JP2008147672A - 垂直構造led素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の垂直構造LED素子の製造方法は、成長用基板上に第1導電型III−V族化合物半導体層、活性層及び第2導電型III−V族化合物半導体層を順次に形成する段階と、上記第2導電型III−V族化合物半導体層上に導電性基板を接合する段階と、上記III−V族化合物半導体層から上記成長用基板を除去する段階と、上記成長用基板の除去により露出された面側の上記第1導電型III−V族化合物半導体層に電極を形成する段階とを含む。上記導電性基板の接合段階は、金属接合層を接合界面に接触させた状態で上記接合界面にマイクロ波を印加して上記金属接合層を局部的に加熱する段階を含む。
【選択図】図7
Description
成長用基板上に第1導電型III−V族化合物半導体層、活性層及び第2導電型III−V族化合物半導体層を順次に形成する段階と、上記第2導電型III−V族化合物半導体層上に導電性基板を接合する段階と、上記III−V族化合物半導体層から上記成長用基板を除去する段階と、上記成長用基板の除去により露出された面側の上記第1導電型III−V族化合物半導体層に電極を形成する段階とを含み、
上記導電性基板の接合段階は、金属接合層を接合界面に接触させた状態で上記接合界面にマイクロ波を印加して上記金属接合層を局部的に加熱する段階を含む。
P=1/2ωoεoε'(tanδ)E2
115 金属接合層
104 p型半導体層
105 活性層
106 n型半導体層
107 n側電極
108 p側ボンディング電極
109 反射金属層
126、136 拡散バリア金属層
Claims (35)
- 成長用基板上に第1導電型III−V族化合物半導体層、活性層及び第2導電型III−V族化合物半導体層を順次に形成する段階と、
前記第2導電型III−V族化合物半導体層上に導電性基板を接合する段階と、
前記III−V族化合物半導体層から前記成長用基板を除去する段階と、
前記成長用基板の除去により露出された面側の前記第1導電型III−V族化合物半導体層に電極を形成する段階とを含み、
前記導電性基板の接合段階は、金属接合層を接合界面に接触させた状態で前記接合界面にマイクロ波を印加して前記金属接合層を局部的に加熱する段階を含むことを特徴とする垂直構造LED素子の製造方法。 - 前記導電性基板の接合段階は、
前記第2導電型III−V族化合物半導体層上に第1金属接合層を形成する段階と、
前記導電性基板上に第2金属接合層を形成する段階と、
前記第1金属接合層と第2金属接合層を接触させた状態で接合界面にマイクロ波を印加して前記金属接合層の接触面の温度を局部的に上昇させる段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。 - 前記導電性基板の接合段階において、前記金属接合層を接合界面に接触させた状態で前記接合界面にマイクロ波と圧力を同時に加えることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記マイクロ波は、1〜10GHzの単一モードキャビティマイクロ波であることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板の接合段階は、常温乃至150℃以下の雰囲気温度で行われることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板の接合段階において、前記マイクロ波は前記成長用基板の外側から印加されることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板が前記マイクロ波に対して透過性を有する場合に、前記マイクロ波は前記導電性基板の外側から印加されることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板は、Si基板、Si−Al合金基板、SiC基板及びGaAs基板のうち選択された基板であることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板は、W,Cu,Au,Ni及びTiからなるグループから選択された少なくとも1種を含む金属基板であることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板は、100W/mK以上の熱伝導度を有することを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記第1導電型はn型で、前記第2導電型はp型であることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記第1及び第2導電型III−V族化合物半導体層と活性層は、AlxGayIn(1−x−y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)半導体材料で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記金属接合層は、350℃以上の融点を有する金属で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記金属接合層は、Au,Al,Ag,Pd,Pt,Rh,Ru,Cu,Mo及びNiからなるグループから選択された少なくとも一つの金属で形成されたことを特徴とする請求項13に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記金属接合層は、共融金属からなることを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記金属接合層は、融点が330℃以下の物質からなることを特徴とする請求項15に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記金属接合層は、Au,Ti,Ni,Pt,Rh,Al,In及びSnからなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項15に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記電極形成段階は、
前記第1導電型III−V族化合物半導体層に電極用金属層を形成する段階と、
前記電極用金属層を350乃至900℃で熱処理する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。 - 前記導電性基板の接合段階の前に、第2導電型III−V族化合物半導体層上に反射金属層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記反射金属層は、Al,Ag,Ni,Ph,Pd,Pt,Ru,Au及びこれらの組み合わせから選択されたいずれか一つの金属を含むよう形成されたことを特徴とする請求項19に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板の接合段階の前に、前記反射金属層上に拡散バリア金属層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記拡散バリア金属層は、Ti,W,Mo,Co,Pd,Pt,Ni及びこれらの組み合わせからなるグループから選択されたいずれか一つの金属を含むよう形成されたことを特徴とする請求項21に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 前記導電性基板の接合段階の前に、前記導電性基板の接合面側の上に拡散バリア金属層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の垂直構造LED素子の製造方法。
- 導電性基板と、
前記導電性基板上に形成され、350℃以上の融点を有する金属接合層と、
前記金属接合層上に順次に積層されている第2導電型III−V族化合物半導体層、活性層及び第1導電型III−V族化合物半導体層と、
前記第1導電型III−V族化合物半導体層上に形成された電極を含むことを特徴とする垂直構造LED素子。 - 前記金属接合層は、Au,Al,Ag,Pd,Pt,Rh,Ru,Cu,Mo及びNiからなるグループから選択された少なくとも一つの金属で形成されたことを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
- 前記導電性基板は、Si基板、Si−Al合金基板、SiC基板及びGaAs基板のうち選択された基板であることを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
- 前記導電性基板は、W,Cu,Au,Ni及びTiからなるグループから選択された少なくとも1種を含む金属基板であることを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
- 前記導電性基板は、100W/mK以上の熱伝導度を有することを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
- 前記第1導電型はn型で、前記第2導電型はp型であることを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
- 前記半導体層は、AlxGayIn(1−x−y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)半導体材料であることを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
- 前記金属接合層と第2導電型III−V族化合物半導体層との間に形成された反射金属層をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
- 前記反射金属層は、Al,Ag,Ni,Ph,Pd,Pt,Ru,Au及びこれらの組み合わせから選択されたいずれか一つの金属を含むことを特徴とする請求項31に記載の垂直構造LED素子。
- 前記反射金属層と前記金属接合層との間に形成された拡散バリア金属層をさらに含むことを特徴とする請求項31に記載の垂直構造LED素子。
- 前記拡散バリア金属層は、Ti,W,Mo,Co,Pd,Pt,Ni及びこれらの組み合わせからなるグループから選択されたいずれか一つの金属を含むことを特徴とする請求項33に記載の垂直構造LED素子。
- 前記導電性基板と金属接合層との間に形成された拡散バリア金属層をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載の垂直構造LED素子。
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