JP2014017283A - Method of manufacturing nitride compound semiconductor light-emitting element - Google Patents

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佳美 谷本
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剛 神川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a nitride compound semiconductor light-emitting element that can be easily cleaved and divided without patterning to a reflection layer covering whole of a rear face.SOLUTION: A method of manufacturing a nitride compound semiconductor light-emitting element 1 provided with a p-side electrode 6 and an n-side electrode 7 on a surface side, comprises the steps of: forming an n-type nitride compound semiconductor layer 3, an active layer 4, and a p-type nitride compound semiconductor layer 5 on a surface of a substrate 2; polishing a rear face of the substrate 2 to make the substrate 2 thin; forming a division assistance part 2a assisting division of the substrate 2, inside the substrate 2; forming an optical multilayer film reflection layer 8 reflecting light emitted from the active layer 4, on the rear face of the substrate 2; forming a metal reflection layer 9 reflecting light transmitted through the optical multilayer film reflection layer 8, on a rear face of the optical multilayer film reflection layer 8; and dividing the substrate 2 into a plurality of nitride compound semiconductor light-emitting elements 1 at a division surface including the division assistance part 2a.

Description

本発明は、窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a nitride compound semiconductor light emitting device.

一般に、LED(Light Emitting Diode)やHEMT(Hetero-junction Field Effect Transistor)などの様々なデバイスとして機能する、サファイア基板などの六方晶の基板上に化合物半導体層を積層して形成した機能素子が知られている。例えば、n型の化合物半導体層とp型の化合物半導体層とを活性層を介して接合した半導体発光素子に電圧を加えることで、n型の化合物半導体層に含まれる電子とp型の化合物半導体層に含まれる正孔とを再結合させることによる発光を利用した半導体発光素子が従来知られている。   In general, functional elements formed by stacking compound semiconductor layers on hexagonal substrates such as sapphire substrates that function as various devices such as LEDs (Light Emitting Diodes) and HEMTs (Hetero-junction Field Effect Transistors) are known. It has been. For example, by applying a voltage to a semiconductor light emitting device in which an n-type compound semiconductor layer and a p-type compound semiconductor layer are joined via an active layer, electrons contained in the n-type compound semiconductor layer and a p-type compound semiconductor are applied. 2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor light emitting device using light emission by recombining holes contained in a layer is known.

このような半導体発光素子としては、例えば青色発光ダイオード素子が市販されている。青色発光ダイオード素子は電子と正孔とが効率良く再結合する直接遷移型半導体を利用しているので、発光効率が非常に高い。このため、青色発光ダイオード素子は現在家電製品のディスプレイ用途や道路の信号機の表示、照明用途など幅広く利用されている。例えば、ディスプレイや照明用途に用いられている白色発光ダイオード装置は青色発光ダイオード素子と黄色の領域に蛍光波長を有するYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)などの蛍光体とを組み合わせて作製される。   As such a semiconductor light emitting element, for example, a blue light emitting diode element is commercially available. Since the blue light emitting diode element uses a direct transition semiconductor in which electrons and holes are efficiently recombined, the light emitting efficiency is very high. For this reason, blue light emitting diode elements are currently widely used for display applications of home appliances, display of traffic lights on roads, and illumination applications. For example, a white light-emitting diode device used for display and lighting applications is manufactured by combining a blue light-emitting diode element and a phosphor such as YAG (yttrium, aluminum, garnet) having a fluorescent wavelength in a yellow region.

青色発光ダイオード素子には窒化物半導体層の積層構造を形成した機能素子が用いられる。青色発光ダイオード素子として一般的に実用化されている窒化物半導体層の積層構造を形成した機能素子はサファイア基板上にn型GaN層、活性層及びp型GaN層を順に積層した構造をなしている。なお、サファイア基板は絶縁体であるため、p型GaN層から少なくともn型GaN層に達するまでエッチングを行い、n型GaN層とオーミック接続するn型用電極がn型GaN層の露出面上に設けられる。   As the blue light emitting diode element, a functional element having a laminated structure of nitride semiconductor layers is used. A functional element having a laminated structure of a nitride semiconductor layer that is generally put into practical use as a blue light-emitting diode element has a structure in which an n-type GaN layer, an active layer, and a p-type GaN layer are sequentially laminated on a sapphire substrate. Yes. Since the sapphire substrate is an insulator, etching is performed from the p-type GaN layer to at least the n-type GaN layer, and an n-type electrode that is in ohmic contact with the n-type GaN layer is formed on the exposed surface of the n-type GaN layer. Provided.

ここで、青色発光ダイオード素子は反射効果等を鑑みて、基板裏面に反射層が形成されたものが一般に知られている。青色発光ダイオード素子は基板の硬度が高いため、ウェハーの分離の際には基板を研磨して薄板化し、その後に基板の裏面からスクライビングして劈開することでウェハーを個別の素子に分割している。したがって、スクライビングの前に基板の裏面に反射層である金属層を形成すると、スクライビング時の位置合わせが困難になるという問題があった。   Here, a blue light emitting diode element is generally known in which a reflective layer is formed on the back surface of a substrate in view of a reflection effect and the like. Since the blue light emitting diode element has a high substrate hardness, the wafer is divided into individual elements by polishing and thinning the substrate when separating the wafer, and then scribing and cleaving from the back surface of the substrate. . Therefore, if a metal layer as a reflective layer is formed on the back surface of the substrate before scribing, there is a problem that alignment during scribing becomes difficult.

そこで、この問題を解決するための従来技術が特許文献1に開示されている。特許文献1に記載された半導体発光素子の製造方法では反射層を形成した後にその反射層の一部を除去してパターニングすることでスクライビング時の位置合わせを可能にしている。   Therefore, a conventional technique for solving this problem is disclosed in Patent Document 1. In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device described in Patent Document 1, after forming a reflective layer, a part of the reflective layer is removed and patterned to enable alignment during scribing.

特開2008−153362号公報JP 2008-153362 A

しかしながら、特許文献1に記載された従来の半導体発光素子の製造方法では半導体発光素子の裏面の一部に反射層で覆われていない領域が形成される。これにより、反射効率が低下するという課題があった。また、反射層に対してパターニングする工程を必要とするので、製造コストが上昇するという問題もあった。   However, in the conventional method for manufacturing a semiconductor light emitting device described in Patent Document 1, a region that is not covered with a reflective layer is formed on a part of the back surface of the semiconductor light emitting device. Thereby, there existed a subject that reflective efficiency fell. Further, since a process for patterning the reflective layer is required, there is a problem that the manufacturing cost increases.

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、裏面全面が反射層で覆われた発光素子を、反射層に対してパターニングすることなく容易に劈開して分割することが可能な窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and a nitride capable of easily cleaving and dividing a light-emitting element whose entire back surface is covered with a reflective layer without patterning the reflective layer. An object of the present invention is to provide a method for producing a compound semiconductor light emitting device.

上記の課題を解決するため、本発明は、基板の表面上に複数の窒化物系化合物半導体層を積層したその表面側にp側電極及びn側電極をともに設けた窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法であって、前記基板の表面上に少なくともn型窒化物系化合物半導体層、活性層及びp型窒化物系化合物半導体層を形成する工程と、前記基板の裏面を研磨して前記基板を薄板化する工程と、前記基板の内部に前記基板の分割を助力する分割助力部を形成する工程と、前記基板の裏面上に前記活性層から発せられた光を反射する光学多層膜反射層を形成する工程と、前記光学多層膜反射層の裏面上に前記光学多層膜反射層を透過した光を反射する金属反射層を形成する工程と、前記基板を前記分割助力部を含む分割面で複数の素子に分割する工程と、を含むことを特徴としている。   In order to solve the above problems, the present invention provides a nitride-based compound semiconductor light emitting device in which a plurality of nitride-based compound semiconductor layers are stacked on the surface of a substrate, and a p-side electrode and an n-side electrode are provided on the surface side. A method of forming at least an n-type nitride compound semiconductor layer, an active layer, and a p-type nitride compound semiconductor layer on a surface of the substrate, and polishing the back surface of the substrate to form the substrate A step of forming a dividing assisting portion for assisting the division of the substrate inside the substrate, and an optical multilayer film reflecting layer for reflecting the light emitted from the active layer on the back surface of the substrate Forming a metal reflective layer that reflects light transmitted through the optical multilayer reflective layer on the back surface of the optical multilayer reflective layer, and dividing the substrate into the division plane including the division assisting portion. Dividing into a plurality of elements; It is characterized in that it comprises.

この方法によれば、基板の内部に分割助力部が形成されるので、反射層に対してパターニングする必要がない。そして、窒化物系化合物半導体発光素子の裏面全面が反射層に覆われる。   According to this method, since the division assisting portion is formed inside the substrate, it is not necessary to pattern the reflective layer. Then, the entire back surface of the nitride-based compound semiconductor light-emitting element is covered with the reflective layer.

また、上記構成の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法において、前記分割助力部を形成する工程を、前記光学多層膜反射層を形成する工程及び前記金属反射層を形成する工程の前に実行することを特徴としている。この方法によれば、反射層に対してパターニングする必要がない。したがって、窒化物系化合物半導体発光素子の裏面全面が反射層に覆われる。   In the method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device having the above-described configuration, the step of forming the division assisting portion is performed before the step of forming the optical multilayer reflective layer and the step of forming the metal reflective layer. It is characterized by doing. According to this method, there is no need to pattern the reflective layer. Therefore, the entire back surface of the nitride-based compound semiconductor light emitting device is covered with the reflective layer.

また、上記構成の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法において、前記分割助力部は、レーザ加工によって形成されることを特徴としている。この方法によれば、基板の内部に分割助力部が形成される。   In the method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device having the above-described configuration, the division assisting portion is formed by laser processing. According to this method, the division assisting portion is formed inside the substrate.

また、上記構成の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法において、前記分割助力部は、前記基板の裏面側からレーザが照射され形成されることを特徴としている。この方法によれば、窒化物系化合物半導体層が形成された基板の表面側にレーザ照射のための溝などを形成する必要がない。   In the method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device having the above-described configuration, the division assisting portion is formed by irradiating a laser from the back side of the substrate. According to this method, it is not necessary to form a groove for laser irradiation on the surface side of the substrate on which the nitride-based compound semiconductor layer is formed.

また、上記構成の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法において、前記光学多層膜反射層は、SiO2からなる低屈折率膜とTiO2からなる高屈折率膜とを交互に積層して形成されることを特徴としている。この方法によれば、金属反射層のみの場合と比較して金属材料に依存する発光の吸収を低減させることができ、窒化物系化合物半導体発光素子の光の取り出し効率が向上する。 In the method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device having the above structure, the optical multilayer film reflective layer is formed by alternately laminating a low refractive index film made of SiO 2 and a high refractive index film made of TiO 2. It is characterized by being. According to this method, the absorption of light emission depending on the metal material can be reduced as compared with the case of using only the metal reflection layer, and the light extraction efficiency of the nitride-based compound semiconductor light-emitting element is improved.

また、上記構成の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法において、前記金属反射層は、AgまたはAlからなることを特徴としている。この方法によれば、Ag及びAlは他の金属に比較して発光の吸収を低減させることができ、窒化物系化合物半導体発光素子の光の取り出し効率が向上する。   In the method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device having the above-described configuration, the metal reflective layer is made of Ag or Al. According to this method, Ag and Al can reduce light absorption as compared with other metals, and the light extraction efficiency of the nitride-based compound semiconductor light-emitting element is improved.

本発明の構成によれば、裏面全面が反射層で覆われた発光素子を、反射層に対してパターニングすることなく容易に劈開して分割することが可能な窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法を提供することができる。   According to the configuration of the present invention, a nitride-based compound semiconductor light-emitting device capable of easily cleaving and dividing a light-emitting device whose entire back surface is covered with a reflective layer without patterning the reflective layer is manufactured. A method can be provided.

本発明の実施形態に係る窒化物系化合物半導体発光素子の断面図である。1 is a cross-sectional view of a nitride-based compound semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態を図1及び図2に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

最初に、本発明の実施形態に係る窒化物系化合物半導体発光素子について、図1を用いてその構造を説明する。図1は窒化物系化合物半導体発光素子の断面図である。   First, the structure of a nitride-based compound semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a nitride compound semiconductor light emitting device.

窒化物系化合物半導体発光素子1は、図1に示すように基板2の表面上に、n型窒化物系化合物半導体層3と、活性層4と、p型窒化物系化合物半導体層5とがこの順に積層されて形成されている。   As shown in FIG. 1, the nitride-based compound semiconductor light emitting device 1 includes an n-type nitride-based compound semiconductor layer 3, an active layer 4, and a p-type nitride-based compound semiconductor layer 5 on the surface of a substrate 2. They are stacked in this order.

n型窒化物系化合物半導体層3の一部と、活性層4と、p型窒化物系化合物半導体層5とはエッチングされてメサ部20を構成している。メサ部20は図1においてn型窒化物系化合物半導体層3に対して上方に突出している。p型窒化物系化合物半導体層5の上にはp側電極6が設けられている。   Part of n-type nitride compound semiconductor layer 3, active layer 4, and p-type nitride compound semiconductor layer 5 are etched to form mesa portion 20. The mesa portion 20 protrudes upward with respect to the n-type nitride compound semiconductor layer 3 in FIG. A p-side electrode 6 is provided on the p-type nitride compound semiconductor layer 5.

メサ部20の外側(図1における右側)のエッチングされた部分においては、n型窒化物系化合物半導体層3の上面の一部分が活性層4やp型窒化物系化合物半導体層5に覆われずに露出している。その露出部分の上にn側電極7が設けられている。すなわち、基板3の表面上に複数の窒化物系化合物半導体層を積層したその表面側に、p側電極6及びn側電極7は設けられる。   In the etched portion outside the mesa portion 20 (right side in FIG. 1), a part of the upper surface of the n-type nitride compound semiconductor layer 3 is not covered with the active layer 4 or the p-type nitride compound semiconductor layer 5. Is exposed. An n-side electrode 7 is provided on the exposed portion. That is, the p-side electrode 6 and the n-side electrode 7 are provided on the surface side where a plurality of nitride-based compound semiconductor layers are stacked on the surface of the substrate 3.

ここで、基板2は、例えばサファイアのような絶縁性基板であっても良いし、例えばGaN、SiCまたはZnOなどのような導電性基板であっても良い。窒化物系化合物半導体層の成長時の基板3の厚さは例えば650μm〜1200μmであることが好ましく、窒化物系化合物半導体発光素子1における基板3の厚さは例えば50μm以上300μm以下であることが好ましい。   Here, the substrate 2 may be an insulating substrate such as sapphire, or may be a conductive substrate such as GaN, SiC, or ZnO. The thickness of the substrate 3 during the growth of the nitride-based compound semiconductor layer is preferably 650 μm to 1200 μm, for example, and the thickness of the substrate 3 in the nitride-based compound semiconductor light emitting device 1 is, for example, 50 μm or more and 300 μm or less. preferable.

n型窒化物半導体層3は、例えばAls1Gat1Inu1N(0≦s1≦1、0≦t1≦1、0≦u1≦1、s1+t1+u1≒1)層にn型ドーパントがドープされた層であることが好ましく、より好ましくはAls1Ga1-s1N(0≦s1≦1、好ましくは0≦s1≦0.5、より好ましくは0≦s1≦0.1)層にn型ドーパントがドープされた層である。n型窒化物半導体層3におけるn型ドーパントは特に限定されないが、Si、P、AsまたはSbなどであれば良く、好ましくはSiである。n型窒化物半導体層3の厚さは1μm以上10μm以下であることが好ましいが、特に限定されない。 The n-type nitride semiconductor layer 3 is a layer in which, for example, Al s1 Gat1 In u1 N (0 ≦ s1 ≦ 1, 0 ≦ t1 ≦ 1, 0 ≦ u1 ≦ 1, s1 + t1 + u1≈1) is doped with an n-type dopant More preferably, Al s1 Ga 1 -s1 N (0 ≦ s1 ≦ 1, preferably 0 ≦ s1 ≦ 0.5, more preferably 0 ≦ s1 ≦ 0.1) layer has an n-type dopant. It is a doped layer. The n-type dopant in the n-type nitride semiconductor layer 3 is not particularly limited, and may be Si, P, As, Sb, or the like, and is preferably Si. The thickness of the n-type nitride semiconductor layer 3 is preferably 1 μm or more and 10 μm or less, but is not particularly limited.

活性層4は、例えば井戸層を含む量子井戸構造からなり、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造のいずれであっても良い。量子井戸構造はバンドキャップの小さい薄膜材料からなる井戸層をバンドキャップの大きい材料からなるバリア層で挟むことにより形成される。多重量子井戸構造は井戸層とバリア層とが交互に積層されることにより多重にして形成される。   The active layer 4 has a quantum well structure including, for example, a well layer, and may be either a single quantum well structure or a multiple quantum well structure. The quantum well structure is formed by sandwiching a well layer made of a thin film material having a small band cap with a barrier layer made of a material having a large band cap. The multiple quantum well structure is formed in multiple layers by alternately stacking well layers and barrier layers.

p型窒化物半導体層5は、例えばAls2Gat2Inu2N(0≦s2≦1、0≦t2≦1、0≦u2≦1、s2+t2+u2≠0)層にp型ドーパントがドープされた層であることが好ましく、より好ましくはAls2Ga1-s2N(0<s2≦0.4、好ましくは0.1≦s2≦0.3)層にp型ドーパントがドープされた層である。p型窒化物半導体層5におけるp型ドーパントは特に限定されないが、例えばMgであることが好ましい。p型窒化物半導体層5の厚さは特に限定されないが、50nm以上300nm以下であることが好ましい。 The p-type nitride semiconductor layer 5 is a layer in which, for example, Al s2 Gat2 In u2 N (0 ≦ s2 ≦ 1, 0 ≦ t2 ≦ 1, 0 ≦ u2 ≦ 1, s2 + t2 + u2 ≠ 0) is doped with a p-type dopant. More preferably, it is a layer in which an Al s2 Ga 1 -s2 N (0 <s2 ≦ 0.4, preferably 0.1 ≦ s2 ≦ 0.3) layer is doped with a p-type dopant. The p-type dopant in the p-type nitride semiconductor layer 5 is not particularly limited, but is preferably, for example, Mg. The thickness of the p-type nitride semiconductor layer 5 is not particularly limited, but is preferably 50 nm or more and 300 nm or less.

p側電極6及びn側電極7は窒化物系化合物半導体発光素子1に駆動電力を供給するための電極である。   The p-side electrode 6 and the n-side electrode 7 are electrodes for supplying driving power to the nitride-based compound semiconductor light emitting device 1.

p側電極6は、例えばニッケル層、アルミニウム層、チタン層及び金層がこの順序で積層されて構成されていることが好ましく、n側電極7と同一の材料からなっても良い。p側電極6にワイヤボンディングを行う場合を想定して、p側電極6の厚さは1μm以上であることが好ましい。また、p側電極6の下側に電流狭窄のための、すなわち電流がp側電極6へ注入されることを防止するための絶縁層(例えばSiO2、ZrO2などからなる)が設けられていることが好ましい。これにより、p側電極6に遮蔽される発光量が減少する。 The p-side electrode 6 is preferably formed by, for example, a nickel layer, an aluminum layer, a titanium layer, and a gold layer laminated in this order, and may be made of the same material as the n-side electrode 7. Assuming the case where wire bonding is performed on the p-side electrode 6, the thickness of the p-side electrode 6 is preferably 1 μm or more. Further, an insulating layer (for example, made of SiO 2 , ZrO 2, etc.) is provided under the p-side electrode 6 for current confinement, that is, for preventing current from being injected into the p-side electrode 6. Preferably it is. Thereby, the light emission amount shielded by the p-side electrode 6 is reduced.

n側電極7は、例えばチタン層、アルミニウム層及び金層がこの順序で積層されて構成されていることが好ましい。n側電極7にワイヤボンディングを行う場合を想定して、n側電極7の厚さは1μm以上であることが好ましい。   The n-side electrode 7 is preferably configured by, for example, a titanium layer, an aluminum layer, and a gold layer laminated in this order. Assuming the case where wire bonding is performed on the n-side electrode 7, the thickness of the n-side electrode 7 is preferably 1 μm or more.

一方、基板2の裏面上、すなわち図1における基板2の下面には光学多層膜反射層8が設けられている。光学多層膜反射層8はSiO2からなる低屈折率膜とTiO2からなる高屈折率膜とを交互に積層して形成される。光学多層膜反射層8は活性層4から発せられた光を反射する。 On the other hand, an optical multilayer reflective layer 8 is provided on the back surface of the substrate 2, that is, on the lower surface of the substrate 2 in FIG. The optical multilayer film reflecting layer 8 is formed by alternately laminating a low refractive index film made of SiO 2 and a high refractive index film made of TiO 2 . The optical multilayer film reflecting layer 8 reflects the light emitted from the active layer 4.

光学多層膜反射層8の裏面上、すなわち図1における光学多層膜反射層8の下面には金属反射層9が設けられている。金属反射層9はAlまたはAgからなり、活性層4から発せられて光学多層膜反射層8を透過した光を反射する。   A metal reflective layer 9 is provided on the back surface of the optical multilayer reflective layer 8, that is, on the lower surface of the optical multilayer reflective layer 8 in FIG. The metal reflection layer 9 is made of Al or Ag, and reflects light emitted from the active layer 4 and transmitted through the optical multilayer film reflection layer 8.

次に、上記構成の窒化物系化合物半導体発光素子1の製造方法について、図1に加えて図2に示すフローに沿って説明する。図2は窒化物系化合物半導体発光素子1の製造方法を示すフローチャートである。   Next, a method for manufacturing the nitride-based compound semiconductor light-emitting element 1 having the above configuration will be described along a flow shown in FIG. 2 in addition to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing the nitride-based compound semiconductor light-emitting element 1.

窒化物系化合物半導体発光素子1の製造を開始すると(図2のスタート)、まず基板2の表面上に窒化物系化合物半導体層を形成する(図2のステップ#101)。窒化物系化合物半導体層は基板2側からn型窒化物系化合物半導体層3、活性層4、p型窒化物系化合物半導体層5の順に、例えばMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法などのエピタキシャル成長法を用いて成長させる。   When the manufacture of the nitride-based compound semiconductor light emitting device 1 is started (start of FIG. 2), first, a nitride-based compound semiconductor layer is formed on the surface of the substrate 2 (step # 101 of FIG. 2). The nitride-based compound semiconductor layer is epitaxially grown from the substrate 2 side in the order of the n-type nitride-based compound semiconductor layer 3, the active layer 4, and the p-type nitride-based compound semiconductor layer 5, for example, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method. Grow using the method.

続いて、エッチングによりメサ部20を形成する(ステップ#102)。このとき、n型窒化物系化合物半導体層3の一部が露出するように、p型窒化物系化合物半導体層5、活性層4及びn型窒化物系化合物半導体層3の一部をエッチングする。   Subsequently, the mesa portion 20 is formed by etching (step # 102). At this time, the p-type nitride compound semiconductor layer 5, the active layer 4, and a part of the n-type nitride compound semiconductor layer 3 are etched so that a part of the n-type nitride compound semiconductor layer 3 is exposed. .

続いて、p型窒化物系化合物半導体層5の上面にp側電極6を形成し、ステップ#102のエッチングにより露出したn型窒化物系化合物半導体層3の上面にn側電極7を形成する(ステップ#103)。   Subsequently, the p-side electrode 6 is formed on the upper surface of the p-type nitride-based compound semiconductor layer 5, and the n-side electrode 7 is formed on the upper surface of the n-type nitride-based compound semiconductor layer 3 exposed by the etching in Step # 102. (Step # 103).

続いて、基板2を裏面から基板2の厚さが100μm程度になるまで研削、研磨して薄板化する(ステップ#104)。なお、この研磨工程で基板2の裏面に形成されたダメージ層はRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)、ICP(Inductive Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)などの気相エッチングでエッチングして除去する。   Subsequently, the substrate 2 is ground and polished from the back surface until the thickness of the substrate 2 becomes about 100 μm, thereby reducing the thickness (step # 104). The damaged layer formed on the back surface of the substrate 2 in this polishing process is removed by etching by vapor phase etching such as RIE (Reactive Ion Etching) or ICP (Inductive Coupled Plasma). .

そして、この基板2に対して裏面側からレーザを照射し、基板2の内部に分割助力部2aを形成する(ステップ#105)。この分割助力部2aは後述する基板2の分割が容易に実現できるよう助力する基板2の変質部分を指す。詳細に言えば、次のとおりである。   Then, the substrate 2 is irradiated with a laser from the back side to form the division assisting portion 2a inside the substrate 2 (step # 105). The division assisting portion 2a refers to an altered portion of the substrate 2 that assists so that the division of the substrate 2 described later can be easily realized. Specifically, it is as follows.

分割助力部2aを形成するに際し、レーザはレンズ等により集光される。集光されたレーザが基板2の内部の一部に照射されると、基板2の内部のレーザ照射部は融解して変質部分となる。この変質部分が分割助力部2aである。   When forming the division assisting portion 2a, the laser is focused by a lens or the like. When the condensed laser is irradiated onto a part of the inside of the substrate 2, the laser irradiation part inside the substrate 2 is melted to become an altered portion. This altered portion is the division assisting portion 2a.

分割助力部2aは基板2の内部の厚さ方向(図1における上下方向)の中央部分に形成されても良く、窒化物系化合物半導体層に近い表面側(図1における基板2の上部)に形成されても良く、裏面側(図1における基板2の下部)に形成されても良い。また、これらの複数部分に形成されても良いが、裏面側に形成すると基板2の分割が容易になりなお良い。裏面側から見て基板2を劈開する予定の部分にレーザを照射し、分割助力部2aは基板2の直線状に形成しても良いし、点線状に形成しても良いし、線状の一部分に形成しても良い。   The division assisting portion 2a may be formed in the central portion of the substrate 2 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 1), and on the surface side close to the nitride-based compound semiconductor layer (upper portion of the substrate 2 in FIG. 1). It may be formed or may be formed on the back surface side (lower part of the substrate 2 in FIG. 1). Moreover, although it may be formed in these several parts, if it forms in the back surface side, the division | segmentation of the board | substrate 2 may become easy. The portion of the substrate 2 to be cleaved as viewed from the back side is irradiated with laser, and the division assisting portion 2a may be formed in a straight line shape of the substrate 2, a dotted line shape, or a linear shape. You may form in one part.

その後、基板2の裏面に光学多層膜反射層8を形成する(ステップ#106)。光学多層膜反射層8の形成にはスパッタリング法、電子蒸着法などの既知の方法を用いることができる。   Thereafter, the optical multilayer film reflecting layer 8 is formed on the back surface of the substrate 2 (step # 106). For the formation of the optical multilayer reflective layer 8, a known method such as a sputtering method or an electron vapor deposition method can be used.

続いて、光学多層膜反射層8の裏面に金属反射層9を形成する(ステップ#107)。金属反射層9の形成にはスパッタリング法、電子蒸着法などの既知の方法を用いることができる。なお、光学多層膜反射層8及び金属反射層9の形成時に基板2を粘着シートや支持基板(図示せず)に貼付しても良い。ただし、粘着シートや支持基板は後の工程で取り外すことができるもの限る。   Subsequently, the metal reflection layer 9 is formed on the back surface of the optical multilayer film reflection layer 8 (step # 107). The metal reflective layer 9 can be formed by using a known method such as a sputtering method or an electron vapor deposition method. In addition, you may affix the board | substrate 2 to an adhesive sheet or a support substrate (not shown) at the time of formation of the optical multilayer film reflective layer 8 and the metal reflective layer 9. FIG. However, the adhesive sheet and the support substrate are limited to those that can be removed in a later process.

これまでの工程により、窒化物系化合物半導体ウェハーが完成する。   A nitride-based compound semiconductor wafer is completed through the above steps.

続いて、窒化物系化合物半導体ウェハーをステップ#105で形成した分割助力部2aを含む分割面に沿って劈開して分割する(ステップ#108)。これにより、複数の窒化物系化合物半導体発光素子1が得られ、窒化物系化合物半導体発光素子1の製造に係るフローを終了する(図2のエンド)。   Subsequently, the nitride-based compound semiconductor wafer is cleaved and divided along the dividing surface including the dividing assisting portion 2a formed in Step # 105 (Step # 108). Thereby, a plurality of nitride-based compound semiconductor light-emitting elements 1 are obtained, and the flow relating to the manufacture of the nitride-based compound semiconductor light-emitting elements 1 is completed (end of FIG. 2).

上記のように、窒化物系化合物半導体発光素子1の製造方法は基板2の表面上にn型窒化物系化合物半導体層3、活性層4及びp型窒化物系化合物半導体層5を形成する工程と、基板2の裏面を研磨して基板2を薄板化する工程と、基板2の内部に分割助力部2aを形成する工程と、基板2の裏面上に光学多層膜反射層8を形成する工程と、光学多層膜反射層8の裏面上に金属反射層9を形成する工程と、基板2を分割助力部2aを含む分割面で複数の窒化物系化合物半導体発光素子1に分割する工程と、を含む。これにより、基板2の内部に分割助力部2aが形成されるので、光学多層膜反射層8及び金属反射層9に対してパターニングする必要がない。そして、窒化物系化合物半導体発光素子1の裏面全面が光学多層膜反射層8及び金属反射層9で覆うことができる。したがって、窒化物系化合物半導体発光素子1は活性層4から発せられた光をその裏面で効率よく反射することが可能である。   As described above, the method for manufacturing the nitride-based compound semiconductor light-emitting element 1 includes forming the n-type nitride-based compound semiconductor layer 3, the active layer 4, and the p-type nitride-based compound semiconductor layer 5 on the surface of the substrate 2. Polishing the back surface of the substrate 2 to thin the substrate 2, forming the dividing assisting portion 2a inside the substrate 2, and forming the optical multilayer reflective layer 8 on the back surface of the substrate 2 A step of forming the metal reflection layer 9 on the back surface of the optical multilayer film reflection layer 8, and a step of dividing the substrate 2 into a plurality of nitride-based compound semiconductor light-emitting elements 1 at a division plane including the division assisting portion 2a, including. Thereby, since the division | segmentation assistance part 2a is formed in the inside of the board | substrate 2, it is not necessary to pattern with respect to the optical multilayer film reflective layer 8 and the metal reflective layer 9. FIG. The entire back surface of the nitride-based compound semiconductor light-emitting element 1 can be covered with the optical multilayer film reflective layer 8 and the metal reflective layer 9. Therefore, the nitride-based compound semiconductor light emitting device 1 can efficiently reflect the light emitted from the active layer 4 on the back surface thereof.

また、分割助力部2aを形成する工程を、光学多層膜反射層8を形成する工程及び金属反射層9を形成する工程の前に実行するので、反射層に対してパターニングする必要がない。したがって、窒化物系化合物半導体発光素子1の裏面全面を反射層で覆うことができる。   Moreover, since the process of forming the division | segmentation assistance part 2a is performed before the process of forming the optical multilayer film reflective layer 8, and the process of forming the metal reflective layer 9, it is not necessary to pattern with respect to a reflective layer. Therefore, the entire back surface of the nitride-based compound semiconductor light-emitting element 1 can be covered with the reflective layer.

また、分割助力部2aはレーザ加工によって形成される。これにより、基板2の内部に容易に分割助力部2aを形成することが可能である。   The division assisting portion 2a is formed by laser processing. Thereby, it is possible to easily form the division assisting portion 2 a inside the substrate 2.

また、分割助力部2aは基板2の裏面側からレーザが照射され形成される。これにより、窒化物系化合物半導体層が形成された基板2の表面側にレーザ照射のための溝などを形成する必要がない。   The division assisting portion 2 a is formed by irradiating a laser from the back side of the substrate 2. Thereby, there is no need to form a groove for laser irradiation on the surface side of the substrate 2 on which the nitride-based compound semiconductor layer is formed.

さらに、光学多層膜反射層8はSiO2からなる低屈折率膜とTiO2からなる高屈折率膜とを交互に積層して形成される。これにより、金属反射層9のみの場合と比較して金属材料に依存する発光の吸収を低減させることができ、窒化物系化合物半導体発光素子1の光の取り出し効率を向上させることが可能である。 Further, the optical multilayer film reflecting layer 8 is formed by alternately laminating a low refractive index film made of SiO 2 and a high refractive index film made of TiO 2 . Thereby, the absorption of light emission depending on the metal material can be reduced as compared with the case of only the metal reflection layer 9, and the light extraction efficiency of the nitride-based compound semiconductor light-emitting element 1 can be improved. .

また、金属反射層9はAgまたはAlからなる。これにより、Ag及びAlは他の金属に比較して発光の吸収を低減させることができ、窒化物系化合物半導体発光素子の光の取り出し効率を向上させることが可能である。   The metal reflection layer 9 is made of Ag or Al. Thereby, Ag and Al can reduce the absorption of light emission compared with other metals, and can improve the light extraction efficiency of the nitride-based compound semiconductor light-emitting element.

このようにして、本発明の上記実施形態の構成によれば、裏面全面が反射層で覆われた発光素子を、反射層に対してパターニングすることなく容易に劈開して分割することが可能な窒化物系化合物半導体発光素子1の製造方法を提供することができる。   Thus, according to the configuration of the above embodiment of the present invention, it is possible to easily cleave and divide the light emitting element whose entire back surface is covered with the reflective layer without patterning the reflective layer. The manufacturing method of the nitride type compound semiconductor light-emitting device 1 can be provided.

以上、本発明の実施形態及び実施例につき説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、光学多層膜反射層8を構成する低屈折率膜(SiO2)及び高屈折率膜(TiO2)に替えて、屈折率1.63のAl22からなる低屈折率誘電体及び屈折率2.05のZrO2からなる高屈折率誘電体などの誘電体を用いることができる。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能である。 For example, instead of the low refractive index film (SiO 2 ) and the high refractive index film (TiO 2 ) constituting the optical multilayer film reflecting layer 8, a low refractive index dielectric made of Al 2 O 2 with a refractive index of 1.63 and A dielectric such as a high refractive index dielectric made of ZrO 2 having a refractive index of 2.05 can be used. Thereby, it is possible to obtain the same effect as the above-described embodiment.

本発明は、窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法において利用可能である。   The present invention can be used in a method for manufacturing a nitride compound semiconductor light emitting device.

1 窒化物系化合物半導体発光素子
2 基板
2a 分割助力部
3 n型窒化物系化合物半導体層
4 活性層
5 p型窒化物系化合物半導体層
6 p側電極
7 n側電極
8 光学多層膜反射層
9 金属反射層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nitride-type compound semiconductor light-emitting device 2 Substrate 2a Division assistance part 3 N type nitride type compound semiconductor layer 4 Active layer 5 P type nitride type compound semiconductor layer 6 P side electrode 7 N side electrode 8 Optical multilayer film reflection layer 9 Metal reflective layer

Claims (6)

基板の表面上に複数の窒化物系化合物半導体層を積層したその表面側にp側電極及びn側電極をともに設けた窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法であって、
前記基板の表面上に少なくともn型窒化物系化合物半導体層、活性層及びp型窒化物系化合物半導体層を形成する工程と、
前記基板の裏面を研磨して前記基板を薄板化する工程と、
前記基板の内部に前記基板の分割を助力する分割助力部を形成する工程と、
前記基板の裏面上に前記活性層から発せられた光を反射する光学多層膜反射層を形成する工程と、
前記光学多層膜反射層の裏面上に前記光学多層膜反射層を透過した光を反射する金属反射層を形成する工程と、
前記基板を前記分割助力部を含む分割面で複数の素子に分割する工程と、
を含むことを特徴とする窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。
A method of manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device in which a plurality of nitride-based compound semiconductor layers are stacked on a surface of a substrate, and a p-side electrode and an n-side electrode are provided on the surface side,
Forming at least an n-type nitride compound semiconductor layer, an active layer and a p-type nitride compound semiconductor layer on the surface of the substrate;
Polishing the back surface of the substrate to thin the substrate;
Forming a division assisting portion for assisting in the division of the substrate inside the substrate;
Forming an optical multilayer film reflecting layer that reflects light emitted from the active layer on the back surface of the substrate;
Forming a metal reflective layer that reflects light transmitted through the optical multilayer reflective layer on the back surface of the optical multilayer reflective layer;
Dividing the substrate into a plurality of elements at a dividing surface including the dividing assisting portion;
A method for producing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device comprising:
前記分割助力部を形成する工程を、前記光学多層膜反射層を形成する工程及び前記金属反射層を形成する工程の前に実行することを特徴とする請求項1に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。   2. The nitride-based compound semiconductor according to claim 1, wherein the step of forming the division assisting portion is performed before the step of forming the optical multilayer reflective layer and the step of forming the metal reflective layer. Manufacturing method of light emitting element. 前記分割助力部は、レーザ加工によって形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the division assisting portion is formed by laser processing. 前記分割助力部は、前記基板の裏面側からレーザが照射され形成されることを特徴とする請求項3に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。   The method of manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 3, wherein the division assisting portion is formed by irradiating a laser from the back side of the substrate. 前記光学多層膜反射層は、SiO2からなる低屈折率膜とTiO2からなる高屈折率膜とを交互に積層して形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 3. The optical multilayer film reflective layer is formed by alternately laminating a low refractive index film made of SiO 2 and a high refractive index film made of TiO 2 . A method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting device. 前記金属反射層は、AgまたはAlからなることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a nitride-based compound semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the metal reflective layer is made of Ag or Al.
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