JP5729328B2 - Group III nitride semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、基板リフトオフ法によって成長基板を除去され、支持体と接合されたIII 族窒化物半導体発光素子およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a group III nitride semiconductor light-emitting device in which a growth substrate is removed by a substrate lift-off method and bonded to a support, and a method for manufacturing the same.
III 族窒化物半導体の成長基板として、一般的にサファイア基板が用いられている。しかし、サファイアは導電性や熱伝導性に問題があり、明確な劈開面がなく加工が容易でない。そこで、これらの問題を解決する技術として、成長基板上にIII 族窒化物半導体を成長させた後に成長基板を除去する技術(基板リフトオフ)が開発されている。 A sapphire substrate is generally used as a growth substrate for a group III nitride semiconductor. However, sapphire has problems with conductivity and thermal conductivity, and it is not easy to process without a clear cleavage plane. Therefore, as a technique for solving these problems, a technique (substrate lift-off) has been developed in which a growth substrate is removed after a group III nitride semiconductor is grown on the growth substrate.
その技術の1つがレーザーリフトオフ法である。これは、III 族窒化物半導体層と支持基板とを接合した後、成長基板とIII 族窒化物半導体との界面にレーザーを照射してIII 族窒化物半導体層を分解させて成長基板を分離除去する方法である。また、別の技術として、III 族窒化物半導体層の成長基板に近い層に薬液に溶解可能な層を導入し、III 族窒化物半導体層と支持基板とを接合した後に、所望の薬液により上記薬液に溶解可能な層を溶解して成長基板を除去する方法(ケミカルリフトオフ法)も知られている。 One such technique is the laser lift-off method. This is because after the group III nitride semiconductor layer and the support substrate are joined, the interface between the growth substrate and the group III nitride semiconductor is irradiated with a laser to decompose the group III nitride semiconductor layer and remove the growth substrate. It is a method to do. As another technique, a layer that can be dissolved in a chemical solution is introduced into a layer close to the growth substrate of the group III nitride semiconductor layer, the group III nitride semiconductor layer and the support substrate are joined, and then the above-described method is performed using a desired chemical solution. A method of removing a growth substrate by dissolving a layer that can be dissolved in a chemical solution (chemical lift-off method) is also known.
このような基板リフトオフによるIII 族窒化物半導体発光素子では、たとえば、基板の除去により露出したn型層表面にn電極を設け、支持基板として導電性材料を用いることで縦に導通をとる構造としている。このようなIII 族窒化物半導体発光素子において、素子全面に電流を拡散させるために、n電極をパッド部と線状部とで構成することが知られている(たとえば特許文献1、2)。パッド部はボンディングワイヤが接続される部分であり、線状部は、パッド部から線状に延伸する部分である。 In such a group III nitride semiconductor light-emitting device by substrate lift-off, for example, an n-electrode is provided on the surface of an n-type layer exposed by removing the substrate, and a conductive material is used as a supporting substrate, thereby providing a vertical conduction structure. Yes. In such a group III nitride semiconductor light-emitting device, it is known that an n-electrode is composed of a pad portion and a linear portion in order to diffuse current over the entire surface of the device (for example, Patent Documents 1 and 2). The pad portion is a portion to which a bonding wire is connected, and the linear portion is a portion that extends linearly from the pad portion.
また、基板リフトオフによるIII 族窒化物半導体発光素子では、n型層側から光を取り出すこととなるが、n電極が光を反射・吸収してしまい、光取り出し効率を悪化させてしまうという問題がある。また、n電極の面積を小さくして反射・吸収を抑制しようとすると、駆動電圧を上昇させてしまう。これらの問題を解決するべく、特許文献1、2ではn電極のパッド部、線状部に対して、さらに以下のような工夫をしている。 Further, in the group III nitride semiconductor light emitting device by substrate lift-off, light is extracted from the n-type layer side, but the problem that the n electrode reflects and absorbs light and deteriorates the light extraction efficiency. is there. Further, if the area of the n electrode is reduced to suppress reflection / absorption, the drive voltage is increased. In order to solve these problems, Patent Documents 1 and 2 further devise the following for the pad portion and the linear portion of the n-electrode.
特許文献1では、線状部が外周に沿った枠状に形成された外周線路部を有することで、発光領域全体に電流を供給することができるようにしている。また、n電極のパッド部の一部を絶縁膜上に形成することで、パッド部に電流が集中してしまうのを抑制し、電流を発光領域全体に拡散することができるとともに、パッド部がn型層と接する面積が小さくなるため、パッド部直下の発光を抑制し、光の反射・吸収を抑制することができる。 In Patent Document 1, the linear portion has an outer peripheral line portion formed in a frame shape along the outer periphery, so that current can be supplied to the entire light emitting region. Further, by forming a part of the pad portion of the n-electrode on the insulating film, it is possible to suppress the current from being concentrated on the pad portion and to diffuse the current over the entire light emitting region. Since the area in contact with the n-type layer is reduced, light emission directly under the pad portion can be suppressed, and reflection / absorption of light can be suppressed.
また、特許文献2には、2つのパッド部と、2つのパッド部から線状に延伸された互いに平行に離間した第1延伸部、第2延伸部と、第1延伸部と第2延伸部との間に位置し、それらに平行な線状に延伸されたの第3延伸部と、第1延伸部と第3延伸部、および第2延伸部と第3延伸部とを接続し、互いに平行に離間した線状の第1接続延伸部、第2接続延伸部と、を有した構造のn電極が示されている。また、n電極は外周に沿って枠状に形成された外周部を有しないことが記載されている。このようなn電極とすることで、光取り出し効率を向上させつつ、駆動電圧上昇を抑制できることが記載されている。 Patent Document 2 discloses that two pad portions, a first extending portion, a second extending portion, a first extending portion, and a second extending portion that are linearly extended from the two pad portions and spaced apart from each other in parallel. And connecting the third stretched portion, the first stretched portion and the third stretched portion, and the second stretched portion and the third stretched portion, which are linearly stretched in parallel with each other, An n-electrode having a structure having linearly connected first connection extension portions and second connection extension portions spaced apart in parallel is shown. Further, it is described that the n-electrode does not have an outer peripheral portion formed in a frame shape along the outer periphery. It is described that such an n electrode can suppress an increase in driving voltage while improving light extraction efficiency.
しかし、特許文献1、2のようなn電極の構造を採用しても、n電極による光の反射・吸収の抑制効果は十分でなかった。そのため、光取り出し効率を十分に向上させることができなかった。 However, even if the n-electrode structure as in Patent Documents 1 and 2 is adopted, the effect of suppressing the reflection / absorption of light by the n-electrode is not sufficient. Therefore, the light extraction efficiency could not be sufficiently improved.
そこで本発明の目的は、n電極による光の反射・吸収を低減し、光取り出し効率が向上されたIII 族窒化物半導体発光素子を実現すること、およびその製造方法の提供である。 Accordingly, an object of the present invention is to realize a group III nitride semiconductor light-emitting device with reduced light reflection / absorption by an n-electrode and improved light extraction efficiency, and to provide a manufacturing method thereof.
第1の発明は、導電性の支持体と、支持体上に位置する第1電極と、第1電極上に順に位置するIII 族窒化物半導体からなる第1伝導型の第1層、発光層、第1伝導型とは反対の伝導型の第2伝導型の第2層である半導体層と、を有するIII 族窒化物半導体発光素子において、発光層を各素子ごとに分断する素子分離溝と、素子分離溝側面に露出した第2層側面の少なくとも一部領域に形成され、第2層上には形成されていない第2電極と、を有し、素子分離溝は、第1層の発光層側とは反対側の表面から、第2層に達する深さの第1素子分離溝と、第2層の発光層側とは反対側の表面から、第1素子分離溝に達する深さの第2素子分離溝と、によって構成されていて、第1素子分離溝側面に、第1層と第2層間の短絡を防止する絶縁性の第1保護膜を有する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a conductive support, a first electrode positioned on the support, a first conductivity type first layer made of a group III nitride semiconductor positioned on the first electrode, a light emitting layer A group III nitride semiconductor light emitting device having a semiconductor layer that is a second layer of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and an element isolation groove for dividing the light emitting layer into each device, , it is formed in at least a partial region of the second layer side exposed in the isolation trench side, and a second electrode which is not formed on the second layer, have a device isolation trench, the emission of the first layer The first element isolation groove having a depth reaching the second layer from the surface opposite to the layer side, and the depth reaching the first element isolation groove from the surface of the second layer opposite to the light emitting layer side. An insulating first for preventing a short circuit between the first layer and the second layer on the side surface of the first element isolation groove. Having Mamorumaku a III-nitride semiconductor light emitting device characterized by.
第1伝導型がp型であれば、第2伝導型はn型であり、第1伝導型がn型であれば、第2伝導型はp型である。 If the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type. If the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type.
素子分離溝側面に露出する半導体層側面のうち、第2層の一部領域から第1層に連続して絶縁性の第1保護膜を形成してもよい。第1層と第2層間の短絡を防止するためである。 An insulating first protective film may be formed continuously from the partial region of the second layer to the first layer among the side surfaces of the semiconductor layer exposed at the side surfaces of the element isolation trench. This is to prevent a short circuit between the first layer and the second layer.
第2層表面(発光層側とは反対側の面)には、凹凸形状を設けて光取り出し効率を向上させるようにしてもよい。また、第2層表面の全面には透明電極を設け、第2電極と接続する構成としてもよい。これにより電流拡散性を向上させ、発光の均一性を高めることができる。また、その透明電極に替えて、あるいは透明電極上に、第2保護膜を形成して、第2層表面または透明電極表面を保護するようにしてもよい。 An uneven shape may be provided on the surface of the second layer (the surface opposite to the light emitting layer side) to improve the light extraction efficiency. Moreover, it is good also as a structure which provides a transparent electrode in the whole surface of a 2nd layer surface, and connects with a 2nd electrode. Thereby, current diffusibility can be improved and the uniformity of light emission can be improved. Moreover, it may replace with the transparent electrode, or may form a 2nd protective film on a transparent electrode, and may make it protect a 2nd layer surface or a transparent electrode surface.
第2電極は、第2層側面に直接接触するようにしてもよいし、透明電極を介して接触するようにしてもよい。また、第2電極は第1保護膜上にも形成されていてよい。 The second electrode may be in direct contact with the side surface of the second layer, or may be in contact via a transparent electrode. The second electrode may also be formed on the first protective film.
第2電極が第2層に接続する面積をより拡大するために、素子分離溝を平面視において櫛歯状、格子状、ジグザグ状、ストライプ状、などの形状としてもよい。素子外周に沿って枠状の平面パターンとする従来の場合に比べて、素子分離溝の側面に露出する第2層の面積が大きくなるため、第2電極が第2層側面に接する面積を増やすことができ、第2層に電子を注入する効率が向上し、発光効率の向上が期待できる。 In order to further increase the area where the second electrode is connected to the second layer, the element isolation groove may have a comb shape, a lattice shape, a zigzag shape, a stripe shape, or the like in plan view. Since the area of the second layer exposed on the side surface of the element isolation groove is larger than in the conventional case where a frame-like planar pattern is formed along the outer periphery of the element, the area where the second electrode is in contact with the side surface of the second layer is increased. Therefore, the efficiency of injecting electrons into the second layer is improved, and an improvement in light emission efficiency can be expected.
また、素子分離溝は、発光層を各素子ごとに分断するよう形成されていればよく、半導体層の外周を貫通するよう形成された溝であってもよい。半導体層の外周とは、平面視におけるIII 族窒化物半導体発光素子の外周またはその近傍の領域を意味する。さらには、第1層の発光層側とは反対側の表面から第2層に達する深さの第1素子分離溝と、第2層の発光層側とは反対側の表面から第1素子分離溝に達する深さの第2素子分離溝と、によって構成してもよい。この場合、第1保護膜は、第1素子分離溝の側面に形成することで、半導体層側面に露出する第1層、第2層間を容易に第1保護膜で覆うことができ、短絡を防止することができる。または、第1素子分離溝を埋めるようにして第1保護膜を形成してもよい。また、第2素子分離溝の側面には第2層のみが露出するため、第2電極の形成も容易となる。 Further, the element isolation groove only needs to be formed so as to divide the light emitting layer for each element, and may be a groove formed so as to penetrate the outer periphery of the semiconductor layer. The outer periphery of the semiconductor layer means the outer periphery of the group III nitride semiconductor light emitting device in a plan view or a region in the vicinity thereof. Further, the first element isolation groove having a depth reaching the second layer from the surface of the first layer opposite to the light emitting layer side, and the first element isolation from the surface of the second layer opposite to the light emitting layer side. You may comprise by the 2nd element isolation groove of the depth which reaches a groove | channel. In this case, by forming the first protective film on the side surface of the first element isolation trench, the first layer and the second layer exposed on the side surface of the semiconductor layer can be easily covered with the first protective film, and a short circuit is prevented. Can be prevented. Alternatively, the first protective film may be formed so as to fill the first element isolation trench. In addition, since only the second layer is exposed on the side surface of the second element isolation groove, the second electrode can be easily formed.
本発明とは別の発明として、素子分離溝側面に露出する半導体層側面のうち、第2層の一部領域から第1層に連続して形成され、第1層と第2層間の短絡を防止する絶縁性の第1保護膜をさらに有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子としてもよい。 As another invention , the semiconductor layer side surface exposed on the side surface of the element isolation trench is formed continuously from a partial region of the second layer to the first layer, and a short circuit between the first layer and the second layer is performed. A Group III nitride semiconductor light emitting device characterized by further having an insulating first protective film to be prevented may be used.
本発明とは別の発明として、素子分離溝は、半導体層の外周を貫通していることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子としてもよい。 As another invention different from the present invention , the element isolation groove may be a group III nitride semiconductor light emitting device characterized by penetrating the outer periphery of the semiconductor layer .
第1素子分離溝と第2素子分離溝とでは、その平面パターンは異なっていてもよい。ただし、平面視において第1素子分離溝が形成されず第2素子分離溝のみが形成されている領域が存在すると、その領域の第1層から第2層までの総膜厚は、他の領域の第1層から第2層までの総膜厚よりも薄くなり、望ましくない。よって、第1素子分離溝と第2素子分離溝の平面パターンは同一とするか、もしくは平面視において第2素子分離溝が第1素子分離溝に含まれるようなパターンとして、平面視において第1素子分離溝が形成されず第2素子分離溝のみが形成されている領域が存在しないようにすることが望ましい。 The first element separation groove and the second element separation groove may have different plane patterns. However, when there is a region in which the first element isolation groove is not formed and only the second element isolation groove is formed in a plan view, the total film thickness from the first layer to the second layer in the region is the other region. The total film thickness from the first layer to the second layer becomes thinner, which is not desirable. Therefore, the first element separation groove and the second element separation groove have the same planar pattern, or the first element separation plane is the first pattern in the plan view as a pattern in which the second element separation groove is included in the first element separation groove. It is desirable that no element isolation trench is formed and there is no region where only the second element isolation trench is formed.
第2の発明は、第1の発明において、第2層の発光層側とは反対側の表面と、半導体層側面のうち第2層が露出した領域とに連続して形成された透明電極をさらに有し、第2電極は、透明電極を介して第2層側面に接触する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。 The second invention is Oite the first invention, the light emitting layer side of the second layer and the opposite surface, the transparent second layer of the semiconductor layer side is continuously formed on the exposed region The group III nitride semiconductor light-emitting device further includes an electrode, and the second electrode is in contact with the side surface of the second layer through the transparent electrode.
第3の発明は、第1の発明において、第2層の発光層側とは反対側の表面に形成され、第2電極に接続された透明電極をさらに有し、第2電極は、第2層側面に直接接触する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。 A third invention is Oite the first invention, the light emitting layer side of the second layer is formed on the surface of the opposite, further comprising a transparent electrode connected to the second electrode, the second electrode, A Group III nitride semiconductor light-emitting device, which is in direct contact with the side surface of the second layer.
第4の発明は、第1の発明において、第2層の発光層側とは反対側の表面に形成された、絶縁性の第2保護膜をさらに有する、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。 A fourth invention is Oite to the first invention, III-group of the light emitting layer side of the second layer formed on the surface of the opposite, further comprising an insulating second protective layer, characterized in that This is a nitride semiconductor light emitting device.
第5の発明は、第1の発明から第4の発明において、第2層の発光層側とは反対側の表面に凹凸形状が形成されている、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。 A fifth invention provides a group III nitride semiconductor light emitting device according to any one of the first to fourth inventions, wherein an uneven shape is formed on a surface of the second layer opposite to the light emitting layer side. It is an element.
第6の発明は、第1の発明から第5の発明において、第1伝導型はp型、第2伝導型はn型であることを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子である。 A sixth invention is a group III nitride semiconductor light emitting device according to the first to fifth inventions, wherein the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type.
第7の発明は、成長基板上にIII 族窒化物半導体からなる第2層、発光層、第1層を順に形成して半導体層を形成し、第1層上に第1電極を形成し、第1電極と支持体とを接合した後、基板リフトオフによって成長基板を除去する工程を有した第4の発明のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法において、第1層の形成後、第1電極の形成前に、第1素子分離溝を形成してpn分離する第1素子分離溝形成工程と、第1素子分離溝形成工程後、第1電極の形成前に、第1素子分離溝の側面を覆うようにして第1保護膜を形成する第1保護膜形成工程と、成長基板の除去後、第2素子分離溝を形成して半導体層を貫通させ、半導体層を各素子ごとに分離させる第2素子分離溝形成工程と、第2素子分離溝形成工程後、第2素子分離溝によって露出した第2層側面に第2電極を形成する第2電極形成工程と、を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法である。 In a seventh aspect of the present invention, a semiconductor layer is formed by sequentially forming a second layer made of a group III nitride semiconductor, a light emitting layer, and a first layer on a growth substrate, and a first electrode is formed on the first layer. In the method for manufacturing a group III nitride semiconductor light-emitting device according to the fourth aspect of the present invention, the method includes the step of removing the growth substrate by substrate lift-off after bonding the first electrode and the support. Before the formation of the electrode, a first element isolation groove forming step for forming a first element isolation groove and performing pn separation, and after the first element isolation groove forming step and before the formation of the first electrode, A first protective film forming step for forming a first protective film so as to cover the side surface, and after removing the growth substrate, a second element isolation groove is formed to penetrate the semiconductor layer, and the semiconductor layer is separated for each element A second element isolation groove forming step, and after the second element isolation groove forming step, Is a manufacturing method of a group III nitride semiconductor light-emitting device, characterized in that the second layer side and has a second electrode forming step of forming a second electrode.
本発明のIII 族窒化物半導体発光素子では、光取り出し面となる第2層表面上に第2電極が位置しないため、第2電極が光取り出しの妨げとなることがない。そのため、光取り出し効率を向上させることができる。また、従来は第2電極により光取り出しが妨げられるため、平面視において第2電極と重なる領域には第1電極を設けないようにし、平面視において第2電極と重なる領域の発光層を発光しないようにしていた。そのため、発光面積が減少していた。しかし、本発明のIII 族窒化物半導体発光素子では、上述のように第2層表面上に第2電極が位置しないため、第1電極を全面に設けることができ、発光面積を拡大することができるので、発光効率の向上を図ることができる。 In the group III nitride semiconductor light emitting device of the present invention, since the second electrode is not located on the surface of the second layer serving as the light extraction surface, the second electrode does not hinder light extraction. Therefore, the light extraction efficiency can be improved. Conventionally, since light extraction is prevented by the second electrode, the first electrode is not provided in a region overlapping the second electrode in plan view, and the light emitting layer in the region overlapping the second electrode in plan view does not emit light. It was like that. Therefore, the light emission area has been reduced. However, in the group III nitride semiconductor light emitting device of the present invention, since the second electrode is not located on the surface of the second layer as described above, the first electrode can be provided on the entire surface, and the light emitting area can be increased. Therefore, the luminous efficiency can be improved.
また、本発明は小型もしくは平面視で長方形のIII 族窒化物半導体発光素子に有効である。そのような形状のIII 族窒化物半導体発光素子では、素子主面の面積に対する半導体層側面の面積の割合が大きいため、電子を効率的に第2層側面から注入することができ、また側面から素子中央部までの距離が短くなるため、電流拡散性が向上して発光の均一性を高めることができる。 The present invention is also effective for a group III nitride semiconductor light emitting device that is small or rectangular in plan view. In the group III nitride semiconductor light-emitting device having such a shape, the ratio of the area of the semiconductor layer side surface to the area of the element main surface is large, so that electrons can be efficiently injected from the side surface of the second layer. Since the distance to the central portion of the element is shortened, the current diffusibility is improved and the uniformity of light emission can be enhanced.
また、第1、7の発明によると、第1保護膜および第2電極の形成を容易とすることができる。すなわち、第1層の形成後に第1素子分離溝を形成し、その第1素子分離溝を埋めるようにして第1保護膜を形成すれば、第1層側面から第2層側面にかけて容易に第1保護膜で覆うことができる。また、第2素子分離溝側面には、第2層のみが露出するため、第2層側面に第2電極を容易に形成することができる。 Further, according to the invention of 1, 7, it is possible to facilitate the formation of the first protective layer and the second electrode. That is, if the first element isolation groove is formed after the first layer is formed and the first protective film is formed so as to fill the first element isolation groove, the first layer side surface can be easily formed from the first layer side surface to the second layer side surface. 1 It can be covered with a protective film. In addition, since only the second layer is exposed on the side surface of the second element isolation groove, the second electrode can be easily formed on the side surface of the second layer.
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples.
図1は、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子の構成を示した図である。III 族窒化物半導体発光素子は、図1のように、導電性の支持体10と、支持体10上に、接合層20を介して接合されたp電極30と、p電極上に位置し、III 族窒化物半導体からなる半導体層40と、を有している。半導体層40は、p電極30側から順に、p型層41、発光層42、n型層43の3層が積層された構造である。n型層43表面(発光層42側とは反対側の面)には、透明電極60が形成されている。また、半導体層40の端部(平面視において素子の外周にあたる領域)には、素子分離溝70が形成されている。素子分離溝70は、半導体層40を貫通している。また、その素子分離溝70の底面70a、側面70bのうちn型層43の一部を除く領域に連続して、絶縁体である保護膜80(本発明の第1保護膜に相当する)が形成されている。n電極50は、素子分離溝70の側面70bであって、保護膜80が形成されずにn型層43側面が露出した領域に、そのn型層43に接して形成されている。n型層43上部の領域にはn電極50は位置していない。この実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子は、支持体10裏面(接合層20側とは反対側の面)に設けられた裏面電極(図示しない)とn電極50間に電圧を印加して素子主面に垂直な方向に導通させて発光させ、n型層43側から光を取り出す構造である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a group III nitride semiconductor light emitting device of Example 1. As shown in FIG. 1, the group III nitride semiconductor light emitting device is located on the
支持体10は、Si、GaAs、Cu、Ge、Cu−Wなどからなる導電性基板を用いることができる。接合層20には、Au−Sn層、Au−Si層、Ag−Sn−Cu層、Sn−Bi層などの金属共晶層を用いることができ、低融点金属ではないが、Au層、Sn層、Cu層などを用いることもできる。なお、接合層を用いて支持体101とp電極103とを接合するのではなく、p電極30上に直接めっきやスパッタなどによってCuなどの金属層を形成して支持体10としてもよい。p電極30には、Ag、Rh、Pt、Ruやこれらの金属を主成分とする合金などの高光反射率で低コンタクト抵抗な金属や、Ni、Ni合金、Au合金などを用いることができる。また、p電極30は透明電極膜と高反射金属膜からなる複合層(半導体層40と接触する側が透明電極膜)であってもよい。透明電極膜にはITO(スズドープの酸化インジウム)、ICO(セリウムドープの酸化インジウム)、IZO(亜鉛ドープの酸化インジウム)などの透明導電性酸化物や、Auなどの金属薄膜を用いることができる。
As the
p電極30は、p型層41表面(発光層42側とは反対側の面)のほぼ全面(素子外周部を除くすべての領域)に接して形成する。従来は、平面視においてn電極50と対向する領域にはp電極30を設けないようにしていた。これは、そのような領域はn電極によって光が吸収・反射されて光取り出しを阻害してしまう領域であるから、その領域にp電極30を設けないことでその領域の発光層42が発光しないようにし、発光効率の向上を図るものである。しかし、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子では、n型層43上部にn電極50が位置していないため、p電極30をほぼ全面に形成することができ、発光面積を拡大して発光効率を向上させることができる。
The p-
半導体層40を構成するp型層41、発光層42、n型層43は、いずれも従来のIII 族窒化物半導体発光素子の構成として知られている任意の構成を用いることができる。たとえば、p型層41は、支持体10側から順に、MgがドープされたGaNからなるpコンタクト層、MgがドープされたAlGaNからなるpクラッド層が積層された構造である。発光層42は、たとえば、GaNからなる障壁層とInGaNからなる井戸層が繰り返し積層されたMQW構造である。n型層43は、たとえば、発光層42側から順に、GaNからなるnクラッド層、GaNからなる高濃度にSiがドープされたn型コンタクト層、が積層された構造である。
As the p-
n型層43の表面(発光層42側とは反対側の面)には、KOH、NaOH、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、リン酸などの水溶液によるウェットエッチングによって凹凸形状44が形成されている。凹凸形状44は微細な角錐が多数形成されたものであり、その角錐の側面は、素子主面に対して約60度の角を成している。この凹凸形状44により、光取り出し効率の向上を図っている。なお、凹凸形状44を形成することは必ずしも必要ではなく、凹凸形状44を形成せずにn型層43表面を平坦なままとしてもよい。
An
透明電極60は、凹凸形状44を有したn型層43表面の全面に形成されている。また、透明電極60は端部においてn電極60に接続している。透明電極60には、透明導電性酸化物や金属薄膜などを用いることができる。透明導電性酸化物は、たとえば、ITO(スズドープの酸化インジウム)、ICO(セリウムドープの酸化インジウム)、IZO(亜鉛ドープの酸化インジウム)などである。金属薄膜は、たとえば、Auなどである。
The
なお、透明電極60に替えて、透光性の絶縁膜(本発明の第2保護膜に相当する)をn型層43表面を保護するために設けるようにしてもよい。また、透明電極60上にさらに保護膜を有する構造としてもよい。これら保護膜には、後述する保護膜80と同様の材料を用いることができる。一例として、図3に、n型層43表面に凹凸形状を設けず、透明電極60に替えて保護膜90をn型層表面に設けた例を示す。
Instead of the
素子分離溝70は、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程において、成長基板上に形成された半導体層40を各素子ごとに分離するために設ける溝であり、素子製造後においては、図1のように、半導体層40をメサ状とするように素子の外周部に形成された溝である。この素子分離溝70は、半導体層40を貫通している。素子分離溝70は、素子外周部に沿った枠状の平面パターンに形成されている。
The
保護膜80には、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、Al2 O3 、Six Ny 、SiOx Ny などを用いることができる。また、これらの材料の複合層であってもよい。保護膜80は、図1に示すように、素子分離溝70側面70bに露出する半導体層43側面のうち、n型層43の発光層12近傍からp型層41にわたる領域と、素子分離溝70底面70aである接合層20上と、に連続して膜状に形成されている。この保護膜80によって、素子分離溝70側面に露出したp型層41とn型層43との間で電流のリークやショートが生じてしまうのを防止している。素子分離溝70によって露出する半導体層43側面のうち、発光層42近傍以外のn型層43側面については、保護膜80に覆われず露出している。つまり、素子分離溝70側面のうち、素子分離溝70底面から発光層42近傍のn型層43までの高さの領域は保護膜80に覆われ、それよりも高い領域は保護膜80に覆われていない。なお、n型層43をコンタクト層とクラッド層とで構成する場合、保護膜80によってクラッド層まで覆われ、n型層43のうちコンタクト層のみが露出していることが望ましいが、クラッド層が露出していてもかまわない。
For the
n電極50は、半導体層43側面、および保護膜80上に位置している。また、n電極50は、保護膜80に覆われず露出したn型層43側面に直接接するとともに、透明電極60にも接続している。n電極50全体としての形状は、素子外周部に沿ったリング状である。n電極50の材料には、III 族窒化物半導体発光素子のn電極の材料として従来用いられてきた材料を用いることができる。たとえば、V/Ni、Ti/Al、V/Au、Ti/Au、Ni/Auである。ここで記号「/」は積層であることを意味し、A/BはAを成膜したのちBを成膜する意味する。以下において同じである。ここではn型層43側から順に積層させた構造を示すものである。なお、実施例1ではn電極50は保護膜80上にも形成しているが、保護膜80上に形成する必要はない。ただし、形成の容易さの点などから、実施例1のように、保護膜80上にn電極50が位置するようにしてもかまわない。
The
図7は、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子を上方(光取り出し側であるn型層43表面側)から見た図である。図7のように、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子は、平面視で正方形である。素子分離溝70は、素子外周に沿って正方形の枠状のパターンに形成されている。半導体層40およびその上に形成された透明電極60の平面視での領域は、素子分離溝70の正方形の枠状パターンに囲まれた内部領域であり、正方形である。n電極50の平面視でのパターンは、素子分離溝70とおよそ一致しており、透明電極60に接した正方形の枠状のパターンである。
FIG. 7 is a view of the group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 1 as viewed from above (on the surface side of the n-
以上に説明した実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子では、n電極50をn型層43側面に設け、n型層43表面には設けないようにしている。そのため、光取り出し面であるn型層43表面には光取り出しを阻害するものがなく、光取り出し効率の向上が図られている。
In the group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 1 described above, the n-
また、n型層43上の全面に、n電極50と接続する透明電極60が形成されているため、その透明電極60によって電子を素子面方向に効率的に拡散させることができ、発光の均一性および発光効率が向上されている。
Further, since the
また、p電極30をp型層41のほぼ全面に形成することができるため、発光面積を拡大することができ、発光効率を向上させることができる。
Further, since the p-
また、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子は、小型の素子や平面視で長方形の素子などに特に有効である。それらのIII 族窒化物半導体発光素子では、素子主面の面積に対する半導体層側面の面積の割合が大きいため、電子を効率的にn型層側面から注入することができ、また側面から素子中央部までの距離が短くなるため、電流拡散性が向上して発光の均一性を高めることができる。 The group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 1 is particularly effective for a small device or a rectangular device in plan view. In these group III nitride semiconductor light-emitting devices, the ratio of the area of the semiconductor layer side surface to the area of the device main surface is large, so electrons can be efficiently injected from the side surface of the n-type layer, and from the side surface to the center of the device Therefore, the current diffusibility is improved and the uniformity of light emission can be improved.
次に、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程について、図を参照に説明する。 Next, the manufacturing process of the group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 1 will be described with reference to the drawings.
(半導体層40形成工程)
まず、サファイア基板90を用意し、サーマルクリーニングを行ってサファイア基板90表面の不純物を除去する。そして、サファイア基板90上に、AlNからなるバッファ層(図示しない)を介してMOCVD法によってIII 族窒化物半導体からなるn型層43、活性層42、p型層41を順に積層させ、半導体層40を形成する(図2.A)。MOCVD法において用いる原料ガスは、窒素源として、アンモニア(NH3 )、Ga源として、トリメチルガリウム(Ga(CH3 )3 )、In源として、トリメチルインジウム(In(CH3 )3 )、Al源として、トリメチルアルミニウム(Al(CH3 )3 )、n型ドーピングガスとして、シラン(SiH4 )、p型ドーピングガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5 H5 )2 )、キャリアガスとしてH2 、N2 である。成長基板としてサファイア基板90以外にも、SiC、ZnO、スピネル、などの基板を用いることができる。
(
First, a
(p電極30形成工程)
次に、p型層41上であって素子外周部を除いた領域に、スパッタ法によってp電極30を形成する。他に蒸着法を用いてもよい。さらにp電極30上に接合層20を形成する(図2.B)。なお、p電極30と接合層20との間に、接合層20を構成する金属元素がp電極30やp型層41に拡散するのを防止するために、拡散防止層を形成しておくことが望ましい。拡散防止層には、Ti/Ni/AuなどのTi/Niを含む多層膜や、W/Pt/AuなどのW/Ptを含む多層膜を用いることができる。
(
Next, a p-
(支持体10接合工程)
次に、支持体10を用意し、接合層20を介して、支持体10とp電極30を接合する(図2.C)。この際、支持体10の一方の表面にも接合層20を形成し、支持体10の接合層20とp電極30上の接合層20とを合わせて加熱プレスすることで接合している。
(
Next, the
(レーザーリフトオフ工程)
そして、レーザーリフトオフにより、サファイア基板90を分離除去する(図2.D)。すなわち、サファイア基板90側から、サファイアは透過しIII 族窒化物半導体では吸収される波長のレーザー光(たとえばKrFなどのエキシマレーザ)を照射し、サファイア基板90と半導体層40との界面近傍の半導体層40を分解することで、半導体層40からサファイア基板90を剥離して除去する。
(Laser lift-off process)
Then, the
(素子分離溝70形成工程)
次に、n型層43表面側(発光層42側とは反対側の面)から、そのn型層43表面の素子分離する領域をRIE(反応性イオンエッチング)などのドライエッチングによってエッチングし、半導体層40を貫通して接合層20に達する深さの素子分離溝70を形成する(図2.E)。素子分離溝70は、ドライエッチングの他、KOHなどによるウェットエッチングやレーザー光照射によって形成してもよい。
(
Next, from the surface side of the n-type layer 43 (surface opposite to the light-emitting
(保護膜80形成工程)
次に、CVD法やスパッタを用いて、素子分離溝70側面70bに露出したn型層43側面の発光層42近傍の領域からp型層側面、および素子分離溝70底面70aに露出した接合層20に連続した膜状の保護膜80を形成する(図2.F)。このようなパターンに保護膜80を形成することで、n型層43側面の発光層42近傍の領域からp型層側面にかけて保護膜80で覆われ、p型層41とn型層43との間での電流のリークやショートが防止されるとともに、n型層43側面の発光層42近傍以外の領域は保護膜80に覆われずに露出したままとなり、後工程でn電極50が接触する領域となる。
(
Next, the bonding layer exposed to the p-type layer side surface and the
(凹凸形状44形成工程)
次に、n型層43表面をTMAH水溶液によってウェットエッチングし、n型層43表面に凹凸形状44を形成する(図2.G)。このウェットエッチングにはTMAH以外にもKOHやNaOH、リン酸などを用いることもできる。
(
Next, the surface of the n-
なお、これら、素子分離溝70形成工程、保護膜80形成工程、凹凸形状44形成工程は、上記順番に限るものではなく、以下のように順番が前後していてもよい。まず先に凹凸形状44を形成し、次に素子分離溝70を形成した後、保護膜80を形成してもよい。また、素子分離溝70を形成し、凹凸形状44を形成した後、保護膜80を形成してもよい。
The
(透明電極60形成工程)
次に、凹凸形状44の形成されたn型層43表面の全面に、透明電極60をスパッタによって形成する(図2.H)。なお、透明電極60の形成は、凹凸形状44の形成後であれば、素子分離溝70形成工程や保護膜80形成工程の前に行うようにしてもよい。また、透明電極60の形成にはスパッタ以外にも蒸着などによって形成してもよい。
(
Next, a
(n電極50形成工程)
次に、スパッタまたは蒸着とリフトオフ法を用いて、保護膜80に覆われずに露出したn型層43側面、および保護膜80上に連続した領域に、透明電極60に接するようにしてn電極50を形成する(図2.I)。
(N-
Next, by using sputtering or vapor deposition and a lift-off method, the n-
次に、支持体10を研磨して薄くし、支持体10裏面に裏面電極(図示しない)を形成し、レーザーダイシングによる素子分離を行う。以上によって、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子が製造される。レーザーダイシング以外にも、スクライビングなどによって素子分離を行ってもよい。
Next, the
図4は、実施例2のIII 族窒化物半導体発光素子の構成を示した図である。実施例2のIII 族窒化物半導体発光素子は、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子において、透明電極60、n電極50に替えて以下に説明する透明電極160、n電極150を設けた構成である。他の構成については実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子と同一である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a group III nitride semiconductor light emitting device of Example 2. The group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 2 is the same as the group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 1, except that the
透明電極160は、n型層43表面全面、n型層43側面のうち保護膜80に覆われず露出した領域、および保護膜80上に連続して膜状に形成されている。透明電極160の材料は実施例1の透明電極60と同様である。
The
n電極150は、透明電極160上であってn型層43上部にあたる領域を除いた領域に形成されている。つまり、透明電極60の保護膜80上部にあたる領域上、および素子分離溝70の側面のうち、保護膜80に覆われずに露出したn型層43側面であって、透明電極160を挟んだ領域、に連続して形成されている。
The
以上述べた実施例2のIII 族窒化物半導体発光素子は、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子と同様に、光取り出し面であるn型層43上にn電極150が位置しないため、光取り出しを阻害するものがなく、光取り出し効率が向上されている。また、n型層43側面とn電極150との間に透明電極160が形成され、その透明電極160がn型層43上の全面にも連続しているため、透明電極160により電子を拡散させて効率的にn型層43へ電子を注入することができ、発光の均一性および発光効率が向上している。
In the group III nitride semiconductor light emitting device of Example 2 described above, since the
図5は、実施例3のIII 族窒化物半導体発光素子の構成を示した図である。実施例3のIII 族窒化物半導体発光素子は、図5のように、素子分離溝70に替えて、第1素子分離溝270Aと第2素子分離溝270Bとで構成された素子分離溝270を有し、保護膜80に替えて保護膜280、透明電極60に替えて透明電極260、n電極50に替えてn電極250を有している点で、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子と異なっている。それ以外の構成については実施例1と同様である。以下、実施例1とは構成を替えた部分について説明する。
FIG. 5 is a view showing a configuration of a group III nitride semiconductor light emitting device of Example 3. As shown in FIG. 5, the group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 3 has an
第1素子分離溝270Aは、p型層41表面(発光層42側とは反対側の面)からn型層43に達する深さの溝である。この第1素子分離溝270Aは、素子外周部に沿った枠状である。また、第1素子分離溝270A側面270Abには、半導体層40のp型層41、発光層42、n型層43が露出している。この第1素子分離溝270Aは、半導体層40の形成直後に、半導体層40を各素子ごとにpn分離するために設けるものである。
The first
第2素子分離溝270Bは、n型層43表面(発光層42側とは反対側の面)から前記第1素子分離溝270Aに達する深さの溝である。この第2素子分離溝270Bは、素子外周部に沿った枠状である。これにより第1素子分離溝270Aと第2素子分離溝270Bとが素子分離溝270として一体に構成され、素子分離溝270は半導体層40を貫通している。この素子分離溝270により、各素子ごとに半導体層43が分離されている。また、第2素子分離溝270Bの底面270Baには保護膜280が露出し、側面270Bbには半導体層40のうちn型層43側面のみが露出する。
The second
保護膜280には、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、Al2 O3 、Six Ny 、SiOx Ny などを用いることができる。また、これらの材料の複合層であってもよい。保護膜280は、第1素子分離溝270Aの底面および側面に沿って膜状に形成されている。これにより、第1素子分離溝270Aの側面に露出するp型層41、n型層43は保護膜280に覆われている。
For the
透明電極260は、凹凸形状44の形成されたn型層43表面全面と、第2素子分離溝270B側面270Bbおよび底面270Baと、に連続して膜状に形成されている。透明電極260の材料は、透明電極60と同様の材料を用いることができる。
The
n電極250は、透明電極260上であってn型層43上部にあたる領域を除いた領域に形成されている。つまり、透明電極260の保護膜280上部にあたる領域上、および第2素子分離溝270Bの側面270Bbであって、透明電極260を挟んだ領域、に連続して形成されている。
The
以上説明した実施例3のIII 族窒化物半導体発光素子は、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子と同様の効果を得られる。つまり、光取り出し面であるn型層43上にn電極250が位置しないため、光取り出しを阻害するものがなく、光取り出し効率が向上されている。また、n型層43側面とn電極250との間に透明電極260が形成され、その透明電極260がn型層43上の全面にも連続しているため、透明電極260により電子を拡散させて効率的にn型層43へ電子を注入することができ、発光の均一性および発光効率が向上している。
The group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 3 described above can achieve the same effects as the group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 1. That is, since the n-
なお、実施例3のIII 族窒化物半導体発光素子では、n型層43表面に凹凸形状44を設けているが、設けずに平坦なままとしてもよい。また、透明電極260は第2素子分離溝270B側面270Bbにも形成し、n電極250とn型層43側面との間に透明電極260が位置するようにしているが、透明電極260をn型層43表面のみに設け、n電極250とn型層43が直接接触するように構成してもよい。
In the group III nitride semiconductor light emitting device of Example 3, the
次に、実施例3のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程について、図を参照に説明する。 Next, the manufacturing process of the group III nitride semiconductor light-emitting device of Example 3 will be described with reference to the drawings.
実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子の製造工程における半導体層40形成工程(図2.Aの工程)までは、同一工程であるため説明を省略する。
The steps up to the
(第1素子分離溝270A形成工程)
半導体層40の形成工程後、半導体層40のpn分離する領域を、p型層41表面からn型層43に達するまでドライエッチングする。これにより、半導体層40を各素子ごとにpn分離する第1素子分離溝270Aを形成する(図6.A)。
(Step of forming first
After the formation process of the
(保護膜280形成工程)
次に、CVD法やスパッタとフォトリソグラフィを用いて、第1素子分離溝270A側面270Abおよび底面270Aaに沿って膜状に保護膜280を形成する(図6.B)。p型層41表面には保護膜280を形成せず、露出した状態とする。
(
Next, a
(p電極30形成工程、支持体10接合工程、レーザーリフトオフ工程)
次に、p型層41上にp電極30を形成し、接合層20を介して支持体10とp電極30を接合し、レーザーリフトオフによりサファイア基板90を除去する(図6.C)。これらの工程は実施例1の場合と同様であり、詳細は省略する。
(P-
Next, the p-
(第2素子分離溝270B形成工程)
次に、素子分離する領域(平面視で第1素子分離溝270Aと重なる領域)を、レーザーリフトオフにより露出したn型層43表面側から保護膜280に達するまでドライエッチングし、第2素子分離溝270Bを形成する(図6.D)。この第2素子分離溝270Bと第1素子分離溝270Aとにより半導体層40は貫通し、各素子ごとに分離される。
(Second
Next, the element isolation region (the region overlapping with the first
(凹凸形状44形成工程)
次に、n型層43表面をTMAH水溶液によってウェットエッチングし、n型層43表面に凹凸形状44を形成する(図6.E)。なお、凹凸形状44の形成は、レーザーリフトオフ工程後、第2素子分離溝270Bの形成前に行ってもよい。
(
Next, the surface of the n-
(透明電極260形成工程)
次に、透明電極260をスパッタによって、凹凸形状44の形成されたn型層43表面の全面、第2素子分離溝270B側面270Bbに露出したn型層43側面、および第2素子分離溝270B底面270Baに露出した保護膜280上に連続する膜状に形成する(図6.F)。なお、透明電極260の形成は、凹凸形状44の形成後であれば、第2素子分離溝270Bの形成前に行ってもよい。
(
Next, the entire surface of the surface of the n-
(n電極250形成工程)
次に、スパッタまたは蒸着とリフトオフ法を用いて、透明電極260を挟んで第2素子分離溝270B側面270Bbにあたる領域、および保護膜280上に連続した領域に、透明電極60に接するようにしてn電極250を形成する(図6.G)。
(N-
Next, by using sputtering or vapor deposition and a lift-off method, the region corresponding to the side surface 270Bb of the second
次に、実施例1の支持体10を研磨して薄くし、支持体10裏面に裏面電極(図示しない)を形成し、レーザーダイシングによる素子分離を行う。以上によって、実施例3のIII 族窒化物半導体発光素子が製造される。
Next, the
以上述べた実施例3のIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法では、以下のような利点がある。実施例1では、n型層43側面の一部領域を覆い、他の領域を覆わずに露出するように保護膜80を形成していた。そのため、保護膜80のパターンを正確に制御する必要があった。一方、実施例3では、第1素子分離溝270A側面の全面に保護膜280を形成することができ、第1素子分離溝270A側面の一部を露出させる必要はない。そのため、実施例3では、実施例1の保護膜80の形成に比べて正確なパターン制御は必要なく、容易に保護膜280を形成することができる。また、第2素子分離溝270Bにより、その側面にn型層43側面のみを露出させることができるので、その側面にコンタクトをとるn電極250も容易に形成することができる。
The manufacturing method of the group III nitride semiconductor light emitting device of Example 3 described above has the following advantages. In the first embodiment, the
なお、実施例1〜3では、素子分離溝の平面パターンは外周部に沿った枠状としたが、必ずしもそのようなパターンに限るものではない。素子分離溝の平面パターンは、櫛歯状、ジグザグ状、ストライプ状、格子状などのパターンとすることもできる。一例として、実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子において、素子分離溝70のパターンを変形した例を図8に示す。図8は実施例1のIII 族窒化物半導体発光素子を上方から見た平面図であり、図8(a)は、素子分離溝70を櫛歯状のパターン、図8(b)は、ジグザグ状のパターン、図8(c)はストライプ状のパターン、図8(d)は格子状のパターンとした場合である。素子分離溝70をこれらのパターンとすると、図7のように単に枠状のパターンとした場合よりも素子分離溝70側面の面積が増大する。そのため、n電極50がn型層43側面にコンタクトをとる面積も増大し、発光効率の向上を期待できる。また、素子分離溝7側面から素子中央部までの距離も短縮されるので、素子中央部への電流拡散性が向上し、電流を素子面方向へ効率的に拡散させることができ、発光の均一性の向上を期待できる。
In the first to third embodiments, the planar pattern of the element isolation groove is a frame shape along the outer periphery, but is not necessarily limited to such a pattern. The planar pattern of the element isolation trench may be a comb-like shape, a zigzag shape, a stripe shape, a lattice shape, or the like. As an example, FIG. 8 shows an example in which the pattern of the
また、実施例1〜3では、成長基板であるサファイア基板の除去にレーザーリフトオフを用いているが、サファイア基板とn型層との間に薬液に溶解させることができるバッファ層を形成し、支持体との接合後に薬液によってバッファ層を溶解させてサファイア基板を分離除去するケミカルリフトオフを用いてもよい。 Moreover, in Examples 1-3, although the laser lift-off is used for the removal of the sapphire substrate which is a growth substrate, the buffer layer which can be dissolved in a chemical | medical solution is formed between a sapphire substrate and an n-type layer, and is supported. You may use the chemical lift-off which isolate | separates and removes a sapphire substrate by melt | dissolving a buffer layer with a chemical | medical solution after joining with a body.
また、実施例1〜3では、素子分離溝70、270は半導体層を貫通するものとしたが、必ずしも貫通している必要はなく、発光層を各素子ごとに分断するものであればよい。
In the first to third embodiments, the
また、実施例1〜3では、p型層とn型層間の短絡を防止するための保護膜80、280を設けているが、n電極50、150、250がp型層からn型層にまたがって形成されず、n型層側面にのみ形成されるようにすれば、保護膜80、280は必ずしも必要ではない。
In Examples 1 to 3, the
また、本発明は、実施例1〜3においてp型層とn型層の位置を入れ替えた構造についても適用可能である。 The present invention is also applicable to structures in which the positions of the p-type layer and the n-type layer are switched in the first to third embodiments.
本発明のIII 族窒化物半導体発光素子は、照明装置や表示装置などに利用することができる。 The group III nitride semiconductor light-emitting device of the present invention can be used for lighting devices, display devices, and the like.
10:支持体
20:接合層
30:p電極
40:半導体層
41:p型層
42:発光層
43:n型層
50、150、250:n電極
60、160、260:透明電極
70、270:素子分離溝
80、90、280:保護膜
270A:第1素子分離溝
270B:第2素子分離溝
10: support 20: bonding layer 30: p electrode 40: semiconductor layer 41: p-type layer 42: light-emitting layer 43: n-
Claims (7)
前記発光層を各素子ごとに分断する素子分離溝と、
前記素子分離溝側面に露出した前記第2層側面の少なくとも一部領域に形成され、前記第2層上には形成されていない第2電極と、
を有し、
前記素子分離溝は、
前記第1層の前記発光層側とは反対側の表面から、前記第2層に達する深さの第1素子分離溝と、
前記第2層の前記発光層側とは反対側の表面から、前記第1素子分離溝に達する深さの第2素子分離溝と、
によって構成されていて、
第1素子分離溝側面に、前記第1層と前記第2層間の短絡を防止する絶縁性の第1保護膜を有する、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子。 A conductive support; a first electrode located on the support; a first conductive type first layer comprising a group III nitride semiconductor located on the first electrode in sequence; a light emitting layer; In a group III nitride semiconductor light-emitting device having a semiconductor layer that is a second layer of a second conductivity type opposite to the conductivity type,
An element isolation groove for dividing the light emitting layer for each element;
A second electrode formed on at least a partial region of the side surface of the second layer exposed on the side surface of the element isolation trench and not formed on the second layer;
I have a,
The element isolation groove is
A first element isolation groove having a depth reaching the second layer from a surface opposite to the light emitting layer side of the first layer;
A second element isolation groove having a depth reaching the first element isolation groove from a surface of the second layer opposite to the light emitting layer side;
Is composed of
An insulating first protective film for preventing a short circuit between the first layer and the second layer on a side surface of the first element isolation groove;
A group III nitride semiconductor light emitting device characterized by the above.
前記第2電極は、前記透明電極を介して前記第2層側面に接触する、
ことを特徴とする請求項1に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。 A transparent electrode continuously formed on a surface of the second layer opposite to the light emitting layer side and a region of the side surface of the semiconductor layer where the second layer is exposed;
The second electrode is in contact with the side surface of the second layer through the transparent electrode.
III-nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, characterized in that.
前記第2電極は、前記第2層側面に直接接触する、
ことを特徴とする請求項1に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。 A transparent electrode formed on the surface of the second layer opposite to the light emitting layer side and connected to the second electrode;
The second electrode is in direct contact with the side surface of the second layer;
The group III nitride semiconductor light-emitting device according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項1に記載のIII 族窒化物半導体発光素子。 An insulating second protective film formed on the surface of the second layer opposite to the light emitting layer side;
III-nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, characterized in that.
前記第1層の形成後、前記第1電極の形成前に、前記第1素子分離溝を形成してpn分離する第1素子分離溝形成工程と、
前記第1素子分離溝形成工程後、前記第1電極の形成前に、前記第1素子分離溝の側面を覆うようにして前記第1保護膜を形成する第1保護膜形成工程と、
前記成長基板の除去後、前記第2素子分離溝を形成して前記半導体層を貫通させ、前記半導体層を各素子ごとに分離させる第2素子分離溝形成工程と、
前記第2素子分離溝形成工程後、前記第2素子分離溝によって露出した前記第2層側面に前記第2電極を形成する第2電極形成工程と、
を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体発光素子の製造方法。 Forming the semiconductor layer by sequentially forming the second layer, the light emitting layer, and the first layer made of a group III nitride semiconductor on a growth substrate; and forming the first electrode on the first layer; The method for manufacturing a group III nitride semiconductor light emitting device according to claim 4, further comprising a step of removing the growth substrate by substrate lift-off after joining the first electrode and the support.
A first element isolation groove forming step of forming the first element isolation groove and performing pn separation after the formation of the first layer and before the formation of the first electrode;
A first protective film forming step of forming the first protective film so as to cover a side surface of the first element isolation groove after the first element isolation groove forming step and before forming the first electrode;
A second element isolation groove forming step of forming the second element isolation groove after the growth substrate is removed, penetrating the semiconductor layer, and separating the semiconductor layer for each element;
A second electrode forming step of forming the second electrode on the side surface of the second layer exposed by the second element isolation groove after the second element isolation groove forming step;
A method for producing a Group III nitride semiconductor light-emitting device, comprising:
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