CN108206226B - 发光元件的制造方法及发光元件 - Google Patents

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Abstract

一种发光元件的制造方法及发光元件，能减轻漏电流的产生。发光元件的制造方法具有：准备从下方朝向上方依次具有衬底、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层的半导体晶片的工序；通过对衬底照射激光，在衬底上形成加工改性部的工序；通过分割衬底上形成有加工改性部的半导体晶片，得到多个发光元件的工序，其中，在准备半导体晶片的工序和在衬底上形成加工改性部的工序之间依次具有：在p侧氮化物半导体层的上表面的包含成为多个发光元件的区域的边界的区域形成保护层的工序；通过对半导体晶片进行退火，在未形成保护层的区域使p侧氮化物半导体层低电阻化的工序。

Description

发光元件的制造方法及发光元件
技术领域
本发明涉及一种发光元件的制造方法及发光元件。
背景技术
发光元件例如能够通过分割具备衬底和从衬底的上表面侧依次具有n侧氮化物半导体层与p侧氮化物半导体层的半导体部的半导体晶片而得到。作为分割这些半导体晶片的方法，已知有通过将激光向衬底内照射，形成加工改性部之后再进行分割的方法。此时，具有如下的情况，即，通过蚀刻从上方去除半导体部中的与半导体晶片的分割预定线重合的区域，由此，使n侧氮化物半导体层露出，在去除的部分的表面形成保护层的情况。由此，能够抑制分割半导体晶片时产生的碎屑附着于通过蚀刻而露出的表面上，因此，能够抑制经由碎屑流过漏电流的情况。(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－166728号
专利文献1的发光元件中有能够进一步减轻漏电流(leak current)的产生的余地。
发明内容
一种发光元件的制造方法，具有：准备半导体晶片的工序，该半导体晶片从下方朝向上方依次具有衬底、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层；通过对所述衬底照射激光，在所述衬底上形成加工改性部的工序；通过分割在所述衬底上形成有加工改性部的所述半导体晶片，得到多个发光元件的工序，其中，在所述准备半导体晶片的工序和在所述衬底上形成加工改性部的工序之间依次具有：在所述p侧氮化物半导体层的上表面的包含成为所述多个发光元件的区域的边界的区域形成保护层的工序；通过对所述半导体晶片进行退火，在未形成所述保护层的区域使所述p侧氮化物半导体层低电阻化的工序。
一种发光元件，其中，具备半导体构造，所述半导体构造从下方朝向上方依次具有衬底、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层，所述半导体构造的所述p侧氮化物半导体层侧为光取出面侧，并且，所述半导体构造的所述n侧氮化物半导体层侧为安装面侧，在俯视时，与所述p侧氮化物半导体层的外周部的内侧相比，所述p侧氮化物半导体层的外周部为高电阻。
发明效果
根据这样的制造方法，能够制造减轻了漏电流的产生的发光元件。另外，能够提供减轻了漏电流的产生的发光元件。
附图说明
图1A是用于说明实施方式的发光元件的制造方法的示意平面图；
图1B是图1A中的A－A线的示意剖面图；
图2A是用于说明实施方式的发光元件的制造方法的示意平面图；
图2B是图2A中的A－A线的示意剖面图；
图3A是用于说明实施方式的发光元件的制造方法的示意平面图；
图3B是图3A中的A－A线的示意剖面图；
图4A是用于说明实施方式的发光元件的制造方法的示意平面图；
图4B是图4A中的A－A线的示意剖面图；
图5A是用于说明实施方式的发光元件的制造方法的示意平面图；
图5B是图5A中的A－A线的示意剖面图；
图6A是用于说明实施方式的发光元件的制造方法的示意平面图；
图6B是图6A中的A－A线的示意剖面图；
图7A是用于说明比较例的发光元件的制造方法的示意平面图；
图7B是图7A中的A－A线的示意剖面图；
图8是测量实施例1的发光元件的反向电流值的结果的图表；
图9是测量实施例2的发光元件的反向电流值的结果的图表；
图10是测量实施例3的发光元件的反向电流值的结果的图表；
图11是测量比较例的发光元件的反向电流值的结果的图表。
附图标记说明
1、2 半导体晶片
100、200 发光元件
11 衬底
12 半导体部
12n n侧氮化物半导体层
12a 活性层
12p p侧氮化物半导体层
12x 高电阻部
13 分割预定线
14 第一保护层
15 电流扩散层
16 n焊盘电极
17 p焊盘电极
18 第二保护层
20 凹部
21 角部等
L 激光
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式及实施例。但是，以下所示的实施方式及实施例只是示例用于将本发明的技术思想具体化的结构，并非限定本发明。进而，在以下的说明中，对于同一名称、符号示出相同或同质的部件，适当省略详细说明。
[实施方式1]
在本实施方式的发光元件100的制造方法中，首先，如图1A及图1B所示，准备从下方朝向上方依次具有衬底11、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层12n、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层12p的半导体晶片1(以下，将设置于衬底11上的包含n侧氮化物半导体层12n和p侧氮化物半导体层12p的区域称作“半导体部12”)。接着，如图3A及图3B所示，在p侧氮化物半导体层12p的上表面的包含成为多个发光元件100的区域的边界的区域形成保护层14(以下，将成为多个发光元件100的区域的边界也称作“分割预定线13”)。此外，有时将用于在高电阻的状态下维持作为符号14表示的p侧氮化物半导体层12p的保护层称作“第一保护层14”，将用于保护后述的作为符号18表示的发光元件100的上表面的保护层称作“第二保护层18”。另外，图3A中，为了使附图的说明简便，对半导体晶片1中之后成为4个发光元件100的区域进行说明。关于这一点，在图2A～图5A、图7A的示意平面图中也相同。接着，如图4A及图4B所示，通过对半导体晶片1进行退火(热处理)，在未形成第一保护层14的区域将p侧氮化物半导体层12p低电阻化。在p侧氮化物半导体层12p中的未设置第一保护层14的区域，通过退火，使p型杂质惰性化的氢从p型杂质脱离，与之相对，在p侧氮化物半导体层12p中的设置有第一保护层14的区域，使p型杂质惰性化的氢不易从p型杂质脱离，因此，推测为，在未形成第一保护层14的区域，能够使p侧氮化物半导体层12p低电阻化，另一方面，在形成有第一保护层14的区域，p侧氮化物半导体层12p以高电阻的状态被保持。之后，如图5A及图5B所示，通过对衬底11照射激光L，在上述衬底11上形成加工改性部。而且，通过将衬底11上形成有加工改性部的半导体晶片1进行分割，得到多个图6A及图6B所示的发光元件100。
由此，如图6A及图6B所示，由于在得到的发光元件100的侧面部分配置有与p侧氮化物半导体层12p的一部分相当的高电阻部12x，所以即使假设分割半导体晶片1时产生的碎屑附着于发光元件100的侧面，也能够减轻本来应在被低电阻化的p侧氮化物半导体层12p及位于其正下的n侧氮化物半导体层12n的整个区域以一定程度均等地流动的电流经由碎屑而偏向流动的情况。此外，以下，将应在半导体部12中的一定区域以一定程度均等地流通的电流向受到损伤的区域等特定的区域偏向流动称作“产生漏电流”、“电流泄漏”等。
越接近激光L的光轴，激光L的能量越大，因此，典型而言，在与分割预定线13重合的区域容易产生激光L所致的损伤。但是，在本实施方式中，因为在与分割预定线13重合的区域配置有高电阻部12x，所以即使假设在该区域产生了损伤，因该损伤而产生漏电流的可能性也变低。
进而，发明者等进行了深入研究，其结果，得到了如下的见解：如图7A及图7B所示的现有技术，在通过蚀刻去除半导体部12中的与分割预定线13重合的区域的情况下，激光L集中在由通过蚀刻而形成的半导体部12的凹部20处的侧面和半导体部12的上表面所规定的角部及其附近(以下称作“角部等21”)，容易产生损伤。激光L的能量集中于角部等21的详细理由尚不明确，但被认为是，由于在半导体部12形成凹部20时，因激光L反射或折射而激光L容易集中于角部等21。即，如现有技术那样，在半导体部12形成凹部20的情况下，如果不充分增大去除半导体部12的区域，则在半导体部12的角部等21产生损伤，电流可能泄漏。但是，在本实施方式中，在半导体部12不形成凹部20。即，在本实施方式中，半导体部12的上表面实质上是平坦的，在半导体部12不存在角部等21，因此，没有在角部等21产生损伤，因该损伤而泄漏电流的可能性。
另外，在现有技术中，如果充分增大去除半导体部12的区域，则在角部等21不会产生损伤，但这会减少一枚半导体晶片上的发光区域。但是，在本实施方式中，因为不存在角部等21，所以能够进一步增大一枚半导体晶片1上的发光区域。因此，在本实施方式中，在使一个发光元件的大小与现有技术一致的情况下，能够增大一个发光元件100上的发光区域，且能够提高发光输出，并且能够降低正向电压(以下也称作“Vf”)。另外，在使一个发光元件上的发光区域的大小与现有技术一致的情况下，在本实施方式中，能够降低对发光没有帮助的区域，因此，能够增加从一枚半导体晶片1取得的发光元件100的数量。
以下，依次说明各工序。
(半导体晶片的准备工序)
首先，如图1A及图1B所示，准备从下方朝向上方依次具有衬底11、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层12n、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层12p的半导体晶片1。在此，对在n侧氮化物半导体层12n和p侧氮化物半导体层12p之间具有活性层12a的情况进行说明。以下，有时将n侧氮化物半导体层12n、活性层12a及p侧氮化物半导体层12p统称为半导体部12。构成半导体部12的各层中例如能够使用InXAlYGa1－X－YN(0≤X、0≤Y、X+Y≤1)等氮化物半导体。
作为n型杂质，例如能够使用Si，作为p型杂质，例如能够使用Mg。作为衬底11，能够使用蓝宝石等绝缘性衬底、或GaN、SiC、ZnS、ZnO、GaAs、Si等导电性衬底。在衬底11的上表面也可以形成低温生长缓冲层等作为基底层。
本说明书中，以p侧氮化物半导体层12p和n侧氮化物半导体层12n的边界面或活性层12a为基准，将半导体部12中的设置p电极的一侧称作p侧氮化物半导体层12p，将半导体部12中的设置n电极的一侧称作n侧氮化物半导体层12n。
在本实施方式中，如图2A及图2B所示，从图1A及图1B所示的状态起，从p侧氮化物半导体层12p的一侧蚀刻半导体部12的一部分，使n侧氮化物半导体层12n露出，由此，在后工序中形成用于设置n焊盘电极16的区域。此时，p侧氮化物半导体层12p中的、与半导体晶片1的分割预定线13重合的区域未被蚀刻。
在从p侧氮化物半导体层12p的一侧蚀刻半导体部12的一部分，使n侧氮化物半导体层12n露出的情况下，在发光元件100的上表面产生电位差。因此，在蚀刻了半导体部12后，形成后述的电流扩散层15的情况下，根据电流扩散层15的材料(例如Ag等)，因电位差而可能引起迁移(migration)。因此，在使用这样的材料作为电流扩散层15的情况下，优选在形成了电流扩散层15之后，再蚀刻半导体部12。由此，因为例如在由覆盖层覆盖电流扩散层15之后能够去除半导体部12，所以能够抑制电位差所致的电流扩散层15的迁移的产生。
(保护层的形成工序)
接着，如图3A及图3B所示，在p侧氮化物半导体层12p的上表面，且与半导体晶片1的分割预定线13重合的区域，形成第一保护层14。半导体晶片1的分割预定线13只要在之后的工序中分割半导体晶片1时，以发光元件100成为任意的形状的方式延伸即可，典型而言，如图3A所示，能够在俯视时呈格子状设置。通过将半导体晶片1的分割预定线13设为格子状，能够得到俯视时的形状为矩形的发光元件100。作为发光元件100的其它形状，也可以设为俯视时六边形等。第一保护层14只要在半导体晶片1的与分割预定线13重合的区域形成，则就可以是任何形状，但在半导体晶片1的分割预定线13为格子状的情况下，第一保护层14也可以形成为格子状，以与这些格子状的分割预定线13重合。由此，在矩形的发光元件100的所有的侧面，能够抑制漏电流流动的情况。
作为第一保护层14，能够使用SiO2、SiN、SiON、Al2O3、ZnO、ZrO2、TiO2、Nb2O5、Ta2O5等，典型而言，能够使用SiO2。第一保护层14能够通过利用CVD或溅射装置等在半导体晶片1上成膜成为第一保护层14的材料而形成。
第一保护层14的厚度优选为0.01μm以上，更优选为0.2μm以上。由此，能够更可靠地抑制在形成有第一保护层14的区域，p侧氮化物半导体层12p成为低电阻的情况。第一保护层14的厚度优选为1μm以下，更优选为0.5μm以下。由此，能够抑制在第一保护层14上产生裂纹。
在俯视时，第一保护层14的短边方向上的宽度(与分割预定线13成垂直的方向上的宽度)优选为1μm以上，更优选为5μm以上。由此，能够将半导体晶片1在第一保护层14的正下方更可靠地分割成多个发光元件100。在俯视时，第一保护层14的短边方向上的宽度(与分割预定线13成垂直的方向上的宽度)优选为50μm以下，更优选为20μm以下，进一步优选为15μm以下。由此，能够大幅取得p侧氮化物半导体层12p中的、成为低电阻的区域。
在形成第一保护层14之后，在p侧氮化物半导体层12p的上表面的未形成第一保护层14的区域，且包含形成有第一保护层14的区域附近在内的区域能够形成电流扩散层15。在此，在形成第一保护层14之后，在p侧氮化物半导体层12p的上表面，且未形成第一保护层14的区域的大致整个面上设置有电流扩散层15。在此，形成有第一保护层14的区域的附近是指距第一保护层14在20μm以内的区域。由此，能够使发光元件100的面内的电流密度分布更均匀，因此，能够提高发光元件100的发光效率。此外，设置电流扩散层15的时间例如可以在形成第一保护层14之前，也可以在后述的p侧氮化物半导体层12p的低电阻化工序之后。
通过在p侧氮化物半导体层12p的低电阻化工序之后设置电流扩散层15，即使特定的材料为抑制p侧氮化物半导体层12p的低电阻化的材料，也能够将其作为电流扩散层15使用。
作为电极扩散层，能够使用ITO、ZnO、In2O3等导电性金属氧化物等。在将电流扩散层15也作为反射层使用的情况下，能够使用Ag等。电流扩散层15例如能够通过利用溅射装置等在p侧氮化物半导体层12p的上表面成膜成为电流扩散层15的材料而设置。
在俯视时，电流扩散层15和第一保护层14之间的距离优选为0μm以上，更优选为2μm以上。通过在两者之间隔开一定以上的距离，在发光弱的发光元件100的外周部能够降低电流扩散层15对光的吸收，因此，能够提高光取出效率。俯视时，电流扩散层15和第一保护层14之间的距离优选为20μm以下，更优选为10μm以下。由此，因为能够增大发光元件100的电流扩散层15的面积，所以能够降低Vf。
(p侧氮化物半导体层的低电阻化工序)
接着，通过对半导体晶片1进行退火，在未形成第一保护层14的区域，使p侧氮化物半导体层12p低电阻化。由此，形成有第一保护层14的区域的p侧氮化物半导体层12p以高电阻的状态被维持，构成高电阻部12x。因此，在将半导体晶片1沿着分割预定线13进行分割时，即使从半导体晶片1的端面飞散的碎屑附着于发光元件100的侧面，也能够抑制在p侧氮化物半导体层12p和n侧氮化物半导体层12n之间经由碎屑流动电流的情况。图4A及图4B中，为了容易理解，由斜线表示p侧氮化物半导体层12p中的、与以高电阻的状态被维持的高电阻部12x对应的区域，图5A～图6B中也相同。
退火优选在实质上不含氢的环境下进行。典型而言，优选在氮环境中进行退火。作为对半导体晶片1进行退火的温度，优选为350℃～600℃。作为对半导体晶片1进行退火的时间，优选为10分钟～60分钟。由此，能够使p侧氮化物半导体层更高效地低电阻化。
接着，如图5A及图5B所示，在半导体部12形成n焊盘电极16及p焊盘电极17。在此，将n焊盘电极16及p焊盘电极17的上表面的一部分去除，由第二保护层18发光半导体晶片1的上表面的大致整个面。第二保护层18也可以以覆盖第一保护层14的方式形成，也可以在去除了第一保护层14之后再形成。第二保护层18能够使用SiO2、SiN、SiON、Al2O3、ZnO、ZrO2、TiO2、Nb2O5、Ta2O5等，典型而言，能够使用SiO2。第二保护层18能够通过利用CVD或溅射装置等在半导体晶片1上成膜成为第二保护层18的材料而形成。
(激光的照射工序)
接着，如图5A及图5B所示，在衬底11中的与分割预定线13对应的区域照射激光L。此时，以焦点与衬底11的内侧一致的方式使激光L聚光进行照射。由此，能够使衬底11内产生成为分割半导体晶片1时的起点的加工改性部，因此，在之后的工序中，能够容易地分割半导体晶片1。为了使半导体部12上产生的损伤尽可能少，优选从半导体晶片1的衬底11侧、即半导体晶片1的下表面侧照射激光L。
作为发出激光L的激光加工机，只要是能够形成加工改性部的加工机即可。具体而言，能够使用光纤激光器、CO2激光器、YAG激光器等。激光L能够将波长设为200nm～5000nm，优选设为360nm～2000nm。激光L的脉冲宽度能够设为10fsec～10μsec，优选设为100fsec～1nsec。激光L的输出优选为0.01W～10W。
本实施方式中，由于在俯视时，在与分割预定线13重合的区域，在半导体部12不形成目前那样的凹部20，所以也不存在角部等21。因此，在如目前那样在半导体部12形成凹部20时的与凹部20的分割预定线13成垂直的方向上的宽度、和如本实施方式那样与在半导体部12不形成凹部20而形成第一保护层14时的与第一保护层14的分割预定线13成垂直的方向上的宽度相同的情况下，如果前者(目前)及后者(本实施方式)中使照射激光L的区域以与半导体部12相同的方式接近，则后者(本实施方式)相比较于前者(目前)不易受到损伤。因此，在后者(本实施方式)的情况下，能够使激光L的照射位置更接近半导体部12。
另一方面，在分割半导体晶片1时，根据衬底11的结晶方位等，半导体晶片1有时在与半导体晶片1相互平行的上表面及下表面不能形成垂直，而从通过激光L形成的加工改性部以一定的角度倾斜地进行分割。该情况下，根据从分割预定线13偏离的程度，得到的发光元件100可能成为不良品。
但是，如上述，根据本实施方式，与目前相比，能够使衬底11上的照射激光L的区域、即形成加工改性部的区域接近半导体部12。形成加工改性部的区域例如能够成为衬底11的厚度一半更靠上的区域。由此，因为能够减小从分割预定线13的偏离，所以能够期待成品率的提高。
在衬底11上形成加工改性部的位置(衬底11的厚度方向上的位置)不需要是1个，也可以在多个位置形成加工改性部。据此，即使衬底11变厚，也能够较容易地分割半导体晶片1。在衬底11上在多个位置形成加工改性部的情况下，例如只要位于最接近半导体部12的位置的加工改性部位于衬底11的厚度一半更靠上的区域，则能够减小从分割预定线13的偏离。
进而，通过使形成加工改性部的区域接近半导体部12，在使发光元件100发光时，从半导体部12朝向衬底11侧射出的光能够较早地到达加工改性部。由此，由于能够由表面通过激光L而成为粗面的加工改性部反射更多的光，所以能够提高发光元件100的光取出量。
此时，在深度方向上在衬底11的多个位置形成加工改性部的情况下，能够形成第一加工改性部，并且，在第一加工改性部的上方形成第二加工改性部。例如，通过对衬底11以第一脉冲能量且第一间距照射激光L，形成第一加工改性部，且通过对衬底11以比第一脉冲能量小的第二脉冲能量且比第一间距宽的第二间距照射激光L，形成第二加工改性部。由此，通过使加工改性部接近半导体部12而形成，能够提高光取出量，同时，能够抑制激光L对半导体部12的损伤。即，因为为了割断半导体晶片1而形成充分大的加工改性部，所以需要以较大的脉冲能量和较小的间隔对衬底11照射激光L，但如果在比较接近半导体部12的位置形成这样的加工改性部，则可能会在半导体部12产生损伤。于是，通过对衬底11以比第一脉冲能量小的第二脉冲能量且比第一间距宽的第二间距照射激光L，与使第二加工改性部以与形成第一加工改性部时的第一脉冲能量和第一间距相同的脉冲能量和间距形成的情况相比，能够抑制激光L对半导体部12的损伤。
在形成第一加工改性部及第二加工改性部的情况下，能够在衬底11的厚度的一半更靠下的区域形成第一加工改性部，且能够在衬底11的厚度的一半更靠上的区域形成第二加工改性部。由此，通过使加工改性部接近半导体部12形成，能够进一步提高光取出量，同时，能够进一步抑制激光L对半导体部12的损伤。
进而，根据本实施方式，因为不存在角部等21，所以与目前相比，能够照射强的脉冲能量的激光L。由此，即使使用比较厚的衬底11，也能够容易地分割半导体晶片1。
具体而言，能够将衬底11的厚度设为50μm～500μm。激光L优选照射到距衬底11的上表面为10μm～150μm的位置，更优选照射到20μm～100μm的位置。换言之，优选使加工改性部形成于距衬底11的上表面为10μm～150μm的位置，更优选形成于20μm～100μm的位置。由此，能够抑制半导体部12的损伤，并且高精度地分割半导体晶片1。
(半导体晶片的分割工序)
之后，通过将半导体晶片1沿着分割预定线13进行分割，能够得到多个图6A及图6B所示那样的发光元件100。作为分割半导体晶片1的方法，例如能够通过使辊或刀片(blade)等向衬底11的下表面按压以施加力而进行分割。
[实施方式2]
本实施方式的发光元件100中，如图6A及图6B所示，具备从下方朝向上方依次具有衬底11、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层12n、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层12p的半导体构造。在半导体构造中，p侧氮化物半导体层12p侧为光取出面侧，n侧氮化物半导体层12n侧为安装面侧。换言之，发光元件100为面朝上安装型的发光元件。而且，在俯视时，相比较于p侧氮化物半导体层12p的外周部的内侧，p侧氮化物半导体层12p的外周部为高电阻。
由此，因为在发光元件100的侧面部分配置相当于p侧氮化物半导体层12p的一部分的高电阻部12x，所以即使假设在发光元件100的侧面附着了成为泄漏源的碎屑等的情况下，也能够抑制漏电流的产生。另外，即使假设在高电阻部12x产生了损伤的情况下，也能够抑制因该损伤而产生漏电流的情况。
在发光元件100，在p侧氮化物半导体层12p的上表面中的、与外周部对应的区域能够形成第一保护层14。在对半导体晶片1进行退火时，形成有第一保护层14的区域的p侧氮化物半导体层12p以高电阻的状态被维持，因此，能够在第一保护层14的下方构成高电阻部12x。此外，第一保护层14也可以在对半导体晶片1进行了退火之后进行去除。
在半导体构造的上方，且包含第一保护层14的上表面的区域，能够形成第二保护层18。由此，能够保护发光元件100的上表面。
在p侧氮化物半导体层12p的上表面中的外周部的内侧的区域，且包含外周部附近的区域，能够形成电流扩散层15。在此，在p侧氮化物半导体层12p的上表面，且外周部的内侧的区域的大致整个面上形成有电流扩散层15。在此，p侧氮化物半导体层12p的外周部附近是指从外周部朝向内侧为20μm以下的区域。由此，因为能够使发光元件100的面内的电流密度分布更均匀，所以能够提高发光元件100的发光效率。另外，因为能够使发光元件100的面内流动电流的面积较大，所以能够提高从发光元件100的光取出量。
在衬底11的侧面形成有加工改性部。由此，因为能够容易地分割半导体晶片1，所以能够容易获得发光元件100。加工改性部能够形成于衬底11的厚度的一半更靠上的位置。由此，能够减小分割半导体晶片1而得到发光元件100时的从分割预定线13的偏离。进而，通过使形成加工改性部的区域接近半导体部12，能够由加工改性部反射更多的光，因此，能够提高从发光元件100的光取出量。
在深度方向上且在衬底11的多个位置形成有加工改性部的情况下，加工改性部能够具有以第一间距形成的第一加工改性部和以比第一间距宽的第二间距形成的第二加工改性部。而且，能够在第一加工改性部的上方形成第二加工改性部。由此，因为使加工改性部接近半导体部12而形成，所以能够提高从发光元件100的光取出量。另外，因为以比第一加工改性部的间距更宽的间距形成第二加工改性部，所以能够抑制激光L对半导体部12的损伤。
在形成有第一加工改性部及第二加工改性部的情况下，能够使第一加工改性部形成于衬底11的厚度一半更靠下的区域，且使第二加工改性部形成于衬底11的厚度一半更靠上的区域。由此，通过使加工改性部接近半导体部12而形成，能够进一步提高光取出量，同时，能够进一步抑制激光L对半导体部12的损伤。
[实施例1]
基于图1A～图6B说明本实施例。
首先，如图1A及图1B所示，在衬底11上层叠含有Si作为n型杂质的n侧氮化物半导体层12n、活性层12a、含有Mg作为p型杂质的p侧氮化物半导体层12p，得到半导体晶片1。作为衬底11，使用厚度800μm的蓝宝石衬底，作为n侧氮化物半导体层12n、活性层12a、p侧氮化物半导体层12p，分别形成GaN、AlGaN、InGaN等。之后，如图2A及图2B所示，从p侧氮化物半导体层12p的一侧蚀刻半导体部的一部分，使n侧氮化物半导体层12n露出，由此，在之后的工序中形成用于设置n焊盘电极16的区域。此外，在此时的p侧氮化物半导体层12p的蚀刻中，p侧氮化物半导体层12p中的、与半导体晶片1的分割预定线13重合的区域未被蚀刻。
接着，如图3A及图3B所示，在p侧氮化物半导体层12p的上表面，且与半导体晶片1的分割预定线13重合的区域，以膜厚约0.3μm形成由SiO2构成的第一保护层14。半导体晶片1的分割预定线13俯视时为格子状，相邻的分割预定线13和分割预定线13之间的距离设为650μm。第一保护层14的短边方向的宽度设为20μm。之后，在p侧氮化物半导体层12p的上表面，且未形成第一保护层14的区域的大致整个面上，以膜厚约0.1μm形成ITO作为电流扩散层15。电流扩散层15和第一保护层14之间的距离设为6μm。
接着，如图4A及图4B所示，通过将半导体晶片1在氮环境中以约500度进行退火40分钟，在未形成第一保护层14的区域使p侧氮化物半导体层12p低电阻化。
接着，如图5A及图5B所示，在形成于p侧氮化物半导体层12p的上表面的电流扩散层15上形成p焊盘电极17，在露出的n侧氮化物半导体层12n上形成n焊盘电极16。作为p焊盘电极，依次层叠Cr、Rh、Pt、Au。作为n焊盘电极，依次层叠Ti、Al、Ti、Ru、Ti、Cr、Rh、Pt、Au。在除p焊盘电极17及n焊盘电极16以外的半导体晶片1的上表面的大致整个面上，以膜厚约0.2μm形成由SiO2构成的第二保护层18。之后，从下表面侧切削衬底11，使其成为厚度150μm。
接着，如图5A及图5B所示，从衬底11的下表面侧向与衬底11的分割预定线13对应的区域照射激光L。激光L照射到距衬底11的上表面为100μm的位置。作为激光L，使用波长为1064nm且脉冲宽度约1psec、输出约0.3W的光纤激光。
之后，通过将半导体晶片1沿着分割预定线13进行分割，得到多个发光元件100。半导体晶片1通过沿着半导体晶片1的分割预定线13向衬底11的下表面侧按压辊以施加力而进行分割。
其结果，能够得到5529个如图6A及图6B所示的矩形且各边的长度为650μm的发光元件100。对这些发光元件100进行测量反向施加5V的电压时流动的电流(以下也称作“Ir”)的试验。其结果可知，如图8所示，在实施例1中，发光元件100中Ir为0.01以上的发光元件为39个(发生率0.7％)，能够充分抑制漏电流。
[实施例2]
图9示出了除将第一保护层14的短边方向的宽度设定为30μm以外，其它与实施例1相同地形成的5542个实施例2的发光元件100的试验结果。这样可知，在实施例2中，发光元件100中Ir为0.01以上的发光元件为42个(发生率0.8％)，能够充分抑制漏电流。
[实施例3]
图10示出了除将第一保护层14的短边方向的宽度设定为40μm以外，其它与实施例1相同地形成的实施例3的发光元件100的试验结果。这样可知，在实施例3中，发光元件100中Ir为0.01以上的发光元件为36个(发生率0.7％)，能够充分抑制漏电流。
[比较例]
作为比较例，准备蚀刻p侧氮化物半导体层12p中的、与半导体晶片2的分割预定线13重合的区域这一点与实施例1不同的发光元件200。
即，半导体晶片2中，由于通过蚀刻而在半导体部12上形成凹部20，所以存在角部等21。除此之外与实施例1相同。
比较例中，如图7A及图7B所示，将半导体部的凹部20的短边方向上的宽度设为50μm。换言之，将发光元件200的p侧氮化物半导体层12p中的、外周缘各蚀刻25μm。
比较例中，制作了4050个矩形且各边的长度为650μm的发光元件200。对这些发光元件200进行了测量反向施加5V的电压时流动的Ir的试验。其结果可知，如图11所示，比较例中，发光元件200中Ir为0.01以上的发光元件200为599个(发生率14.8％)，不能够充分抑制漏电流。
在比较例的发光元件200中，与实施例1～3的第一保护层14的短边方向上的宽度相比，较大地取得凹部20的短边方向上的宽度。但是，考虑到，由于通过蚀刻在半导体部12上形成有凹部20，所以半导体部12的角部等21会因激光L而受到损伤，从而产生漏电流。另一方面，在实施例1～3的发光元件100中，与发光元件200的凹部20的短边方向上的宽度相比，虽然减小保护层14的短边方向上的宽度，但能够充分抑制漏电流。

Claims (17)

1.一种发光元件的制造方法，具有：
准备半导体晶片的工序，该半导体晶片从下方朝向上方依次具有衬底、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层；
通过对所述衬底照射激光，在所述衬底上形成加工改性部的工序；
通过分割在所述衬底上形成有加工改性部的所述半导体晶片，得到多个发光元件的工序，其特征在于，
在所述准备半导体晶片的工序和在所述衬底上形成加工改性部的工序之间依次具有：
在所述p侧氮化物半导体层的上表面的包含成为所述多个发光元件的区域的边界的区域形成保护层的工序；
通过对所述半导体晶片进行退火，在未形成所述保护层的区域使所述p侧氮化物半导体层低电阻化的工序。
2.如权利要求1所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述加工改性部的工序中，在所述衬底的厚度一半更靠上的区域形成所述加工改性部。
3.如权利要求1所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述保护层的工序之后，具有在所述p侧氮化物半导体层的上表面的未形成所述保护层的区域形成电流扩散层的工序。
4.如权利要求2所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述保护层的工序之后，具有在所述p侧氮化物半导体层的上表面的未形成所述保护层的区域形成电流扩散层的工序。
5.如权利要求1～4中任一项所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述保护层的工序中，在所述p侧氮化物半导体层的上表面以格子状地形成所述保护层。
6.如权利要求1～4中任一项所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述加工改性部的工序中，通过对所述衬底以第一脉冲能量且第一间距照射激光，形成第一加工改性部，另一方面，通过以比第一脉冲能量小的第二脉冲能量且比所述第一间距宽的第二间距照射激光，在所述第一加工改性部的上方形成第二加工改性部。
7.如权利要求5所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述加工改性部的工序中，通过对所述衬底以第一脉冲能量且第一间距照射激光，形成第一加工改性部，另一方面，通过以比第一脉冲能量小的第二脉冲能量且比所述第一间距宽的第二间距照射激光，在所述第一加工改性部的上方形成第二加工改性部。
8.如权利要求6所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述加工改性部的工序中，在所述衬底的厚度一半更靠下的区域形成所述第一加工改性部，在所述衬底的厚度一半更靠上的区域形成所述第二加工改性部。
9.如权利要求7所述的发光元件的制造方法，其特征在于，
在形成所述加工改性部的工序中，在所述衬底的厚度一半更靠下的区域形成所述第一加工改性部，在所述衬底的厚度一半更靠上的区域形成所述第二加工改性部。
10.一种发光元件，其特征在于，
具备半导体构造，所述半导体构造从下方朝向上方依次具有衬底、含有n型杂质的n侧氮化物半导体层、含有p型杂质的p侧氮化物半导体层，
所述半导体构造的所述p侧氮化物半导体层侧为光取出面侧，并且，所述半导体构造的所述n侧氮化物半导体层侧为安装面侧，
在俯视时，与所述p侧氮化物半导体层的外周部的内侧相比，所述p侧氮化物半导体层的外周部为高电阻，
在所述p侧氮化物半导体层的上表面的、与所述外周部对应的区域形成有第一保护层，
在所述p侧氮化物半导体层的上表面的、所述外周部的内侧的区域，电流扩散层离开所述第一保护层而设置。
11.如权利要求10所述的发光元件，其特征在于，
在所述半导体构造的上方且包含所述第一保护层的上表面的区域，形成有第二保护层。
12.如权利要求10所述的发光元件，其特征在于，
在所述p侧氮化物半导体层的上表面的距所述第一保护层在20μm以内的区域，形成有所述电流扩散层。
13.如权利要求11所述的发光元件，其特征在于，
在所述p侧氮化物半导体层的上表面的距所述第一保护层在20μm以内的区域，形成有所述电流扩散层。
14.如权利要求10～13中任一项所述的发光元件，其特征在于，
在所述衬底的侧面形成有加工改性部。
15.如权利要求14所述的发光元件，其特征在于，
所述加工改性部形成在所述衬底的厚度一半更靠上的位置。
16.如权利要求14所述的发光元件，其特征在于，
所述加工改性部具有以第一间距形成的第一加工改性部、以比所述第一间距宽的第二间距形成的第二加工改性部，在所述第一加工改性部的上方形成有所述第二加工改性部。
17.如权利要求16所述的发光元件，其特征在于，
在所述衬底的厚度一半更靠下的区域形成有所述第一加工改性部，在所述衬底的厚度一半更靠上的区域形成有所述第二加工改性部。
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