CN105428491B - 第iii族氮化物半导体发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了第III族氮化物半导体发光装置及其制造方法，其中，在对Ag原子和Al原子中至少之一的迁移进行抑制的同时简化了所述制造方法。所述制造方法包括以下步骤：形成第一电极，形成第二电极，以及在所述第二电极上形成第二电极侧阻挡金属层。此外，所述第二电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。在形成第一电极和第二电极侧阻挡金属层时，在第二电极上形成第二电极侧阻挡金属层的同时，形成电连接至第一半导体层的第一电极。在同一层状结构中沉积第一电极和第二电极侧阻挡金属层。

Description

第III族氮化物半导体发光装置及其制造方法
技术领域
本发明的技术领域涉及第III族氮化物半导体发光装置及其制造方法。更具体地，本发明涉及表现出对金属迁移的抑制的第III族氮化物半导体发光装置及其制造方法。
背景技术
在第III族氮化物半导体发光装置中，p电极或n电极由金属形成。金属包括例如引起迁移的Ag或Al。迁移指以下现象：当向金属材料施加电场时，金属材料中所含的金属原子移动到表面或其他材料如绝缘构件的内部。因此，已开发了抑制金属迁移的技术。
日本专利特许公开(特开)No.2006-24750公开了具有n型层2、发光层3、p型层4、在p型层4上由Pt形成的薄膜7a、薄膜7a上的Ag合金层7b、Ag合金层7b上的阻挡金属层7c和所述阻挡金属层7c上的p侧结合层7d的发光装置8(参考段[0029]至段[0078]和图1)。由此，可以抑制Ag迁移(参考段[0021]至段[0023])。
当以这种方式形成阻挡金属层时，用于制造半导体发光装置的方法具有形成阻挡金属层的步骤。因此，对于该步骤需要多个步骤。
另一方面，优选地，制造方法的步骤数尽可能少。步骤数越少，周期越短。即，通过减少步骤数可以降低成本。
然而，不抑制Ag原子或Al原子的迁移的发光装置使用寿命短。因此，优选地，在抑制金属原子迁移的同时简化制造工艺。
发明内容
构思了本发明来解决传统技术中涉及的上述技术问题。因此，本发明的一个目的是：提供简化制造过程同时对Ag原子和Al原子中至少之一的迁移进行抑制的第III族氮化物半导体发光装置及其制造方法。
在本技术的第一方面中，提供了一种用于制造包括第一导电型第一半导体层、发光层和第二导电型第二半导体层的第III族氮化物半导体发光装置的方法，所述方法包括：
第一电极形成步骤：形成待电连接至第一半导体层的第一电极；
第二电极形成步骤：形成待电连接至第二半导体层的第二电极；
第二电极侧阻挡金属形成步骤：在所述第二电极上形成第二电极侧阻挡金属。
第二电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。在第一电极形成步骤和第二电极侧阻挡金属形成步骤时，在第二电极上形成第二电极侧阻挡金属层的同时，形成待电连接至第一半导体层的第一电极。在同一层状结构中沉积第一电极和第二电极侧阻挡金属层。
在用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法中，将第一电极形成步骤和第二电极侧阻挡金属层形成步骤组合成一个步骤。即，通过执行同一个步骤一次，可以形成第一电极和第二电极侧阻挡金属层两者。因此，步骤数少于当分开形成第一电极和第二电极侧阻挡金属层时的步骤数。制造半导体发光装置的周期短。如此制造的半导体发光装置包括具有反射膜的第二电极。因此，第二电极将从发光层发出的光朝着半导体层适当地反射。因此，光几乎不被第二电极侧阻挡金属层或第二电极的其他层吸收。即，半导体发光装置的提取效率高。
本技术的第二方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，所述方法包括在第一半导体层和第一电极之间形成第一金属层的第一金属层形成步骤。在第一金属层形成步骤和第二电极形成步骤中，在形成第二电极的同时形成第一金属层，并且在同一层状结构中沉积一金属层和第二电极。
本技术的第三方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，其中，第一半导体层是n型半导体层，而第二半导体层是p型半导体层。第一电极是n电极，而第二电极是p电极。第一电极形成步骤是n电极形成步骤。第二电极侧阻挡金属层形成步骤是p侧阻挡金属层形成步骤。n电极形成步骤包括在p电极上形成p侧阻挡金属层的p侧阻挡金属层形成步骤。p电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。在n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤中，在p电极上形成p侧阻挡金属层的同时，在n型半导体层上形成n电极。在同一层状结构中沉积n电极和p侧阻挡金属层。
本技术的第四方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，其中，第一半导体层是p型半导体层，而第二半导体层是n型半导体层。第一电极是p电极，而第二电极是n电极。第一电极形成步骤是p电极形成步骤。第二电极侧阻挡金属层形成步骤是n侧阻挡金属层形成步骤。p电极形成步骤包括在n电极上形成n侧阻挡金属层的n侧阻挡金属层形成步骤。n电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。在p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤中，在n电极上形成n侧阻挡金属层的同时，在p型半导体层或p型半导体层上的透明电极上形成p电极。在同一层状结构中沉积p电极和n侧阻挡金属层。
本技术的第五方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，所述方法包括在p型半导体层上形成透明电极的透明电极形成步骤。
本技术的第六方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，所述方法包括在透明电极上形成绝缘层的绝缘层形成步骤和在p型半导体层的部分上形成至少一个电流阻挡层的电流阻挡层形成步骤，其中，p电极形成在绝缘层上并且通过接触间隙接触透明电极，所述形成电流阻挡层的部分在接触间隙下方。
本技术的第七方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，所述方法包括在n型半导体层上形成具有另外的接触间隙的另外的绝缘层，其中，n电极形成在绝缘层上并且通过接触间隙接触n型半导体层。
本技术的第八方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，其中，绝缘层形成步骤是形成分布式布拉格反射器作为绝缘层的步骤。
本技术的第九方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，其中，第二电极侧阻挡金属层包括选自以下集合中的至少一个集合：依次沉积在p电极上的Ti、Al合金、Ta、Ti、Pt、Au和Al的集合以及依次沉积在p电极上的Ti、Rh、Ti、Au和Al的集合。
本技术的第十方面涉及用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法的具体方式，其中，第二电极侧阻挡金属层包括依次沉积在n电极上的Ti、Rh、Ti、Au、Al的集合。
在本技术的第十一方面中，提供了第III族氮化物半导体发光装置，所述装置包括：
第一导电型第一半导体层；
第一半导体层上的发光层；
发光层上的第二导电型第二半导体层；
电连接至第一半导体层的第一电极；以及
电连接至第二半导体层的第二电极。
发光装置具有第二电极上的第二电极侧阻挡金属层。第二电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。第二电极侧阻挡金属层具有与第一电极的层状结构相同的层状结构。
在本技术的第十二方面中，提供了第III族氮化物半导体发光装置，其中，第一电极具有第一焊盘电极，第二电极侧阻挡金属层具有第二焊盘电极。
本说明书提供了一种第III族氮化物半导体发光装置及其制造方法，其中，在对Ag原子和Al原子中至少之一的迁移进行抑制的同时简化了所述制造方法。
附图说明
因为当结合附图考虑时，参照下面对优选实施方案的详细描述，本发明的各种其他目标、特征和许多伴随的优点变得更好理解，所以将很容易理解本发明的各种其他目标、特征和许多伴随的优点，在附图中：
图1是示出了根据实施方案1的发光装置的结构的平面图；
图2是示出了图1的II-II截面的截面图；
图3是示出了图1的III-III截面的截面图；
图4是示出了图1的IV-IV截面的截面图；
图5是示出了图1的V-V截面的截面图；
图6是示出了图1的VI-VI截面的截面图；
图7是示出了图1的VII-VII截面的截面图；
图8是示出了图1的VIII-VIII截面的截面图；
图9是示出了用于制造根据实施方案1的发光装置的方法的视图(部分1)；
图10是示出了用于制造根据实施方案1的发光装置的方法的视图(部分2)；
图11是示出了用于制造根据实施方案1的发光装置的方法的视图(部分3)；
图12是示出了用于制造根据实施方案1的发光装置的方法的视图(部分4)；
图13是示出了用于制造根据实施方案1的发光装置的方法的视图(部分5)；
图14是示出了用于制造根据实施方案1的发光装置的方法的视图(部分6)；
图15是示出了根据实施方案2的发光装置的结构的平面图；
图16是示出了图15的XVI-XVI截面的截面图；
图17是示出了图15的XVII-XVII截面的截面图；
图18是示出了用于制造根据实施方案2的发光装置的方法的视图(部分1)；
图19是示出了用于制造根据实施方案2的发光装置的方法的视图(部分2)；
图20是示出了根据实施方案3的发光装置的结构的平面图；
图21是示出了图20的XXI-XXI截面的截面图；
图22是示出了图20的XXII-XXII截面的截面图；
图23是示出了图20的XXIII-XXIII截面的截面图；
图24是示出了用于制造根据实施方案3的发光装置的方法的视图(部分1)；
图25是示出了用于制造根据实施方案3的发光装置的方法的视图(部分2)；
图26是示出了根据实施方案4的发光装置的结构的平面图；
图27是示出了图26的XXVII-XXVII截面的截面图；
图28是示出了用于制造根据实施方案4的发光装置的方法的视图(部分1)；以及
图29是示出了用于制造根据实施方案4的发光装置的方法的视图(部分2)。
具体实施方式
接下来将参照附图描述半导体发光装置及其制造方法的具体实施方案。然而，不应当将实施方案理解为对所述技术进行限制。下面描述的半导体发光装置的层状结构及其电极结构仅仅是示例，还可以采用除了那些实施方案以外的层状结构。附图中所示的每个层的厚度只是概念上的厚度而不是实际厚度。
实施方案1
1.半导体发光装置
图1是示出了根据实施方案1的发光装置100的结构的平面图。图2是示出了图1的II-II截面的截面图。发光装置100是面朝上型的半导体发光装置。发光装置100具有多个半导体层。如图1和图2所示，发光装置100具有衬底110、n型半导体层120、发光层130、p型半导体层140、绝缘层IN1、n电极N1、电流阻挡层CB1、透明电极TE1、绝缘层IP1、p电极P1、p侧阻挡金属层BM1和保护膜F1。
如图2所示，衬底110的主表面、n型半导体层120、发光层130和p型半导体层140依次形成。在p型半导体层140上形成透明电极TE1。在透明电极TE1上形成p电极P1。在n型半导体层120上形成n电极N1。
n电极N1电连接至n型半导体层120。n电极N1具有n接触电极N1a、n布线电极N1b和n焊盘电极N1c。n电极N1的n接触电极N1a接触n型半导体层120的第一表面120a的一部分。绝缘层IN1接触n型半导体层120的第一表面120a的剩余部分。n布线电极N1b是梳状电极。n焊盘电极N1c是电连接至所述装置的外电极的第一焊盘电极。n焊盘电极N1c被露出而未覆盖有保护膜F1。
p电极P1电连接至p型半导体层140。p电极P1具有p接触电极P1a和p布线电极P1b。p电极P1的p接触电极P1a接触透明电极TE1的第一表面TE1a的一部分。绝缘层IP1接触透明电极TE1的第一表面TE1a的剩余部分。p布线电极P1b是梳状电极。
衬底110是生长衬底。在衬底110的主表面上，通过MOCVD形成上述半导体层。优选地，衬底110的主表面是粗糙的。衬底110由蓝宝石形成。除了蓝宝石以外，还可以采用如SiC、ZnO、Si、GaN和AlN的材料。
在衬底110上形成n型半导体层120。可以在衬底110和n型半导体层120之间形成缓冲层。n型半导体层120接触n电极N1。因此，n型半导体层120电连接至n电极N1。
发光层130通过电子与空穴的复合而发出光。在n型半导体层120上形成发光层130。发光层130至少具有阱层和势垒层。阱层可以是例如InGaN层或GaN层。势垒层可以是例如GaN层或AlGaN层。这些层是示例，可以采用其他层如AlInGaN层。
在发光层130上形成p型半导体层140。p型半导体层140与透明电极TE1接触。即，p型半导体层140通过透明电极TE1电连接至p电极P1。
透明电极TE1是电连接至p型半导体层140的电极层并且透射光。透明电极TE1由IZO形成。
p电极P1用作接触电极和反射膜两者。p电极P1具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。电极层是厚度为50nm以上的反射电极层并且由Ag或Al或者这些材料的合金形成。反射电极层是反射光的层。优选地，反射电极层的厚度为50nm以适当地反射光。
p侧阻挡金属层BM1对厚度为50nm以上的电极层中的Ag或Al的迁移进行抑制，并且由Ag或Al或者p电极P1的这些材料的合金形成。出于对所述电极层中的Ag或Al的迁移进行抑制的目的，p型阻挡金属层BM1和透明电极TE1覆盖p电极P1。p侧阻挡金属层BM1具有p焊盘电极BM1c。p焊盘电极BM1c是电连接至所述装置的外电极的第二焊盘电极。p焊盘电极BM1c被露出而未覆盖有保护膜F1。
2.电极附近的结构
2-1.n电极附近的结构
图3是示出了图1的III-III截面的截面图。如图3所示，在n型半导体层120的一部分120a上形成n电极N1。在n电极N1和n型半导体层120的剩余部分120b上形成保护膜F1。后面将描述n电极N1的材料。保护膜F1由例如SiO2形成。保护膜F1可以由除了SiO2膜以外的任何绝缘透明膜形成。
图4是示出了图1的IV-IV截面的截面图。如图4所示，在n型半导体层120上形成绝缘层IN1。在绝缘层IN1上形成n电极N1。
2-2.p电极附近的结构
图5示出了图1的V-V截面的截面图。如图5所示，在p型半导体层140的一部分140a上沉积电流阻挡层CB1。在电流阻挡层CB1和p型半导体层140的剩余部分140b上沉积透明电极TE1。在透明电极TE1上沉积p电极P1。当将p电极P1投影至p型半导体层140的表面时，其投影区域包括在形成电流阻挡层CB1的区域中。
在p电极P1上沉积p侧阻挡金属层BM1。p侧阻挡金属层BM1完全覆盖p电极P1的表面。即，p侧阻挡金属层BM1和透明电极TE1完全覆盖p电极P1。保护膜F1覆盖p型半导体层140侧上的整个部分。保护膜F1覆盖透明电极TE1和p侧阻挡金属层BM1。
图6是示出了图1的VI-VI截面的截面图。如图6所示，在该截面中，在透明电极TE1上形成绝缘层IP1。因此，在该截面中，p电极P1不接触透明电极TE1。
图7是示出了图1的VII-VII截面的截面图。该截面包括p焊盘电极BM1c。如图7所示，在该截面中，在透明电极TE1上形成绝缘层IP1。因此，在该截面中，p电极P1不接触透明电极TE1。电流不从p焊盘电极BM1c直接流动至透明电极TE1，而流动至p布线电极P1b，并通过p接触电极P1a流动至透明电极TE1。
图8是示出了图1的VIII-VIII截面的截面图。如图8所示，在n型半导体层120上形成绝缘层IN1。在绝缘层IN1上形成n电极N1。
3.p侧阻挡金属层和n电极
3-1.n电极和p侧阻挡金属层的层状结构
如图5的阴影部分所示，图5中的p侧阻挡金属层BM1的层状结构与图3中的n电极N1的层状结构相同。如后面所述，在同一步骤中形成p侧阻挡金属层BM1和n电极N1。在p侧阻挡金属层BM1和n电极N1中，从较低层按照同一次序依次形成所述多个层，并且在膜形成误差范围内，所沉积的每个层的厚度也是相同的。即，p侧阻挡金属层BM1和n电极N1具有相同的层状结构。
3-2.n电极和p侧阻挡金属层的材料
3-2-1.实施例1
接下来将描述p电极P1、p侧阻挡金属层BM1和n电极N1的材料。在表1的实施例1中，p电极P1由依次沉积在透明电极TE1上的α-IZO、Ag合金、Ta和Ti形成。α-IZO的厚度为5nm。Ag合金的厚度为100nm。Ta的厚度为100nm。Ti的厚度为50nm。这些层的厚度仅仅是示例。厚度不限于这些。Ag合金是例如包括Ag、Pd和Cu的合金。不用说，还可以采用具有其他组分的任何合金。
p侧阻挡金属层BM1由依次沉积在p电极P1上的Ti、Al合金、Ta、Ti、Pt、Au和Al形成。Ti的厚度为2nm。Al合金的厚度为100nm。Ta的厚度为100nm。Ti的厚度为300nm。Pt的厚度为100nm。Au的厚度为1500nm。Al的厚度为10nm。这些层的厚度仅仅是示例。所述厚度不限于这些。Al合金是例如包括Al和Nd的合金。不用说，还可以采用具有其他组分的任何合金。
按照与实施例1的p侧阻挡金属层BM1的次序相同的次序沉积实施例1的n电极N1。n电极N1由依次沉积在n型半导体层120上的Ti、Al合金、Ta、Ti、Pt、Au和Al形成。Ti的厚度为2nm。Al合金的厚度为100nm。Ta的厚度为100nm。Ti的厚度为300nm。Pt的厚度为100nm。Au的厚度为1500nm。Al的厚度为10nm。这些层的厚度仅仅是示例。所述厚度不限于此。
3-2-2.实施例2
在表1的实施例2中，p电极P1与实施例1中的p电极P1相同。
p侧阻挡金属层BM1由按照如下次序在p电极P1上沉积的Ti、Rh、Ti、Au和Al形成。Ti的厚度为2nm。Rh的厚度为100nm。Ti的厚度为50nm。Au的厚度为1500nm。Al的厚度为10nm。这些层的厚度仅仅是示例。所述厚度不限于此。
按照与实施例2的p侧阻挡金属层BM1的次序相同的次序沉积实施例2的n电极N1。
3-2-3.实施例3
在表1的实施例3中，p电极P1由依次沉积在透明电极TE1上的Cr、Al合金、Cr和Ti形成。与透明电极TE1接触的Cr的厚度为2nm。Al合金的厚度为100nm。Cr的厚度为10nm。Ti的厚度为50nm。所述厚度仅仅是示例。所述厚度不限于这些。
实施例3的p侧阻挡金属层BM1与实施例2的p侧阻挡金属层BM1相同。
按照与实施例3的p侧阻挡金属层BM1的次序相同的次序沉积实施例3的n电极N1。
表1
4.n电极和p侧阻挡金属层的效果
因为p电极P1覆盖有p侧阻挡金属层BM1，所以抑制了p电极P1中的Ag合金或Al合金的迁移。Ag合金或Al合金对从发光层130朝半导体层发出的光进行反射。
在这些实施例中，与Au接触的Al不可能发生迁移。Al接触电阻率比Al的电阻率低的Au。因此，无电流流过与Au接触的Al。这很难引起迁移。与Au接触的Al足够薄以至于不会引起迁移。
5.用于制造半导体发光装置的方法
接下来将描述用于制造根据实施方案1的发光装置100的方法。在实施方案1中，发光装置100包括第一导电类型第一半导体层、发光层和第二导电类型第二半导体层，其中，基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)通过外延生长形成半导体晶体层。因此，所述制造方法包括形成电连接至第一半导体层的第一电极的第一电极形成步骤和形成电连接至第二半导体层的第二电极的第二电极形成步骤。
制造方法还包括在第二电极上形成第二电极侧阻挡金属层的第二电极侧阻挡金属层形成步骤。第二电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。在第一电极形成步骤和第二电极侧阻挡金属层形成步骤中，在第二电极上形成第二电极侧阻挡金属层的同时，形成电连接至第一半导体层的第一电极。在同一层状结构中沉积第一电极和第二电极侧阻挡金属层。
在半导体层的生长中采用的载气的实例包括氢(H2)、氮(N2)以及氢和氮的混合物(H2+N2)。在后面描述的步骤中，除非另有说明，否则可以采用任何载气。氨气(NH3)用作氮源，三甲基镓(Ga(CH3)3：“TMG”)用作镓源。三甲基铟(In(CH3)3：“TMI”)用作铟源，三甲基铝(Al(CH3)3：“TMA”)用作铝源。硅烷(SiH4)用作n型掺杂剂气体，双(环戊二烯基)镁(Mg(C5H5)2)用作p型掺杂剂气体。
5-1.n型半导体层形成步骤
首先，使用氢气对衬底110进行清洁。然后，在衬底110上形成n型半导体层120。在形成n型半导体层120之前可以形成缓冲层。在该过程中，衬底温度为700℃到1200℃。
5-2.发光层形成步骤
随后，在n型半导体层120上形成发光层130。例如，重复地沉积InGaN层、GaN层和AlGaN层。在该过程中，衬底温度为700℃到900℃。
5-3.p型半导体层形成步骤
然后，在发光层130上形成p型半导体层140。在该过程中，衬底温度为800℃到1200℃。p型半导体层140的最上表面为p型接触层。
5-4.电流阻挡层形成步骤
接下来，如图9所示，在p型半导体层140的一部分140a上形成至少一个电流阻挡层CB1。所述部分140a具有点状形状，并且被布置在p电极P1与透明电极TE1接触的区域的正下方。出于该目的，通过光刻法在除了形成电流阻挡层CB1的区域以外的区域上形成掩膜。通过气相沉积形成电流阻挡层CB1。然后，移除掩膜。因此，如图9所示，形成电流阻挡层CB1。
5-5.透明电极形成步骤
如图10所示，在p型半导体层140的剩余部分140b和电流阻挡层CB1上以平面形状形成透明电极TE1。首先，通过在p型半导体层140的漏出部分和电流阻挡层CB1上溅射IZO而均匀地形成由IZO形成的透明电极TE1。随后，通过光刻法执行图案化。通过湿法蚀刻移除用于露出透明电极的n型半导体层120的区域。此后，优选地，执行热处理。因此，如图10所示，在p型半导体层140的剩余部分140b和电流阻挡层CB1上形成透明电极TE1。
5-6.n型半导体层露出步骤
如图11所示，通过从p型半导体层140移除所述半导体层的一部分以露出n型半导体层120的一部分120a。可以采用激光来代替干法蚀刻。因此，如图11所示，n型半导体层120的一部分120a被露出。
5-7.绝缘层形成步骤
如图12所示，在透明电极TE1的一部分和n型半导体层120的一部分上形成光致抗蚀剂图案。通过气相沉积在未覆盖光致抗蚀剂的区域上形成绝缘层IP1和绝缘层IN1。然后，去除光致抗蚀剂。以一组多个短带形状形成绝缘层IP1和绝缘层IN1，从而生成相邻短带之间的未形成绝缘层的接触间隙10和接触间隙11。因此，在透明电极TE1上形成绝缘层IP1，在n型半导体层120上形成绝缘层IN1。
5-8.p电极形成步骤
如图13所示，在透明电极TE1和绝缘层IP1上以带状形成p电极P1。出于该目的，设置光致抗蚀剂。通过溅射形成p电极P1。例如，按照如下次序在透明电极TE1上形成厚度为5nm的α-IZO、厚度为100nm的Ag合金、厚度为100nm的Ta、厚度为50nm的Ti。p电极P1在绝缘层IP1上以带状延伸。p电极P1通过接触间隙10电连接至透明电极TE1。
5-9.n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤
如图14所示，在同一步骤中执行n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤。即，在n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤中，在p电极P1上形成p侧阻挡金属层BM1的同时，在n型半导体层120上形成n电极N1。n电极N1在绝缘层IN1上以带状延伸。n电极N1通过接触间隙11电连接至n型半导体层120。在同一层状结构中沉积n电极N1和p侧阻挡金属层BM1。因此，所述形成之后的n电极N1和p侧阻挡金属层BM1具有相同的层状结构。所述相同的层状结构表示如下结构：按照相同的次序沉积多个层并且每个层的厚度相同。
出于该目的，首先，在除了形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1的区域以外的区域上形成光致抗蚀剂。通过溅射形成与n电极N1和p侧阻挡金属层BM1相对应的膜。例如，依次沉积厚度为2nm的Ti、厚度为100nm的Al合金、厚度为100nm的Ta、厚度为300nm的Ti、厚度为100nm的Pt、厚度为1500nm的Au和厚度为10nm的Al。然后，移除光致抗蚀剂。因此，如图14所示形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1。
5-10.保护膜形成步骤
接下来，形成保护膜F1。通过CVD在n电极N1、p侧阻挡金属层BM1和其他层上形成均匀的膜。通过干法蚀刻使p焊盘电极BM1c和n焊盘电极N1c露出。由此形成保护膜F1。
5-11.其他步骤
除了上述步骤以外，可以执行另外的步骤如热处理。以这种方式制造图1中的发光装置100。
6.实施方案1的效果
在用于制造根据实施方案1的发光装置100的方法中，将n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤组合成一个步骤。即，通过执行同一步骤一次就可以形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1两者。因此，步骤数少于当分开形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1时的步骤数。即，制造发光装置100的周期短。
此外，通过用于制造根据实施方案1的半导体发光装置的方法制造的发光装置100具有还用作反射膜的p电极P1。因此，p电极P1将来自发光层130的光朝半导体层反射。因此，p侧阻挡金属层BM1几乎不吸收光。
7.变化方案
7-1.分布式布拉格反射器(DBR)
根据实施方案1的绝缘层IP1和绝缘层IN1中的至少之一可以是分布式布拉格反射器(DBR)。在那种情况下，绝缘层IP1和绝缘层IN1中的至少之一对朝着p电极P1和n电极N1中的至少之一前进的光进行反射。不用说，绝缘层IP1和绝缘层IN1两者都可以是分布式布拉格反射器(DBR)。出于此目的，例如，交替地形成SiO2膜和TiO2膜。不用说，可以采用其他材料。
7-2.倒装芯片型和剥离型
实施方案1适用于面朝上型的发光装置100。然而，实施方案1还可以应用于其他半导体发光装置。不用说，实施方案1还可以应用于例如具有衬底侧上的光提取表面的倒装芯片型半导体发光装置或者通过剥离工艺移除生长衬底的半导体发光装置。
7-3.透明电极的材料
在实施方案1中，透明电极TE1由IZO形成。然而，可以采用透明导电氧化物如ITO、ICO、ZnO、TiO2、NbTiO2和TaTiO2来代替IZO。
7-4.导电类型
在实施方案1中，第一导电型是n型，而第二导电型是p型。然而，导电类型可以相反。在实施方案2中将描述当第一导电型是p型并且第二导电型是n型时的情况。
8.实施方案1的概要
如在上文中所述，在用于制造发光装置100的方法中，将n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤组合成一个步骤。即，通过执行所述同一步骤一次来形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1两者。因此，步骤数少于当分开形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1时的步骤数。制造发光装置100的周期短。
通过用于制造根据实施方案1的半导体发光装置的方法制造的发光装置100具有还用作反射膜的p电极P1。因此，p电极P1将来自发光层130的光朝半导体层反射。因此，p侧阻挡金属层BM1几乎不吸收光。即，半导体发光装置具有高的提取率。
上述实施方案仅仅是示例。因此，应当理解，只要那些对本发明技术的各种修改方案和变化方案落在本发明技术的范围内，本领域的技术人员就可以提供对所述技术的各种修改方案和变化方案。分层体的层状结构不应该只限于如所说明的那些层状结构，并且可以任意选择层状结构、厚度和其他因素。半导体层生长技术不限于金属有机化学气相沉积(MOCVD)，还可以采用其他气相外延技术和其他液相外延技术。
实施方案2
接下来将描述实施方案2。在实施方案1中，在同一步骤中形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1。另一方面，在实施方案2中，在同一步骤中形成p电极P1和n侧阻挡金属层BM2。
1.半导体发光装置
图15是示出了根据实施方案2的发光装置200的平面图。如图2所示，除了衬底110、n型半导体层120、发光层130、p型半导体层140、绝缘层IN1、电流阻挡层CB1、透明电极TE1、绝缘层IP1、保护膜F1以外，发光装置200还包括后面将描述的n电极N2(参照图16)、n侧阻挡金属层BM2(参照图16)和p电极P2(参照图17)。
2.电极附近的结构
2-1.n电极附近的结构
图16是示出了图15的XVI-XVI截面的截面图。如图16所示，在n型半导体层120的一部分120a上形成n电极N2。在n电极N2上形成n侧阻挡金属层BM2。n侧阻挡金属层BM2完全覆盖n电极N2的表面。即，n侧阻挡金属层BM2和n型半导体层120完全覆盖n电极N2。在n侧阻挡金属层BM2和n型半导体层120的剩余部分120b上形成保护膜F1。后面将描述n电极N2的材料。保护膜F1由例如SiO2形成。保护膜F1可以由代替SiO2的其他绝缘透明膜形成。
n电极N2具有包括Ag和Al中至少之一的电极层。该电极层是厚度为50nm以上的反射电极层，并且由Ag或Al或者这些材料的合金形成。反射电极层是反射光的层。优选地，反射电极层的厚度为50nm以适当地反射光。
2-2.p电极附近的结构
图17是示出了图15的XVII-XVII截面的截面图。如图17所示，在p型半导体层140的一部分140a上设置电流阻挡层CB1。在电流阻挡层CB1和p型半导体层140的剩余部分140b上布置透明电极TE1。在透明电极TE1上布置p电极P2。当将p电极P2投影在p型半导体层140的表面上时，其投影区域包括在形成电流阻挡层CB1的区域中。
3.n侧阻挡金属层和p电极
3-1.p电极和n侧阻挡金属层的层状结构
如图16和图17的阴影部分所示，图16的n侧阻挡金属层BM2的层状结构与图17的p电极P2的层状结构相同。如后面所述，n侧阻挡金属层BM2和p电极P2在同一步骤中形成。因此，在n侧阻挡金属层BM2和p电极P2中，从较低的层按照相同的次序依次形成所述各层，并且在膜形成误差范围内，沉积的每个层的厚度也相同。
3-2.p电极和n侧阻挡金属层的材料
3-2-1.实施例4
接下来将描述n电极N2、n侧阻挡金属层BM2和p电极P2的材料。在表2的实施例4中，n电极N2由依次沉积在n型半导体层120上的Ti、Ag合金、Ta和Ti形成。与n型半导体层120接触的Ti的厚度为2nm。Ag合金的厚度为100nm。Ta的厚度为100nm。Ti的厚度为50nm。这些层的厚度仅仅是示例，并且可以使用其他厚度。
n侧阻挡金属层BM2由依次沉积在n电极N2上的Ti、Rh、Ti、Au、Al形成。Ti的厚度为2nm。Rh的厚度为100nm。Ti的厚度为50nm。Au的厚度为1500nm。Al的厚度为10nm。这些层的厚度仅仅是示例，还可以使用其他厚度。
按照与实施例4的n侧阻挡金属层BM2的层的次序相同的次序沉积实施例4的p电极P2的层。p电极P2由依次沉积在透明电极TE1上的Ti、Rh、Ti、Au和Al形成。Ti的厚度为2nm。Rh的厚度为100nm。Ti的厚度为50nm。Au的厚度为1500nm。Al的厚度为10nm。这些层的厚度仅仅是示例，还可以使用其他厚度。
3-2-2.实施例5
在表2的实施例5中，n电极N2由依次沉积在n型半导体层120上的Ti、Al、Ta和Ti形成。与n型半导体层120接触的Ti的厚度为2nm。Al的厚度为100nm。Ta的厚度为100nm。Ti的厚度为50nm。这些层的厚度仅仅是示例，还可以使用其他厚度。
实施例5的n侧阻挡金属层BM2与实施例4的n侧阻挡金属层BM2相同。
按照与实施例5的n侧阻挡金属层BM2的层的次序相同的次序沉积实施例5的p电极P2的层。
表2
4.用于制造半导体发光装置的方法
在实施方案2中，n电极形成步骤、p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤与实施方案1中的不同。因此，仅描述不同的步骤。一直到图12的绝缘层形成步骤的各个步骤与实施方案1中的相同。
4-1.n电极形成步骤
如图18所示，在n型半导体层120和绝缘层IN1上形成n电极N2。例如，在n型半导体层120上如实施例5所示依次沉积厚度为2nm的Ti、厚度为100nm的Al、厚度为100nm的Ta、厚度为50nm的Ti。
4-2.p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤
随后，如图19所示，在同一步骤中执行p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤。即，在p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤中，在N电极N2上形成n侧阻挡金属层BM2的同时，在透明电极TE1上形成p电极P2。当沉积p电极P2和n侧阻挡金属层BM2时，按照相同的次序并且以相同的厚度形成p电极P2和n侧阻挡金属层BM2的每个层。因此，膜形成之后的p电极P2和n侧阻挡金属层BM2具有相同的层状结构。
实施方案3
接下来将描述实施方案3，所述描述集中在与实施例1和实施例2的差异上。
1.半导体发光装置
图20是示出了根据实施方案3的发光装置300的结构的平面图。图21是示出了图20的XXI-XXI截面的截面图。如图21所示，发光装置300具有衬底110、n型半导体层120、发光层130、p型半导体层140、绝缘体IN1、电流阻挡层CB1、透明电极TE1、绝缘层IP1、n侧金属层N3、n电极N1、p电极P1、p侧阻挡金属层BM1和保护膜F1。
2.电极附近的结构
图22是示出了图20的XXII-XXII截面的截面图。如图22所示，在n型半导体层120上形成绝缘层IN1。在绝缘层IN1上形成n侧金属层N3。在n侧金属层N3上形成覆盖其表面的n电极N1。在n电极N1上形成保护膜F1。即，n侧金属层N3覆盖有绝缘层IN1和n电极N1。
图23是示出了图20的XXIII-XXIII截面的截面图。如图22所示，在n型半导体层120上形成绝缘层IN1。在绝缘层IN1上形成n侧金属层N3。在n侧金属层N3上形成n电极N1。n电极N1的n焊盘电极N1c被露出而未覆盖保护膜F1。
3.用于制造半导体发光装置的方法
在实施例3中，p电极形成步骤、n侧金属层形成步骤、n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤与实施方案1中的不同。因此，将仅描述不同的步骤。一直到图12的绝缘层形成步骤的各个步骤与实施方案1中的那些相同。
3-1.p电极形成步骤和n侧金属层形成步骤
随后，如图24所示，在同一步骤中执行p电极形成步骤和n侧金属层形成步骤。即，在p电极形成步骤和n侧金属层形成步骤中，在绝缘层IN1上形成n侧金属层N3的同时，在透明电极TE1和绝缘层IP1上形成p电极P1。当沉积p电极P1和n侧金属层N3时，按照相同的次序并且以相同的厚度形成p电极P1和n侧金属层N3中的每个层。因此，膜形成之后的p电极P1和n侧金属层N3具有相同的层状结构。
3-2.n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤
然后，如图25所示，在同一步骤中执行n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤。在n电极形成步骤和p侧阻挡金属层形成步骤中，在p电极P1上形成p侧阻挡金属层BM1的同时，在n侧金属层N3上形成n电极N1。当沉积n电极N1和p侧阻挡金属层BM1时，按照相同的次序并且以相同的厚度形成n电极N1和p侧阻挡金属层BM1的每个层。膜形成之后的n电极N1和p侧阻挡金属层BM1具有相同的层状结构。
实施方案4
接下来将描述实施方案4，所述描述集中在与实施例1和实施例2的差异上。
1.半导体发光装置
图26是示出了根据实施方案4的发光装置400的结构的平面图。图27是示出了图26的XXVII-XXVII截面的截面图。如图27所示，发光装置400具有衬底110、n型半导体层120、发光层130、p型半导体层140、透明电极TE1、绝缘层IP1、保护膜F1、p侧金属层P3和p电极P2。如图2所示，发光装置400具有绝缘层IN1、电流阻挡层CB1和n电极N1。
2.电极附近的结构
如图27所示，在透明电极TE1上形成绝缘层IP1。在绝缘层IP1上形成p侧金属层P3。在p侧金属层P3上形成p电极P2。在p电极P2上形成保护膜F1。即，p侧金属层P3覆盖有绝缘层IP1和p电极P2。
3.用于制造半导体发光装置的方法
在实施方案4中，n电极形成步骤、p侧金属层形成步骤、p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤与实施方案1中的不同。因此，将仅描述不同的步骤。一直到图12的缘层形成步骤的各个步骤与实施方案1中的那些相同。
3-1.n电极形成步骤和p侧金属层形成步骤
随后，如图28所示，在同一步骤中执行n电极形成步骤和p侧金属层形成步骤。即，在n电极形成步骤和p侧金属层形成步骤中，在绝缘层IP1上形成p侧金属层P3的同时，在n型半导体层120和绝缘层IN1上形成n电极N2。按照相同的次序并且以相同的厚度形成n电极N2和p侧金属层P3的每个层。因此，膜形成之后的n电极N2和p侧金属层P3具有相同的层状结构。
3-2.p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤
然后，如图29所示，在同一步骤中执行p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤。即，在p电极形成步骤和n侧阻挡金属层形成步骤中，在n电极N2上形成n侧阻挡金属层BM2的同时，在p侧金属层P3上形成p电极P2。当沉积p电极P2和n侧阻挡金属层BM2时，按照相同的次序并且以相同的厚度形成p电极P2和n侧阻挡金属层BM2的每个层。因此，膜形成之后的p电极P2和n侧阻挡金属层BM2具有相同的层状结构。

Claims (10)

1.一种用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法，所述第III族氮化物半导体发光装置包括n型半导体层、发光层和p型半导体层，所述方法包括：
在部分所述p型半导体层上形成至少一个电流阻挡层；
在所述p型半导体层和所述电流阻挡层上形成透明电极；
在所述透明电极上形成具有p侧接触间隙的p侧绝缘层；
形成待电连接至所述n型半导体层的n电极；
形成待电连接至所述透明电极的p电极；以及
在所述p电极上形成p电极侧阻挡金属层；其中
所述p电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层；
在形成所述n电极以及形成所述p电极侧阻挡金属层时，在所述p电极上形成所述p电极侧阻挡金属层的同时，形成待电连接至所述n型半导体层的所述n电极；以及
在同一层状结构中沉积所述n电极和所述p电极侧阻挡金属层；以及
其中所述p电极形成在所述p侧绝缘层上并且通过所述p侧接触间隙接触所述透明电极，其中形成有所述电流阻挡层的所述部分位于所述p侧接触间隙下方。
2.根据权利要求1所述的用于形成所述第III族氮化物半导体发光装置的方法，所述方法包括：
在所述n型半导体层和所述n电极之间形成n侧金属层；其中，
在形成所述n侧金属层和形成所述p电极时，在形成所述p电极的同时形成所述n侧金属层；以及
在同一层状结构中沉积所述n侧金属层和所述p电极。
3.根据权利要求1所述的用于形成所述第III族氮化物半导体发光装置的方法，所述方法包括：
在所述n型半导体层上形成具有n侧接触间隙的n侧绝缘层，其中，所述n电极形成在所述n侧绝缘层上并且通过所述n侧接触间隙接触所述n型半导体层。
4.根据权利要求1所述的用于形成所述第III族氮化物半导体发光装置的方法，其中，所述p电极侧阻挡金属层包括选自以下集合中的至少一个集合：依次沉积在所述P电极上的Ti、Al合金、Ta、Ti、Pt、Au和Al的集合，以及依次沉积在所述p电极上的Ti、Rh、Ti、Au和Al的集合。
5.一种用于制造第III族氮化物半导体发光装置的方法，所述第III族氮化物半导体发光装置包括n型半导体层、发光层和p型半导体层，所述方法包括：
在部分所述p型半导体层上形成至少一个电流阻挡层；
在所述p型半导体层和所述电流阻挡层上形成透明电极；
在所述透明电极上形成具有p侧接触间隙的p侧绝缘层；
形成待电连接至所述n型半导体层的n电极；
形成待电连接至所述透明电极的p电极；以及
在所述n电极上形成n电极侧阻挡金属层；其中
所述n电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层；
在形成所述p电极以及形成所述n电极侧阻挡金属层时，在所述n电极上形成所述n电极侧阻挡金属层的同时，形成待电连接至所述透明电极的所述p电极；以及
在同一层状结构中沉积所述p电极和所述n电极侧阻挡金属层；以及
其中所述p电极形成在所述p侧绝缘层上并且通过所述p侧接触间隙接触所述透明电极，其中形成有所述电流阻挡层的所述部分位于所述p侧接触间隙下方。
6.根据权利要求5所述的用于形成所述第III族氮化物半导体发光装置的方法，所述方法包括：
在所述p型半导体层和所述p电极之间形成p侧金属层；其中，
在形成所述p侧金属层和形成所述n电极时，在形成所述n电极的同时形成所述p侧金属层；以及
在同一层状结构中沉积所述p侧金属层和所述n电极。
7.根据权利要求5所述的用于形成所述第III族氮化物半导体发光装置的方法，所述方法包括：
在所述n型半导体层上形成具有n侧接触间隙的n侧绝缘层，其中，所述n电极形成在所述n侧绝缘层上并且通过所述n侧接触间隙接触所述n型半导体层。
8.根据权利要求3或7所述的用于形成所述第III族氮化物半导体发光装置的方法，其中，在形成所述n侧绝缘层中，形成分布式布拉格反射器膜作为n侧绝缘层。
9.根据权利要求5所述的用于形成所述第III族氮化物半导体发光装置的方法，其中，所述n电极侧阻挡金属层包括依次沉积在所述n电极上的Ti、Rh、Ti、Au、Al的集合。
10.一种第III族氮化物半导体发光装置，所述装置包括：
n型半导体层；
发光层；
p型半导体层；
形成在部分所述p型半导体层上的至少一个电流阻挡层；
形成在所述p型半导体层和所述电流阻挡层上的透明电极；
在所述n型半导体层上的具有n侧接触间隙的n侧绝缘层；
形成在所述透明电极上的具有p侧接触间隙的p侧绝缘层；
形成在所述p侧绝缘层上并且通过所述p侧接触间隙接触所述透明电极的p电极；
形成在所述n侧绝缘层上并且通过所述n侧接触间隙接触所述n型半导体层的n电极；以及
p电极侧阻挡金属层，其形成在所述p电极上使得所述p电极侧阻挡金属层和所述透明电极完全覆盖所述p电极；其中
所述p电极具有包括Ag和Al中至少之一的电极层；以及
所述p电极侧阻挡金属层具有与所述n电极的材料和层状结构相同的材料和层状结构，以及其中
所述p电极包括p布线电极和p接触电极，所述p布线电极形成在所述p侧绝缘层上，所述p接触电极通过所述p侧接触间隙接触所述透明电极，以及其中
所述n电极包括n布线电极和n接触电极，所述n布线电极形成在所述n侧绝缘层上，所述n接触电极通过所述n侧接触间隙接触所述n型半导体层。
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