过由Pt/Au制成的p侧电极15A反射，通过由ITO制成的n侧电极17B而被取到外部。
这样以来，根据第三个实施例，在构成发光二极管元件10的元件构成体11的下侧，形成了对从活性层13发出的光的反射率达到90％以上的由金属制成的p侧电极15A。于是，从活性层13射出的光经p侧电极15A反射后，通过形成在n型半导体层12上的透光性n侧电极17B被取出来，所以可大幅度地提高光的取出效率。
而且，还在p侧电极15A的与元件构成体11相反一侧(下侧)的那个面上形成了金属膜18来代替单结晶衬底，所以在活性层13产生的热会通过金属膜18散发到外部。这样形成金属膜18来代替让由GaN系半导体制成的元件构成体11生长的单结晶衬底以后，散热性明显提高，所以本实施例所涉及的发光二极管元件10能够进行高输出动作。另外，因没有蓝宝石那样的绝缘性衬底，所以静电耐压性也提高。
下面，参考附图，说明按上述构成的发光二极管元件10的制造方法。
图11(a)～图11(c)及图13(a)～图13(c)为一系列结构剖面图，显示本发明的第三个实施例所涉及的发光二极管元件的制造方法中的各个工序。
首先，如图11(a)所示，用MOCVD法在由晶片状蓝宝石制成的衬底20的主面上，依次形成由n型AlGaN制成的n型半导体层12、由InGaN制成活性层13及由p型AlGaN制成的p型半导体层14，即制成包含n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14的元件构成体11。
其次，如图11(b)所示，将例如由厚度约100μm的高分子薄膜制成的第一支持膜42粘结到元件构成体11的p型半导体层14上。这里，第一支持膜42，使用的是在它的支持面上设了加热到120℃加热就发泡粘结力便下降的粘结剂层、由例如聚酯制成的高分子薄膜。接着，从衬底20的与元件构成体11相反一侧的那个面用激光照射衬底20，做到脉冲状振荡的波长355nm的YAG(钇、铝、石榴石)激光的三次谐波光对衬底20进行扫描。如上所述，进行照射的激光在衬底20不被吸收，而是在元件构成体11即n型半导体层12被吸收。n型半导体层12由于吸收了该激光而局部发热，原子间的结合就在该n型半导体层12和衬底20的界面处被切断，而在衬底20和n型半导体层12之间形成含金属镓的热分解层(未示)。需提一下，还可用波长248nm的KrF受激准分子激光代替YAG激光的三次谐波光作进行照射的激光光源；又可用波长365nm的水银灯的放射线来代替激光光源。
其次，如图11(c)所示，通过使用了盐酸等的湿蚀刻让热分解层溶解，而将衬底20从元件构成体11上分离下来并除去它。接着，再在已除去衬底20的元件构成体11中n型半导体层12的与活性层13相反一侧的那个面上，利用例如RF溅射法沉积ITO膜，然后把已沉积的ITO膜图案化而形成n侧电极17B。接着，再利用电子束蒸镀法，在n侧电极17B上蒸镀由Au制成的电极形成膜，把已蒸镀的电极形成膜图案化来覆盖n侧电极17B上的一部分，而从电极形成膜形成焊接垫16。需提一下，最好是电极形成膜的膜厚在500nm以上。还可同时把ITO膜和电极形成膜图案化。
其次，如图12(a)所示，将由例如厚度约100μm的高分子薄膜制成的第二支持膜43粘结到包含焊接垫16及n侧电极17B的n型半导体层12上，该第二支持膜43，使用的是在它的支持面上设了加热到约170℃以后就发泡粘结力便下降的粘结剂层、由例如聚酯制成的高分子薄膜。
接着，将由第一支持膜42及第二支持膜43支持的元件构成体11加热到120℃左右。粘结在第一支持膜42上的粘结剂层在该120℃左右的温度下便起泡而使它和元件构成体11的p型半导体层14之间的粘结力下降，因此而很容易将第一支持膜42从p型半导体层14上分离下来，如图12(b)所示。此时，p型半导体层14的表面上不会残留下第一支持膜42的粘结剂。
接着，如图12(c)所示，利用电子束蒸镀法在p型半导体层14的整个面上形成由厚度约50nm的Pt层和厚度约200nm的Au层构成的p侧电极15A。接着，再利用电镀法，在p侧电极15A上形成以该p侧电极15A的Au层为底层、厚度约50μm的金属膜18。
其次，如图13(a)所示，选择金属膜18的对应于元件构成体11的芯片分割区域的部分进行蚀刻，而让p侧电极15A的芯片分割区域露出来。在第三个实施例中，衬底20的分离工序、n侧电极17B及焊接垫16的形成工序，也都是在元件构成体11上粘结着第一支持膜42的状态下进行的，p侧电极15A、金属膜18的形成工序及金属膜18的蚀刻工序，是在元件构成体11上粘结着第二支持膜43的状态下进行的，所以即使元件构成体11的厚度极薄，例如5μm左右，也不会发生任何问题。
其次，如图13(b)所示，用切割刀50切断由第二支持膜43支持的p侧电极15A中从金属膜18露出的露出区域(切割区域)及其下方。这样以来，就从各个元件构成体11制成了平面尺寸例如为每一条边的边长为300μm的发光二极管芯片。此时，第二支持膜43没有切到底，中途停下了。
其次，如图13(c)所示，将第二支持膜43加热到170℃左右，设在第二支持膜43上的粘结剂层就起泡，和各个芯片间的粘结力就下降，因此便很容易把各个芯片从第二支持膜43上揭下来。之后，再在小片焊接等组装工序中即后工序中将它组装好。
如上所述，根据第三个实施例所涉及的制造方法，能够制得亮度高、散热性及静电耐压性极优且串联电阻很小的发光二极管元件10。
(第四个实施例)
下面，参考附图，说明本发明的第四个实施例。
图14示出了发光二极管元件的剖面结构，该发光二极管元件为本发明的第四个实施例所涉及的半导体发光元件，能发出蓝色或者绿色等短波长的光。图14中，对与图10中所示的构成要素相同的构成要素用相同的符号来表示，说明省略。
如图14所示，第四个实施例是这样的，即在元件构成体11的p型半导体层14和p侧电极15A之间，形成了多个具有一定间隔的镜结构体25。该镜结构体25，是由例如由氧化硅(SiO2)制成的第一电介质层及由比氧化硅的折射率大的氧化钽(Ta2O5)制成的第二电介质层交替着叠层构成的。
每一个镜结构体25，是以厚度为80nm的第一电介质层及厚度为53nm的第二电介质层为一周期，叠层10周期而构成的。这里，所设计的每一个电介质层的厚度，要保证在设发光波长为470mm、光学波长为λ时，λ/4成为最大反射率。
这时，活性层13可为例如量子阱结构。在活性层13产生的例如波长470nm的蓝色光经过由Pt/Au制成的p侧电极15A及每一个镜结构体25反射，通过由ITO制成的n侧电极17B而被取到外部。
这样以来，根据第四个实施例，在构成发光二极管元件10的元件构成体11的下侧，形成了对从活性层13发出的光的反射率达到90％以上的由金属制成的p侧电极15A及对该发出的光的反射率达到90％以上这样的高反射率、由电介质制成的镜结构体25。于是，从活性层13射出的光经p侧电极15A及镜结构体25反射后，通过形成在n型半导体层12上的透光性n侧电极17B被取出来，所以可大幅度地提高光的取出效率。
而且，还在p侧电极15A的与元件构成体11相反一侧(下侧)的那个面上形成了金属膜18来代替单结晶衬底，所以在活性层13产生的热会通过金属膜18散发到外部。这样形成金属膜18来代替让由GaN系半导体制成的元件构成体11生长的单结晶衬底以后，散热性明显提高，所以本实施例所涉及的发光二极管元件10能够进行高输出动作。另外，因没有蓝宝石那样的绝缘性衬底，所以静电耐压性也提高。
需提一下，在第四个实施例中，是用叠层的电介质层来作镜结构体25的，并不限于此，还可以采用这样的结构，即例如用外延生长的GaN系半导体制成的叠层膜，改变相邻膜的铝(Al)、铟(In)的组成比，在它们之间产生折射率差，从而以一个很高的反射率对从活性层13射出的光进行反射。
下面，参考附图，说明按上述构成的发光二极管元件10的制造方法。
图15(a)～图15(c)及图17(a)～图17(c)为一系列结构剖面图，显示本发明的第四个实施例所涉及的发光二极管元件的制造方法中的各个工序。
首先，如图15(a)所示，用MOCVD法在由晶片状蓝宝石制成的衬底20的主面上，依次形成由n型AlGaN制成的n型半导体层12、由InGaN制成活性层13及由p型AlGaN制成的p型半导体层14，即制成包含n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14的元件构成体11。
接着，利用RF溅射法，在元件构成体11上，即p型半导体层14上，形成以厚度为80nm的由SiO2制成的第一电介质层及厚度为53nm的由Ta2O5制成的第二电介质层为一周期，叠层上10周期而构成的电介质叠层膜。接着，对已沉积的电介质叠层膜进行使用了例如氢氟酸(HF)的湿蚀刻，而自电介质叠层膜形成相互具有一定间隔的多个镜结构体25。之后，利用电子束蒸镀法，在各个镜结构体25及p型半导体层14的从镜结构体25露出的露出区域这整个面上，形成由厚度约50nm的Pt层和厚度约200nm的Au层构成的p侧电极15A。
其次，如图15(b)所示，利用电镀法，在p侧电极15A上形成以该p侧电极15A的Au层为底层、厚度约50μm的金属膜18。
其次，如图15(c)所示，将由厚度例如约100μm的高分子薄膜制成的第一支持膜42粘结到在金属膜18上。这里，第一支持膜42，使用的是在它的支持面上设了加热到120℃加热就发泡粘结力便下降的粘结剂层、由例如聚酯制成的高分子薄膜。接着，从衬底20的与元件构成体11相反一侧的那个面用激光照射衬底20，做到脉冲状振荡的波长355nm的YAG(钇、铝、石榴石)激光的三次谐波光对衬底20进行扫描。如上所述，进行照射的激光在衬底20不被吸收，而是在元件构成体11即n型半导体层12被吸收。n型半导体层12由于吸收了该激光而局部发热，原子间的结合就在该n型半导体层12和衬底20的界面处被切断，而在衬底20和n型半导体层12之间形成含金属镓的热分解层(未示)。需提一下，还可用波长248nm的KrF受激准分子激光代替YAG激光的三次谐波光作进行照射的激光的光源；又可用波长365nm的水银灯的放射线来代替激光光源。
其次，如图16(a)所示，通过使用了盐酸等的湿蚀刻让热分解层溶解，而将衬底20从元件构成体11上分离下来并除去它。接着，再在已除去衬底20的元件构成体11中n型半导体层12的与活性层13相反一侧的那个面上，利用例如RF溅射法沉积ITO膜，然后把已沉积的ITO膜图案化而形成n侧电极17B。接着，利用电子束蒸镀法，在已形成的n侧电极17B上蒸镀由Au制成的电极形成膜，把已蒸镀的电极形成膜图案化来覆盖n侧电极17B上的一部分，而从电极形成膜形成焊接垫16。需提一下，若使电极形成膜的膜厚在500nm以上，例如800nm左右，便能对焊接垫16进行可靠的线焊。还可同时把ITO膜和电极形成膜图案化。
其次，如图16(b)所示，将由例如厚度约100μm的高分子薄膜制成的第二支持膜43粘结到包含焊接垫16及n侧电极17B的n型半导体层12上，该第二支持膜43使用的是在它的支持面上设了例如加热到约170℃以后就发泡粘结力便下降的粘结剂层、由例如聚酯制成的高分子薄膜。
接着，将由第一支持膜42及第二支持膜43支持的元件构成体11加热到120℃左右。粘结在第一支持膜42上的粘结剂层在该120℃左右的温度下便起泡而使它和元件构成体11的p型半导体层14之间的粘结力下降，因此而很容易将第一支持膜42从金属膜18上分离下来，如图16(c)所示。此时，金属膜18的表面上不会残留下第一支持膜42的粘结剂。
其次，如图17(a)所示，选择金属膜18的对应于元件构成体11的芯片分割区域的部分进行蚀刻，而让p侧电极15A的芯片分割区域露出来。在第四个实施例中，衬底20的分离工序、n侧电极17B及焊接垫16的形成工序，也都是在元件构成体11上粘结着第一支持膜42的状态下进行的，p侧电极15A、金属膜18的形成工序及金属膜18的蚀刻工序，是在元件构成体11上粘结着第二支持膜43的状态下进行的，所以即使元件构成体11的厚度极薄，例如5μm左右，也不会发生任何问题。
其次，如图17(b)所示，用切割刀50切断由第二支持膜43支持的p侧电极15A中从金属膜18露出的露出区域(切割区域)及其下方。这样以来，就从各个元件构成体11制成了平面尺寸例如为每一条边的边长为300μm的发光二极管芯片。此时，第二支持膜43没有切到底，中途停下了。
其次，如图17(c)所示，将第二支持膜43加热到170℃左右，设在第二支持膜43上的粘结剂层就起泡，和各个芯片间的粘结力就下降，因此便很容易把各个芯片从第二支持膜43上剥离下来。之后，再在小片焊接等组装工序中即后工序中将它组装好。
如上所述，根据第四个实施例所涉及的制造方法，能够制得亮度高、散热性及静电耐压性极优且串联电阻很小的发光二极管元件10。
需提一下，镜结构体25并不限于氧化硅(SiO2)和氧化钽(Ta2O5)的叠层结构，还可用氧化钛(TiO2)、氧化铌(Nb2O5)或者氧化铪(HfO2)等来代替氧化钽即构成第二电介质层的高折射率材料。
在通过改变氮化铝镓铟(AlxGayIn1-x-yN)(0≤x，y≤1，0≤x+y≤1)的组成比，形成具有高反射率的镜结构体以代替用由电介质制成的叠层膜形成镜结构体的情况下，因为可通过接着图15(a)所示的元件构成体11的结晶生长，进行外延生长而形成膜，所以就不需要形成电介质膜的膜形成装置了。需提一下，在从所形成的半导体层得到多个镜结构体25的图案化工序中，可使用例如使用了氯气(Cl2)的反应性离子蚀刻(ReactiveIon Etching：RIE)法。
需提一下，在第一个实施例到第四个实施例中，并没有对衬底20的主面的面方位作什么限制，可以是这样的，当衬底为蓝宝石时，主面不仅可为典型面(0001)，还可为稍微偏离了典型面一点的面方位(off-orientation)。
还有，在衬底20上生长的元件构成体11的结晶生长法，并不限于MOCVD法，例如，还可采用分子线外延生长(MBE)法或者氮化物气相外延生长(HVPE)法，或者针对不同的半导体层采用上述不同的生长方法。
由GaN系半导体制成的元件构成体11，只要其中含有吸收照射光的层即可，吸收照射光的层并不一定要和衬底20相接。吸收照射光的半导体层，为例如AlGaN或者InGaN等组成比为任意值的III-V族氮化物半导体即可。
可在衬底20和元件构成体11之间，形成禁带宽比GaN小的光吸收层，如由InGaN或者ZnO制成的光吸收层等。这样做以后，该光吸收层能促进对照射光的吸收，故即使是低输出的照射光，光吸收层也能分解。
可在支持膜41等的粘结力不至于下降的那一温度下加热，并用激光等去照射衬底20。这样做以后，既能减小衬底20和元件构成体11间由于热膨胀系数差造成的应变，又能使元件构成体11的半导体层热分解，所以能防止在元件构成体11出现裂缝。
还可以这样做，即在光照射工序之前或者之后，为便于处理衬底20及元件构成体11，用例如硅(Si)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)等半导体制成的支持衬底、或者是由铜(Cu)等金属制成的支持衬底贴到元件构成体11上并将其除掉。
在第二个实施例到第四个实施例中，与第一个实施例的一个变形例一样，在衬底20和底层之间形成热分解层以后，让元件构成体11进行再生长。
还有，在第一个实施例、第三个实施例及第四个实施例中，也可和第二个实施例一样，在芯片的周缘部形成电流狭窄膜。