CN103682026A - 半导体发光元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体发光元件及其制造方法。制造半导体发光元件的方法包括如下步骤：在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层；在半导体层上形成透明导电金属氧化物膜；在透明导电金属氧化物膜上方形成电极；形成用于覆盖透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层；以及在含氧气氛中对其上形成有掩模层的透明导电金属氧化物膜进行热处理；其中，在热处理步骤中，使透明导电金属氧化物膜的未被掩模层覆盖的剩余部分的氧浓度高于透明导电金属氧化物膜的被掩模层覆盖的部分的氧浓度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体发光元件及其制造方法。更详细地，本发明涉及设法使电流能够在透明电极膜中扩散的半导体发光元件及其制造方法。
背景技术
通常，半导体发光元件包括发光层、n型层和p型层。在n型层和p型层中的每一层中形成有电极。当从电极注入的电流更充分地在发光层的发光表面内扩散时，半导体发光元件的发光效率也变高。
因此，已开发出设法使电流能够在发光表面内扩散的技术。例如，JP-A-2012-69860公开了包括第一透明电极膜和第二透明电极膜的半导体发光元件。在第二透明电极膜上形成有焊垫电极(参见JP-A-2012-69860的图1等)。与第二透明电极膜相比，第一透明电极膜在接触电阻方面较低而在薄层电阻方面较高(参见JP-A-2012-69860的段［0040］中的表1)。
换言之，在焊垫电极之下的第二透明电极膜具有使电流能够容易扩散到横向方向即半导体发光元件的衬底的主表面方向上的特性。此外，第一透明电极膜具有使电流能够容易流动到纵向方向即第一透明电极膜的膜厚方向上的特性。据此，使电流能够在发光表面内扩散。
然而，在JP-A-2012-69860中所公开的半导体发光元件中，第一透明电极膜和第二透明电极膜是彼此分离的主体。因此，在第一透明电极膜和第二透明电极膜之间存在接触电阻。因此，存在电流不充分流动的问题。
发明内容
为了解决相关领域所附随的上述问题，已经做出本发明。具体地，本发明的一个目的是提供一种设法使电流能够在半导体层的发光表面内充分扩散的半导体发光元件及其制造方法。
根据本发明的第一方面的用于制造半导体发光元件的方法包括：在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层的半导体层形成步骤；在半导体层上形成透明导电金属氧化物膜的透明导电金属氧化物膜形成步骤；以及在透明导电金属氧化物膜上形成电极的电极形成步骤。此外，该方法包括：形成用于覆盖透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层的掩模层形成步骤；以及在含氧气氛中对其上形成有掩模层的透明导电金属氧化物膜进行热处理的热处理步骤。在热处理步骤中，使透明导电金属氧化物膜的未被掩模层覆盖的剩余部分的氧浓度较高。
根据用于制造半导体发光元件的该方法，在透明导电金属氧化物膜中形成低氧浓度区域和高氧浓度区域。在该半导体发光元件中，电流在发光表面内充分地扩散。在透明导电金属氧化物膜的低氧浓度区域中，电流容易流动到发光表面内的横向方向。在透明导电金属氧化物膜的高氧浓度区域中，电流容易朝向半导体层流动。以此方式，电流在发光表面内充分地扩散，因此，半导体发光元件的发光效率良好。
在根据本发明的第二方面的用于制造半导体发光元件的方法中，掩模层是绝缘层。使绝缘层的至少一部分保留在透明导电金属氧化物膜上。换言之，透明导电金属氧化物膜的未被绝缘层覆盖的露出区域被氧化，而透明导电金属氧化物膜的被绝缘层覆盖的区域未被氧化。
在根据本发明的第三方面的用于制造半导体发光元件的方法中，掩模层是绝缘层和电极。使绝缘层和电极中的每一个的至少一部分保留在透明导电金属氧化物膜上。换言之，透明导电金属氧化物膜的未被绝缘层和电极覆盖的露出区域被氧化，而透明导电金属氧化物膜的被绝缘层和电极覆盖的区域未被氧化。
在根据本发明的第四方面的用于制造半导体发光元件的方法中，在热处理步骤之后，包括从透明导电金属氧化物膜上移除掩模层的掩模层移除步骤。在掩模层移除步骤之后，执行电极形成步骤。
在根据本发明的第五方面的用于制造半导体发光元件的方法中，在掩模层形成步骤之前，包括在无氧气氛中执行热处理的热处理步骤，在无氧气氛中的热处理步骤的热处理温度高于在含氧气氛中的热处理步骤的热处理温度。
根据本发明的第六方面的半导体发光元件，包括：衬底；形成在衬底的主表面上的由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层；形成在半导体层上的单个透明导电金属氧化物膜；以及导向透明导电金属氧化物膜的布线电极。此外，透明导电金属氧化物膜包括具有低氧浓度的低氧浓度区域，以及与低氧浓度区域相比具有较高氧浓度的高氧浓度区域。布线电极在低氧浓度区域的区域宽度内形成。
根据本发明的第七方面的半导体发光元件包括在透明导电金属氧化物膜上的覆盖低氧浓度区域的绝缘层。布线电极包括接触透明导电金属氧化物膜的多个接触部以及将接触部彼此电连接的并且形成在绝缘层上的布线部。布线部沿着绝缘层形成。接触部接触低氧浓度区域。因此，从接触部注入的电流在低氧浓度区域中扩散到发光表面内的方向上。
在根据本发明的第八方面的半导体发光元件中，透明导电金属氧化物膜的材料是通过向In203添加其它金属所获得的化合物。
在根据本发明的第九方面的半导体发光元件中，透明导电金属氧化物膜的材料是ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)。在该透明导电金属氧化物膜中，在低氧浓度区域中，接触电阻相对较高，薄层电阻相对较低。另一方面，在高氧浓度区域中，接触电阻相对较低，薄层电阻相对较高。
根据本发明，提供了一种设法使电流能够在半导体层的发光表面内充分扩散的半导体发光元件及其制造方法。
附图说明
图1为示出根据实施方案1的半导体发光元件的俯视图。
图2为示出根据实施方案1的半导体发光元件的示意性构造的横截面图。
图3为用于说明电流在根据本实施方案的半导体发光元件的透明导电金属氧化物膜中流动的容易性的视图。
图4为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分1)。
图5为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分2)。
图6为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分3)。
图7为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分4)。
图8为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分5)。
图9为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分6)。
图10为示出根据实施方案1的另一半导体发光元件的示意性构造的横截面图。
图11为对根据实施方案2的半导体发光元件的布线电极附近进行放大的横截面图。
图12为对根据实施方案4的半导体发光元件的布线电极附近进行放大的横截面图。
图13为说明用于制造根据实施方案4的半导体发光元件的方法的视图。
具体实施方式
在下文中，通过在参照附图的同时以半导体发光元件为例来描述具体实施方案。但是，不应当将本发明解释为受限于这些实施方案。此外，如稍后所描述的各个半导体发光元件的层中的每一层的层叠结构和电极结构仅是举例说明。当然，可以采用与下面的实施方案中的层叠结构不同的层叠结构。以概念性方式示出各幅附图中的横截面结构。例如，应当将每层的厚度解释为未示出实际厚度。
(实施方案1)
1．半导体发光元件
图1为示出根据本实施方案的发光元件100的俯视图。图2为示意性示出图1中的A-A横截面的横截面图。发光元件100是正装型半导体发光元件。布线电极170沿着绝缘层160的上部形成。发光元件100包括衬底110、n型层120、发光层130、p型层140、透明导电金属氧化物膜150、绝缘层160、布线层170、绝缘膜180以及布线电极190。
如图1所示，在发光元件100中，在p侧上的布线电极170与在n侧上的布线电极190以梳状状态彼此接合。布线电极170在接触部171中与透明导电金属氧化物膜150接触。布线电极190在接触部191中与n型层120的n型接触层接触。布线电极170和190被绝缘膜180覆盖。但是，布线电极170和190分别在露出部P1和N1的区域中露出。露出部P1和N1各自分别是布线电极170和190的一部分。
衬底110是用于支承n型层120等的半导体层的支承衬底。此外，衬底110还是用于使n型层120等能够生长的生长衬底。可以使用的衬底110的材料实例包括蓝宝石、Si和SiC。此外，还可以使用其主表面上形成有不规则形状的材料。
n型层120、发光层130和p型层140各自为由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层。在衬底110的主表面上形成n型层120。n型层120由从衬底110侧起的n型接触层、N型ESD(静电放电)层以及n型SL(超晶格)层顺序形成。此外，虽然在图2中省略了图示，但可以在衬底110与n型层120之间设置缓冲层。在n型层120上形成发光层130。发光层130是MQW(多量子阱)层。替代地，发光层130还可以是SQW(单量子阱)层。在发光层130上形成p型层140。p型层140为从发光层130侧起的p型覆层和p型接触层顺序形成的层。这些始终只是实例，还可以采用其它构造。
在p型层140的p型接触层的整个上表面上形成透明导电金属氧化物膜150。透明导电金属氧化物膜150的材料可以是例如ITO或IZO。可替代地，透明导电金属氧化物膜150的材料还可以是通过向In2O3添加其它金属所得到的化合物。透明导电金属氧化物膜150是由单个层制成的膜，并且还包括低氧浓度区域L1和高氧浓度区域H1。低氧浓度区域L1设置在绝缘层160和接触部171之下。高氧浓度区域H1是除低氧浓度区域L1以外的区域。稍后描述其细节。
绝缘层160是用于覆盖透明导电金属氧化物膜150的一部分的层。通过设置绝缘层160，光容易在透明导电金属氧化物膜150与绝缘层160之间反射。换言之，绝缘层160抑制了由布线电极170引起的光吸收，并且起提高发光效率的作用。因此，绝缘膜160沿着布线电极170形成。此外，为了使接触部171接触透明导电金属氧化物膜150，设置有孔161。换言之，接触部171中的每个接触部均被设置在孔161中的每个孔内。此外，绝缘层160还起作为用于形成低氧浓度区域L1和高氧浓度区域H1的掩模的作用。绝缘层160的材料的实例包括SiO2和TiO2。
在绝缘层160上形成布线电极170。此外，布线电极170包括接触部171和布线部172。接触部171是接触透明金属氧化物膜150中的低氧浓度区域L1的布线电极。接触部171填充绝缘层160中彼此隔开的多个孔161。接触部171中的每个接触部均在在孔161中的每个孔的底部中与透明导电金属氧化物膜150接触。布线部172是用于将接触部171电连接至p焊垫电极P1的部分。布线电极170的实例包括从p型层140侧起顺序层叠有Cr、Ti和Au的电极。当然，还可以采用其它电极构造。然而，最下层的金属优选地是对SiO2或TiC具有良好粘附力的材料。相同情况也适用于布线电极190。
接触部171和布线部172可以由彼此不同的材料制成。在该情况下，接触部171的最下层的金属优选地是能够与透明导电金属氧化物膜150欧姆接触的材料。布线部172的最下层的金属优选地是对SiO2具有良好粘附力的材料。此外，接触部191的最下层的金属优选地是能够与n型层120欧姆接触的材料。布线部192的最下层的金属优选地是对SiO2具有良好粘附力的材料。
绝缘膜180是用于保护半导体等的膜。因此，绝缘膜180覆盖半导体等的上表面，即覆盖透明导电金属氧化物膜150、绝缘层160以及布线电极170和190。绝缘膜180的材料的实例包括SiO2和TiO2。
2．低氧浓度区域和高氧浓度区域
如图2所示，发光元件100的透明导电金属氧化物膜150包括低氧浓度区域L1和高氧浓度区域H1。换言之，透明导电金属氧化物膜150包括在单个膜内具有高氧浓度的区域和具有低氧浓度的区域。
低氧浓度区域L1是未在如稍后描述的氧气氛中经受热处理的区域。高氧浓度区域H1是已在如稍后描述的氧气氛中经受热处理的区域。因此，高氧浓度区域H1中的氧浓度高于低氧浓度区域L1中的氧浓度。
如图2所示，低氧浓度区域L1位于绝缘层160和接触部171之下。接触部171与低氧浓度区域L1接触。绝缘层160和布线电极170在低氧浓度区域L1的区域宽度W0内形成。另一方面，高氧浓度区域H1是占据除低氧浓度区域L1以外的其它区域的区域。换言之，在高氧浓度区域H1上方既未形成绝缘层160也未形成布线层170。
表1示出低氧浓度区域L1和高氧浓度区域H1的特性。表1示出通过使用1TO所得到的结果。当相互比较低氧浓度区域L1和高氧浓度区域H1时，可以描述下面的内容。
与高氧浓度区域H1相比，低氧浓度区域L1在对p型接触层的接触电阻方面相对较高而在薄层电阻方面相对较低。换言之，如图3所示(图1中的B-B横截面)，在低氧浓度区域L1中，电流几乎未沿着与衬底110的主表面垂直的方向(箭头D1的方向)流动，而容易沿着与衬底110的主表面平行的方向(箭头D2的方向)流动。
另一方面，与低氧浓度区域L1相比，高氧浓度区域H1在对p型接触层的接触电阻方面相对较低而在薄层电阻方面相对较高。因此，如图3所示，在高氧浓度区域H1中，电流容易沿着与衬底110的主表面垂直的方向(箭头D3的方向)流动，而几乎未沿着与衬底110的主表面平行的方向(箭头D4的方向)流动。
如前所述，尽管高氧浓度区域H1的薄层电阻相对较高，但与p型接触层的薄层电阻相比，高氧浓度区域H1的薄层电阻足够低。因此，如图3中由箭头DX所示的，电流在透明导电金属氧化物膜150内扩散时朝向p型层140流动。以此方式，在透明导电金属氧化物膜150中，在电极形成区域中，朝向p型接触层的电流分量密度为小，并且电流沿着平面表面内的方向流动。在除电极形成区域以外的区域中，电流扩散到平面表面内的方向上并且还在p型接触层的方向上分支，并且与在电极形成区域中的情况相比，朝向发光层的电流密度增加。换言之，在发光元件100中，电流容易在发光表面内扩散，并且其发光效率良好。如本文中所提及的电极形成区域指的是电极(如焊垫电极和布线电极)以平面方式在半导体发光元件中占据的区域。换言之，电极形成区域是指在衬底的主表面方向上投影电极的平面形状的区域。
在表1中，低氧浓度区域L1的载流子浓度为6．3×1020(1／cm3)。此外，在表1中，高氧浓度区域H1的载流子浓度为3．0×1020(1／cm3)。以此方式，低氧浓度区域L1的载流子浓度高于高氧浓度区域H1的载流子浓度。这是因为氧缺乏地越多，载流子浓度就越高。换言之，通过对透明导电金属氧化物膜150进行氧化，其载流子浓度变低。此外，在低氧浓度区域L1与高氧浓度区域H1之间的迁移率方面基本不存在差别。
表1
此外，表2示出关于IZO的相同结果。
表2
3．用于制造半导体发光元件的方法
用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法是包括从步骤A至步骤I的以下步骤的方法。
(步骤A)半导体层形成步骤
(步骤B)透明导电金属氧化物膜形成步骤
(步骤C)第一热处理步骤(低氧浓度区域形成步骤)
(步骤D)n型层露出步骤
(步骤E)绝缘层形成步骤
(步骤F)第二热处理步骤(高氧浓度区域形成步骤)
(步骤G)穿孔步骤
(步骤H)电极形成步骤
(步骤I)绝缘膜形成步骤
以此顺序执行这些相应的步骤。
3-1．(步骤A)半导体层形成步骤
通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)在衬底110上形成半导体层。首先，在衬底110的主表面上形成缓冲层。随后，在缓冲层上形成n型层120。然后，在n型层120上形成发光层130。随后，在发光层130上形成p型层140。图4示出在衬底110上形成有各个半导体层的构造。
3-2．(步骤B)透明导电金属氧化物膜形成步骤
随后，如图5所示，通过溅射在p型层140上形成透明导电金属氧化物膜150。这里，在除用于形成n焊垫电极N1的期望区域以外的p型层140上形成透明导电金属氧化物膜150。如前所述，作为透明导电金属氧化物膜150的材料，使用通过向In2O3添加其它金属所得到的化合物。其实例包括ITO和IZO。为了形成图案，可以采用剥离、湿法蚀刻或干法蚀刻中的任一种方法。在该阶段，透明导电金属氧化物膜150尚未获得足够的透明度。
3-3．(步骤C)第一热处理步骤(低氧浓度区域形成步骤)
随后，执行第一热处理步骤。该热处理在无氧气氛中执行。例如，在氮气氛中执行第一热处理。压力条件的实例包括不高于10Pa的情况和低于大气压的情况。热处理温度为例如700℃。热处理时间为例如不大于300秒。然而，不应该将热处理条件解释为受限于此。对于这样的情况，可以设置根据透明导电金属氧化物膜150等的材料变化的条件。根据该热处理，透明导电金属氧化物膜150获得透明度。
尽管使该热处理在氮气氛中执行，但还可以用其它气体执行热处理，只要该气体是惰性气体即可。然而，待使用的气体是无氧气体。在该阶段，透明导电金属氧化物膜150的氧浓度与低氧浓度区域L1中的氧浓度处于相同程度。接触电阻等也与如表1所示的低氧浓度区域L1中的接触电阻等处于相同程度。
3-4．(步骤D)n型层露出步骤
随后，如图6所示，对半导体层的一部分进行钻孔以露出n型层120的一部分。其露出区域121是露出部N1的区域。因此，在光刻之后，可以进行干法蚀刻。
3-5．(步骤E)绝缘层形成步骤
随后，如图7所示，在透明导电金属氧化物膜150的一部分上形成绝缘层160。形成有绝缘层160的区域是电极形成区域。换言之，形成有绝缘层160的区域是之后待形成布线电极170的位置。为了形成绝缘层160，可以采用CVD法。这里，绝缘层160是用于防止透明导电金属氧化物膜150的覆盖区域在稍后描述的第二热处理步骤中发生氧化的掩模层。换言之，该步骤也是掩模层形成步骤。
3-6．(步骤F)第二热处理步骤(高氧浓度区域形成步骤)
随后，其上形成有掩模层的透明导电金属氧化物膜150在含氧气氛中经受热处理。例如，在25Pa的O2气氛中执行热处理。热处理温度为550℃。根据该热处理，透明导电金属氧化物膜150的露出区域被氧化。透明导电金属氧化物膜150的材料的实例包括如ITO和IZO等的氧化物。这里所提及的氧化指的是氧结合至缺乏氧的区域。换言之，如前所述，这指的是载流子浓度降低。
透明导电金属氧化物膜150的未被绝缘层160覆盖的区域通过该氧化成为高氧浓度区域H1。另一方面，透明导电金属氧化物膜150的被绝缘层160覆盖的区域照原样保持为低氧浓度区域L1。这是因为涉及以下方面：绝缘层160起类似于掩模层的作用，并且氧结合至低氧浓度区域L1。
3-7．(步骤G)穿孔步骤
随后，如图8所示，对绝缘层160进行穿孔。该穿孔通过蚀刻等方法来执行。据此，形成孔161。孔161是用于形成接触部171的孔。
3-8．(步骤H)电极形成步骤
随后，如图9所示，形成电极。这里，可以通过形成布线电极170和190来执行电极的形成。在那种情况下，这些布线电极可以在相同的步骤中同时形成。
3-9．(步骤I)绝缘膜形成步骤
在形成电极之后，形成绝缘膜180。在那种情况下，形成绝缘膜180以覆盖布线电极170和半导体层等的侧面。在那时，绝缘膜180还可以被形成为不包括露出部P1和N1；或在被绝缘膜覆盖之后，还可以通过移除绝缘膜的露出区域来形成露出部P1和N1。以此方式，制造出图2所示的发光元件100。附带地，可以适当改变上述步骤的顺序。此外，当然，可以添加除本文所述的那些步骤以外的步骤。
附带地，在如此制造的发光元件100中，绝缘层160的至少一部分保留在透明导电金属氧化物膜150上。
4．修改实施例
4-1．透明导电金属氧化物膜的材料
在本实施方案中，透明导电金属氧化物膜150的材料由ITO或IZO制成。但是，透明导电金属氧化物膜150的材料还可以是通过将In2O3中添加其它金属所得到的化合物。这是因为甚至在那种情况下，通过在含氧气氛中施加热处理，也可以在透明导电金属氧化物膜150的区域内形成高氧浓度区域H1和低氧浓度区域L1。
4-2．绝缘膜的粗糙化
此外，还可以使绝缘膜180粗糙化。这是因为提高了光提取效率。
4-3．反射率
为了提高反射率，绝缘层160还可以由电介质多层膜形成。此外，还可以在绝缘层160的顶部和底部形成由Al、Ag等制成的金属层。这样做的目的是为了增加反射率。
4-4．接触电极
在本实施方案中，接触部171和布线部172彼此是一体的。但是，可以使接触部171和布线部172彼此分离。在这种情况下，如图10所示，发光元件200包括布线部272和作为独立主体的接触部271。
5．总结
如上所详细描述的，根据本实施方案的发光元件100包括与半导体层欧姆接触的透明导电金属氧化物膜150。透明导电金属氧化物膜150包括低氧浓度区域L1和与低氧浓度区域L1相比具有较高氧浓度的高氧浓度区域H1。从电极注入的电流在低氧浓度区域L1中容易扩散到横向方向(发光表面内的方向)上，并且在高氧浓度区域H1中容易沿着纵向方向(垂直于发光表面的方向)流动。因此，在发光表面内已充分扩散的电流流过透明导电金属氧化物膜150的半导体层。因此，发光元件100的发光效率良好。
此外，在用于制造根据本实施方案的发光元件100的方法中，不必如专利文献1中两次形成透明导电金属氧化物膜。因此，生产率良好。此外，在发光元件100中，低氧浓度区域L1和高氧浓度区域H1占据单个透明导电金属氧化物膜150。因此，发光元件100不会由于在如专利文献1中所述的接合有两个透明导电金属氧化物膜的半导体发光元件中的接合表面处的接触电阻而引起电阻增加。
附带地，本实施方案仅为示例。因此，当然，可以在不偏离其主旨的范围内做出各种改进和修改。在本实施方案中，在形成半导体层的过程中，采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)。但是，还可以采用其它方法，如气相外延(例如氢化物气相外延(HVPE))和分子束外延(MBE)。
(实施方案2)
描述实施方案2。关于半导体发光元件中的绝缘层的宽度与布线电极170的宽度之间的关系，本实施方案不同于实施方案1。因此，仅描述与实施方案1中的点不同的点。
1．半导体发光元件
图11示出根据本实施方案的发光元件300的电极附近。如图11所示，在发光元件100中，绝缘层360的宽度W1比布线电极170的宽度W2宽。
在发光元件300中，透明导电金属氧化物膜150也包括低氧浓度区域L2和高氧浓度区域H2。低氧浓度区域L2是被绝缘层360覆盖的区域。高氧浓度区域H2是未被绝缘层360覆盖的区域。因此，露出高氧浓度区域H2的表面。在低氧浓度区域L2和高氧浓度区域H2中的氧浓度与低氧浓度区域L1和高氧浓度区域H1中的氧浓度基本相同。
以此方式，绝缘层360的宽度W1与低氧浓度区域L2的区域宽度W0相同。但是，布线电极170的宽度W2小于低氧浓度区域L2的区域宽度W0。
(实施方案3)
描述实施方案3。关于用于制造半导体发光元件的方法，本实施方案不同于实施方案1。因此，集中对不同点做出描述。省略了关于重复点的描述。
1．用于制造半导体发光元件的方法
本实施方案的特征在于：不仅绝缘层而且布线电极均被用作用于氧化处理的掩模。
用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法是包括从步骤A至步骤I的以下步骤的方法。然而，关于执行步骤的顺序，本实施方案不同于实施方案1。
(步骤A)半导体层形成步骤
(步骤B)透明导电金属氧化物膜形成步骤
(步骤C)第一热处理步骤(低氧浓度区域形成步骤)
(步骤D)n型层露出步骤
(步骤E)绝缘层形成步骤
(步骤G)穿孔步骤
(步骤H)电极形成步骤
(步骤F)第二热处理步骤(高氧浓度区域形成步骤)
(步骤I)绝缘膜形成步骤
以此顺序执行这些相应的步骤。换言之，关于执行步骤的顺序，本实施方案不同于实施方案1。对于直到绝缘层形成步骤(步骤E)的步骤，根据本实施方案的制造方法与根据实施方案1的制造方法相同。因此，描述之后的步骤。
1-1．(步骤G)穿孔步骤
在透明导电氧化物膜150上形成绝缘层160之后，在绝缘层160中钻出孔161。这些孔161是用于在透明导电金属氧化物膜150上形成布线电极170的接触部171的孔。此外，期望以相同的方式对用于形成布线电极190的区域进行钻孔。
1-2．(步骤H)电极形成步骤
随后，形成布线电极170和190。这些布线电极可以在相同的步骤中同时形成。在该阶段，在变为透明导电金属氧化物膜150的低氧浓度区域的区域中形成绝缘层160和布线电极170。绝缘层160和布线电极170起作为用于透明导电金属氧化物膜150的氧化处理的掩模的作用。
1-3．(步骤F)第二热处理步骤(高氧浓度区域形成步骤)
随后，在含氧气氛中执行热处理。该热处理可以以与实施方案1中的方式相同的方式执行。之后，可以通过在绝缘膜形成步骤(步骤I)中形成绝缘膜来制造发光元件100。
附带地，在所制造的发光元件中，绝缘层160和布线电极170中的每一个的至少一部分保留在透明导电金属氧化物膜150上。
(实施方案4)
描述实施方案4。关于用于制造半导体发光元件的方法，本实施方案与实施方案1不同。因此，在半导体发光元件中的低氧浓度区域和高氧浓度区域的范围也与实施方案1中的那些不同。
1．半导体发光元件
图12中示出根据本实施方案的发光元件400的电极附近。在图12中，低氧浓度区域L3的宽度W3小于绝缘层460的宽度W1。相反地，可以使低氧浓度区域L3的宽度大于绝缘层460的宽度W1。这是因为如稍后所描述的，形成了单独的掩模而未使绝缘层460作为掩模层，从而执行热处理步骤。
2．用于制造半导体发光元件的方法
用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法是包括从步骤A至步骤I的以下步骤的方法。
(步骤A)半导体层形成步骤
(步骤B)透明导电金属氧化物膜形成步骤
(步骤C)第一热处理步骤(低氧浓度区域形成步骤)
(步骤D)n型层露出步骤
(步骤J)掩模层形成步骤
(步骤F)第二热处理步骤(高氧浓度区域形成步骤)
(步骤K)掩模层移除步骤
(步骤E)绝缘层形成步骤
(步骤G)穿孔步骤
(步骤H)电极形成步骤
(步骤I)绝缘膜形成步骤
以此顺序执行这些相应的步骤。步骤J和步骤K被添加至实施方案1的步骤中。对于直到n型层露出步骤(步骤D)的步骤，根据本实施方案的制造方法与根据实施方案1的制造方法相同。
2-1．(步骤J)掩模层形成步骤
随后，如图13所示，在透明导电金属氧化物膜150上形成掩模层480。作为该掩模层480的材料，可以使用例如SiO2。掩模层480是用于防止透明导电金属氧化物膜150发生氧化的掩模。因而，可以使用各种材料，只要它们能够充分覆盖透明导电金属氧化物膜150并且稍后可以被移除，而不允许氧穿过透明导电金属氧化物膜150即可。
2-2．(步骤F)第二热处理步骤(高氧浓度区域形成步骤)
随后，在含氧气氛中执行热处理。该热处理的条件可以与实施方案1中的热处理条件相同。据此，未被掩模层480覆盖的区域在氧浓度方面为高并且成为高氧浓度区域H3。被掩模层480覆盖的区域照原样保持为低氧浓度状态并且成为低氧浓度区域L3。
2-3．(步骤K)掩模层移除步骤
随后，移除掩模层480。为了实现移除，可以采用光刻、蚀刻等。
随后，执行绝缘层形成步骤(步骤E)。钻孔步骤(步骤G)及其后续步骤的步骤与实施方案1中的那些相同。在移除掩模层480之后，形成绝缘层460，然后形成布线电极。
3．所制造的半导体发光元件
该低氧浓度区域L3的区域宽度W3并不一定与用于覆盖绝缘层460的宽度W1一致。低氧浓度区域L3的区域宽度W3与掩模层480的形成区域的宽度相同。
Claims (9)
1.一种用于制造半导体发光元件的方法，所述方法包括：
在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层的半导体层形成步骤；
在所述半导体层上形成透明导电金属氧化物膜的透明导电金属氧化物膜形成步骤；
在所述透明导电金属氧化物膜上方形成电极的电极形成步骤；
形成用于覆盖所述透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层的掩模层形成步骤；以及
在含氧气氛中对其上形成有所述掩模层的所述透明导电金属氧化物膜进行热处理的热处理步骤；
其中，在所述热处理步骤中，使所述透明导电金属氧化物膜的未被所述掩模层覆盖的剩余部分的氧浓度高于所述透明导电金属氧化物膜的被所述掩模层覆盖的部分的氧浓度。
2.根据权利要求1所述的用于制造半导体发光元件的方法，其中所述掩模层是绝缘层，并且所述绝缘层的至少一部分保留在所述透明导电金属氧化物膜上。
3.根据权利要求1所述的用于制造半导体发光元件的方法，其中所述掩模层是绝缘层和电极；所述绝缘层和所述电极中的每一个的至少一部分保留在所述透明导电金属氧化物膜上。
4.根据权利要求1所述的用于制造半导体发光元件的方法，还包括：
在所述热处理步骤之后，从所述透明导电金属氧化物膜移除所述掩模层的掩模层移除步骤；
其中在所述掩模层移除步骤之后，执行电极形成步骤。
5.根据权利要求1所述的用于制造半导体发光元件的方法，还包括：
在所述掩模层形成步骤之前，在无氧气氛中执行热处理的热处理步骤；
其中在无氧气氛中的所述热处理步骤中的热处理温度高于在含氧气氛中的热处理步骤的热处理温度。
6.一种半导体发光元件，包括：
衬底；
形成在衬底的主表面上的由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层；
形成在所述半导体层上的单个透明导电金属氧化物膜；以及
电连通至所述透明导电金属氧化物膜的布线电极；
其中所述透明导电金属氧化物膜包括具有低氧浓度的低氧浓度区域和与所述低氧浓度区域相比具有更高氧浓度的高氧浓度区域；以及
其中所述布线电极形成在所述低氧浓度区域的区域宽度内。
7.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其包括在所述透明导电金属氧化物膜上的覆盖所述低氧浓度区域的绝缘层；
其中所述布线电极包括接触所述透明导电金属氧化物膜的多个接触部以及将所述接触部彼此电连接的并且形成在所述绝缘层上的布线部；
其中所述布线部沿着所述绝缘层形成；
所述接触部接触所述低氧浓度区域。
8.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其中所述透明导电金属氧化物膜的材料为通过向In203添加其它金属所获得的化合物。
9.根据权利要求8所述的半导体发光元件，其中所述透明导电金属氧化物膜的材料为ITO或IZO。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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