[發明專利]半導體發光元件及其制造方法

有效

• 申請號: 201310359009.7
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103682026B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 戶谷真悟;出口將士
• 申請（專利權）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L33/42
• 分類號: H01L33/42;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 顧晉偉,全萬志

技術領域

本發明涉及半導體發光元件及其制造方法。更詳細地，本發明涉及設法使電流能夠在透明電極膜中擴散的半導體發光元件及其制造方法。

背景技術

通常，半導體發光元件包括發光層、n型層和p型層。在n型層和p型層中的每一層中形成有電極。當從電極注入的電流更充分地在發光層的發光表面內擴散時，半導體發光元件的發光效率也變高。

因此，已開發出設法使電流能夠在發光表面內擴散的技術。例如，JP-A-2012-69860公開了包括第一透明電極膜和第二透明電極膜的半導體發光元件。在第二透明電極膜上形成有焊墊電極(參見JP-A-2012-69860的圖1等)。與第二透明電極膜相比，第一透明電極膜在接觸電阻方面較低而在薄層電阻方面較高(參見JP-A-2012-69860的段［0040］中的表1)。

換言之，在焊墊電極之下的第二透明電極膜具有使電流能夠容易擴散到橫向方向即半導體發光元件的襯底的主表面方向上的特性。此外，第一透明電極膜具有使電流能夠容易流動到縱向方向即第一透明電極膜的膜厚方向上的特性。據此，使電流能夠在發光表面內擴散。

然而，在JP-A-2012-69860中所公開的半導體發光元件中，第一透明電極膜和第二透明電極膜是彼此分離的主體。因此，在第一透明電極膜和第二透明電極膜之間存在接觸電阻。因此，存在電流不充分流動的問題。

發明內容

為了解決相關領域所附隨的上述問題，已經做出本發明。具體地，本發明的一個目的是提供一種設法使電流能夠在半導體層的發光表面內充分擴散的半導體發光元件及其制造方法。

根據本發明的第一方面的用于制造半導體發光元件的方法包括：在襯底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半導體構成的半導體層的半導體層形成步驟；在半導體層上形成透明導電金屬氧化物膜的透明導電金屬氧化物膜形成步驟；以及在透明導電金屬氧化物膜上形成電極的電極形成步驟。此外，該方法包括：形成用于覆蓋透明導電金屬氧化物膜的一部分的掩模層的掩模層形成步驟；以及在含氧氣氛中對其上形成有掩模層的透明導電金屬氧化物膜進行熱處理的熱處理步驟。在熱處理步驟中，使透明導電金屬氧化物膜的未被掩模層覆蓋的剩余部分的氧濃度較高。

根據用于制造半導體發光元件的該方法，在透明導電金屬氧化物膜中形成低氧濃度區域和高氧濃度區域。在該半導體發光元件中，電流在發光表面內充分地擴散。在透明導電金屬氧化物膜的低氧濃度區域中，電流容易流動到發光表面內的橫向方向。在透明導電金屬氧化物膜的高氧濃度區域中，電流容易朝向半導體層流動。以此方式，電流在發光表面內充分地擴散，因此，半導體發光元件的發光效率良好。

在根據本發明的第二方面的用于制造半導體發光元件的方法中，掩模層是絕緣層。使絕緣層的至少一部分保留在透明導電金屬氧化物膜上。換言之，透明導電金屬氧化物膜的未被絕緣層覆蓋的露出區域被氧化，而透明導電金屬氧化物膜的被絕緣層覆蓋的區域未被氧化。

在根據本發明的第三方面的用于制造半導體發光元件的方法中，掩模層是絕緣層和電極。使絕緣層和電極中的每一個的至少一部分保留在透明導電金屬氧化物膜上。換言之，透明導電金屬氧化物膜的未被絕緣層和電極覆蓋的露出區域被氧化，而透明導電金屬氧化物膜的被絕緣層和電極覆蓋的區域未被氧化。

在根據本發明的第四方面的用于制造半導體發光元件的方法中，在熱處理步驟之后，包括從透明導電金屬氧化物膜上移除掩模層的掩模層移除步驟。在掩模層移除步驟之后，執行電極形成步驟。

在根據本發明的第五方面的用于制造半導體發光元件的方法中，在掩模層形成步驟之前，包括在無氧氣氛中執行熱處理的熱處理步驟，在無氧氣氛中的熱處理步驟的熱處理溫度高于在含氧氣氛中的熱處理步驟的熱處理溫度。

根據本發明的第六方面的半導體發光元件，包括：襯底；形成在襯底的主表面上的由第III族氮化物基化合物半導體構成的半導體層；形成在半導體層上的單個透明導電金屬氧化物膜；以及導向透明導電金屬氧化物膜的布線電極。此外，透明導電金屬氧化物膜包括具有低氧濃度的低氧濃度區域，以及與低氧濃度區域相比具有較高氧濃度的高氧濃度區域。布線電極在低氧濃度區域的區域寬度內形成。

根據本發明的第七方面的半導體發光元件包括在透明導電金屬氧化物膜上的覆蓋低氧濃度區域的絕緣層。布線電極包括接觸透明導電金屬氧化物膜的多個接觸部以及將接觸部彼此電連接的并且形成在絕緣層上的布線部。布線部沿著絕緣層形成。接觸部接觸低氧濃度區域。因此，從接觸部注入的電流在低氧濃度區域中擴散到發光表面內的方向上。