JP2012099820A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012099820A JP2012099820A JP2011240240A JP2011240240A JP2012099820A JP 2012099820 A JP2012099820 A JP 2012099820A JP 2011240240 A JP2011240240 A JP 2011240240A JP 2011240240 A JP2011240240 A JP 2011240240A JP 2012099820 A JP2012099820 A JP 2012099820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- light emitting
- manufacturing
- semiconductor light
- nitride semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 72
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 69
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 45
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 44
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/025—Physical imperfections, e.g. particular concentration or distribution of impurities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、半導体発光素子の製造方法に関する。
【解決手段】本発明の一実施形態は、基板上にn型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層を順次成長させて発光構造物を形成する段階と、上記p型窒化物半導体層の上にスパッタリング工程を用いて透明電極を形成する段階と、上記スパッタリング工程の前又は上記スパッタリング工程中に当該スパッタリング工程が行われる反応室内部を窒素ガス雰囲気にする段階と、を含む半導体発光素子の製造方法を提供する。
【選択図】図2
【解決手段】本発明の一実施形態は、基板上にn型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層を順次成長させて発光構造物を形成する段階と、上記p型窒化物半導体層の上にスパッタリング工程を用いて透明電極を形成する段階と、上記スパッタリング工程の前又は上記スパッタリング工程中に当該スパッタリング工程が行われる反応室内部を窒素ガス雰囲気にする段階と、を含む半導体発光素子の製造方法を提供する。
【選択図】図2
Description
本発明は、半導体発光素子の製造方法に関する。
半導体発光素子の一種である発光ダイオード(LED)は、電流が加わると、p型及びn型半導体の接合部分において電子と正孔との再結合によって色々な色の光を生じることができる半導体装置である。このような半導体発光素子は、フィラメントを用いた発光素子に比べて長い寿命、低い電源、優れた初期駆動特性、高い振動抵抗等の様々な長所を有するため、需要が増加し続けている。特に、近年では、青色系列の短波長領域の光を発光できるIII族窒化物半導体が脚光を浴びている。
このようなIII族窒化物半導体を用いる発光素子は、基板上にn型及びp型窒化物半導体層とその間に形成された活性層とを備える発光構造物を成長させることにより得られる。この場合、発光構造物の表面には、半導体層とのオーミックコンタクト機能又は電流分散機能等を行うために透明電極が形成される。このような透明電極は、高水準の電気伝導性と透光性を実現するために、結晶性に優れる必要がある。結晶性が悪くなると、発光構造物の品質に優れていても、素子全体の特性が大きく低下する可能性があるためである。したがって、当技術分野では、発光素子に用いられる透明電極の品質を向上させることができる方案が求められている。
本発明の目的は、製造過程において電極特性の劣化現象を最小化することにより、電気的性能に優れた透明電極を有する半導体発光素子の製造方法を提供することである。
上述した課題を解決するために、本発明の一実施形態は、
基板上にn型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層を順次成長させて発光構造物を形成する段階と、上記p型窒化物半導体層の上にスパッタリング工程を用いて透明電極を形成する段階と、上記スパッタリング工程の前又は上記スパッタリング工程中に当該スパッタリング工程が行われる反応室内部を窒素ガス雰囲気にする段階と、を含む半導体発光素子の製造方法を提供する。
基板上にn型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層を順次成長させて発光構造物を形成する段階と、上記p型窒化物半導体層の上にスパッタリング工程を用いて透明電極を形成する段階と、上記スパッタリング工程の前又は上記スパッタリング工程中に当該スパッタリング工程が行われる反応室内部を窒素ガス雰囲気にする段階と、を含む半導体発光素子の製造方法を提供する。
本発明の一実施形態において、上記透明電極は、透明伝導性酸化物からなることができる。
本発明の一実施形態において、上記スパッタリング工程中に上記p型窒化物半導体層から窒素原子が放出されて当該p型窒化物半導体層に窒素空孔が生じる場合、上記反応室内部の窒素ガスは、上記窒素空孔に充填されることができる。
本発明の一実施形態において、上記透明電極は、窒素ガス雰囲気下で形成された部分と、窒素ガスの供給が止まった状態で形成された部分と、を含むことができる。
この場合、上記透明電極は、窒素ガス雰囲気下で一部が形成された後、窒素ガスの供給が止まった状態で残りが形成されることができる。
この場合、上記透明電極が上記p型窒化物半導体層の上面を全て覆った後に上記反応室内部への窒素ガスの供給を止めることができる。
本発明の一実施形態において、上記p型窒化物半導体層は、p型GaNからなることができる。
本発明の一実施形態において、上記半導体発光素子の製造方法は、上記発光構造物を一部除去して第1の導電型半導体層の一部を露出させる段階と、上記露出された第1の導電型半導体層に第1の電極を形成する段階と、上記透明電極の上に第2の電極を形成する段階と、をさらに含むことができる。
本発明の一実施形態において、上記半導体発光素子の製造方法は、上記発光構造物を一部除去してn型窒化物半導体層の一部を露出させる段階と、上記露出されたn型窒化物半導体層に第1の電極を形成する段階と、上記透明電極の上に第2の電極を形成する段階と、をさらに含むことができる。
本発明の一実施形態において、上記半導体発光素子の製造方法は、上記n型窒化物半導体層の上に透明電極を形成する段階をさらに含むことができる。
この場合、上記n型窒化物半導体層の上に位置する透明電極は、スパッタリング工程によって形成されることができる。
上記スパッタリング工程の後に、上記n型窒化物半導体層は、上記透明電極の下部に対応する領域の窒素空孔の濃度が他の領域より高いことができる。
本発明の一実施形態において、上記半導体発光素子の製造方法は、上記n型及びp型窒化物半導体層の上に位置する各透明電極の上部にn型及びp型電極をそれぞれ形成する段階をさらに含むことができる。
この場合、上記n型及びp型電極は、Alを含む物質からなることができる。
また、上記n型及びp型電極は、同じ物質からなることができる。
また、上記n型及びp型電極は、同時に形成されることができる。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本発明により得られる半導体発光素子は、スパッタリング工程により透明電極を製造する上で、窒素空孔による電極特性の劣化現象を最小化することにより、電気的特性が大幅に向上した透明電極を提供することができる。
また、相対的に低コストのAlを電極に用いる場合、製造工程を単純化すると共に電極の外観不良を最小化することができ、さらに、電気的特性に優れた電極構造が得られる。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
但し、本発明の実施形態は、多様な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及びサイズなどは、より明確な説明のために誇張されることがある。なお、図面上において同一符号で表示される要素は、同一の要素である。
図1から図5は、本発明の一実施形態による半導体発光素子の製造方法を概略的に示す工程断面図である。図6は、本発明の一実施形態による半導体発光素子の製造方法により得られた半導体発光素子を概略的に示す断面図である。本実施形態による半導体発光素子の製造方法を説明すると、まず、図1に示されるように、基板101上にn型窒化物半導体層102、活性層103及びp型窒化物半導体層104を順次形成する。この場合、上記n型窒化物半導体層102、活性層103及びp型窒化物半導体層104を備える構造を発光構造物という。
上記基板101としては、半導体成長用基板であって、サファイア、SiC、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN等の電気絶縁性及び導電性物質からなる基板を用いることができる。これらのうち電気絶縁性を有するサファイアを最も好ましく用いることができ、当該サファイアからなる電気絶縁性の基板101を用いることにより、後述するようにn型窒化物半導体層102に連結される電極を形成するためのエッチング工程が伴われることができる。サファイアは、六角−菱型(Hexa−Rhombo R3c)の対称性を有する結晶体で、c軸及びa軸方向の格子定数がそれぞれ13.001Å及び4.758Åであり、C(0001)面、A(1120)面、R(1102)面等を有する。この場合、上記C面は、窒化物薄膜の成長が比較的容易であり高温で安定するため、窒化物成長用基板として主に用いられる。
上記n型及びp型窒化物半導体層102、104は、それぞれn型及びp型不純物がドープされた窒化物半導体からなり、例えば、AlxInyGa(1−x−y)N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成を有する物質からなることができる。上記n型及びp型窒化物半導体層102、104の間に形成される活性層103は、電子と正孔との再結合によって所定のエネルギーを有する光を放出し、量子井戸層と量子障壁層とが交互に積層された多重量子井戸(MQW)構造、例えば、InGaN/GaN構造を用いることができる。発光構造物を構成する上記n型及びp型窒化物半導体層102、104と上記活性層103は、有機金属化学蒸着(Metal Organic Chemical Vapor Deposition;MOCVD)、水素化気相エピタキシー(Hydride Vapor Phase Epitaxy;HVPE)、分子線エピタキシー(Molecular Beam Epitaxy;MBE)等の当技術分野における公知の工程を用いて成長されることができる。
次に、図2に示されるように、スパッタリング(sputtering)工程を用いて上記p型窒化物半導体層104の上に透明電極を形成する。スパッタリングとは、所望の薄膜と同質の物質からなるターゲットに高エネルギーの粒子を衝突させることにより、当該ターゲットから原子や分子が叩き出されて薄膜を形成する方法をいう。本実施形態と関連して具体的に説明すると、発光構造物102、103、104が形成された状態の上記基板101をスパッタリング反応室200の内部の支持部201上に配置させた後、当該スパッタリング反応室200の内部にスパッタリングガス205を注入する。上記スパッタリングガス205としては、当該技術分野における公知のアルゴン(Ar)ガスを用いることができ、ガス注入部204を介して上記スパッタリング反応室200の内部に注入されたスパッタリングガス205は、当該スパッタリング反応室200の内部に印加された電圧によってイオン化されて、電子、イオン(例えば、Ar+イオン)、中性のガスが混じっているプラズマ状態となる。このため、スパッタリングターゲット202は、これに連結された電源部203によって陰極となるように帯電されることができる。この場合、図示されてはいないが、上記スパッタリング反応室200の内部には、他の電源部と連結された陽極が存在し、例えば、上記支持部201が陽極の役割を行うことができる。
イオン状態の上記スパッタリングガス205は、上記スパッタリング反応室200の内部に印加された電圧によって上記スパッタリングターゲット202と衝突し、これにより、当該スパッタリングターゲット202からスパッタされた物質が上記p型窒化物半導体層104の上に薄膜を形成することができる。本実施形態のスパッタリングターゲット202は、透明電極を形成するための物質として、例えば、ITO、CIO、ZnO等の透明伝導性酸化物を用いることができる。なお、スパッタリング工程の場合、電子ビーム蒸着工程と比較して相対的に設備安定性が高く維持管理に有利であり薄膜の厚さ及び成分等を容易に調節することができる長所がある。しかしながら、スパッタリング工程により製造された透明電極は、その電気的特性、即ち、オーミック特性が電子ビーム蒸着に比べて劣る。これは、図3に示されるように、スパッタリングターゲット202によってp型窒化物半導体層104に窒素空孔vが生じるためであると理解される。
具体的には、上記スパッタリングガス205によって上記スパッタリングターゲット202からスパッタされた粒子は、上記p型窒化物半導体層104と衝突して当該p型窒化物半導体層104に損傷を誘発し、これにより、当該p型窒化物半導体層104をなす物質が外部に離脱する。上記p型窒化物半導体層104がp型GaNからなる場合は、ガリウム粒子に比べて小さいサイズの窒素粒子がより容易に外部に離脱し、当該離脱された窒素粒子によって当該p型窒化物半導体層104に窒素空孔vが生じ、これにより、自由電子の量が増加する。結局、上記増加した自由電子が上記p型窒化物半導体層104に存在する正孔(hole)と相殺してキャリアの量が減少する。電気的特性の低下原因の一つとして、このような窒素空孔vの発生が挙げられる。
このような問題を最小化するために、本実施形態では、上記スパッタリングガス205と窒素ガス206とを共に上記スパッタリング反応室200の内部に注入することにより、当該スパッタリング反応室200の内部が窒素ガス雰囲気となるようにする。上記窒素ガス206の注入は、スパッタリング工程の前に行われるか又はスパッタリング工程中に行われることができ、透明電極を形成する段階において上記スパッタリング反応室200の内部が窒素ガス雰囲気に維持される条件のみ満たせば良い。上記スパッタリング反応室200の内部に注入された窒素ガス206は、図4に示されるように、スパッタリング工程によって生じた窒素空孔を充填することができるため、上記p型窒化物半導体層104の電気的特性が劣ることを防止することができる。
一方、上述した窒素ガス206の注入工程は、スパッタリング工程全体にわたって行われることができるが、場合に応じては、スパッタリング工程の一部のみに適用されることができる。即ち、初期スパッタリング工程の場合、p型窒化物半導体層104が露出されているため、窒素ガス206の注入工程が求められるが、図5に示されるように透明電極105がある程度形成されてp型窒化物半導体層104が露出されない場合は、窒素ガス206の供給を止め、スパッタリングガス205のみを注入することができる。すなわち、透明電極105の少なくともp型窒化物半導体層104に接する部分は、窒素ガス206が供給されている状態に形成され、透明電極105の少なくとも一部は、窒素ガス206が供給されていない状態で形成されてよい。これにより、工程をより効率よく行うことができる。
次に、図6に示されるように、素子に電気信号を印加するための第1及び第2の電極106、107を形成する。第1の電極106はn型電極であり、第2の電極107はp型電極である。これにより、半導体発光素子100が得られる。本実施形態では、透明電極105を形成した後、当該透明電極105と発光構造物102、103、104の一部を除去して露出されたn型窒化物半導体層102の表面に第1の電極106を形成し、当該透明電極105上に第2の電極107を形成する方法を説明しているが、その工程の手順を変えることができる。即ち、透明電極105を形成する前に発光構造物102、103、104の一部を除去してn型窒化物半導体層102を露出させ、透明電極105を形成した後に第1及び第2の電極106、107を形成することができる。
図7は、本発明の他の実施形態により製造された半導体発光素子を概略的に示す断面図である。図8は、図7のn型窒化物半導体層とn型電極の周辺領域を拡大して示す図である。図7を参照すると、本実施形態による半導体発光素子300は、基板301と、n型窒化物半導体層302と、活性層303と、p型窒化物半導体層304と、透明電極305、308と、n型及びp型電極306、307と、を含む構造である。本実施形態では、透明電極をn型透明電極308とp型透明電極305とに区分して表現する。前述した実施形態とは異なり、本実施形態では、上記n型窒化物半導体層302と上記n型電極306との間に上記n型透明電極308が配置され、当該n型透明電極308は、上記p型透明電極305と同様に透明伝導性酸化物からなることができる。また、上記n型透明電極308もスパッタリング工程によって形成されることができるため、素子の電気的特性が向上することができる。
具体的には、前述と同様に、スパッタリング工程によってn型窒化物半導体層302をなす粒子の一部が再スパッタリング(re−sputtering)効果のため当該n型窒化物半導体層302から離脱する。この場合、相対的に小さいイオンサイズを有する窒素粒子の離脱が増加するため、図8に示されるように上記n型窒化物半導体層302の内部に窒素空孔vが生じる。これにより、上記n型窒化物半導体層302は、上記n型透明電極308の下部に対応する領域の窒素空孔vの濃度が他の領域より高くなり、これは、自由電子の増加をもたらすため、当該n型窒化物半導体層302の表面の抵抗を減少させることができる。
一方、上記n型及びp型透明電極308、305の上に形成されるn型及びp型電極306、307は、一般に用いられるAuの代わりにAlを含む物質からなり、これにより、工程のコストを減少させることができる。また、Al電極を形成する上で、1回の工程でn型及びp型電極306、307を同時に形成するため、当該n型及びp型電極306、307の外観不良を最小化することができる。具体的には、図9から図12を参照して説明する。
図9から図12は、図7の構造を有する半導体発光素子の製造方法の一例を説明するための工程別の断面図である。まず、図9に示されるように、n型及びp型透明電極308、305が形成された状態で、絶縁部309を形成する。上記絶縁部309は、シリコン酸化物やシリコン窒化物等の誘電物質からなることができ、最終素子をパッシベーションする機能を行う。次に、n型及びp型電極を形成するために、図10に示されるように、マスク310を用いて絶縁部309の一部を除去することにより、透明電極305、308を露出させる。次に、図11に示されるように、絶縁部309のオープン領域のみならずマスク310も覆うように、Alを含む電極物質層311を形成させる。このように、本実施形態では、n型及びp型電極を同じ物質、例えば、Alを含む物質で同時に形成させるため、工程の便宜を図ることができる。
次に、図12に示されるように、マスク310をリフトオフすることにより、n型及びp型電極306、307に該当する部分以外の電極物質層311を除去する。本実施形態では、前述したように上記n型及びp型電極306、307がAlを含む物質からなり、当該n型及びp型電極306、307を形成する工程の後に絶縁膜を再び形成するか又は絶縁膜の一部を除去するためにエッチングする工程等が不要となるため、当該n型及びp型電極306、307の損傷を最小化する。したがって、相対的に低コストのAl電極を具現し且つ電極の外観不良を最小化することができる。
一方、上記のような過程により製造された半導体発光素子は、多様な分野で応用されることができる。図13は、本発明による半導体発光素子の使用例を概略的に示す構成図である。図13を参照すると、照光装置400は、発光モジュール401と当該発光モジュール401が配置される構造物404と電源供給部403とを含んで構成され、上記発光モジュール401には、本発明により得られた一つ以上の半導体発光素子402が配置されることができる。この場合、上記半導体発光素子402は、それ自体が発光モジュール401に実装されるか又はパッケージの形態に提供されることができる。上記電源供給部403は、電源の入力を受けるインターフェース405と、上記発光モジュール401に供給される電源を制御する電源制御部406と、を含むことができる。この場合、上記インターフェース405は、過電流を遮断するフューズと、電磁波妨害信号を遮蔽する電磁波遮蔽フィルターと、を含むことができる。
上記電源制御部406は、電源として交流電源が入力される場合、交流を直流に変換させる整流部と、上記発光モジュール401に適した電圧に変換させる定電圧制御部と、を備えることができる。若し、電源自体が上記発光モジュール401に適した電圧を有する直流源(例えば、電池)であれば、上記整流部や定電圧制御部を省略することができる。また、上記発光モジュール401自体がAC−LEDのような素子を採用する場合、当該発光モジュール401に交流電源が直接供給されることができるため、この場合にも上記整流部や定電圧制御部を省略することができる。なお、上記電源制御部406は、色温度等を制御して人間の感性に合う照明演出を可能にすることができ、上記電源供給部403は、上記半導体発光素子402の発光量と既設定の光量との比較を行うフィードバック回路装置と、所望の輝度や演色性等の情報が保存されたメモリ装置と、を含むことができる。
このような照光装置400は、画像パネルを備える液晶表示装置等のディスプレイ装置に用いられるバックライトユニットやランプ、平板照明等の室内照明装置又は街灯、看板、表示板等の室外照明装置に用いられ、また、多様な交通手段用照明装置、例えば、自動車、船舶、航空機等に用いられることができる。さらに、TV、冷蔵庫等の家電製品や医療機器等にも広く用いられることができる。
本発明は、上述した実施形態及び添付の図面によって限定されることなく添付の特許請求の範囲によって限定される。したがって、特許請求の範囲に記載の本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で当該技術分野における通常の知識を有する者による多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これもまた本発明の範囲に属する。
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
101 基板
102 n型窒化物半導体層
103 活性層
104 p型窒化物半導体層
105 透明電極
106 第1の電極
107 第2の電極
200 スパッタリング反応室
201 支持部
202 スパッタリングターゲット
203 電源部
204 ガス注入部
205 スパッタリングガス
206 窒素ガス
v 窒素空孔
102 n型窒化物半導体層
103 活性層
104 p型窒化物半導体層
105 透明電極
106 第1の電極
107 第2の電極
200 スパッタリング反応室
201 支持部
202 スパッタリングターゲット
203 電源部
204 ガス注入部
205 スパッタリングガス
206 窒素ガス
v 窒素空孔
Claims (16)
- 基板上にn型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層を順次成長させて発光構造物を形成する段階と、
前記p型窒化物半導体層の上にスパッタリング工程を用いて透明電極を形成する段階と、
前記スパッタリング工程の前又は前記スパッタリング工程中に当該スパッタリング工程が行われる反応室内部を窒素ガス雰囲気にする段階と、
を含む、半導体発光素子の製造方法。 - 前記透明電極は、透明伝導性酸化物からなる、請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記スパッタリング工程中に前記p型窒化物半導体層から窒素粒子が放出されて当該p型窒化物半導体層に窒素空孔が生じる、請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記反応室内部の窒素ガスは、前記窒素空孔に充填される、請求項3に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記透明電極は、窒素ガス雰囲気下で形成された部分と、窒素ガスの供給が止まった状態で形成された部分と、を含む、請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記透明電極は、窒素ガス雰囲気下で一部が形成された後、窒素ガスの供給が止まった状態で残りが形成される、請求項5に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記透明電極が前記p型窒化物半導体層の上面を全て覆った後に前記反応室内部への窒素ガスの供給を止める、請求項6に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記p型窒化物半導体層は、p型GaNからなる、請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記発光構造物を一部除去してn型窒化物半導体層の一部を露出させる段階と、
前記露出されたn型窒化物半導体層に第1の電極を形成する段階と、
前記透明電極の上に第2の電極を形成する段階と、
をさらに含む、請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。 - 前記n型窒化物半導体層の上に透明電極を形成する段階をさらに含む、請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記n型窒化物半導体層の上に位置する透明電極は、スパッタリング工程によって形成される、請求項10に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記スパッタリング工程の後に、前記n型窒化物半導体層は、前記透明電極の下部に対応する領域における窒素空孔の濃度が他の領域より高い、請求項11に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記n型及びp型窒化物半導体層の上に位置する各透明電極の上部にn型及びp型電極をそれぞれ形成する段階をさらに含む、請求項10に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記n型及びp型電極は、Alを含む物質からなる、請求項13に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記n型及びp型電極は、同じ物質からなる、請求項13に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 前記n型及びp型電極は、同時に形成される、請求項13に記載の半導体発光素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2010-0107738 | 2010-11-01 | ||
KR1020100107738A KR20120045879A (ko) | 2010-11-01 | 2010-11-01 | 반도체 발광소자 제조방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012099820A true JP2012099820A (ja) | 2012-05-24 |
Family
ID=45094424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011240240A Pending JP2012099820A (ja) | 2010-11-01 | 2011-11-01 | 半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8409896B2 (ja) |
EP (1) | EP2448016B1 (ja) |
JP (1) | JP2012099820A (ja) |
KR (1) | KR20120045879A (ja) |
CN (1) | CN102456792B (ja) |
TW (1) | TWI440221B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015037176A (ja) * | 2013-08-16 | 2015-02-23 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102024888B (zh) * | 2009-12-30 | 2012-01-25 | 比亚迪股份有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
KR20210040645A (ko) * | 2019-10-04 | 2021-04-14 | 삼성전자주식회사 | 투명 전도성 산화물층을 포함하는 반도체 소자 |
KR102563458B1 (ko) * | 2021-10-15 | 2023-08-04 | 주식회사 팀즈 | 이온빔을 활용한 led발광소자의 전극층을 형성하는 방법 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69433926T2 (de) | 1993-04-28 | 2005-07-21 | Nichia Corp., Anan | Halbleitervorrichtung aus einer galliumnitridartigen III-V-Halbleiterverbindung |
TW447144B (en) * | 1995-03-27 | 2001-07-21 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
JP3289617B2 (ja) | 1996-10-03 | 2002-06-10 | 豊田合成株式会社 | GaN系半導体素子の製造方法 |
JP3449535B2 (ja) | 1999-04-22 | 2003-09-22 | ソニー株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
KR100540246B1 (ko) * | 1999-12-22 | 2006-01-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조 방법 |
KR100593886B1 (ko) | 2003-06-24 | 2006-07-03 | 삼성전기주식회사 | 질화갈륨계 반도체 발광소자의 제조방법 |
JP2005223165A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系発光素子 |
KR100541102B1 (ko) * | 2004-02-13 | 2006-01-11 | 삼성전기주식회사 | 오믹 접촉을 개선한 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
JP2009032796A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Rohm Co Ltd | 窒化物半導体素子および窒化物半導体素子の製造方法 |
CN101355118A (zh) * | 2007-07-25 | 2009-01-28 | 中国科学院半导体研究所 | 光学复合膜作电极的GaN功率型LED的制备方法 |
JP5057398B2 (ja) * | 2008-08-05 | 2012-10-24 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
US20100133094A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-03 | Applied Materials, Inc. | Transparent conductive film with high transmittance formed by a reactive sputter deposition |
-
2010
- 2010-11-01 KR KR1020100107738A patent/KR20120045879A/ko not_active Application Discontinuation
-
2011
- 2011-11-01 JP JP2011240240A patent/JP2012099820A/ja active Pending
- 2011-11-01 CN CN201110350755.0A patent/CN102456792B/zh active Active
- 2011-11-01 US US13/286,834 patent/US8409896B2/en active Active
- 2011-11-01 TW TW100139713A patent/TWI440221B/zh active
- 2011-11-02 EP EP11187470.7A patent/EP2448016B1/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015037176A (ja) * | 2013-08-16 | 2015-02-23 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
US9130108B2 (en) | 2013-08-16 | 2015-09-08 | Lextar Electronics Corporation | Light-emitting diode and method for manufacturing thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2448016A2 (en) | 2012-05-02 |
CN102456792B (zh) | 2015-06-10 |
US20120107987A1 (en) | 2012-05-03 |
CN102456792A (zh) | 2012-05-16 |
US8409896B2 (en) | 2013-04-02 |
EP2448016B1 (en) | 2018-07-25 |
TWI440221B (zh) | 2014-06-01 |
KR20120045879A (ko) | 2012-05-09 |
EP2448016A3 (en) | 2014-04-09 |
TW201230400A (en) | 2012-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3444855B1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
KR20030059235A (ko) | 발광소자 및 그 제조방법, 가시광 발광장치 | |
TWI462334B (zh) | 發光二極體結構與其製造方法 | |
KR20120040550A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
JP2012099820A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
KR20140061827A (ko) | 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자의 제조방법 | |
KR101969307B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
KR101525913B1 (ko) | 수직구조 발광다이오드 및 이의 제조방법 | |
CN102456794B (zh) | 半导体发光器件 | |
KR20120065607A (ko) | 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자 제조방법 | |
CN217182202U (zh) | Led器件及显示装置 | |
US20100140646A1 (en) | Semiconductor light emitting diode | |
KR20130021931A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR101717669B1 (ko) | 반도체 발광소자, 반도체 발광소자 제조방법 및 발광장치 | |
KR101253682B1 (ko) | 질화물 반도체 소자 | |
KR20130011918A (ko) | 반도체 발광소자 | |
KR20120065605A (ko) | 반도체 발광소자, 반도체 발광소자 제조방법 및 발광장치 | |
KR20120065609A (ko) | 반도체 발광소자, 반도체 발광소자 제조방법 및 발광장치 | |
KR20120065608A (ko) | 반도체 발광소자, 반도체 발광소자 제조방법 및 발광장치 | |
KR20120085500A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR101148758B1 (ko) | 발광다이오드 및 이의 제조방법 | |
KR102056617B1 (ko) | 반도체 발광소자 | |
KR20120045881A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
TW201123532A (en) | Light emitting diode and fabricating method thereof | |
Tian | Novel micro-pixelated III-nitride light emitting diodes: fabrication, efficiency studies and applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20120813 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20130321 |