[發明專利]半導體發光元件及其制造方法

無效

• 申請號: 200680004866.3
• 申請日: 2006-02-16
• 公開（公告）號: CN101120451A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 笠原健司;上田和正
• 申請（專利權）人: 住友化學株式會社
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/3065
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及半導體發光元件及其制造方法。

背景技術

作為將發紫外光、藍色光或綠色光的發光二極管用作紫外光、藍色光或綠色光激光二極管的半導體發光元件，公知有一種包括例如以公式In_xGa_yAl_zN(x+y+z＝1，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1)表示的氮化物系化合物半導體層的半導體發光元件。半導體發光元件包括基板、半導體層及電極，其通過在基板上基于外延生長層疊了半導體層之后，形成電極的方法而制造。

從提高半導體發光元件的亮度的觀點出發，可以研討半導體發光元件的制造方法的改良，例如，已經提出了一種在氮化物半導體發光元件的成為取光面的半導體層涂敷了由聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯構成的嵌段共聚物之后，通過加熱使聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)相分離，利用PS與PMMA的基于RIE(Reactive?Ion?Etching)的蝕刻速度差，通過蝕刻除去PMMA，并將殘余的PS作為掩模，利用RIE對半導體發光元件的取光面進行蝕刻，接著，通過除去PS而在取光面中形成錐形狀的凸部，由此形成電極的方法(特開2003-218383號公報)。然而，正在尋求一種顯示更高亮度的半導體發光元件的制造方法。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種顯示高亮度的半導體發光元件及其制造方法。

本發明的發明人等為了解決上述課題，對半導體發光元件的制造方法進行了銳意研究，結果完成了本發明。

即，本發明提供一種包括工序(a)～(c)的半導體發光元件的制造方法。

(a)使半導體層在基板上生長的工序；

(b)在半導體層上形成包括平均粒徑為0.01μm～10μm的粒子、面密度為2×10⁶cm^-2～2×10¹⁰cm^-2的區域的工序；和

(c)干蝕刻半導體層，形成從錐及錐臺中選擇的凸部的工序。

而且，本發明提供包括下述(i)～(ii)的半導體元件。

(i)具有從錐、錐臺中選擇的凸部的半導體層，

(ii)電極、以及

在凸部為錐臺的情況下，凸部高度為0.05μm～5.0μm，下底面的直徑為0.05μm～2.0μm，在凸部為錐的情況下，凸部高度為0.05μm～5.0μm，底面的直徑為0.05μm～2.0μm。

附圖說明

圖1表示各工序的層構造。

圖2表示形成了包含粒子的區域(灰色部，寬度50μm)的半導體層(300μm×300μm)。

圖3是工序(c)中形成的凸部的概念圖(立體圖)。

圖4表示工序(c)中形成的凸部的區域。

圖5表示由實施例1得到的氮化物半導體層的層結構。

圖6是干蝕刻前、中、后半導體層表面的電子顯微鏡照片(45°斜視觀察)。

圖中：1-粒子，2-基板，3-n型接觸層，4-發光層，5-p型接觸層，6-抗蝕劑，7-n電極，8-p電極，9-低溫緩沖層，10-n型氮化物系化合物半導體層，11-AlGaN層。

具體實施方式

本發明的制造方法包括在基板上使半導體層生長的工序(a)。

基板例如由藍寶石、SiC、Si、MgAl₂O₄、LiTaO₃、ZrB₂、CrB₂或氮化鎵構成。

半導體層例如由金屬氮化物構成，優選由以In_xGa_yAl_zN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1)表示的三族(group?III)氮化物構成。半導體層至少包括n型接觸層、發光層和p型接觸層。當使三族氮化物半導體在藍寶石基板上生長時，半導體層例如包括低溫緩沖層、n型接觸層、發光層、p型接觸層。發光層可以是單量子阱構造、多重量子阱構造的任意。

生長例如通過有機金屬氣相生長(MOVPE)、分子束外延(MBE)、氫化物氣相外延生長(HVPE)進行，優選通過MOVPE、MBE進行。