[發明專利]氮化物半導體發光器件的制造方法

有效

• 申請號: 200680035564.2
• 申請日: 2006-09-25
• 公開（公告）號: CN101273467A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 浦島泰人
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 楊曉光;于靜

相關申請的交叉引用

根據35U.S.C.§119(e)(1)，本申請要求根據35U.S.C.§111(b)于2005年10月3日提交的臨時申請No.60/722,443的優先權，在此引入其內容作為參考。

技術領域

本發明涉及對元件形狀的加工以改善氮化物半導體發光器件特別是發光二極管的輸出，還涉及可容易地使加工條件最優化并提高器件成品率的制造方法。

背景技術

III族氮化物半導體具有對應于可見光范圍至紫外光范圍的能量的直接帶隙，并且能夠高效率發光，因此將它們用于產品例如發光二極管(LED)和激光二極管(LD)中。特別地，通過與熒光材料結合對白色發光二極管的實現被預期是發光二極管的應用的新領域。

發光二極管的輸出由內部量子效率與光提取效率的乘積確定，其中內部量子效率取決于外延層結構和結晶性，光提取效率取決于器件內的再吸收和器件形狀。已知將加工器件形狀的多種方法用于提高光提取效率(日本實用新型申請公開No.51-142870，以及日本未審查的專利公開No.56-50586)。

可以通過與氮化物半導體中相同的原理提高輸出，并且可以通過以相同的方式對器件進行形狀加工，實現器件的提高的發光輸出(日本未審查的專利公開No.2004-6662和No.2004-87930)。

通常，使用MOCVD作為生長方法，在作為襯底的藍寶石(Al₂O₃)或碳化硅(SiC)上生長高質量的氮化物半導體。選擇藍寶石和碳化硅是因為它們是在高溫下穩定的物質，并且即使在用于通過MOCVD生長氮化物的1000℃-2000℃的溫度下也穩定。

然而，還已知器件中的氮化物半導體和用作襯底的藍寶石或SiC是難于加工的硬物質，并且通過激光加工、利用等離子體的干法蝕刻或者高溫濕法蝕刻，實現對器件的加工。

激光加工包括局域地將加工位置加熱至超高的溫度，并且通過燒蝕和蒸發實現加工。由于高加工速度和高吞吐量，該加工方式是有利的。然而，要考慮的缺點在于，樣品在加工位置附近遭受高溫。

并且，通過燒蝕和蒸發散射的加工材料易于向后附著到晶片上，因此在激光加工后經常需要某種蝕刻處理。

用于蝕刻氮化物半導體的其他方法采用苛刻的加工條件，例如，在干法蝕刻中具有幾十eV能量的粒子參與反應，但是就溫度而言，這對應于幾十萬度的熱能，因此根據條件，加工部分暴露于幾百℃。并且，由于在干法蝕刻中，在具有處于受激態的鹵素例如氯的氣氛中進行加工，在希望的部分處加工元件期間，其它部分也受到影響。

當在元件上形成電極時，激光加工和蝕刻處理特別地成問題。當加工部分在電極附近時，在加工部分處產生的熱引起電極表面的劣化，從而惡化器件特性。另外，用于蝕刻的鹵素使得主要由金屬構成的電極被大面積地侵蝕，并且如果沒有用掩膜充分保護電極，電極本身會被蝕刻。在電極形成之后器件的加工過程中，有必要檢查所意欲的加工條件，并且考慮它們的影響來選擇條件，產生工藝窗口狹窄的問題。

發明內容

本發明的一個目的是通過具有高吞吐量的激光加工工藝作為用于加工器件形狀的方法并且通過蝕刻作為在激光加工之后的處理，防止器件特性劣化并提高器件生產的成品率。

本發明基于這樣的發現而實現，即通過在形成電極之前進行激光加工和激光加工后的蝕刻處理，可以避免在加工步驟中對電極特性的影響，并在改善光提取效率的同時提高元件生產成品率。

具體地，本發明包括以下發明內容。

(1)一種氮化物半導體發光器件的制造方法，所述氮化物半導體發光器件包括襯底、在所述襯底上的氮化物半導體層和在所述氮化物半導體上的電極，所述氮化物半導體發光器件的制造方法的特征在于通過激光進行的器件加工，隨后是蝕刻處理，然后是電極的形成。

(2)根據上述(1)的氮化物半導體發光器件的制造方法，其特征在于，所述通過激光進行的器件加工實現對所述氮化物半導體層的至少一部分的去除。

(3)根據上述(1)或(2)的氮化物半導體發光器件的制造方法，其特征在于，所述通過激光進行的器件加工實現在所述發光器件的所述半導體層中的溝槽和/或用于分離成各個發光器件的圍繞所述器件的周邊的所述半導體層中的分離槽的形成。

(4)根據上述(1)至(3)中任何一項的氮化物半導體發光器件的制造方法，其特征在于，所述激光的能量高于所述氮化物半導體層的至少一部分的帶隙能量。

(5)根據上述(1)至(4)中任何一項的氮化物半導體發光器件的制造方法，其特征在于，所述蝕刻處理是濕法蝕刻。