CN116210092A - 红外led元件 - Google Patents

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Abstract

实现一种能够以简易的工序进行制造且表现出高的光取出效率的、发光波长为1000nm以上的红外LED元件。红外LED元件的峰值波长为1000nm以上且2000nm以下，其中，具备：半绝缘性的InP基板；p型或n型的第一半导体层，其形成于InP基板的上层；活性层，其形成于第一半导体层的上层；与第一半导体不同的导电型的第二半导体层，其形成于活性层的上层；第一电极，其在未形成活性层形成的区域内形成于第一半导体层的上层；以及第二电极，其形成于第二半导体层的上层，在与InP基板的面平行的方向上配置于与第一电极分离的位置。

Description

红外LED元件
技术领域
本发明涉及红外LED元件，特别是涉及发光波长为1000nm以上的红外LED元件。
背景技术
近些年，以波长1000nm以上的红外区域为发光波长的半导体发光元件正在广泛用于安防/监视摄像机、气体检测器、医疗用的传感器、工业设备等用途。
发光波长为1000nm以上的半导体发光元件一般通过以下的步骤来制造。在作为生长基板的InP基板上依次外延生长出第一导电型的半导体层、活性层(有时也称为“发光层”)及第二导电型的半导体层，之后在半导体晶圆上形成用于电流注入的电极。之后，切断为芯片状。
以往，作为发光波长为1000nm以上的半导体发光元件，有着先行进行了半导体激光元件的开发的原委。另一方面，对于LED元件，也是因为其不太有用途，其开发并没有比激光元件快。
然而，近些年，随着应用的扩展，对于红外LED元件也日益要求高效率化的产品。例如专利文献1公开了如下红外LED元件：向在InP基板上结晶生长了LED构造的晶圆的上下面形成电极，通过对两电极之间施加电压来将电流注入活性层而发光。例如专利文献2及专利文献3公开了如下构造：将在生长基板上结晶生长了LED构造的外延半导体膜的晶圆接合于导电性的支承基板，之后通过去除生长基板来提高光取出效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-282875号公报
专利文献2：日本特开2013-30606号公报
专利文献3：日本特开2012-129357号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在像专利文献2、专利文献3所记载的构造那样贴合与生长基板不同的支承基板来形成LED元件的情况下，需要支承基板的贴合工序，导致制造复杂化。因此，为了以简易的方法实现LED元件，优选的是例如像专利文献1所示的那样原样利用生长基板。
然而，在专利文献1的构造的情况下，在InP基板的与形成有外延层的一侧相反的一侧的面(以下，称为“背面”)配置了电极，需要向InP基板内流入电流。因此，InP基板被设计为通过掺入高浓度的掺杂剂而表现出导电性。
在专利文献1的构造的情况下，预定将从活性层出射的红外光向与InP基板相反的一侧取出。但是，从活性层出射的红外光还向InP基板侧行进。若InP基板为包含被高浓度地掺入的掺杂剂的结构，则红外光会被InP基板内存在的自由载流子吸收。因此，即便假使设于InP基板的背面的电极是表现出反射性的材料，也会导致每当在InP基板内通过时都在InP基板内吸收红外光。由此，无法实现高的光取出效率。
InP系的红外LED元件迄今有着作为光通信用而开发的原委，由于只要能够对光纤导入红外光就会发挥通信功能，因此不存在意图使从红外LED元件的光取出效率提高的强烈动机。这也体现为专利文献1没有暗示使行进到InP基板侧的红外光向取出面侧返回。
鉴于上述课题，本发明的目的是实现能够以简易的工序进行制造且表现出高的光取出效率的、发光波长为1000nm以上的红外LED元件。
用于解决课题的手段
本发明的红外LED元件的峰值波长为1000nm以上且2000nm以下，其特征在于，具备：
半绝缘性的InP基板；
p型或n型的第一半导体层，其形成于所述InP基板的上层；
活性层，其形成于所述第一半导体层的上层；
与所述第一半导体层不同的导电型的第二半导体层，其形成于所述活性层的上层；
第一电极，其在未形成所述活性层的区域内形成于所述第一半导体层的上层；以及
第二电极，其形成于所述第二半导体层的上层，在与所述InP基板的面平行的方向上配置于与所述第一电极分离的位置。
在本说明书中，所谓基板为“半绝缘性”，意指其掺杂浓度小于1×1017/cm3。此时，电阻率为0.1Ω·cm以上。相对于此，导电性的基板，意指使用形成施主或受主的掺杂剂原子，掺杂浓度为1×1017/cm3以上。此时，电阻率小于0.01Ω·cm。
根据上述红外LED元件，由于InP基板为半绝缘性，因此即使在通电时也几乎不存在自由载流子。其结果，即使从活性层出射的红外光在InP基板内通过，也难以在该InP基板内产生自由载流子对红外光的吸收。这一点将随后参照实施例进行描述。
另外，在上述红外LED元件的情况下，在InP基板的同一面侧形成有第一电极和第二电极。因此，不需要在通电时通过InP基板向活性层流入电流。由此，即使将InP基板设为半绝缘性，也能够向活性层注入电流。
这样，在上述红外LED元件的情况下，抑制了在InP基板内对红外光的吸收，因此，在InP基板的主面中，能够不将形成有半导体层的一侧、而是将其相反侧作为光取出面。
此外，上述红外LED元件由于是在InP基板的上层形成半导体层而成的构造，因此不用经过贴合与作为生长基板的InP基板不同的支承基板的工序就能够制造。因此，能够以简易的方法实现光取出效率高的红外LED元件。
InP的机械刚性低，因此若过分薄膜化，则存在产生破裂、剥离等的隐患。因此，所述InP基板的厚度优选设为20μm以上。不过，若太过于厚，则红外LED元件本身的厚度(高度)会过度变厚，因此优选设为1000μm以下。
即使InP基板为20μm以上，InP基板也是由半绝缘性材料构成，抑制了因为红外光在InP基板内通过而由自由载流子对其的吸收，因此可实现高的取出效率。
InP对波长1000～2000nm的红外光的折射率为3.2左右，与空气(折射率为1)相比极高。因此，行进到InP基板侧的红外光的一部分会在InP基板与空气的分界面处发生全反射而向InP基板侧返回。因此，红外光被假定为在从红外LED元件向外部取出之前在InP基板内多次通过。但是，如上所述，通过使红外LED元件具备表现出半绝缘性的InP基板，即使在红外光多次通过InP基板内之后被取出的情况下，也抑制了在InP基板内对其的吸收，可实现高的取出效率。
然而，在多次通过InP基板内的期间，使红外光的吸收完全为零在技术上是困难的。因此，从进一步提高光取出效率的角度来看，所述InP基板也可以具有凹凸部，该凹凸部形成于与形成有所述第一半导体层的一侧相反的一侧的面的至少一部分的区域。
作为将InP基板设为半绝缘性的方法的一个例子，能够采用对所述InP基板掺入能够形成深能级的过渡金属的方法。作为这样的过渡金属，代表性地，可列举Fe。即使是Fe以外的材料，也是只要是能够在InP基板内形成深能级的金属即可，例如也可以利用W等。
所述InP基板也可以未掺杂。即使在得到了未掺杂的InP基板的情况下，一般也会在半导体晶体的制造过程中从炉壁等混入意料外的杂质，掺入1×1015/cm3～1×1016/cm3左右的杂质。即使是这样的未掺杂的InP基板也会表现出半绝缘性，因此可抑制对红外光的吸收。
所述红外LED元件也可以具有：
第一焊盘电极，其形成于所述第一电极的上层；以及
第二焊盘电极，其形成于所述第二电极的上层；
所述第一焊盘电极的与所述InP基板相反的一侧的面和所述第二焊盘电极的与所述InP基板相反的一侧的面位于实质相同的高度。
在此，所谓“实质相同的高度”，意指高度之差被抑制在能够进行倒装芯片安装的程度，具体而言，意指高度之差被抑制在1μm以下。
根据上述红外LED元件，通过将第一焊盘电极和第二焊盘电极与例如形成在副支架上的图案电极连接，能够进行倒装芯片安装。由此，不需要通过引线键合与第一焊盘电极、第二焊盘电极电连接。由此，不需要在光取出面侧确保线的处理区域，因此能够实现低高度的红外LED元件，而且，由于不需要在光取出面侧形成焊盘电极，因此光取出面积提高。
如上所述，以往的InP系的红外LED元件有着专门作为光通信用而开发的原委，与光纤的结合效率是重要的要素。即，这样的红外LED元件在面发光的情况下会产生向光纤的外侧漏出的光，因此优选尽量为点发光。因此，不存在扩大光取出面积的强烈动机。
相对于此，根据上述的结构，通过将InP基板的一个主面设为光取出面，将形成于其相反侧的主面上的各电极与安装于管座(stem)的通电用的图案电极连接，可实现在提高光取出面积的同时提高取出效率的倒装芯片型的红外LED元件。
而且，近些年波长1000nm以上的红外区域的用途初见扩展，伴随于此，要求发光效率高的小型的LED元件。例如，若以可佩戴的LED元件的实现为鉴，则不只是缩小安装面积，减薄元件的厚度(设为低高度)也是重要的。根据上述结构，由于不需要键合线的处理区域以及用于使键合线连接的球，因此可实现元件整体的厚度较薄的低高度的LED元件。
此外，假使在具备InP基板的红外LED元件中存在实现倒装芯片安装的动机的情况下，通常也都是假定利用导电性基板形成InP基板的情形。这是因为，通过将InP基板设为导电性基板，在向双方的电极之间施加了电压的情况下，电流会流到入InP基板内，因此认为能够抑制由于电流集中流入到一部分的区域而引起的发光效率的降低。
然而，在利用导电性基板构成InP基板的情况下，红外光在InP基板内被吸收，得不到高的光取出效率。即便是稍微牺牲了电流的向面方向的扩展，在InP基板内对红外光的吸收从光取出效率的角度来看也有显著影响，因此在上述的结构中，为了抑制在InP基板内对红外光的吸收，InP基板被设为半绝缘性。
也可以为，从与所述InP基板的面正交的方向观察，所述第二电极形成了在所述第二半导体层的一部分区域中形成的部分电极，
所述红外LED元件具备：
绝缘层，其形成于未形成所述第二电极的区域内的所述第二半导体层的上层，由对从所述活性层出射的红外光表现出透射性的材料构成；以及
反射电极，其由对从所述活性层出射的红外光的反射率比所述第二电极高的材料形成在所述第二电极及所述绝缘层的上层。
第二电极要求是能够与第二半导体层之间实现欧姆接触的材料，例如能够利用Au/Zn/Au、AuZn、AuBe等材料。这样的材料对波长1000nm～2000nm的红外光的反射率较低。
相对于此，通过像上述结构那样部分地形成第二电极，并在未形成第二电极的区域形成对红外光表现出透射性的绝缘层，同时在它们的上层配备反射电极，能够使从活性层出射并向与InP基板相反的一侧行进的红外光高效率地返回到光取出面即InP基板侧。由此，光取出效率进一步提高。
绝缘层对红外光的透射率优选为70％以上，更优选为80％以上，特别优选为90％以上。作为这样的材料，能够使用SiO2、SiN、Al2O3等。
反射电极对红外光的反射率优选为70％以上，更优选为80％以上，特别优选为90％以上。作为这样的材料，能够使用Ag、Ag合金、Au、Al、Cu等金属材料。
所述第一半导体层也可以由与所述InP基板的折射率差小于0.3的材料构成。
通过设为这种结构，从活性层出射并向第一半导体层一侧行进的红外光以被抑制了在InP基板与第一半导体层的分界面处的全反射的状态行进到InP基板内并被从光取出面取出。通过将InP基板设为生长基板，并利用能够与InP基板进行晶格匹配的材料(InP、GaInAsP等)构成第一半导体层，能够将InP基板与第一半导体层之间的折射率差抑制为小于0.3，可抑制它们的分界面处的全反射。
此外，在GaN系的紫外LED元件的情况下，作为GaN系半导体层的生长基板，利用蓝宝石基板。在该情况下，蓝宝石基板与GaN系的半导体层的分界面处的折射率差表现为0.8以上。因此，在GaN系的紫外LED元件的情况下，即便假使想要将光从蓝宝石基板侧取出，蓝宝石基板与GaN层的分界面处的全反射也会变多。
所述红外LED元件也可以在所述InP基板的与形成有所述第一半导体层的一侧相反的一侧的面上，具备由对从所述活性层出射的红外光表现出透射性并且折射率介于所述InP基板的构成材料与空气之间的材料构成的透光层。
根据这种结构，与从InP基板直接向空气内取出红外光的情况相比，能够降低光取出面与空气的分界面处的折射率差，因此能够降低向InP基板内全反射的比例，光取出效率进一步高。
发明效果
根据本发明，可实现能够以简易的工序进行制造且表现出高的光取出效率的、发光波长为1000nm以上的红外LED元件。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的红外LED元件的一实施方式的构造的剖面图。
图2A是从图1所示的红外LED元件中省略了一部分的要素的图示的剖面图，与图1上下翻转地进行了图示。
图2B是从上方观察图2A所示的红外LED元件时的示意性的俯视图。
图3A是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图3B是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图3C是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图3D是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图3E是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图3F是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图3G是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图3H是用于对红外LED元件的制造方法进行说明的一工序的剖面图。
图4是用于对在验证时利用的管座构造进行说明的示意性的剖面图。
图5是表示实施例1和比较例1的红外LED元件的电流-光输出特性的结果。
具体实施方式
参照附图对本发明的红外LED元件的实施方式进行说明。此外，以下的附图是示意性地示出的，附图上的尺寸比与实际的尺寸比未必一致。另外，即使在附图之间也存在尺寸比不一致的情况。
在本说明书中，就“在层A的上层形成有层B”这一表达而言，直接在层A面上形成有层B的情况自不必说，还意图包含经由薄膜在层A的面上形成有层B的情况。此外，此处所说的“薄膜”是指膜厚50nm以下的层，优选可以指10nm以下的层。
图1是示意性地表示本实施方式的红外LED元件的构造的剖面图。如图1所示，红外LED元件1具备InP基板3和形成于InP基板3的上层的半导体层10。在图1中，作为一个例子，示出了红外LED元件1被以倒装芯片形式安装在副支架35上的状态。在图1所示的例子中，红外LED元件1经由图案电极37a及图案电极37b固定在副支架35上。
图2A是从图1所示的状态省略对副支架35和图案电极(37a、37b)的图示进行表示的剖面图，为了便于说明，进行了上下翻转。另外，图2B是示意性地对在图2A的状态下从与InP基板3相反的一侧观察时的俯视图进行表示的附图。
在图1所示的红外LED元件1中，对于在半导体层10内(更详细来说是后述的活性层13内)生成的红外光L1，从与副支架35相反的一侧、即InP基板3侧取出红外光L1。红外光L1是峰值波长为1000nm以上且2000nm以下的光。
[元件构造]
以下，对红外LED元件1的构造进行详细说明。
(InP基板3)
红外LED元件1具备InP基板3。如随后在制造方法的说明部分中描述的那样，InP基板3也被用作生长半导体层10时的生长基板。InP基板3表现出半绝缘性，电阻率为1×106Ω·cm以上，掺杂浓度小于1×1017/cm3。
在本实施方式中，InP基板3被以1×1016/cm3以上且小于1×1017/cm3的范围内的掺杂浓度掺入了Fe。Fe是在InP内形成深能级的过渡金属的一种，通过极低地掺入这样的金属，InP基板3表现出半绝缘性。作为像这样形成深能级的过渡金属，除了Fe以外，还也可以利用W等。
此外，InP基板3也可以是未掺杂基板。即便是未掺杂基板，也会由于在基板的生长时不可避免地混入杂质而以小于1×1017/cm3的掺杂浓度掺入杂质。
InP基板3的厚度优选为20μm以上且1000μm以下，更优选为50μm以上且700μm以下。
(半导体层10)
红外LED元件1具有形成于InP基板3的上层的半导体层10。半导体层10由多个层的层叠体构成。具体而言，半导体层10包含第一半导体层11、活性层13和第二半导体层15。
第一半导体层11形成于InP基板3的上表面。在本实施方式中，第一半导体层11由n型的InP构成。第一半导体层11的厚度不作限定，例如为1000nm以上且20000nm以下，优选为3000nm以上且10000nm以下。第一半导体层11的掺杂浓度优选为1×1017/cm3以上且5×1018/cm3以下，更优选为5×1017/cm3以上且4×1018/cm3以下。作为第一半导体层11所含的n型掺杂材料，能够利用Sn、Si、S、Ge、Se等，特别优选Si。
如图1及图2A所示，第一半导体层11形成于InP基板3的大致整个面。
活性层13由形成于第一半导体层11的上层的半导体层构成。更详细而言，如图1及图2A所示，活性层13形成于第一半导体层11的一部分的上层。
活性层13是从能够生成目标波长的光并且能够与InP基板3进行晶格匹配而外延生长的材料中适当选择的。例如，活性层13既可以设为GaInAsP、AlGaInAs或InGaAs的单层构造，也可以设为包含由GaInAsP、AlGaInAs或InGaAs构成的阱层和由带隙能量比阱层大的GaInAsP、AlGaInAs、InGaAs或InP构成的势垒层的MQW(Multiple Quantum Well：多量子阱)构造。
在活性层13为单层构造的情况下，活性层13的膜厚为50nm以上且2000nm以下，优选为100nm以上且500nm以下。另外，在活性层13为MQW构造的情况下，使膜厚5nm以上且20nm以下的阱层及势垒层在2周期以上且50周期以下的范围内层叠而构成。
活性层13既可以进行n型或p型掺杂，也可以未掺杂。在进行n型掺杂的情况下，作为掺杂剂，例如能够利用Si。
第二半导体层15形成于活性层13的上层。在本实施方式中，第二半导体层15由p型的半导体层构成，包含p型覆盖层和p型接触层。
第二半导体层15中的p型覆盖层由p型的InP构成。该p型覆盖层的厚度不作限定，例如为1000nm以上且10000nm以下，优选为2000nm以上且5000nm以下。p型覆盖层的p型掺杂浓度在离开活性层13的位置优选为1×1017/cm3以上且3×1018/cm3以下，更优选为5×1017/cm3以上且3×1018/cm3以下。
第二半导体层15中的p型接触层由p型的GaInAsP构成。该p型接触层的厚度不作限定，例如为10nm以上且1000nm以下，优选为50nm以上且500nm以下。另外，p型接触层的p型掺杂浓度优选为5×1017/cm3以上且3×1019/cm3以下，更优选为1×1018/cm3以上且2×1019/cm3以下。
作为构成第二半导体层15的p型覆盖层及p型接触层所含的p型掺杂材料，能够利用Zn、Mg、Be等，优选Zn或Mg，特别优选Zn。
第一半导体层11及第二半导体层15是从不吸收在活性层13生成的红外光L1并且能够与InP基板3进行晶格匹配而外延生长的材料中适当选择的。例如，作为第一半导体层11及第二半导体层15，除了InP以外，还能够利用GaInAsP、AlGaInAs等材料。
此外，在本实施方式中，对第二半导体层15为覆盖层与接触层的层叠构造的情况进行了说明，但本发明不排除覆盖层与接触层的材料相同的情况。另外，本发明不排除第一半导体层11由材料不同的覆盖层与接触层的层叠体构成的情况。
(第一电极21)
如图1及图2A所示，在第一半导体层11的一部分区域的上层形成有活性层13。并且，红外LED元件1在未形成活性层13的区域内具备形成于第一半导体层11的上层的第一电极21。
第一电极21在其与第一半导体层11之间形成了欧姆连接。第一电极21作为一个例子是由Au/Ge/Au、Au/Ge/Ni/Au、AuGe、AuGeNi等材料构成，也可以具备这些材料中的多种。该第一电极21的厚度不作限定，例如为50nm以上且500nm以下，优选为100nm以上且300nm以下。
(绝缘层19)
如图1及图2A所示，红外LED元件1具备以覆盖半导体层10的侧壁及上表面的一部分的方式形成的绝缘层19。绝缘层19由表现出电绝缘性并且对红外光L1的透射性高的材料构成。绝缘层19对红外光L1的透射率优选为70％以上，更优选为80％以上，特别优选为90％以上。在红外光L1的峰值波长为1000nm以上且2000nm以下的情况下，绝缘层19能够使用SiO2、SiN、Al2O3等材料。
绝缘层19的膜厚是任意的，例如为50nm以上且5000nm以下，优选为100nm以上且1000nm以下。
(第二电极22)
如图1及图2A所示，红外LED元件1具备形成于第二半导体层15的上层的第二电极22。该第二电极22在与InP基板3的面平行的方向上配置于与第一电极21分开的位置(还参照图2B)。
在本实施方式中，第二电极22构成离散地配置于第二半导体层15的一部分的上层的部分电极。在图2B所示的例子中，示出了第二电极22从上方观察在平面上离散地配置多个。此外，实际上，在从与InP基板3相反的一侧观察红外LED元件1的情况下，第二电极22被后述的第二焊盘电极27挡住而无法看到，但在容易理解的角度，在图2B中利用虚线示出了第二电极22。
第二电极22由能够与第二半导体层15之间进行欧姆接触的材料构成。第二电极22作为一个例子是由Au/Zn/Au、AuZn、AuBe等材料构成，也可以具备这些材料中的多种。如上所述，在第二半导体层15具备接触层的情况下，在该接触层与第二电极22之间形成欧姆接触。第二电极22的厚度不作限定，例如为50nm以上且500nm以下，优选为100nm以上且300nm以下。
如图1及图2A所示，在第二半导体层15的上层中的未形成第二电极22的区域，形成绝缘层19。
(反射电极26)
如图1及图2A所示，本实施方式的红外LED元件1在第二电极22的上层具备反射电极26。反射电极26起到使在活性层13内生成的红外光L1中的向第二半导体层15侧行进并在绝缘层19内通过的红外光L1返回到InP基板3侧的功能。反射电极26由导电性材料并且对红外光L1表现出高的反射率的材料构成。反射电极26对红外光L1的反射率优选为70％以上，更优选为80％以上，特别优选为90％以上。在红外光L1的峰值波长为1000nm以上且2000nm以下的情况下，反射电极26能够使用Ag、Ag合金、Au、Al、Cu等金属材料。
反射电极26的厚度不作特别限定，例如为10nm以上且2000nm以下，优选为100nm以上且1000nm以下。
第二电极22由于需要与第二半导体层15之间实现欧姆接触，因此由能够容易地与第二半导体层15(更详细来说是接触层)之间合金化而实现低的接触电阻的材料构成。因此，如上所述，第二电极22使用AuZn、AuBe、Au/Zn/Au层构造等。但是，这些材料对红外光L1的反射率较低。因此，假使在将第二电极22形成于第二半导体层15的整个面的情况下，在活性层13内生成并向第二半导体层15侧行进的红外光L1中的被第二电极22吸收的红外光L1的比例变高。
相对于此，如上所述，在本实施方式的红外LED元件1中，将第二电极22离散地配置于第二半导体层15的上层，并且在第二半导体层15的上层中的未形成第二电极22的区域形成有由对红外光L1表现出高的透射性的材料构成的绝缘层19。并且，在该绝缘层19的上层，形成有由对红外光L1的反射率比第二电极22对红外光L1的反射率高的材料构成的反射电极26。由此，在活性层13内生成并向第二半导体层15侧行进的红外光L1的一部分在不会被第二电极22吸收，而是在绝缘层19内行进而入射到反射电极26，之后在该反射电极26处发生反射而被向InP基板3侧引导。由此，光取出效率提高。反射电极26由于不与第二半导体层15接触，因此不需要能够与第二半导体层15之间实现欧姆接触的材料，因此能够从反射率比第二电极22高的金属材料中选择并加以利用。具体而言，作为反射电极26的材料，能够利用Al、Au、Al/Au等。
此外，反射电极26也可以与后述的第二焊盘电极27一体化地形成。
(第一焊盘电极25、第二焊盘电极27)
如图1～图2B所示，红外LED元件1具备形成于第一电极21的上层的第一焊盘电极25和形成于第二电极22的上层的第二焊盘电极27。此外，在图1及图2A的例子中，示出了第二焊盘电极27形成于反射电极26的上层的构造，但在第二焊盘电极27对红外光L1表现出高的反射率的情况下，第二焊盘电极27也可以兼作反射电极26。
第一焊盘电极25及第二焊盘电极27分别形成用于连接键合线的区域。第一焊盘电极25及第二焊盘电极27例如由Ti/Au、Ti/Pt/Au等构成。第一焊盘电极25及第二焊盘电极27的厚度不作特别限定，例如为500nm以上且5000nm以下，优选为1000nm以上且4000nm以下。
(高度调整用电极29)
如图1～图2B所示，红外LED元件1具备形成于第一焊盘电极25的上层的高度调整用电极29。高度调整用电极29是为了以图1所示的倒装芯片形式安装红外LED元件1而设置的。如图1及图2A所示，第一焊盘电极25形成于比第二焊盘电极27更靠近InP基板3的位置，因此在第一焊盘电极25与第二焊盘电极27之间产生高度位置差。并且，在以倒装芯片形式安装红外LED元件1时，如图1所示，需要使形成于副支架35上的图案电极37b与第二焊盘电极27形成电连接，并且使形成于副支架35上的图案电极37a与第一焊盘电极25确保电连接。
从这一角度来看，高度调整用电极29是出于填补第一焊盘电极25与第二焊盘电极27的高度之差的目的而形成的。高度调整用电极29的材料不作限定，例如能够利用镀Au、镀Ni、镀Cu等，也可以将这些材料中的多种组合。不过，从耐氧化性的角度来看，优选至少使高度调整用电极29的表面附近的数十～数百nm的厚度区域通过镀Au形成。
(凹凸部6、透光层31)
本实施方式的红外LED元件1在InP基板3的光取出侧的面上形成有凹凸部6。该凹凸部6的算术平均粗糙度Ra优选为10nm以上，更优选为100nm以上。通过形成这样的凹凸部6，在活性层13内生成并向InP基板3侧行进的红外光L1在InP基板3的表面处发生全反射的比例降低，光取出效率提高。
而且，本实施方式的红外LED元件1在InP基板3的主面中的与形成有半导体层10的一侧相反的一侧的主面上具备由对红外光L1的透射率高的材料构成的透光层31。该透光层31是从对红外光L1的透射率为80％以上并且折射率介于InP与空气之间的材料中选择的。具体而言，透光层31能够利用SiOx、SiON、SiNx、TiOx、MgOx等，也可以将这些材料中的多种组合。
通过使红外LED元件1具备表现出空气与InP之间的折射率的透光层31，在InP基板3的表面处发生全反射的红外光L1的比例进一步降低，光取出效率进一步提高。特别是，InP对1000nm～2000nm的波长的红外光L1的折射率为3.2左右，与空气的折射率(＝1)之差大，因此通过在InP基板3的上层具备透光层31，大幅度提高了光取出效率。
根据本实施方式的红外LED元件1，通过利用半绝缘性的材料构成InP基板3，提高了光取出效率。关于这一点，将随后参照验证结果进行描述。
[制造方法]
参照图3A～图3H这些图对上述红外LED元件1的制造方法的一个例子进行说明。图3A～图3H均为制造过程中的一工序的剖面图。
(步骤S1)
准备表现出半绝缘性的InP基板3。如上所述，作为InP基板3，既可以设为以1×1016/cm3以上且小于1×1017/cm3的范围内的掺杂浓度掺入了Fe等形成深能级的过渡金属的基板，也可以利用未掺杂基板。作为一个例子，能够利用厚度为370μm的2英寸的Fe掺杂InP基板3。
(步骤S2)
如图3A所示，将半绝缘性的InP基板3搬运到MOCVD(Metal Organic ChemicalVapor Deposition：金属有机化学气相沉积)装置内，在InP基板3上依次外延生长出第一半导体层11、活性层13、第二半导体层15，形成半导体层10。在本步骤S2中，根据所生长的层的材料、膜厚，适当调整原料气体的种类及流量、处理时间、环境温度等。各半导体层10的材料例如上所述。
(步骤S3)
从MOCVD装置取出外延晶圆，如图3B所示，通过蚀刻去除一部分区域的第二半导体层15及活性层13而使第一半导体层11露出。详细来说，例如能够通过以下的步骤来进行。
首先，在半导体层10的最表面即第二半导体层15的上表面通过等离子体CVD法成膜出规定膜厚的掩模层(在此为SiO2层)，之后，使用光刻法形成抗蚀剂开口部。接下来，使用缓冲氢氟酸将抗蚀剂开口部内的掩模层蚀刻去除，之后去除抗蚀剂。通过利用Cl2气实施的干法蚀刻以掩模层为掩模对半导体层10进行蚀刻，将一部分区域内的第二半导体层15、活性层13及第一半导体层11的一部分去除。之后，使用缓冲氢氟酸去除残存的掩模层。
(步骤S4)
如图3C所示，在半导体层10的整个面使用等离子体CVD法成膜出绝缘层19。
(步骤S5)
如图3D所示，在第二半导体层15的一部分区域形成第二电极22。详细来说，例如能够通过以下的步骤来进行。
首先，使用光刻法在绝缘层19的一部分部位形成抗蚀剂开口部，之后使用缓冲氢氟酸去除抗蚀剂开口部内的绝缘层19。接下来，在使用电子束(EB)蒸镀装置成膜出第二电极22的材料膜之后，去除抗蚀剂，剥离在第二电极22的预定形成区域外的部位形成的材料膜。
之后，通过利用例如450℃、10分钟的加热处理实施合金化处理(退火处理)，实现第二半导体层15与第二电极22之间的欧姆接触。
(步骤S6)
如图3E所示，在第二电极22的上层形成反射电极26，进一步在反射电极26的上层形成第二焊盘电极27。详细来说，例如能够通过以下的步骤来进行。
使用光刻法在第二电极22的上层形成抗蚀剂开口部，之后使用EB蒸镀装置成膜出反射电极26的材料膜及第二焊盘电极27的材料膜。反射电极26和第二焊盘电极27的形成可以连续进行。例如，通过成膜出Al/Au/Ti/Pt/Au的层叠体，连续地形成反射电极26和第二焊盘电极27的层叠构造。
(步骤S7)
如图3F所示，在未形成活性层13的区域的一部分部位，在第一半导体层11的上层形成第一电极21。详细来说，例如能够通过以下的步骤来进行。
首先，使用光刻法在绝缘层19的一部分部位形成抗蚀剂开口部，之后使用缓冲氢氟酸去除抗蚀剂开口部内的绝缘层19。接下来，在使用电子束(EB)蒸镀装置成膜出第一电极21的材料膜之后，去除抗蚀剂，剥离在第一电极21的预定形成区域外的部位形成的材料膜。
之后，通过利用例如350℃、10分钟的加热处理实施合金化处理(退火处理)，实现第一半导体层11与第一电极21之间的欧姆接触。
(步骤S8)
如图3G所示，在第一电极21的上层形成第一焊盘电极25，进一步在第一焊盘电极25的上层形成高度调整用电极29。详细来说，例如能够通过以下的步骤来进行。
使用光刻法在第一电极21的上层形成抗蚀剂开口部，之后使用EB蒸镀装置成膜出第一焊盘电极25的材料膜。例如，作为第一焊盘电极25，成膜出Ti/Pt/Au。
接下来，使用光刻法在第一电极21的上层形成抗蚀剂开口部，之后使用无电解镀Au法在抗蚀剂开口部内的第一焊盘电极25的上层生长出通过镀Au而构成的高度调整用电极29。由此，高度调整用电极29和第二焊盘电极27被调整为实质相同的高度。此外，也可以使用电解镀法、EB蒸镀法来生长高度调整用电极29。
(步骤S9)
如图3H所示，将InP基板3的与形成有半导体层10的一侧相反的一侧的主面薄膜化。详细来说，例如能够通过以下的步骤来进行。
在利用石蜡将InP基板3的形成有半导体层10的一侧的面固定于支承部件的状态下，通过使用浆液和胶体二氧化硅的单面抛光机将其磨削至所希望的厚度(例如150μm)。磨削后，利用碱清洗液去除抛光磨粒，之后从支承部件取下InP基板3，并清洗去除石蜡。
在本步骤S9中，在InP基板3的与未形成半导体层10的一侧相反的一侧的主面，形成凹凸部6。凹凸部6的算术平均粗糙度Ra优选为10nm以上，更优选为100nm以上。作为一个例子，在InP基板3上形成算术平均粗糙度Ra为460nm的凹凸部6。
(步骤S10)
接下来，如图2A所示，使用等离子体CVD法在形成有凹凸部6的一侧的InP基板3的主面上成膜出透光层31。此外，在图2A中，透光层31被表示为以与设于InP基板3的主面的凹凸部6的形状匹配的方式在表面形成有凹凸，但透光层31的表面也可以由比InP基板3还平坦的面构成。
(步骤S11)
接下来，在将InP基板3贴在切割带上并通过刀片切割进行芯片化之后，如图1所示将其安装在副支架35上。更详细而言，准备在上表面形成有图案电极37a及图案电极37b的副支架35，将图案电极37a与高度调整用电极29以及图案电极37b与第二焊盘电极27分别进行超声波接合。由此，制造出以倒装芯片形式安装的红外LED元件1。
[验证]
制造了仅使InP基板3的掺杂剂不同，其它通过与上述步骤S1～S11相同的方法制造的红外LED元件1，测定了I-L特性(电流-光输出特性)。
(实施例1)
将使用以5×1016/cm3的掺杂浓度掺入了Fe的InP基板3经过步骤S1～S11制造的红外LED元件1作为实施例1。此时，实施例1的InP基板3的电阻率为2×1017Ω·cm。即，实施例1的红外LED元件1具备半绝缘性的InP基板3。此外，InP基板的电阻率是通过范德堡法测定的。在以下的比较例1中也使用了同样的方法。此外，电阻率的测定方法除了范德堡法以外，还能够采用接触式4探针法、涡电流法等公知的方法。
(比较例1)
将除了使用以3×1018/cm3的掺杂浓度掺入了Sn的InP基板这一点以外均通过与实施例1相同的方法制造的红外LED元件1作为比较例1。此时，比较例1的InP基板的电阻率为7×10-4Ω·cm。即，比较例1的红外LED元件具备导电性的InP基板。
(测定方法)
将实施例1及比较例1的各元件搭载在图4所示的管座40上，从未图示的电源供给电流，标绘了电流量与光输出的关系。此外，光输出是使用积分球方式基于由受光学传感器接收的红外光L1的光量来测定的。
对图4所示的管座40的具体构造进行说明。管座40被一对供电销(43a、43b)插通，该一对供电销(43a、43b)通过绝缘部件42相互电绝缘。红外LED元件1的副支架35通过银浆料41固定于管座40的上表面。供电销43a与图案电极37a通过键合线44a连接，供电销43b与图案电极37b通过键合线44b连接。
(结果)
图5是表示实施例1和比较例1的各元件的I-L特性的图表。在图5中，横轴表示供给电流量，纵轴表示光输出。如图5所示，可知：搭载于半绝缘性的InP基板3上的实施例1的红外LED元件1与搭载于导电性的InP基板上的比较例1的红外LED元件相比光输出更高。
据推测，在包含导电性的InP基板的比较例1的红外LED元件的情况下，通电时在InP基板内较多地存在自由载流子，因此在活性层13生成并向InP基板侧行进的红外光L1被存在于InP基板内的自由载流子吸收，结果光输出变低。另一方面，据推测，在包含半绝缘性的InP基板3的实施例1的红外LED元件1的情况下，在通电时存在于InP基板3内的自由载流子的量与比较例1相比大幅度降低，因此抑制了对在InP基板3内通过的红外光L1的吸收，结果与比较例1相比光输出上升。
[其它实施方式]
以下，对其它实施方式进行说明。
〈1〉在上述实施方式中，参照图1对红外LED元件1被以倒装芯片形式安装的情况进行了说明。但是，采用通过对第一焊盘电极25及第二焊盘电极27分别连接键合线而对半导体层10形成通电的安装形式(所谓的正装芯片安装)的红外LED元件1也在本发明的范围内。在该情况下，红外LED元件1不一定需要具备高度调整用电极29、反射电极26。
不过，在正装芯片安装的情况下，电极(21、22)侧成为光取出面，因此由于电极(21、22)、键合线，与倒装芯片安装的情况相比，光取出面积降低，而且红外LED元件1本身的厚度变厚。因此，从实现表现出更高的光取出效率并且低高度的元件的角度来看，优选为图1所示的预定为倒装芯片安装的红外LED元件1。
〈2〉在上述实施方式中，说明了InP基板3具备凹凸部6，但在本发明中InP基板3是否具备凹凸部6是任意的。不过，从进一步提高光取出效率的角度来看，InP基板3优选具备凹凸部6。
同样，在上述实施方式中，说明了红外LED元件1在InP基板3的光取出面侧具备透光层31，但在本发明中红外LED元件1是否具备透光层31是任意的。不过，从进一步提高光取出效率的角度来看，红外LED元件1优选具备透光层31。
而且，在上述实施方式中，说明了第二电极22构成部分电极，但在本发明中第二电极22是否为部分电极是任意的。不过，从进一步提高光取出效率的角度来看，优选将第二电极22设为部分电极，并使红外LED元件1在第二电极22的上层具备反射电极26。
〈3〉在上述实施方式中，对第一半导体层11为n型、第二半导体层15为p型的情况进行了说明，但这些导电型也可以颠倒。
〈4〉构成上述制造方法的各步骤中的一部分步骤也可以交换顺序。例如，形成第二电极22的步骤S6和形成第一电极21的步骤S7也可以颠倒顺序。另外，例如，使InP基板3薄膜化的步骤S9也可以先于形成电极(21、22)的步骤进行。
附图标记说明
1：红外LED元件
3：InP基板
6：凹凸部
10：半导体层
11：第一半导体层
13：活性层
15：第二半导体层
19：绝缘层
21：第一电极
22：第二电极
25：第一焊盘电极
26：反射电极
27：第二焊盘电极
29：高度调整用电极
31：透光层
35：副支架
37a：图案电极
37b：图案电极
40：管座
41：银浆料
42：绝缘部件
43a：供电销
43b：供电销
44a：键合线
44b：键合线

Claims (10)

1.一种红外LED元件，峰值波长为1000nm以上且2000nm以下，其特征在于，具备：
半绝缘性的InP基板；
p型或n型的第一半导体层，其形成于所述InP基板的上层；
活性层，其形成于所述第一半导体层的上层；
导电型与所述第一半导体层不同的第二半导体层，其形成于所述活性层的上层；
第一电极，其在未形成所述活性层的区域内形成于所述第一半导体层的上层；以及
第二电极，其形成于所述第二半导体层的上层，在与所述InP基板的面平行的方向上配置于与所述第一电极分离的位置。
2.根据权利要求1所述的红外LED元件，其特征在于，
所述InP基板具有凹凸部，该凹凸部形成于与形成有所述第一半导体层的一侧相反的一侧的面的至少一部分的区域。
3.根据权利要求1或2所述的红外LED元件，其特征在于，
所述InP基板被掺入了能够形成深能级的过渡金属。
4.根据权利要求3所述的红外LED元件，其特征在于，
所述InP基板被掺入了Fe。
5.根据权利要求1或2所述的红外LED元件，其特征在于，
所述InP基板未掺杂。
6.根据权利要求1或2所述的红外LED元件，其特征在于，具有：
第一焊盘电极，其形成于所述第一电极的上层；以及
第二焊盘电极，其形成于所述第二电极的上层；
所述第一焊盘电极的与所述InP基板相反的一侧的面和所述第二焊盘电极的与所述InP基板相反的一侧的面位于实质相同的高度。
7.根据权利要求1或2所述的红外LED元件，其特征在于，
从与所述InP基板的面正交的方向观察，所述第二电极形成了在所述第二半导体层的一部分区域中形成的部分电极，
所述红外LED元件具备：
绝缘层，其形成于未形成所述第二电极的区域内的所述第二半导体层的上层，由对从所述活性层出射的红外光表现出透射性的材料构成；以及
反射电极，其由对从所述活性层出射的红外光的反射率比所述第二电极高的材料形成在所述第二电极及所述绝缘层的上层。
8.根据权利要求1或2所述的红外LED元件，其特征在于，
所述第一半导体层由与所述InP基板的折射率差小于0.3的材料构成。
9.根据权利要求1或2所述的红外LED元件，其特征在于，
所述InP基板的厚度为20μm以上。
10.根据权利要求1或2所述的红外LED元件，其特征在于，
在所述InP基板的与形成有所述第一半导体层的一侧相反的一侧的面上，具备由对从所述活性层出射的红外光表现出透射性并且折射率介于所述InP基板的构成材料与空气之间的材料构成的透光层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04282875A (ja) 1991-03-11 1992-10-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光ダイオ−ド
US5410178A (en) * 1994-08-22 1995-04-25 Northwestern University Semiconductor films
JP2007329151A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光素子
JP2012129357A (ja) 2010-12-15 2012-07-05 Hitachi Cable Ltd 半導体発光素子
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KR20170039490A (ko) * 2015-10-01 2017-04-11 서울바이오시스 주식회사 발광 소자 및 그 제조 방법
JP2019036629A (ja) * 2017-08-15 2019-03-07 国立研究開発法人理化学研究所 深紫外発光ダイオードおよびそれを備える電気機器
JP2020167373A (ja) * 2019-03-28 2020-10-08 ウシオオプトセミコンダクター株式会社 赤外ｌｅｄ素子

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