JP2008135787A - Nitride semiconductor light emitting element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable nitride base light emitting element having a high large light emitting power, in which the control of etching amount is possible. <P>SOLUTION: The nitride base semiconductor light emitting element comprising a second conductive type nitride semiconductor layer and a first conductive type nitride base semiconductor layer successively formed upwardly on a holding metal plate, and an In containing etching marker layer formed on the first conductive type nitride base semiconductor layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は青色領域から紫外光領域で発光可能な窒化物系半導体発光素子に関し、特にエッチング量の制御を可能とし、光出力が大きく信頼性の高い窒化物系半導体発光素子に関する。   The present invention relates to a nitride-based semiconductor light-emitting device capable of emitting light in a blue region to an ultraviolet region, and more particularly to a nitride-based semiconductor light-emitting device capable of controlling an etching amount and having a large light output and high reliability.

従来から、安価な窒化物系半導体発光素子を提供するために、基板にSi(シリコン)を用いた種々の窒化物系半導体発光素子がされている。図11に基板にSiを用いた従来の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図を示す。   Conventionally, in order to provide an inexpensive nitride-based semiconductor light-emitting device, various nitride-based semiconductor light-emitting devices using Si (silicon) as a substrate have been used. FIG. 11 shows a schematic cross-sectional view of a conventional nitride-based semiconductor light-emitting device using Si as a substrate.

図11の窒化物系半導体発光素子は、Si基板500上に少なくともバッファ層400、下部クラッド層300、発光層200、上部クラッド層100が順次積層され、上部クラッド層100上にp型パッド電極600およびSi基板500の裏面にn型電極700が形成されている。   In the nitride semiconductor light emitting device of FIG. 11, at least a buffer layer 400, a lower cladding layer 300, a light emitting layer 200, and an upper cladding layer 100 are sequentially stacked on a Si substrate 500, and a p-type pad electrode 600 is formed on the upper cladding layer 100. An n-type electrode 700 is formed on the back surface of the Si substrate 500.

上述した従来の窒化物系半導体発光素子には以下の問題点があった。すなわち、発光層200から発生した光は、発光素子の上面、側面およびSi基板500側に放射され、Si基板500側に放射された光はSi基板500に入射する。しかし、Si基板500は発光層200からの光(ここでは短波長の光)を多く吸収するため、従来の窒化物系半導体発光素子では大きな光出力は期待することができなかった。   The above-described conventional nitride semiconductor light emitting device has the following problems. That is, light generated from the light emitting layer 200 is emitted to the upper surface and side surfaces of the light emitting element and the Si substrate 500 side, and the light emitted to the Si substrate 500 side is incident on the Si substrate 500. However, since the Si substrate 500 absorbs a large amount of light from the light emitting layer 200 (here, light having a short wavelength), a large light output cannot be expected from the conventional nitride semiconductor light emitting device.

そこで、光を反射し、かつ電極としても用いることができる金属板をSi基板の代わりに用いるという方法が提案されている。しかし、金属板上に窒化物系半導体層を成長させることは困難であるという問題があった。また、導電性接着剤を用いて金属板と窒化物系半導体層とを接着させる方法では、導電性接着剤の放熱性が優れていないことから発光素子が早期に劣化してしまうという問題があった。   Therefore, a method has been proposed in which a metal plate that reflects light and can also be used as an electrode is used instead of the Si substrate. However, there is a problem that it is difficult to grow a nitride-based semiconductor layer on a metal plate. In addition, the method of bonding a metal plate and a nitride semiconductor layer using a conductive adhesive has a problem that the light emitting element deteriorates early because the heat dissipation of the conductive adhesive is not excellent. It was.

そこで、Si基板上にバッファ層、窒化物系半導体層を順次積層し窒化物系半導体層上に金属板を形成した後、Si基板およびバッファ層を除去して露出した窒化物系半導体層に電極を設ける方法が考えられる。特にバッファ層が高抵抗性または非導電性である場合にはバッファ層を除去する必要がある。しかし、Si基板はウエットエッチング法により選択的に除去することができるが、バッファ層については選択的に除去することが困難であった。   Therefore, a buffer layer and a nitride-based semiconductor layer are sequentially stacked on the Si substrate to form a metal plate on the nitride-based semiconductor layer, and then an electrode is formed on the exposed nitride-based semiconductor layer by removing the Si substrate and the buffer layer. It is conceivable to provide a method. In particular, when the buffer layer is highly resistive or nonconductive, it is necessary to remove the buffer layer. However, although the Si substrate can be selectively removed by wet etching, it is difficult to selectively remove the buffer layer.

すなわち、バッファ層はウエットエッチング法ではほとんどエッチングされないため、ドライエッチング法が通常用いられているが、このドライエッチング法はウエットエッチング法のような選択性が見られないことから、エッチング量を制御することが困難である。一般的にはエッチング時間によりエッチング量を制御しているが、そのエッチング量の制御はいまだ困難となっている。   That is, since the buffer layer is hardly etched by the wet etching method, the dry etching method is usually used. However, since this dry etching method does not show selectivity as in the wet etching method, the etching amount is controlled. Is difficult. In general, the etching amount is controlled by the etching time, but it is still difficult to control the etching amount.

したがって、バッファ層のエッチング量が大きくなりすぎると、窒化物系半導体層までエッチングされ、この層の膜厚が薄くなることからこの層中で電流が十分に拡がらなくなり、発光素子の発光領域が狭くなって光出力の大きい発光素子が得られないという問題が生じていた。一方、エッチング量が小さすぎると、バッファ層が窒化物系半導体層上に残ることとなり、バッファ層が高抵抗性または非導電性である場合には発光素子に電流の注入が困難となり動作電圧が高くなるため発光素子の信頼性が低下するという問題が生じていた。   Therefore, if the etching amount of the buffer layer becomes too large, the nitride-based semiconductor layer is etched and the film thickness of this layer becomes thin, so that the current does not spread sufficiently in this layer, and the light emitting region of the light emitting element is reduced. There has been a problem that a light-emitting element having a large light output cannot be obtained due to narrowing. On the other hand, if the etching amount is too small, the buffer layer remains on the nitride-based semiconductor layer. If the buffer layer is highly resistive or non-conductive, it is difficult to inject current into the light-emitting element, and the operating voltage is reduced. As a result, the reliability of the light-emitting element is lowered.

上記事情に鑑みて、本発明は、エッチング量の制御を可能とし、光出力の大きい窒化物系半導体発光素子を提供することを目的とする。また、本発明は、発光素子の製造過程において、基板上に高抵抗性または非導電性のバッファ層を積層した場合にも信頼性の高い窒化物系半導体発光素子を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a nitride-based semiconductor light-emitting device that can control the etching amount and has a high light output. Another object of the present invention is to provide a nitride-based semiconductor light-emitting device having high reliability even when a high-resistance or non-conductive buffer layer is stacked on a substrate in the manufacturing process of the light-emitting device. .

上記目的を達成するため、本発明は、保持用金属板の上方に順次形成された第二導電型窒化物系半導体層と発光層と第一導電型窒化物系半導体層とを含み、第一導電型窒化物系半導体層上に形成されたInを含むエッチングマーカー層を含み、Inを含むエッチングマーカー層上に電極が形成されている窒化物系半導体発光素子であることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention includes a second conductivity type nitride-based semiconductor layer, a light emitting layer, and a first conductivity-type nitride-based semiconductor layer sequentially formed above a holding metal plate, The nitride semiconductor light emitting device includes an etching marker layer containing In formed on a conductive nitride semiconductor layer, and an electrode formed on the etching marker layer containing In.

また、本発明は、保持用金属板の上方に順次形成された第二導電型窒化物系半導体層と発光層と第一導電型窒化物系半導体層とを含み、第一導電型窒化物系半導体層上に形成されたInを含むエッチングマーカー層を含み、Inを含むエッチングマーカー層を一部除去することにより露出させた第一導電型窒化物系半導体層上に電極が形成されている窒化物系半導体発光素子であることを特徴としている。   The present invention also includes a second conductivity type nitride-based semiconductor layer, a light emitting layer, and a first conductivity-type nitride-based semiconductor layer sequentially formed above the holding metal plate, An nitridation comprising an etching marker layer containing In formed on a semiconductor layer, and an electrode formed on the first conductivity type nitride-based semiconductor layer exposed by partially removing the etching marker layer containing In It is a physical semiconductor light emitting device.

また、上記Inを含むエッチングマーカー層の材質がInN、InGaNまたはInGaAlNのいずれかであることが好ましい。   The material of the etching marker layer containing In is preferably any of InN, InGaN, or InGaAlN.

また、上記第一導電型窒化物系半導体層中のInを含むエッチングマーカー層に接する層がAlを含んでいることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the layer in contact with the etching marker layer containing In in the first conductivity type nitride-based semiconductor layer contains Al.

上述したように、本発明によれば、エッチング量を容易に制御することができるため、発光領域が広く光出力が大きい信頼性の高い窒化物系半導体発光素子を提供することができる。また、基板上に高抵抗性または非導電性のバッファ層を積層した場合にも信頼性の高い窒化物系半導体発光素子を提供することができる。   As described above, according to the present invention, since the etching amount can be easily controlled, it is possible to provide a highly reliable nitride semiconductor light emitting device having a wide light emitting region and a large light output. In addition, a highly reliable nitride-based semiconductor light-emitting element can be provided even when a high-resistance or non-conductive buffer layer is stacked on a substrate.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
(基板)
本発明に用いられる基板の材質としては、従来から公知のもの、たとえばSi、GaAsまたはGaP等が用いられる。好適にはSiが用いられる。基板にSiを用いた場合には基板上にバッファ層を設置することによりバッファ層上に積層される窒化物系半導体層の結晶性を向上させることができる。また、大面積の基板が安価に入手できることから、大規模に発光素子を製造することができるため発光素子の製造コストが低減する。また、基板の加工も容易である。
Embodiments of the present invention will be described below.
(substrate)
As the material of the substrate used in the present invention, conventionally known materials such as Si, GaAs or GaP are used. Si is preferably used. When Si is used for the substrate, the crystallinity of the nitride-based semiconductor layer stacked on the buffer layer can be improved by providing the buffer layer on the substrate. In addition, since a large-area substrate can be obtained at low cost, a light-emitting element can be manufactured on a large scale, so that the manufacturing cost of the light-emitting element is reduced. Further, the substrate can be easily processed.

(バッファ層)
本発明に用いられるバッファ層は基板上に積層される。バッファ層の材質としては、InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表わされる従来から公知の窒化物系半導体材料が用いられ得る。好適にはAlNまたはAlGaNが用いられる。バッファ層にAlNまたはAlGaNを用いた場合には、バッファ層にはInが含まれていないことから、ドライエッチング装置の終点検出装置にてInを含むエッチングマーカー層との区別を明確にすることができ、Inを含むエッチングマーカー層のエッチングマーカー層としての機能を十分に発揮することができる。また、バッファ層は導電性、高抵抗性または非導電性のいずれであってもよいが、バッファ層が高抵抗性または非導電性である場合には、Inを含むエッチングマーカー層の重要性が増す。
(Buffer layer)
The buffer layer used in the present invention is laminated on the substrate. The material of the buffer layer, In x Al y Ga 1- xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) known nitride-based semiconductor materials conventionally represented by may be employed. AlN or AlGaN is preferably used. When AlN or AlGaN is used for the buffer layer, since the buffer layer does not contain In, the end point detection device of the dry etching apparatus can clarify the distinction from the etching marker layer containing In. In addition, the etching marker layer containing In can sufficiently function as an etching marker layer. The buffer layer may be conductive, high resistance, or non-conductive. However, when the buffer layer is high resistance or non-conductive, the importance of the etching marker layer containing In is important. Increase.

(Inを含むエッチングマーカー層)
本発明に用いられるInを含むエッチングマーカー層は、バッファ層上に積層される。Inを含むエッチングマーカー層の材質としては、InxAlyGa1-x-yN(0<x、0≦y、x+y≦1)で表わされる従来から公知の窒化物系半導体材料が用いられ得る。好適にはInN、InGaNまたはInAlGaNのいずれかであることが好ましい。また、Inの含有量はバッファ層および第一導電型窒化物系半導体層に比べて多い方がより好ましい。Inの含有量が多い場合には、エッチングマーカー層としての機能をより発揮することができる。
(Etching marker layer containing In)
The etching marker layer containing In used in the present invention is laminated on the buffer layer. As the material of the etching marker layer containing In, In x Al y Ga 1 -xy N (0 <x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) known nitride-based semiconductor materials conventionally represented by may be employed. Preferably, it is any of InN, InGaN, or InAlGaN. Further, it is more preferable that the content of In is larger than that of the buffer layer and the first conductivity type nitride-based semiconductor layer. When the content of In is large, the function as an etching marker layer can be exhibited more.

また、Inを含んでいることからこの層は軟質な層となる傾向があり、上記エッチングの際に発光層に及ぼすダメージを低減する。さらに、パッド電極にワイヤボンディングする際の発光層への機械的なダメージを低減する。したがって、この層を設置することにより発光層へのダメージの吸収層として機能するため発光素子の信頼性を向上させることができる。   In addition, since it contains In, this layer tends to be a soft layer, and damage to the light emitting layer during the etching is reduced. Furthermore, the mechanical damage to the light emitting layer at the time of wire bonding to the pad electrode is reduced. Accordingly, the provision of this layer functions as an absorption layer for damage to the light emitting layer, and thus the reliability of the light emitting element can be improved.

なお、エッチングマーカー層とは、エッチング装置の終点検出装置にてInの信号を検出させる機能を有する層のことをいう。   Note that the etching marker layer refers to a layer having a function of detecting an In signal by an end point detection apparatus of an etching apparatus.

(第一導電型窒化物系半導体層)
本発明に用いられる第一導電型窒化物系半導体層は、Inを含むエッチングマーカー層上に積層される。第一導電型窒化物系半導体層の材質としては、InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表わされる従来から公知の窒化物系半導体材料が用いられ得る。
(First conductivity type nitride semiconductor layer)
The first conductivity type nitride-based semiconductor layer used in the present invention is stacked on an etching marker layer containing In. As the material of the first conductivity type nitride semiconductor layer, In x Al y Ga 1- xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) known nitride-based semiconductor materials conventionally represented by the reference Can be.

ここで、第一導電型窒化物系半導体層は1層だけでなく、2層以上の窒化物系半導体層から構成されていてもよい。この場合には上記Inを含むエッチングマーカー層と接する層がAlを含んでいることが好ましい。エッチングがInを含むエッチングマーカー層からAlを含む第一導電型窒化物系半導体層に差し掛かったときにエッチングレートが急激に低減するため、エッチングの終了時点を明確に判断することができ、再現性よくAlを含む第一導電型窒化物系半導体層を露出させることができる。   Here, the first conductivity type nitride-based semiconductor layer may be composed of not only one layer but also two or more nitride-based semiconductor layers. In this case, it is preferable that the layer in contact with the etching marker layer containing In contains Al. When etching reaches the first conductivity type nitride-based semiconductor layer containing Al from the etching marker layer containing In, the etching rate is drastically reduced. It is possible to expose the first conductivity type nitride-based semiconductor layer that often contains Al.

また、この層にはn型ドーパントまたはp型ドーパントのいずれかがドーピングされる。   Also, this layer is doped with either an n-type dopant or a p-type dopant.

(発光層)
本発明に用いられる発光層は、第一導電型窒化物系半導体層と第二導電型窒化物系半導体層との間に積層される。発光層としてはMQW(多重量子井戸)発光層、SQW(単一量子井戸)発光層のいずれを問わず用いられ得る。
(Light emitting layer)
The light emitting layer used in the present invention is laminated between the first conductivity type nitride semiconductor layer and the second conductivity type nitride semiconductor layer. As the light emitting layer, any of MQW (multiple quantum well) light emitting layer and SQW (single quantum well) light emitting layer can be used.

(第二導電型窒化物系半導体層)
本発明に用いられる第二導電型窒化物系半導体層としては、InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表わされる従来から公知の窒化物系半導体材料が用いられ得る。
(Second conductivity type nitride semiconductor layer)
The second conductivity type nitride semiconductor layer used in the present invention, In x Al y Ga 1- xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) conventionally known nitride semiconductor represented by Materials can be used.

また、第二導電型窒化物系半導体層も1層だけでなく、2層以上の窒化物系半導体層から構成することもできる。   Further, the second conductivity type nitride-based semiconductor layer may be composed of not only one layer but also two or more nitride-based semiconductor layers.

また、この層にはn型ドーパントまたはp型ドーパントのいずれかがドーピングされるが、第一導電型窒化物系半導体層と異なる型のドーパントがドーピングされる。   In addition, this layer is doped with either an n-type dopant or a p-type dopant, but is doped with a different type of dopant from the first conductivity type nitride semiconductor layer.

(窒化物系半導体コンタクト層)
第二導電型窒化物系半導体層上に窒化物系半導体コンタクト層を積層することができる。窒化物系半導体コンタクト層に用いられる材質としては、InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、x+y≦1)で表わされる従来から公知の窒化物系半導体材料が用いられ得る。
(Nitride semiconductor contact layer)
A nitride semiconductor contact layer can be laminated on the second conductivity type nitride semiconductor layer. The material used in the nitride-based semiconductor contact layer, In x Al y Ga 1- xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) known nitride-based semiconductor materials conventionally represented by is used obtain.

また、この層にはn型ドーパントまたはp型ドーパントのいずれかがドーピングされるが、第二導電型窒化物系半導体層と同型のドーパントがドーピングされる。   Moreover, although this layer is doped with either an n-type dopant or a p-type dopant, it is doped with the same type of dopant as the second conductivity type nitride semiconductor layer.

また、上述したそれぞれの層の積層方法としては、従来から公知の方法を用いることができ、たとえばVPE法(気相エピタキシー法)、MOCVD法(有機金属気相成長法)、MBE法(分子線エピタキシー法)またはこれらの方法を組み合わせた方法等を用いることができる。   In addition, as a method of laminating each of the layers described above, a conventionally known method can be used. For example, VPE method (vapor phase epitaxy method), MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method), MBE method (molecular beam) Epitaxy method) or a combination of these methods can be used.

また、上述のn型ドーパントには従来から公知の材料を用いることができ、たとえばSi(シリコン)、O(酸素)、Cl(塩素)、S(硫黄)、C(炭素)またはGe(ゲルマニウム)等が用いられ得る。   Moreover, a conventionally well-known material can be used for the above-mentioned n-type dopant, for example, Si (silicon), O (oxygen), Cl (chlorine), S (sulfur), C (carbon) or Ge (germanium). Etc. can be used.

また、上述のp型ドーパントにも従来から公知の材料を用いることができ、たとえばMg(マグネシウム)、Zn(亜鉛)、Cd(カドミウム)またはBe(ベリリウム)等が用いられ得る。   Moreover, a conventionally well-known material can be used also for the above-mentioned p-type dopant, for example, Mg (magnesium), Zn (zinc), Cd (cadmium), Be (beryllium), etc. may be used.

(下地層)
窒化物系半導体コンタクト層上に下地層を形成することができる。下地層の形成方法としては、従来から公知の方法を用いることができ、たとえば、蒸着法、CVD法(化学堆積法)、スパッタ法のいずれかまたは複数を用いて行なうことができる。
(Underlayer)
An underlayer can be formed on the nitride-based semiconductor contact layer. As a method for forming the underlayer, a conventionally known method can be used, and for example, any one or more of a vapor deposition method, a CVD method (chemical deposition method), and a sputtering method can be used.

(保持用金属板)
本発明に用いられる保持用金属板は、電極として用いられ、下地層上に形成される。保持用金属板の材質としては、従来から公知の金属を用いることができるが、Ni(ニッケル)またはAu(金)を主成分とする金属を用いることが好ましい。放熱性および導電性がともに良好となり、早期に劣化することがない信頼性の高い発光素子を作製することができる。
(Metal plate for holding)
The holding metal plate used in the present invention is used as an electrode and is formed on an underlayer. As a material of the holding metal plate, conventionally known metals can be used, but it is preferable to use a metal mainly composed of Ni (nickel) or Au (gold). A highly reliable light-emitting element that has good heat dissipation and conductivity and does not deteriorate at an early stage can be manufactured.

また、保持用金属板の形成方法としては、従来から公知の方法を用いることができ、たとえば、蒸着法、CVD法、スパッタ法、電解メッキ、無電解メッキ法のいずれかまたは複数を用いて行なうことができる。好適には電解メッキ法である。電解メッキ法を用いた場合には、短時間で容易に厚膜の保持用金属板を作製することができ、また電解メッキ法により作製された保持用金属板は、下地層との密着力が向上し剥がれが生じないことから、発光素子の信頼性の向上につながる傾向にある。   In addition, as a method for forming the holding metal plate, a conventionally known method can be used. For example, any one or more of a vapor deposition method, a CVD method, a sputtering method, an electrolytic plating method, and an electroless plating method are used. be able to. The electrolytic plating method is preferable. When the electrolytic plating method is used, a thick-film holding metal plate can be easily produced in a short time, and the holding metal plate produced by the electrolytic plating method has an adhesive force with the base layer. Since it is improved and peeling does not occur, the reliability of the light emitting element tends to be improved.

また、保持用金属板の厚さは10μm以上2mm以下であることが好ましい。保持用金属板の厚さが10μm以上であれば、上記基板を除去した場合でも発光素子の取り扱いが容易となり、2mmより厚いと保持用金属板を分割、切断することが困難となる傾向にある。また、発光素子が大きくなりすぎる傾向にある。   The thickness of the holding metal plate is preferably 10 μm or more and 2 mm or less. If the thickness of the holding metal plate is 10 μm or more, the light emitting device can be easily handled even when the substrate is removed, and if it is thicker than 2 mm, it tends to be difficult to divide and cut the holding metal plate. . Further, the light emitting element tends to be too large.

(エッチング)
基板のエッチング方法としては、従来から公知の方法、たとえばウエットエッチング法、ドライエッチング法またはこれらを組み合わせた方法等が用いられる。好適にはウエットエッチング法である。この場合には、バッファ層がエッチングストップ層として機能し、製造プロセスが容易となり製造コストを低減できる。また、基板がSiからなる場合に、エッチング液としてフッ化水素酸と硝酸と酢酸との混合液を用いると、Siからなる基板を選択的にエッチングすることができる。
(etching)
As a substrate etching method, a conventionally known method such as a wet etching method, a dry etching method, or a combination of these methods is used. A wet etching method is preferred. In this case, the buffer layer functions as an etching stop layer, which facilitates the manufacturing process and reduces the manufacturing cost. Further, when the substrate is made of Si, if a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid is used as an etchant, the substrate made of Si can be selectively etched.

バッファ層のエッチング方法としては、反応性イオンエッチング法、プラズマエッチング法等のドライエッチング法が用いられる。好適には反応性イオンエッチング法である。Inを含むエッチングマーカー層にエッチングが及んだ場合には、終点検出装置においてInが検出されることから、エッチングがInを含むエッチングマーカー層に及んでいることを容易に判断することができ、エッチング量を容易に制御することができる。   As a method for etching the buffer layer, a dry etching method such as a reactive ion etching method or a plasma etching method is used. A reactive ion etching method is preferred. When etching reaches the etching marker layer containing In, since In is detected by the end point detection device, it can be easily determined that the etching reaches the etching marker layer containing In, The etching amount can be easily controlled.

したがって、エッチング量が大きくなりすぎて第一導電型窒化物系半導体層の膜厚が薄くなり、第一導電型窒化物系半導体層に電流が拡がらず発光素子の発光領域が小さくなるという問題、およびバッファ層が高抵抗性または非導電性である場合にエッチング量が小さくなりすぎてバッファ層が残り、発光素子が発光しないという問題が生じない。   Therefore, the etching amount becomes too large, the film thickness of the first conductivity type nitride semiconductor layer becomes thin, and the current does not spread to the first conductivity type nitride semiconductor layer, and the light emitting region of the light emitting element becomes small. When the buffer layer is highly resistive or non-conductive, the etching amount becomes too small to leave the buffer layer, and the light emitting element does not emit light.

また、Inを含むエッチングマーカー層についても、エッチングをすることができる。ここで、エッチング方法としては、バッファ層と同様のエッチング方法であることが好ましい。   Etching marker layers containing In can also be etched. Here, the etching method is preferably the same etching method as that for the buffer layer.

さらに、上記エッチング時に、エッチングされるウエハとほぼ同じ材質、膜厚で積層したダミーウエハを同時にエッチングすることにより、より精度の高いエッチング量の制御が可能となる。   Further, at the time of the etching, it is possible to control the etching amount with higher accuracy by simultaneously etching a dummy wafer laminated with substantially the same material and film thickness as the wafer to be etched.

また、ドライエッチング装置としては、終点検出装置を含む従来から公知の装置を用いることができる。ここで、終点検出装置の検出方法としては、発光分光分析法、反射光分析法、ガス分析法、レーザ干渉法、インピーダンス測定法、圧力測定法等が用いられる。好適には発光分光分析法である。発光分光分析法を用いた場合には、エッチングにより反応している系から直接高感度を得ることができる傾向にある。   As the dry etching apparatus, a conventionally known apparatus including an end point detection apparatus can be used. Here, as a detection method of the end point detection device, an emission spectroscopic analysis method, a reflected light analysis method, a gas analysis method, a laser interference method, an impedance measurement method, a pressure measurement method, or the like is used. The emission spectroscopic analysis method is preferred. When the emission spectroscopic analysis method is used, there is a tendency that high sensitivity can be obtained directly from a reaction system by etching.

(電極)
本発明に用いられる電極は、Inを含むエッチングマーカー層上または第一導電型窒化物系半導体層上に形成される。
(electrode)
The electrode used in the present invention is formed on an etching marker layer containing In or on a first conductivity type nitride semiconductor layer.

(パッド電極)
電極上にパッド電極を形成することができる。パッド電極の材質としては、Au(金)が好適に用いられる。また、パッド電極上にAu等からなるワイヤをボンディングすることができる。
(Pad electrode)
A pad electrode can be formed on the electrode. Au (gold) is preferably used as the material of the pad electrode. A wire made of Au or the like can be bonded on the pad electrode.

上記電極およびパッド電極の形成方法としては、従来から公知の方法を用いることができ、たとえば、蒸着法、CVD法、スパッタ法のいずれかまたは複数を用いて行なうことができる。   As a method for forming the electrode and the pad electrode, a conventionally known method can be used, and for example, any one or a plurality of evaporation methods, CVD methods, and sputtering methods can be used.

以下、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明する。
(実施例1)
図1に本実施例の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図を示す。本実施例の窒化物系半導体発光素子は、保持用金属板9上に順次設置された下地層8、窒化物系半導体コンタクト層7、第二導電型窒化物系半導体層6、MQW発光層5、第一導電型窒化物系半導体層4、Inを含むエッチングマーカー層3、電極10、パッド電極11およびAuワイヤ12により構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(Example 1)
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the nitride-based semiconductor light-emitting device of this example. The nitride-based semiconductor light-emitting device of this example includes an underlayer 8, a nitride-based semiconductor contact layer 7, a second conductivity-type nitride-based semiconductor layer 6, and an MQW light-emitting layer 5 that are sequentially placed on the holding metal plate 9. The first conductive type nitride semiconductor layer 4, the etching marker layer 3 containing In, the electrode 10, the pad electrode 11, and the Au wire 12.

以下、本実施例の窒化物系半導体発光素子の作製工程を図2から図6を用いて説明する。   Hereinafter, the manufacturing process of the nitride-based semiconductor light-emitting device of this example will be described with reference to FIGS.

まず、成長装置内にSiからなる基板1をセットし、MOCVD成長法を用いて、図2に示すように、基板1上にAlNからなるバッファ層2を厚さ200nm、n型In0.2Ga0.8NからなるInを含むエッチングマーカー層3を厚さ100nm、n型GaNからなる第一導電型窒化物系半導体層4を厚さ400nm、MQW発光層5を厚さ50nm、p型Al0.2Ga0.8Nからなる第二導電型窒化物系半導体層6を厚さ10nm、p型GaNからなる窒化物系半導体コンタクト層7を厚さ200nmに順次積層したウエハを形成する。 First, a substrate 1 made of Si is set in a growth apparatus, and a buffer layer 2 made of AlN is formed on the substrate 1 with a thickness of 200 nm and an n-type In 0.2 Ga 0.8 using MOCVD growth, as shown in FIG. The etching marker layer 3 containing In made of N is 100 nm thick, the first conductivity type nitride-based semiconductor layer 4 made of n-type GaN is 400 nm thick, the MQW light emitting layer 5 is 50 nm thick, and p-type Al 0.2 Ga 0.8. A wafer is formed by sequentially laminating a second conductive type nitride semiconductor layer 6 made of N with a thickness of 10 nm and a nitride type semiconductor contact layer 7 made of p-type GaN with a thickness of 200 nm.

次に、成長装置からウエハを取り出し、蒸着法を用いて、図3に示すように、窒化物系半導体コンタクト層7上に下地層8としてPdを厚さ50nm、Auを厚さ100nmに形成し、その上に保持用金属板9として電解メッキ法によりNiを厚さ80μmに形成する。   Next, the wafer is taken out from the growth apparatus, and Pd is formed to a thickness of 50 nm and Au is formed to a thickness of 100 nm on the nitride-based semiconductor contact layer 7 as an underlayer 8 as shown in FIG. On top of this, Ni is formed as a holding metal plate 9 to a thickness of 80 μm by electrolytic plating.

次に、図4に示すように、フッ酸系エッチング液を用いたウエットエッチング法により基板1を除去し、バッファ層2を露出させる。   Next, as shown in FIG. 4, the substrate 1 is removed by a wet etching method using a hydrofluoric acid-based etching solution to expose the buffer layer 2.

次に、図5に示すように、塩素ガスを用いたドライエッチング法、ここでは反応性イオンエッチング法によりバッファ層2を除去し、Inを含むエッチングマーカー層3を露出させる。ここで、完全にInを含むエッチングマーカー層3を露出させるために、ドライエッチング装置の終点検出装置にてInの信号を検出してから20秒間エッチングを持続する。Inを含むエッチングマーカー層3が完全に露出された状態でドライエッチングを完了する。なお、終点検出方法としては発光分光分析法を用いた。   Next, as shown in FIG. 5, the buffer layer 2 is removed by a dry etching method using chlorine gas, here a reactive ion etching method, and the etching marker layer 3 containing In is exposed. Here, in order to completely expose the etching marker layer 3 containing In, the etching is continued for 20 seconds after the In signal is detected by the end point detection device of the dry etching device. Dry etching is completed with the etching marker layer 3 containing In being completely exposed. In addition, the emission spectroscopic analysis was used as the end point detection method.

次に、図6に示すように、蒸着法を用いて、発光面となるInを含むエッチングマーカー層3上に電極10として、一辺が150μm角の略四角形状にTiを厚さ5nmに、Alを厚さ5nmに形成し、その上にパッド電極11としてAuを厚さ0.5μm形成する。   Next, as shown in FIG. 6, using an evaporation method, an electrode 10 is formed on the etching marker layer 3 containing In serving as a light emitting surface, and Ti is formed into a substantially quadrangular shape with a side of 150 μm square with a thickness of 5 nm and Al. Is formed to a thickness of 5 nm, and Au is formed as a pad electrode 11 thereon to a thickness of 0.5 μm.

その後、ウエハを一辺が350μm角の略四角形状に分割し、保持用金属板9側をリードフレームのカップ底部にマウントし、パッド電極11上にAuワイヤ12をボンディングする。   Thereafter, the wafer is divided into a substantially square shape with a side of 350 μm square, the holding metal plate 9 side is mounted on the bottom of the cup of the lead frame, and the Au wire 12 is bonded onto the pad electrode 11.

上述のようにして得られた本実施例の窒化物系半導体発光素子は、AlNからなるバッファ層2とn型GaNからなる第一導電型窒化物系半導体層4との間にInを含むエッチングマーカー層3を形成することにより、終点検出装置にてInを明確に検出することができるため、非導電性であるバッファ層2のエッチング量を容易に制御することができる。   The nitride-based semiconductor light-emitting device of this example obtained as described above is an etching containing In between the buffer layer 2 made of AlN and the first-conductivity-type nitride-based semiconductor layer 4 made of n-type GaN. By forming the marker layer 3, In can be clearly detected by the end point detection device, the etching amount of the non-conductive buffer layer 2 can be easily controlled.

したがって、本実施例では光出力が大きく信頼性の高い窒化物系半導体発光素子を得ることができる。   Therefore, in this embodiment, a nitride-based semiconductor light-emitting device having a large light output and high reliability can be obtained.

(実施例2)
図7に本実施例の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図を示す。本実施例の窒化物系半導体発光素子は、保持用金属板29上に順次設置された下地層28、窒化物系半導体コンタクト層27、第二導電型窒化物系半導体層26、MQW発光層25、第一導電型窒化物系半導体層24、Inを含むエッチングマーカー層23、電極210、パッド電極211およびAuワイヤ212により構成されている。
(Example 2)
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of the nitride-based semiconductor light-emitting device of this example. The nitride-based semiconductor light-emitting device of this example includes an underlayer 28, a nitride-based semiconductor contact layer 27, a second conductivity-type nitride-based semiconductor layer 26, and an MQW light-emitting layer 25 that are sequentially placed on a holding metal plate 29. The first conductivity type nitride semiconductor layer 24, the etching marker layer 23 containing In, the electrode 210, the pad electrode 211, and the Au wire 212 are included.

ここで、本実施例においてはInを含むエッチングマーカー層23がGaを含まないInNにより構成されていることにより、エッチングマーカー層としての機能がより発揮されることを特徴としている。   Here, the present embodiment is characterized in that the etching marker layer 23 containing In is made of InN not containing Ga, so that the function as an etching marker layer is more exhibited.

以下、本実施例の窒化物系半導体発光素子の作製工程を説明する。まず、図8に示すように、Siからなる基板21上にAlNからなるバッファ層22を厚さ150nm、n型InNからなるInを含むエッチングマーカー層23を厚さ50nm、n型GaNからなる第一導電型窒化物系半導体層24を厚さ500nm、MQW発光層25を厚さ40nm、p型Al0.2Ga0.8Nからなる第二導電型窒化物系半導体層26を厚さ5nm、p型GaNからなる窒化物系半導体コンタクト層27を厚さ150nmに順次積層したウエハを形成する。 Hereinafter, a manufacturing process of the nitride-based semiconductor light-emitting element of this example will be described. First, as shown in FIG. 8, a buffer layer 22 made of AlN is 150 nm thick on a substrate 21 made of Si, and an etching marker layer 23 containing In made of n-type InN is 50 nm thick. One conductivity type nitride semiconductor layer 24 is 500 nm thick, MQW light emitting layer 25 is 40 nm thick, second conductivity type nitride semiconductor layer 26 made of p-type Al 0.2 Ga 0.8 N is 5 nm thick, p-type GaN. A wafer is formed by sequentially laminating nitride semiconductor contact layers 27 made of the above to a thickness of 150 nm.

次に、蒸着法により窒化物系半導体コンタクト層27上に下地層28としてPdを厚さ30nmに形成し、その上に保持用金属板29として電解メッキ法によりAuを厚さ100μmに形成する。   Next, Pd is formed as a base layer 28 to a thickness of 30 nm on the nitride semiconductor contact layer 27 by vapor deposition, and Au is formed as a holding metal plate 29 to a thickness of 100 μm by electrolytic plating on the nitride semiconductor contact layer 27.

次に、通常のフォト工程を用いて、フッ酸系エッチング液により基板21を除去し、バッファ層22を露出させる。   Next, using a normal photo process, the substrate 21 is removed with a hydrofluoric acid etching solution to expose the buffer layer 22.

次に、塩素ガスを用いたドライエッチング法、ここでは反応性イオンエッチング法によりバッファ層22を除去し、Inを含むエッチングマーカー層23を露出させる。ここで、完全にInを含むエッチングマーカー層23を露出させるために、ドライエッチング装置の終点検出装置にてInの信号を検出してから20秒間エッチングを持続する。Inを含むエッチングマーカー層23が完全に露出された状態でエッチングを完了する。   Next, the buffer layer 22 is removed by a dry etching method using chlorine gas, here a reactive ion etching method, and the etching marker layer 23 containing In is exposed. Here, in order to completely expose the etching marker layer 23 containing In, the etching is continued for 20 seconds after the In signal is detected by the end point detection device of the dry etching device. Etching is completed in a state where the etching marker layer 23 containing In is completely exposed.

次に、蒸着法を用いて、発光面となるInを含むエッチングマーカー層23上に電極210として、一辺が90μm角の略四角形状にTiを厚さ5nmに形成し、その上にパッド電極211としてAuを厚さ0.5μm形成する。   Next, Ti is formed to a thickness of 5 nm as an electrode 210 on the etching marker layer 23 containing In serving as a light-emitting surface by vapor deposition, and the pad electrode 211 is formed thereon. As a result, Au is formed to a thickness of 0.5 μm.

その後、ウエハを一辺が350μm角の略四角形状に分割し、保持用金属板29側をリードフレームのカップ底部にマウントし、パッド電極211上にAuワイヤ212をボンディングする。   Thereafter, the wafer is divided into a substantially quadrangular shape with a side of 350 μm square, the holding metal plate 29 side is mounted on the cup bottom of the lead frame, and an Au wire 212 is bonded onto the pad electrode 211.

上述のようにして得られた本実施例の窒化物系半導体発光素子は、AlNからなるバッファ層22とn型GaNからなる第一導電型窒化物系半導体層24との間にGaを含まないInNからなるInを含むエッチングマーカー層23を形成することにより、終点検出装置にてInを明確に検出することができるため、実施例1よりもさらに容易に、非導電性であるバッファ層22のエッチング量を制御することができる。   The nitride semiconductor light emitting device of this example obtained as described above does not contain Ga between the buffer layer 22 made of AlN and the first conductivity type nitride semiconductor layer 24 made of n-type GaN. By forming the etching marker layer 23 containing In consisting of InN, In can be clearly detected by the end point detection device, the buffer layer 22 that is nonconductive can be more easily formed than the first embodiment. The etching amount can be controlled.

したがって、本実施例では、実施例1よりも信頼性の高い窒化物系半導体発光素子を得ることができる。   Therefore, in this example, a nitride-based semiconductor light-emitting element with higher reliability than that in Example 1 can be obtained.

(実施例3)
図9に本実施例の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図を示す。本実施例の窒化物系半導体発光素子は、保持用金属板39上に設置された下地層38、窒化物系半導体コンタクト層37、第二導電型窒化物系半導体層36、MQW発光層35、第一導電型窒化物系半導体層34、Alを含む第一導電型窒化物系半導体層341、Inを含むエッチングマーカー層33、バッファ層32、電極310、パッド電極311およびAuワイヤ312により構成されている。
(Example 3)
FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of the nitride-based semiconductor light-emitting device of this example. The nitride-based semiconductor light-emitting device of this example includes an underlayer 38, a nitride-based semiconductor contact layer 37, a second conductivity-type nitride-based semiconductor layer 36, an MQW light-emitting layer 35, which are placed on a holding metal plate 39. A first conductivity type nitride semiconductor layer 34, a first conductivity type nitride semiconductor layer 341 containing Al, an etching marker layer 33 containing In, a buffer layer 32, an electrode 310, a pad electrode 311 and an Au wire 312 are included. ing.

ここで、本実施例においてはバッファ層32およびInを含むエッチングマーカー層33の一部がエッチングされており、それによって露出したAlを含む第一導電型窒化物系半導体層341上に電極310が形成されることを特徴としている。   Here, in this embodiment, a part of the etching marker layer 33 including the buffer layer 32 and In is etched, and the electrode 310 is formed on the first conductivity type nitride-based semiconductor layer 341 including Al exposed thereby. It is characterized by being formed.

以下、本実施例の窒化物系半導体発光素子の作製工程を説明する。まず、Siからなる基板(図示せず)上にAlNからなるバッファ層32を厚さ200nm、n型In0.3Ga0.7NからなるInを含むエッチングマーカー層33を厚さ100nm、n型Al0.1Ga0.9NからなるAlを含む第一導電型窒化物系半導体層341を厚さ100nm、n型GaNからなる第一導電型窒化物系半導体層34を厚さ400nm、MQW発光層35を厚さ40nm、p型Al0.1Ga0.9Nからなる第二導電型窒化物系半導体層36を厚さ5nm、p型GaNからなる窒化物系半導体コンタクト層37を厚さ150nmに順次積層したウエハを形成する。 Hereinafter, a manufacturing process of the nitride-based semiconductor light-emitting element of this example will be described. First, on a substrate (not shown) made of Si, a buffer layer 32 made of AlN has a thickness of 200 nm, an etching marker layer 33 containing In made of n-type In 0.3 Ga 0.7 N has a thickness of 100 nm, and an n-type Al 0.1 Ga. The first conductive nitride-based semiconductor layer 341 containing Al composed of 0.9 N is 100 nm thick, the first conductive nitride-based semiconductor layer 34 composed of n-type GaN is 400 nm thick, and the MQW light emitting layer 35 is 40 nm thick. Then, a second conductive nitride semiconductor layer 36 made of p-type Al 0.1 Ga 0.9 N and a nitride semiconductor contact layer 37 made of p-type GaN are sequentially stacked to a thickness of 5 nm and 150 nm.

次に、蒸着法を用いて、窒化物系半導体コンタクト層37上に下地層38としてPdを厚さ30nm形成し、その上に電解メッキ法により保持用金属板39としてNiを厚さ80μmに形成する。   Next, using a vapor deposition method, Pd is formed to a thickness of 30 nm as an underlayer 38 on the nitride semiconductor contact layer 37, and Ni is formed as a holding metal plate 39 to a thickness of 80 μm thereon by electrolytic plating. To do.

次に、通常のフォト工程を用いて、上記基板(図示せず)を全面にわたりフッ酸系エッチング液を用いて除去し、バッファ層32を露出させる。   Next, the substrate (not shown) is removed using a hydrofluoric acid etching solution over the entire surface using a normal photo process, and the buffer layer 32 is exposed.

次に、主たる発光面のほぼ中心に電極38を形成するために、塩素ガスを用いた反応性イオンエッチング法によりバッファ層32およびInを含むエッチングマーカー層33をエッチングする。ここで、完全にInを含むエッチングマーカー層33を露出させるために、ドライエッチング装置の終点検出装置にてInの信号を検出してから20秒間エッチングを持続する。次にInを含むエッチングマーカー層33が完全に露出してもさらにエッチングを継続し、ドライエッチング装置の終点検出装置にてInの信号を検出してから完全にInの信号がなくなるまでエッチングを行ない、Alを含む第一導電型窒化物系半導体層341を露出させる。   Next, in order to form the electrode 38 at substantially the center of the main light emitting surface, the buffer marker 32 and the etching marker layer 33 including In are etched by a reactive ion etching method using chlorine gas. Here, in order to completely expose the etching marker layer 33 containing In, the etching is continued for 20 seconds after the In signal is detected by the end point detection device of the dry etching device. Next, even if the etching marker layer 33 containing In is completely exposed, the etching is further continued. After the In signal is detected by the end point detection device of the dry etching apparatus, etching is performed until the In signal disappears completely. The first conductivity type nitride-based semiconductor layer 341 containing Al is exposed.

次に、蒸着法を用いて、Alを含む第一導電型窒化物系半導体層341の露出面上に電極310としてTiを厚さ5nmに、Alを厚さ5nmに形成し、その上にパッド電極311としてAuを厚さ0.6μm形成する。   Next, using an evaporation method, Ti is formed to a thickness of 5 nm and Al is formed to a thickness of 5 nm as an electrode 310 on the exposed surface of the first conductivity type nitride semiconductor layer 341 containing Al, and a pad is formed thereon. As the electrode 311, Au is formed to a thickness of 0.6 μm.

その後、ウエハを一辺が300μm角の略四角形状に分割し、保持用金属板39側をリードフレームのカップ底部にマウントし、パッド電極311上にAuワイヤ312をボンディングする。   Thereafter, the wafer is divided into a substantially square shape with a side of 300 μm square, the holding metal plate 39 side is mounted on the cup bottom of the lead frame, and an Au wire 312 is bonded onto the pad electrode 311.

上述のようにして得られた本実施例の窒化物系半導体発光素子は、AlNからなるバッファ層32とn型Al0.1Ga0.9NからなるAlを含む第一導電型窒化物系半導体層341との間にInを含むエッチングマーカー層33を形成することにより、終点検出装置にてInを明確に検出することができるため、再現性よくAlを含む第一導電型窒化物系半導体層341を露出させることができる。 The nitride-based semiconductor light-emitting device of this example obtained as described above has a buffer layer 32 made of AlN, a first conductivity-type nitride-based semiconductor layer 341 containing Al made of n-type Al 0.1 Ga 0.9 N, By forming the etching marker layer 33 containing In between the In, it is possible to detect In clearly by the end point detection device, so that the first conductivity type nitride-based semiconductor layer 341 containing Al is exposed with good reproducibility. Can be made.

なお、本実施例の窒化物系半導体発光素子においては、電極310がAlを含む第一導電型窒化物系半導体層341上にコンタクトしているので、Inを含むエッチングマーカー層33はn型の導電性を有している必要はなく、高抵抗性、非導電性またはp型の導電性を有していてもよい。   In the nitride semiconductor light emitting device of this example, since the electrode 310 is in contact with the first conductivity type nitride semiconductor layer 341 containing Al, the etching marker layer 33 containing In is an n-type. It does not need to have conductivity, and may have high resistance, non-conductivity, or p-type conductivity.

(実施例4)
図10に本実施例の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図を示す。本実施例の窒化物系半導体発光素子は、保持用金属板49上に設置された下地層48、窒化物系半導体コンタクト層47、第二導電型窒化物系半導体層46、MQW発光層45、第一導電型窒化物系半導体層44、Alを含む第一導電型窒化物系半導体層441、Inを含むエッチングマーカー層43、バッファ層42、電極410、パッド電極411およびAuワイヤ412により構成されている。
Example 4
FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of the nitride-based semiconductor light-emitting device of this example. The nitride-based semiconductor light-emitting device of this example includes an underlayer 48, a nitride-based semiconductor contact layer 47, a second conductivity-type nitride-based semiconductor layer 46, an MQW light-emitting layer 45, which are installed on a holding metal plate 49. A first conductivity type nitride semiconductor layer 44, a first conductivity type nitride semiconductor layer 441 containing Al, an etching marker layer 43 containing In, a buffer layer 42, an electrode 410, a pad electrode 411, and an Au wire 412 are included. ing.

ここで、本実施例においてはバッファ層42およびInを含むエッチングマーカー層43の一部がエッチングされており、そのエッチングがInを含むエッチングマーカー層43の途中で終了されており、そのエッチング終了後に、Inを含むエッチングマーカー層43上に電極410が形成されることを特徴としている。   Here, in this embodiment, the buffer layer 42 and a part of the etching marker layer 43 including In are etched, and the etching is terminated in the middle of the etching marker layer 43 including In. The electrode 410 is formed on the etching marker layer 43 containing In.

以下、本実施例の窒化物系半導体発光素子の作製工程を説明する。まず、Siからなる基板(図示せず)上にAlNからなるバッファ層42を厚さ200nm、n型In0.3Ga0.7NからなるInを含むエッチングマーカー層43を厚さ100nm、n型Al0.15Ga0.85NからなるAlを含む第一導電型窒化物系半導体層441を厚さ100nm、n型GaNからなる第一導電型窒化物系半導体層44を厚さ300nm、MQW発光層45を厚さ40nm、p型Al0.15Ga0.85Nからなる第二導電型窒化物系半導体層46を厚さ5nm、p型GaNからなる窒化物系半導体コンタクト層47を厚さ150nmに順次積層したウエハを形成する。 Hereinafter, a manufacturing process of the nitride-based semiconductor light-emitting element of this example will be described. First, on a substrate (not shown) made of Si, a buffer layer 42 made of AlN has a thickness of 200 nm, an etching marker layer 43 containing In made of n-type In 0.3 Ga 0.7 N has a thickness of 100 nm, and an n-type Al 0.15 Ga. The first conductivity type nitride-based semiconductor layer 441 containing Al composed of 0.85 N has a thickness of 100 nm, the first conductivity-type nitride-based semiconductor layer 44 composed of n-type GaN has a thickness of 300 nm, and the MQW light emitting layer 45 has a thickness of 40 nm. Then, a wafer is formed by sequentially laminating a second conductive nitride semiconductor layer 46 made of p-type Al 0.15 Ga 0.85 N to a thickness of 5 nm and a nitride semiconductor contact layer 47 made of p-type GaN to a thickness of 150 nm.

次に、蒸着法を用いて、窒化物系半導体コンタクト層47上に下地層48としてPdを厚さ30nm、Auを厚さ200nmに形成し、その上に電解メッキ法により保持用金属板49としてNiを厚さ80μmに形成する。   Next, an evaporation method is used to form Pd with a thickness of 30 nm and Au with a thickness of 200 nm on the nitride-based semiconductor contact layer 47 as an underlayer 48, and as a holding metal plate 49 thereon by electrolytic plating. Ni is formed to a thickness of 80 μm.

次に、通常のフォト工程を用いて、上記基板(図示せず)を全面にわたりフッ酸系エッチング液を用いて除去し、バッファ層42を露出させる。   Next, the substrate (not shown) is removed using a hydrofluoric acid etching solution over the entire surface using a normal photo process, and the buffer layer 42 is exposed.

次に、主たる発光面のほぼ中心に電極410を形成するために、塩素ガスを用いたドライエッチング法、ここでは反応性イオンエッチング法によりバッファ層42およびInを含むエッチングマーカー層43を一部除去する。ここで、ドライエッチング装置の終点検出装置にてInの信号を検出し、Inを含むエッチングマーカー層43を露出させた状態でエッチングを終了する。   Next, in order to form the electrode 410 at substantially the center of the main light emitting surface, the etching marker layer 43 including the buffer layer 42 and In is partially removed by a dry etching method using chlorine gas, here, a reactive ion etching method. To do. Here, the In signal is detected by the end point detection device of the dry etching device, and the etching is finished with the etching marker layer 43 containing In exposed.

次に、図10に示すように、主たる発光面のほぼ中心に露出されたInを含むエッチングマーカー層43上に、蒸着法を用いて、電極410としてHfを厚さ3nmに、Alを厚さ200nm、Tiを厚さ50nmに形成し、その上にパッド電極411としてAuを厚さ0.6μm形成する。   Next, as shown in FIG. 10, on the etching marker layer 43 containing In exposed at almost the center of the main light emitting surface, the electrode 410 is made of Hf with a thickness of 3 nm and Al with a thickness of 4 nm by vapor deposition. 200 nm and Ti are formed to a thickness of 50 nm, and Au is formed as a pad electrode 411 thereon to a thickness of 0.6 μm.

その後、ウエハを一辺が300μm角の略四角形状に分割し、保持用金属板49側をリードフレームのカップ底部にマウントし、パッド電極411上にAuワイヤ412をボンディングする。   Thereafter, the wafer is divided into a substantially square shape with one side of 300 μm square, the holding metal plate 49 side is mounted on the bottom of the cup of the lead frame, and Au wire 412 is bonded onto the pad electrode 411.

上述のようにして得られた本実施例の窒化物系半導体発光素子は、Inを含むエッチングマーカー層43のエッチングを途中で終了させる。したがって、軟質な層であるInを含むエッチングマーカー層43によって、上記エッチングの際に生じるMQW発光層45へのダメージを低減することができるだけでなく、Inを含むエッチングマーカー層43上に良好なオーミック性を持つ電極410を形成する際の歪等から生じるMQW発光層45への機械的なダメージを低減することができる。   The nitride-based semiconductor light-emitting device of this example obtained as described above terminates the etching of the etching marker layer 43 containing In midway. Therefore, the etching marker layer 43 containing In, which is a soft layer, not only can reduce damage to the MQW light emitting layer 45 that occurs during the etching, but also has good ohmic resistance on the etching marker layer 43 containing In. It is possible to reduce mechanical damage to the MQW light emitting layer 45 caused by strain or the like when forming the electrode 410 having the property.

したがって、本実施例においても、発光する信頼性の高い窒化物系半導体発光素子を得ることができる。   Therefore, also in this example, a highly reliable nitride-based semiconductor light-emitting element that emits light can be obtained.

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.

実施例1の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図である。3 is a schematic cross-sectional view of the nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 1. FIG. 製造途中の実施例1の窒化物系半導体発光素子の模式的な概念図である。FIG. 3 is a schematic conceptual diagram of the nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 1 during manufacture. 製造途中の実施例1の窒化物系半導体発光素子の模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram of the nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 1 during manufacture. 製造途中の実施例1の窒化物系半導体発光素子の模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram of the nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 1 during manufacture. 製造途中の実施例1の窒化物系半導体発光素子の模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram of the nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 1 during manufacture. 製造途中の実施例1の窒化物系半導体発光素子の模式的な概念図である。It is a typical conceptual diagram of the nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 1 during manufacture. 実施例2の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 2. FIG. 基板を除去する前の実施例2の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the nitride type semiconductor light-emitting device of Example 2 before removing a board | substrate. 実施例3の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 3. FIG. 実施例4の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of a nitride-based semiconductor light-emitting element of Example 4. FIG. 基板にSiを用いた従来の窒化物系半導体発光素子の模式的な断面図である。It is typical sectional drawing of the conventional nitride semiconductor light-emitting device which used Si for the board | substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1,21 基板、2,22,32,42 バッファ層、3,23,33,43 Inを含むエッチングマーカー層、4,24,34,44 第一導電型窒化物系半導体層、5,25,35,45 MQW発光層、6,26,36,46 第二導電型窒化物系半導体層、7,27,37,47 窒化物系半導体コンタクト層、8,28,38,48 下地層、9,29,39,49 保持用金属板、10,210,310,410 電極、11,211,311,411 パッド電極、12,212,312,412 Auワイヤ、341,441 Alを含む第一導電型窒化物系半導体層、100 上部クラッド層、200 発光層、300 下部クラッド層、400 バッファ層、500 Si基板、600 p型パッド電極、700 n型電極。   1,21 Substrate, 2,22,32,42 Buffer layer, 3,23,33,43 In-containing etching marker layer, 4,24,34,44 First conductivity type nitride semiconductor layer, 5,25, 35, 45 MQW light emitting layer, 6, 26, 36, 46 Second conductivity type nitride semiconductor layer, 7, 27, 37, 47 Nitride semiconductor contact layer, 8, 28, 38, 48 Underlayer, 9, 29, 39, 49 Holding metal plate, 10, 210, 310, 410 electrode, 11, 211, 311, 411 Pad electrode, 12, 212, 312, 412 Au wire, 341, 441 Al containing 341 Al Physical semiconductor layer, 100 upper clad layer, 200 light emitting layer, 300 lower clad layer, 400 buffer layer, 500 Si substrate, 600 p-type pad electrode, 700 n-type electrode.

Claims (4)

保持用金属板の上方に順次形成された第二導電型窒化物系半導体層と発光層と第一導電型窒化物系半導体層とを含み、第一導電型窒化物系半導体層上に形成されたInを含むエッチングマーカー層を含み、Inを含むエッチングマーカー層上に電極が形成されていることを特徴とする窒化物系半導体発光素子。   A second conductive type nitride semiconductor layer, a light emitting layer, and a first conductive type nitride semiconductor layer sequentially formed above the holding metal plate are formed on the first conductive type nitride semiconductor layer. A nitride-based semiconductor light emitting device comprising an etching marker layer containing In, and an electrode formed on the etching marker layer containing In. 保持用金属板の上方に順次形成された第二導電型窒化物系半導体層と発光層と第一導電型窒化物系半導体層とを含み、第一導電型窒化物系半導体層上に形成されたInを含むエッチングマーカー層を含み、Inを含むエッチングマーカー層を一部除去することにより露出させた第一導電型窒化物系半導体層上に電極が形成されていることを特徴とする窒化物系半導体発光素子。   A second conductive type nitride semiconductor layer, a light emitting layer, and a first conductive type nitride semiconductor layer sequentially formed above the holding metal plate are formed on the first conductive type nitride semiconductor layer. A nitride comprising: an etching marker layer containing In, wherein an electrode is formed on a first conductivity type nitride-based semiconductor layer exposed by removing a part of the etching marker layer containing In -Based semiconductor light emitting device. Inを含むエッチングマーカー層の材質がInN、InGaNまたはInGaAlNのいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化物系半導体発光素子。   The nitride-based semiconductor light-emitting element according to claim 1 or 2, wherein a material of the etching marker layer containing In is any one of InN, InGaN, or InGaAlN. 第一導電型窒化物系半導体層中のInを含むエッチングマーカー層に接する層がAlを含んでいることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の窒化物系半導体発光素子。   4. The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the layer in contact with the etching marker layer containing In in the first conductivity type nitride semiconductor layer contains Al. 5.
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