[發(fā)明專利]發(fā)光二極管及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010185591.6
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101901861A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 小島健介
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關申請的參考

本發(fā)明包含于2009年5月29日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權專利申請JP?2009-129766所涉及的主題，其全部內(nèi)容結合于此，作為參考。

技術領域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管及其制造方法。本發(fā)明特別適用于顯微發(fā)光二極管中的應用。

背景技術

近來已經(jīng)提出了約幾十個微米大小的顯微發(fā)光二極管(例如，參見WO?2002/07231和JP-A-2005-150673)。這種發(fā)光二極管的實例為使用具有閃鋅礦晶體結構的化合物半導體(諸如AlGaInP半導體)的發(fā)光二極管。

下面，將參照圖14A～圖14C來描述這種發(fā)光二極管的制造方法的實例。根據(jù)這種制造方法，如圖14A所示，首先在主表面位于(001)面的GaAs基板101上生長用于形成發(fā)光二極管結構的半導體層102。半導體層102為具有閃鋅礦晶體結構的化合物半導體。半導體層102包括活性層102a以及諸如n型包覆層和p型包覆層的附加層。隨后，如圖14B所示，在半導體層102上形成具有矩形平面形狀的抗蝕圖案103。圖15中示出了抗蝕圖案102的平面形狀。如圖15所示，抗蝕圖案103具有在半導體層102的[-110]或[1-10]方向上延伸的長邊以及在半導體層102的[110]或[-1-10]方向上延伸的短邊。隨后，使用抗蝕圖案103通過濕蝕刻圖案化半導體層102。在具有閃鋅礦晶體結構的半導體層102的濕蝕刻中，因為蝕刻率(速度)依賴于晶面方向而改變，所以以根據(jù)面方向的形狀來蝕刻半導體層102。具體地，用于{111}面的蝕刻率約為用于{110}面的1/100。因此，通過{111}面的蝕刻率來指定在[-110]或[1-10]方向上延伸的抗蝕圖案103的長邊上的半導體層102的蝕刻狀態(tài)，這樣，半導體層102被蝕刻成具有正臺結構的截面形狀。因此，進行蝕刻，以在半導體層102在抗蝕圖案103的長邊上的部分中形成{111}面(更具體地，(111)和(-1-11)面)。在蝕刻完成時，如圖14C中所示，半導體層102在[-110]或[1-10]方向上延伸的側面關于位于正臺面的平面而傾斜。濕蝕刻形成了元件分離。隨后，去除抗蝕圖案，并且在半導體層102的上表面形成電極(p側電極或n側電極)。在去除GaAs基板101后，在所暴露的半導體層102的下表面上形成相對極性的電極(p側電極或n側電極)。如圖16所示，以這種方式制造所關注的發(fā)光二極管。

如圖16所示，半導體層102的截面形狀為左右對稱，側面102b關于半導體層102的主表面所形成的角度約為54.7°。在這種情況下，從活性層102a發(fā)射的光被半導體層102的側面102b充分反射進入半導體層102的下表面(光提取面)。這使光能夠以提高的效率被提取。圖17示出了發(fā)光二極管的光輻射分布的測量結果。從圖17中可以看出，光輻射分布為左右對稱。

已知一種方法，其中，在GaAs基板上生長用于形成發(fā)光二極管結構的半導體層，該GaAs基板的主表面相對于(001)面在[110]方向上傾斜預定角度。這種方法通常用于具有閃鋅礦晶體結構的三元或四元化合物半導體的半導體層102的生長。根據(jù)這種方法，如圖18A所示，首先在其主表面相對于(001)面在[110]方向上傾斜預定角度的GaAs基板201上生長形成發(fā)光二極管結構的半導體層202。半導體層202包括活性層202a及諸如n型包覆層和p型包覆層的附加層。隨后，如圖18B所示，在半導體層202上形成具有矩形平面形狀的抗蝕圖案203。抗蝕圖案203的平面形狀與圖15中所示相同。接下來，如圖18C所示，使用抗蝕圖案203通過濕蝕刻形成半導體層202的圖案。隨后，去除抗蝕圖案203，并且在半導體層202的上表面形成電極(p側電極或n側電極)。在去除GaAs基板201后，在所暴露的半導體層202的下表面上形成相對極性的電極(p側電極或n側電極)。如圖19所示，以這種方式制造所關注的發(fā)光二極管。

發(fā)明內(nèi)容

但是，在圖18A～圖18C的制造方法中，GaAs基板201的主表面的偏離方向被設定為與位于正臺面的(111)和(-1-11)面交叉。因此，濕蝕刻后的半導體層202的截面形狀通過反映GaAs基板201的主表面的偏離角而變得左右不對稱。例如，如圖19所示，當使用相對于(001)面在[110]方向上傾斜15°的GaAs基板201時，在濕蝕刻后半導體層202的其中一個側面202b相對于半導體層202的主表面所形成的角度變?yōu)?0°，而另一側面202b所形成的角度為28°。