CN101656210B - 半导体发光元件及其制造方法、凸起部分及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了半导体发光元件及凸起部分。在以{100}面作为上表面的衬板上形成平行于衬板的<110>方向的凸起部分的凸起部分形成方法包括：(a)在衬板上形成平行于<110>方向的掩模层；(b)蚀刻衬板以形成凸起部分上层，其在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及(c)进一步蚀刻衬板以形成凸起部分下层，其在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D(其中θ_D≠θ_U)的等腰梯形。

Description

半导体发光元件及其制造方法、凸起部分及其形成方法

技术领域

本发明涉及半导体发光元件及其制造方法，并涉及形成在衬板上的凸起部分以及衬板的凸起部分形成方法。

背景技术

作为以低阈值电流I_th为特征的半导体激光器，具有分离的双异质结(SDH)结构且能够在一次外延生长工艺中形成的半导体激光器(下面称作SDH半导体激光器)由于例如专利No.2990837(专利文件1)而为人所知。

关于SDH半导体激光器，首先，沿{110}A面的方向延伸的凸起部分形成在以{100}面作为其主表面的元件制造基板上。在元件制造基板的主表面上进行晶体生长时，在作为凸起部分的上表面的{100}面上形成发光部分，并使化合物半导体层层叠在该发光部分上。该发光部分具有这样的结构：具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层和具有第二导电类型的第二化合物半导体层被依次层叠。假设在垂直于凸起部分延伸方向的方向上沿着假想面(相当于{110}面)截取发光部分，则截面形状例如为等腰三角形。以{111}B面形成发光部分的侧面(斜面)。通常，根据金属有机化学气相沉积(MOCVD)法(可以称为金属有机气相外延(MOVPE)法)，{111}B面为非生长面，尽管在特定的晶体生长条件下它可能不是。因此，只要涉及SDH半导体激光器，一旦形成侧面为{111}B面的发光部分，即使继续MOCVD，发光部分的晶体生长也保持在自生长停止阶段。这里，{111}B面的倾斜角(θ_111B)为54.7°。

附带地，在该说明书中，符号(hkl)表示晶体面。这里，负整数用减号写成如(hk-1)，而不用横线写成如 

另外，符号[hkl]表示方向。这里，负整数用减号写成如[hk-1]，而不用横线写成如 

在元件制造基板主表面的除了具有{100}面的凸起部分之外的部分(为了方便起见，称为凹进部分表面)上，因为不存在非生长表面，所以如果继续MOCVD生长，则从凹进部分表面开始晶体生长的化合物半导体层将很快完全覆盖自生长停止的发光部分。从凹进部分表面开始晶体生长的化合物半导体层构造为具有依次形成在第二化合物半导体层上的电流阻挡层位置调节层(current block layer position adjustment layer)、电流阻挡层和掩埋层。这里，在从凹进部分表面开始晶体生长的化合物半导体层掩埋发光部分前的中间步骤(特别是，当化合物半导体层到达包括在发光部分中的有源层的侧表面附近时)，如果通过控制电流阻挡层位置调节层的厚度而形成了电流阻挡层，则可以实现电流仅注入到发光部分的有源层中的结构。

如上所述，在SDH半导体激光器中，化合物半导体层可以在一次晶体生长工艺过程中形成。另外，如果能带隙大于有源层的材料，即具有低折射率的材料被选择为制作将有源层在上下方向夹持在发光部分中的化合物半导体层(第一化合物半导体层和第二化合物半导体层)的材料，或者制作设置在发光部分之外的电流阻挡层、掩埋层或者电流阻挡层位置调节层的材料，则有源层可以完全被光限制所优选的化合物半导体层包围。最后，可以使得从以凸起部分的端表面作为发光表面的半导体层发射的光束形状接近于圆形。换言之，在远场图案(FFP)中θ//将接近等于θ⊥。

或者，例如根据透镜的耦合效率，要求从半导体激光器发射的光束的形状为椭圆形。在此情形下，例如采用接近凸起部分端表面的宽度被扩展的所谓闪光条结构(flare strip structure)(例如，参考专利No.3399018(专利文件2))，由此将FFP的θ//值控制得比较小，另外，采用闪光条结构使得能够获得高功率光输出。

发明内容

如上所述，在SDH半导体激光器中，首先，沿{110}A面的方向延伸的凸起部分形成在以{100}面作为主表面的元件制造基板上(见图21A)。因此，发光部分的大小受凸起部分的宽度(W_P)的限制。相反，有源层的宽度(W_A)根据SDH半导体激光器的规格而确定。因此，假设凸起部分的宽度(W_P)较窄，则在形成期望宽度(W_A)的有源层时，从有源层到凸起部分的距离(H₁)会校短(见图21B)。这里，H₁、W_P和W_A的关系为H₁＝{(W_P-W_A)/2}×tan(θ_111B)。当从有源层到凸起部分的距离(H₁)较短时，有源层中产生的光被其上形成有凸起部分的元件制造基板吸收。不能完全地施加光限制作用。结果，降低了发光效率(由发光功率与输入电流的商表示的斜率效率)。 在所述情形中，例如，当有源层的宽度W_A设定为1.2μm时，距离(H₁)的最小值约为1.4μm。

发光部分的高度(H₂)受凸起部分的宽度(W_P)的限制。这里H₂和W_P的关系为H₂＝(W_P/2)×tan(θ_111B)。如图22A所示，假设采用高度(H₀)较低而宽度(W_P)较窄并具有所谓低纵横比的凸起部分来制造SDH半导体激光器，则在有源层的侧表面上会没有空间来形成电流阻挡层。

当试图制造高密度的集成SDH半导体激光器时，也就是，当每单位面积的SDH半导体激光器的数量增加时，或者换言之，当如图23A所示试图将SDH半导体激光器之间的形成间距PT₁减少为形成间距PT₂时，发光部分的大小(例如，宽度W_A)就必须减少。在此情形下，为了保持有源层的宽度在一定值，从有源层到凸起部分的距离应当如图23B所示从值H₁缩短到值H₁′。这就引出了前述的问题。或者，当以免光被其上形成有凸起部分的元件制造基板吸收而充分保持从有源层到凸起部分的距离时，凸起部分的高度应当如图23C所示从值H₀减少到值H₀′。这也引出上述问题。

只要凸起部分的高度(H₀)可以设定到任意值，就可以解决上述问题。然而，形成高的凸起部分而使凸起部分的侧面保持在{111}B面是非常困难的，就是说，深度蚀刻元件制造基板而使凸起部分的侧面保持在{111}B面上是非常困难的。为了解决这一困难，例如，在JP-A-2001-332530(专利文件3)中揭示了采用两种湿法蚀刻方法形成凸起部分的技术。该技术非常有用。然而，因为凸起部分采用两种湿法蚀刻方法形成，所以蚀刻工艺非常耗时。因此，就需要以简单的工艺过程来形成高凸起部分的技术。另外，非常需要尽可能大地减少一个元件制造基板上沿{110}A面方向延伸的凸起部分的尺寸上的变化(凸起部分宽度(W_P)或者其高度(H₀)上的变化，或者凸起部分高度(H₀)与凸起部分宽度(W_P)的比在面内的变化)。特别是，凸起部分宽度(W_P)的设计规格越宽，或者凸起部分高度(H₀)的设计规格越大，在元件制造基板内将凸起部分宽度(W_P)与其高度(H₀)的比保持在一定值的蚀刻技术就越复杂。当包括在凸起部分中的任一层的尺寸发生变化时，发光部分的大小将产生变化。这将导致从SDH半导体激光器发射的激光束的形状变化，FFP中θ//值变化或者表征SDH半导体激光器的阈值电流变化。

在发光部分包括第一化合物半导体层、有源层和上表面为{100}面的第 二化合物半导体层的半导体发光元件中，平行于<110>方向延伸的凸起部分需要沿厚度方向形成在部分第二化合物半导体层在上。甚至在掩埋异质结激光器、面发射激光器(垂直振荡激光器，VCSEL)、异质结二极晶体管(HBT)、光电二极管(PD)或者太阳能电池的制造中，高凸起部分(或者深凹陷部分或者元件隔离区域)也需要形成在元件制造基板的主表面上。对于半导体发光元件或者其它各种元件，需要以简单的工艺过程来形成高凸起部分(或者深度凹陷部分或者元件隔离区域)的技术。非常需要尽可能大地减少一个元件制造基板内包括在凸起部分中的每个层尺寸的尺寸变化(面内变化)。

从而，首先，需要以简单的工艺过程在衬板(backing)上形成高凸起部分且保证大的设计自由度但仅引起小的面内变化的方法、根据该方法在衬板上形成的凸起部分、应用该方法的半导体发光元件制造方法以及根据半导体发光元件制造方法制造的半导体发光元件。其次，需要这样的半导体发光元件制造方法，其包括以简单的工艺过程在元件制造基板上形成高凸起部分且保证大的设计自由度但仅引起小的面内变化的方法，并且不允许将有源层产生的光被元件制造基板吸收。

根据本发明的实施例，首先，提供衬板的凸起部分形成方法，即在以{100}面作为上表面的衬板上形成平行于<110>方向延伸的凸起部分的凸起部分形成方法。该方法包括如下步骤：

(a)在该衬板上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法，蚀刻该衬板以形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面(side surface)的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，进一步蚀刻该衬板以形成凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D的等腰梯形，其中θ_D≠θ_U。

根据本发明实施例的凸起部分形成方法，该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面(flank)的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)。在此情形下，优选在步骤(b)采用 的该蚀刻溶液的温度高于在步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。蚀刻溶液的温度应该升高到什么程度取决于要采用的蚀刻溶液和要蚀刻的材料，因此可以通过进行各种试验来确定。这同样应用于下面进行的描述。

根据本发明实施例的凸起部分形成方法，该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的该上底。假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D(其中θ_D≠θ_U)。在此情形下，优选在步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度低于在步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。附带地，蚀刻溶液的温度应当降低到什么程度取决于要采用的蚀刻溶液和要蚀刻的材料，因此可以通过进行各种试验来确定。这同样应用于稍后进行的描述。

根据本发明的第一实施例，提供半导体发光元件的制造方法，包括下面的步骤：

(A)在以(100)面作为主表面的元件制造基板的主表面上形成平行于该元件制造基板的<110>方向延伸的凸起部分；

(B)在该凸起部分的上表面上形成发光部分，该发光部分具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层和具有第二导电类型的第二化合物半导体层，并同时在该元件制造基板的该主表面的没有形成该凸起部分的部分上形成层叠结构，该层叠结构具有依次层叠的具有该第一导电类型的该第一化合物半导体层、该有源层和具有该第二导电性的该第二化合物半导体层；以及

(C)形成电流阻挡层，该电流阻挡层至少遮蔽包括在该发光部分中的该有源层的侧表面，其中

该步骤A包括如下子步骤：

(a)在该元件制造基板的主表面上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法，蚀刻该元件制造基板的主表面并形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，蚀刻该元件制造基板的主表面以形成 凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D(其中θ_D≠θ_U)的等腰梯形。

在根据本发明第一实施例的半导体发光元件的制造方法中，该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)。在此情形下，优选在步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度应当高于步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

在根据本发明第一实施例的包含前述优选实施例或者构造的半导体发光元件制造方法中，或者在根据本发明第一实施例的稍后描述的半导体发光元件中，假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，并且H_D表示该凸起部分下层的厚度，则应当优选满足H_U/(H_U+H_D)≥0.5，或者更优选H_U/(H_U+H_D)≥0.7。

此外，在根据本发明第一实施例的包含前述优选实施方式或者构造的半导体发光元件制造方法中，或者在根据本发明第一实施例的稍后描述的半导体发光元件中，假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，H_D表示该凸起部分下层的厚度，并且W_U表示该凸起部分上层的宽度，则应当优选满足(H_U+H_D)/W_U≥0.4，或者更优选(H_U+H_D)/W_U≥0.9。

根据本发明的第二实施例，提供半导体发光元件的制造方法，该半导体发光元件包括发光部分，该发光部分包括第一化合物半导体层、有源层和上表面为{100}面的第二化合物半导体层，该半导体发光元件制造方法包括沿厚度方向在部分该第二化合物半导体层上形成平行于<110>方向延伸的凸起部分的步骤。

该凸起部分形成步骤包括如下子步骤：

(a)在该第二化合物半导体层的上表面上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法，沿厚度方向蚀刻部分该第二化合物半导体层以形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，沿厚度方向蚀刻部分该第二化合物半导体层以形成凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取 面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D(其中θ_D≠θ_U)的等腰梯形。

在根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法中，该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)。在此情形下，在该步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度应当高于该步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

在根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法中，该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D(其中θ_D≠θ_U)。在此情形下，在该步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度应当低于其在该步骤(c)采用的温度。

在根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法中，第二化合物半导体层可以具有包括三层或者更多层的多层结构。凸起部分可以用上层形成，中间层可以用作蚀刻停止层以用于根据湿法蚀刻方法形成凸起部分。

根据本发明第一实施例，提供形成在衬板上的凸起部分，也就是形成在以{100}面作为上表面的衬板上并且平行于衬板的<110>的方向延伸的凸起部分。

该凸起部分具有两层结构，包括凸起部分下层和凸起部分上层。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_U≠θ_D)。

根据本发明的第二实施例，提供形成在衬板上的凸起部分，也就是形成在以{100}面作为上表面的衬板上并且平行于衬板的<110>的方向延伸的凸起部分。

该凸起部分具有两层结构，包括凸起部分下层和凸起部分上层。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分下层在该{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D(其中θ_U≠θ_D)。

根据本发明的第一实施例，提供半导体发光元件，包括：

(a)凸起部分，形成在以{100}面作为其主表面的元件制造基板的主表面上并且平行于该元件制造基板的<110>方向延伸；

(b)发光部分，形成在该凸起部分的上表面上，并且具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层和具有第二导电类型的第二化合物半导体层；

(c)层叠结构和电流阻挡层，该层叠结构形成在该元件制造基板的主表面的没有形成该凸起部分的部分上，并且具有依次层叠的具有该第一导电类型的该第一化合物半导体层、该有源层和具有该第二导电类型的该第二化合物半导体层；该电流阻挡层形成在该层叠结构上，并且至少遮蔽包括在该发光部分中的该有源层的侧表面。

该凸起部分具有两层结构，包括凸起部分下层和凸起部分上层。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分下层在该{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_U≠θ_D)。

根据本发明的第二实施例，提供半导体发光元件，该半导体发光元件包括由第一化合物半导体层、有源层和上表面为{100}面的第二化合物半导体层形成的发光部分，并且具有在该第二化合物半导体层上形成的平行于<110>方向延伸的凸起部分。

该凸起部分具有两层结构，包括凸起部分下层和凸起部分上层。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_U≠θ_D)。

根据本发明的第三实施例，提供半导体发光元件，该半导体发光元件包括由第一化合物半导体层、有源层和上表面为{100}面的第二化合物半导体层形成的发光部分，并且具有在该第二化合物半导体层上形成的平行于<110>方向延伸的凸起部分。

该凸起部分具有两层结构，包括凸起部分下层和凸起部分上层。

该凸起部分上层在该{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分下层在该{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。

该凸起部分上层在{110}上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D(其中θ_U≠θ_D)。

根据本发明的第三实施例，提供半导体发光元件的制造方法，包括如下步骤：

(A)在以(100)面作为主表面的元件制造基板的主表面上形成平行于 该元件制造基板的<110>方向延伸的凸起部分；

(B)在该凸起部分的上表面上形成发光部分，该发光部分具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层和具有第二导电类型的第二化合物半导体层，并且同时在该元件制造基板的主表面的没有形成该凸起部分的部分上形成层叠结构，该层叠结构具有依次层叠的具有该第一导电类型的该第一化合物半导体层、该有源层和具有该第二导电性的该第二化合物半导体层；

(C)在该层叠结构上形成电流阻挡层，该电流阻挡层至少遮蔽包括在该发光部分中的该有源层的侧表面；

(D)在该电流阻挡层的整个表面上形成接触层，并且在该接触层上形成第二电极；

(E)通过其间的该第二电极将该元件制造基板结合至该支撑基板，并且去除该元件制造基板；以及

(F)形成电连接到该第一化合物半导体层的第一电极，

其中该步骤(A)包括如下子步骤：

(a)在该元件制造基板的主表面上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法，蚀刻该元件制造基板的主表面以形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，进一步蚀刻该元件制造基板的主表面以形成凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D的等腰梯形，其中θ_D≠θ_U。

在根据本发明第三实施例的半导体发光元件的制造方法中，该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底。假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)。在此情形下，在该步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度应当高于该步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。附带地，温度应当升高到什么程度取决于所采用的蚀刻溶液和要蚀刻的材 料，并且可以通过进行各种试验而适当地确定。

在根据本发明第三实施例的包含前述优选实施例或者构造的半导体发光元件制造方法中，假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，并且H_D表示该凸起部分下层的厚度，则满足H_U/(H_U+H_D)≥0.5，更优选H_U/(H_U+H_D)≥0.7。

在根据本发明第三实施例的包含前述各优选实施例或者构造的半导体发光元件制造方法中，假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，H_D表示该凸起部分下层的厚度，并且W_U表示该凸起部分上层的宽度，则满足(H_U+H_D)/W_U≥0.4，或者更优选(H_U+H_D)/W_U≥0.9。

在根据本发明第三实施例的包含前述各优选实施例或者构造的半导体发光元件制造方法中，接着步骤(A)可以进行在该元件制造基板的整个表面上形成蚀刻停止层的步骤。因为凸起部分的侧表面不是非生长表面，所以在凸起部分的侧表面上形成蚀刻停止层。在去除元件制造基板后，可以去除蚀刻停止层。只要不吸收有源层中产生的光，可以完整地保留蚀刻停止层。在后者的情形下，蚀刻停止层可以用化合物半导体层形成，该化合物半导体层比包括在发光部分中且发光的有源层具有更宽的能带隙，例如，铝镓砷(AlGaAs)层。第一电极可以至少形成在部分蚀刻停止层上。否则，蚀刻停止层可以以期望的厚度保留，并且第一电极可以形成在接触层上，而该接触层(例如，砷化镓(GaAs)接触层)形成在留下的蚀刻停止层上。该蚀刻停止层可以以单层形成，或者可以以层叠结构形成，该层叠结构通过重复砷化铝(AlAs)层和GaAs层或者AlGaAs层和GaAs层的循环结构而实现。在选择形成蚀刻停止层时，如果去除元件制造基板，则尽管至少部分蚀刻停止层被完整地保留或者蚀刻停止层以一定的厚度被保留，但是包括在发光部分中的有源层产生的光的吸收被抑制，而第一电极可以通过其间的接触层而形成在第一化合物半导体层上。结果，可以提供极优良的电特性。对于有源层中包含有锑(Sb)或者铋(Bi)的半导体发光元件，可以采用包含铝锑(AlSb)或者铝铋(AlBi)的蚀刻停止层。因此，以包括AlAs层的层叠结构形成的蚀刻停止层可以通过AlSb层或者AlBi层代替AlAs层的层叠结构来实现，或者通过在AlAs层中包含AlSb和AlBi中的至少一个的层叠结构来实现。

根据本发明第二或者第三实施例的半导体发光元件可以设计为，使得通过从凸起部分开始经由第二化合物半导体层的保留部分和有源层至第一化合物半导体层提供电流，而从有源层发射光。另外，该半导体发光元件可以 设计为，使得凸起部分相当于电流被限制的区域，即不传导电流的区域，并且通过从形成在凸起部分之间的第三化合物半导体层开始经由第二化合物半导体层的保留部分和有源层至第一化合物半导体层提供电流，而从有源层发光。作为设计为具有前一形式的半导体发光元件，可以引入反转自对准窄条(inverted-self-aligned-narrow stripe，ISAN)半导体层。作为设计为具有后一形式的半导体发光元件，可以引入自对准窄条半导体层。

在根据本发明实施例的凸起部分形成方法、根据本发明第一实施例的半导体发光元件制造方法、根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法、根据本发明第三实施例的半导体发光元件制造方法、根据本发明第一实施例的形成在衬板上的凸起部分、根据本发明第二实施例的形成在衬板上的凸起部分、根据本发明第一实施例的半导体发光元件、根据本发明第二实施例的半导体发光元件或者根据本发明第三实施例的半导体发光元件(下面，各实施例可以统称为本发明的实施例)中，当提及满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)时，实际上意味着满足θ_D＜θ_111B＜θ_U、θ_D＝θ_111B＜θ_U和θ_D＜θ_111B＝θ_U的三个条件的任一个。这里，θ_111B值实际上为54.7°。在θ_111B＜θ_U的情形下，θ_U值的范围可以是56°至64°。在θ_D＜θ_111B的情形下，θ_D值的范围可以是46°至54°。

当提及满足θ_U≤θ_111B≤θ_D(其中θ_D≠θ_U)时，实际上意味着满足θ_U＜θ_111B＜θ_D、θ_U＝θ_111B＜θ_D和θ_U＜θ_111B＝θ_D的三个条件的任一个。在θ_111B＜θ_D的情形下，θ_D值的范围可以是56°至64°。在θ_U＜θ_111B的情形下，θ_U值的范围可以是46°至54°。

凸起部分上层的厚度值H_U和凸起部分下层的厚度值H_D除了前述的H_U/(H_U+H_D)≥0.5外，实际上应当满足0.1μm≤H_U≤6μm和0.1μm≤H_D≤3μm，更优选0.1μm≤H_D≤6μm和0.1μm≤W_U≤2.5μm，或者再优选0.1μm≤H_D≤3μm和0.1μm≤W_U≤2.5μm。此外，各值除了前述的H_U/(H_U+H_D)≥0.7外，应当满足0.1μm≤H_U≤6μm和0.1μm≤H_D≤3μm，更优选，0.1μm≤H_D≤6μm和0.1μm≤W_U≤2.5μm，或者再优选0.1μm≤H_D≤3μm和0.1μm≤W_U≤2.5μm。

凸起部分总体上平行于衬板或者元件制造基板的<110>方向延伸。凸起部分的厚度方向平行于衬板或者元件制造基板的<110>方向，并且凸起部分的上表面为{100}面，该面是衬板或者元件制造基板的主表面。假设凸起部分延伸的方向是X方向，并且凸起的厚度方向是Z方向，则凸起的宽度方向相当于Y方向。凸起部分不限于包括上层和下侧的两层结构，而是可以具 有三层或者更多层。在此情形下，包括在凸起部分中的层(为了方便起见，称为第M层)的侧表面的倾斜角θ_M不同于第(M-1)层的侧表面的倾斜角θ _(M-1)和第(M+1)层的侧表面的倾斜角θ_(M+1)。第M层的侧表面(倾斜表面)、第(M-1)层的侧表面(倾斜表面)、第(M-2)层的侧表面(倾斜表面)......以及第(M-n)层的侧表面(倾斜表面)(其中满足M＞n，并且M和n表示等于或者大于1的整数)以及掩模层(第一蚀刻掩模)都用作蚀刻掩模。因此，形成具有倾斜角θ_M的第M层的侧表面。在稍后进行的描述中，元件制造基板主表面的没有形成凸起部分的部分可以称为凹进部分表面。

通常，梯形的上底与其下底(下侧)平行。根据本发明的实施例，由于凸起部分的形成条件上底和下底(下侧)不会完全彼此平行。这样的形状也包含在“梯形”中。另外，由于凸起部分形成的条件沿着凸起部分的侧面的两个斜面的长度不会完全彼此相同。这样的形状也包含在“等腰梯形”中。在根据本发明第一实施例的半导体发光元件或其制造方法，或者根据本发明第三实施例的半导体发光元件制造方法中，发光部分在{110}面上截取的截面形状是等腰三角形。然而，由于发光部分的形成条件，截面形状不会是严格的等腰三角形。

根据本发明的实施例，作为元件制造基板，可以选用氮化镓(GaN)基板、砷化镓(GaAs)基板、磷化镓(GaP)基板、氮化铝(AlN)基板、磷化铝(AlP)基板、氮化铟(InN)基板、磷化铟(InP)基板、铝镓铟氮化物(AlGaInN)基板、铝镓氮(AlGaN)基板、铝铟氮(AlInN)基板、镓铟氮(GaInN)基板、铝镓铟磷(AlGaInP)基板、铝镓磷(AlGaP)基板、铝铟磷(AlInP)基板、镓铟磷(GaInP)基板、硫化锌(ZnS)基板、蓝宝石基板、碳化硅(SiC)基板、氧化铝基板、氧化锌(ZnO)基板、氧化锂镁(LiMgO)基板、二氧化锂镓(LiGaO₂)基板、镁铝尖晶石(MgAl₂O₄)基板、硅(Si)基板或者锗(Ge)基板。此外，这些基板中的任何一个在其面(主表面)上形成有缓冲层或者层间层时都可以用作元件制造基板。作为基板的主表面，尽管依赖于晶体结构(例如，立方系统或者六角系统)，但是可以采用包含晶体取向的称为所谓的A面、B面、R面、M面、N面或者S面的面，或者采用从这些面中的任何一个偏离一定的方向的面。在根据本发明第一实施例的半导体发光元件或其制造方法，或者根据本发明第三实施例的半导体发光元件制造方法中，应当优选采用具有硫化锌(闪锌矿)晶体结 构的基板或者具有形成其上的晶体膜的基板。作为包含在具有闪锌矿晶体结构的基板中的原子，至少可以选用砷(As)、锑(Sb)或者铋(Bi)。在包含As、Sb或者Bi原子以作为添加物或者结晶物的基板上，通过蚀刻可以容易地形成具有特定斜率的侧面的凸起部分。甚至当包含As、Sb或者Bi原子作为添加物的晶体或者混合晶体在通过执行蚀刻形成的凸起部分上再生长时，诸如具有V族调整片(trimmer)的{111}B面的非生长表面也会呈现为基板的最外层。甚至在本发明的实施例中，也灵活利用了基板的该性质，以便制造SDH半导体激光器。在根据本发明第一实施例的半导体发光元件或者其制造方法中，甚至当采用诸如As、Sb或者Bi的材料作为具有凸起部分的基板的组成元素，或者甚至当包含As、Sb或者Bi材料作为组成元素的晶体再生长在凸起部分上时，如果根据出射光波长执行设计(加工)而抑制具有高光学吸收性的基板的光学吸收，则也可以获得高性能或者高均匀性的半导体发光元件特性。在本发明的实施例中，{100}面用作元件制造基板的主表面。主表面包含偏移角为0°的表面和偏移角为±5°的表面。作为衬板，可以采用元件制造基板的主表面或者第二化合物半导体层的主表面。

对于包括有源层的各种化合物半导体层，例如，可以采用GaN系统化合物半导体(包括AlGaN混合晶体、AlGaInN混合晶体和GaInN混合晶体)、GaInNAs系统化合物半导体(包括GaInAs混合晶体或者GaNAs混合晶体)、AlGaInP系统化合物半导体、AlAs系统化合物半导体、AlGaInAs系统化合物半导体、AlGaAs系统化合物半导体、GaInAs系统化合物半导体、GaInAsP系统化合物半导体、GaInP系统化合物半导体、GaP系统化合物半导体、InP系统化合物半导体、InN系统化合物半导体和AlN系统化合物半导体。作为给化合物半导体层添加的n型杂质，例如，选择硅(Si)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)或者锡(Sn)。作为p型杂质，选择碳(C)、锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、镉(Cd)、钙(Ca)或钡(Ba)。有源层可以以单一化合物半导体层形成，或者可以具有单量子阱(QW)或者多个量子阱(MQW)结构。作为形成包括有源层的各种化合物半导体层的方法，可以采用有机金属化学气相沉积(MOCVD或MOVPE)法、有机金属分子束外延(MOMBE)法、氢化气相外延(HVPE)法或者等离子体辅助物理气相外延(PPD)法，在氢化气相外延(HVPE)法中，卤素用于输运或者反应。第一导电类型可以是n型导电性，并且第二导电类型可以是p型导电性。或者，第一导电类型 可以是p型导电性，并且第二导电类型可以是n型导电性。

作为要制成掩模层的材料，可以采用半导体氧化物如二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或者SiON，金属或者高熔点金属如钛(Ti)、钨(W)、镍(Ni)、金(Au)或铂(Pt)，用这些金属以适当的组分混合而制备的合金(例如，TiW、TiWCr、TiWNi、NiCr、TiNiCr，或者由这些合金的任何一个与金(Au)制成的合金或者由这些合金的任何一个与铂(Pt)制成的合金)，高熔点金属(合金)氧化物，高熔点金属(合金)氮化物，通过组合这些不同金属或者合金产生的多层膜，合金氧化物以及合金氮化物，或者抗蚀剂材料。作为形成掩模层的方法，可以采用诸如溅射的物理气相沉积(PVD)法、化学气相沉积(CVD)法、或者涂覆法和光刻技术或者蚀刻技术的结合。对于掩模层的去除，根据制成掩模层的材料，可以采用湿法蚀刻方法、干法蚀刻法或者抗蚀剂剥离技术。掩模层可以类似于带子地一维设置，或者可以二维地设置为以曲线形状(圆或椭圆)或者多边形形状(三角形、四边形或者六边形)的形式分布或者展开。除了在根据本发明第三实施例的半导体发光元件制造方法中采用的掩模层外，掩模层可以或者可以不最终去除。在后者情形下，当掩模层完整保留时，掩模层可以用作选择生长的掩模层或者用作以半导体激光器(LD)或者发光二极管(LED)代表的发光元件的金属电极层。另外，掩模层可以用作发光元件的组元中的一个。

作为蚀刻溶液，可以采用所谓的柠檬酸/过氧化氢水溶液，即柠檬酸和过氧化氢水溶液的混合物。取代柠檬酸可以采用酒石酸(acidum tartaricum)、醋酸、草酸、蚁酸、琥珀酸、苹果酸、脂肪酸或者任何其它的羧酸(calboxylicacid)。蚀刻溶液可以在凸起部分上层的形成和凸起部分下层的形成之间彼此置换。在各层形成之间可以用水执行蚀刻材料的清洗。另外，凸起部分上层的形成和凸起部分下层的形成可以采用不同的蚀刻设备进行。

作为将元件制造基板和支撑基板用其间的第二电极结合的方法，可以采用金属-金属的结合方法。在此情形下，半导体基板或者具有导电材料层以作为金属-金属结合的面的绝缘基板(电路可以形成导电材料层中)可以用作支撑基板。这里，绝缘基板是指表面覆盖有绝缘材料(如树脂、抗蚀剂或者电介质)的基板，或者由绝缘材料(如树脂、抗蚀剂或者电介质)制成的基板。考虑到结合后形成芯片或者结合后切割晶片的方便性，优选采用半导体基板作为支撑基板。例如，可以采用GaAs基板、Ge基板、Si基板、SiC 基板、GaP基板或者InP基板。根据规格，具有n型导电性的半导体基板、具有p型导电性的半导体基板或者半绝缘的半导体基板处于各种目而被采用。如果强调散热，例如，可以采用玻璃环氧印刷基板、金属芯基板或者陶瓷基板。否则，基板可以直接结合到或安装在引线框架上。作为制成导电材料层的材料，选择金(Au)、银(Ag)、钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)、铟(In)、铝(Al)、硼(B)、镓(Ga)、锌(Zn)、锡(Sn)或镁(Mg)。否则，可以采用这些金属的合金。此外，可以采用这些金属中任何一个的金属氧化物或者氮化物。作为导电材料层，可以采用任何这些金属制成的单层结构或者层叠结构。此外，作为将元件制造基板和支撑基板用其间的第二电极结合起来的方法，除了前述的金属-金属的结合方法外，可以采用金属-电介质的结合方法、金属-半导体的结合方法或者半导体-半导体的结合方法。元件制造基板和支撑基板可以采用粘合剂结合起来。最后可以去除支撑基板。作为去除元件制造基板的方法，可以采用湿法蚀刻方法或者干法蚀刻法。

在根据本发明实施例的半导体发光元件中，第一化合物半导体层电连接到第一电极，并且第二化合物半导体层电连接到第二电极。第一电极可以形成在第一化合物半导体层上，或者可以通过其间的导电元件制造基板连接到第一化合物半导体层。第二电极可以形成在第二化合物半导体层的上表面上，或者可以通过其间的导电材料层连接到第二化合物半导体层。在根据本发明第三实施例的半导体发光元件制造方法所制造的半导体发光元件中，第一化合物半导体层电连接到第一电极，并且第二化合物半导体层电连接到第二电极。第一电极可以形成在第一化合物半导体层上，或者可以通过其间的导电材料层连接到第一化合物半导体层。第二电极可以形成在第二化合物半导体层的上表面上，或者可以通过其间的导电材料层连接到第二化合物半导体层。

当第一导电类型是n型导电性，并且第二导电类型是p型导电性时，第一电极是n型侧电极，并且第二电极是p型侧电极。当第一导电类型是p型导电性，并且第二导电类型是们n型导电性时，第一电极是p型侧电极，并且第二电极是n型侧电极。作为p型侧电极，可以采用Au/AuZn、Au/Pt/Ti(/Au)/AuZn、Au/Pt/TiW(/Ti)(/Au)/AuZn、Au/AuPd、Au/Pt/Ti(/Au)/AuPd、Au/Pt/TiW(/Ti)(/Au)/AuPd、Au/Pt/Ti、Au/Pt/TiW(/Ti)或者Au/Pt/TiW/Pd/TiW(/Ti)。作为n型侧电极，可以采用Au/Ni/AuGe、Au/Pt/Ti (/Au)/Ni/AuGe或者Au/Pt/TiW(/Ti)/Ni/AuGe。否则，可以采用这样的电极结构，其具有插设为金属层之间的界面或者插到最下层的Al层、Pd层或者Ag层。制成n型侧电极或者p型侧电极的合金的组分可以根据电极的衬板的材料而适当确定，以免衬板会受损。写为后面跟着斜杠/的材料层设置为与有源层电分离。第一电极可以由诸如ITO、IZO、ZnO:Al或者ZnO:B的透明导电材料制成。假设由透明导电材料制成的层用作电流扩散层并且第一电极以n型侧电极实现，则可以组合使用在第一电极用p型侧电极实现的情形下采用的金属层叠结构。

第一电极或者第二电极或者第二电极延伸可以提供有接触部分(焊垫部分)，该接触部分由具有层叠结构的如Ti层/Pt层/Au层的多层金属层形成，其中该层叠结构为[粘合层(Ti或Cr层)]/[垒金属层(Pt层、Ni层、TiW层或Mo层)]/[与安装匹配的金属层(例如，Au层)]。例如，可以根据诸如真空蒸发法或者溅射法的各种PVD法、各种化学气相沉积(CVD)法或者镀覆法中的任何一个，形成第一电极、包括第二电极延伸的第二电极和接触部分(焊垫部分)。

作为根据本发明实施例的半导体发光元件，可以为边发射半导体激光器(LD)或者发光二极管(LED)。更具体地讲，作为根据本发明第一实施例的半导体发光元件或者作为根据第一实施例的半导体发光元件制造方法生产的半导体发光元件，为SDH半导体激光器。作为根据本发明第二或者第三实施例的半导体发光元件或者根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法生产的半导体发光元件，可以为前述的SAN半导体层或者ISAN半导体层。作为根据本发明第三实施例的半导体发光元件制造方法生产的半导体发光元件，可以为SDH半导体激光器。根据本发明第一或者第二实施例或者根据本发明实施例的凸起部分形成方法而形成在衬板上的凸起部分，例如，可应用于例如掩埋异质结激光器及其制造方法，面发射激光器元件及其制造方法，异质结双极性晶体管及其制造方法，光电二极管及其制造方法或者太阳能电池及其制造方法。根据本发明实施例的凸起部分形成方法可以应用于需要高蚀刻控制技术的所有制造方法或制造技术，以控制由半导体材料制成的凸起部分的宽度和高度。

根据本发明的实施例，因为形成了具有凸起部分上层和凸起部分下层的至少两层的凸起部分，所以可以改善凸起部分高度(在衬板或者元件制造基 板上的蚀刻深度)或者凸起部分上表面的宽度的设计自由度，并且可以改善半导体发光元件的设计自由度。结果，可以提供满足各种规格和要求的半导体发光元件。当采用一种蚀刻溶液时，可以仅通过改变蚀刻溶液的温度形成具有凸起部分上层和凸起部分下层的至少两层的凸起部分。因此，通过下面的简单步骤就可以形成具有高的高度的凸起部分。可以说凸起部分上层的侧表面是稳定湿法蚀刻中有效的晶体表面。掩模层和凸起部分上层的侧表面可以用作蚀刻掩模。因此，可以最小化包括在一个元件制造基板的凸起部分中的任何一层的尺寸变化(面内变化)。结果，可以制造出特性均匀的半导体发光元件或者任何其它各种元件。

在根据本发明第三实施例的半导体发光元件制造方法中，由于元件制造基板被去除，所以元件制造基板将不吸收有源层中产生的光。结果，可以防止发光效率降低的问题发生，并且可以实现半导体发光元件的高密度集成。此外，因为去除了元件制造基板，所以可以减少半导体发光元件的串联电阻。

附图说明

图1是示出根据示例1的凸起部分的示意性局部截面图；

图2A和图2B是示出根据示例1的作为半导体发光元件的SDH半导体激光器的示意性局部截面图；

图3A至图3C是示出元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据示例1的半导体发光元件制造方法；

图4A至图4C是示出元件制造基板的示意性局部截面图，以给出在根据示例1的半导体发光元件的制造中的层叠结构晶体生长过程中的工艺；

图5是示出在接续图4C步骤的步骤观察到的元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据示例1的半导体发光元件制造方法；

图6是示出在接续图5步骤的步骤观察到的元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据示例1的半导体发光元件制造方法；

图7是示出根据示例2的作为半导体发光元件的ISAN半导体激光器的示意性局部截面图；

图8是示出根据示例2的作为半导体发光元件的ISAN半导体层的变形的示意性截面图；

图9A和图9B是示出元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据 示例2的半导体发光元件制造方法；

图10是示出在接续图9B步骤的步骤观察到的元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据示例2的半导体发光元件制造方法；

图11是示出根据示例3的作为半导体发光元件的ISAN半导体激光器的示意性局部截面图；

图12是示出根据示例3的作为半导体发光元件的ISAN半导体激光器的变形的示意性局部截面图；

图13是示出根据示例4的作为半导体发光元件的SAN半导体激光器的示意性局部截面图；

图14是示出根据示例4的作为半导体发光元件的SAN半导体激光器的变形的示意性局部截面图；

图15是示出根据示例5的作为半导体发光元件的SAN半导体激光器的示意性局部截面图；

图16是示出根据示例5的作为半导体发光元件的SAN半导体激光器侧变形的示意性局部截面图；

图17是示出根据示例6的作为半导体发光元件的SDH半导体激光器的示意性局部截面图；

图18是示出元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据示例6的半导体发光元件制造方法；

图19是示出根据示例6的作为半导体发光元件的SDH半导体激光器的制造工艺中在接续图18步骤的步骤观察到的元件制造基板的示意性局部截面图；

图20是示出根据示例7的作为半导体发光元件的SDH半导体激光器的制造工艺中在完成与示例6中的步骤620相同的步骤时元件制造基板的示意性局部截面图；

图21A和图21B是示出发光元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据现有技术的半导体发光元件的问题；

图22A和图22B是示出发光元件制造基板的示意性局部截面图，以解释根据现有技术的半导体发光元件的另一个问题；

图23A至图23C是示出发光元件制造基板的概念图，以给出根据现有技术的半导体发光元件的问题；以及

图24是示出元件制造基板的示意性局部截面图，以解释对于包括蚀刻停止层的半导体发光元件，根据现有技术的半导体发光元件制造方法的问题。

具体实施方式

参考附图，下面将结合示例描述本发明。

(示例)

示例1涉及根据本发明实施例的凸起部分形成方法、根据本发明第一实施例形成在衬板(backing)上的凸起部分以及根据本发明第一实施例的半导体发光元件及其制造方法。

如图1的示意性局部截面图所示，凸起部分111形成在上表面为{100}面(或者更具体地讲是(100)面)(同样应用于下面进行的描述)的衬板上，并且平行于衬板的<110>方向延伸。在示例1中，衬板为元件制造基板110，并且根据示例1形成在元件制造基板110上的凸起部分111形成在以{100}面作为其主表面的元件制造基板110的主表面上，并且平行于元件制造基板110的<110>方向延伸。凸起部分具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层111A和凸起部分上层111B。

根据示例1的半导体发光元件是半导体激光器，更具体地讲是SDH半导体激光器。如图2A的示意性局部截面图所示，半导体发光元件包括：

(a)凸起部分(突起)111，形成在以{100}面作为其主表面的元件制造基板110的主表面上，并且平行于元件制造基板110的<110>方向(更具体地，例如为[011]方向)(同样应用于下面进行的描述)上延伸；

(b)发光部分120，通过依次层叠具有第一导电类型(在示例1中，更具体地讲为n型导电性)的第一化合物半导体层121、有源层123和具有第二导电类型(在示例1中，更具体地讲为p型导电性)的第二化合物半导体层122而形成在凸起部分111的上表面上；以及

(c)层叠结构120′和电流阻挡层140，层叠结构120′形成在元件制造基板110的主表面的没有形成凸起部分的部分(可以称为元件制造基板110的凹进部分表面或者裸露表面)上，并且具有依次层叠的具有第一导电类型(n型导电性)的第一化合物半导体层121、有源层123和具有第二导电类型(p型导电性)的第二化合物半导体层122；电流阻挡层140形成在层叠结构120′ 上，并且至少遮蔽包括在发光部分120中的有源层123的侧表面。凸起部分111具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层111A和凸起部分上层111B。

在示例1中，凸起部分上层111B沿{110}面(更具体地讲，(011)面)(同样应用于稍后进行的描述)截取的截面形状是等腰梯形，其下底比其上底长。凸起部分下层111A沿{110}面截取的截面形状是等腰梯形，其下底比其上底长。凸起部分上层111B沿{110}面截取的截面形状的下底对应于凸起部分下层111A沿{110}面截取的截面形状的上底。

在示例1中，假设θ_U表示凸起部分上层111B的侧表面(side surface)111b的倾斜角，θ_D表示凸起部分下层111A的侧面111a的倾斜角，而θ_111B表示凸起部分对应于{111}B面的侧面(flank)的倾斜角，则满足θ_D≠θ_U，或者更具体地讲满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)。更具体地讲，满足θ_D＜θ_111B＜θ_U。再进一步讲，在示例1中，θ_111B等于54.7°，θ_D等于50°，而θ_U等于60°。

在示例1中，假设H_U表示凸起部分上层111B的厚度，H_D表示凸起部分下层111A的厚度，而W_U表示凸起部分上层111B的宽度，则满足H_U/(H_U+H_D)≥0.5和(H_U+H_D)/W_U≥0.4。更具体地讲，H_U等于2μm，H_D等于2μm，而W_U等于4μm。

在根据示例1的半导体发光元件中，第一化合物半导体层121、有源层123和第二化合物半导体层122A依次形成在凸起部分上层111B的上表面上。第二化合物半导体层122B进一步形成在第二化合物半导体层122A上，由此，形成凸起部分的顶端。发光部分120包括第二化合物半导体层122B且沿{110}面截取的截面形状为等腰三角形。发光部分120的侧面由{111}B面(更具体地讲，(11-1)B面和(1-11)B面)构造。通过分别改变第二化合物半导体层122A和第二化合物半导体层122B的组成，可以精确地形成截面形状为等腰三角形的发光部分120。通常，根据MOCVD方法(也可以称为MOVPE法)，除非处于特定的晶体生长条件下，否则{111}B面被看作为覆盖有砷化物(As)调整片(trimmer)的非生长面。因此，在SDH半导体激光器的情形下，一旦形成斜面(侧面)对应于{111}B面的发光部分120，即使其后MOCVD继续，发光部分120的晶体生长也会保持在自生长停止阶段。{111}B面的角度θ_111B为54.7°。

在对应于元件制造基板110的凹进部分表面的{100}面(图中的(100) 面)上，依次形成与发光部分120具有相同结构的层叠结构120′、电流阻挡层位置调节层130(基本上是第二化合物半导体层122的延伸)、电流阻挡层140和掩埋层(嵌入的覆盖层)131。元件制造基板110的整个表面覆盖有接触(帽)层132，其由具有第二导电类型的GaAs制成。在示例1中，包括凸起部分111的元件制造基板110由n-GaAs制成。此外，电连接到第一化合物半导体层121的第一电极151(具体地讲，形成在具有导电性的元件制造基板110的背面上的第一电极151)由Ti/TiW/Pt/Au制成。电连接到第二化合物半导体层122的第二电极152(具体地讲，形成在第二化合物半导体层122上面或者更具体地讲形成在接触层(帽层)132上的第二电极152)由Au/Ni/AuGe或Au/AuZn制成。

表1列出了包括在发光部分120和层叠结构120′中的化合物半导体层的组成。附带地，″Zn、Mg、C″表示锌(Zn)、镁(Mg)或碳(C)可以添加为杂质。

表1

(发光部分的构造)

第二化合物半导体层122B： p-Al_0.47Ga_0.53As:Zn、Mg、C

第二化合物半导体层122A： p-Al_0.4Ga_0.6As:Zn、Mg、C

有源层123：              有源层-A

第一化合物半导体层121：  n-Al_0.4Ga_0.6As:Si

(电流阻挡部分的构造)

掩埋层131：              p-Al_0.47Ga_0.53As:Zn、Mg、C

电流阻挡层140：          n-Al_0.47Ga_0.53As:Si

电流阻挡层位置调节层130：p-Al_0.47Ga_0.53As:Zn、Mg、C

(有源层-A)

限制层：                 p-Al_0.3Ga_0.7As:Zn、Mg、C

限制层：                 i-Al_0.3Ga_0.7As

多量子阱结构：

i-Al_0.1Ga_0.9As(阱层)、   i-Al_0.3Ga_0.7As(垒层)和i-Al_0.1Ga_0.9As(阱层)

限制层：                 i-Al_0.3Ga_0.7As

限制层：                 n-Al_0.3Ga_0.7As:Si

如图2B所示，形成电流阻挡层140部分的化合物半导体层包括{311}B v面区域、{100}晶面区域和{h11}B晶面区域，{311}B晶面区域(更具体地讲，(31-1)B和(3-11)B面)从发光部分120的侧面延伸，{100}晶面区域沿着元件制造基板110的主表面延伸，{h11}B晶面区域(更具体地讲，{h1-1}B和{h-11}B面，其中h表示等于或者大于4的整数)设置在{311}B晶面区域和{100}晶面区域之间。附带地，为了方便起见，{h11}B晶面区域(其中，h表示等于或者大于4的整数)可以称为高阶晶面区域。

在根据示例1的半导体发光元件中，形成在凸起部分111上的有源层123具有由折射率低于有源层123的电流阻挡层140包围的侧方向(侧表面)，并且具有由折射率低于有源层123的第一化合物半导体层121和第二化合物半导体层122A和122B包围的上下方向。因此，在有源层123的上下方向和侧向方向上构造出了完全的光限制结构。在元件制造基板110的凹进部分表面上，靠近有源层123的侧表面形成p-n-p-n结构(p型掩埋层131-n型电流阻挡层140-p型电流阻挡层位置调节层130-n型第一化合物半导体层121)的所谓闸流管结构(thyristor structure)。因此，阻止了在元件制造基板的凹进部分表面上的电流流动。从而，电流集中在有源层123上，由此可以获得低阈值电流。

下面，将描述根据示例1的凸起部分形成方法以及根据示例1的半导体发光元件及其制造方法，根据示例1的凸起部分形成方法用于在以{100}面作为其上表面的衬板上形成平行于衬板的<110>方向延伸的凸起部分。

[步骤100]

首先，在以{100}面为其主表面的元件制造基板110的主表面上形成平行于元件制造基板110的<110>方向延伸的凸起部分111。下面，将描述分成子步骤100A至100C的步骤100。

[子步骤100A]

首先，在元件制造基板110的主表面上形成平行于<110>方向延伸的掩模层161。或者，在衬板上形成平行于<110>方向延伸的掩模层161。具体地讲，在示例1中，根据CVD法在元件制造基板110(衬板)的主表面上形成由SiO₂制成的掩模层161之后，在以{100}表面作为其主表面的元件制造基板110的主表面上形成平行于<110>方向(更具体地讲，[011]A方向)延伸的掩模层161(见图3A)。

[子步骤100B]

其后，该掩模层161用作蚀刻掩膜，以根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法蚀刻元件制造基板110的主表面(元件制造基板110的主表面的裸露部分)。包含体积比为3∶2∶2的柠檬酸、纯水和过氧化氢水溶液的柠檬酸/过氧化氢水溶液被用作蚀刻溶液，并且用温度范围保持在6℃至9℃的蚀刻溶液来执行湿法蚀刻。结果，如图3B所示，形成凸起部分上层111B，其在对应于{110}面的截取平面上的截面形状为等腰梯形，该等腰梯形的下底比其上底长并且侧表面111b的倾斜角为θ_U。

[子步骤100C]

其后，改变蚀刻溶液的温度，并且掩模层161和凸起部分上层111B的侧表面111b用作蚀刻掩膜，以根据湿法蚀刻方法蚀刻元件制造基板(衬板)的主表面。具体地讲，具有前述组成的柠檬酸/过氧化氢水溶液用于执行湿法蚀刻，蚀刻溶液的温度范围设定为2℃至5℃。附带地，在子步骤100B获得的凸起部分上层111B的侧表面111b对应于稳定湿法蚀刻中有效的晶面。掩模层161和凸起部分上层111B的侧表面111b可以用作蚀刻掩模以执行湿法蚀刻。在子步骤100C，没有蚀刻凸起部分上层111B的侧表面111b。因此，可以形成凸起部分下层111A，其在对应于{110}面的截取平面上的截面形状为等腰梯形，等腰梯形的下底比上底长并且侧表面111a的倾斜角为θ_D(其中θ_D≠θ_U)(见图3C)。因为在子步骤100B采用的蚀刻溶液的温度高于在子步骤100C采用的温度，所以满足了θ_D＜θ_111B＜θ_U。因此，形成了沿[011]A方向延伸的凸起部分111，其具有所期望的上表面宽度和总体高度，并且具有双梯形形状(double trapezoidal shape)。凸起部分111的宽度平行于[0-11]B方向。

[步骤110]

在根据湿法蚀刻方法去除掩模层161后，在凸起部分111的上表面上形成发光部分120，该发光部分120具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层121、有源层123和具有第二导电类型的第二化合物半导体层122。同时，在元件制造基板110的主表面的没有形成凸起部分111的部分(凹进部分表面或者裸露的表面)上形成层叠结构120′，该层叠结构120′具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层121、有源层123和具有第二导电类型的第二化合物半导体层122。

更具体地讲，根据MOCVD方法形成各化合物半导体层。根据MOCVD 方法，例如三甲基铝(TMAl)或者三乙基铝(TEAl)用作铝(Al)源的原材料气体。三甲基镓(TMGa)或者三乙基镓(TEGa)用作镓(Ga)源的原材料气体，并且叔丁基砷(TBAs)或者氢化砷(AsH₃)用作砷(As)源的原材料气体。作为掺杂n型杂质的气体，可以采用乙硅烷(Si₂H₆)、甲硅烷(SiH₄)、三甲基锡(TMSn)、硫化氢(H₂S)、硒化氢(H₂Se)或者碲化氢(H₂Te)。作为掺杂p型杂质的气体，例如，可以采用三甲基锌(TmZn)、三乙基锌(TEZn)、二(环戊二烯基)镁(Cp₂Mg)、二(乙基-环戊二烯基)镁(EtCp₂Mg)、二(异丙基-环戊二烯基)镁(i-PrCp₂Mg)、二(甲基-环戊二烯基)镁(MeCp₂Mg)、三甲基锰(TMMn)、四氯化碳(CCl₄)、四溴化碳(CBr₄)或者四碘化碳(CI₄)。如上所述，根据MOCVD方法，将这些III族气体、V族气体和杂质气体的任何一个引入反应室，热分解，并且在600℃至900℃的温度范围内反应，以引起晶体生长。结果，第一化合物半导体层121、有源层123和第二化合物半导体层122A和122B外延生长在凸起部分上层111B的上表面上、凸起部分111的侧面上以及元件制造基板110的凹进部分表面上。

凸起部分111的侧表面不是{111}B面而是晶体生长面。因此，第一化合物半导体层121、有源层123和第二化合物半导体层122A和122B依次晶体生长。换言之，图4A至图4C示意性地示出的，构成凸起部分111侧表面的侧表面111b和111a不是{111}B非生长面，在侧表面的晶体生长过程中，侧表面111b和111a都晶体生长。具体地讲，如图4A至图4C所示，当满足θ_111b≤θ_U的侧表面111b进行晶体生长时，晶体生长将以保持倾斜角(θ_U)而进行。此时，晶体生长继续进行同时在侧表面上产生{111}B非生长面(见图4A)。在侧表面111a(包括在侧表面中的另一个侧表面)上，如果满足θ_D≤θ_111B，则因为不产生{111}B非生长面，所以侧表面111a进行晶体生长同时保持倾斜角(θ_D)。

事实上，当侧表面111b的晶体生长和侧表面111a的晶体生长同时进行时，具有倾斜角θ_U的侧表面111b进行晶体生长并且同时使{111}B非生长面产生于其上。因此，因为侧表面111b夹在{111}B非生长面和晶体生长侧表面111a之间，所以由具有倾斜角为θ_U的侧表面111b占据的区域将逐渐减少或者可能消失。也就是，侧表面111b可能被另一个晶面覆盖。为了方便起见，这样的状态将称为消失模式(disappearance pattern)I。在具有倾斜角θ_U 的侧表面111b消失前，侧表面111a可能被新生长的{311}B面(相当于化合物半导体层173)覆盖。然后，侧表面111a可能消失。随着{311}B面(化合物半导体层173)的晶体生长和{111}B非生长面的晶体生长，由具有倾斜角θ_U的侧表面111b占据的区域会逐渐减少和消失。为了方便起见，这样的状态称为消失模式2。如上所述，当具有倾斜角θ_U的侧表面111b或者侧表面111a首先消失时，侧面由具有倾斜角θ_D的侧表面111a和{111}B非生长面形成。否则，侧面由{311}B面(化合物半导体层173)和具有倾斜角θ_U的侧表面111b形成。尽管没有示出，但是这一状态相当于图4A和图4B所示状态之间的中间状态。

其后，在消失模式1的情形下，保留的侧表面111a保持晶体生长同时保持其倾斜角θ_D，如同将在侧表面111b的晶体生长过程中产生的{111}B非生长面埋了起来，并且逐渐占据了{111}B非生长面。然而，在晶体生长的同时保持其倾斜角θ_D的侧表面111a被最下端生成的{311}B面(化合物半导体层173)的晶体生长赶上。因此，最后，凸起部分的侧面由{311}B面和{111}B非生长面形成。相反，在消失模式2的情形下，保留的侧表面111b进行晶体生长同时保持其倾斜角θ_U。然而，因为侧表面111b夹在随着侧表面111b的晶体生长而产生的{111}B非生长面和引起侧表面111a消失的{311}B生长面之间，所以侧表面111b失去占据的区域且消失。最后，凸起部分的侧面因此由{311}B面和{111}B非生长面形成。图4B示出了在消失模式1或者2的情形下获得的最终形式。将{311}B面裸露为其最外表面的化合物半导体层173示出为在化合物半导体层171和化合物半导体层172之间的界面上。相反，凸起部分上层111B的上表面和元件制造基板110的凹进部分表面为{100}面。因此，具体晶面的产生或者消失不在凸起部分上层111B的上表面和元件制造基板110的凹进部分表面上发生。仅仅依次层叠了化合物半导体层。

在发光部分120和层叠结构120′的形成开始之后，化合物半导体层的晶体生长同时在三个主要位置开始，即在凸起部分111的侧面上的化合物半导体层上、在凸起部分上层111B的上表面上的化合物半导体层上以及在元件制造基板110的凹进部分表面上的化合物半导体层上。最后，如上所述，随着凸起部分111的侧面上的化合物半导体层的生长，表面以{111}B面构造的化合物半导体层171形成在凸起部分111的侧面上。表面以{100}面构造的 化合物半导体层172形成在元件制造基板110的凹进部分表面上。在凸起部分上层111B的上表面上，表面以{100}面构造的化合物半导体层174随着{111}B非生长面的形成一起形成。如上所述，{111}B非生长面的形成不受由{111}B非生长面的形成伴随的侧表面111b晶体生长的约束，并且发生在不同的位置上。

如图4C所示，最后，进行包围凸起部分111的所有晶体生长，即在三个位置的晶体生长，也就是在化合物半导体层172上、在化合物半导体层173上以及在化合物半导体层174上。结果，因为{111}B是非生长面，所以形成(层叠)了第一化合物半导体层121、有源层123和第二化合物半导体层122A和122B同时分离了凸起部分111上面的区域和元件制造基板110的凹进部分表面上的区域。因此，产生了图5所示的结构。只要适当地确定凸起部分111的上表面的宽度W_U与凸起部分111的高度(H_u+H_D)的比，则当完成截面形状为等腰三角形的发光部分时，第二化合物半导体层122的位置(高度)就变为低于有源层123的位置(高度)，如图5所示。结果，可以在有源层123的侧表面上可靠地形成电流阻挡层。最后，电流通道被集中在有源层上。只要适当地确定高度(H_u+H_D)中高度H_u与高度H_D的比，两个侧表面111b和111a消失的时间就可来得较早，或者侧表面111b和111a消失的顺序就可控制。假设使侧表面111a(以保持其倾斜角θ_D进行晶体生长)消失的时间延迟，并且侧表面111a保持原样，如果其它表面的晶体生长继续，则尽管侧表面111a最终会消失，但是倾斜角为θ_D的面会以尖峰(spike)的形式插设在电流阻挡层140和有源层123的侧表面之间。如果形成这样的结构，则跟着会发生电流泄漏。因此，在防止电流泄漏上，高度(H_u+H_D)中高度H_u与高度H_D的比起关键作用。一旦适当地确定了在凸起部分111的上表面上第一化合物半导体层121、有源层123和第二化合物半导体层122A和122B的厚度，就能在凸起部分111上产生发光部分120的层叠结构，其截面具有由{111}B非生长面限定的两侧并形成为等腰三角形。

[步骤120]

其后，至少遮蔽包括在发光部分120中的有源层123的侧表面的电流阻挡层140形成层叠结构120′上。具体地讲，跟随着第二化合物半导体层122B的形成，根据MOCVD方法在第二化合物半导体层122B的整个表面上形成电流阻挡层位置调节层130。然后，例如根据MOCVD方法形成电流阻挡层 140(见图6)。电流阻挡层140不晶体生长在{111}B面上。另外，电流阻挡层140形成为使得电流阻挡层140的端表面至少遮蔽有源层123的侧表面。可以通过适当地确定凸起部分上层111B的上表面的宽度W_U、凸起部分111的高度(H_U+H_D)和电流阻挡层位置调节层130的厚度来实现该构造或者结构。此时产生的效果如上所述。

[步骤130]

其后，根据MOCVD方法，在电流阻挡层140的整个表面上依次形成掩埋层131和接触层(帽层)132。如果继续MOCVD，则由在元件制造基板110的凸起部分表面上晶体生长的化合物半导体制成的掩埋层131将完全掩埋自生长受到停止的发光部分120。其后，根据真空蒸发法，在接触层132上形成第二电极152。在元件制造基板110的背侧被卷包以具有适当的厚度之后，根据真空蒸发法形成第一电极151。

[步骤150]

其后，半导体发光元件彼此分离。因此，制造出了根据本实施例的半导体发光元件。半导体发光元件可以逐一地彼此分离。或者，半导体发光元件可以以多个元件(例如，四个、八个、十六个、三十二个或者六十四个)的单元分成组，并且各组可以彼此分离。

在示例1中，为了形成发光部分120而形成凸起部分111。凸起部分111具有两层结构，包括凸起部分上层111B和凸起部分下层111A。凸起部分上层111B的上表面的宽度W_U、凸起部分上层111B的高度H_U和凸起部分下层111A的高度H_D可以设定为从多组值中选定的合适的组合值。因此，发光部分可以设计为使得当具有期望宽度的有源层123形成在狭窄的凸起部分111的上方时，从有源层123到凸起部分111的距离将较长。因此，有源层123产生的光将不被凸起部分111吸收。结果，可以抑制发光效率下降的问题产生。如上所述，发光部分120的高度(大小)由凸起部分上层111B的宽度W_U限制。纵横比{(H_U+H_D)/W_U}，即从元件制造基板110的凹进部分表面到凸起部分111的上表面的高度(H_U+H_D)与上表面的宽度W_U的比率可以通过控制元件制造基板110的湿法蚀刻而调整为落入所期望的范围。换言之，尽管就有源层123的期望宽度而言凸起部分111的纵横比(例如，高度与宽度的商)必须限定到一定的范围，但是在纵横比设计上的自由度很高。因此，当纵横比被优化时，可以抑制电流阻挡层140可能不形成在有源 层123的侧表面上的问题。过去，通过蚀刻元件制造基板110(蚀刻的控制波动)获得的凹凸基板的纵横比根据凸起部分的宽度或者高度而在元件制造基板内变化。这会导致电流阻挡层不形成在有源层的侧表面上的问题，其中该有源层包括在形成在凸起部分的上表面上的发光部分中并包括在元件制造基板的部分上的区域中。然而，在示例1中，通过控制在元件制造基板110执行的湿法蚀刻，可以关于有源层123所期望的宽度而获得期望的凸起部分111的纵横比。元件制造基板内凹凸结构中的面内均匀性可以显著地改善。此外，即使为了获得高密度集成而减少凸起部分111的形成间距时，从有源层123到凸起部分111的距离也可以优化，以免有源层123产生的光会被凸起部分111吸收。发光效率降低的问题可以得到抑制。凸起部分111的纵横比可以控制在所期望的纵横比范围内。因此，可以抑制电流阻挡层140会不形成在有源层123的侧表面上的问题产生。结果，可以获得高密度集成的半导体发光元件。

(示例2)

示例2涉及根据本发明实施例的凸起部分形成方法的变形、根据本发明第一实施例的形成在衬板上的凸起部分的变形、根据本发明第二实施例的半导体发光元件以及根据本发明第二实施例的半导体发光元件的制造方法。

如图7的示意性局部截面图所示，根据示例2，形成在为衬板的第二化合物半导体层222上的凸起部分211是形成在上表面是{100}面的衬板(第二化合物半导体层222)上并且平行于衬板(第二化合物半导体层222)的<110>方向延伸的凸起部分。凸起部分211具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层211A和凸起部分上层211B。

根据示例2的半导体发光元件形成为半导体激光器，或者更具体地讲，为ISAN半导体激光器。如图7的示意性局部截面图所示，半导体发光元件包括发光部分220，其由第一化合物半导体层221、有源层223和上表面为{100}的第二化合物半导体层222形成。在第二化合物半导体层222上形成平行于<110>方向延伸的凸起部分211。凸起部分211具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层211A和凸起部分上层211B。

在示例2中，凸起部分上层211B在{110}面上截取的截面形状是下底比上底长的等腰梯形。凸起部分下层211A在{110}面上截取的截面形状是下底比上底长的等腰梯形。凸起部分上层211B在{110}面上截取的截面形状的下 底对应于凸起部分下层211A在{110}面上截取的截面形状的上底。

在示例2中，假设θ_U表示凸起部分上层211B的侧表面211b的倾斜角，θ_D表示凸起部分下层211A的侧表面211a的倾斜角，并且θ_111B表示凸起部分对应于(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≠θ_U，或者具体地讲，θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)。更具体地讲，满足θ_D＜θ_111B＜θ_U。再具体地讲，在示例2中，θ_111B等于54.7°，θ_D等于50°，并且θ_U等于60°。

ISAN半导体激光器情形下的设计概念不同于SDH半导体激光器情形下的设计概念。因此，侧表面所起的作用在两种情形下完全不同。没有严格的限制强加到H_U/(H_U+H_D)或者(H_U+H_D)/W_U的状态上。然而，有效限制电流的设计是重要的。具体地讲，缩短凸起部分下层211A的下底且使其接近有源层223会是抑制扩散电流的关键点。例如，图7示出了ISAN半导体层，其中整个凹进部分(包括侧表面211b和211a)被绝缘以限制电流。为了实现比基于上述结构的光限制控制更有效的结构，凹进部分不覆盖绝缘层212。而是，如图8的示意性局部截面图所示，凹进部分被层叠结构掩埋，该层叠结构包括其晶格常数能与凹进部分的衬板匹配且其折射率低于制成有源层223的n型合物半导体层、p型化合物半导体层、n型化合物半导体层、p型化合物半导体层等(下面，该层叠结构可以称为结型化合物半导体层层叠结构)。对于结型化合物半导体层层叠结构270，其间具有n-p结的化合物半导体层的层叠的重复频率可以是至少一此或者多此。图8所示的示例具有n-p-n结构。因此，可以实现起两个作用的掩埋结构，即(1)作为电流阻挡层的作用和(2)作为光限制控制层的作用。作为掩埋凹进部分的化合物半导体层的晶体生长方法，可以采用液相生长(LPE)法、金属有机化学气相沉积(MOCVD)法、分子束外延(MBE)法或者等离子体辅助物理沉积(PPD)法。

对于由结型化合物半导体层层叠结构270掩埋凹进部分的掩埋晶体生长，掩模层261(见图10)可以原样用作选择性生长掩模。在此情形下，在完成掩埋晶体生长后，掩模层261根据常规的蚀刻方法去除。然后，第二电极252形成在凸起部分上。如果掩模层261由导电材料制成，则在完成掩埋晶体生长后，掩模层可以用作第二电极252。否则，如图8所示，在如图10所示的结构形成后，可以根据常规的蚀刻方法去除掩模261，并且凹进部分可以由结型化合物半导体层层叠结构270掩埋。图8示出了凹进部分被n-p-n 结构掩埋的示例。然而，即使在此情形下，也在凸起部分的上表面上形成了三角形的结型化合物半导体层层叠结构271(在图8所示的示例中为三角形的n-p-n结构)。因此，在掩埋凹进部分之后，结型化合物半导体层层叠结构271必须去除，直到通过蚀刻裸露出凸起部分的上表面上的层211B。在完成去除后，以与前述相同的方式形成第二电极252，使得电流流入凸起部分。在示例2中，假设H_U表示凸起部分上层211B的厚度，H_D表示凸起部分下层211A的厚度，并且W_U表示凸起部分上层211B的宽度，则分别选择1.5μm或1μm、0.5μm、和0.5μm作为H_U、H_D和W_U值的典型示例。

发光部分220形成在由n-GaAs制成的元件制造基板210上。电连接到第一化合物半导体层221的第一电极251(具体地讲，形成在具有导电性的元件制造基板210的背面上的第一电极251)由Ti/TiW/Pt/Au制成。电连接到第二化合物半导体层222的第二电极252(具体地讲，形成在第二化合物半导体层222上方，或者更具体地讲，形成在接触层(帽层)上的第二电极252)由Au/Ni/AuGe或Au/AuZn制成。附带地，可以采用这样的电极结构：Al层、Pd层或者Ag层被插入金属层之间的界面，或者特别是插入最下层。制成n型侧电极或者p型侧电极的合金的组成可以根据制成电极衬板的材料来适当地确定，以免会损坏衬板。

表2列出了构成发光部分220的化合物半导体层的组成。

表2

第二化合物半导体层222：

p-Al_0.47Ga_0.53As:Zn、Mg、C

有源层223

多量子阱结构：

i-Al_0.3Ga_0.7As(垒层)

i-Al_0.1Ga_0.9As(阱层)

i-Al_0.3Ga_0.7As(垒层)

第一化合物半导体层221：

n-Al_0.4Ga_0.6As:Se或Si

附带地，第二化合物半导体层222可以具有p-Al_0.47Ga_0.53As:Zn/(自动掺杂碳的)i-Al_0.3Ga_0.7As/(自动掺杂碳的)i-Al_0.47Ga_0.53As的三层结构(i-Al_0.47Ga_0.53As在有源层侧)，并且i-Al_0.30Ga_0.70As可以用作蚀刻停止层(和 光导层)。这同样应用于稍后描述的示例。

在示例2中，电流从凸起部分211流过第二化合物半导体层222的保留部分和有源层223到第一化合物半导体层221，由此有源层223发光。为了有效地限制电流，当满足θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)时，优选H_U/(H_U+H_D)、θ_D和θ_U设定到较大的值，以缩短凸起部分下层211A的下底并且使该下底接近有源层223。优选地，W_U设定到较小的值。具体地讲，1.5μm或1μm、0.5μm、和0.5μm分别选作H_U、H_D和W_U值的典型示例。不必说，由于仅仅应该缩短接近有源层223的凸起部分下层211A下底，所以当θ_D和θ_U值改变时，通过反向计算必然获得与上述不同的值。

下面，将描述根据示例2的形成平行于以{100}面作为其上表面的衬板的<110>方向延伸的凸起部分的凸起部分形成方法，以及根据示例2的半导体发光元件及其制造方法。

[步骤200]

首先，根据已知的方法，在以{100}面作为其主表面的元件制造基板210的主表面上形成发光部分220，该发光部分220包括第一化合物半导体层221、有源层223和上表面为{100}面的第二化合物半导体层222。

[步骤210]

其后，在部分第二化合物半导体层222上沿其厚度方向形成平行于<110>方向延伸的凸起部分211。步骤210将在下面分成子步骤210A至210C进行描述。

[子步骤210A]

具体地讲，在用作衬板的第二化合物半导体层222上形成平行于<110>方向延伸的掩模层261。具体地讲，在示例2中，根据CVD法在第二化合物半导体层222(衬板)上形成由SiO₂制成的掩模261。其后，根据光刻技术和干法蚀刻技术，在用作衬板的第二化合物半导体层上形成平行于<110>方向(更具体地讲，[011]A方向)延伸的掩模层261(见图9A)。

[子步骤210B]

其后，掩模层261用作蚀刻掩膜，以根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法蚀刻第二化合物半导体层222。甚至在示例2中，包含体积比为3∶3∶2的柠檬酸、纯水和过氧化氢水溶液的柠檬酸/过氧化氢水溶液也可用作蚀刻溶液。蚀刻溶液的温度范围设定为6℃至9℃，并且执行湿法蚀刻。结果，如图9B 所示，形成了凸起部分上层211B，其在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长并且侧表面211b的倾斜角为θ_U的等腰梯形。

[子步骤210C]

其后，改变蚀刻溶液的温度。掩模层261和凸起部分上层211B的侧表面211b用作蚀刻掩膜，以根据湿法蚀刻方法进一步蚀刻用作衬板的第二化合物半导体层222。具体地讲，具有前述组成的柠檬酸/过氧化氢水溶液被用于执行湿法蚀刻，且蚀刻溶液温度范围设定为2℃至5℃。附带地，在子步骤210B获得的凸起部分上层211B的侧表面211b为稳定湿法蚀刻中有效的晶面。因此，掩模层261和凸起部分上层211B的侧表面211b可以用作蚀刻掩膜以执行湿法蚀刻。在子步骤210C，凸起部分上层211B的侧表面211b没有被蚀刻。因此，可以形成凸起部分下层211A，其在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面211a的倾斜角为θ_D(其中θ_D≠θ_U)的等腰梯形(见图10)。因为在子步骤210B采用的蚀刻溶液温度高于在子步骤210C采用的温度，所以满足了θ_D＜θ_111B＜θ_U。因此，可以形成沿[011]A方向延伸且具有所期望的上表面宽度和所期望的总高度的双梯形凸起部分211。凸起部分211的宽度方向平行于[0-11]B方向

[步骤220]

其后，在第二化合物半导体层的整个表面上形成由SiO₂制成的绝缘膜212，然后从凸起部分上层211B的上表面上去除。根据真空蒸发法，在凸起部分上层211B的裸露的上表面上形成第二电极252。在元件制造基板210具有以合适的厚度卷包的背侧后，根据真空蒸发法形成第一电极251。

[步骤230]

其后，半导体发光元件彼此分离。因此制成了根据本示例的半导体发光元件。半导体发光元件可以逐一地彼此分离。否则，半导体发光元件可以分成多个元件(例如，四个、八个、十六个、三十二个或者六十四个)的组，并且各组可以彼此分离。

(示例3)

示例3涉及根据本发明第二实施例的在衬板上形成的凸起部分、根据本发明第三实施例的半导体发光元件、根据本发明实施例的凸起部分形成方法的变形以及根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法的变形。在示例2中，满足θ_D＜θ_111B＜θ_U。在示例3中，如图11的示意性局部截面图所示， 满足θ_U＜θ_111B＜θ_D。示例3的半导体发光元件与示例2的相类似，形成为ISAN半导体激光器。假设示例3的半导体发光元件的组元与示例2的半导体发光元件基本相同，则表示示例3的半导体发光元件的组元的每个参考标号的两个最低位与表示示例2的半导体发光元件的组元的每个参考标号的两个最低位相同。

根据示例3形成在衬板上的凸起部分311是形成在以{100}面作为上表面的衬板(第二化合物半导体层322)上并平行于衬板(第二化合物半导体层322)的<110>的方向延伸的凸起部分。凸起部分311具有两层结构，包括凸起部分下层311A和凸起部分上层311B。凸起部分上层311B在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。凸起部分下层311A在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。凸起部分上层311B在{110}面上截取的截面形状的下底对应于凸起部分下层311A在{110}面上截取的截面形状的上底。

示例3的半导体发光元件包括发光部分320，由第一化合物半导体层321、有源层323和上表面为{100}面的第二化合物半导体层322形成，并且具有形成在第二化合物半导体层322上并平行于<110>方向延伸的凸起部分311。凸起部分311具有两层结构，包括凸起部分下层311A和凸起部分上层311B。凸起部分上层311B在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。凸起部分下层311A在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形。凸起部分上层311B在{110}面上截取的截面形状的下底对应于凸起部分下层311A在{110}面上截取的截面形状的上底。

前述的构造或者结构与示例2相同。在示例3中，假设θ_U表示凸起部分上层311B的侧表面311b的倾斜角，θ_D表示凸起部分下层311A的侧表面311a的倾斜角，并且θ_111B表示凸起部分对应于(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≠θ_U，或者更具体地讲，θ_U≤θ_111B≤θ_D(其中θ_D≠θ_U)。再具体地讲，在示例3中，θ_111B等于54.7°，θ_U等于50°，并且θ_D等于60°。

如前所述，ISAN半导体激光器情形下的设计概念不同于SDH半导体激光器的情况。侧表面所起的作用完全不同，并且没有严格的限制施加于H_U/(H_U+H_D)或者(H_U+H_D)/W_U的状态上。然而，有效进行电流限制的设计是关键。具体地讲，缩短凸起部分下层311A的下底和使下底接近有源层323会是控制电流扩散的关键点。例如，图11示出了ISAN半导体激光器，其中 为了电流限制，整个凹进部分(包括侧表面311b和侧表面311a的整个表面)被绝缘层312绝缘。为了实现施加比上述结构提供的光限制控制作用更强的作用的结构，代替用绝缘层312覆盖凹进部分，如图12的示意性局部截面图所示，凹进部分由结型化合物半导体层层叠结构370(在图12的示例中，n-p-n结构)掩埋，该结型化合物半导体层层叠结构370的晶格常数易于与凹进部分的衬板的晶格常数匹配并且折射率低于制成有源层323的材料的折射率的。因此，可以实现起两个作用的掩埋结构，(1)作为电流阻挡层的作用和(2)作为光限制控制层的作用。

对于要用结型化合物半导体层层叠结构370掩埋凹进部分的掩埋晶体生长，掩模层可以原样用作选择性生长掩模。在此情形下，在完成掩埋晶体生长后，根据常规的蚀刻法去除掩模。其后，在凸起部分上形成第二电极352。如果由导电材料制成掩模层，则在完成掩埋晶体生长后，掩模层可以原样用作第二电极352。否则，如图12所示，在形成图11的结构(没有形成绝缘膜312和第二电极352)后，掩模层可以根据常规的蚀刻方法去除，并且凹进部分可以由结型化合物半导体层层叠结构370掩埋。图12示出了凹进部分被n-p-n结构掩埋的示例。然而，在此情形下，在凸起部分的上表面上形成了三角形的结型化合物半导体层层叠结构371(在图12所示的示例中，三角形的n-p-n结构)。因此，在掩埋凹进部分后，必须去除结型化合物半导体层层叠结构371，直到通过蚀刻裸露出凸起部分的上表面上的层311B。在完成去除后，以与前述相同的方式形成第二电极352，使得电流流入凸起部分。在示例3中，假设H_U表示凸起部分上层311B的厚度，H_D表示凸起部分下层311A的厚度，并且W_U表示凸起部分上层311B的宽度，则0.5μm、1.5μm或1μm、和0.5μm分别用作H_U、H_D和W_U值的典型示例。

除了前面所述的一点外，示例3的半导体发光元件的构造或者结构与示例2的半导体发光元件的构造或者结构相同。因此，省略重复性的描述。与示例2相类似，当满足了θ_U≤θ_111B≤θ_D(其中θ_D≠θ_U)时，H_U/(H_U+H_D)应当设定为较小的值，θ_D和θ_U应当设定为较大的值，并且W_U应当设定为较小的值，从而为了有效地进行电流限制，使凸起部分下层311A的下底缩短并且接近于有源层323。具体地讲，0.5μm、1.5μm或1μm、和0.5μm分别用作H_U、H_D和W_U值的典型示例。因为仅仅应该在有源层323附近缩短凸起部分下层311A的下底，所以如果θ_D和θ_U值变化，则不用说，通过反向计算必 然获得与上述不同的值。

在示例3中，在示例2的子步骤210B执行的湿法蚀刻的蚀刻溶液温度范围为2℃至5℃。在示例2中的子步骤210C执行的湿法蚀刻的蚀刻溶液温度范围为6℃至9℃。

(示例4)

示例4涉及根据本发明实施例的凸起部分形成方法的变形、根据本发明第一实施例的形成在衬板上的凸起部分的变形、根据本发明第二实施例的半导体发光元件的变形以及根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法的变形。

示例4的半导体发光元件是SAN半导体激光器。也就是，如图13或者图14的示意性局部截面图所示，凸起部分411相当于电流被限制的区域。换言之，凸起部分411是不流动电流的区域。为了形成凸起部分411，在基板上预先晶体生长第一化合物半导体层421和有源层423之后，晶体生长结型化合物半导体层层叠结构(在图13或者图14中，第一化合物半导体层421上的n-p-n结构)。在形成掩模层后，例如，以与示例2中的步骤210相同的方式原样执行蚀刻。

SAN半导体激光器包括两个凸起部分411和夹在凸起部分411之间的凹进部分。在图13和14所示的示例中，夹在两个凸起部分411之间的凹进部分被第三化合物半导体层424掩埋。电流流过第三化合物半导体层424、第二化合物半导体层422的保留部分和有源层423而到达第一化合物半导体层421，由此从有源层423发光。因此，在SAN半导体激光器中，当满足了θ_D≤θ_111B≤θ_U(其中θ_D≠θ_U)时，H_D/(H_U+H_D)、θ_D和θ_U应当优选设定为较大的值，从而两个凸起部分411之间的间距将减少，并且凸起部分下层411A的下底将延伸并接近有源层423。这是旨在有效地实现电流限制。具体地讲，可以采用与示例2或3提出的ISAN半导体激光器中相同的凸起部分的外部形状。

在SAN半导体激光器的情形下，凸起部分411用作电流阻挡层。因此，如果在夹设凹进部分(为电流注入区域)的两个凸起部分411之间的间距的减少上存在限制，则应当延伸凸起部分下层411A的下底，以有效实现凹进部分中的电流限制。因此，倾斜角θ_D和θ_U小的斜面被适当选择并尽可能深地 蚀刻。否则，可以采用倾斜角非常小的斜面以最终形成底部或者结构，其中可以采用倾斜角非常小的斜面占据凸起部分411的整个侧面的百分比。无论在那种情形下，就SAN半导体激光器而言，结型化合物半导体层层叠结构应当仅设计为反映足够多的层叠频率的多层结构。因此，通过与示例2的步骤210执行相同的蚀刻，可以最小化夹在具有电流阻挡层能力的两个凸起部分411之间的凹进部分的底部。其优点是可以形成比ISAN半导体激光器情形下更加优化的电流限制结构。

在示例4中，通过蚀刻获得的凸起部分411的外部形状可以与示例2中的凸起部分211相同。示例4的半导体发光元件与示例2的半导体发光元件的区别在于：一点是p型第三化合物半导体层424插设在凸起部分411之间，另一点是第二电极452形成在p型第三化合物半导体层424上。此外，在预先形成具有电流阻挡结构的结型化合物半导体层层叠结构470(见图14)后，根据本发明实施例的蚀刻方法来蚀刻结型化合物半导体层层叠结构470，以形成形状类似于或者相同于凸起部分211的形状的凸起部分411。在凹进部分中掩埋电流注入层(p型第三化合物半导体层424)。在图13中，掩埋凹进部分的p型第三化合物半导体层424可以是高密度p型低折射率化合物半导体层，其能够层叠在衬板层(第二化合物半导体层422)上。只要可以实现掩埋生长，晶体生长方法可以是LPE法、MOCVD法或者PPD法。在图13所示的示例中，MOCVD法用于掩埋电流注入凹进部分。在根据LPE法掩埋凹进部分时，凹进部分被平坦地掩埋。在采用MOCVD法掩埋和生长电流注入凹进部分时，如果去除掩模层，则与SDH半导体激光器制造过程中产生的{111}B非生长面类似的{111}B非生长面出现在具有电流阻挡能力的凸起部分411的上表面上。因此，形成三角形层424′。在掩埋和生长电流注入凹进部分后，可以通过常规蚀刻去除三角形层424′。其后，可以在第三化合物半导体层424上层叠第二电极(透明电极)452。三角形层424′可以不去除而完整地保留，并可以在第三化合物半导体层424上形成第二电极(透明电极)452。在发光二极管的情形下，凹进部分既不掩埋也不生长。可以预先进行晶体生长，从而可以在由蚀刻产生的凹进部分上形成第二电极。因此，在根据本发明实施例的蚀刻方法形成凹进部分后，可以在凹进部分上形成第二电极(透明电极层)。这里，如果示例4的半导体发光元件的形状或者组元与示例2的半导体发光元件的形状或者组元基本相同，则表示示例4 的半导体发光元件的组元的参考标号的两个最低位与表示示例2的半导体发光元件的组元的参考标号的两个最低位相同。

因为SAN半导体激光器情形的设计概念与SDH半导体激光器情形的设计概念不同，所以各侧表面所起的作用完全不同。特别是没有严格的限制施加于H_U/(H_U+H_D)或者(H_U+H_D)/W_U的状态上。然而，当考虑与ISAN半导体激光器中的电流限制结构的区别而设计电流限制结构时，凸起部分之间的间隔设计为较小。其次，为了使凹进部分变窄，增加倾斜角很小并且包括在占凸起部分整个侧面的凸起部分侧面中的斜面的百分比。在示例4中，假设H_U表示凸起部分上层411B的厚度，H_D表示凸起部分下层411A的厚度，并且W_U表示凸起部分上层411B的宽度，则例如，1.5μm或1μm、0.5μm、和0.5μm，或者0.5μm、1.5μm或1μm、和0.5μm分别用作H_U、H_D和W_U的典型示例。

(示例5)

示例5涉及根据本发明实施例的凸起部分形成方法的变形、根据本发明第二实施例的形成在衬板上的凸起部分的变形、根据本发明第三实施例的半导体发光元件的变形以及根据本发明第二实施例的半导体发光元件制造方法的变形。

示例5的半导体发光元件与示例4相类似，是SAN半导体激光器。就是说，如图15和图16的示意性局部截面图所示，即使在示例5中，凸起部分511也相当于电流被限制的区域，即电流不流动的区域。当电流从形成在凸起部分511之间的第三化合物半导体层524流过第二化合物半导体层522的保留部分和有源层523而到达第一化合物半导体层521时，有源层523发光。

在示例5中，通过蚀刻获得的凸起部分511的外部形状可以与示例3的凸起部分311相同。示例5的半导体发光元件与示例3的半导体发光元件的区别在于：一点是p型第三化合物半导体层524形成在凸起部分511之间，另一点是第二电极552形成在p型第三化合物半导体层524。此外，预先形成具有电流阻挡结构的结型化合物半导体层层叠结构570(见图15和图16)，然后根据本发明实施例的蚀刻方法进行蚀刻，以形成形状与凸起部分311的形状类似或者相同的凸起部分511。电流注入层(p型第三化合物半导体层524)掩埋在凹进部分中。如果示例5的半导体发光元件的组元与示例3的 半导体发光元件基本相同，则表示示例5的半导体发光元件的组元的参考标号的两个最低位与表示示例2的半导体发光元件的组元的参考标号的两个最低位相同。

示例5的半导体发光元件的构造或者结构与示例4的半导体发光元件的构造或者结构的差别在于：示例4的凸起部分411的上层和下层的斜面倾斜角之间的关系与示例5的凸起部分511的上层和下层的斜面倾斜角之间的关系相反。设计插设在两个凸起部分511之间的凹进部分的具体设计方法以及注意事项与示例4的相关内容相同。将省略重复性的描述。

(示例6)

示例6涉及根据本发明第三实施例中的半导体发光元件制造方法。在下面进行的描述中，表达“上(upper)”和“下(lower)”原则上分别以元件制造基板为参考，应用于远离元件制造基板的位置和靠近元件制造基板的位置。

根据示例6的半导体发光元件制造方法获得的半导体发光元件是半导体层，或者更具体地讲，是SDH半导体激光器。如示出了尚未去除元件制造基板610的半导体激光器的图18的示意性局部截面图所见，以示例6的半导体发光元件制造方法的中间步骤产生的半导体发光元件的居间物质如下：

(a)凸起部分(突起)611，形成在以{100}面作为其主表面的元件制造基板610的主表面上，并且平行于元件制造基板610的<110>的方向(更具体地讲，例如，[011]方向)延伸(同样应用于下面进行的描述)；

(b)发光部分620，具有依次层叠在凸起部分611的上表面上的具有第一导电类型(在示例6中，n型导电性)的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型(在示例6中，p型导电性)的第二化合物半导体层622；以及

(c)层叠结构620′和电流阻挡层640，层叠结构620′形成在元件制造基板610主表面的没有形成凸起部分的部分(可以称为元件制造基板610的凹进部分表面或者裸露表面)上，并且具有依次层叠的具有第一导电类型(n型导电性)的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型(p型导电性)的第二化合物半导体层622；电流阻挡层640形成在层叠结构620′上，并且至少遮蔽包括在发光部分620中的有源层623的侧表面。

凸起部分611具有两层结构，包括凸起部分下层611A和凸起部分上层 611B。

如图17的示意性局部截面图所示，根据示例6的半导体发光元件制造方法产生的半导体发光元件包括：

(b′)发光部分620，具有依次层叠的具有第一导电类型(在示例6中，n型导电性)的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型(在示例6中，p型导电性)的第二化合物半导体层622；

(c′)层叠结构620′和电流阻挡层640，层叠结构620′具有依次层叠的具有第一导电类型(n型导电性)的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型(在示例6中，p型导电性)的第二化合物半导体层622，电流阻挡层640形成在层叠结构620′上，并且至少遮蔽包括在发光部分620中的有源层623的侧表面；

(d′)接触层632，覆盖电流阻挡层的整个表面；

(e′)第二电极652，形成在接触层632上；

(f′)支撑基板680，以在其与第二电极652之间的金属层681结合到第二电极652；以及

(g′)第一电极651，电连接到第一化合物半导体层621。

通过示例6的半导体发光元件制造方法的下述中间步骤产生的凸起部分611与图3A至3C的示意性局部截面图所示的相类似，其形成在以{100}面(更具体地讲，(100)面)(同样应用于下面进行的描述)作为其上表面的元件制造基板610上。具体地讲，形成在元件制造基板610上的凸起部分611是在以{100}面作为其主表面的元件制造基板610的主表面上形成并平行于元件制造基板610的<110>方向延伸的凸起部分。凸起部分611具有两层结构，包括凸起部分下层611A和凸起部分上层611B。

凸起部分上层611B在{110}面(更具体地讲，(011)面)(同样应用于下面进行的描述)上截取的截面形状是下底比上底长的等腰梯形。凸起部分下层611A在{110}面上截取的截面形状是下底比上底长的等腰梯形。凸起部分上层611B在{110}面上截取的截面形状的下底对应于凸起部分下层611A在{110}面上截取的截面形状的上底。

凸起部分上层611B的侧表面611b的倾斜角θ_U、凸起部分下层611A的侧表面611a的倾斜角θ_D和凸起部分的对应于(111)B面的侧面的倾斜角θ_111B之间的关系，以及各倾斜角的具体值与示例1的相关描述相同。凸起部分上 层611B的厚度H_U、凸起部分下层611A的厚度H_D和凸起部分上层611B的宽度W_U之间的关系，以及厚度和宽度的具体值与示例1的相关描述相同。

在凸起部分上层611B的上表面上，与示例1相类似，依次形成第一化合物半导体层621、有源层623和第二化合物半导体层622A。此外，第二半导体层622B形成在第二化合物半导体层622A上，以由此形成顶端。

在元件制造基板610的凹进部分表面(所示示例中的(100)面)上，依次形成与发光部分620结构相同的层叠结构620′、电流阻挡层位置调节层630(基本上为第二化合物半导体层622的延伸)、电流阻挡层640和掩埋层(掩埋的覆盖层)631。掩埋层的整个表面覆盖有第二导电性的GaAs制成的接触层(帽层)632。在示例6中，包括凸起部分611的元件制造基板610由n-GaAs制成。此外，电连接到第一化合物半导体层621的第一电极651(更具体地讲，形成在第一化合物半导体层621上的第一电极651)由Ti/TiW/Pt/Au制成，并且电连接到第二化合物半导体层622的第二电极652(形成在第二化合物半导体层622上方，或者更具体地讲，形成在接触层(帽层)632上的第二电极652)由Au/Ni/AuGe或Au/AuZn制成。

构成发光部分620或者层叠结构620′化合物半导体层的组成与表1所列的相同。包括在电流阻挡层640的部分中的化合物半导体层具有与图2B所示相同的结构。

形成在凸起部分611上的有源层623具有由折射率低于有源层623的电流阻挡层640包围的侧方向(侧表面)，并且具有分别由折射率低于有源层623的第一化合物半导体层621及第二化合物半导体层622A和622B包围的上下方向。因此，有源层623的上下方向和侧方向被完整的光限制结构包围。另外，p-n-p-n结构(p型掩埋层631-n型电流阻挡层640-p型电流阻挡层位置调节层630-n型第一化合物半导体层621)的所谓的闸流管结构形成为靠近元件制造基板610的凹进部分表面上方的有源层623的侧表面。因此，电流集中在有源层623上。最终，获得了低的阈值电流。

下面，将描述示例6的半导体发光元件制造方法。

[步骤600]

首先，在以{100}面为其主表面的元件制造基板610的主表面上，形成平行于元件制造基板610的<110>方向延伸的凸起部分611。该步骤对应于示例1中的子步骤100A至100C。

[步骤610]

其后，与示例1中的步骤110类似，在根据湿法蚀刻方法去除掩模层661后，在凸起部分611的上表面上形成发光部分620，该发光部分620具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型的第二化合物半导体层622。同时，在元件制造基板621主表面的没有形成凸起部分611的部分(凹进部分表面或者裸露表面)上形成层叠结构620′，该层叠结构620′具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型的第二化合物半导体层622。

[步骤620]

其后，与示例1中的步骤120相类似，在层叠结构620′上形成电流阻挡层640，该电流阻挡层640至少遮蔽包括在发光部分620中的有源层623的侧表面。

[步骤630]

其后，根据MOCVD方法，在电流阻挡层的整个表面上依次形成掩埋层631和接触层(帽层)632。附带地，当MOCVD继续时，由在元件制造基板610的凹进部分表面上方晶体生长的化合物半导体制成的掩埋层631将逐步地完全掩埋自生长停止的发光部分620。其后，接触层632经受平坦化处理。然后，第二电极652根据真空蒸发法形成在平坦的接触层632上。最后，形成图19所示的结构。第二电极652可以根据需要图案化。

[步骤640]

其后，元件制造基板619与支撑基板680用其间的第二电极652结合起来。具体地讲，形成在支撑基板680的表面上的金属层681被紧密地贴附到第二电极652。金属层681和第二电极652根据金属-金属的结合方法而接合在一起。更具体地讲，根据通过给金属层681和第二电极652施加范围约为1atm至10atm的压力而热压紧金属层681和第二电极652的方法，使金属层681和第二电极652彼此均匀地结合在一起。或者，包含B、Al、Ga、In、Sn或Ag的粘合构件可以插设在要彼此粘合的表面之间。

[步骤650]

其后，去除元件制造基板610。具体地讲，可以采用氨水和过氧化氢水溶液、硫酸盐溶液和过氧化氢水溶液、盐酸溶液和过氧化氢水溶液或者磷酸 溶液和过氧化氢水溶液。过氧化氢水溶液的溶液混合比根据各种杂质中的任一个的含量而变化，以调节氧化还原反应。从而，可以蚀刻元件制造基板610。

[步骤660]

其后，形成电连接到第一化合物半导体层621的第一电极651。具体地讲，根据真空蒸发法在第一化合物半导体层621的适当位置上形成第一电极651。因此，制造出了具有图17所示结构的示例6的半导体发光元件。附带地，可以使半导体发光元件彼此分离。另外，可以将半导体发光元件以多个元件(例如四个、八个或者十六个)的单元分成组，并且各组可以彼此分离。优选地，应当最大可能地避免在形状像倒梯形的凹进部分上形成第一电极651，以免第一电极651的位置或制成第一电极651的材料干扰光引出。否则，第一电极651由透明导电材料制成。从而，最大可能地减少了第一电极651的光吸收。

在示例6中，形成了凸起部分611以形成发光部分620。附带地，凸起部分611具有两层结构，包括凸起部分上层611B和凸起部分下层611A。凸起部分上层611B的上表面的宽度W_U、凸起部分上层611B的高度H_U和凸起部分下层611A的高度H_D可以设定为从宽范围的设定值中选定的各个值的组合。如前所述，发光部分620的高度(大小)由凸起部分上层611B的宽度W_U限定。纵横比{(H_U+H_D)/W_U}(即从元件制造基板610的凹进部分表面到凸起部分611的上表面的高度(H_U+H_D)与凸起部分在该高度处的上表面的宽度W_U的比)可以通过控制在元件制造基板610上执行的湿法蚀刻而调节或者限定到所期望的纵横比的范围。换言之，与有源层623所期望的宽度相关联的凸起部分611的纵横比(例如，高度与宽度的商)落入了一定的范围值内。因此，凸起部分的纵横比必须限定到该范围。然而，在纵横比设计上的自由度是比较高的。因此，一旦优化了纵横比，就可以抑制电流阻挡层640可能不能形成在有源层623的侧表面上的问题发生。过去，关于通过蚀刻元件制造基板610(蚀刻的控制波动)形成的凹凸基板的纵横比，已经产生这样的问题：因为凸起部分的宽度或者高度在元件制造基板内变化，所以电流阻挡层没有形成在有源层的侧表面上，其中该有源层包括在形成于凸起部分的上表面上的发光部分中且该凸起部分位于元件制造基板上的一定的区域中。然而，在示例6中，凸起部分611的与有源层623的期望宽度相关联的期望纵横比可以通过控制在元件制造基板610上执行的湿法蚀 刻而获得。可以显著改善元件制造基板的凹凸结构中的面内均匀性。此外，即使在为了获得高密度集成而减小凸起部分611的形成间隔时，有源层623所产生的光也不会被元件制造基板610吸收。另外，凸起部分611的纵横比可以控制为落入所期望的范围值内。因此，可以抑制在有源层623的侧表面上没有形成电流阻挡层640的问题发生。最终，可以实现高密度集成的半导体发光元件。

在示例6中，因为移除了元件制造基板610，所以从有源层623产生的光将不会被元件制造基板610吸收。结果，可以避免发光效率下降的问题，并且可以实现高密度集成的半导体发光元件。此外，因为去除了元件制造基板610，所以可以最小化半导体发光元件中的串联电阻值。

(示例7)

示例7是示例6的变形。在示例7中，在形成凸起部分之后，且在形成发光部分和层叠结构前，在元件制造基板的整个表面上形成蚀刻停止层。

更具体地讲，在示例7的半导体发光元件制造方法中，执行相当于示例6中的步骤600的步骤。在相当于步骤610的步骤，根据湿法蚀刻方法去除掩模层661。其后，在元件制造基板的整个表面上形成例如由Al_0.3Ga_0.7As制成的蚀刻停止层691。

其后，在蚀刻停止层691上的凸起部分611上表面上形成发光部分620，该发光部分620具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型的第二化合物半导体层。同时，在元件制造基板610主表面的没有形成凸起部分611的部分(凹进部分表面或者裸露表面)上的蚀刻停止层691上形成层叠结构620′，该层叠结构620′具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层621、有源层623和具有第二导电类型的第二化合物半导体层。

图20是示出在完成与示例6中的步骤620相当的步骤时观察到的元件制造基板的示意性局部截面图。

根据现有技术，凸起部分的侧表面以非生长面的{111}B面构造。因此，假设例如由Al_0.3Ga_0.7As代表的As材料制成的化合物半导体层用作蚀刻停止层，则因为该材料没有晶体生长在{111}B面上，所以凸起部分的两个侧表面部分地没有覆盖化合物半导体层。这意味着化合物半导体层没有起蚀刻停止层的作用(见示出元件制造基板的图24的示意性局部截面图)。在示例7中， 如图20所示，凸起部分611的侧表面611a和611b不由{111}B面构造，而分别是凸起部分上层611B和凸起部分下层611A的两个稳定的蚀刻的表面。各侧表面不是由非生长面构造，而是由晶体生长面构造。因此，蚀刻停止层691均匀地形成在凸起部分611的侧表面611a和611b上。结果，凸起部分611的两个侧表面被蚀刻停止层691可靠地遮蔽。

根据将蚀刻停止层691的晶体生长转换到第一化合物半导体层621的晶体生长的时间，遮蔽凸起部分侧表面的蚀刻停止层691的形状可以变化。在任何情形下，不必说，在图4A或者图4B所示的步骤或者图4A或者图4B所示的步骤之间的中间步骤，确定遮蔽凸起部分611的侧表面611a和611b的蚀刻停止层691的形状。在有源层621包含Sb或Bi时，如果要制成蚀刻停止层的材料中至少包含AlSb或AlBi，则可以提供蚀刻停止层的能力。

本发明已经结合优选示例进行了描述。然而，本发明不限于各示例。描述为示例的半导体发光元件的构造或者结构、制作半导体发光元件的材料、制造半导体发光元件的条件以及各种数值仅作为例子，并且可以适当修改。在各示例中，第一导电类型是指n型导电性，并且第二导电类型是指p型导电性。相反，第一导电类型可以是指p型导电性，并且第二导电类型可以是指n型导电性。可以采用闪光条结构。在示例6和7中，元件制造基板被去除。或者，可以完整地保留部分元件制造基板，并且元件制造基板的保留部分可以用作接触层。第一电极可以形成在元件制造基板的保留部分上。

根据本发明第一或者第二实施例形成在衬板上的凸起部分，以及根据本发明实施例的凸起部分形成方法可以用于掩埋异质结构激光器及其制造方法、表面发射(激光)元件及其制造方法、LED及其制造方法、异质结双极晶体管及其制造方法、光敏二极管及其制造方法以及太阳能电池及其制造方法。具体地讲，根据本发明的凸起部分形成方法可以有效地用于形成凹进部分或者分离元件的分离凹槽。更具体地讲，当在晶片表面的宽范围上要求关于宽度、深度或者间隔进行蚀刻控制时，可以有效地应用根据本发明实施例的凸起部分形成方法。上面各种元件的任何一个形成在根据本发明第一或者第二实施例的形成在衬板上的凸起部分上。

本领域的技术人员应当理解，在所附权利要求或其等同特征的范围内，可以根据设计要求和其他因素来进行各种修改、组合、部分组合及替换。

本申请包含分别于2008年8月21日和2008年9月19日提交至日本专 利局的日本优先权专利申请JP 2008-212683和JP 2008-240629公开的相关主题，其全部内容引用结合于此。

Claims (36)

1.一种在以{100}面作为上表面的衬板上形成平行于该衬板的<110>方向延伸的凸起部分的凸起部分形成方法，该方法包括如下步骤：

(a)在该衬板上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法蚀刻该衬板以形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，进一步蚀刻该衬板以形成凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D的等腰梯形，其中θ_D≠θ_U。

2.根据权利要求1所述的凸起部分形成方法，其中：

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U，其中θ_D≠θ_U。

3.根据权利要求2所述的凸起部分形成方法，其中在步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度高于在步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

4.根据权利要求1所述的凸起部分形成方法，其中：

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D，其中θ_D≠θ_U。

5.根据权利要求4所述的凸起部分形成方法，其中在步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度低于在步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

6.一种半导体发光元件制造方法，包括如下步骤：

(A)在以(100)面作为主表面的元件制造基板的主表面上形成平行于该元件制造基板的<110>方向延伸的凸起部分；

(B)在该凸起部分的上表面上形成发光部分，该发光部分具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层和具有第二导电类型的第二化合物半导体层，并同时在该元件制造基板的该主表面的没有形成该凸起部分的部分上形成层叠结构，该层叠结构具有依次层叠的具有该第一导电类型的该第一化合物半导体层、该有源层和具有该第二导电类型的该第二化合物半导体层；以及

(C)在该层叠结构上形成电流阻挡层，该电流阻挡层至少遮蔽包括在该发光部分中的该有源层的侧表面，其中

该步骤A包括如下子步骤：

(a)在该元件制造基板的主表面上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法，蚀刻该元件制造基板的主表面以形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，进一步蚀刻该元件制造基板的主表面以形成凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D的等腰梯形，其中θ_D≠θ_U。

7.根据权利要求6所述的半导体发光元件制造方法，其中：

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U，其中θ_D≠θ_U。

8.根据权利要求7所述的半导体发光元件制造方法，其中在该步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度高于在该步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

9.根据权利要求6所述的半导体发光元件的制造方法，其中假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，并且H_D表示该凸起部分下层的厚度，则满足H_U/(H_U+H_D)≥0.5。

10.根据权利要求9所述的半导体发光元件制造方法，其中满足H_U/(H_U+H_D)≥0.7。

11.根据权利要求6所述的半导体发光元件制造方法，其中假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，H_D表示该凸起部分下层的厚度，并且W_U表示该凸起部分上层的宽度，则满足(H_U+H_D)/W_U≥0.4。

12.根据权利要求11所述的半导体发光元件制造方法，其中满足(H_U+H_D)/W_U≥0.9。

13.一种半导体发光元件制造方法，该半导体发光元件包括发光部分，该发光部分由第一化合物半导体层、有源层和上表面为{100}面的第二化合物半导体层形成，该半导体发光元件制造方法包括在该第二化合物半导体层的部分上沿其厚度方向形成平行于<110>方向延伸的凸起部分的步骤，其中凸起部分形成步骤包括如下子步骤：

(a)在该第二化合物半导体层的上表面上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法，沿厚度方向蚀刻部分该第二化合物半导体层以形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，沿厚度方向蚀刻部分该第二化合物半导体层以形成凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D的等腰梯形，其中θ_D≠θ_U。

14.根据权利要求13所述的半导体发光元件制造方法，其中：

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U，其中θ_D≠θ_U。

15.根据权利要求14所述的半导体发光元件制造方法，其中在该步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度高于该步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

16.根据权利要求13所述的半导体发光元件制造方法，其中：

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D，其中θ_D≠θ_U。

17.根据权利要求16所述的半导体发光元件制造方法，其中在该步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度低于该步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

18.一种形成在衬板上的凸起部分，该凸起部分具有作为其上表面的{100}面，并且平行于该衬板的<110>方向延伸，其中：

该凸起部分具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层和凸起部分上层；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U，其中θ_U≠θ_D。

19.一种形成在衬板上的凸起部分，该凸起部分具有作为其上表面的{100}面，并且平行于该衬板的<110>方向延伸，其中：

该凸起部分具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层和凸起部分上层；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D，其中θ_U≠θ_D。

20.一种半导体发光元件，包括：

(a)凸起部分，形成在以{100}面作为其主表面的元件制造基板的主表面上并且平行于该元件制造基板的<110>方向延伸；

(b)发光部分，形成在该凸起部分的上表面上，并且具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层和具有第二导电类型的第二化合物半导体层；

(c)层叠结构和电流阻挡层，该层叠结构形成在该元件制造基板的主表面的没有形成该凸起部分的部分上，并且具有依次层叠的具有该第一导电类型的该第一化合物半导体层、该有源层和具有该第二导电类型的该第二化合物半导体层；该电流阻挡层形成在该层叠结构上，并且至少遮蔽包括在该发光部分中的该有源层的侧表面，其中

该凸起部分具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层和凸起部分上层；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U，其中θ_U≠θ_D。

21.根据权利要求20所述的半导体发光元件，其中假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，并且H_D表示该凸起部分下层的厚度，则满足H_U/(H_U+H_D)≥0.5。

22.根据权利要求21所述的半导体发光元件，其中满足H_U/(H_U+H_D)≥0.7。

23.根据权利要求20所述的半导体发光元件，其中假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，H_D表示该凸起部分下层的厚度，并且W_U表示该凸起部分上层的宽度，则满足(H_U+H_D)/W_U≥0.4。

24.根据权利要求23所述的半导体发光元件，其中满足(H_U+H_D)/W_U≥0.9。

25.一种半导体发光元件，包括由第一化合物半导体层、有源层和上表面为{100}面的第二化合物半导体层形成的发光部分，并且具有在该第二化合物半导体层上形成的平行于<110>方向延伸的凸起部分，其中：

该凸起部分具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层和凸起部分上层；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U，其中θ_U≠θ_D。

26.一种半导体发光元件，包括由第一化合物半导体层、有源层和上表面为{100}面的第二化合物半导体层形成的发光部分，并且具有在该第二化合物半导体层上形成的平行于<110>方向延伸的凸起部分，其中：

该凸起部分具有两层结构，该两层结构包括凸起部分下层和凸起部分上层；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状为下底比上底长的等腰梯形；

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_U表示该凸起部分上层的侧表面的倾斜角，θ_D表示该凸起部分下层的侧表面的倾斜角，并且θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_U≤θ_111B≤θ_D，其中θ_U≠θ_D。

27.根据权利要求25或26所述的半导体发光元件，其中当电流从该凸起部分经由该第二化合物半导体层的保留部分和该有源层流到该第一化合物半导体层时，从该有源层发光。

28.根据权利要求25或26所述的半导体发光元件，其中：

该凸起部分相当于电流被限制的区域；并且

当电流从形成在凸起部分之间的第三化合物半导体层经由该第二化合物半导体层的保留部分和该有源层流到该第一化合物半导体层时，从该有源层发光。

29.一种半导体发光元件制造方法，包括如下步骤：

(A)在以(100)面作为主表面的元件制造基板的主表面上形成平行于该元件制造基板的<110>方向延伸的凸起部分；

(B)在该凸起部分的上表面上形成发光部分，该发光部分具有依次层叠的具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层和具有第二导电类型的第二化合物半导体层，并且同时在该元件制造基板的主表面的没有形成该凸起部分的部分上形成层叠结构，该层叠结构具有依次层叠的具有该第一导电类型的该第一化合物半导体层、该有源层和具有该第二导电性的该第二化合物半导体层；

(C)在该层叠结构上形成电流阻挡层，该电流阻挡层至少遮蔽包括在该发光部分中的该有源层的侧表面；

(D)在该电流阻挡层的整个表面上形成接触层，并且在该接触层上形成第二电极；

(E)通过其间的该第二电极将该元件制造基板结合至该支撑基板，并且去除该元件制造基板；以及

(F)形成电连接到该第一化合物半导体层的第一电极，

其中该步骤(A)包括如下子步骤：

(a)在该元件制造基板的主表面上形成平行于<110>方向延伸的掩模层；

(b)采用该掩模层作为蚀刻掩模，根据采用蚀刻溶液的湿法蚀刻方法，蚀刻该元件制造基板的主表面以形成凸起部分上层，使得该凸起部分上层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_U的等腰梯形；以及

(c)在该蚀刻溶液的不同温度根据湿法蚀刻方法并采用该掩模层和该凸起部分上层的侧表面作为蚀刻掩模，进一步蚀刻该元件制造基板的主表面以形成凸起部分下层，使得该凸起部分下层在对应于{110}面的截取面上的截面形状为下底比上底长且侧表面的倾斜角为θ_D的等腰梯形，其中θ_D≠θ_U。

30.根据权利要求29所述的半导体发光元件制造方法，其中：

该凸起部分上层在{110}面上截取的截面形状的下底对应于该凸起部分下层在{110}面上截取的截面形状的上底；并且

假设θ_111B表示该凸起部分的为(111)B面的侧面的倾斜角，则满足θ_D≤θ_111B≤θ_U，其中θ_D≠θ_U。

31.根据权利要求30所述的半导体发光元件制造方法，其中在该步骤(b)采用的该蚀刻溶液的温度高于该步骤(c)采用的该蚀刻溶液的温度。

32.根据权利要求29所述的半导体发光元件制造方法，其中假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，并且H_D表示该凸起部分下层的厚度，则满足H_U/(H_U+H_D)≥0.5。

33.根据权利要求32所述的半导体发光元件制造方法，其中满足H_U/(H_U+H_D)≥0.7。

34.根据权利要求29所述的半导体发光元件制造方法，其中假设H_U表示该凸起部分上层的厚度，H_D表示该凸起部分下层的厚度，并且W_U表示该凸起部分上层的宽度，则满足(H_U+H_D)/W_U≥0.4。

35.根据权利要求34所述的半导体发光元件制造方法，其中满足(H_U+H_D)/W_U≥0.9。

36.根据权利要求29所述的半导体发光元件制造方法，其中在步骤(A)的随后步骤，在该元件制造基板的整个表面上形成蚀刻停止层。

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