JP2006049871A - Nitride-based compound semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nitride-based compound semiconductor light-emitting device in which the adhesion between a conductive substrate and an ohmic electrode is improved to make the device highly reliable, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The nitride-based compound semiconductor light-emitting device includes a supporting substrate, a first ohmic electrode formed on the supporting substrate, a bonding metal layer formed on the first ohmic electrode, a second ohmic electrode formed on the bonding metal layer, a nitride-based compound semiconductor layer formed on the second ohmic electrode, a transparent electrode formed on almost all of the upper surface of the semiconductor layer, and an ohmic electrode formed on the back side surface of the supporting substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、青色領域から紫外域領域まで発光可能な窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法に関し、特に、導電性基板を貼り付けられた窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a nitride-based compound semiconductor light-emitting device capable of emitting light from a blue region to an ultraviolet region and a method for manufacturing the same, and more particularly to a nitride-based compound semiconductor light-emitting device having a conductive substrate attached thereto and a method for manufacturing the same.

窒化物系化合物半導体は、たとえばInGaAlN(ただし、x+y+z=1、0≦x<1、0<y≦1、0≦z<1)で表わされ、大きなエネルギバンドギャップや高い熱的安定性を有し、またその組成を調節することによってバンドギャップ幅を制御することも可能である。したがって、窒化物系化合物半導体は、発光素子や高温デバイスをはじめとして、さまざまな半導体デバイスに応用可能な材料として期待されている。 A nitride-based compound semiconductor is represented by, for example, In x Ga y Al z N (where x + y + z = 1, 0 ≦ x <1, 0 <y ≦ 1, 0 ≦ z <1), and has a large energy band gap or It has high thermal stability, and it is also possible to control the band gap width by adjusting its composition. Accordingly, nitride-based compound semiconductors are expected as materials that can be applied to various semiconductor devices including light-emitting elements and high-temperature devices.

なかでも、窒化物系化合物半導体を用いた発光ダイオードでは、青から緑の光波長域で数cd級の光度を有するデバイスが既に開発されて実用化されている。また、大容量光ディスクメディアに対するピックアップ用光源として、窒化物系化合物半導体を用いたレーザダイオードの実用化が研究開発の目標になりつつある。   Among these, for light-emitting diodes using nitride-based compound semiconductors, devices having a luminous intensity of several cd levels in the blue to green light wavelength region have already been developed and put into practical use. Also, the practical application of a laser diode using a nitride compound semiconductor as a light source for pickup for a large-capacity optical disk medium is becoming a research and development target.

下記特許文献1には、このようなレーザや発光ダイオードの素子構造が開示されている。具体的には、図5に示すように、正電極107が形成された導電性基板100上に、第一のオーミック電極102と第二のオーミック電極101が形成され、その上に窒化ガリウム系半導体のP型層103、活性層104およびN型層105が順次積層され、この上に負電極106が形成された構造を有する。ここで、上記第一のオーミック電極102と第二のオーミック電極101とは、加熱圧着されている。   Patent Document 1 listed below discloses such element structures of lasers and light emitting diodes. Specifically, as shown in FIG. 5, a first ohmic electrode 102 and a second ohmic electrode 101 are formed on a conductive substrate 100 on which a positive electrode 107 is formed, and a gallium nitride based semiconductor is formed thereon. The P-type layer 103, the active layer 104, and the N-type layer 105 are sequentially stacked, and the negative electrode 106 is formed thereon. Here, the first ohmic electrode 102 and the second ohmic electrode 101 are thermocompression bonded.

このように下記特許文献1に記載されるような従来の技術においては、導電性基板上にオーミック電極を形成し、加熱圧着接合等の手法を用いて窒化ガリウム系半導体層を接合している。   As described above, in the conventional technique described in Patent Document 1 below, an ohmic electrode is formed on a conductive substrate, and a gallium nitride based semiconductor layer is bonded using a technique such as thermocompression bonding.

しかしながら、導電性基板とオーミック電極との密着性が弱いために、導電性基板がオーミック電極から剥がれてしまう問題があった。導電性基板とオーミック電極が全て剥がれた場合は、サファイア基板の除去ができず、このため発光素子を形成することができない。また、部分的に剥がれた場合は、電流が窒化ガリウム系半導体層から導電性基板にうまく流れず動作電圧が大きくなり、それによって発光素子の信頼性を悪化させるという問題があった。   However, since the adhesiveness between the conductive substrate and the ohmic electrode is weak, there is a problem that the conductive substrate is peeled off from the ohmic electrode. When the conductive substrate and the ohmic electrode are all peeled off, the sapphire substrate cannot be removed, and thus a light emitting element cannot be formed. In the case of partial peeling, there is a problem that the current does not flow well from the gallium nitride based semiconductor layer to the conductive substrate and the operating voltage increases, thereby deteriorating the reliability of the light emitting element.

さらにまた、上記部分的に剥がれた場合は、プロセス中に溶剤、レジスト、エッチング液が染み込み、たとえばランプ発光素子にする場合には樹脂、水分等が剥がれた部分から入り込み剥がれを拡大し、またオーミック電極を破壊することがあった。これにより、発光素子の信頼性を悪化させてしまっていた。   Furthermore, when the above-mentioned part is peeled off, a solvent, a resist and an etching solution are soaked during the process. For example, in the case of a lamp light emitting element, the resin, moisture, etc. are penetrated from the part where it is peeled off. The electrode could be destroyed. As a result, the reliability of the light emitting element has been deteriorated.

また、パッド電極にAuワイヤをボンディングした場合に、導電性基板とその上のオーミック電極の密着性が悪いと、導電性基板とオーミック電極間において剥がれが発生し、動作電圧が上昇するという問題があった。
特開平9−8403号公報
In addition, when an Au wire is bonded to the pad electrode, if the adhesion between the conductive substrate and the ohmic electrode on the conductive substrate is poor, peeling occurs between the conductive substrate and the ohmic electrode, which increases the operating voltage. there were.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-8403

本発明は、上記従来の技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、導電性基板とオーミック電極との密着性を良好にして、信頼性の高い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to improve the adhesion between the conductive substrate and the ohmic electrode and to provide a highly reliable nitride-based compound semiconductor light emitting device. It is providing a device and a method for manufacturing the device.

本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、支持基板と、該支持基板上に形成された第一のオーミック電極と、該第一のオーミック電極上に形成された接着用金属層と、該接着用金属層上に形成された第二のオーミック電極と、該第二のオーミック電極上に形成された窒化物系化合物半導体層と、該半導体層の略全上面に形成された透明電極と、前記支持基板の裏面に形成されたオーミック電極とを含む。   According to the nitride-based compound semiconductor light emitting device of the present invention, a support substrate, a first ohmic electrode formed on the support substrate, an adhesive metal layer formed on the first ohmic electrode, A second ohmic electrode formed on the adhesion metal layer, a nitride compound semiconductor layer formed on the second ohmic electrode, and a transparent electrode formed on substantially the entire upper surface of the semiconductor layer; And an ohmic electrode formed on the back surface of the support substrate.

好ましくは、前記窒化物系化合物半導体層は、支持基板側から少なくともP型層、発光層およびN型層がこの順番で積層されている。   Preferably, in the nitride compound semiconductor layer, at least a P-type layer, a light emitting layer, and an N-type layer are laminated in this order from the support substrate side.

好ましくは、前記支持基板は導電性であり、かつSi、GaAsまたはGaPのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の抵抗率が10Ωcm〜10−4Ωcmの範囲内である。 Preferably, the support substrate is conductive and is made of one or more of Si, GaAs, and GaP, and the resistivity of the support substrate is in the range of 10 Ωcm to 10 −4 Ωcm.

好ましくは、前記支持基板は導電性であり、かつCuW、CuAgまたはCuMoのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の熱伝導率が1.5W/cm・k〜2.5W/cm・kの範囲内である。   Preferably, the support substrate is conductive and is made of any one or more of CuW, CuAg, or CuMo, and the support substrate has a thermal conductivity of 1.5 W / cm · k to 2.5 W / cm · k. Is within the range.

好ましくは、前記接着用金属層は2層以上であり、これら2層以上のそれぞれの層は互いに異なる材料または同一の材料で形成されている。   Preferably, the number of the metal layers for adhesion is two or more, and each of the two or more layers is formed of different materials or the same material.

好ましくは、前記接着用金属層はAu、Sn、Au−SnまたはAu−Geのいずれかの金属で構成される。   Preferably, the bonding metal layer is made of any one of Au, Sn, Au—Sn, and Au—Ge.

好ましくは、前記接着用金属が2層以上ある場合において、Au、Sn、Au−SnまたはAu−Geのうち異なる2種以上の金属で構成される。   Preferably, when there are two or more layers of the bonding metal, they are composed of two or more different metals among Au, Sn, Au—Sn, and Au—Ge.

好ましくは、前記発光層からの光を反射するための反射層が、前記第二のオーミック電極と前記接着用金属層との間に形成されている。   Preferably, a reflection layer for reflecting light from the light emitting layer is formed between the second ohmic electrode and the adhesion metal layer.

好ましくは、前記第二のオーミック電極は、層厚が1nm〜15nmの範囲内である。
好ましくは、前記窒化物系化合物半導体層は、サファイア、スピネルまたはニオブ酸リチウムのいずれかの絶縁性基板上であるか、あるいは炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛またはガリウム砒素のいずれかの導電性基板上に積層形成された。
Preferably, the second ohmic electrode has a layer thickness in the range of 1 nm to 15 nm.
Preferably, the nitride compound semiconductor layer is on an insulating substrate of sapphire, spinel or lithium niobate, or on an electrically conductive substrate of silicon carbide, silicon, zinc oxide or gallium arsenide. Was laminated.

好ましくは、前記絶縁性基板または前記導電性基板は、研削かつ研磨またはレーザリフトオフ法により除去され得る。   Preferably, the insulating substrate or the conductive substrate can be removed by grinding and polishing or a laser lift-off method.

本発明の別の局面に従う窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法によれば、基板上に窒化物系化合物半導体層を積層形成する工程と、該窒化物系化合物半導体層上に第二のオーミック電極を形成する工程と、該第二のオーミック電極の上に第二の接着用金属層を形成する工程と、支持基板上に第一のオーミック電極を形成する工程と、該第一のオーミック電極上に第一の接着用金属層を形成する工程と、前記第一の接着用金属層と前記第二の接着用金属層とを接合する工程と、前記基板を除去して前記窒化物系化合物半導体層の表面を露出させる工程と、該露出した表面に透明電極を形成する工程とを包含する。   According to the method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to another aspect of the present invention, a step of forming a nitride-based compound semiconductor layer on a substrate and a second ohmic contact on the nitride-based compound semiconductor layer A step of forming an electrode, a step of forming a second adhesive metal layer on the second ohmic electrode, a step of forming a first ohmic electrode on a support substrate, and the first ohmic electrode Forming a first bonding metal layer thereon, bonding the first bonding metal layer and the second bonding metal layer, and removing the substrate to form the nitride compound. It includes a step of exposing the surface of the semiconductor layer and a step of forming a transparent electrode on the exposed surface.

好ましくは、前記基板上に窒化物系化合物半導体層を積層形成する工程は、基板側からN型層、発光層およびP型層をこの順番で少なくとも積層形成する工程を含む。   Preferably, the step of stacking the nitride-based compound semiconductor layer on the substrate includes the step of stacking at least an N-type layer, a light emitting layer, and a P-type layer in this order from the substrate side.

好ましくは、前記第二のオーミック電極を形成する工程と、前記第二の接着用金属層を形成する工程との間に、前記第二のオーミック電極上に反射層を形成する工程を含み、前記第二の接着用金属層形成する工程は、該反射層上に該第二の接着用金属層を形成する工程である。   Preferably, a step of forming a reflective layer on the second ohmic electrode between the step of forming the second ohmic electrode and the step of forming the second bonding metal layer, The step of forming the second adhesive metal layer is a step of forming the second adhesive metal layer on the reflective layer.

好ましくは、前記窒化物系化合物半導体層の一部を除去して、前記第二のオーミック電極を露出させる工程と、該露出した金属表面にレーザを照射する工程と、該レーザを照射された部分に、支持基板の裏面側からスクライブラインを形成する工程と、該スクライブラインに沿って分割する工程とをさらに含む。   Preferably, a step of removing a part of the nitride-based compound semiconductor layer to expose the second ohmic electrode, a step of irradiating the exposed metal surface with a laser, and a portion irradiated with the laser The method further includes a step of forming a scribe line from the back surface side of the support substrate and a step of dividing along the scribe line.

本発明の窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法によれば、接着用金属層により短絡を防止しているため、プロセス中の歩留まりが上がる。また素子のリーク電流が低減できるために、信頼性も良好である。また、窒化物系化合物半導体層のP型層を基板除去中にP型化することが可能であり、熱処理工程が必要でなくプロセスが簡略化される。   According to the nitride-based compound semiconductor light-emitting device and the method for manufacturing the same of the present invention, since the short circuit is prevented by the bonding metal layer, the yield during the process is increased. Further, since the leakage current of the element can be reduced, the reliability is also good. Further, the P-type layer of the nitride-based compound semiconductor layer can be converted to a P-type during the substrate removal, so that a heat treatment step is not necessary and the process is simplified.

本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、支持基板と、該支持基板上に形成された第一のオーミック電極と、該第一のオーミック電極上に形成された接着用金属層と、該接着用金属層上に形成された第二のオーミック電極と、該第二のオーミック電極上に形成された窒化物系化合物半導体層と、該半導体層の略全上面に形成された透明電極と、前記支持基板の裏面に形成されたオーミック電極とを含む。特に接着用金属層を形成することに特徴を有する。   According to the nitride-based compound semiconductor light emitting device of the present invention, a support substrate, a first ohmic electrode formed on the support substrate, an adhesive metal layer formed on the first ohmic electrode, A second ohmic electrode formed on the adhesion metal layer, a nitride compound semiconductor layer formed on the second ohmic electrode, and a transparent electrode formed on substantially the entire upper surface of the semiconductor layer; And an ohmic electrode formed on the back surface of the support substrate. In particular, it is characterized by forming a metal layer for adhesion.

このように第一のオーミック電極と第二のオーミック電極との間に、接着用金属層を形成することにより、オーミック電極の剥がれを防止することができ、信頼性の高い発光素子を得ることができる。   In this way, by forming an adhesive metal layer between the first ohmic electrode and the second ohmic electrode, peeling of the ohmic electrode can be prevented, and a highly reliable light-emitting element can be obtained. it can.

以下、本発明を、図を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の概略断面図である。本発明の窒化物系化合物半導体発光素子は、支持基板11上に、第一のオーミック電極12が形成され、当該第一のオーミック電極12上に接着用金属層20が形成され、当該接着用金属層20の上に第二のオーミック電極13が形成され、当該第二のオーミック電極13上に窒化物系化合物半導体層30が形成され、当該窒化物系化合物半導体層30上に透明電極17が形成され、当該透明電極17上にパッド電極18が形成されている。ここで、接着用金属層20と第二のオーミック電極13との間には反射金属層19が形成されていることが好ましい。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a nitride-based compound semiconductor light emitting device of the present invention. In the nitride compound semiconductor light emitting device of the present invention, the first ohmic electrode 12 is formed on the support substrate 11, the bonding metal layer 20 is formed on the first ohmic electrode 12, and the bonding metal The second ohmic electrode 13 is formed on the layer 20, the nitride compound semiconductor layer 30 is formed on the second ohmic electrode 13, and the transparent electrode 17 is formed on the nitride compound semiconductor layer 30. The pad electrode 18 is formed on the transparent electrode 17. Here, a reflective metal layer 19 is preferably formed between the bonding metal layer 20 and the second ohmic electrode 13.

また、上記図1の窒化物系化合物半導体発光素子において、支持基板11の裏面には、図2に示すようにオーミック電極14がさらに形成され、パッド電極18上にはワイヤボンディング10が形成されていることが好ましい。   In the nitride-based compound semiconductor light emitting device of FIG. 1, an ohmic electrode 14 is further formed on the back surface of the support substrate 11 as shown in FIG. 2, and a wire bonding 10 is formed on the pad electrode 18. Preferably it is.

本発明において、接着用金属層20は、2層以上で形成されていることが好ましい。この場合、図2に示すように、たとえば、第一の接着用金属層21と第二の接着用金属層22とから構成することができる。   In the present invention, the bonding metal layer 20 is preferably formed of two or more layers. In this case, as shown in FIG. 2, for example, the first adhesive metal layer 21 and the second adhesive metal layer 22 can be used.

また、本発明において、窒化物系化合物半導体層30は、図2に示すように、支持基板側から順番に、P型層33、発光層32およびN型層31とする。発光素子として機能させるためである。   In the present invention, the nitride-based compound semiconductor layer 30 is a P-type layer 33, a light-emitting layer 32, and an N-type layer 31 in order from the support substrate side as shown in FIG. This is for functioning as a light emitting element.

本発明において、支持基板11としては、CuW、CuAgまたはCuMoなどを用いることができる。この場合、該支持基板の熱伝導性は2.5W/cm・k以下の範囲内であることが好ましい。2.5W/cm・kを超えると、発光素子に大電流を流したときに発熱が生じ発光素子の信頼性を悪化させるという問題がある。より好ましくは、1.5W/cm・k近傍であるところのCuW、CuAgまたはCuMoなどの材料が好ましい。   In the present invention, CuW, CuAg, CuMo, or the like can be used as the support substrate 11. In this case, the thermal conductivity of the support substrate is preferably in the range of 2.5 W / cm · k or less. When it exceeds 2.5 W / cm · k, there is a problem that heat is generated when a large current is passed through the light emitting element, and the reliability of the light emitting element is deteriorated. More preferably, a material such as CuW, CuAg, or CuMo that is in the vicinity of 1.5 W / cm · k is preferable.

また、本発明において支持基板11には、Si、GaAsまたはGaPなども用いることができる。この場合、該支持基板の抵抗率は10Ωcm以下10−4Ωcm以上の範囲内であることが好ましい。10−4Ωcm未満の基板を作製することは困難であり、また、10Ωcmを超えると、オーミック電極とのオーミック性が悪化し、ここでの電圧上昇が生じて発光素子の駆動電圧が上昇するという問題が生じるおそれがあるためである。より好ましくは、10−3Ωcm以上10−2Ωcm以下の範囲内である。 In the present invention, Si, GaAs, GaP, or the like can be used for the support substrate 11. In this case, the resistivity of the support substrate is preferably in the range of 10 Ωcm or less and 10 −4 Ωcm or more. It is difficult to fabricate a substrate of less than 10 −4 Ωcm, and when it exceeds 10 Ωcm, ohmic properties with the ohmic electrode deteriorate, and the voltage here rises to increase the driving voltage of the light emitting element. This is because a problem may occur. More preferably, it is in the range of 10 −3 Ωcm or more and 10 −2 Ωcm or less.

また、支持基板の厚さは、50μm以上500μm以下とすることが好ましい。500μmを超えると、チップ分割する際に困難を伴うおそれがあり、50μm未満であると、チップのハンドリング等が困難である。   Moreover, it is preferable that the thickness of a support substrate shall be 50 micrometers or more and 500 micrometers or less. If it exceeds 500 μm, it may be difficult to divide the chip, and if it is less than 50 μm, it is difficult to handle the chip.

本発明において、第一のオーミック電極は、Al、Cr、Ti、In、Ti−Alを用いることができるが、これに限定されるわけではない。   In the present invention, Al, Cr, Ti, In, and Ti—Al can be used for the first ohmic electrode, but the present invention is not limited to this.

本発明において、接着用金属層は、後述するように、第二のオーミック電極と第一のオーミック電極の接着性を良好にするために設けられる。このような接着用金属層としては、Au、Sn、Au−SnまたはAu−Geのいずれかを用いることができる。また、接着用金属層が2層以上ある場合には、それぞれの層は同一であっても異なってもよく、上記の材料のうち同一の材料または異なる材料を適宜組み合わせて用いることができる。   In the present invention, the adhesion metal layer is provided to improve the adhesion between the second ohmic electrode and the first ohmic electrode, as will be described later. As such a metal layer for adhesion, either Au, Sn, Au—Sn, or Au—Ge can be used. Moreover, when there are two or more metal layers for bonding, each layer may be the same or different, and the same or different materials among the above materials can be used in appropriate combination.

ここで、接着用金属層が2層以上ある場合とは、接着用金属層の形成過程において、第一のオーミック電極上に形成された第一の接着用金属層と、第二のオーミック電極上に形成された第二の接着用金属層とを予め形成しておき、これらの接着用金属層を接合させることにより2層となる場合などが挙げられる。   Here, when there are two or more metal layers for bonding, the first metal layer for bonding formed on the first ohmic electrode and the second ohmic electrode in the process of forming the metal layer for bonding In this case, the second bonding metal layer formed in advance is formed in advance, and these bonding metal layers are joined to form two layers.

本発明において、第二のオーミック電極は、Pd、Ni、Ni−Auを用いることができるが、これに限定されるわけではない。また、第二のオーミック電極の厚さは、1nm以上15nm以下の範囲が好ましい。15nmを超えると、発光の透過が減少する問題が生じるおそれあり、1nm未満であると、オーミック性接触が悪化するという問題が生じるおそれがあるためである。   In the present invention, the second ohmic electrode may be Pd, Ni, Ni—Au, but is not limited thereto. The thickness of the second ohmic electrode is preferably in the range of 1 nm to 15 nm. If the thickness exceeds 15 nm, there is a possibility that the transmission of light emission is reduced. If the thickness is less than 1 nm, there is a possibility that the ohmic contact is deteriorated.

本発明において、窒化物系化合物半導体は、青色領域〜紫外域の光を発することができる。このような窒化物系化合物半導体としては、InAlGa1−x−y(O≦x、0≦y、x+y≦1)が挙げられるが、これに限定されるわけではない。また、本発明における窒化物系化合物半導体層は、基板側からN型層、発光層およびP型層とする。N型層、発光層およびP型層の作製方法は当該分野で公知のものを用いることができ、MOCVD法、MBE法などが挙げられる。 In the present invention, the nitride compound semiconductor can emit light in a blue region to an ultraviolet region. Examples of such a nitride-based compound semiconductor include In x Al y Ga 1-xy (O ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1), but are not limited thereto. The nitride compound semiconductor layer in the present invention is an N-type layer, a light-emitting layer, and a P-type layer from the substrate side. As a method for manufacturing the N-type layer, the light-emitting layer, and the P-type layer, those known in the art can be used, and examples include MOCVD and MBE.

なお、本発明において、窒化物系化合物半導体層は、第一のオーミック電極と接合する前に、予めN型層、発光層およびP型層が積層形成されていることが好ましい。すなわち、図3に示すように、基板35上に、バッファ層36、N型層31、発光層32およびP型層33をこの順番で積層成長し、窒化物系化合物半導体層を形成しておく。次いで、P型層上に第二のオーミック電極13、反射層19、バリヤ層15、第二の接着用金属層22をこの順番で蒸着法などにより形成する。その後、第二の接着用金属層22を第一の接着用金属層21に接合する。   In the present invention, the nitride-based compound semiconductor layer is preferably formed by previously stacking an N-type layer, a light-emitting layer, and a P-type layer before joining to the first ohmic electrode. That is, as shown in FIG. 3, a buffer layer 36, an N-type layer 31, a light emitting layer 32, and a P-type layer 33 are stacked and grown in this order on a substrate 35 to form a nitride-based compound semiconductor layer. . Next, the second ohmic electrode 13, the reflective layer 19, the barrier layer 15, and the second bonding metal layer 22 are formed in this order on the P-type layer by vapor deposition or the like. Thereafter, the second bonding metal layer 22 is bonded to the first bonding metal layer 21.

上記基板には、サファイア、スピネルまたはニオブ酸リチウムなどの絶縁性や、あるいは炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛またはガリウム砒素などの導電性基板を用いることができる。また、このような基板は、研削かつ研磨またはレーザリフトオフ法により除去することができる。   As the substrate, an insulating substrate such as sapphire, spinel, or lithium niobate, or a conductive substrate such as silicon carbide, silicon, zinc oxide, or gallium arsenide can be used. Further, such a substrate can be removed by grinding and polishing or a laser lift-off method.

上記反射層は、発光層からの光を上方に反射させるためのものである。当該反射層には、Ag、Al、Agに希土類(たとえばNd等)を混入した材料を用いることができるが、これに限定されない。   The reflection layer is for reflecting light from the light emitting layer upward. For the reflective layer, a material in which rare earth (eg, Nd) is mixed with Ag, Al, or Ag can be used, but the present invention is not limited to this.

上記バリヤ層は、接着用金属が反射層に進入することを防止するためのものである。当該バリヤ層には、Mo、Ni、Ti、Ni−Tiの材料を用いることができるが、これに限定されない。また、バリヤ層の厚さは、5nm以上とすることができる。5nm未満であると、バリヤそうの厚さの不均一が発生して層が形成されない領域が発生し接着用金属が反射層に進入するという問題が生じるおそれがあるためである。   The barrier layer is for preventing the bonding metal from entering the reflective layer. The barrier layer can be made of Mo, Ni, Ti, or Ni—Ti, but is not limited thereto. The thickness of the barrier layer can be 5 nm or more. If the thickness is less than 5 nm, the thickness of the barrier is not uniform, and a region where the layer is not formed is generated, which may cause a problem that the adhesive metal enters the reflective layer.

本発明において、透明電極には、Pd、Ni、Ni−Auを用いることができ、その厚さは、1nm以上15nm以下とすることができる。15nmを超えると、発光が上方に透過しないという問題があり、1nm未満であると、オーミック性接触の悪化という問題が生じるおそれがあるためである。また、ITOなどの透明導電体膜を用いることができる。   In the present invention, Pd, Ni, Ni—Au can be used for the transparent electrode, and the thickness thereof can be 1 nm or more and 15 nm or less. This is because if it exceeds 15 nm, there is a problem that light emission does not transmit upward, and if it is less than 1 nm, there is a possibility that a problem of deterioration of ohmic contact may occur. Further, a transparent conductor film such as ITO can be used.

次に、本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法について説明する。本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法によれば、基板上に窒化物系化合物半導体を積層形成する工程と、該窒化物系化合物半導体上に第二のオーミック電極を形成する工程と、該第二のオーミック電極の上に第二の接着用金属層を形成する工程と、支持基板上に第一のオーミック電極を形成する工程と、該第一のオーミック電極上に第二の接着用金属層を形成する工程と、前記第一の接着用金属層と前記第一の接着用金属層とを接合する工程と、前記基板を除去して前記窒化物系化合物半導体層の表面を露出させる工程と、該露出した表面に透明電極を形成する工程とを包含する。   Next, the manufacturing method of the nitride type compound semiconductor light emitting element of this invention is demonstrated. According to the method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light emitting device of the present invention, a step of forming a nitride-based compound semiconductor on a substrate, and a step of forming a second ohmic electrode on the nitride-based compound semiconductor; Forming a second adhesion metal layer on the second ohmic electrode; forming a first ohmic electrode on the support substrate; and a second adhesion on the first ohmic electrode. Forming a metal layer for bonding, a step of bonding the first bonding metal layer and the first bonding metal layer, and removing the substrate to expose a surface of the nitride-based compound semiconductor layer And a step of forming a transparent electrode on the exposed surface.

本発明の製造方法において、上述したように、基板上に窒化物系化合物半導体、第二のオーミック電極および第二の接着用金属層を予め形成しておき、これを支持基板側の構造、すなわち、支持基板、第一のオーミック電極および第一の接着用金属層を含む構造と合せることを特徴とする。   In the manufacturing method of the present invention, as described above, a nitride-based compound semiconductor, a second ohmic electrode, and a second bonding metal layer are formed in advance on a substrate, and this is formed into a structure on the support substrate side, that is, And a structure including a support substrate, a first ohmic electrode, and a first metal layer for adhesion.

これにより、電極を素子の上下に形成することができ、また、接着用金属層により両者が接合されているので、オーミック電極が剥がれたりせず接着性も良好となり、得られる発光素子の信頼性が高くなるものである。   As a result, the electrodes can be formed on the top and bottom of the element, and both are joined by the adhesive metal layer, so that the ohmic electrode does not peel off and the adhesion is good, and the reliability of the resulting light emitting element Will be higher.

本発明の製造方法において、支持基板上に第一のオーミック電極、第一の接着用金属層を形成するには、電子ビーム蒸着法(EB法)、スパッタリング法、抵抗加熱蒸着法を用いることができる。また、窒化物系化合物半導体層上に第二のオーミック電極を形成する工程にも、上記EB法などを用いることができる。   In the production method of the present invention, in order to form the first ohmic electrode and the first bonding metal layer on the support substrate, an electron beam evaporation method (EB method), a sputtering method, or a resistance heating evaporation method is used. it can. The EB method or the like can also be used for the step of forming the second ohmic electrode on the nitride-based compound semiconductor layer.

また、本発明の製造方法において、第一の接着用金属層と第二の接着用金属層とを接合するには、共晶接合法を用いることができる。この場合、温度および圧力は、用いる材料により適宜設定することができる。   In the production method of the present invention, a eutectic bonding method can be used to join the first bonding metal layer and the second bonding metal layer. In this case, the temperature and pressure can be appropriately set depending on the material used.

本発明の製造方法において、窒化物系化合物半導体層の一部を除去して、第二のオーミック電極を露出させる工程は、たとえば、RIEを用いて行うことができる。また、該露出した表面にレーザを照射する工程は、レーザ波長355nmまたは1064nmのレーザ光を照射する手法により行うことができる。さらに、レーザを照射された部分に、支持基板の裏面側からスクライブラインを形成する工程は、赤外線透過型スクライブ装置を用いてレーザ光を照射して形成した溝と対向するスクライブライン形成手法により行うことができる。また、スクライブラインに沿って分割する工程は、ブレーキングの手法により行うことができる。   In the manufacturing method of the present invention, the step of removing a part of the nitride-based compound semiconductor layer and exposing the second ohmic electrode can be performed using, for example, RIE. The step of irradiating the exposed surface with a laser can be performed by a method of irradiating a laser beam having a laser wavelength of 355 nm or 1064 nm. Further, the step of forming a scribe line on the portion irradiated with the laser from the back side of the support substrate is performed by a scribe line formation method facing the groove formed by irradiating the laser beam with an infrared transmission type scribe device. be able to. Moreover, the process of dividing | segmenting along a scribe line can be performed with the method of braking.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されることを意図しない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not intended to be limited to this.

(実施例1)
支持基板11としてのSi基板上に第一のオーミック電極12としてTi(15nm)/Al(150nm)層を、第一の接着用金属層21として、Au(3μm)層をこの順に電子ビーム蒸着法(EB法)にて形成した。
Example 1
On the Si substrate as the support substrate 11, a Ti (15 nm) / Al (150 nm) layer as the first ohmic electrode 12, an Au (3 μm) layer as the first bonding metal layer 21, and an electron beam evaporation method in this order. (EB method).

次いで、基板35としてサファイア基板上に、バッファ層36、N型窒化物系化合物半導体層31、発光層32、P型窒化物系化合物半導体層33を順次成長した。ここでは、MOCVD法(有機金属気相成長法)を用いて作製した。また、バッファ層36としてはGaNバッファ層を厚さ20nmで形成し、N型窒化物系化合物半導体層31は厚さ7μmで形成し、発光層32としてはMQW発光層を厚さ50nmで形成し、P型窒化物系化合物半導体層33は厚さ200nmで順次積層形成した。   Next, a buffer layer 36, an N-type nitride compound semiconductor layer 31, a light emitting layer 32, and a P-type nitride compound semiconductor layer 33 were sequentially grown on the sapphire substrate as the substrate 35. Here, an MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method) was used. Further, as the buffer layer 36, a GaN buffer layer is formed with a thickness of 20 nm, the N-type nitride compound semiconductor layer 31 is formed with a thickness of 7 μm, and as the light emitting layer 32, an MQW light emitting layer is formed with a thickness of 50 nm. The P-type nitride-based compound semiconductor layer 33 was sequentially stacked with a thickness of 200 nm.

次いで、前記P型窒化物系化合物半導体層33上に第二のオーミック電極13、反射金属層19、バリヤ金属層15、および第二の接着用金属層22を蒸着形成した。具体的には、P型窒化物系化合物半導体層33側から第二のオーミック電極13としてPdを3nmの厚さで形成し、反射金属層19としてAgを150nmの厚さで形成し、バリヤ金属層15としてMoを50nmの厚さで形成し、第二の接着用金属層22としてAuおよびAuSnをそれぞれ100nmおよび3μmの厚さで順次形成した。当該形成にはEB法にて蒸着形成した。ここで、AuSnのSnは20質量%とした。   Next, the second ohmic electrode 13, the reflective metal layer 19, the barrier metal layer 15, and the second bonding metal layer 22 were formed on the P-type nitride compound semiconductor layer 33 by vapor deposition. Specifically, Pd is formed with a thickness of 3 nm as the second ohmic electrode 13 from the P-type nitride compound semiconductor layer 33 side, Ag is formed with a thickness of 150 nm as the reflective metal layer 19, and a barrier metal is formed. Mo was formed as a layer 15 with a thickness of 50 nm, and Au and AuSn were sequentially formed as a second bonding metal layer 22 with a thickness of 100 nm and 3 μm, respectively. The formation was performed by vapor deposition by the EB method. Here, Sn of AuSn was 20 mass%.

次に、上記第一の接着用金属層21とP型窒化物系化合物半導体層33上の第二の接着用金属22を接合した。具体的には、AuとAuSnを対向させ共晶接合法を用いて温度290℃、圧力200N/cmにて貼り付けた。 Next, the first bonding metal layer 21 and the second bonding metal 22 on the P-type nitride compound semiconductor layer 33 were joined. Specifically, Au and AuSn were made to face each other and bonded using a eutectic bonding method at a temperature of 290 ° C. and a pressure of 200 N / cm 2 .

その後、図4に示すように、上記基板35としてのサファイア基板を除去した。具体的には図4中の矢印で示されるYAG−THGレーザ(波長355nm)をサファイア基板側から照射し、サファイア基板とGaNバッファ層36とN型窒化物系化合物半導体層31の一部を熱分解することによりサファイア基板を除去した。   Thereafter, as shown in FIG. 4, the sapphire substrate as the substrate 35 was removed. Specifically, a YAG-THG laser (wavelength 355 nm) indicated by an arrow in FIG. 4 is irradiated from the sapphire substrate side, and a part of the sapphire substrate, GaN buffer layer 36 and N-type nitride compound semiconductor layer 31 is heated. The sapphire substrate was removed by decomposition.

前記サファイア基板が除去され露出されたN型窒化物系化合物半導体層31に透明電極17(ITOを厚さ150nmで形成したもの)と透明電極17のほぼ中心にボンディングパッド18を形成した。このボンディングパッド18上にワイヤボンディング10としてAuワイヤーをボールボンディングする。これにより発光素子の製造工程が完了した。   The N-type nitride compound semiconductor layer 31 exposed by removing the sapphire substrate was formed with a transparent electrode 17 (ITO formed with a thickness of 150 nm) and a bonding pad 18 substantially at the center of the transparent electrode 17. An Au wire is ball-bonded on the bonding pad 18 as the wire bonding 10. Thereby, the manufacturing process of the light emitting element was completed.

次に、RIEを用いて、上記のプロセスで作製した窒化物系化合物半導体層を溝形状に除去し、第二のオーミック電極を露出させ、前記露出した金属表面に前記レーザを照射することにより前記金属層を通じて支持基板に達する溝(深さ20μm、幅15μm)を形成した。その後、前記レーザ照射部に対して支持基板の裏面側からスクライブライン(分割ライン)を形成し、前記スクライブラインに沿って分割することによりチップ化した。   Next, using RIE, the nitride compound semiconductor layer produced by the above process is removed in a groove shape, the second ohmic electrode is exposed, and the exposed metal surface is irradiated with the laser. A groove (depth 20 μm, width 15 μm) reaching the support substrate through the metal layer was formed. Thereafter, a scribe line (division line) was formed from the back side of the support substrate to the laser irradiation portion, and the chip was formed by dividing along the scribe line.

上述のようにして作製された本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、Si材料を用いた支持基板上に膜厚の比較的厚いN型窒化物系化合物半導体層、発光層、P型窒化物系化合物半導体層を形成するために、接着用金属層により短絡を防止しているため、プロセス中の歩留まりが上がり、また素子のリーク電流が低減できるために、信頼性の良好な窒化物系化合物半導体発光素子の作製が可能となった。また、P型窒化物系化合物半導体層をP型化するために従来は熱処理が必要であったが本発明においてはサファイア基板除去中にレーザ照射している間にP型化することが可能であり、熱処理工程が必要でなくさらにプロセスが簡略化される。   According to the nitride-based compound semiconductor light-emitting device of the present invention manufactured as described above, a relatively thick N-type nitride-based compound semiconductor layer, a light-emitting layer, and P on a support substrate using Si material. In order to form a type nitride compound semiconductor layer, a short circuit is prevented by an adhesive metal layer, so that the yield in the process is increased and the leakage current of the device can be reduced, so that the nitride layer with high reliability can be obtained. Fabrication of a physical compound semiconductor light emitting device has become possible. Conventionally, heat treatment was required to convert the P-type nitride-based compound semiconductor layer to P-type, but in the present invention, it is possible to convert to P-type while irradiating laser during sapphire substrate removal. There is no need for a heat treatment step, and the process is further simplified.

(実施例2)
支持基板11としてのCuW基板上に第一のオーミック電極12としてTi(15nm)/Al(150nm)層を、第一の接着用金属層21として、Au(3μm)層をこの順に電子ビーム蒸着法(EB法)にて形成した。
(Example 2)
On the CuW substrate as the support substrate 11, a Ti (15 nm) / Al (150 nm) layer as the first ohmic electrode 12, an Au (3 μm) layer as the first bonding metal layer 21, and an electron beam evaporation method in this order. (EB method).

次いで、基板35としてサファイア基板上に、バッファ層36、N型窒化物系化合物半導体層31、発光層32、P型窒化物系化合物半導体層33を順次成長した。ここでは、MOCVD法(有機金属気相成長法)を用いて作製した。また、バッファ層36としてはGaNバッファ層を厚さ20nmで形成し、N型窒化物系化合物半導体層31は厚さ5μmで形成し、発光層32としてはMQW発光層を厚さ50nmで形成し、P型窒化物系化合物半導体層33は厚さ200nmで順次積層形成した。   Next, a buffer layer 36, an N-type nitride compound semiconductor layer 31, a light emitting layer 32, and a P-type nitride compound semiconductor layer 33 were sequentially grown on the sapphire substrate as the substrate 35. Here, an MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method) was used. Further, as the buffer layer 36, a GaN buffer layer is formed with a thickness of 20 nm, the N-type nitride compound semiconductor layer 31 is formed with a thickness of 5 μm, and as the light emitting layer 32, an MQW light emitting layer is formed with a thickness of 50 nm. The P-type nitride-based compound semiconductor layer 33 was sequentially stacked with a thickness of 200 nm.

次いで、前記P型窒化物系化合物半導体層33上に第二のオーミック電極13、反射金属層19、バリヤ金属層15、および第二の接着用金属層22を蒸着形成した。具体的には、P型窒化物系化合物半導体層33側から第二のオーミック電極13としてPdを3nmの厚さで形成し、反射金属層19としてAg−Ndを150nmの厚さで形成し、バリヤ金属層15としてNi−Tiを50nmの厚さで形成し、第二の接着用金属層22としてAuSnを3μmの厚さで順次形成した。当該形成にはEB法にて蒸着形成した。   Next, the second ohmic electrode 13, the reflective metal layer 19, the barrier metal layer 15, and the second bonding metal layer 22 were formed on the P-type nitride compound semiconductor layer 33 by vapor deposition. Specifically, Pd is formed with a thickness of 3 nm as the second ohmic electrode 13 from the P-type nitride compound semiconductor layer 33 side, and Ag—Nd is formed with a thickness of 150 nm as the reflective metal layer 19. Ni-Ti was formed as the barrier metal layer 15 with a thickness of 50 nm, and AuSn was sequentially formed as the second bonding metal layer 22 with a thickness of 3 μm. The formation was performed by vapor deposition by the EB method.

次に、上記第一の接着用金属層21とP型窒化物系化合物半導体層33上の第二の接着用金属22を接合した。具体的には、AuとAuSnを対向させ共晶接合法を用いて温度320℃、圧力200N/cmにて貼り付けた。 Next, the first bonding metal layer 21 and the second bonding metal 22 on the P-type nitride compound semiconductor layer 33 were joined. Specifically, Au and AuSn were opposed to each other and bonded using a eutectic bonding method at a temperature of 320 ° C. and a pressure of 200 N / cm 2 .

その後、図4に示すように、上記基板35としてのサファイア基板を除去した。具体的には図4中の矢印で示されるYAG−THGレーザ(波長355nm)をサファイア基板側から照射し、サファイア基板とGaNバッファ層36とN型窒化物系化合物半導体層31の一部を熱分解することによりサファイア基板を除去した。   Thereafter, as shown in FIG. 4, the sapphire substrate as the substrate 35 was removed. Specifically, a YAG-THG laser (wavelength 355 nm) indicated by an arrow in FIG. 4 is irradiated from the sapphire substrate side, and a part of the sapphire substrate, GaN buffer layer 36 and N-type nitride compound semiconductor layer 31 is heated. The sapphire substrate was removed by decomposition.

前記サファイア基板が除去され露出されたN型窒化物系化合物半導体層31に透明電極17(ITOを厚さ150nmで形成したもの)と透明電極17のほぼ中心にボンディングパッド18を形成した。このボンディングパッド18上にワイヤボンディング10としてAuワイヤーをボールボンディングする。これにより発光素子の製造工程が完了した。   The N-type nitride compound semiconductor layer 31 exposed by removing the sapphire substrate was formed with a transparent electrode 17 (ITO formed with a thickness of 150 nm) and a bonding pad 18 substantially at the center of the transparent electrode 17. An Au wire is ball-bonded on the bonding pad 18 as the wire bonding 10. Thereby, the manufacturing process of the light emitting element was completed.

次に、RIEを用いて、上記のプロセスで作製した窒化物系化合物半導体層を溝形状に除去し、第二のオーミック電極を露出させ、前記露出した金属表面に前記レーザを照射することにより前記金属層を通じて支持基板に達する溝(深さ20μm、幅15μm)を形成した。その後、前記レーザ照射部に対して支持基板の裏面側からスクライブライン(分割ライン)を形成し、前記スクライブラインに沿って分割することによりチップ化した。   Next, using RIE, the nitride compound semiconductor layer produced by the above process is removed in a groove shape, the second ohmic electrode is exposed, and the exposed metal surface is irradiated with the laser. A groove (depth 20 μm, width 15 μm) reaching the support substrate through the metal layer was formed. Thereafter, a scribe line (division line) was formed from the back side of the support substrate to the laser irradiation portion, and the chip was formed by dividing along the scribe line.

上述のようにして作製された本発明の窒化物系化合物半導体発光素子によれば、熱伝導率の良好なCuWをSiの代わりに支持基板として用いた。CuW,CuAg,CuMo等は熱伝導が良いためにこの支持基板と反対側からレーザを照射してサファイア基板を剥離する際にレーザ照射により発生した熱を効率よく逃がしてやることができるため、レーザ照射による発光層への熱ダメージが少なくなるという利点がある。また、実施例1と同様にさらにまた、P型窒化物系化合物半導体層をP型化するために従来は熱処理が必要であったが本発明においてはサファイア基板除去中にレーザ照射している間にP型化することが可能であり、熱処理工程が必要でなくさらにプロセスが簡略化される。また熱の放散が良く大電流を流すことができるために、高出力の窒化物系化合物半導体発光素子が可能となる。   According to the nitride-based compound semiconductor light-emitting device of the present invention produced as described above, CuW having a good thermal conductivity was used as the support substrate instead of Si. Since CuW, CuAg, CuMo, etc. have good thermal conductivity, it is possible to efficiently release the heat generated by laser irradiation when the sapphire substrate is peeled off by irradiating the laser from the opposite side of the support substrate. There is an advantage that thermal damage to the light emitting layer due to irradiation is reduced. Further, as in Example 1, further, heat treatment was conventionally necessary to convert the P-type nitride-based compound semiconductor layer to P-type, but in the present invention, laser irradiation was performed while removing the sapphire substrate. It is possible to make it P-type, and a heat treatment step is not necessary, and the process is further simplified. Further, since heat dissipation is good and a large current can flow, a high-power nitride-based compound semiconductor light-emitting element can be realized.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the nitride type compound semiconductor light-emitting device of this invention. 本発明の窒化物系化合物半導体発光素子の具体例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the specific example of the nitride type compound semiconductor light-emitting device of this invention. 本発明における窒化物系化合物半導体層の具体例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the specific example of the nitride type compound semiconductor layer in this invention. 本発明における窒化物系化合物半導体発光素子の基板を除去するプロセスを説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the process of removing the board | substrate of the nitride type compound semiconductor light-emitting device in this invention. 従来の化合物半導体発光素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the conventional compound semiconductor light-emitting device.

符号の説明Explanation of symbols

10 ワイヤボンディング、11 支持基板、12 第一のオーミック電極、13 第二のオーミック電極、14 オーミック電極、15 バリヤ層、17 透明電極、18 パッド電極、19 反射金属層、20 接着用金属層、21 第一の接着用金属層、22 第二の接着用金属層、30 窒化物系化合物半導体層、31 N型層、32 発光層、33 P型層、100 導電性基板、101 第二のオーミック電極、102 第一のオーミック電極、103 P型層、104 活性層、105 N型層、106 負電極、107 正電極。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wire bonding, 11 Support substrate, 12 1st ohmic electrode, 13 2nd ohmic electrode, 14 Ohmic electrode, 15 Barrier layer, 17 Transparent electrode, 18 Pad electrode, 19 Reflective metal layer, 20 Adhesive metal layer, 21 First metal layer for bonding, 22 Second metal layer for bonding, 30 Nitride-based compound semiconductor layer, 31 N-type layer, 32 Light-emitting layer, 33 P-type layer, 100 Conductive substrate, 101 Second ohmic electrode , 102 first ohmic electrode, 103 P-type layer, 104 active layer, 105 N-type layer, 106 negative electrode, 107 positive electrode.

Claims (15)

支持基板と、該支持基板上に形成された第一のオーミック電極と、該第一のオーミック電極上に形成された接着用金属層と、該接着用金属層上に形成された第二のオーミック電極と、該第二のオーミック電極上に形成された窒化物系化合物半導体層と、該半導体層の略全上面に形成された透明電極と、前記支持基板の裏面に形成されたオーミック電極とを含む、窒化物系化合物半導体発光素子。   A support substrate, a first ohmic electrode formed on the support substrate, an adhesive metal layer formed on the first ohmic electrode, and a second ohmic formed on the adhesive metal layer An electrode, a nitride compound semiconductor layer formed on the second ohmic electrode, a transparent electrode formed on substantially the entire top surface of the semiconductor layer, and an ohmic electrode formed on the back surface of the support substrate. A nitride-based compound semiconductor light-emitting element. 前記窒化物系化合物半導体層は、支持基板側から少なくともP型層、発光層およびN型層がこの順番で積層されていることを特徴とする、請求項1に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   The nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the nitride-based compound semiconductor layer includes at least a P-type layer, a light-emitting layer, and an N-type layer stacked in this order from the support substrate side. element. 前記支持基板は導電性であり、かつSi、GaAsまたはGaPのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の低抗率が10−4Ωcm〜10Ωcmの範囲内であることを特徴とする、請求項1または2に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。 The support substrate is conductive and made of any one or more of Si, GaAs, and GaP, and the low resistivity of the support substrate is in the range of 10 −4 Ωcm to 10 Ωcm. Item 3. The nitride compound semiconductor light-emitting device according to Item 1 or 2. 前記支持基板は導電性であり、かつCuW、CuAgまたはCuMoのいずれか一種以上で構成され、該支持基板の熱伝導性が1.5W/cm・k〜2.5W/cm・kの範囲内であることを特徴とする、請求項1または2に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   The support substrate is conductive and is composed of one or more of CuW, CuAg, or CuMo, and the thermal conductivity of the support substrate is in the range of 1.5 W / cm · k to 2.5 W / cm · k. The nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein 前記接着用金属層は2層以上であり、これら2層以上のそれぞれの層は互いに異なる材料または同一の材料で形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   The said metal layer for adhesion | attachment is two or more layers, Each of these two or more layers is formed from the mutually different material or the same material, The one in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. Nitride compound semiconductor light emitting device. 前記接着用金属層はAu、Sn、Au−SnまたはAu−Geのいずれかの金属で構成されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   6. The nitride-based compound semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the bonding metal layer is made of any one of Au, Sn, Au—Sn, and Au—Ge. . 前記接着用金属層が2層以上ある場合において、Au、Sn、Au−SnまたはAu−Geのうち異なる2種以上の金属で構成されることを特徴とする、請求項5に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   6. The nitride according to claim 5, wherein when there are two or more metal layers for adhesion, the nitride is composed of two or more different metals of Au, Sn, Au—Sn, or Au—Ge. Compound semiconductor light emitting device. 前記発光層からの光を反射するための反射層が、前記第二のオーミック電極と前記接着用金属層との間に形成されていることを特徴とする、請求項2〜7のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   The reflective layer for reflecting the light from the said light emitting layer is formed between said 2nd ohmic electrode and the said metal layer for adhesion, The any one of Claims 2-7 characterized by the above-mentioned. The nitride-based compound semiconductor light-emitting device described. 前記第二のオーミック電極は、層厚が1nm〜15nmの範囲内であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   9. The nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the second ohmic electrode has a layer thickness in a range of 1 nm to 15 nm. 前記窒化物系化合物半導体層は、サファイア、スピネルまたはニオブ酸リチウムのいずれかの絶縁性基板上であるか、あるいは炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛またはガリウム砒素のいずれかの導電性基板上に積層形成されたことを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   The nitride compound semiconductor layer is formed on an insulating substrate of sapphire, spinel, or lithium niobate, or formed on a conductive substrate of silicon carbide, silicon, zinc oxide, or gallium arsenide. The nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the light-emitting device is a nitride-based compound semiconductor light-emitting device. 前記絶縁性基板または前記導電性基板は、研削かつ研磨またはレーザリフトオフ法により除去され得ることを特徴とする、請求項10に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。   The nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to claim 10, wherein the insulating substrate or the conductive substrate can be removed by grinding and polishing or a laser lift-off method. 基板上に窒化物系化合物半導体を積層形成する工程と、該窒化物系化合物半導体上に第二のオーミック電極を形成する工程と、該第二のオーミック電極の上に第二の接着用金属層を形成する工程と、支持基板上に第一のオーミック電極を形成する工程と、該第一のオ
ーミック電極上に第一の接着用金属層を形成する工程と、前記第一の接着用金属層と前記第二の接着用金属層とを接合する工程と、前記基板を除去して前記窒化物系化合物半導体層の表面を露出させる工程と、該露出した表面に透明電極を形成する工程とを包含する、窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
A step of stacking a nitride compound semiconductor on a substrate, a step of forming a second ohmic electrode on the nitride compound semiconductor, and a second metal layer for adhesion on the second ohmic electrode Forming a first ohmic electrode on the support substrate, forming a first adhesive metal layer on the first ohmic electrode, and the first adhesive metal layer Bonding the second bonding metal layer, removing the substrate to expose the surface of the nitride compound semiconductor layer, and forming a transparent electrode on the exposed surface. A method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device.
前記基板上に窒化物系化合物半導体を積層形成する工程は、基板側からN型層、発光層およびP型層をこの順番で少なくとも積層形成する工程を含むことを特徴とする、請求項12に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。   The step of laminating a nitride-based compound semiconductor on the substrate includes a step of laminating at least an N-type layer, a light emitting layer, and a P-type layer in this order from the substrate side. The manufacturing method of the nitride type compound semiconductor light-emitting device of description. 前記第二のオーミック電極を形成する工程と、前記第二の接着用金属層を形成する工程との間に、前記第二のオーミック電極上に反射層を形成する工程を含み、前記第二の接着用金属層を形成する工程は、該反射層上に該第二の接着用金属層を形成する工程であることを特徴とする、請求項12または13に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。   A step of forming a reflective layer on the second ohmic electrode between the step of forming the second ohmic electrode and the step of forming the second bonding metal layer; The nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 12 or 13, wherein the step of forming an adhesive metal layer is a step of forming the second adhesive metal layer on the reflective layer. Manufacturing method. 前記窒化物系化合物半導体層の一部を除去して、前記第二のオーミック電極を露出させる工程と、該露出した表面にレーザを照射する工程と、該レーザを照射された部分に、支持基板側からスクライブラインを形成する工程と、該スクライブラインに沿って分割する工程とをさらに含む、請求項12〜14のいずれかに記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。   A step of removing a part of the nitride compound semiconductor layer to expose the second ohmic electrode, a step of irradiating the exposed surface with a laser, and a portion irradiated with the laser on a supporting substrate The manufacturing method of the nitride type compound semiconductor light-emitting device in any one of Claims 12-14 which further includes the process of forming a scribe line from the side, and the process of dividing | segmenting along this scribe line.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007227895A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Arima Optoelectronics Corp Light emitting diode using metal diffusion bonding technology and manufacturing method therefor
JP2007258337A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Rohm Co Ltd Semiconductor light-emitting element
JP2007273590A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Rohm Co Ltd Nitride semiconductor element and its manufacturing method
WO2008044769A1 (en) 2006-10-13 2008-04-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device, lighting system and process for producing semiconductor light emitting device
US7439551B2 (en) 2004-07-08 2008-10-21 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride-based compound semiconductor light emitting device
JP2009010359A (en) * 2007-05-30 2009-01-15 Nichia Corp Nitride semiconductor element and method of manufacturing the same
US7554124B2 (en) 2004-09-02 2009-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride-based compound semiconductor light emitting device, structural unit thereof, and fabricating method thereof
JP2009535802A (en) * 2006-04-25 2009-10-01 ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド Metal electrode formation method, semiconductor light emitting device manufacturing method, and nitride compound semiconductor light emitting device
JP2010507234A (en) * 2006-10-11 2010-03-04 セミエルイーディーズ オプトエレクトロニクス カンパニー リミテッド Die separation method
US7892873B2 (en) 2006-11-01 2011-02-22 Sharp Kabushiki Kaisha Fabrication method of nitride-based semiconductor device
US8835938B2 (en) 2006-09-08 2014-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same
WO2015118920A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 日本碍子株式会社 Composite substrate, light emitting element, and methods for manufacturing composite substrate and light emitting element

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH098403A (en) * 1995-06-15 1997-01-10 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element and manufacture thereof
JPH11191641A (en) * 1997-10-14 1999-07-13 Matsushita Electron Corp Semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting device using the same and manufacture thereof
JP2001176823A (en) * 1999-12-17 2001-06-29 Sharp Corp Method for manufacturing nitride semiconductor chip
WO2003065464A1 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Nichia Corporation Nitride semiconductor device having support substrate and its manufacturing method
JP2004031526A (en) * 2002-06-24 2004-01-29 Toyoda Gosei Co Ltd Manufacturing method of group iii nitride compound semiconductor element
JP2004055632A (en) * 2002-07-17 2004-02-19 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH098403A (en) * 1995-06-15 1997-01-10 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element and manufacture thereof
JPH11191641A (en) * 1997-10-14 1999-07-13 Matsushita Electron Corp Semiconductor light-emitting element, semiconductor light-emitting device using the same and manufacture thereof
JP2001176823A (en) * 1999-12-17 2001-06-29 Sharp Corp Method for manufacturing nitride semiconductor chip
WO2003065464A1 (en) * 2002-01-28 2003-08-07 Nichia Corporation Nitride semiconductor device having support substrate and its manufacturing method
JP2004031526A (en) * 2002-06-24 2004-01-29 Toyoda Gosei Co Ltd Manufacturing method of group iii nitride compound semiconductor element
JP2004055632A (en) * 2002-07-17 2004-02-19 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7439551B2 (en) 2004-07-08 2008-10-21 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride-based compound semiconductor light emitting device
US7554124B2 (en) 2004-09-02 2009-06-30 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride-based compound semiconductor light emitting device, structural unit thereof, and fabricating method thereof
JP2007227895A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Arima Optoelectronics Corp Light emitting diode using metal diffusion bonding technology and manufacturing method therefor
JP2007258337A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Rohm Co Ltd Semiconductor light-emitting element
JP2007273590A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Rohm Co Ltd Nitride semiconductor element and its manufacturing method
US9219198B2 (en) 2006-04-25 2015-12-22 Seoul Viosys Co., Ltd. Method for forming metal electrode, method for manufacturing semiconductor light emitting elements and nitride based compound semiconductor light emitting elements
JP2009535802A (en) * 2006-04-25 2009-10-01 ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド Metal electrode formation method, semiconductor light emitting device manufacturing method, and nitride compound semiconductor light emitting device
US8835938B2 (en) 2006-09-08 2014-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same
JP2010507234A (en) * 2006-10-11 2010-03-04 セミエルイーディーズ オプトエレクトロニクス カンパニー リミテッド Die separation method
WO2008044769A1 (en) 2006-10-13 2008-04-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting device, lighting system and process for producing semiconductor light emitting device
US7880177B2 (en) 2006-10-13 2011-02-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device, illuminator and method of manufacturing semiconductor light-emitting device
US7892873B2 (en) 2006-11-01 2011-02-22 Sharp Kabushiki Kaisha Fabrication method of nitride-based semiconductor device
JP2009010359A (en) * 2007-05-30 2009-01-15 Nichia Corp Nitride semiconductor element and method of manufacturing the same
WO2015118920A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 日本碍子株式会社 Composite substrate, light emitting element, and methods for manufacturing composite substrate and light emitting element
JPWO2015118920A1 (en) * 2014-02-07 2017-03-23 日本碍子株式会社 Composite substrate, light emitting device, and manufacturing method thereof

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