JP2015065465A - Method of manufacturing light-emitting diode device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はｎ型ＧａＮ層を主要な材料とする発光ダイオード装置の製造方法、及び、Ｉｎ
ＡｌＧａＮ層を主要な材料とする発光ダイオード装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a light-emitting diode device having an n-type GaN layer as a main material, and In
The present invention relates to a method of manufacturing a light emitting diode device having an AlGaN layer as a main material.
ほとんどのＧａＮ系半導体材料は、不導電のサファイヤ基板の上に成長し、このためＬ
ＥＤ装置を製作する時にはエッチング技術により電極を同一面に形成しなければならない
。しかし、これまで常用されているウエットエッチングはＧａＮ系材料に対しては不適用
であり、なぜならそれは非常に強い耐酸アルカリ特性を具えているためである。このため
一般にＧａＮ系材料のウエットエッチングは、そのエッチング速度が遅過ぎるため、量産
には不適当であり、このためドライエッチングが採用されることがほとんどであり、例え
ば特許文献１にはIII−V族半導体材料をドライエッチングする方法が記載されている。し
かし、ドライエッチングはウエットエッチングの問題を克服できるが、エピタキシャル層
の損傷を形成しやすく、ゆえにドライエッチングが装置に対して形成する問題が非常に多
く、それは、エッチング深さの不均一や、エッチング表面が粗くなりすぎたり、エッチン
グ損傷が形成する電性不良等が含まれ、これは非特許文献１に報道されるとおりであり、
また、非特許文献２、３にはメサ側壁（ｍｅｓａ ｓｉｄｅｗａｌｌ）のエッチングによ
り引き起こされる漏電の問題が記載されている。このため、ＧａＮ系ＬＥＤ製造工程にあ
ってはエッチングの形成する問題を解決することが必要である。
Most GaN-based semiconductor materials grow on non-conductive sapphire substrates, and thus L
When manufacturing an ED device, the electrodes must be formed on the same surface by an etching technique. However, conventional wet etching is not applicable to GaN-based materials because it has very strong acid-alkali resistance. For this reason, in general, wet etching of GaN-based materials is unsuitable for mass production because the etching rate is too slow. For this reason, dry etching is almost always adopted. A method of dry etching a group semiconductor material is described. However, although dry etching can overcome the problem of wet etching, it is easy to form damage to the epitaxial layer. Therefore, there are many problems that dry etching forms on the device. The surface becomes too rough, or electrical defects such as etching damage are included, as reported in Non-Patent Document 1,
Non-Patent
このほか、III−V族半導体ＧａＮ（ｎ＝２．３）と空気（ｎ＝１）の間の屈折率には非
常に大きな差異があり、その全反射臨界角は約２５度しかなく、このため発光層の光線の
大部分が内部全反射されるだけで射出されない。このような界面の構造を改変するため、
すでに半導体表面を粗化し、光線が発光層より発射された後に粗化層界面を経過させるよ
うにし、光線を拡散させて入射光の経路を改変し、全反射の後に、光線の射出する確率を
増す技術が提供されている。また、非特許文献４には粗化後にその発光効率が４０％に、
明らかに増したことが記載されている。周知の技術中の粗化の方法はエピタキシャル表面
にエッチングを行なう、というものであり、例えば特許文献２には、ケミカルエッチング
により発光装置表面を粗化して発光効率を増す効果を達成する技術が記載されている。ま
た、特許文献３、４にも関係する技術が記載されている。しかし、このような加工の方式
は赤色ＬＥＤにのみ適用される。その主要な原因は、材料加工が比較的容易であるという
特性にあり、ＧａＮ系材料には不適用であり、これはＧａＮ系材料の非常に強い耐酸アル
カリ特性による。ドライエッチングはウエットエッチングの問題を克服するが、エピタキ
シャル層の損傷を形成しやすく、そのｐ型ＧａＮ極はこのために電気抵抗値の上昇を非常
に形成しやすく、且つｐ型ＧａＮの成長は通常非常に薄く（０．１〜０．３μｍ）、直接
ｐ型ＧａＮを粗化すると、発光層の破壊を形成して、発光面積が却って減る恐れがある。
且つ一般にＧａＮ ＬＥＤに使用される透明電極は透光のために非常に薄く（１０ｎｍ）
、このため透明電極が不連続となり、電流分散に対して影響を与え、却って発光効率が下
がる。このため、直接ｐ型ＧａＮを粗化することは極めて困難であり、非ｐ型のＧａＮを
厚く成長させなければならない。
In addition, there is a very large difference in refractive index between the III-V semiconductor GaN (n = 2.3) and air (n = 1), and the total reflection critical angle is only about 25 degrees. Therefore, most of the light rays of the light emitting layer are only totally reflected internally and are not emitted. In order to modify the structure of such an interface,
The surface of the semiconductor has already been roughened so that the light beam is emitted from the light-emitting layer and then the roughened layer interface is allowed to pass. The light beam is diffused to modify the path of the incident light. Increased technology is provided. Also, Non-Patent Document 4 shows that the luminous efficiency after roughening is 40%,
It is described that it has clearly increased. A known roughening method is to etch an epitaxial surface. For example,
And the transparent electrode generally used for GaN LED is very thin (10 nm) for light transmission
For this reason, the transparent electrode becomes discontinuous, affecting the current dispersion, and the luminous efficiency is lowered. For this reason, it is extremely difficult to directly roughen p-type GaN, and non-p-type GaN must be grown thick.
上述の従来の技術の前部に述べられた問題を解決するため、本発明は半導体材料をエッ
チングする必要なくしてｎ型ＧａＮを露出させる方法を提供し、これによりエッチングに
より形成される問題を改善する。本発明はＧａＮ系発光装置の製造方法を提供し、それは
、従来の発光装置と比較すると、エッチングにより形成される各種の問題を防止した発光
装置を提供することができる。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a method for exposing n-type GaN without the need to etch the semiconductor material, thereby improving the problems formed by etching. To do. The present invention provides a method for manufacturing a GaN-based light emitting device, which can provide a light emitting device that prevents various problems formed by etching as compared with a conventional light emitting device.
このほか、上述の従来の技術の後部に述べられた内部全反射の問題を解決するため、本
発明はまたエピタキシャル過程中にＩｎＡｌＧａＮ層の局部にＳｉＯ2 層を充填する方式
により粗化の拡散効果を達成し、これによりＧａＮ系発光装置の発光効率を改善する。本
発明はＧａＮ系発光装置中のｐ型ＧａＮを粗化しなくとも、粗化効果を達成できる方法を
提供し、本発明によると、ｐ型ＧａＮ或いは発光層を破壊せずに従来の発光装置に較べて
明らかに発光効率を高めた発光装置を提供できる。
In addition, in order to solve the problem of total internal reflection described in the rear part of the above-mentioned prior art, the present invention also provides a roughening diffusion effect by a method of filling a local area of the InAlGaN layer with an SiO2 layer during the epitaxial process. And thereby improve the luminous efficiency of the GaN-based light emitting device. The present invention provides a method capable of achieving the roughening effect without roughening the p-type GaN in the GaN-based light emitting device. According to the present invention, the conventional light emitting device can be obtained without destroying the p-type GaN or the light emitting layer. Compared with the light emitting device, the light emitting efficiency is clearly improved.
請求項１の発明は、発光ダイオード装置の製造方法において、
第１半導体層を基板の上に形成し、
隔離層を該第１半導体層の上に形成し、
該隔離層の一部領域を除去し、該第１半導体層の一部を露出させ、
発光ダイオード構造を該隔離層の前のステップで除去された一部領域に形成し、
該第１半導体層上のその他の該隔離層を除去し、半導体層をエッチングすることなく、
該第１半導体層の別の部分を露出させ、
オームコンタクト電極を、半導体層をエッチングすることなく、露出した該第１半導体
層上に形成し、
以上のステップを包含することを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法としてい
る。
請求項２の発明は、請求項１記載の発光ダイオード装置の製造方法において、該発光ダ
イオード構造を形成するステップは、さらに、
発光活性層を該第１半導体の上に形成するステップ、及び、
第２半導体層を該発光活性層の上に形成するステップ、
を包含することを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法としている。
請求項３の発明は、請求項２記載の発光ダイオード装置の製造方法において、該第１半
導体層は、ｎ型ＧａＮ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物とされ、該発光活性層は多重量子井戸構造で
あり、該第２半導体層はｐ型ＧａＮ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物とされることを特徴とする、発
光ダイオード装置の製造方法としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の発光ダイオード装置の製造方法において、さらに、
ｐ型オームコンタクト電極を該第２半導体層の上に形成し、且つ該第１半導体層の上のオ
ームコンタクト電極はｎ型オームコンタクト電極とすることを特徴とする、発光ダイオー
ド装置の製造方法としている。
請求項５の発明は、請求項４記載の発光ダイオード装置の製造方法において、該基板の
材料は、サファイアとされ、該ｎ型オームコンタクト電極の材料はＴｉ／Ａｌとされ、該
ｐ型オームコンタクト電極の材料はＮｉ／Ａｕとされ、該隔離層の材料は、ＳｉＯ2とさ
れることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の発光ダイオード装置の製造方法において、バッファ
層を該基板の上の該半導体層との間に形成することを特徴とする、発光ダイオード装置の
製造方法としている。
請求項７の発明は、請求項６記載の発光ダイオード装置の製造方法において、該バッフ
ァ層の形成方法は、ＭＯＣＶＤ方式であることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造
方法としている。
請求項８の発明は、請求項２記載の発光ダイオード装置の製造方法において、該隔離層
の厚さは０．５〜１μｍ、該第１半導体層の厚さは２〜４μｍ、該第２半導体層の厚さは
０．１〜０．２μｍとされることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法としてい
る。
請求項９の発明は、請求項６記載の発光ダイオード装置の製造方法において、該バッフ
ァ層はＧａＮとされ、その厚さは２０〜５０ｎｍとされることを特徴とする、発光ダイオ
ード装置の製造方法としている。
請求項１０の発明は、請求項２記載の発光ダイオード装置の製造方法において、該隔離
層はＰＥＣＶＤ方式で形成され、該発光活性層はＭＯＣＶＤ方式で形成されることを特徴
とする、発光ダイオード装置の製造方法としている。
The invention of claim 1 is a method of manufacturing a light emitting diode device,
Forming a first semiconductor layer on the substrate;
Forming an isolation layer on the first semiconductor layer;
Removing a portion of the isolation layer to expose a portion of the first semiconductor layer;
Forming a light emitting diode structure in a partial region removed in a previous step of the isolation layer;
Removing the other isolation layer on the first semiconductor layer without etching the semiconductor layer,
Exposing another portion of the first semiconductor layer;
Forming an ohmic contact electrode on the exposed first semiconductor layer without etching the semiconductor layer;
The manufacturing method of the light emitting diode device includes the above steps.
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light emitting diode device according to the first aspect, the step of forming the light emitting diode structure further comprises:
Forming a light emitting active layer on the first semiconductor; and
Forming a second semiconductor layer on the light emitting active layer;
It is set as the manufacturing method of the light emitting diode device characterized by including these.
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light emitting diode device according to the second aspect, the first semiconductor layer is an n-type GaN-based III-V group compound, and the light emitting active layer has a multiple quantum well structure. The second semiconductor layer is made of a p-type GaN-based III-V group compound, which is a method for manufacturing a light-emitting diode device.
The invention of claim 4 is the method of manufacturing a light emitting diode device according to
A method for manufacturing a light-emitting diode device, wherein a p-type ohmic contact electrode is formed on the second semiconductor layer, and the ohmic contact electrode on the first semiconductor layer is an n-type ohmic contact electrode. Yes.
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light emitting diode device according to the fourth aspect, the material of the substrate is sapphire, the material of the n-type ohmic contact electrode is Ti / Al, and the p-type ohmic contact. The electrode is made of Ni / Au, and the isolation layer is made of SiO 2 , which is a method for manufacturing a light-emitting diode device.
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light emitting diode device according to the first aspect, the buffer layer is formed between the semiconductor layer on the substrate. Yes.
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting diode device according to the sixth aspect, the method for forming the buffer layer is a MOCVD method.
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light emitting diode device according to the second aspect, the isolation layer has a thickness of 0.5 to 1 μm, the first semiconductor layer has a thickness of 2 to 4 μm, and the second semiconductor The thickness of the layer is 0.1 to 0.2 μm, and this is a method for manufacturing a light-emitting diode device.
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting diode device according to the sixth aspect, the buffer layer is made of GaN and the thickness thereof is 20 to 50 nm. It is said.
According to a tenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a light emitting diode device according to the second aspect, the isolation layer is formed by a PECVD method, and the light emitting active layer is formed by a MOCVD method. The manufacturing method.
本発明は半導体材料をエッチングする必要なくしてｎ型ＧａＮを露出させる方法を提供
し、これによりエッチングにより形成される問題を改善する。本発明はＧａＮ系発光装置
の製造方法を提供し、それは、従来の発光装置と比較すると、エッチングにより形成され
る各種の問題を防止した発光装置を提供することができる。
The present invention provides a method for exposing n-type GaN without the need to etch the semiconductor material, thereby improving the problems formed by etching. The present invention provides a method for manufacturing a GaN-based light emitting device, which can provide a light emitting device that prevents various problems formed by etching as compared with a conventional light emitting device.
本発明はまたエピタキシャル過程中にＩｎＡｌＧａＮ層の局部にＳｉＯ2層を充填する
方式により粗化の拡散効果を達成し、これによりＧａＮ系発光装置の発光効率を改善する
。本発明はＧａＮ系発光装置中のｐ型ＧａＮを粗化しなくとも、粗化効果を達成できる方
法を提供し、本発明によると、ｐ型ＧａＮ或いは発光層を破壊せずに従来の発光装置に較
べて明らかに発光効率を高めた発光装置を提供できる。
The present invention also achieves a rough diffusion effect by filling the SiO 2 layer locally in the InAlGaN layer during the epitaxial process, thereby improving the luminous efficiency of the GaN-based light emitting device. The present invention provides a method capable of achieving the roughening effect without roughening the p-type GaN in the GaN-based light emitting device. According to the present invention, the conventional light emitting device can be obtained without destroying the p-type GaN or the light emitting layer. Compared with the light emitting device, the light emitting efficiency is clearly improved.
本発明は、ｎ型ＧａＮ層をエピタキシャル成長させたウエハーの表面に、界面層ＳｉＯ
2を加え、リソグラフィー工程で、ＳｉＯ2の表面にメサ（ｍｅｓａ）を製作し、並びにメ
サ領域のＳｉＯ2を除去し並びにｎ型ＧａＮ層を露出させ、さらにこのウエハーに対して
ＭＯＣＶＤによりメサ領域に発光ダイオード構造をエピタキシャル成長させる。選択エピ
タキシャル成長させたＧａＮエピタキシャル層の特性により、ｐｎ同面の構造を形成し、
最後にＳｉＯ2を除去してｐｎ同面の発光ダイオード構造を得る。これにより本発明はエ
ッチング工程を使用せずにＬＥＤ装置に必要なｐｎ同面の構造を完成し、これによりエッ
チングにより形成される数々の問題を解決する。
The present invention provides an interface layer SiO on the surface of a wafer on which an n-type GaN layer is epitaxially grown.
2 was added, in a lithography process, to prepare a mesa (mesa) on the surface of SiO 2, and removing the SiO 2 in the mesa regions and to expose the n-type GaN layer, further the mesa region by MOCVD on this wafer A light emitting diode structure is epitaxially grown. According to the characteristics of the selectively epitaxially grown GaN epitaxial layer, a pn coplanar structure is formed,
Finally, SiO 2 is removed to obtain a light emitting diode structure having the same surface as that of pn. As a result, the present invention completes the pn-coplanar structure necessary for the LED device without using an etching process, thereby solving a number of problems formed by etching.
本発明は、また、ＩｎＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させた後、リソグラフィー工程
その表面に溝を形成し、且つその局部領域を除去し並びに基板を露出させ、並びにこの溝
にＳｉＯ2層を成長させ、最後にその上に発光ダイオード構造を成長させて発光ダイオー
ド装置を形成する。このＳｉＯ2を拡散層として拡散効果を具備させることにより、発光
層より射出された光線がこの拡散層で拡散されて全反射が減り、これにより発光効率が高
まる。
The present invention also provides an epitaxial growth of InAlGaN, followed by a lithography process to form a groove in the surface, remove the local region and expose the substrate, and grow a SiO 2 layer in the groove, and finally A light emitting diode structure is formed thereon to form a light emitting diode device. By providing the diffusion effect using this SiO 2 as a diffusion layer, the light emitted from the light emitting layer is diffused by this diffusion layer and the total reflection is reduced, thereby increasing the light emission efficiency.
上述の発明の解決しようとする課題の前部に記載の目的を解決するため、図１に示され
るように、サファイヤ基板（１）をＭＯＣＶＤシステム中に置き、５００〜６００℃で２
０〜５０ｎｍ厚さのＧａＮバッファ層（２）を成長させる。続いて、基板温度を１０００
〜１２００℃に上げて一層の２〜４μｍ厚さのシリコンドープＧａＮ層を成長させる。そ
の後、ウエハーを取り出し、並びにＰＥＣＶＤで０．５〜１μｍのＳｉＯ2（３）を成長
させ、続いてリソグラフィー工程によりメサ領域（４）のＳｉＯ2を除去する。続いて、
このウエハーを７００〜９００℃のＭＯＣＶＤシステム中に置き、メサ領域にＩｎＧａＮ
／ＧａＮ多重量子井戸構造（５）を成長させて発光層となす。その後、基板温度を１００
０〜１２００℃に上げて一層の０．１〜０．２μｍ厚さのマグネシウムドープＧａＮコン
タクト層を成長させる。最後にこのウエハーを取り出し、並びにメサ領域以外のＳｉＯ2
を除去し、こうしてｐｎ同面の発光ダイオードエピタキシャル構造（１０）を製作完成す
る。さらに、Ｎｉ／Ａｕをｐ型ＧａＮ表面に形成してｐ型オームコンタクト電極（７）と
なし、Ｔｉ／Ａｌをｎ型ＧａＮ表面に形成してｎ型オームコンタクト電極（８）となし、
以上により本発明のダイ構造を形成する。
In order to solve the object described in the front of the problem to be solved by the above-mentioned invention, as shown in FIG. 1, the sapphire substrate (1) is placed in an MOCVD system and heated at 500 to 600 ° C. at 2 ° C.
A 0-50 nm thick GaN buffer layer (2) is grown. Subsequently, the substrate temperature is set to 1000.
The temperature is raised to ˜1200 ° C., and a 2 to 4 μm thick silicon-doped GaN layer is grown. Thereafter, the wafer is taken out, and 0.5 to 1 μm of SiO 2 (3) is grown by PECVD. Subsequently, SiO 2 in the mesa region (4) is removed by a lithography process. continue,
This wafer is placed in a MOCVD system at 700 to 900 ° C., and InGaN is formed in the mesa region.
A / GaN multiple quantum well structure (5) is grown to form a light emitting layer. Thereafter, the substrate temperature is set to 100.
The temperature is raised to 0 to 1200 ° C. to grow a single layer of a magnesium-doped GaN contact layer having a thickness of 0.1 to 0.2 μm. Finally, the wafer is taken out and SiO 2 other than the mesa region is taken.
Thus, a light emitting diode epitaxial structure (10) having the same surface as that of pn is manufactured and completed. Further, Ni / Au is formed on the p-type GaN surface to form a p-type ohmic contact electrode (7), Ti / Al is formed on the n-type GaN surface to form an n-type ohmic contact electrode (8),
Thus, the die structure of the present invention is formed.
上述の発明の解決しようとする課題の後部に記載の目的を具体的に実施するため、本発
明は以下の方式を採用する。図２から図７を参照されたい。先ず、サファイヤ基板（１１
）をＭＯＣＶＤシステム中に置き、厚さが０．１μｍより厚いＩｎＡｌＧａＮ層（１２）
を成長させ、続いて、ウエハーを取り出し並びにリソグラフィー工程とドライエッチング
によりバッファ層であるこのＩｎＡｌＧａＮ層（１２）をエッチングして溝（１４）を形
成し、この溝（１４）の厚さはＩｎＡｌＧａＮ層の厚さとする。続いてこの溝中にＳｉＯ
2（１３）を成長させ、さらにウエハーをＭＯＣＶＤに置き、並びに基板温度を８００〜
１２００℃に上げて、１〜２μｍ厚さのシリコンドープＩｎＡｌＧａＮ層を成長させる。
続いて、基板温度を７００〜９００℃に下げ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸構造（１
５）を成長させて発光層となす。その後、基板温度を１０００〜１２００℃に上げて０．
１〜０．２μｍ厚さのマグネシウムドープＧａＮコンタクト層（１６）を成長させ、こう
して発光ダイオードエピタキシャル構造（２０）を形成する。このエピタキシャル構造に
対して、ドライエッチングで一部のｐ型ＧａＮ（マグネシウムドープＧａＮコンタクト層
（１６））及びＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸構造（１５）を除去し、並びにｎ型Ｇａ
Ｎ表面を露出させ、更にＮｉ／Ａｕでｐ型ＧａＮ表面にｐ型オームコンタクト電極（１７
）を形成し、Ｔｉ／Ａｌでｎ型ＧａＮ表面にｎ型オームコンタクト電極（１８）を形成し
、こうして本発明のダイ構造を完成する。
In order to specifically implement the object described in the rear part of the problem to be solved by the above-described invention, the present invention adopts the following scheme. Please refer to FIG. 2 to FIG. First, sapphire substrate (11
) In an MOCVD system and an InAlGaN layer (12) thicker than 0.1 μm
Then, the InAlGaN layer (12), which is a buffer layer, is etched by a lithography process and dry etching to form a groove (14), and the thickness of the groove (14) is the InAlGaN layer. Of thickness. Subsequently, SiO in this groove
2 (13) is grown, the wafer is further placed in MOCVD, and the substrate temperature is set to 800-
The temperature is raised to 1200 ° C., and a silicon-doped InAlGaN layer having a thickness of 1 to 2 μm is grown.
Subsequently, the substrate temperature was lowered to 700 to 900 ° C., and an InGaN / GaN multiple quantum well structure (1
5) is grown to form a light emitting layer. Thereafter, the substrate temperature is raised to 1000 to 1200 ° C.
A magnesium doped GaN contact layer (16) with a thickness of 1 to 0.2 μm is grown, thus forming a light emitting diode epitaxial structure (20). For this epitaxial structure, some p-type GaN (magnesium-doped GaN contact layer (16)) and InGaN / GaN multiple quantum well structure (15) are removed by dry etching, and n-type Ga.
The N surface is exposed, and a p-type ohmic contact electrode (17
) And an n-type ohmic contact electrode (18) is formed on the n-type GaN surface with Ti / Al, thus completing the die structure of the present invention.
図８から図１３を参照されたい。サファイヤ基板（２１）をＭＯＣＶＤシステム中に置
き、その上に一層の０．１μｍ厚さのＩｎＡｌＧａＮ層（２２）を成長させる。続いて、
ウエハーを取り出し、並びにリソグラフィー工程とドライエッチングを利用してこのＩｎ
ＡｌＧａＮバッファ層の上に溝（２４）をエッチングし、溝の深さをＩｎＡｌＧａＮ層の
厚さより０．２〜５μｍ深くする。続いてこの溝中にＳｉＯ2（２３）を成長させ、さら
にウエハーをＭＯＣＶＤ中に置き、並びに基板温度を８００〜１２００℃に上げて１〜２
μｍ厚さのシリコンドープＩｎＡｌＧａＮ層を成長させる。続いて基板温度を７００〜９
００℃に下げ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸構造（２５）を成長させて発光層となす
。その後、更に基板温度を１０００〜１２００℃に上げて０．１〜０．２μｍ厚さのマグ
ネシウムドープＧａＮコンタクト層（２６）を成長させ、異常で発光ダイオードエピタキ
シャル構造（３０）を完成する。このエピタキシャル構造に対してドライエッチングで一
部のｐ型ＧａＮ（マグネシウムドープＧａＮコンタクト層（２６））及びＩｎＧａＮ／Ｇ
ａＮ多重量子井戸構造（２５）を除去し、並びにｎ型ＧａＮ表面を露出させ、さらにＮｉ
／Ａｕでｐ型ＧａＮ表面にｐ型オームコンタクト電極（２７）を形成し、Ｔｉ／Ａｌでｎ
型ＧａＮ表面にｎ型オームコンタクト電極（２８）を形成し、以上により本発明のダイ構
造を完成する。
Please refer to FIG. 8 to FIG. A sapphire substrate (21) is placed in a MOCVD system, and a 0.1 μm thick InAlGaN layer (22) is grown thereon. continue,
Take out the wafer and use this lithography process and dry etching to make this In
The groove (24) is etched on the AlGaN buffer layer, and the depth of the groove is made 0.2 to 5 μm deeper than the thickness of the InAlGaN layer. Subsequently, SiO 2 (23) is grown in this groove, the wafer is further placed in MOCVD, and the substrate temperature is raised to 800-1200 ° C. to 1-2.
A silicon-doped InAlGaN layer having a thickness of μm is grown. Subsequently, the substrate temperature is set to 700 to 9
The temperature is lowered to 00 ° C., and an InGaN / GaN multiple quantum well structure (25) is grown to form a light emitting layer. Thereafter, the substrate temperature is further raised to 1000 to 1200 ° C. to grow a magnesium-doped GaN contact layer (26) having a thickness of 0.1 to 0.2 μm, and an abnormal light-emitting diode epitaxial structure (30) is completed. A part of p-type GaN (magnesium-doped GaN contact layer (26)) and InGaN / G are formed by dry etching on this epitaxial structure.
The aN multiple quantum well structure (25) is removed and the n-type GaN surface is exposed.
A p-type ohmic contact electrode (27) is formed on the p-type GaN surface with / Au, and n with Ti / Al.
An n-type ohmic contact electrode (28) is formed on the surface of the type GaN, and the die structure of the present invention is completed as described above.
１ 基板
２ ＧａＮバッファ層
３ ＳｉＯ2 領域
４ メサ領域
５ 多重量子井戸構造
７ ｐ型オームコンタクト電極
８ ｎ型オームコンタクト電極
１０ 発光ダイオードエピタキシャル構造
１１ 基板
１２ ＩｎＡｌＧａＮ層
１３ ＳｉＯ2領域
１４ 溝
１５ 多重量子井戸構造
１６ ＧａＮコンタクト層
１７ ｐ型オームコンタクト電極
１８ ｎ型オームコンタクト電極
２０ 発光ダイオードエピタキシャル構造
２１ 基板
２２ ＩｎＡｌＧａＮ層
２３ ＳｉＯ2領域
２４ 溝
２５ 多重量子井戸構造
２６ ＧａＮコンタクト層
２７ ｐ型オームコンタクト電極
２８ ｎ型オームコンタクト電極
３０ 発光ダイオードエピタキシャル構造
1
Claims (10)
第１半導体層を基板の上に形成し、
隔離層を該第１半導体層の上に形成し、
該隔離層の一部領域を除去し、該第１半導体層の一部を露出させ、
発光ダイオード構造を該隔離層の前のステップで除去された一部領域に形成し、
該第１半導体層上のその他の該隔離層を除去し、半導体層をエッチングすることなく、
該第１半導体層の別の部分を露出させ、
オームコンタクト電極を、半導体層をエッチングすることなく、露出した該第１半導体
層上に形成し、
以上のステップを包含することを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法。 In the manufacturing method of the light emitting diode device,
Forming a first semiconductor layer on the substrate;
Forming an isolation layer on the first semiconductor layer;
Removing a portion of the isolation layer to expose a portion of the first semiconductor layer;
Forming a light emitting diode structure in a partial region removed in a previous step of the isolation layer;
Removing the other isolation layer on the first semiconductor layer without etching the semiconductor layer,
Exposing another portion of the first semiconductor layer;
Forming an ohmic contact electrode on the exposed first semiconductor layer without etching the semiconductor layer;
The manufacturing method of the light emitting diode device characterized by including the above step.
するステップは、さらに、
発光活性層を該第１半導体の上に形成するステップ、及び、
第２半導体層を該発光活性層の上に形成するステップ、
を包含することを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法。 The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 1, further comprising the step of forming the light emitting diode structure.
Forming a light emitting active layer on the first semiconductor; and
Forming a second semiconductor layer on the light emitting active layer;
A method for manufacturing a light-emitting diode device, comprising:
Ｎ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物とされ、該発光活性層は多重量子井戸構造であり、該第２半導体
層はｐ型ＧａＮ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物とされることを特徴とする、発光ダイオード装置の
製造方法。 3. The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 2, wherein the first semiconductor layer is an n-type Ga.
An N-type III-V group compound, the light-emitting active layer has a multiple quantum well structure, and the second semiconductor layer is a p-type GaN-based III-V group compound. Production method.
ト電極を該第２半導体層の上に形成し、且つ該第１半導体層の上のオームコンタクト電極
はｎ型オームコンタクト電極とすることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法。 4. The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 3, further comprising forming a p-type ohmic contact electrode on the second semiconductor layer, and the ohmic contact electrode on the first semiconductor layer is an n-type ohmic contact electrode. A method for manufacturing a light-emitting diode device.
とされ、該ｎ型オームコンタクト電極の材料はＴｉ／Ａｌとされ、該ｐ型オームコンタク
ト電極の材料はＮｉ／Ａｕとされ、該隔離層の材料は、ＳｉＯ2とされることを特徴とす
る、発光ダイオード装置の製造方法。 5. The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 4, wherein the material of the substrate is sapphire, the material of the n-type ohmic contact electrode is Ti / Al, and the material of the p-type ohmic contact electrode is Ni / Au. The method for manufacturing a light-emitting diode device is characterized in that the material of the isolation layer is SiO 2 .
半導体層との間に形成することを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法。 2. The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 1, wherein a buffer layer is formed between the semiconductor layer and the semiconductor layer on the substrate.
ＭＯＣＶＤ方式であることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法。 The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 6, wherein the buffer layer is formed by:
A method for manufacturing a light-emitting diode device, characterized by being an MOCVD system.
μｍ、該第１半導体層の厚さは２〜４μｍ、該第２半導体層の厚さは０．１〜０．２μｍ
とされることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法。 3. The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 2, wherein the thickness of the isolation layer is 0.5 to 1.
μm, the thickness of the first semiconductor layer is 2 to 4 μm, and the thickness of the second semiconductor layer is 0.1 to 0.2 μm.
A method for manufacturing a light-emitting diode device, wherein:
、その厚さは２０〜５０ｎｍとされることを特徴とする、発光ダイオード装置の製造方法
。 7. The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 6, wherein the buffer layer is made of GaN and has a thickness of 20 to 50 nm.
形成され、該発光活性層はＭＯＣＶＤ方式で形成されることを特徴とする、発光ダイオー
ド装置の製造方法。 3. The method of manufacturing a light emitting diode device according to claim 2, wherein the isolation layer is formed by a PECVD method, and the light emitting active layer is formed by a MOCVD method.
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