JP2006287120A - Light emitting element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.
LED素子の中でも、活性層を、該活性層のバンドギャップより大きくなるようにそれぞれ組成、材料を設定したn型クラッド層とp型クラッド層で挟む積層構造からなるダブルへテロ構造は、LED素子の内部の発光効率を高めることに有効である。高輝度のLED素子の形成には、内部の発光効率の向上はもとより、素子内部での吸収、電極による遮蔽等を改善することによる、外部への有効な光取り出しを実現することが重要である。発光部へのキャリア注入は、素子表面に形成された金属電極を介して行われるが、金属電極の真下で発光し、電極側に進行した光は金属電極に遮光され有効に取り出すことが困難である。 Among the LED elements, a double hetero structure having a laminated structure in which an active layer is sandwiched between an n-type clad layer and a p-type clad layer whose composition and material are set so as to be larger than the band gap of the active layer is an LED element. It is effective in increasing the luminous efficiency inside the. For the formation of high-brightness LED elements, it is important not only to improve the internal luminous efficiency, but also to realize effective light extraction outside by improving absorption inside the element, shielding by electrodes, etc. . Carrier injection into the light emitting part is performed through a metal electrode formed on the surface of the element. However, light emitted directly under the metal electrode and light traveling to the electrode side is blocked by the metal electrode and is difficult to extract effectively. is there.
光取り出し効率を向上させるために、また電極下部の電流拡散層に導電型の異なる電流阻止層を設けることにより電流を電極の下部に流れないようにし、光取り出し効率を上げる例が、特許文献1に記載されている。
In order to improve the light extraction efficiency, an example of increasing the light extraction efficiency by preventing current from flowing under the electrode by providing a current blocking layer of a different conductivity type in the current diffusion layer under the electrode is disclosed in
更に、電極下部の電流拡散層の一部を除去することで電流を電極の下部に流れないようにし、光取り出し効率を上げる例が、特許文献2に記載されている。
しかしながら、従来のLED素子の光取り出し効率の向上のためには、電流狭窄構造、電流阻止層、電流拡散層の除去等のプロセスを必要とし、製造工程が増大する。 However, in order to improve the light extraction efficiency of the conventional LED element, a process such as removal of the current confinement structure, the current blocking layer, and the current diffusion layer is required, and the number of manufacturing steps increases.
本発明は、上記の従来技術における問題点の認識を基礎としてなされたものであり、例えば、光取り出し効率が高く簡単な工程で製造可能な発光素子を提供すること、及び、光取り出し効率が高い発光素子を簡単な工程で製造することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of recognition of the problems in the prior art described above. For example, the present invention provides a light-emitting element that has a high light extraction efficiency and can be manufactured by a simple process, and has a high light extraction efficiency. An object is to manufacture a light-emitting element by a simple process.
本発明の第1の側面は、発光素子に係り、前記発光素子は、第1面及び第2面を有する発光素子層と、前記発光素子層の前記第1面の一部に形成された第1電極と、前記発光素子層の前記第2面の一部に形成された第2電極とを備え、ここで、前記第1電極と前記第2電極とが互いに位置をずらして配置される。
本発明の好適な実施形態によれば、前記第1電極と前記第2電極とは、互いに重ならないように配置されていることが好ましい。
A first aspect of the present invention relates to a light emitting element, and the light emitting element includes a light emitting element layer having a first surface and a second surface, and a first portion formed on a part of the first surface of the light emitting element layer. 1 electrode and the 2nd electrode formed in a part of said 2nd surface of the said light emitting element layer, Here, the said 1st electrode and the said 2nd electrode are arrange | positioned mutually shifted.
According to a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the first electrode and the second electrode are arranged so as not to overlap each other.
本発明の好適な実施形態によれば、前記発光素子層がpn接合面を含み、前記pn接合面で発生する光が前記第2面を通して外部に取り出され、前記第1面と前記pn接合面との第1距離が前記第2面と前記pn接合面との第2距離よりも短いことが好ましい。
本発明の好適な実施形態によれば、前記発光素子層が活性層を含み、前記活性層で発生する光が前記第2面を通して外部に取り出され、前記第1面と前記活性層との第1距離が前記第2面と前記活性層との第2距離よりも短いことが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the light emitting element layer includes a pn junction surface, and light generated at the pn junction surface is extracted to the outside through the second surface, and the first surface and the pn junction surface The first distance is shorter than the second distance between the second surface and the pn junction surface.
According to a preferred embodiment of the present invention, the light emitting element layer includes an active layer, and light generated in the active layer is extracted to the outside through the second surface, and the first surface and the active layer are It is preferable that one distance is shorter than a second distance between the second surface and the active layer.
本発明の好適な実施形態によれば、前記発光素子層が井戸層を含み、前記井戸層で発生する光が前記第2面を通して外部に取り出され、前記第1面と前記井戸層との第1距離が前記第2面と前記井戸層との第2距離よりも短いことが好ましい。
れうる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the light emitting element layer includes a well layer, and light generated in the well layer is extracted to the outside through the second surface, and the first surface and the well layer It is preferable that one distance is shorter than a second distance between the second surface and the well layer.
Can be.
本発明の第2の側面は、発光素子の製造方法に係り、前記製造方法は、第1面及び第2面を有する発光素子層を形成する工程と、前記発光素子層の前記第1面の一部に第1電極を形成する工程と、前記発光素子層の前記第2面の一部に第2電極を形成する工程とを含み、ここで、前記第1電極と前記第2電極とが互いに位置をずらして形成される。
本発明の好適な実施形態によれば、前記発光素子層が、GaN、InGaN、AlGaN、GaAs、AlGaAs、InGaAs、InGaAsP、InP、InGaPからなるグループから選択される材料で構成される積層構造を有することが好ましい。
本発明の好適な実施形態によれば、前記シード基板は、Al2O3、SiC、GaAs、InP、Ge、Siからなるグループから選択されるいずれかの材料で形成さることが好ましい。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a light emitting device, the manufacturing method comprising: forming a light emitting device layer having a first surface and a second surface; and forming the first surface of the light emitting device layer. Forming a first electrode on a part thereof, and forming a second electrode on a part of the second surface of the light emitting element layer, wherein the first electrode and the second electrode comprise: They are formed with their positions shifted from each other.
According to a preferred embodiment of the present invention, the light emitting element layer has a stacked structure made of a material selected from the group consisting of GaN, InGaN, AlGaN, GaAs, AlGaAs, InGaAs, InGaAsP, InP, and InGaP. It is preferable.
According to a preferred embodiment of the present invention, the seed substrate is preferably formed of any material selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiC, GaAs, InP, Ge, and Si.
本発明の好適な実施形態によれば、前記分離用構造体は、格子定数及び/又は熱膨張係数が前記シード基板と異なる材料で構成された分離層を含むことが好ましい。 According to a preferred embodiment of the present invention, the separation structure preferably includes a separation layer made of a material having a lattice constant and / or a thermal expansion coefficient different from that of the seed substrate.
本発明によれば、光取り出し効率が高く簡単な工程で製造可能な発光素子を提供することができる。
本発明によれば、光取り出し効率が高い発光素子を簡単な工程で製造することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a light emitting device that has a high light extraction efficiency and can be manufactured by a simple process.
According to the present invention, a light emitting device with high light extraction efficiency can be manufactured by a simple process.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態に係る発光素子の製造方法について説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a light emitting device according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1乃至図7は、本発明の好適な実施形態に係る発光素子の製造方法を示す概念図である。 1 to 7 are conceptual diagrams illustrating a method for manufacturing a light emitting device according to a preferred embodiment of the present invention.
まず、図1に示す工程では、ゲルマニウム(Ge)基板等の結晶性を有するシード基板1の上に分離用構造体としての分離層2を形成する。分離層2は、基板1とは格子定数及び/又は熱膨張係数が異なるInGaAs等の物質をシード基板1の上に直接又は他の層を介してヘテロエピタキシャル成長させることで構成されうる。
First, in the process shown in FIG. 1, a
ここで、分離用構造体は、分離層2の他、緩衝層及び/又は分離補助膜を含んで構成されてもよい。分離用構造体は、その内部(例えば、分離層2の内部、分離層2とバッファー層との界面、分離層2と分離補助層との界面)、及び/又は、分離用構造体とその上に形成される発光素子層3との界面、及び/又は、分離用構造体とシード基板1との界面に、格子定数及び/又は熱膨張係数の不整合に起因する歪みエネルギーを集中的に生じさせる。
Here, the separation structure may include a buffer layer and / or a separation auxiliary membrane in addition to the
次いで、分離層2の上にGaAs等の化合物半導体からなる発光素子層(LED層)3を形成する。発光素子層3は、例えば、シングルへテロ構造、ダブルへテロ構造又は単一量子井戸構造として構成されうる。
Next, a light emitting element layer (LED layer) 3 made of a compound semiconductor such as GaAs is formed on the
次いで、図2に示す工程では、発光素子層3の第1面の上の一部に、キャリア注入のための第1金属電極(下部電極)4を形成する。
Next, in the process shown in FIG. 2, a first metal electrode (lower electrode) 4 for carrier injection is formed on a part of the first surface of the light
次いで、図3に示す工程では、金属電極4が形成された基板の全面に、例えばプラズマ酸化膜などの絶縁物をCVDなどで成膜し、その後、金属電極4の表面が露出するように、CMPなどのプロセスにより該絶縁膜を研磨し該基板の表面を平坦化して絶縁層5を形成する。これにより、シード基板1上に分離用構造体としての分離層2を有し、その上に発光素子層3を有し、その上に第1金属電極4及び絶縁層5を有する基板(以下、ドナー基板という)10が得られる。ここで、絶縁層5を配置する代わりに、絶縁層5の部分を空隙としてもよい。
次いで、図4に示す工程では、第1金属電極4及び絶縁層5が内側になるようにドナー基板10(シード基板1)をハンドル基板(支持体)6に結合させて複合部材20を形成する。ハンドル基板6としては、例えば、Si基板を採用することができる。
次いで、図5に示す工程では、分離用構造体(分離層2)を利用して複合部材20を分割する。具体的には、複合部材20の分割を誘発するための力又はエネルギーを複合部材20(より具体的には、歪みエネルギーが生じている部分)に与えることにより、複合部材20を分離用構造体の内部(例えば、分離層2の内部、分離層2とバッファー層との界面、分離層2と分離補助層との界面)、及び/又は、分離用構造体と発光素子層3との界面、及び/又は、分離用構造体とシード基板1との界面に、面方向に広がる亀裂を発生させ、複合部材20を2つの部材に分割する。このような分割工程において、複合部材20の分離用構造体又はその近傍に流体を打ち込むことによって分割を誘発することが好ましい。
Next, in the process shown in FIG. 3, an insulator such as a plasma oxide film is formed on the entire surface of the substrate on which the
Next, in the step shown in FIG. 4, the
Next, in the step shown in FIG. 5, the
この分割工程によって、シード基板1(ドナー基板10)からハンドル基板6に発光素子層3が移設され、図6に示すように、ハンドル基板6の上に、金属電極4及び絶縁層4(又は、空隙)からなる層、並びに、発光素子層3を有する基板が得られる。
By this division step, the light
次いで、図7に示すように、発光素子層3の第2面の上であって第1金属電極4の位置から面方向にずれた位置(好ましくは、第2金属電極(上部電極)8の領域が第1金属電極(下部電極)3の領域に重ならない位置)に第2金属電極(上部電極)8を形成する。
Next, as shown in FIG. 7, on the second surface of the light
発光素子層3、第1金属電極4及び第2金属電極8は、発光素子層3がシングルへテロ構造であれば、pn接合面から第1金属電極4までの厚さが該pn接合面から第2金属電極8までの厚さに対して十分に小さくなるように構成されることが好ましい。pn接合面から第1金属電極4までの厚さは、例えば、10Å〜1μmの範囲であることが好ましい。
If the light
発光素子層3、第1金属電極4及び第2金属電極8は、発光素子層3がダブルへテロ構造又は単一量子井戸構造であれば、活性層から第1金属電極4までの厚さが該活性層から第2金属電極8までの厚さに対して十分に小さくなるように構成されることが好ましい。活性層から第1金属電極4までの厚さは、例えば、10Å〜1μmの範囲であることが好ましい。
The light
第1金属電極4は、発光素子層3の構成する複数の半導体層のうち第1金属電極4に接する半導体層がp型である場合には陽極として構成され、第1金属電極4に接する半導体層がn型である場合には陰極として構成される。
The
LED素子は、電流拡散層、クラッド層を拡散してきた電子と正孔が活性層もしくは井戸層で再結合する発光する。キャリアの注入位置に発光箇所が近接していれば、再結合はキャリアの注入位置近傍で起こる。 The LED element emits light in which electrons and holes diffused in the current diffusion layer and the cladding layer are recombined in the active layer or the well layer. Recombination occurs in the vicinity of the carrier injection position if the light emission location is close to the carrier injection position.
一般的なLED素子では、一方の電極(光取り出し側(表面側)の電極)は、LED素子層上の領域内の一部に形成され、他方の電極は、基板裏面の全体にわたって形成されるか、又は、基板側の半導体層に一様な電圧が加えられるように形成される。したがって、一般的なLED素子では、再結合が光取り出し側の電極の近傍で多く発生する。この場合、光取り出し側の電極による光学遮蔽のために、光取り出し効率の低下が避けられない。 In a general LED element, one electrode (light extraction side (front side) electrode) is formed in a part of the region on the LED element layer, and the other electrode is formed over the entire back surface of the substrate. Alternatively, a uniform voltage is applied to the semiconductor layer on the substrate side. Therefore, in a general LED element, recombination frequently occurs in the vicinity of the light extraction side electrode. In this case, the light extraction efficiency is inevitably lowered due to optical shielding by the electrode on the light extraction side.
一方、この実施形態では、第1金属電極4に近接した発光領域でのキャリア再結合が支配的になり、ハンドル基板側に位置した第1金属電極4の直上に発光を集中させることができる。
On the other hand, in this embodiment, carrier recombination in the light emitting region close to the
また、第2金属電極8を第1金属電極4から面方向にずれた位置、好ましくは第1金属電極4に重ならない位置に配置することにより、発光部と光取り出し側の電極との重なり部分を小さくし、好ましくは重なりをなくすことができ、光学遮蔽の影響を大幅に低減することができる。
Further, by arranging the second metal electrode 8 at a position shifted from the
シード基板1は、単結晶構造を有する材料で構成されることが好ましく、Ge基板のほか、例えば、Al2O3、SiC、GaAs、InP、Siからなるグループから選択される材料で構成される基板が好適である。
The
分離層2は、シード基板1とは格子定数及び/又は熱膨張係数の異なる材料で構成されることが好ましく、InGaAsのほか、例えば、GaN、InGaN、AlGaN、AlN、AlAs、AlGaAs、InAlAs、InGaAlP、InGaAsP、InGaPからなるグループから選択される化合物半導体材料が好適である。
The
発光素子層3は、GaAsのほか、例えば、GaN、AlGaAs、InP、InGaN、AlGaN、AlN、AlAs、InGaAs、InAlAs、InGaAlP、InGaAsP、InGaPからなるグループから選択される少なくとも1つの材料を含む化合物半導体材料で構成される。
The light emitting
ハンドル基板6としては、Si等の半導体基板のほか、例えば、Al、Cu、CuW等の金属基板、ガラス等の絶縁性基板、プラスチック等の可撓性基板が好適である。特に、Si基板や金属基板は、導電性及び熱伝導性に優れ、また、良好な発光特性に寄与する。或いは、ハンドル基板6の表面は、Au、Pt、Cr、Ti、AuGe、Ni、AuSn、AuZn、AuSbのグループから選択される1つの材料、若しくは該グループから選択される少なくとも2つの材料の積層構造により被覆されることが好ましい。このような金属の被服膜は、反射膜として機能しうる。また、被服膜としてAu系の共晶材料を使用し、250℃等で熱処理を実施することによってドナー基板とハンドル基板との結合強度を高めることができる。
また、ハンドル基板6には、発光素子層3に形成された発光素子を駆動するための駆動回路が設けられていることが好ましい。この場合、発光素子層3に形成された発光素子とハンドル基板6に形成された駆動回路とが電気的に接続される。
The
The
この実施形態によれば、ドナー基板の製造において発光素子層3の上に形成される第1電極は、pn接合又は活性層に近接して配置されるので、第1電極の近傍における電子と正孔の再結合確率(すなわち、発光)が高くなり、しかも、第1電極と第2電極とが互いに位置(面方向における位置)をずらして配置されるので、第2電極による光遮蔽が大幅に低減され、光取り出し効率を向上させることができる。
According to this embodiment, since the first electrode formed on the light emitting
これに関して、光取り出し側(発光素子層の第2面側)には、第1電極から位置をずらして第2の電極を形成すればよいだけであるので、プロセス数の増加を最小限に押えることができる。
この実施の形態では、発光素子層の第1面(ハンドル基板側の面)に第1電極を形成し、その対面である第2面(光取り出し側の面)に第2電極を形成するため、第1電極に対して第2電極を位置合わせする必要がある。しかしながら、その位置合わせには高い精度は不要である。位置合わせは例えば、第1電極の形成に際して分離用構造体を貫通する孔をエッチング等で形成し、第1電極及び発光素子層をハンドル基板に移設した後に、第2電極を形成する際に、その孔を位置合わせマークとして使用することによって行うことができる。
シード基板は、分割工程後に必要に応じて処理した後に再利用することができる。このような再利用は、発光素子の生産コストの低減に寄与する。
In this regard, on the light extraction side (the second surface side of the light emitting element layer), it is only necessary to form the second electrode by shifting the position from the first electrode, so that the increase in the number of processes can be minimized. be able to.
In this embodiment, the first electrode is formed on the first surface (surface on the handle substrate side) of the light emitting element layer, and the second electrode is formed on the second surface (surface on the light extraction side) that is the opposite surface. It is necessary to align the second electrode with respect to the first electrode. However, high accuracy is not necessary for the alignment. For example, when forming the first electrode, a hole penetrating the separation structure is formed by etching or the like, and after the first electrode and the light emitting element layer are transferred to the handle substrate, the second electrode is formed. This can be done by using the holes as alignment marks.
The seed substrate can be reused after being processed as necessary after the dividing step. Such reuse contributes to a reduction in the production cost of the light emitting element.
発光素子層をハンドル基板で支持することにより、例えばHVPE等のエピタキシャル成長により厚く形成した支持膜等によって発光素子層を支持させる必要がなくなる。
以下、本発明の好適な実施例を例示的に説明する。
By supporting the light emitting element layer with the handle substrate, it is not necessary to support the light emitting element layer with a support film formed thick by epitaxial growth such as HVPE.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described by way of example.
[第1実施例]
図8〜図10は、本発明の第1実施例に係る発光素子及びその製造方法を示す図である。図8に示すように、Ge基板(シード基板)9の上にAlAs層(分離補助層)10、InGaAs層(分離層)11を形成し、次いで、発光素子層として、n型GaAs層12、n型AlxGa1−xAs層13、p型AlyGa1−yAs層14、p型AlxGa1−xAs層15、p型GaAs層16(y<x)を順次エピタキシャル成長させる。
[First embodiment]
8 to 10 are views showing a light emitting device and a method for manufacturing the same according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, an AlAs layer (separation auxiliary layer) 10 and an InGaAs layer (separation layer) 11 are formed on a Ge substrate (seed substrate) 9, and then an n-
エピタキシャル成長層の不純物濃度や厚さは、デバイスの設計に依存するが、第1金属電極に近接した箇所の発光が支配的になり、発光効率が改善される本発明に適した構成は、ダブルへテロ型のLED素子では、例えば以下の通りである。 Although the impurity concentration and thickness of the epitaxial growth layer depend on the design of the device, the light emission in the vicinity of the first metal electrode becomes dominant and the structure suitable for the present invention in which the light emission efficiency is improved is double. In the terror-type LED element, for example, it is as follows.
n型GaAs層12 : 0.5μm ; Siドーピング
n型Al0.15Ga0.85As層13 : 1μm ; Siドーピング
p型Al0.13Ga0.87As層14 : 0.3μm ; Znドーピング
p型Al0.23Ga0.77As層15 : 0.3μm ; Znドーピング
p型GaAs層16 : 0.1μm ; Znドーピング
Siドーピングは、キャリア濃度が、例えば1017/cm3程度となるように行われうる。
n-type GaAs layer 12: 0.5 μm; Si-doped n-type Al0.15 Ga0.85 As layer 13: 1 μm; Si-doped p-type Al0.13 Ga0.87 As layer 14: 0.3 μm; Zn-doped p-type Al0.23 Ga0.77 As layer 15: 0.3 μm; Zn doping p-type GaAs layer 16: 0.1 μm; Zn doping Si doping can be performed so that the carrier concentration is, for example, about 10 17 / cm 3 .
なお、活性層としてのp型AlyGa1−yAs層14に対してp型の電極を近接させ、p型電極からのホールの注入が活性層としてのp型AlyGa1−yAs層14中での電子−正孔の再結合において支配的になるように、p型Al0.23Ga0.77As層15及びp型GaAs層16を薄くし、n型GaAs層12及びn型Al0.15Ga0.85As層13を厚く設計することが好ましい。
Note that a p-type electrode is brought close to the p-type AlyGa1-
次いで、p型GaAs層16の上にTi(10nm)、Pt(10nm)、Au(50nm)を順にスパッタした後、それらをリフトオフ法によってパタニングしてn型金属電極(第1電極)17を形成する。その後、厚さ300nmのプラズマ酸化膜を成膜し、CMPで平坦化し、かつ金属電極17上面を露出させることで絶縁層18を形成し、この面にSi基板(ハンドル基板)19を接合させて複合部材30を形成する。
Next, Ti (10 nm), Pt (10 nm), and Au (50 nm) are sequentially sputtered on the p-
次いで、図9に示すように、AlAs層(分離補助層)10及びInGaAs層(分離層11)側面又はその近傍に細く絞った高圧水流(ウォータジェット)Wを吹き付けて、複合部材30をAlAs層(分離補助層)10とGe基板(シード基板)9との界面で分割する。
Next, as shown in FIG. 9, a high-pressure water stream (water jet) W that is finely squeezed onto the side surfaces of the AlAs layer (separation assisting layer) 10 and the InGaAs layer (separation layer 11) or the vicinity thereof is sprayed, so that the
次いで、図10に示すように、n型GaAs層12の上であってn型金属電極層17と重ならない位置にp型金属電極22を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, a p-
このようにして、発光取り出し効率の高い面発光型LED素子を得ることができる。 In this way, a surface-emitting LED element with high emission extraction efficiency can be obtained.
なお、この実施例では、金属電極層を除去した領域に絶縁膜18を形成しているが、電極17を形成した後に絶縁膜18を形成することなくドナー基板をSi基板(ハンドル基板)19に結合させて複合部材を形成してもよい。
In this embodiment, the insulating
また、この実施例では、シード基板としてGe基板を用いたが、シード基板としてGaAs基板を用いてもよい。 In this embodiment, a Ge substrate is used as a seed substrate, but a GaAs substrate may be used as a seed substrate.
[第2実施例]
Al2O3基板を1000℃以上の高温で水素に曝して洗浄及び平坦化した後に、水素のキャリヤガスにGa、Al有機金属化合物とNH3ガスを用いたMOCVD法により、AlN層を500℃で20〜100nmの厚みに堆積して緩衝層を形成する。この緩衝層は微結晶粒界構造を有しており、500℃程度の低温で堆積しているため、1000℃程度の高温で成長する場合と比較すると空間的に均一かつ平坦に堆積することができる。その微結晶粒径の大きさはAlNの場合には十数nm程度ある。
[Second Embodiment]
After cleaning and planarizing the Al 2 O 3 substrate by exposing it to hydrogen at a high temperature of 1000 ° C. or higher, the AlN layer is formed at 500 ° C. by MOCVD using Ga, Al organometallic compound and NH 3 gas as the hydrogen carrier gas. To a thickness of 20 to 100 nm to form a buffer layer. Since this buffer layer has a microcrystalline grain boundary structure and is deposited at a low temperature of about 500 ° C., it can be deposited spatially uniformly and flatly as compared with the case of growing at a high temperature of about 1000 ° C. it can. In the case of AlN, the crystallite grain size is about a dozen nm.
次いで、Al2O3基板の基板温度を1000℃程度に昇温し、この緩衝層の上にGaN層を形成し、更にその上部にLEDの活性層もしくは井戸層のためのPN接合の多層構造を形成する。 Next, the substrate temperature of the Al 2 O 3 substrate is raised to about 1000 ° C., a GaN layer is formed on the buffer layer, and a PN junction multilayer structure for the active layer or well layer of the LED is further formed thereon. Form.
活性層もしくは井戸層の上下に形成するクラッド層は、上側のクラッドを0.3μmとし、下側のクラッドを1μmとして、それらの厚さを異ならせることで、上部電極からのキャリア注入が活性層もしくは井戸層での再結合に支配的になるように設定する。 The clad layers formed above and below the active layer or well layer have an upper clad of 0.3 μm and a lower clad of 1 μm, and their thicknesses are varied so that carrier injection from the upper electrode can be performed. Or it sets so that it may become dominant to the recombination in a well layer.
次いで、Al2O3基板上のLED多層構造の上にPd膜、Au膜を順次堆積した後に、これらをリフトオフ法でパタニングして金属電極を形成する。パタニングによって金属電極層を除去した領域には、第1実施例と同様に絶縁膜を形成する。 Next, after sequentially depositing a Pd film and an Au film on the LED multilayer structure on the Al 2 O 3 substrate, these are patterned by a lift-off method to form a metal electrode. In the region where the metal electrode layer is removed by patterning, an insulating film is formed as in the first embodiment.
ハンドル基板としてSi基板を準備し、該Si基板の表面にAl膜、Sn膜を順次成膜して金属電極層を形成する。 An Si substrate is prepared as a handle substrate, and an Al film and an Sn film are sequentially formed on the surface of the Si substrate to form a metal electrode layer.
その後、LED多層構造上の電極層とSi基板上の電極層とを互いの表面を密着させ、更に300℃で加熱処理して、接合界面のAu/Snを合金化させることにより融着させ、接合界面の接合強度を著しく強化した複合部材を形成する。 Then, the electrode layer on the LED multilayer structure and the electrode layer on the Si substrate are brought into close contact with each other, further heat-treated at 300 ° C., and fused by alloying Au / Sn at the bonding interface, A composite member in which the bonding strength at the bonding interface is remarkably enhanced is formed.
次いで、この複合部材を燐酸溶液に浸漬し、歪及び結晶欠陥が集中するAlNの緩衝層を、複合部材の外周端面の全周に沿って、数十ミクロン、端面から中心に向かって後退させて凹部を形成する。 Next, the composite member is immersed in a phosphoric acid solution, and an AlN buffer layer in which strain and crystal defects are concentrated is retracted from the end surface toward the center by several tens of microns along the entire outer peripheral end surface of the composite member. A recess is formed.
次いで、複合部材を略垂直に通る軸を中心に回転させながらこの凹部へ0.1mmに絞った純水の収束流体を0.3Nの圧力をもって注入し、AlN層の内部及び/又はAlN層とGaN層及びAl2O3基板との界面で、Al2O3基板をGaN層にダメージを与えることなく分離する。その結果、その上部に形成されていたLED構造である多層膜がSi基板の上に移設される。 Next, a pure water converging fluid with a pressure of 0.3 N is injected into the recess while rotating about the axis passing through the composite member substantially vertically, and the inside of the AlN layer and / or the AlN layer At the interface between the GaN layer and the Al 2 O 3 substrate, the Al 2 O 3 substrate is separated without damaging the GaN layer. As a result, the multilayer film which is the LED structure formed on the upper part is transferred onto the Si substrate.
この実施例ではシード基板にAl2O3を用いるが、これに代えてSiC基板を用いてもよい。 In this embodiment, Al 2 O 3 is used for the seed substrate, but a SiC substrate may be used instead.
1 シード基板
2 分活用構造体(分離層)
3 発光素子層
4 第1電極
5 絶縁層
6 ハンドル基板
8 第2電極
10 ドナー基板
20 複合部材
17 第1電極
18 絶縁層
19 ハンドル基板
22 第2電極
1
3 Light-Emitting
Claims (9)
前記発光素子層の前記第1面の一部に形成された第1電極と、
前記発光素子層の前記第2面の一部に形成された第2電極と、
を備え、前記第1電極と前記第2電極とが互いに位置をずらして配置されている、
ことを特徴とする発光素子。 A light emitting element layer having a first surface and a second surface;
A first electrode formed on a part of the first surface of the light emitting element layer;
A second electrode formed on a part of the second surface of the light emitting element layer;
And the first electrode and the second electrode are arranged to be shifted from each other,
A light emitting element characterized by the above.
前記第1面と前記pn接合面との第1距離が前記第2面と前記pn接合面との第2距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光素子。 The light emitting element layer includes a pn junction surface, and light generated at the pn junction surface is extracted to the outside through the second surface;
A first distance between the first surface and the pn junction surface is shorter than a second distance between the second surface and the pn junction surface;
The light-emitting element according to claim 1 or 2.
前記第1面と前記活性層との第1距離が前記第2面と前記活性層との第2距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光素子。 The light emitting element layer includes an active layer, and light generated in the active layer is extracted to the outside through the second surface,
A first distance between the first surface and the active layer is shorter than a second distance between the second surface and the active layer;
The light-emitting element according to claim 1 or 2.
前記第1面と前記井戸層との第1距離が前記第2面と前記井戸層との第2距離よりも短い、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光素子。 The light emitting element layer includes a well layer, and light generated in the well layer is extracted to the outside through the second surface;
A first distance between the first surface and the well layer is shorter than a second distance between the second surface and the well layer;
The light-emitting element according to claim 1 or 2.
シード基板の上に分離用構造体を形成する工程と、
前記分離用構造体の上に発光素子層を形成する工程と、
前記発光素子層の露出面である第1面の一部に第1電極を形成する工程と、
前記第1電極が内側になるように前記シード基板に支持体を結合させて複合部材を形成する工程と、
前記分離用構造体を利用して前記複合部材を分割して前記シード基板から前記支持体に前記発光素子層及び前記第1電極を移設する工程と、
移設後における前記発光素子層の露出面である第2面の一部に第2電極を形成する工程と、
を含み、前記第1電極と前記第2電極とが互いに位置をずらして形成される、
ことを特徴とする発光素子の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device,
Forming a separation structure on the seed substrate;
Forming a light emitting element layer on the separation structure;
Forming a first electrode on a part of the first surface which is an exposed surface of the light emitting element layer;
Forming a composite member by bonding a support to the seed substrate such that the first electrode is on the inside;
Dividing the composite member using the separation structure and transferring the light emitting element layer and the first electrode from the seed substrate to the support;
Forming a second electrode on a part of the second surface which is an exposed surface of the light emitting element layer after the transfer;
The first electrode and the second electrode are formed so as to be displaced from each other,
A method for manufacturing a light-emitting element.
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Cited By (3)
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WO2011034018A1 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | 昭和電工株式会社 | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
US20120168717A1 (en) * | 2009-09-15 | 2012-07-05 | Showa Denko K.K. | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
WO2018216240A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | 創光科学株式会社 | Template, nitride semiconductor ultra-violet light-emitting element and template production method |
-
2005
- 2005-04-04 JP JP2005107741A patent/JP2006287120A/en not_active Withdrawn
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011034018A1 (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-24 | 昭和電工株式会社 | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
JP2011086916A (en) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Showa Denko Kk | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and lighting system |
US20120168717A1 (en) * | 2009-09-15 | 2012-07-05 | Showa Denko K.K. | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
CN102598318A (en) * | 2009-09-15 | 2012-07-18 | 昭和电工株式会社 | Light emitting diode, light emitting diode lamp and lighting device |
KR101337102B1 (en) * | 2009-09-15 | 2013-12-05 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
US8659004B2 (en) | 2009-09-15 | 2014-02-25 | Showa Denko K.K. | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
US20140124733A1 (en) * | 2009-09-15 | 2014-05-08 | Showa Denko K.K. | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
TWI447954B (en) * | 2009-09-15 | 2014-08-01 | Showa Denko Kk | Light-emitting diode, light-emitting diode lamp and lighting apparatus |
KR101431350B1 (en) * | 2009-09-15 | 2014-08-19 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | Light emitting diode, light emitting diode lamp and lighting device |
KR101449389B1 (en) * | 2009-09-15 | 2014-10-13 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | Light emitting diode, light emitting diode lamp and lighting device |
US9112084B2 (en) | 2009-09-15 | 2015-08-18 | Showa Denko K.K. | Light emitting diode, light emitting diode lamp, and illuminating apparatus |
TWI562398B (en) * | 2009-09-15 | 2016-12-11 | Showa Denko Kk | Light-emitting diode, light-emitting diode lamp and lighting apparatus |
WO2018216240A1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-11-29 | 創光科学株式会社 | Template, nitride semiconductor ultra-violet light-emitting element and template production method |
JP6483913B1 (en) * | 2017-05-26 | 2019-03-13 | 創光科学株式会社 | Template manufacturing method |
US11049999B2 (en) | 2017-05-26 | 2021-06-29 | Soko Kagaku Co., Ltd. | Template, nitride semiconductor ultraviolet light-emitting element, and method of manufacturing template |
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