以下、本発明の実施の形態について図に� �づいて説明する。
  (実施の形態1)
  まず、図1を参照して、本実施の形態にお� ��るAl _x Ga _(1-x) As基板について説明する。

  図1に示すように、Al _x Ga _(1-x) As基板10aは、GaAs基板13と、GaAs基板13上に形成� ��れたAl _x Ga _(1-x) As層11とを備えている。

  GaAs基板13は、主表面13aと、この主表面13a� �反対側の裏面13bとを有している。Al _x Ga _(1-x) As層11は、主表面11aと、この主表面11aと反対� �の裏面11bとを有している。

  GaAs基板13は、オフ角を有していても、有� �ていなくてもよく、たとえば{100}面、または 、{100}から0°を超え15.8°以下傾斜した主表面1 3aを有する。GaAs基板13は、{100}面、または、{1 00}から0°を超え2°以下傾
斜した主表面13aを有していることが好ましい 。GaAs基板13は、{100}面、または{100}から0°を� �え0.2°以下傾斜した表面を有していることが より好ましい。GaAs基板13の表面は鏡面であっ ても粗面であってもよい。なお、{}は、集
合面を示す。

  Al _x Ga _(1-x) As層11は主表面11aと、この主表面11aと反対側� �裏面11bとを有している。主表面11aとは、GaAs� ��板13と接触している面と反対側の面である� �裏面11bとは、GaAs基板13と接触している面で� �る。

  Al _x Ga _(1-x) As層11は、GaAs基板13の主表面13aに接するよう� �形成されている。つまり、GaAs基板13はAl _x Ga _(1-x) As層11の裏面11bに接するように形成されてい� �。

  Al _x Ga _(1-x) As層11において、裏面11bのAlの組成比xは、主� �面11aのAlの組成比xよりも高い。なお、組成� �xは、Alのモル比である。組成比(1-x)は、Gaの� ��ル比である。

  ここで、Al _x Ga _(1-x) As層11のモル比について図2~図5を参照して説� �する。
図2~図5中、縦軸は、Al _x Ga _(1-x) As層11の裏面から主表面にかけて厚み方向の� �置を示し、横軸は、各位置でのAlの組成比x� �示す。

  図2に示すように、Al _x Ga _(1-x) As層11は、裏面11bから主表面11aにかけて、Alの 組成比xが単調減少している。単調減少とは� �Al _x Ga _(1-x) As層11の裏面11bから主表面11aに向けて(成長方� ��に向けて)、組成比xが常に同じまたは減少� �ており、かつ裏面11bよりも主表面11aの方が� �成比xが低いことを意味する。
つまり、単調減少とは、この成長方向に向け て組成比xが増加している部分が含まれてい� �い。

  図3~図5に示すように、Al _x Ga _(1-x) As層11は、複数の層(図3~5では2層)を含んでい� �もよい。図3に示すAl _x Ga _(1-x) As層11は、それぞれの層において裏面11b側か� �主表面11a側にかけて、Alの組成比xが単調減� �している。また、図4に示すAl _x Ga _(1-x) As層11のそれぞれの層のAlの組成比xは均一で� �かつ裏面11b側の層のAlの組成比xは主表面11a� �のAlの組成比xよりも高い。また、図5(A)に示� ��Al _x Ga _(1-x) As層11の裏面11b側の層のAlの組成比xは均一で� �かつ主表面11a側の層のAlの組成比xは単調減� �し、かつ裏面11b側の層のAlの組成比xは主表� �11a側のAlの組成比xよりも高い。つまり、図4� ��よび図5(A)に示すAl _x Ga _(1-x) As層11は、全体としてAlの組成比xが単調減少� �ている。

  なお、Al _x Ga _(1-x) As層11のAlの組成比xは、上記に限定されず、� �とえば図5(B)~(G)のような組成であってもよく 、さらに別の例であってもよい。また、Al _x Ga _(1-x) As層11は、裏面11bのAlの組成比xが主表面11aのAl の組成比xよりも高ければ、上述した1層また� ��2層を含む場合に限定されず、3層以上の層� �含んでいてもよい。

  Al _x Ga _(1-x) As基板10aがLEDに用いられるときには、Al _x Ga _(1-x) As層11はたとえば電流を拡散し、かつ活性層� �らの光を透過させる窓層の役割を担う。

  続いて、図6を参照して、本実施の形態に� ��けるAl _x Ga _(1-x) As基板の製造方法について説明する。

  図6および図7に示すように、まず、GaAs基� �13を準備する(ステップS1)。
  GaAs基板13は、オフ角を有していても、有� �ていなくてもよく、たとえば{100}面、または 、{100}から0°を超え15.8°以下傾斜した主表面1 3aを有する。GaAs基板13は、{100}面、または、{1 00}から0°を超え2°以下傾
斜した主表面13aを有していることが好ましい 。GaAs基板13は、{100}面、または{100}から0°を� �え0.2°以下傾斜した主表面13aを有しているこ とがより好ましい。

  図6および図8に示すように、次に、GaAs基� �13上に、LPE法により主表面11aを有するAl _x Ga _(1-x) As層(0≦x≦1)11を成長させる(ステップS2)。
このAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させるステップS2では、GaAs基板13 との界面(裏面11b)のAlの組成比xが、主表面11a� ��Alの組成比xよりも高いAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させる。

  LPE法は特に限定されず、徐冷法、温度差� �などを用いることができる。なお、LPE法と� �、液相からAl _x Ga _(1-x) As(0≦x≦1)結晶を成長させる方法をいう。徐� �法とは、原料の溶液の温度を徐々に下げてAl _x Ga _(1-x) As結晶を成長させる方法である。温度差法と� ��、原料の溶液に温度勾配をつくり、Al _x Ga _(1-x) As結晶を成長させる方法をいう。

  Al _x Ga _(1-x) As層11においてAlの組成比xが一定の層を成長� �せる場合には温度差法および徐冷法を用い� �Alの組成比xが上方(成長方向)に向けて減少し ている層を成長させる場合には徐冷法を用い ることが好ましい。量産性および低コストに 優れているため、徐冷法を用いることが特に 好ましい。またそれらを組み合わせてもよい 。

  LPE法は、液相と固相との化学平衡を利用� �ているので成長速度が速い。このため、厚� �の大きなAl _x Ga _(1-x) As層11を容易に形成できる。具体的には、好� �しくは10μm以上1000μm以下、より好ましくは20 μm以上140μm以下の厚みH11を有するAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させる。なお、このときの厚みH1 1は、Al
_x Ga _(1-x) As層11の厚さ方向において最も小さい厚みで� �る。

  また、GaAs基板13の厚さH13に対するAl _x Ga _(1-x) As層11の厚さH11の比(H11/H13)は、たとえば0.1以� �0.5以下が好ましく、0.3以上0.5以下がより好� �しい。この場合、GaAs基板13上にAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させた状態で、反りが発生する� �を緩和することができる。

  また、たとえばZn(亜鉛)、Mg(マグネシウム) 、C(炭素)などのp型ドーパントSe(セレン)、S(� �黄)、Te(テルル)などのn型ドーパントを含む� �うにAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させてもよい。

  このようにLPE法でAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させると、図8に示すように、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11aには凹凸が生じる。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11aを洗浄する(ステップS3)。こ� ��ステップS3では、アルカリ系溶液を用いて� �浄することが好ましい。なお、リン酸や硫� �などの酸化溶液などを用いてもよい。アル� �リ系溶液は、アンモニアと過酸化水素とを� �むことが好ましい。アンモニアと過酸化水� �とを含むアルカリ系溶液で洗浄すると、主� �面11aがエッチングされるので、空気に触れ� �ことにより主表面11aに付着した不純物を除� �できる。この場合、たとえば0.2μm/min以下の� ��ッチングレートで主表面11a側から0.2μm以下� ��ッチングされるように制御することにより� ��主表面11aの不純物を低減できるとともにエ� ��チング量が少なくなる。なお、この主表面1 1aを洗浄するステップS3は省略されてもよい� �

  次に、アルコールでGaAs基板13およびAl _x Ga _(1-x) As層11を乾燥する。なお、この乾燥するステ� �プは省略されてもよい。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11aを研磨する(ステップS4)。研� ��する方法は、特に限定されず、機械的研磨� ��化学機械研磨法、電解研磨法、化学研磨法� ��どを用いることができ、研磨の容易性から� ��械的研磨または化学的研磨が好ましい。

  主表面11aの表面粗さRmsがたとえば0.05nm� �下になるように、主表面11aを研磨する。表� �粗さRmsは小さい程好ましい。なお、「表面� �さRms」とは、JIS  B0601に規定する表面の二� �平均粗さ、すなわち、平均面から測定面ま� �の距離(偏差)の二乗を平均した値の平方根を 意味する。なお、この研磨するステップS4は� ��略されてもよい。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11aを洗浄する(ステップS5)。こ� ��主表面11aを洗浄するステップS5は、研磨す� �ステップS4実施前の主表面11aを洗浄するステ ップS3と同様であるので、その説明を繰り返� ��ない。なお、この洗浄するステップS5は省� �されてもよい。

  次に、GaAs基板13およびAl _x Ga _(1-x) As層11を、Al _x Ga _(1-x) As基板10aを用いてエピタキシャル成長前にH ₂ (水素)、AsH ₃ (アルシン)を流してサーマルクリーニングす� ��。なお、このサーマルクリーニングするス� ��ップは省略されてもよい。

  以上のステップS1~S5を実施することにより 、図1に示す本実施の形態におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10aを製造することができる。

  以上説明したように、本実施の形態にお� �るAl _x Ga _(1-x) As基板10aは、主表面11aと、この主表面11aと反� ��側の裏面11bとを有するAl _x Ga _(1-x) As層11を備えたAl _x Ga _(1-x) As基板10aであって、Al _x Ga _(1-x) As層11において、裏面11bのAlの組成比xは、主� �面11aのAlの組成比xよりも高いことを特徴と� �ている。そして、このAl _x Ga _(1-x) As層11の裏面11bに接するGaAs基板13をさらに備� �ている。

  また本実施の形態におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法は、GaAs基板13を準備する� ��程(ステップS1)と、GaAs基板13上に、LPE法によ り主表面11aを有するAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させる工程(ステップS2)とを備え� ��いる。このAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させる工程(ステップS2)では、GaAs 基板13との界面(裏面11b)のAlの組成比xが、主� �面11aのAlの組成比xよりも高いAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させることを特徴としている。

  本実施の形態におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10aおよびAl _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法によれば、裏面11bのAl組� �比xは主表面11aのAl組成比xよりも高い。この� ��め、酸化されやすい性質を有するAlが主表� �11aに存在することを抑制できる。このため� �Al _x Ga _(1-x) As基板10aの表面(本実施の形態ではAl _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a)に絶縁性の酸化層が形成さ� ��ることを抑制できる。
特に、LPE法でAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させているので、主表面11a以外� �内部の領域には、酸素が取り込まれにくい� �したがって、このAl _x Ga _(1-x) As基板10a上にエピタキシャル層を成長させる� ��、エピタキシャル層に欠陥が導入されるこ� ��を抑制することができる。その結果、この� ��ピタキシャル層を備えた赤外LEDの特性を向� ��することができる。

  また、主表面11aのAlの組成比xは、裏面11b� �Al組成比xよりも低い。本発明者は、鋭意研� �の結果、Alの組成比xが高い程、Al _x Ga _(1-x) As基板10aの透過特性が良くなることを見出し� ��。裏面11b側にAlが多く含まれていても、表� �に露出している時間が短いため、酸化層が� �成されることは低減できる。このため、酸� �層が形成されることを抑制できる部分に、Al の組成比xの高いAl _x Ga _(1-x) As結晶を成長させることにより、透過特性を� ��上できる。

  このように、Al _x Ga _(1-x) As層11において、主表面11a側でデバイスの特� �を向上するようにAlの組成比xを低くし、裏� �11b側で透過特性を向上するようにAlの組成比 xを高くしている。よって、高い透過特性を� �持し、かつデバイスを作製したときに高い� �性を有するデバイスとなる、Al _x Ga _(1-x) As基板10aを実現することができる。

  上記Al _x Ga _(1-x) As基板10aにおいて好ましくは、図3に示すよう に、Al _x Ga _(1-x) As層11は、複数の層を含み、この複数の層は� �裏面11b側の面から主表面11a側の面に向けてAl の組成比xがそれぞれ単調減少している。

  上記Al _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法において好ましくは、Al _x Ga _(1-x) As層11を成長させる工程(ステップS2)では、GaAs 基板13との界面側の面(裏面11b)から、主表面11 a側の面に向けてAlの組成比xが単調減少して� �る複数の層を含むAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させる。

  これにより、Al _x Ga _(1-x) As基板10aに生じる反りを緩和することができ� ��ことを本発明者は見出した。以下、図9(A)~(C )を参照して、その理由を説明する。図9(A)は� ��図2に示すように、Al _x Ga _(1-x) As層11においてAlの組成比xが単調減少する層� �1層の場合を示す。図9(B)は、Al _x Ga _(1-x) As層11において図3に示すようにAlの組成比xが� ��調減少する層が2層の場合を示す。図9(C)は� �Al _x Ga _(1-x) As層11においてAlの組成比xが単調減少する層� �3層の場合を示す。
図9(A)~(C)において、横軸はAl _x Ga _(1-x) As層11の裏面11bから主表面11aにかけての厚み� �向の位置を示し、縦軸はAl _x Ga _(1-x) As層11の各位置でのAlの組成比xを示す。図9(A)~ (C)に示すAl _x Ga _(1-x) As層11は、裏面11bおよび主表面11aのAlの組成比 xは同じである。

  図9(A)~(C)において、Alの組成比xを示す傾斜 y中の最も高い位置(点A)を下方向に延在し、� �つ傾斜y中の最も低い位置(点B)を左方向に延� ��したときに交わる交点(点C)とにより、仮想� ��三角形が形成される。この三角形の面積の� ��計は、Al _x Ga _(1-x) As層11に加わる応力である。この応力により� �Al _x Ga _(1-x) As層11に反りが生じる。

  この三角形の重心Gと、Al _x Ga _(1-x) As層11の厚みの中心との距離zが大きくなる程� ��Al _x Ga _(1-x) As層11に反りが発生することを本発明者は見� �した。この重心Gは、図9(A)に示す場合には、 傾斜yに基づいて形成した三角形の重心Gであ� ��、図9(B)および(C)に示す場合には、傾斜yに� �づいて形成した三角形の重心G1~G3を結んだと きの中心である。この重心Gは、Al _x Ga _(1-x) As層11内で応力を足し合わせた合力の作用点� �なる。

  図9(A)~(C)に示すように、Alの組成比xが単調 減少する層の数が多い程、厚みの中心から重 心Gが位置する厚みまでの距離zが短くなるの� ��、Al _x Ga _(1-x) As層11に生じる反りが小さくなる。このため� �Alの組成比xが単調減少する層を複数形成す� �ことにより、Al _x Ga _(1-x) As基板10aの反りを緩和できる。ここで図中の� ��数の三角形にて、Alの組成比xの最大値およ� ��最小値と、Al _x Ga _(1-x) As層11の厚みとを同じにしているが、必ずし� �同じにする必要はない。透過性、反り、界� �状態などに応じて調整可能である。

  (実施の形態2)
  図10を参照して、本実施の形態におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10bについて説明する。

  図10に示すように、本実施の形態における Al _x Ga _(1-x) As基板10bは、実施の形態1におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10aと基本的には同様の構成を備えてい� ��が、GaAs基板13を備えていない点において異� ��る。

  具体的には、Al _x Ga _(1-x) As基板10bは、主表面11aと、主表面11aと反対側� ��裏面11bとを有するAl _x Ga _(1-x) As層11を備えている。そして、Al _x Ga _(1-x) As層11において、裏面11bのAlの組成比xは、主� �面11aのAlの組成比xよりも高い。

  本実施の形態におけるAl _x Ga _(1-x) As層11の厚みは、Al _x Ga _(1-x) As基板10bが自立基板となる程度に厚いことが� ��ましい。このような厚みH11は、たとえば70μ m以上である。

  続いて、図11を参照して、本実施の形態に おけるAl _x Ga _(1-x) As基板10bの製造方法について説明する。

  図11に示すように、まず、実施の形態1と� �様に、GaAs基板13を準備するステップS1、LPE法 によるAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させるステップS2、洗浄するステ ップS3および研磨するステップS4が実施され� �。これにより、図1に示すAl _x Ga _(1-x) As基板10aが製造される。

  次に、GaAs基板13を除去する(ステップS6)。� ��去する方法は、たとえば研磨、エッチング� ��どの方法を用いることができる。研磨とは� ��ダイヤモンド砥石を持つ研削設備などで、� ��ルミナ、コロイダルシリカ、ダイヤモンド� ��どの研磨剤を用いてGaAs基板13を機械的に削� ��取ることをいう。エッチングとは、たとえ� ��アンモニア、過酸化水素などを最適に調合� ��ることでAl _x Ga _(1-x) Asでエッチング速度が遅く、GaAsでエッチング 速度が速い選択エッチング液を用いて、GaAs� �板13の除去を行なうことをいう。

  次に、実施の形態1と同様に、洗浄するス� ��ップS5を実施する。
  以上のステップS1、S2,S3,S4,S6,S5を実施する� ��とにより、図10に示すAl _x Ga _(1-x) As基板10bを製造することができる。

  なお、これ以外のAl _x Ga _(1-x) As基板10bおよびその製造方法は、実施の形態1 におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10aおよびその製造方法の構成と同様で� ��るので、同一の部材には同一の符号を付し� ��その説明は繰り返さない。

  以上説明したように、本実施の形態にお� �るAl _x Ga _(1-x) As基板10bは、主表面11aと、主表面11aと反対側� ��裏面11bとを有するAl _x Ga _(1-x) As層11を備えたAl _x Ga _(1-x) As基板10bであって、Al _x Ga _(1-x) As層11において、裏面11bのAlの組成比xは、主� �面11aのAlの組成比xよりも高いことを特徴と� �ている。

  また本実施の形態におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10bの製造方法は、GaAs基板13を除去する� ��程(ステップS6)をさらに備えている。

  本実施の形態におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10bおよびAl _x Ga _(1-x) As基板10bの製造方法によれば、GaAs基板13を備� ��ずにAl _x Ga _(1-x) As層11のみを備えたAl _x Ga _(1-x) As基板10bを実現できる。GaAs基板13は波長が900n m以下の光を吸収するので、GaAs基板13が除去� �れたAl _x Ga _(1-x) As基板10b上にエピタキシャル層を成長させる� ��とにより、赤外LED用のエピタキシャルウエ� ��を製造することができる。この赤外LED用の� ��ピタキシャルウエハを用いて赤外LEDを製造� ��ると、高い透過特性を維持し、かつ高いデ� ��イス特性を有する赤外LEDを実現することが� ��きる。

  (実施の形態3)
  図12を参照して、本実施の形態におけるエ ピタキシャルウエハ20aを説明する。

  図12に示すように、エピタキシャルウエハ 20aは、実施の形態1における図1に示すAl _x Ga _(1-x) As基板10aと、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に形成された活性層21を含 むエピタキシャル層とを備えている。つまり 、エピタキシャルウエハ20aは、GaAs基板13と、 GaAs基板13上に形成されたAl _x Ga _(1-x) As層11と、Al _x Ga _(1-x) As層11上に形成された活性層21を含むエピタキ シャル層とを備えている。活性層21は、Al _x Ga _(1-x) As層11よりもバンドギャップが小さい。

  活性層21においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21c)のAlの組成比xは、Al _x Ga _(1-x) As層11において活性層21と接する面(本実施の� �態では主表面11a)のAlの組成比xよりも高いこ� ��が好ましい。また、活性層21を含むエピタ� �シャル層において最も厚みの大きい層のAlの 組成比xは、Al _x Ga _(1-x) As層11において活性層21と接する面(本実施の� �態では主表面11a)のAlの組成比xよりも高いこ� ��が好ましい。この場合、エピタキシャルウ� ��ハ20aに生じる反りを緩和することができる� ��

  図13に示すように、活性層21は、多重量子� ��戸構造を有していることが好ましい。
活性層21は、2層以上の井戸層21aを含んでいる 。この井戸層21aは、井戸層21aよりもバンドギ ャップの大きな層であるバリア層21bでそれぞ れ挟み込まれている。
つまり、複数の井戸層21aと、井戸層21aよりも バンドギャップの大きい複数のバリア層21bと が交互に配置されている。活性層21は、複数� ��井戸層21aの全てがバリア層21bに挟み込まれ� ��いてもよく、あるいは、活性層21の少なく� �も一方の表面に井戸層21aが配置され、表面� �配置される井戸層21aは、表面側に配置され� �ガイド層、クラッド層(図示せず)などの他の 層と、バリア層21bとにより挟み込まれていて もよい。

  なお、図13に示す領域XIIIは、活性層21中に おいて上部とは限られない。
  活性層21は、好ましくは2層以上100層以下� �より好ましくは10層以上50層以下の井戸層21a� ��よびバリア層21bをそれぞれ有している。井� ��層21aおよびバリア層21bが2層以上の場合、多 重量子井戸層を構成する。井戸層21aおよびバ リア層21bが10層以上の場合、発光効率を向上� ��ることにより光出力を向上できる。100層以� ��の場合、活性層21を形成するために要する� �ストを低減できる。50層以下の場合、活性層 21を形成するために要するコストをより低減� ��きる。

  活性層21の厚みH21は6nm以上2μm以下が好� �しい。厚みH21が6nm以上の場合、発光強度を� �上できる。厚みH21が2μm以下の場合、生産性� ��向上できる。

  井戸層21aの厚みH21aは3nm以上20nm以下が好 ましい。バリア層21bの厚みH21bは、5nm以上1μm� ��下が好ましい。

  井戸層21aの材料は、バリア層21bよりも� �ンドギャップが小さければ特に限定されな� �が、GaAs、AlGaAs、InGaAs(インジウムガリウム砒 素)、AlInGaAs(アルミニウムインジウムガリウ� �砒素)などを用いることができる。これらの� ��料は、AlGaAsとの格子整合度が適合する赤外� ��光の材料である。

  エピタキシャルウエハ20aが発光波長が90 0nm以上の赤外LEDに用いられる場合には、井戸 層21aの材料はInを含み、Inの組成比が0.05以上� ��InGaAsであることが好ましい。また、井戸層2 1aがInを含む材料を有する場合には、井戸層21 aおよびバリア層21bを、それぞれ4層以下有す� ��活性層21であることが好ましい。より好ま� �くは、それぞれ3層以下有する活性層21であ� �ことが好ましい。

  バリア層21bの材料は、井戸層21aよりも� �ンドギャップが大きければ特に限定されな� �が、AlGaAs、InGaP、AlInGaP、InGaAsPなどを用いる� ��とできる。これらの材料は、AlGaAsとの格子� ��合度が適合する材料である。

  エピタキシャルウエハ20aが発光波長が90 0nm以上、好ましくは940nm以上の赤外LEDに用い� ��れる場合には、活性層21内のバリア層21bの� �料はPを含み、Pの組成比が0.05以上のGaAsPまた はAlGaAsPであることが好ましい。また、バリ� �層21bがPを含む材料を有する場合には、井戸� ��21aおよびバリア層21bを、それぞれ3層以上有 する活性層21であることが好ましい。

  活性層21を含むエピタキシャル層中の元 素以外の元素(たとえば成長させる雰囲気中� �元素など)の濃度が低いことが好ましい。

  なお、活性層21は、多重量子井戸構造に 特に限定されず、1層よりなっていてもよく� �ダブルへテロ構造であってもよい。

  また、本実施の形態ではエピタキシャ� �層として活性層21のみを含んでいる場合につ いて説明したが、クラッド層、アンドープ層 などの他の層をさらに含んでいてもよい。

  続いて、図14を参照して、本実施の形態 における赤外LED用のエピタキシャルウエハ20a の製造方法について説明する。

  図14に示すように、まず、実施の形態1に� �けるAl _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法によりAl _x Ga _(1-x) As基板10aを製造する(ステップS1~S5)。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に、OMVPE法により活性層21� ��含むエピタキシャル層を形成する(ステップ S7)。

  このステップS7では、エピタキシャル層(� �実施の形態では活性層21)においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21c)のAlの組成比xが、Al _x Ga _(1-x) As層においてエピタキシャル層と接する面(本 実施の形態では主表面11a)のAlの組成比xより� �高くなるように、エピタキシャル層を形成� �ることが好ましい。また、エピタキシャル� �において最も厚みの大きい層のAlの組成比x� �、Al _x Ga _(1-x) As層11においてエピタキシャル層と接する面� �Alの組成比xよりも高いことが好ましい。

  OMVPE法は原料ガスがAl _x Ga _(1-x) As層11上で熱分解反応することにより活性層21 を成長させ、MBE法は非平衡系で化学反応過程 を介さない方法で活性層21を成長させるので� ��OMVPE法およびMBE法は活性層21の厚みを容易に 制御できる。
このため、2層以上の井戸層21aを複数有する� �性層21を成長できる。

  また、Al _x Ga _(1-x) As層11の厚さH11に対するエピタキシャル層(本� ��施の形態では活性層21)の厚さH21(H21/H11)は、� ��とえば0.05以上0.25以下が好ましく、0.15以上0 .25以下がより好ましい。この場合、Al _x Ga _(1-x) As層11上にエピタキシャル層を成長させた状� �で、反りが発生するのを緩和することがで� �る。

  このステップS7では、Al _x Ga _(1-x) As層11上には、上述したような活性層21を含む エピタキシャル層を成長させる。

  具体的には、好ましくは2層以上100層以� ��、より好ましくは10層以上50層以下の井戸層 21aおよびバリア層21bをそれぞれ有する活性層 21を形成する。

  また、6nm以上2μm以下の厚みH21を有する� ��うに活性層21を成長することが好ましい。� �た、3nm以上20nm以下の厚みH21aを有する井戸層 21a、および、5nm以上1μm以下の厚みH21bを有す� ��バリア層21bを成長させることが好ましい。

  また、GaAs、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAsなどよ� �なる井戸層21a、およびAlGaAs、InGaP、AlInGaP、Ga AsP、AlGaAsP、InGaAsPなどよりなるバリア層21bを� ��長させることが好ましい。

  活性層21は、Al _x Ga _(1-x) As基板となるGaAsおよびAlGaAsに対して、格子不 整(格子緩和)があっても、なくてもよい。井� ��層21aが格子不整を有する場合、バリア層21b� ��逆方向の格子不整をもたせ、エピタキシャ� ��ウエハの構造全体としては、圧縮-伸張の結 晶歪みをバランスさせてもよい。また、結晶 歪量は、格子緩和する限界以下であっても、 以上であってもよい。ただし、格子緩和する 限界以上の場合、結晶を貫通した転位が発生 しやすくなるため、限界以下の方が望ましい 。

  一例として、井戸層21aにInGaAsを用いる� �合を挙げる。InGaAsは、GaAs基板に対し、格子� ��数が大きいため、一定以上の厚みのエピタ� ��シャル層を成長すると、格子緩和が発生す� ��。そのため、格子緩和が発生する限度以下� ��厚みとすることで、結晶を貫通した転位の� ��生を抑制した良好な結晶を得ることができ� ��。

  また、バリア層21bにGaAsPを用いると、GaA sPは、GaAs基板に対して格子定数が小さいため 、一定以上の厚みのエピタキシャル層を成長 すると、格子緩和が発生する。そのため、格 子緩和が発生する限度以下の厚みとすること で、結晶を貫通した転位の発生を抑制した良 好な結晶を得ることができる。

  最後に、GaAs基板に対し、InGaAsは格子定� ��が大きく、GaAsPは格子定数が小さいという� �徴を活用し、井戸層21aにInGaAs、バリア層21b� �GaAsPを用い、結晶全体の格子歪をバランスさ せることにより、上記の限度以上まで、格子 緩和を発生させず、結晶を貫通した転位の発 生を抑制した良好な結晶を得ることができる 。

  以上のステップS1~S5およびS7を実施する� ��とにより、図12に示すエピタキシャルウエ� �20aを製造できる。

  なお、GaAs基板13を除去するステップS6を さらに実施してもよい。このステップS6は、� ��とえばエピタキシャル層を成長させるステ� ��プS7の後に実施されるが、特にこの順序に� �定されない。ステップS6は、たとえば研磨す るステップS4と洗浄するステップS5との間に� �施してもよい。このステップS6は、実施の形 態2のステップS6と同様であるので、その説明 を繰り返さない。このステップS6を実施した� ��合には、後述する図15のエピタキシャルウ� �ハ20bと同様の構造になる。

  以上説明したように、本実施の形態にお� �る赤外LED用のエピタキシャルウエハ20aは、� �施の形態1のAl _x Ga _(1-x) As基板10aと、Al _x Ga _(1-x) As基板10aのAl _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に形成され、かつ活性層21 を含むエピタキシャル層とを備えている。

  また本実施の形態における赤外LED用のエ� �タキシャルウエハ20aの製造方法は、実施の� �態1のAl _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法によりAl _x Ga _(1-x) As基板10aを製造する工程(ステップS1~S6)と、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に、OMVPE法またはMBE法の少 なくとも一方により活性層21を含むエピタキ� ��ャル層を形成する工程(ステップS7)とを備え ている。

  本実施の形態における赤外LED用のエピタ� �シャルウエハ20aおよびその製造方法によれ� �、裏面11bよりも主表面11aのAlの組成比xが低� �Al _x Ga _(1-x) As層11を備えたAl _x Ga _(1-x) As基板10a上にエピタキシャル層を形成してい� ��。このため、高い透過特性を維持し、かつ� ��ピタキシャルウエハ20aを用いてデバイスを� ��製したときに高い特性を有するデバイスと� ��る、赤外LED用のエピタキシャルウエハ20aを� ��現することができる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20a� �よびその製造方法において好ましくは、エ� �タキシャル層においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(エピタキシャル層の裏面21c) のAlの組成比xは、Al _x Ga _(1-x) As層11においてエピタキシャル層と接する面(� ��表面11a)のAlの組成比xよりも高い。

  これにより、Al _x Ga _(1-x) As層11とエピタキシャル層とを一体としてみ� �と、実施の形態1で記述した理由と同様に、� ��ピタキシャルウエハ20aの反りを緩和できる� ��

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20a� �製造方法において好ましくは、GaAs基板13を� �備する工程(ステップS1)と、GaAs基板13上に、L PE法により、電流を拡散し、かつ活性層から� ��光を透過させる窓層としてのAl _x Ga _(1-x) As層11を成長させる工程(ステップS2)と、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11aを研磨する工程(ステップS4)� ��、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に、OMVPE法およびMBE法の少 なくとも一方により、多重量子井戸構造を有 し、Al _x Ga _(1-x) As層11よりもバンドギャップが小さい活性層21 を成長する工程(ステップS7)とを備えている� �

  LPE法によりAl _x Ga _(1-x) As層11を成長している(ステップS2)ため、成長� ��度が速い。またLPE法では、高価な原料ガス� ��よび高価な装置を用いる必要がないので製� ��コストが低い。このため、OMVPE法およびMBE� �よりも、コストを低減して厚みの大きなAl _x Ga _(1-x) As層11を形成できる。このAl _x Ga _(1-x) As層11の主表面11aを研磨することによりAl _x Ga _(1-x) As層11の主表面11aの凹凸を低減することがで� �る。このため、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に活性層21を含むエピタキ シャル層を形成する際に、活性層21を含むエ� ��タキシャル層の異常成長を抑制することが� ��きる。また原料ガスの熱分解反応によるOMVP E法または非平衡系で化学反応過程を介さな� �MBE法は、膜厚を良好に制御できる。このた� �、主表面11aを研磨するステップS4後に、OMVPE� ��またはMBE法により活性層21を含むエピタキ� �ャル層を形成することにより、異常成長が� �制され、かつ活性層21の膜厚を良好に制御さ れた、多重量子井戸構造(MQW構造)を有する活� ��層を形成することができる。

  特に、LEDは、LD(レーザーダイオード:Lase r Diode)よりも膜厚が小さい場合が多いので、 膜厚の制御性が良好なOMVPE法またはMBE法を用� ��ることにより、多重量子井戸構造を有する� ��性層21を含むエピタキシャル層を形成でき� �。

  また、LPE法でAl _x Ga _(1-x) As層11を成長するステップS2後にOMVPE法またはM BE法により活性層21を成長させる。LPE法の後� �OMVPE法またはMBE法で活性層21を成長させれば� ��活性層21に長時間の高温の熱が加えられる� �とが防止される。このため、高温の熱によ� �て活性層21に結晶欠陥が生じるなど結晶性が 劣化することを防止でき、かつLPE法で導入す るドーパントが活性層21へ拡散することを防� ��できる。

  本実施の形態では、活性層21を成長させる ステップS7後に、LPE法で用いる高温の雰囲気� ��活性層21を曝さないので、たとえばAl _x Ga _(1-x) As層11に導入した拡散しやすいp型ドーパント� ��活性層21内に拡散することを防止できる。� �のため、活性層21のZn、Mg、Cなどのp型キャリ ア濃度を、たとえば1×10 ¹⁸ cm ^-3 以下まで低くできる。このため、活性層21に� ��不純物準位が形成されてしまうことなどを� ��止でき、井戸層21aとバリア層21bとのバンド� ��ャップの差を維持できる。

  したがって、性能を向上した多重量子� �戸構造を有する活性層21を形成できるので、 GaAs基板13を除去し(ステップS6)、かつ電極を� �成すると、活性層21において状態密度を変化 することにより、電子と正孔との再結合が効 率よく行なわれる。このため、発光効率を向 上した赤外LEDとなるエピタキシャルウエハ20a を成長することができる。

  なお、窓層としてのAl _x Ga _(1-x) As層11は、Al _x Ga _(1-x) As層11および活性層21の積層方向(図1において� ��方向)と交差する方向(図1において横方向)に 電流を拡散するので、光取り出し効率を向上 することにより、発光効率を向上できる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20a� �製造方法において好ましくは、Al _x Ga _(1-x) As層11を成長させるステップS2と研磨するステ ップS4との間、および研磨するステップS4お� �びエピタキシャル層を成長させるステップS7 との間の少なくとも一方に、Al _x Ga _(1-x) As層11の表面を洗浄するステップS3、S5をさら� ��備えている。

  これにより、Al _x Ga _(1-x) As層11が大気に触れることによって、Al _x Ga _(1-x) As層11に不純物が付着または混入した場合で� �っても、その不純物を除去できる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 aの製造方法において好ましくは、洗浄する� �テップS3、S5では、アルカリ系溶液を用いて� ��表面11aを洗浄する。

  これにより、Al _x Ga _(1-x) As層11に不純物が付着または混入した場合に� �、より効果的に不純物をAl _x Ga _(1-x) As層11から除去できる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20a� �よびその製造方法において好ましくは、Al _x Ga _(1-x) As層11の厚みH11は、10μm以上1000μm以下が好ま� �く、20μm以上140μm以下であることがより好ま しい。

  厚みH11が10μm以上の場合、発光効率を向上 できる。厚みH11が20μm以上の場合、発光効率� ��より向上できる。厚みH11が1000μm以下の場合 、Al _x Ga _(1-x) As層11を形成するために要するコストを低減� �きる。厚みH11が140μm以下の場合、Al _x Ga _(1-x) As層11を形成するために要するコストをより� �減できる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 aおよびその製造方法において好ましくは、� �性層21は、井戸層21aと、井戸層21aよりもバン ドギャップの大きいバリア層21bとが交互に配 置され、10層以上50層以下の井戸層21aおよび� �リア層21bをそれぞれ有している。

  10層以上の場合、発光効率をより向上で きる。50層以下の場合、活性層21を形成する� �めに要するコストを低減できる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 aおよびその製造方法において好ましくは、� �光波長が900nm以上の赤外LEDに用いられるエピ タキシャルウエハおよびその製造方法であっ て、活性層21内の井戸層21aはIn含む材料を有� �、井戸層21aの層数が4層以下である。発光波� ��は940nm以上であることがより好ましい。

  本発明者は、Inを含む材料を有し、4層� �下の井戸層を有する活性層21を形成すること によって、格子緩和が抑制されることを見い 出した。このため、波長が900nm以上の赤外LED� ��用いることができるエピタキシャルウエハ� ��実現することができる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 aおよびその製造方法において好ましくは、� �戸層21aは、インジウムの組成比が0.05以上のI nGaAsである。

  これにより、波長が900nm以上の赤外LEDに 用いられる有用なエピタキシャルウエハ20aを 実現することができる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 aおよびその製造方法において好ましくは、� �光波長が900nm以上の赤外LEDに用いられるエピ タキシャルウエハおよびその製造方法であっ て、活性層21内のバリア層21bはPを含む材料を 有し、バリア層21bの層数が3層以上である。

  本発明者は、Pを含む材料を有する活性� ��21を形成することによって、格子緩和が抑� �されることを見い出した。このため、波長� �900nm以上の赤外LEDに用いることができるエピ タキシャルウエハを実現することができる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ� �よびその製造方法において好ましくは、バ� �ア層21bは、Pの組成比が0.05以上のGaAsPまたはA lGaAsPである。

  これにより、波長が900nm以上の赤外LEDに 用いられる有用なエピタキシャルウエハ20aを 実現することができる。

  (実施の形態4)
  図15を参照して、本実施の形態における赤 外LED用のエピタキシャルウエハ20bについて説 明する。

  図15に示すように、本実施の形態における エピタキシャルウエハ20bは、実施の形態2に� �ける図10に示すAl _x Ga _(1-x) As基板10bと、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に形成された活性層21を含 むエピタキシャル層とを備えている。

  また本実施の形態におけるエピタキシ� �ルウエハ20bは、実施の形態3に示すエピタキ� ��ャルウエハ20aと基本的には同様の構成を備� ��ているが、GaAs基板13を備えていない点にお� ��て異なる。

  続いて、図16を参照して、本実施の形態 におけるエピタキシャルウエハ20bの製造方法 について説明する。

  図16に示すように、まず、実施の形態2に� �けるAl _x Ga _(1-x) As基板10bの製造方法によりAl _x Ga _(1-x) As基板10bを製造する(ステップS1、S2,S3,S4,S6,S5)� ��

  次に、実施の形態3と同様に、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に、OMVPE法により活性層21� ��含むエピタキシャル層を形成する(ステップ S7)。

  以上のステップS1~S7を実施することによ り、図15に示す赤外LED用のエピタキシャルウ� ��ハ20bを製造することができる。

  なお、これ以外の赤外LED用のエピタキ� �ャルウエハおよびその製造方法は、実施の� �態3における赤外LED用のエピタキシャルウエ� ��20aおよびその製造方法の構成と同様である� ��で、同一の部材には同一の符号を付し、そ� ��説明は繰り返さない。

  以上説明したように、本実施の形態にお� �る赤外LED用のエピタキシャルウエハ20bは、Al _x Ga _(1-x) As層11と、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に形成され、かつ活性層21 を含むエピタキシャル層とを備えている。

  また本実施の形態における赤外LED用の� �ピタキシャルウエハ20bの製造方法は、GaAs基� ��13を除去する工程(ステップS6)をさらに備え� ��いる。

  本実施の形態における赤外LED用のエピタ� �シャルウエハ20bおよびその製造方法によれ� �、可視光を吸収するGaAs基板が除去されたAl _x Ga _(1-x) As基板10bを用いている。このため、エピタキ� ��ャルウエハ20bに電極をさらに形成すると、� ��い透過特性を維持し、かつ高いデバイス特� ��を維持した赤外LEDとなるエピタキシャルウ� ��ハ20bを実現することができる。

  (実施の形態5)
  図17を参照して、本実施の形態における赤 外LED用のエピタキシャルウエハ20cについて説 明する。

  図17に示すように、本実施の形態におけ るエピタキシャルウエハ20cは、基本的には実 施の形態4におけるエピタキシャルウエハ20b� �同様の構成を備えているが、エピタキシャ� �層がコンタクト層23をさらに含んでいる点に おいて異なる。つまり、本実施の形態では、 エピタキシャル層は、活性層21と、コンタク� ��層23とを含んでいる。

  具体的には、エピタキシャルウエハ20cは� �Al _x Ga _(1-x) As層11と、Al _x Ga _(1-x) As層11上に形成された活性層21と、活性層21上� ��形成されたコンタクト層23とを備えている� �

  コンタクト層23は、たとえばp型GaAsより� ��り、0.01μm以上の厚みH23を有している。

  続いて、本実施の形態における赤外LED� �のエピタキシャルウエハ20cの製造方法につ� �て説明する。本実施の形態における赤外LED� �のエピタキシャルウエハ20cの製造方法は、� �施の形態4におけるエピタキシャルウエハ20b� ��製造方法と同様の構成を備えているが、エ� ��タキシャル層を形成するステップS7がコン� �クト層23を形成する段階をさらに含んでいる 点において異なる。

  具体的には、活性層21を成長させた後に 、活性層21の表面上にコンタクト層23を形成� �る。コンタクト層23の形成方法は特に限定さ れないが、厚みの薄い層を形成できるため、 OMVPE法およびMBE法の少なくとも一方、あるい� ��その組み合わせにより成長することが好ま� ��い。活性層21と連続して成長できるため、� �性層21と同じ方法で成長させることがより好 ましい。

  なお、これ以外の赤外LED用のエピタキ� �ャルウエハおよびその製造方法は、実施の� �態4における赤外LED用のエピタキシャルウエ� ��20bおよびその製造方法の構成と同様である� ��で、同一の部材には同一の符号を付し、そ� ��説明は繰り返さない。

  なお、本実施の形態における赤外LED用� �エピタキシャルウエハ20cおよびその製造方� �は実施の形態4だけでなく実施の形態3にも適 用することができる。

  (実施の形態6)
  図18を参照して、本実施の形態における赤 外LED30aについて説明する。図18に示すように� ��本実施の形態にける赤外LED30aは、実施の形� ��5における図17に示す赤外LED用のエピタキシ� ��ルウエハ20cと、このエピタキシャルウエハ2 0cの表面20c1および裏面20c2にそれぞれ形成さ� �た電極31、32と、ステム33とを備えている。

  エピタキシャルウエハ20cの表面20c1(本実施 の形態ではコンタクト層23)に電極31が接して� ��けられており、裏面20c2(本実施の形態ではAl _x Ga _(1-x) As層11)には電極32が接して設けられている。� �極31においてエピタキシャルウエハ20cと反対 側には、ステム33が接して設けられている。

  具体的には、ステム33は、たとえば鉄系材 料よりなる。電極31は、たとえばAu(金)Zn(亜鉛 )との合金よりなるp型電極である。この電極3 1は、p型のコンタクト層23に対して形成され� �いる。このコンタクト層23は、活性層21の上� ��に形成されている。この活性層21は、Al _x Ga _(1-x) As層11の上部に形成されている。このAl _x Ga _(1-x) As層11上に形成された電極32は、たとえばAuとG e(ゲルマニウム)との合金よりなるn型電極で� �る。

  続いて、図19を参照して、本実施の形態 における赤外LED30aの製造方法について説明す る。

  まず、実施の形態3における赤外LED用の� ��ピタキシャルウエハ20aの製造方法(ステップ S1~S5、S7)により、エピタキシャルウエハ20aを� ��造する。なお、エピタキシャル層を成長さ� ��るステップS7では、活性層21およびコンタク ト層23を形成する。次に、GaAs基板を除去する (ステップS6)。なお、このステップS6を実施す ると、図17に示す赤外LED用のエピタキシャル� ��エハ20cを製造できる。

  次に、赤外LED用のエピタキシャルウエ� �20cの表面20c1および裏面20c2に電極31、32を形� �する(ステップS11)。具体的には、たとえば蒸 着法により、表面20c1上にAuとZnとを蒸着して� ��また、裏面20c2上にAuとGeとを蒸着した後、� �金化を施して、電極31、32を形成する。

  次に、このLEDを実装する(ステップS12)。 具体的には、たとえば、電極31側を下にして� ��ステム33の上にAgペーストなどのダイボンド 剤やAuSnなどの共晶合金でダイボンディング� �行なう。

  上記ステップS1~S12を実施することによ� �、図18に示す赤外LED30aを製造することができ る。

  なお、本実施の形態では実施の形態5に� ��ける赤外LED用のエピタキシャルウエハ20cを� ��いる場合について説明したが、実施の形態3 および4の赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 a、20bを適用することも可能である。ただし� �赤外LEDを完成する前に、GaAs基板13を除去す� �ステップS6は実施されてもよい。

  以上説明したように、本実施の形態にお� �る赤外LED30aは、実施の形態2におけるAl _x Ga _(1-x) As基板10bと、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に形成され、かつ活性層21 を含むエピタキシャル層と、エピタキシャル 層の表面20c1に形成された第1の電極31と、Al _x Ga _(1-x) As層11の裏面20c2に形成された第2の電極32とを� ��えている。

  また本実施の形態における赤外LED30aは、� �施の形態2のAl _x Ga _(1-x) As基板10bの製造方法によりAl _x Ga _(1-x) As基板10bを製造する工程(ステップS1~S6)と、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上にOMVPE法により活性層21を� ��むエピタキシャル層を形成する工程(ステッ プS7)と、エピタキシャルウエハ20cの表面20c1� �第1の電極31を形成する工程(ステップS11)と、 Al _x Ga _(1-x) As層11の裏面11bに第2の電極32を形成する工程(� ��テップS11)とを備えている。

  本実施の形態における赤外LED30aおよびそ� �製造方法によれば、Al _x Ga _(1-x) As層11のAlの組成比xを制御したAl _x Ga _(1-x) As基板10bを用いているので、高い透過特性を� ��持し、かつデバイスを作製したときに高い� ��性を有する赤外LED30aを実現できる。

  また活性層21側に電極31を形成し、Al _x Ga _(1-x) As層11側に電極32を形成している。この構造に よれば、電極32からAl _x Ga _(1-x) As層11によって赤外LED30aの全面に渡って電流� �より拡散することができる。このため、発� �効率をより向上した赤外LED30aが得られる。

  (実施の形態7)
  図20に示すように、本実施の形態における 赤外LED30bは、基本的には実施の形態6におけ� �赤外LED30aと同様の構成を備えているが、Al _x Ga _(1-x) As層11側がステム33に配置されている点におい て異なる。

  具体的には、エピタキシャルウエハ20cの� �面20c1(本実施の形態ではコンタクト層23)に電 極31が接して設けられており、裏面20c2(本実� �の形態ではAl _x Ga _(1-x) As層11)に電極32が接して設けられている。

  電極31は、光を取り出すために、エピタ キシャルウエハ20cの表面20c1の一部を覆って� �る。このため、エピタキシャルウエハ20cの� �面20c1の残部は露出している。電極32は、エ� �タキシャルウエハ20cの裏面20c2の全面を覆っ� ��いる。

  本実施の形態における赤外LED30bの製造� �法は、基本的には実施の形態6における赤外L ED30aの製造方法と同様の構成を備えているが� ��上述したような電極31、32を形成するステッ プS11において異なる。

  なお、これ以外の赤外LED30bおよびその� �造方法は、実施の形態6における赤外LED30aお� ��びその製造方法の構成と同様であるので、� ��一の部材には同一の符号を付し、その説明� ��繰り返さない。

  また、GaAs基板13が除去されない場合に� �、GaAs基板13の裏面に電極が形成されてもよ� �。実施の形態3のエピタキシャルウエハ20aに� ��いてエピタキシャル層がコンタクト層をさ� ��に含んでいるエピタキシャルウエハを用い� ��赤外LEDを形成した場合、たとえば図27に示� �赤外LED30cのような構造になる。この場合、� �表例として図27に示すように、GaAs基板13側に ステム33を配置する。この変形例として、GaAs 基板13側がステム33と反対側に位置していて� �よい。

  (実施の形態8)
  図28を参照して、本実施の形態における赤 外LED用のエピタキシャルウエハ20dについて説 明する。

  図28に示すように、本実施の形態における エピタキシャルウエハ20dは、基本的には実施 の形態4におけるエピタキシャルウエハ20bと� �様の構成を備えているが、貼付層25と、支持 基板26とをさらに備えている点において異な� ��。つまり、エピタキシャルウエハ20dは、実� ��の形態2のAl _x Ga _(1-x) As基板10b(Al _x Ga _(1-x) As層11)と、エピタキシャル層(活性層21)と、貼 付層25と、支持基板26とを備えている。

  具体的には、貼付層25は、活性層21におい� ��Al _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21b1)と反対側の主表面21 a1に形成されている。支持基板26は、貼付層25 を介して、活性層21の主表面21a1と接合されて いる。

  貼付層25および支持基板26は、導電性を� ��する材料であることが好ましい。このよう� ��材料として、支持基板26は、シリコン、ガ� �ウム砒素および炭化珪素からなる群から選� �される少なくとも1種を含む材質から構成さ� ��ることが好ましい。貼付層25は、金スズ(AuSn )、金インジウム(AuIn)などを用いることがで� �る。

  ここで、上記「導電性を有する」とは� �導電率が10ジーメンス/cm以上であることを言 う。

  続いて、図28~図30を参照して、本実施の 形態における赤外LED用のエピタキシャルウエ ハ20dの製造方法について説明する。

  まず、図29に示すように、実施の形態1のAl _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法によりAl _x Ga _(1-x) As基板10aを製造する(ステップS1~S5)。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に、OMVPE法またはMBE法の少 なくとも一方により活性層21を含むエピタキ� ��ャル層を形成する(ステップS7)。
このステップS7は、実施の形態3と同様である ので、その説明を繰り返さない。

  次に、貼付層25を介して、エピタキシャル 層においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21b1)と反対側の主表面21 a1と、支持基板26とを貼り合わせる(ステップS 8)。このステップS8では、たとえば上述した� �料の支持基板26および貼付層25を用いる。

  貼付層25としてAuSnなどの金属材料を用� �る場合には、活性層21の主表面21a1と支持基� �26とを、たとえばAuSnなどのはんだを介して� �向し、はんだを融点以上に加熱および硬化� �せることにより、エピタキシャル層と支持� �板26とを接合する。これにより、図30に示す� ��層構造が得られる。

  次に、図30の積層構造からGaAs基板13を除 去する(ステップS6)。GaAs基板13を除去するス� �ップS6は、実施の形態2と同様であるので、� �の説明は繰り返さない。

  以上の工程(ステップS1、S2,S3,S4,S5,S7,S8,S6 )を実施することにより、図28に示すエピタキ シャルウエハ20dを製造することができる。

  以上説明したように、本実施の形態にお� �る赤外LED用のエピタキシャルウエハ20dは、� �施の形態2に記載のAl _x Ga _(1-x) As基板10bと、Al _x Ga _(1-x) As基板10bのAl _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に形成され、かつ活性層21 を含むエピタキシャル層と、エピタキシャル 層においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21b1)と反対側の主表面21 a1上に形成された貼付層25と、貼付層25を介し て、エピタキシャル層の主表面21a1と接合さ� �た支持基板26とを備えている。

  また本実施の形態における赤外LED用のエ� �タキシャルウエハ20dの製造方法は、実施の� �態1に記載のAl _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法によりAl _x Ga _(1-x) As基板10aを製造する工程(ステップS1~S5)と、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に、OMVPE法またはMBE法の少 なくとも一方により活性層21を含むエピタキ� ��ャル層を形成する工程(ステップS7)と、貼付 層25を介して、エピタキシャル層においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21b1)と反対側の主表面21 a1と、支持基板26とを貼り合わせる工程(ステ� ��プS8)と、GaAs基板13を除去する工程(ステップ S6)とを備えている。

  本実施の形態における赤外LED用のエピ� �キシャルウエハ20dおよびその製造方法によ� �ば、支持基板26を形成しているので、ハンド リングが容易になる。

  また、支持基板26を形成することにより、 Al _x Ga _(1-x) As層11(Al _x Ga _(1-x) As基板)の厚みを薄くすることができるので、 Al _x Ga _(1-x) As基板の反りを低減できる。このため、この� ��ピタキシャルウエハ20dを備えた赤外LEDの歩� ��まりを向上することができる。

  さらに、Al _x Ga _(1-x) As基板の厚みを薄くできるので、Al _x Ga _(1-x) As基板による光の吸収を低減することができ� ��。このため、このAl _x Ga _(1-x) As基板上にエピタキシャル層を形成すること� ��できるので、活性層21の品質を向上するこ� �ができる。

  さらには、支持基板26の厚みにより、エ ピタキシャルウエハ20dの最表面の面粗度を増 大させる処理(粗面にする処理)を容易に行な� ��ことができる。これにより、エピタキシャ� ��ウエハの最表面から出力する光が、全反射� ��起こす現象が発生することを抑制できる。� ��のため、エピタキシャルウエハ20dの最表面� ��ら出力する光の強度を高めることができる� ��

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 dおよびその製造方法において好ましくは、� �付層25および支持基板26は、導電性を有する� ��料である。このような材料として、支持基� ��26は、シリコン、ガリウム砒素および炭化� �素からなる群から選択される少なくとも1種� ��含む材質から構成されることが好ましい。� ��れにより、エピタキシャルウエハ20dの主表� ��および裏面に電極を形成することにより赤� ��LEDとした場合、両電極間に電圧を印加する� ��とにより、赤外LEDにスムーズに電力を供給� ��ることができる。

  (実施の形態9)
  図31を参照して、本実施の形態における赤 外LED用のエピタキシャルウエハ20eを説明する 。本実施の形態におけるエピタキシャルウエ ハ20eは、基本的には実施の形態8におけるエ� �タキシャルウエハ20dと同様の構成を備えて� �るが、貼付層25とエピタキシャル層との間に 形成された導電膜27および反射膜28をさらに� �えている点において異なる。

  具体的には、導電膜27は、活性層21におい� ��Al _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21b1)と反対側の主表面21 a1に形成されている。反射膜28は、貼付層25と 導電膜27との間に形成されている。

  導電膜27は、活性層21が発光する光に対� ��て透明である。このような材料として、酸� ��インジウムと酸化スズとの混合物、アルミ� ��ウム原子を含む酸化亜鉛、フッ素原子を含� ��酸化スズ、酸化亜鉛、セレン化亜鉛および� ��化ガリウムからなる群から選択される少な� ��とも1種を含む材質から構成されることが好 ましい。

  ここで、上記「透明」とは、たとえば� �る波長を有する光を導電膜27に入射したとき に、入射した光を80%以上の透過率で透過する ことをいう。

  反射膜28は、光を反射する金属材料より なる。このような材料として、アルミニウム 、金、白金、銀、銅、クロムおよびパラジウ ムからなる群から選択される少なくとも1種� �含む材質から構成される。

  続いて、図29、31および32を参照して、� �実施の形態における赤外LED用のエピタキシ� �ルウエハ20eについて説明する。

  まず、図29に示すように、実施の形態1のAl _x Ga _(1-x) As基板10aの製造方法によりAl _x Ga _(1-x) As基板10aを製造する(ステップS1~S5)。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As層11の主表面11a上に、OMVPE法またはMBE法の少 なくとも一方により活性層21を含むエピタキ� ��ャル層を形成する(ステップS7)。
このステップS7は、実施の形態3と同様である ので、その説明を繰り返さない。

  次に、エピタキシャル層においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21b1)と反対側の主表面21 a1に、上述した導電膜27を形成する。導電膜27 の形成方法は特に限定されないが、たとえば EB蒸着装置による成膜など従来周知の任意の� ��法を用いることができる。

  次に、導電膜27においてエピタキシャル 層と接する面と反対側の面に、上述した反射 膜28を形成する。反射膜28の形成方法は特に� �定されないが、たとえばEB蒸着装置による成 膜など従来周知の任意の方法を用いることが できる。

  次に、貼付層25を介して、エピタキシャル 層においてAl _x Ga _(1-x) As層11と接する面(裏面21b1)と反対側の主表面21 a1と、支持基板26とを貼り合わせる(ステップS 8)。本実施の形態のステップS8では、反射膜28 と支持基板26とを貼付層25を介して接合する� �これにより、図32に示す積層構造が得られる 。

  次に、図32の積層構造からGaAs基板13を除 去する(ステップS6)。GaAs基板13を除去するス� �ップS6は、実施の形態2と同様であるので、� �の説明は繰り返さない。

  以上の工程(ステップS1~S8)を実施するこ� ��により、図31に示すエピタキシャルウエハ20 eを製造することができる。

  以上説明したように、本実施の形態に� �ける赤外LED用のエピタキシャルウエハ20eは� �貼付層25とエピタキシャル層との間に形成さ れた導電膜27および反射膜28をさらに備え、� �電膜27は、活性層21が発光する光に対して透� ��であり、反射膜28は、光を反射する金属材� �よりなる。

  また本実施の形態における赤外LED用の� �ピタキシャルウエハ20eの製造方法は、貼付� �25とエピタキシャル層との間に導電膜27およ� ��反射膜28を形成する工程をさらに備え、導� �膜27は、活性層21が発光する光に対して透明� ��あり、反射膜28は、光を反射する金属材料� �りなる。

  本実施の形態における赤外LED用のエピ� �キシャルウエハ20eおよびその製造方法によ� �ば、導電膜27で透過した光を、反射膜28で反� ��することができる。このため、本実施の形� ��のエピタキシャルウエハ20eは、実施の形態8 の効果に加えて、赤外LEDを形成した際に出力 をさらに向上できるという効果を有する。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 eおよびその製造方法において好ましくは、� �電膜27は、酸化インジウムと酸化スズとの混 合物、アルミニウム原子を含む酸化亜鉛、フ ッ素原子を含む酸化スズ、酸化亜鉛、セレン 化亜鉛および酸化ガリウムからなる群から選 択される少なくとも1種を含む材質から構成� �れる。

  これらの材料は、赤外の光を80%以上の� �過率で透過するとともに、導電率が10ジーメ ンス/cm以上である。このため、エピタキシャ ルウエハ20eを用いた赤外LEDの出力をさらに向 上することができる。

  また上記赤外LED用のエピタキシャルウ� �ハ20eおよびその製造方法において好ましく� �、反射膜28は、アルミニウム、金、白金、銀 、銅、クロムおよびパラジウムからなる群か ら選択される少なくとも1種を含む材質から� �成される。

  これらの材料は、より高い割合で光を� �射することができるので、エピタキシャル� �エハ20eを用いた赤外LEDの出力をさらに向上� �ることができる。

  (実施の形態10)
  図33を参照して、本実施の形態における赤 外LED用のエピタキシャルウエハ20fを説明する 。本実施の形態におけるエピタキシャルウエ ハ20fは、基本的には実施の形態8におけるエ� �タキシャルウエハ20dと同様の構成を備えて� �るが、貼付層および支持基板の材料が異な� �点において異なる。

  支持基板36は、活性層21が発光する光を� ��過する透明基板である。このような材料と� ��て、支持基板36は、サファイア、ガリウム� �ン、石英およびスピネルからなる群から選� �される少なくとも1種を含む材質から構成さ� ��ることが好ましい。

  また、貼付層35は、エピタキシャル層お よび支持基板36に対して接着性を有し、かつ� ��性層21が発光する光を透過する透明接着性� �料である。このような材料として、貼付層35 は、ポリイミド樹脂(PI)、エポキシ樹脂、シ� �コーン樹脂および過フルオロシクロブタン(P FCB)からなる群から選択される少なくとも1種� ��含む材質から構成されることが好ましい。

  ここで、上記「活性層21が発光する光を 透過する」とは、入射した光を80%以上の透過 率で透過することを言う。また、上記「透明 」とは、たとえばある波長を有する光が貼付 層35または支持基板36に入射したときに、入� �した光を80%以上の透過率で透過することを� �う。

  続いて、図29、図33および図34を参照し� �、本実施の形態における赤外LED用のエピタ� �シャルウエハ20fについて説明する。本実施� �形態におけるエピタキシャルウエハ20fの製� �方法は実施の形態8と基本的に同様の構成を� ��えているが、異なる材料の貼付層および支� ��基板を形成する点において異なる。これら� ��材料は上述した通りである。

  なお、貼り合わせるステップS8において 貼付層25として透明接着剤を用いる場合には� ��たとえば、活性層21の主表面21a1および支持� ��板36の少なくとも一方に、透明接着剤を配� �し、他方を積層することにより、エピタキ� �ャル層と支持基板36とを接合する。これによ り、図34に示す積層構造が得られる。

  以上説明したように、本実施の形態に� �ける赤外LED用のエピタキシャルウエハ20fお� �びその製造方法は、貼付層35は、エピタキシ ャル層と支持基板36に対して接着性を有し、� ��性層21が発光する光を透過する透明接着性� �料である。

  本実施の形態における赤外LED用のエピタ� �シャルウエハ20fおよびその製造方法によれ� �、貼付層35として透明接着性材料を用いてエ ピタキシャル層と支持基板36とを接合し、支� ��基板36として活性層21が発光する波長の光を 80%以上透過する透明な材料を用いている。こ れにより、活性層21が発光する光を、透明接� ��性材料を超えて支持基板36に伝播すること� �できる。このため、当該光を反射させれば� �再び活性層21を通過してエピタキシャルウエ ハ20fの最表面から当該光を出力することがで きる。
したがって、エピタキシャルウエハ20fを用い た赤外LEDの出力をさらに向上することができ る。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 fおよびその製造方法において好ましくは、� �付層35は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、 シリコーン樹脂および過フルオロシクロブタ ンからなる群から選択される少なくとも1種� �含む材質から構成されることが好ましい。

  貼付層35として上記材料の透明接着性材 料を介して、エピタキシャル層と支持基板36� ��を接合することで、活性層21が発光する光� �透過して支持基板36側に入射させることがで きる。

  上記赤外LED用のエピタキシャルウエハ20 fおよびその製造方法において好ましくは、� �持基板36は、活性層21が発光する光を透過す� ��透明基板である。またこのような材料とし� ��、支持基板36は、サファイア、ガリウムリ� �、石英およびスピネルからなる群から選択� �れる少なくとも1種を含む材質から構成され� ��ことが好ましい。

  これらの材料を透明な支持基板36に用い ることにより、活性層21が発光する光を、貼� ��層35としての透明接着層を超えて支持基板36 に伝播し、エピタキシャルウエハ20fの最表面 から当該光を高効率に出力することができる 。

  (実施の形態11)
  図35を参照して、本実施の形態における赤 外LED30cを説明する。本実施の形態における赤 外LED30cは、実施の形態8のエピタキシャルウ� �ハ20dと、このエピタキシャルウエハ20dの表� �20d1および裏面20d2にそれぞれ形成された電極 31、32と、電極31に形成されたステム33とを備� ��ている。電極31、32およびステム33は、実施� ��形態6と同様であるので、その説明を繰り返 さない。

  また、本実施の形態における赤外LED30c� �製造方法について説明する。まず、実施の� �態8のエピタキシャルウエハ20dの製造方法に� ��りエピタキシャルウエハ20dを製造する(ステ ップS1~S8)。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As基板10b(Al _x Ga _(1-x) As層11)に第1の電極32を形成し、支持基板26に� �2の電極31を形成する(ステップS11)。次に、こ のLEDを実装する(ステップS12)。ステップS11お� ��びS12は、実施の形態6と同様であるので、そ の説明を繰り返さない。

  以上のステップS1~S8、S11およびS12により 、図35に示す赤外LED30cを製造することができ� ��。

  以上説明したように、本実施の形態にお� �る赤外LED30cおよびその製造方法によれば、� �持基板26を形成しているので、ハンドリング が容易な状態で、赤外LED30cを実現することが できる。また、Al _x Ga _(1-x) As層11の厚みを薄くすることができ、かつAl _x Ga _(1-x) As基板の反りを低減できる。このため、赤外L ED30cの歩留まりを向上することができる。

  さらに、Al _x Ga _(1-x) As基板の厚みを薄くできるので、Al _x Ga _(1-x) As基板による光の吸収を低減することができ� ��。このため、活性層21の品質を向上するこ� �ができる。また、エピタキシャルウエハ20d� �表面20d1の面粗度を増大させる処理(粗面にす る処理)を行なうことができる。これにより� �エピタキシャルウエハ20dの最表面から出力� �る光が、全反射を起こす現象が発生するこ� �を抑制できる。このため、LED30cの出力を向� �することができる。

  (実施の形態12)
  図36を参照して、本実施の形態における赤 外LED30dを説明する。本実施の形態における赤 外LED30dは、実施の形態9のエピタキシャルウ� �ハ20eと、このエピタキシャルウエハ20eの表� �20e1および裏面20e2にそれぞれ形成された電極 31、32と、電極31に形成されたステム33とを備� ��ている。電極31、32およびステム33は、実施� ��形態6と同様であるので、その説明を繰り返 さない。

  また、本実施の形態における赤外LED30dの� �造方法について説明する。まず、実施の形� �8のエピタキシャルウエハ20eの製造方法によ� ��エピタキシャルウエハ20dを製造する。次に� ��Al _x Ga _(1-x) As層11に第1の電極32を形成し、支持基板26に第 2の電極31を形成する。次に、このLEDを実装す る。以上のステップにより、図36に示す赤外L ED30dを製造することができる。

  以上説明したように、本実施の形態に� �ける赤外LED30dおよびその製造方法によれば� �導電膜27で透過した光を、反射膜28で反射す� ��ことができる。このため、本実施の形態のL ED30dは、実施の形態11の効果に加えて、出力� �さらに向上できるという効果を有する。

  (実施の形態13)
  図37を参照して、本実施の形態における赤 外LED30eを説明する。本実施の形態における赤 外LED30eは、実施の形態10のエピタキシャルウ� ��ハ20fと、このエピタキシャルウエハ20fの表� ��20f1(Al _x Ga _(1-x) As層11)およびエピタキシャル層の表面20f1と異 なる極性のエピ層21c1上にそれぞれ形成され� �電極31、32と、支持基板36(エピタキシャルウ� ��ハ20fの裏面20f2)に形成されたステム33とを備 えている。本実施の形態では、導電性でない 支持基板36を用いているので、電極31をエピ� �キシャル層に形成している。電極31、32およ� ��ステム33は、実施の形態6と同様であるので� ��その説明を繰り返さない。

  また、本実施の形態における赤外LED30eの� �造方法について説明する。まず、実施の形� �10のエピタキシャルウエハ20fの製造方法によ りエピタキシャルウエハ20fを製造する。次に 、エピタキシャル層の表面20f1と異なる極性� �エピ層21c1が露出するように、Al _x Ga _(1-x) As層11およびエピタキシャル層の一部を除去� �る。
除去する方法は特に限定されないが、たとえ ばフォトリソグラフィを用いたエッチングな どを採用することができる。

  次に、Al _x Ga _(1-x) As層11に第1の電極32を形成し、エピタキシャ� �層の表面20f1と異なる極性のエピ層21c1上に第 2の電極31を形成する。次に、このLEDを実装す る。以上のステップにより、図37に示す赤外L ED30eを製造することができる。

  なお、本実施の形態では、エピタキシャ� �ウエハ20fの支持基板36側にステム33を形成し� ��いるが、この構成に特に限定されず、Al _x Ga _(1-x) As層11側にステム33を形成してもよい。

  以上説明したように、本実施の形態に� �ける赤外LED30eおよびその製造方法によれば� �貼付層35として透明接着性材料を用いてエピ タキシャル層と支持基板36とを接合し、支持� ��板36として活性層21が発光する波長の光を80% 以上透過する透明な材料を用いている。この ため、貼り付け面(貼付層35)に反射構造を設� �なくても、支持基板36の主表面を銀ペースト によりリードフレームに固定する形とすれば 、活性層21から支持基板36の主表面側に進行� �る光は銀ペーストで反射されるため、光出� �の強度を高めることができる。したがって� �赤外LED30eの出力をさらに向上することがで� �る。