JP4967914B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents
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AlxGayIn1−X−YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、0≦X+Y≦1)で表される半導体層を備えた発光素子を製造するにあたり、
成長基板上に、バッファ層、n型層、MQW層、p型層をこの順に形成し、
前記p型層側に導電性の支持基板を導電性接合剤により接合し、
前記バッファ層と前記n型層の界面付近にレーザーを照射して成長基板及びバッファ層を分離し、
分離により露出した前記n型層のN面を少なくとも前記n型層のバンドギャップエネルギよりも高いエネルギに相当する波長領域の光を照射しない状態で水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を含む薬液によりウェットエッチングして前記N面の表面を均一に浸食させ、結晶面を有する角錐状の凸部の表面が規則的に設けられたファセット面{10−1−1}が並んだ粗面を形成することを特徴とする発光素子の製造方法が提供される。
前記水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液の温度は、35℃〜70℃であることが好ましい。
前記水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液の温度は、55℃〜65であることが好ましい。この水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液の濃度は2.38%以上が好ましい。
まず、成長基板上にバッファ層を介してn−GaN層23、MQW層24及びp−GaN層25をこの順に形成して半導体層26を形成する。次に、p−GaN層25の上にAg等の反射性金属を含む導電性反射膜27を形成し、Si、Al、Cu等の別体の導電性支持基板21を最上層の導電性反射膜27にAuSn等の導電性接合材30で接合する。そして、成長基板側からバッファ層とn−GaN層23との界面付近にレーザーを照射して成長基板及びバッファ層を分離させる。この分離により露出したn−GaN層23のN面にのN面にアルカリ水溶液を用いた粗面化処理を適用する。この後、n−GaN層23の上にn電極29を形成し、支持基板21の裏面側とp電極28を形成することにより、図1のLED素子2を得ることができる。
また、p電極28は、Ti/Ni/Auの3層で構成される。
図10に示されるように、GaNについては390nmより長波長の光で消衰係数が0となり、In0.2Ga0.8Nについては460nmより長波長の光で消衰係数が0に近づく。ここで、GaN及びIn0.2Ga0.8Nのバンドギャップエネルギ(Eg)は、スペクトルの吸収端から次式1より求めた値で各々3.5eV(390nm)及び2.8eV(460nm)であり、上記の波長に対応する。
α(hν)=A(hν−Eg)1/2…(式1)
ここで、αは吸収係数、hはプランク定数、νは光の振動数、Aは定数である。消衰係数が0に近づくと、光吸収がほとんどないので、半導体での光励起による電子と正孔の対の生成量が減る。本実施の形態では、半導体層の表層に相当するGaN層をエッチングする場合、GaNのEgに相当する390nmより短波長の光を照射しないようにすればよいし、発光層までエッチングする場合、In0.2Ga0.8NのEgに相当する460nmより短波長の光を照射しないようにすればよい。すなわち、半導体層26の層構成の中でEgが最も小さい発光層のEgに相当する460nmより短波長の光を照射しないようにすることが好ましい。ここで、一般的にエッチング作業において照明に用いられる蛍光灯は、水銀のプラズマ励起波長253.7nmの光で可視光領域の蛍光体を発光させるので、蛍光灯照射下で作業を行うと、エッチングにバラツキが生じ、図4〜図9に示すような粗面を得ることは困難である。
21 支持基板
23 n−GaN層
24 MQW層
25 p−GaN層
26 半導体層
27 反射膜
28 p電極
29 n電極
30 接合材
Claims (3)
- AlxGayIn1−X−YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、0≦X+Y≦1)で表される半導体層を備えた発光素子を製造するにあたり、
成長基板上に、バッファ層、n型層、MQW層、p型層をこの順に形成し、
前記p型層側に導電性の支持基板を導電性接合剤により接合し、
前記バッファ層と前記n型層の界面付近にレーザーを照射して成長基板及びバッファ層を分離し、
分離により露出した前記n型層のN面を少なくとも前記n型層のバンドギャップエネルギよりも高いエネルギに相当する波長領域の光を照射しない状態で水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を含む薬液によりウェットエッチングして前記N面の表面を均一に浸食させ、結晶面を有する角錐状の凸部の表面が規則的に設けられたファセット面{10−1−1}が並んだ粗面を形成することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液の温度は、35℃〜70℃であることを特徴とする請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 前記水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液の温度は、55℃〜65℃であることを特徴とする請求項2に記載の発光素子の製造方法。
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