JP7364376B2 - Semiconductor light emitting device and method for manufacturing semiconductor light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体発光装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.
特許文献1には、半導体発光素子が開示されている。この半導体発光素子は、非発光部分および発光部分が、第1接合金属層および第2接合金属層によって接合された構造を有している。
非発光部分は、シリコン基板と、シリコン基板を被覆する第2接合金属層と、を含む。発光部分は、光を生成する半導体領域と、半導体領域の主面を被覆する光透過層と、光透過層を被覆する光反射層と、光反射層を被覆する第1接合金属層と、を含む。
The non-light-emitting portion includes a silicon substrate and a second bonding metal layer covering the silicon substrate. The light-emitting portion includes a semiconductor region that generates light, a light-transmitting layer covering the main surface of the semiconductor region, a light-reflecting layer covering the light-transmitting layer, and a first bonding metal layer covering the light-reflecting layer. include.
発光部分は、半導体領域の主面を、非発光部分に係るシリコン基板の主面に対向させた姿勢で発光部分の上に配置されている。この状態で、発光部分に係る第1接合金属層は、非発光部分に係る第2接合金属層に接合されている。 The light-emitting portion is arranged above the light-emitting portion with the main surface of the semiconductor region facing the main surface of the silicon substrate relating to the non-light emitting portion. In this state, the first bonding metal layer relating to the light-emitting portion is bonded to the second bonding metal layer relating to the non-light-emitting portion.
特許文献1に係る半導体発光素子では、活性層で発生した光が、第1、第2および第3の補助層を通過して、カソード電極側に出射される。したがって、第1、第2および第3の補助層の材料は、活性層で発生する光を吸収しない組成の材料であることが好ましい。
しかしながら、第3の補助層は、カソード電極に対するオーミックコンタクト層である。そのため、第3の補助層の材料は、カソード電極とのオーミック特性に優れる材料に制限される。一方で、第3の補助層に加工を施して光取り出し効率を向上させる場合でも、素子の順方向電圧(VF)の上昇をできる限り避けたいところである。
In the semiconductor light emitting device according to
However, the third auxiliary layer is an ohmic contact layer to the cathode electrode. Therefore, the material for the third auxiliary layer is limited to materials that have excellent ohmic characteristics with the cathode electrode. On the other hand, even when processing the third auxiliary layer to improve light extraction efficiency, it is desirable to avoid an increase in the forward voltage (VF) of the element as much as possible.
そこで、本発明の一実施形態は、発光層で発光させるための順方向電圧(VF)の上昇を抑制しながら、光取り出し効率を向上させることができる半導体発光装置およびその製造方法を提供する。 Accordingly, one embodiment of the present invention provides a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same, which can improve light extraction efficiency while suppressing an increase in forward voltage (VF) for causing a light emitting layer to emit light.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、基板と、前記基板上の金属層と、前記金属層上に形成され、発光層、前記発光層に対して前記基板側に配置された第1導電型層、および前記発光層に対して前記基板の反対側に配置された第2導電型層を含む半導体層と、前記基板上に形成された第1電極と、前記第2導電型層上に形成された第2電極とを含み、前記第2導電型層は、前記第2電極との接続部分に第1層を含み、前記第1層は、前記第2電極の周縁よりも前記第2電極の内方領域に端部を有しており、前記第1層の前記端部と前記第2電極の前記周縁との間に空間が形成されている。 A semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a metal layer on the substrate, a light emitting layer formed on the metal layer, and a first layer disposed on the substrate side with respect to the light emitting layer. a semiconductor layer including a conductivity type layer and a second conductivity type layer disposed on the opposite side of the substrate with respect to the light emitting layer; a first electrode formed on the substrate; and a semiconductor layer on the second conductivity type layer. the second conductivity type layer includes a first layer in a connection portion with the second electrode, and the first layer is closer to the second electrode than the periphery of the second electrode. The electrode has an end in an inner region of the two electrodes, and a space is formed between the end of the first layer and the periphery of the second electrode.
また、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法は、基板と、前記基板上の金属層と、前記金属層上に形成され、発光層、前記発光層に対して前記基板側に配置された第1導電型層、および前記発光層に対して前記基板の反対側に配置された第2導電型層を含む半導体層とを含み、前記第2導電型層が、前記半導体層の表面を形成する第1層と、前記第1層に対して前記基板側に配置された第2層とを含む半導体構造を形成する工程と、前記第1層を選択的に除去して、前記第2層の表面を露出させる工程と、前記露出した前記第2層の表面にフロスト処理することによって、前記第2層の前記表面に凹凸部を形成する工程と、前記凹凸部の形成後、前記第1層の内方領域に収まるように、前記第1層上に第2電極を形成する工程と、硝酸系希薄液を用いて、前記第2電極の下方に向かって前記第1層をサイドエッチングすることによって、前記第1層の端部と前記第2電極の周縁との間に空間を形成する工程と、前記基板上に第1電極を形成する工程とを含む。 Further, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a metal layer on the substrate, a light emitting layer formed on the metal layer, and a light emitting layer on the substrate side with respect to the light emitting layer. a semiconductor layer including a first conductivity type layer disposed, and a second conductivity type layer disposed on the opposite side of the substrate with respect to the light emitting layer, the second conductivity type layer being forming a semiconductor structure including a first layer forming a surface and a second layer disposed on the substrate side with respect to the first layer; selectively removing the first layer; a step of exposing the surface of the second layer, a step of forming an uneven portion on the surface of the second layer by frosting the exposed surface of the second layer, and after forming the uneven portion, forming a second electrode on the first layer so as to fit within an inner region of the first layer; and using a dilute nitric acid solution, move the first layer downward from the second electrode. The method includes a step of forming a space between an end of the first layer and a periphery of the second electrode by side etching, and a step of forming a first electrode on the substrate.
この半導体発光装置では、発光層で発生した光は、直接第2導電型層を通過して第2電極側に取り出されると共に、金属層で反射し、第1導電型層および第2導電型層を通過して第2電極側に取り出される。
第2導電型層の第1層が第2電極の周縁よりも第2電極の内方領域に端部を有し、第1層の端部と第2電極の周縁との間に空間が形成されている。これにより、第1層の全部または一部は、第2電極からはみ出していない。したがって、第1層が、発光層で発生する光を吸収する組成で構成されていても、第2電極側において光を阻害(反射、吸収)する範囲を、第2電極の形成領域に留めることができる。その結果、半導体発光装置の光取り出し効率を向上させることができる。
In this semiconductor light emitting device, light generated in the light emitting layer directly passes through the second conductivity type layer, is extracted to the second electrode side, is reflected by the metal layer, and is reflected by the first conductivity type layer and the second conductivity type layer. and is taken out to the second electrode side.
The first layer of the second conductivity type layer has an end in an area further inside the second electrode than the periphery of the second electrode, and a space is formed between the end of the first layer and the periphery of the second electrode. has been done. Thereby, all or part of the first layer does not protrude from the second electrode. Therefore, even if the first layer is composed of a composition that absorbs light generated in the light-emitting layer, the range in which light is inhibited (reflected, absorbed) on the second electrode side should be kept within the region where the second electrode is formed. I can do it. As a result, the light extraction efficiency of the semiconductor light emitting device can be improved.
一方で、第1層の全体が第2電極に接している場合に比べて、第2電極との接触面積が減少するので順方向電圧(VF)が上昇することが懸念される。しかしながら、前記半導体発光装置の製造方法のように、第2電極の下方の空間が、硝酸系希薄液によるサイドエッチングによって形成されるものであれば、エッチング量を比較的小さく留めることができるため、半導体発光装置の順方向電圧(VF)の上昇を抑制することができる。 On the other hand, compared to the case where the entire first layer is in contact with the second electrode, since the contact area with the second electrode is reduced, there is a concern that the forward voltage (VF) may increase. However, if the space below the second electrode is formed by side etching using a dilute nitric acid solution as in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, the amount of etching can be kept relatively small. An increase in the forward voltage (VF) of the semiconductor light emitting device can be suppressed.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記第2導電型層は、前記第1層に対して前記基板側に配置された第2層を含み、前記第2層の表面は、前記空間を挟んで前記第2電極に対向する部分に形成された平坦部と、前記第2電極の外方領域に形成された凹凸部とを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記平坦部は、前記第2電極の前記外方領域における前記第2電極の周辺部にも形成されていてもよい。
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the second conductivity type layer includes a second layer disposed on the substrate side with respect to the first layer, and the surface of the second layer is The electrode may include a flat portion formed in a portion facing the second electrode with a space in between, and an uneven portion formed in an outer region of the second electrode.
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the flat portion may also be formed in a peripheral portion of the second electrode in the outer region of the second electrode.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記第2導電型層は、前記第1層に対して前記基板側に配置された第2層を含み、前記第2層の表面は、前記第2電極の外方領域に形成され、第1の粗さを有する凹凸部を含み、前記第2層の表面は、前記空間を挟んで前記第2電極に対向する部分、および前記凹凸部の各凸部の表面に形成され、前記第1の粗さよりも小さい第2の粗さを有する第2凹凸部をさらに含んでいてもよい。 In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the second conductivity type layer includes a second layer disposed on the substrate side with respect to the first layer, and the surface of the second layer is The surface of the second layer includes a portion facing the second electrode with the space in between, and a portion of the surface of the second layer that is formed in an outer region of the second electrode and has a first roughness. It may further include a second uneven portion formed on the surface of each convex portion and having a second roughness smaller than the first roughness.
この構成によれば、第2凹凸部が形成されていることによって、半導体発光装置の光度を上昇させることができる。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記第2凹凸部は、前記第2電極の前記外方領域における前記第2電極の周辺部にも形成されていてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記凹凸部の算術平均粗さRaが0.1μm~0.5μmであり、前記第2凹凸部の算術平均粗さRaが0.01μm~0.1μmであってもよい。
According to this configuration, the luminous intensity of the semiconductor light emitting device can be increased by forming the second uneven portion.
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the second uneven portion may also be formed in a peripheral portion of the second electrode in the outer region of the second electrode.
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the arithmetic mean roughness Ra of the uneven portion is 0.1 μm to 0.5 μm, and the arithmetic mean roughness Ra of the second uneven portion is 0.01 μm to 0. .1 μm may be sufficient.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記第2電極の前記周縁からの前記周辺部の幅W1は、1μm~3μmであってもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記第2電極は、接合部材が接続されるパッド電極部と、前記パッド電極部から枝状に延びる枝状電極部とを含み、前記空間は、前記枝状電極部の下方に形成されており、前記枝状電極部の周縁からの前記空間の幅W2が、前記枝状電極部の幅W3の1/2未満であってもよい。
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, a width W 1 of the peripheral portion of the second electrode from the peripheral edge may be 1 μm to 3 μm.
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the second electrode includes a pad electrode portion to which a bonding member is connected, and a branch electrode portion extending in a branch shape from the pad electrode portion, and the space is , the space may be formed below the branch electrode portion, and a width W 2 of the space from the periphery of the branch electrode portion may be less than 1/2 of a width W 3 of the branch electrode portion. .
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記枝状電極部の幅W3が6μm~8μmであり、前記空間の幅W2が1μm~2μmであってもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記第2導電型層の前記第1層は、n型GaAsコンタクト層を含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、前記金属層と前記半導体層との間に形成された透光導電層をさらに含んでいてもよい。
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the width W 3 of the branch electrode portion may be 6 μm to 8 μm, and the width W 2 of the space may be 1 μm to 2 μm.
In the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the first layer of the second conductivity type layer may include an n-type GaAs contact layer.
The semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention may further include a transparent conductive layer formed between the metal layer and the semiconductor layer.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記透光導電層は、ITO(酸化インジウムスズ)、ZnO(酸化亜鉛)またはIZO(酸化インジウム亜鉛)を含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、前記金属層と前記半導体層との間に形成され、選択的にコンタクト孔を有する絶縁層をさらに含み、前記金属層は、前記コンタクト孔を介して前記第1導電型層に電気的に接続されていてもよい。
In the semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention, the transparent conductive layer may contain ITO (indium tin oxide), ZnO (zinc oxide), or IZO (indium zinc oxide).
The semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention further includes an insulating layer formed between the metal layer and the semiconductor layer and selectively having a contact hole, and the metal layer is formed between the metal layer and the semiconductor layer through the contact hole. and may be electrically connected to the first conductivity type layer.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記絶縁層は、SiO2、SiNまたはMgF2を含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記金属層は、Auを含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置では、前記基板は、Si基板を含んでいてもよい。
In the semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention, the insulating layer may contain SiO 2 , SiN, or MgF 2 .
In the semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention, the metal layer may contain Au.
In the semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention, the substrate may include a Si substrate.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法では、前記空間の形成後、希釈塩酸を用いて、前記第2層における前記空間を挟んで前記第2電極に対向する部分および前記凹凸部をフロスト処理する工程を含んでいてもよい。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法では、前記第2導電型層の前記第1層は、n型GaAsコンタクト層を含み、前記第2電極を形成する工程は、AuおよびGeを含む第1蒸着材料を蒸発させ、前記n型コンタクト層に堆積させてAuおよびGeを含む層を形成する第1工程と、前記第1工程の後、Niを含む第2蒸着材料を蒸発させ、前記AuおよびGeを含む層に堆積させてNiを含む層を形成する第2工程とを含んでいてもよい。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, after the space is formed, diluted hydrochloric acid is used to form a portion of the second layer facing the second electrode with the space interposed therebetween and the uneven portion. It may include a step of frosting.
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the first layer of the second conductivity type layer includes an n-type GaAs contact layer, and the step of forming the second electrode includes Au and Ge. A first step of evaporating a first evaporation material containing Ni and depositing it on the n-type contact layer to form a layer containing Au and Ge, and after the first step, evaporating a second evaporation material containing Ni. , a second step of depositing on the layer containing Au and Ge to form a layer containing Ni.
この方法によって、第1層のサイドエッチング量を抑制することができる。その結果、第2電極と第1層(n型GaAsコンタクト層)との接触面積の減少が抑制され、順方向電圧(VF)の上昇を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法では、前記Au、GeおよびNiの総量に対する前記Niの重量比率が20wt%以上であってもよい。
With this method, the amount of side etching of the first layer can be suppressed. As a result, a decrease in the contact area between the second electrode and the first layer (n-type GaAs contact layer) is suppressed, and an increase in forward voltage (VF) can be suppressed.
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the weight ratio of the Ni to the total amount of the Au, Ge, and Ni may be 20 wt% or more.
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置の製造方法では、前記半導体構造を形成する工程は、第1基板上に、前記第2導電型層、前記発光層、前記第1導電型層および第1金属層をこの順に形成する工程と、第2基板上に、第2金属層を形成する工程と、前記第1金属層および前記第2金属層を互いに接合することによって前記金属層として、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる工程と、前記貼り合わせ後、前記第1基板を除去する工程とを含んでいてもよい。 In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, the step of forming the semiconductor structure includes forming the second conductivity type layer, the light emitting layer, the first conductivity type layer and the first conductivity type layer on the first substrate. forming one metal layer in this order; forming a second metal layer on a second substrate; and bonding the first metal layer and the second metal layer to each other to form the metal layer. The method may include a step of bonding the first substrate and the second substrate together, and a step of removing the first substrate after the bonding.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体発光装置1の平面図である。図2は、本発明の第1実施形態に係る半導体発光装置1の断面図であって、図1のII-II断面を示す図である。
半導体発光装置1は、第1面3および第2面4を有する基板2と、基板2上の金属層5と、金属層5上の透光導電層6と、透光導電層6上に形成され、第1面8および第2面9を有する本発明の半導体層の一例としての化合物半導体層7と、基板2の第2面4に接触するように形成された本発明の第1電極の一例としてのアノード電極層10と、化合物半導体層7の第1面8に接触するように形成された本発明の第2電極の一例としてのカソード電極層11とを含む。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor
A semiconductor
基板2の第1面3および第2面4、ならびに化合物半導体層7の第1面8および第2面9は、それぞれ、基板2の表面および裏面、ならびに化合物半導体層7の表面および裏面と称してもよい。
基板2は、金属材料製の導体基板を含んでいてもよい。導体基板は、Al(アルミニウム)、Cu(銅)、Au(金)またはAg(銀)のうちの少なくとも1種を金属材料として含んでいてもよい。
The
The
基板2は、導体基板に代えてまたはこれに加えて、半導体材料製の半導体基板を含んでいてもよい。半導体基板は、Si(シリコン)、炭化シリコン(SiC)、ゲルマニウム(Ge)、化合物半導体または窒化物半導体のうちの少なくとも1種を半導体材料として含んでいてもよい。以下では、基板2がSi製の半導体基板からなる例について説明する。
The
また、基板2は、この実施形態では、図1に示すように平面視略正方形状に形成されているが、基板2の平面形状は特に制限されず、たとえば、平面視長方形状であってもよい。また、基板2の厚さは、たとえば、50μm~300μmであってもよい。
金属層5は、この実施形態では、AuまたはAuを含む合金で構成されている。金属層5は、Au層およびAu合金層それぞれの単層であってもよいし、これらの層および他の金属層が複数積層された層であってもよい。金属層5は、複数の積層構造である場合、少なくとも透光導電層6との接触面がAu層またはAu合金層(たとえば、AuBeNi等)で構成されていることが好ましい。一例として、(透光導電層6側)Au/Ti(基板2側)で示される積層構造が挙げられる。さらに、金属層5は、金属層5を構成する複数の金属材料間に明瞭な境界が形成されず、当該複数の金属材料が、たとえば基板2側から順々に分布して構成されていてもよい。一方、この実施形態では、金属層5は、後述するように、成長基板35(後述)と基板2との貼り合わせによって第1金属層37(後述)と第2金属層38(後述)とが接合して形成されるものである。したがって、金属層5を構成するAu層の厚さ方向途中に、第1金属層37と第2金属層38との境界(貼り合わせ面)が存在していてもよい。
Further, in this embodiment, the
In this embodiment, the
また、金属層5は、基板2の第1面3全域を覆うように形成されている。また、金属層5の(総)厚さは、たとえば、0.1μm~3.0μmであってもよい。
透光導電層6は、後述する発光層12の発光波長に対して透過性を有している材料であればよく、たとえば、ITO(酸化インジウムスズ)、ZnO(酸化亜鉛)またはIZO(酸化インジウム亜鉛)で構成されている。
Further, the
The light-transmitting
また、透光導電層6は、金属層5の表面全域を覆うように形成されている。また、透光導電層6の(総)厚さは、たとえば、0.05μm~0.5μmであってもよい。
化合物半導体層7は、この形態では、エピタキシャル成長法によって形成されたエピタキシャル層からなる。
化合物半導体層7は、具体的には、発光層12と、p型半導体層13と、n型半導体層14とを含む。p型半導体層13は発光層12に対して基板2側に配置されており、n型半導体層14は発光層12に対してカソード電極層11側に配置されている。こうして、発光層12が、p型半導体層13およびn型半導体層14によって挟持されていて、ダブルヘテロ接合が形成されている。発光層12には、n型半導体層14から電子が注入され、p型半導体層13から正孔が注入される。これらが発光層12で再結合することによって、光が発生するようになっている。
Further, the light-transmitting
In this form, the
Specifically, the
p型半導体層13は、基板2側から順に、p型コンタクト層15(たとえば、0.1μm~2.5μm厚)、p型ウィンドウ層16(たとえば、0.1μm~2.5μm厚)およびp型クラッド層17(たとえば、0.1μm~2.5μm厚)を積層して構成されている。一方、n型半導体層14は、発光層12の上に、順に、n型クラッド層18(たとえば、0.1μm~2.5μm厚)、本発明の第2層の一例としてのn型ウィンドウ層19(たとえば、2.0μm~5.0μm厚)および本発明の第1層の一例としてのn型コンタクト層20(たとえば、0.1μm~2.5μm厚)を積層して構成されている。
The p-
p型コンタクト層15およびn型コンタクト層20は、それぞれ透光導電層6およびカソード電極層11とのオーミックコンタクトをとるための低抵抗層である。p型コンタクト層15は、GaPにたとえばp型ドーパントとしてのC(カーボン)を高濃度にドープすることによってp型半導体とされていてもよい。また、n型コンタクト層20は、GaAsにたとえばn型ドーパントとしてのSiを高濃度にドープすることによってn型半導体層とされていてもよい。
P-
p型ウィンドウ層16は、GaPにたとえばp型ドーパントとしてのMgをドープすることによってp型半導体とされていてもよい。一方、n型ウィンドウ層19は、AlInGaPにたとえばn型ドーパントとしてのSiをドープすることによってn型半導体層とされていてもよい。
p型クラッド層17は、AlInPにたとえばp型ドーパントとしてのMgをドープすることによってp型半導体とされていてもよい。一方、n型クラッド層18は、AlInPにn型ドーパントとしてのSiをドープすることによってn型半導体層とされていてもよい。
The p-
The p-
発光層12は、たとえばInGaPを含むMQW(multiple-quantum well)構造(多重量子井戸構造)を有しており、電子と正孔とが再結合することによって光が発生し、その発生した光を増幅させるための層である。
発光層12は、この実施形態では、InGaP層からなる量子井戸層(たとえば5nm厚)とAlInGaP層からなる障壁層(たとえば4nm厚)とを交互に複数周期繰り返し積層して構成された多重量子井戸(MQW:Multiple-Quantum Well)構造を有している。この場合に、InGaPからなる量子井戸層は、Inの組成比が5%以上とされることによって、バンドギャップが比較的小さくなり、AlInGaPからなる障壁層は、バンドギャップが比較的大きくなる。たとえば、量子井戸層(InGaP)と障壁層(AlInGaP)とは交互に10~40周期繰り返し積層されており、これにより、多重量子井戸構造の発光層12が構成されている。発光波長は、量子井戸層のバンドギャップに対応しており、バンドギャップの調整は、Inの組成比を調整することによって行うことができる。Inの組成比を大きくするほど、バンドギャップが小さくなり、発光波長が大きくなる。この実施形態では、発光波長は、量子井戸層(InGaP層)におけるInの組成を調整することによって、610nm~680nm(たとえば625nm)とされている。
The
In this embodiment, the
図1および図2に示すように、化合物半導体層7は、その一部が除去されることによって、メサ部21を形成している。より具体的には、化合物半導体層7の第1面8から、n型半導体層14、発光層12およびp型半導体層13の一部が化合物半導体層7の全周に亘ってエッチング除去され、横断面視略四角形状のメサ部21が形成されている。メサ部21の形状は、断面視略四角形状に限らず、たとえば台形状であってもよい。これにより、p型半導体層13のp型ウィンドウ層16およびこれよりも基板2側の層が、メサ部21から横方向に引き出された引き出し部22を構成している。図1に示すように、平面視において、メサ部21は引き出し部22に取り囲まれている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
メサ部21の表面には、この実施形態では、凹凸部23が形成されている。この凹凸部23によって、化合物半導体層7から取り出される光を拡散させることができる。この実施形態では、後述するようにn型コンタクト層20がカソード電極層11の形状に合わせて選択的に除去されることによってn型ウィンドウ層19が露出しており、この露出面に凹凸部23が形成されている。なお、図1では、明瞭化のため凹凸部23を省略している。
In this embodiment, an
裏面電極としてのアノード電極層10は、この実施形態では、AuまたはAuを含む合金で構成されている。具体的には、(基板2側)Ti/Auで示される積層構造であってもよい。また、アノード電極層10は、基板2の第2面4全域を覆うように形成されている。
表面電極としてのカソード電極層11は、この実施形態では、AuまたはAuを含む合金で構成されている。具体的には、(化合物半導体層7側)AuGeNi/Auで示される積層構造であってもよい。
In this embodiment, the
In this embodiment, the
また、カソード電極層11は、パッド電極部24と、当該パッド電極部24の周囲に一定の領域を区画するようにパッド電極部24から選択的に枝状に延びる枝状電極部25とを一体的に含む。
この実施形態では、平面視において、パッド電極部24がメサ部21の略中央に配置されている。そのパッド電極部24からメサ部21の各周縁に向かって十字状に延びる枝状電極部25と、当該十字型の枝状電極部25に交差してメサ部21の各周縁に沿って延びる枝状電極部25とが形成されている。そして、この実施形態では、n型コンタクト層20がカソード電極層11と略同じ形状を有していることから、カソード電極層11の形成領域以外の領域から、n型ウィンドウ層19が露出している。
The
In this embodiment, the
図3Aは、図2に示す半導体発光装置1の要部拡大図である。図3Bは、図3Aの構造と比較するための参考図である。図4Aは、図1に示す半導体発光装置1の要部拡大図である。図4Bは、図1に示す半導体発光装置1の要部拡大図である。
次に、図3A、図3B、図4Aおよび図4Bを参照して、n型半導体層14およびカソード電極層11のより詳細な構造について説明を加える。
FIG. 3A is an enlarged view of main parts of the semiconductor
Next, more detailed structures of the n-
図1および図2で示したように、n型コンタクト層20は、カソード電極層11と略同じ形状であるが、より具体的には、n型コンタクト層20は、カソード電極層11の周縁26よりもカソード電極層11の内方領域に端部27を有しており、平面視において、カソード電極層11よりも少し小さく形成されている。これにより、n型コンタクト層20の端部27とカソード電極層11の周縁26との間には、カソード電極層11の下面28、n型コンタクト層20の端部27およびn型ウィンドウ層19の上面29によって区画された空間30が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the n-
ここで、カソード電極層11の周縁26は、たとえば、図3Aに示すように、カソード電極層11が、断面視において、上方へ向かって幅が狭まる台形状に形成されている場合は、カソード電極層11の下端の端縁であってもよい。また、カソード電極層11は、前述したように、AuGeNi層31およびAu層32の積層構造であってもよい。AuGeNi層31の厚さは、1000Å~5000Åであり、Au層32の厚さは、17000Åであってもよい。
Here, the
そして、カソード電極層11の下方の空間30は、図4Aおよび図4Bに示すように、カソード電極層11(パッド電極部24および枝状電極部25)の周縁26の全体に沿って連続して形成されている。より具体的には、パッド電極部24においては、平面視円形のパッド電極部24の円周縁26全周に沿って円形の空間30が形成されていてもよい。また、枝状電極部25においては、枝状電極部25の直線周縁26の長手方向に沿って、枝状電極部25の幅方向両端部の下方に形成されていてもよい。
The
また、この実施形態では、枝状電極部25の周縁26からの空間30の幅W2(幅方向両端部に形成された2本の空間30のトータル幅)、枝状電極部25の幅W3の1/2未満であることが好ましい。より具体的には、枝状電極部25の幅W3が6μm~8μmであり、空間30の幅W2が1μm~2μmであってもよい。このように、パッド電極部24(たとえば、径D1が80μm~100μm)に比べて細い枝状電極部25においても、カソード電極層11とn型コンタクト層20とのコンタクト面積を比較的大きく確保できるので、半導体発光装置1の順方向電圧(VF)の上昇を抑制することができる。
In this embodiment, the width W 2 of the
また、n型ウィンドウ層19は、前述の凹凸部23に加え、凹凸が形成されていないか、凹凸部23に比べて滑らかな平坦部33を、その上面29に備えている。平坦部33は、カソード電極層11の下方の空間30内(つまり、空間30を挟んでカソード電極層11に対向するn型ウィンドウ層19の上面29)、およびカソード電極層11の外方領域におけるカソード電極層11の周辺部34に形成されている。
Further, in addition to the above-mentioned
カソード電極層11の周辺部34は、カソード電極層11の周囲において、後述するサイドエッチング工程前にn型コンタクト層20で覆われており(図6B参照)、サイドエッチング工程後に露出する領域(図6C参照)であってもよい。たとえば、カソード電極層11の周縁26からの周辺部34の幅W1は、1μm~3μmであってもよい。
図5A~図5Iは、図1および図2の半導体発光装置1の製造工程を工程順に示す図である。また、図6A~図6Cは、n型コンタクト層20のサイドエッチングに関連する工程を示す図である。
The
5A to 5I are diagrams illustrating the manufacturing process of the semiconductor
半導体発光装置1を製造するには、たとえば図5Aに示すように、GaAs等からなる本発明の第1基板の一例としての成長基板35上に、エピタキシャル成長によって化合物半導体層7が形成される。成長方法は、たとえば、分子線エピタキシャル成長法、有機金属気相成長法等、公知の成長方法を適用できる。この段階では、化合物半導体層7は、成長基板35の側から順に、n型エッチングストップ層36、n型コンタクト層20、n型ウィンドウ層19、n型クラッド層18、発光層12、p型クラッド層17、p型ウィンドウ層16およびp型コンタクト層15を含んでいる。化合物半導体層7の形成後、たとえば蒸着法によって、透光導電層6が形成される。
To manufacture the semiconductor
次に、図5Bに示すように、たとえば蒸着法によって、透光導電層6上に第1金属層37(たとえば2.0μm厚)が形成される。第1金属層37は、AuまたはAuを含む合金で構成されており、少なくとも最表面がAu層で構成されている。
次の工程は、成長基板35と本発明の第2基板の一例としての基板2との貼り合わせ工程である。貼り合わせ工程では、成長基板35上の第1金属層37と基板2上の第2金属層38とが接合される。第2金属層38は、AuまたはAuを含む合金で構成されており、少なくとも最表面がAu層で構成されている。この第2金属層38は、貼り合わせ前に、たとえば蒸着法によって、基板2の第1面3に形成されたものである。
Next, as shown in FIG. 5B, a first metal layer 37 (eg, 2.0 μm thick) is formed on the transparent
The next step is a step of bonding the
より具体的には、図5Cに示すように、第1および第2金属層37,38同士を向い合せた状態で成長基板35と基板2とを重ね合わせ、第1および第2金属層37,38を接合する。第1および第2金属層37,38の接合は、たとえば熱圧着によって実施してもよい。熱圧着の条件は、たとえば、温度が250℃~350℃、圧力が30kN~45kNであってもよい。この接合によって、図5Dに示すように、第1および第2金属層37,38が合わさって金属層5が形成される。
More specifically, as shown in FIG. 5C, the
次に、図5Dに示すように、たとえばウエットエッチングによって、成長基板35が除去される。ここで、化合物半導体層7の最表面にn型エッチングストップ層36が形成されていることから、当該ウエットエッチングの際に、半導体発光装置1の特性に寄与するn型コンタクト層20やn型ウィンドウ層19等に影響を与えなくて済む。その後、n型エッチングストップ層36も除去される。
Next, as shown in FIG. 5D, the
次の工程は、n型ウィンドウ層19の凹凸加工工程、カソード電極層11の形成工程およびn型コンタクト層20のサイドエッチング工程である。
まず、図5Eに示すように、カソード電極層11の電極パターンと略同一パターンの開口を有するレジスト39が、n型コンタクト層20上に形成される。その後、レジスト39から露出するn型コンタクト層20がエッチングによって除去される。これにより、レジスト39以外の部分にn型ウィンドウ層19が露出することになる。
The next steps are a step of making the n-
First, as shown in FIG. 5E, a resist 39 having openings having substantially the same pattern as the electrode pattern of the
次に、図5Fに示すように、たとえばフロスト処理(ウエットエッチング)等によって、レジスト39から露出するn型ウィンドウ層19の表面に凹凸部23が形成される。なお、フロスト処理は、ドライエッチングによって実施してもよい。使用されるエッチング液は、たとえば、希塩酸等が挙げられる。より具体的な製品名としては、林純薬工業株式会社製の「Pure Etch150」を使用できる。また、エッチング時間は、たとえば、10秒~100秒であってもよく、好ましくは、50秒~100秒である。50秒以上のエッチングを継続することによって、凹凸部23を良好の形成することができる。また、エッチング温度は、たとえば、30℃~60℃であってもよい。
Next, as shown in FIG. 5F, an
その後、レジスト39が除去される。レジスト39の除去後の要部拡大図が、図6Aである。
次に、図6Bに示すように、n型コンタクト層20上に、AuGeNi層31およびAu層32が積層されることによって、カソード電極層11が形成される。カソード電極層11は、たとえば、リフトオフ法によって形成されてもよい。
After that, the resist 39 is removed. FIG. 6A is an enlarged view of the main part after the resist 39 is removed.
Next, as shown in FIG. 6B, the
リフトオフ法では、図示はしないが、n型コンタクト層20と略同一パターンの開口を有するレジスト(より具体的には、レジストの多少のアライメントずれを考慮して、n型コンタクト層20よりもやや小さな開口を有するレジスト)が、化合物半導体層7上に形成される。次に、たとえば蒸着法によって、化合物半導体層7上に、カソード電極層11の電極材料膜が積層される。そして、レジスト上の電極材料膜が、レジストと共に除去される。これにより、図5Gおよび図6Bに示すように、n型コンタクト層20上に残った電極材料膜からなるカソード電極層11が形成される。このとき、n型コンタクト層20の端部27は、カソード電極層11の周縁26よりも外側の周辺部34に配置されている。つまり、上記アライメントずれを考慮したレジストを使用した結果、n型コンタクト層20は、カソード電極層11から外側にはみ出した部分40を有している。
In the lift-off method, although not shown, a resist having an opening with approximately the same pattern as the n-type contact layer 20 (more specifically, taking into account some misalignment of the resist, a resist that is slightly smaller than the n-type contact layer 20) is used. A resist having an opening is formed on the
次に、図6Cに示すように、硝酸系希薄液を用いたウエットエッチングで、カソード電極層11の下方に向かってn型コンタクト層20をサイドエッチングすることによって、空間30が形成される。また、サイドエッチング前にn型コンタクト層20で覆われていたn型ウィンドウ層19の上面29は、凹凸加工時にはn型コンタクト層20で保護されていたため、平坦部33として露出する。
Next, as shown in FIG. 6C, a
硝酸系希薄液は、たとえば、硝酸を10%未満含むエッチング液であってもよい。また、エッチング時間は、たとえば、10秒~60秒であってもよく、温度は、たとえば、15℃~25℃であってもよい。
次に、図5Hに示すように、化合物半導体層7の周縁部が選択的に除去されることによって、メサ部21および引き出し部22が形成される。メサ部21および引き出し部22の形成は、たとえば、ウエットエッチングによって実施してもよい。
The dilute nitric acid solution may be, for example, an etching solution containing less than 10% nitric acid. Further, the etching time may be, for example, 10 seconds to 60 seconds, and the temperature may be, for example, 15° C. to 25° C.
Next, as shown in FIG. 5H, the peripheral portion of the
次に、図5Iに示すように、たとえば蒸着法によって、基板2の第2面4にアノード電極層10が形成される。以上の工程を経て、半導体発光装置1が得られる。
以上、この半導体発光装置1では、発光層12で発生した光は、直接n型半導体層14を通過してカソード電極層11側に取り出されると共に、金属層5で反射し、p型半導体層13およびn型半導体層14を通過してカソード電極層11側に取り出される。
Next, as shown in FIG. 5I, an
As described above, in this semiconductor
この実施形態では、図3Aに示すように、n型半導体層14のn型コンタクト層20がカソード電極層11の周縁26よりもカソード電極層11の内方領域に端部27を有し、n型コンタクト層20の端部27とカソード電極層11の周縁26との間に空間30が形成されている。これにより、n型コンタクト層20の全部または一部は、カソード電極層11からはみ出していない。
In this embodiment, as shown in FIG. 3A, the n-
したがって、n型コンタクト層20が、GaAsのように発光層12で発生する光(たとえば、波長範囲が610nm~680nm)を吸収する組成で構成されていても、カソード電極層11側において光を阻害(反射、吸収)する範囲を、カソード電極層11の形成領域に留めることができる。その結果、半導体発光装置1の光取り出し効率を向上させることができる。
Therefore, even if the n-
一方で、図6Cに示すサイドエッチングを実施しない図3Bの参考例では、n型コンタクト層20がカソード電極層11の外側にはみ出した部分40を有している。この構成では、金属層であるため光の出射を元々阻害するカソード電極層11以外にも、カソード電極層11の周辺部34においても、n型コンタクト層20の吸収によって光の出射が制限される場合がある。
On the other hand, in the reference example shown in FIG. 3B in which the side etching shown in FIG. 6C is not performed, the n-
また、n型コンタクト層20の全体がカソード電極層11に接している場合に比べて、カソード電極層11との接触面積が減少するので順方向電圧(VF)が上昇することが懸念される。しかしながら、この実施形態の半導体発光装置1の製造方法のように、カソード電極層11の下方の空間30が、硝酸系希薄液によるサイドエッチングによって形成されるものであれば、エッチング量を比較的小さく留めることができるため、半導体発光装置1の順方向電圧(VF)の上昇を抑制することができる。
Furthermore, compared to the case where the entire n-
この順方向電圧(VF)の上昇抑制の効果は、たとえば、図7によって説明できる。
図7は、図6Cに示すサイドエッチング工程を、硝酸系希薄液(エッチング時間:10秒、30秒、60秒)およびその他の薬液(硫酸過水)で実施した後の順方向電圧(VF)の上昇率および光束上昇率を示している。
図7によれば、その他の薬液でサイドエッチングを実施した場合、サイドエッチングを実施する前に比べて光束を約15%上昇させることができたが、反面、順方向電圧(VF)が約3.8も上昇した。一方、硝酸系希薄液でサイドエッチングを実施した場合、エッチング時間によらず、光束を約15%上昇させることができると共に、順方向電圧(VF)の上昇率を約1%に留めることができた。
The effect of suppressing the increase in forward voltage (VF) can be explained with reference to FIG. 7, for example.
FIG. 7 shows the forward voltage (VF) after performing the side etching process shown in FIG. 6C using a dilute nitric acid solution (etching time: 10 seconds, 30 seconds, 60 seconds) and other chemical solutions (sulfuric acid peroxide). The rate of increase in luminous flux and the rate of increase in luminous flux are shown.
According to FIG. 7, when side etching was performed using other chemical solutions, the luminous flux could be increased by approximately 15% compared to before performing side etching, but on the other hand, the forward voltage (VF) was approximately 3 It also rose by .8. On the other hand, when side etching is performed using a dilute nitric acid solution, the luminous flux can be increased by about 15% regardless of the etching time, and the rate of increase in forward voltage (VF) can be kept to about 1%. Ta.
その他の薬液を使用したときの順方向電圧(VF)の大幅な上昇は、エッチングレートが速すぎてサイドエッチング量が過度に増加してしまい、その結果、カソード電極層11とn型コンタクト層20との接触面積が大幅に減少したためであると考えられる。
図8は、本発明の第2実施形態に係る半導体発光装置41の平面図である。図9は、本発明の第2実施形態に係る半導体発光装置41の断面図であって、図8のIX-IX断面を示す図である。図8および図9において、前述の図1および図2に示された要素と同じ要素については同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
A large increase in forward voltage (VF) when using other chemical solutions results in an excessively high etching rate and an excessive increase in the amount of side etching. This is thought to be due to a significant decrease in the contact area with the
FIG. 8 is a plan view of a semiconductor
半導体発光装置41では、透光導電層6と化合物半導体層7との間に絶縁層42が配置されている。
絶縁層42は、この実施形態では、SiO2、SiNまたはMgF2からなっていてもよい。また、絶縁層42は、透光導電層6の表面全域を覆うように形成されている。また、絶縁層42の(総)厚さは、たとえば、0.1μm~0.5μmであってもよい。
In the semiconductor
Insulating
一方、絶縁層42によって透光導電層6と化合物半導体層7との間が隔てられることから、透光導電層6は、絶縁層42を貫通するコンタクトホール43を介してp型コンタクト層15に接続されたコンタクト部44を有している。これにより、半導体発光装置41には、ODR(Omni-Directional-Reflector)構造が形成されている。
コンタクト部44は、図8に示すように、基板2の面内に離散的に配列されている。たとえば、平面視四角形状のメサ部21内に行列状に配列されていてもよい。
On the other hand, since the transparent
The
また、各コンタクト部44は、図9に示すように、化合物半導体層7に向かうにしたがって先が窄まる断面視テーパ形状であってもよい。
なお、図示はしないが、この第2実施形態に係る半導体発光装置41のカソード電極層11の下方にも、図3Aに示した空間30が形成されている。
図10A~図10Jは、図8および図9の半導体発光装置41の製造工程を工程順に示す図である。
Further, as shown in FIG. 9, each
Although not shown, the
10A to 10J are diagrams illustrating the manufacturing process of the semiconductor
半導体発光装置41を製造するには、たとえば図10Aに示すように、GaAs等からなる本発明の第1基板の一例としての成長基板35上に、エピタキシャル成長によって化合物半導体層7が形成される。成長方法は、たとえば、分子線エピタキシャル成長法、有機金属気相成長法等、公知の成長方法を適用できる。この段階では、化合物半導体層7は、成長基板35の側から順に、n型エッチングストップ層36、n型コンタクト層20、n型ウィンドウ層19、n型クラッド層18、発光層12、p型クラッド層17、p型ウィンドウ層16およびp型コンタクト層15を含んでいる。化合物半導体層7の形成後、たとえばCVD法によって、絶縁層42が形成される。その後、絶縁層42が選択的にエッチングされることによってコンタクトホール43が形成される。
To manufacture the semiconductor
次に、図10Bに示すように、たとえば蒸着法によって、絶縁層42上に透光導電層6が形成される。透光導電層6はコンタクトホール43に入り込み、p型コンタクト層15に接続される。
次に、図10Cに示すように、たとえば蒸着法によって、透光導電層6上に第1金属層37(たとえば2.0μm厚)が形成される。第1金属層37は、AuまたはAuを含む合金で構成されており、少なくとも最表面がAu層で構成されている。
Next, as shown in FIG. 10B, a light-transmitting
Next, as shown in FIG. 10C, a first metal layer 37 (eg, 2.0 μm thick) is formed on the transparent
次の工程は、成長基板35と基板2との貼り合わせ工程である。貼り合わせ工程では、成長基板35上の第1金属層37と基板2上の第2金属層38とが接合される。第2金属層38は、AuまたはAuを含む合金で構成されており、少なくとも最表面がAu層で構成されている。この第2金属層38は、貼り合わせ前に、たとえば蒸着法によって、基板2の第1面3に形成されたものである。
The next step is a step of bonding the
より具体的には、図10Dに示すように、第1および第2金属層37,38同士を向い合せた状態で成長基板35と基板2とを重ね合わせ、第1および第2金属層37,38を接合する。第1および第2金属層37,38の接合は、たとえば熱圧着によって実施してもよい。熱圧着の条件は、たとえば、温度が250℃~350℃、圧力が30kN~45kNであってもよい。この接合によって、図10Eに示すように、第1および第2金属層37,38が合わさって金属層5が形成される。
More specifically, as shown in FIG. 10D, the
次に、図10Eに示すように、たとえばウエットエッチングによって、成長基板35が除去される。ここで、化合物半導体層7の最表面にn型エッチングストップ層36が形成されていることから、当該ウエットエッチングの際に、半導体発光装置41の特性に寄与するn型コンタクト層20やn型ウィンドウ層19等に影響を与えなくて済む。その後、n型エッチングストップ層36も除去される。
Next, as shown in FIG. 10E,
次の工程は、n型ウィンドウ層19の凹凸加工工程、カソード電極層11の形成工程およびn型コンタクト層20のサイドエッチング工程である。
まず、図10Fに示すように、カソード電極層11の電極パターンと略同一パターンの開口を有するレジスト39が、n型コンタクト層20上に形成される。その後、レジスト39から露出するn型コンタクト層20がエッチングによって除去される。これにより、レジスト39以外の部分にn型ウィンドウ層19が露出することになる。
The next steps are a step of making the n-
First, as shown in FIG. 10F, a resist 39 having openings having substantially the same pattern as the electrode pattern of the
次に、図10Gに示すように、たとえばフロスト処理(ウエットエッチング)等によって、レジスト39から露出するn型ウィンドウ層19の表面に凹凸部23が形成される。なお、フロスト処理は、ドライエッチングによって実施してもよい。その後、レジスト39が除去される。
その後は、図6A~図6Cに示した工程に倣って、カソード電極層11が形成され(図10Hも参照)、n型コンタクト層20のサイドエッチングが実施される。
Next, as shown in FIG. 10G, an
After that, the
次に、図10Iに示すように、化合物半導体層7の周縁部が選択的に除去されることによって、メサ部21および引き出し部22が形成される。メサ部21および引き出し部22の形成は、たとえば、ウエットエッチングによって実施してもよい。
次に、図10Jに示すように、たとえば蒸着法によって、基板2の第2面4にアノード電極層10が形成される。以上の工程を経て、半導体発光装置41が得られる。
Next, as shown in FIG. 10I, a peripheral portion of the
Next, as shown in FIG. 10J, an
以上、この半導体発光装置41によっても、n型コンタクト層20の端部27とカソード電極層11の周縁26との間に空間30が形成されているため、前述の半導体発光装置1と同様の作用効果を達成することができる。
次に、半導体発光装置1,41の構造について、好ましい形態を説明する。より具体的には、化合物半導体層7に対してフロスト処理を2段階で行う形態(ダブルフロスト処理)、およびカソード電極層11のAuGeNi層31の蒸着処理を、AuGeとNiとを分割して行う形態(AuGe/Niの分割蒸着)について説明する。
<ダブルフロスト処理>
図11は、図2に示す半導体発光装置1の要部拡大図である。図12は、図11の要部拡大図である。
As described above, also in this semiconductor
Next, preferred structures of the semiconductor
<Double frost treatment>
FIG. 11 is an enlarged view of essential parts of the semiconductor
まず、前述の実施形態では、図5Fに示すように、フロスト処理が1回のみ行われることによって、n型ウィンドウ層19に凹凸部23が形成されている。これに対し、この実施形態では、凹凸部23に加え、図11に太い実線で示した加工領域49に第2凹凸部50(図12参照)が形成されている。加工領域49は、n型コンタクト層20から露出するn型ウィンドウ層19の全体を含み、凹凸部23および平坦部33の両方を含んでいる。なお、この実施形態における平坦部33は、凹凸部23の粗さ程度の凹凸が形成されていない部分を意味し、第2凹凸部50のように細かい粗さを有する凹凸は形成されていてもよい。
First, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 5F, the frosting process is performed only once, so that the
より具体的には、図12に示すように、第2凹凸部50は、n型ウィンドウ層19の平坦部33の表面および凹凸部23の表面に形成されている。
平坦部33は、カソード電極層11で覆われた空間30内の第1平坦部51と、カソード電極層11よりも外側の第2平坦部52とを含んでいる。第2凹凸部50は、第1平坦部51および第2平坦部52の両方に形成されている。
More specifically, as shown in FIG. 12, the second
The
凹凸部23においては、凹凸部23の各凸部53の外面(もしくは、各凹部の内面と称してもよい)に、第2凹凸部50が形成されている。つまり、n型ウィンドウ層19の上面29には、比較的粗い凹凸部23が全体にわたって形成され、さらに、凹凸部23の各凸部53の表面の全体にわたって、さらに細かい第2凹凸部50が形成されている。
第2凹凸部50は、凹凸部23よりも小さな凹凸構造を有している。たとえば、第2凹凸部50の算術平均粗さRa(第2粗さRa)は、凹凸部23の算術平均粗さRa(第1粗さRa)よりも小さい。たとえば、第2粗さRaが、0.01μm~0.1μmであり、第1粗さRaが、0.1μm~0.5μmであってもよい。
In the
The second
また、第2凹凸部50は、図12ではn型ウィンドウ層19の凹凸部23および平坦部33の両方に形成されているが、凹凸部23および平坦部33の一方のみに形成されていてもよい。
図13Aは、図12に示す凹凸構造の形成に関連する工程を示す図である。図13Bは、図13Aの次の工程を示す図である。
Further, although the second
FIG. 13A is a diagram showing steps related to forming the uneven structure shown in FIG. 12. FIG. 13B is a diagram showing the next step after FIG. 13A.
第2凹凸部50を形成するには、まず、図5Fに示すように、たとえばフロスト処理(ウエットエッチング)等によって、n型ウィンドウ層19の表面に凹凸部23が形成される。
次に、図6Bに示すようにカソード電極層11が形成された後、図6Cに示すように、カソード電極層11から露出するn型コンタクト層20が、硝酸系希薄液で選択的に除去される。これにより、カソード電極層11の下方に空間30が形成される。空間30の形成後の状態が、図13Aに示す状態である。このとき、エッチング液として使用される硝酸系希薄液の酸化作用によって、n型ウィンドウ層19の表面に酸化膜(図示せず)が形成されていてもよい。
To form the second
Next, after the
次に、図13Bに示すように、図5Fに示したフロスト処理(第1フロスト処理)とは異なるエッチング液を用いたウエットエッチングで、n型ウィンドウ層19の凹凸部23および平坦部33に第2凹凸部50が形成される(第2フロスト処理)。
使用されるエッチング液は、たとえば、希釈塩酸が挙げられる。希釈塩酸をエッチング液として使用することによって、n型ウィンドウ層19の表面が酸化膜で覆われていても、当該酸化膜を希塩酸で溶かすと共に、第2凹凸部50を良好に形成することができる。また、希釈塩酸は、空間30にも進入するので、n型コンタクト層20がさらにサイドエッチングされる。これにより、n型コンタクト層20の端部27がさらに後退してもよい。
Next, as shown in FIG. 13B, wet etching is performed using an etching solution different from the frosting (first frosting) shown in FIG. Two
The etching solution used is, for example, diluted hydrochloric acid. By using diluted hydrochloric acid as an etching solution, even if the surface of the n-
希釈塩酸は、たとえば、塩酸1に対して水の体積比率が0.5~5(たとえば、HCl:H2O=1:3)であってもよい。また、エッチング時間は、たとえば、10秒~100秒であってもよく、温度は、たとえば、30℃~40℃であってもよい。
以上より、凹凸部23の各凸部53の表面に、第2凹凸部50が形成されている。これにより、図14Aに矢印で示すように、各凸部53の表面における光の全反射を抑制でき、n型ウィンドウ層19の上面29から良好に光を取り出すことができる。一方、第2凹凸部50が形成されていないと、図14Bに矢印で示すように、各凸部53の表面において全反射が起きる場合があり、第2凹凸部50が形成されている構造に比べて光の取り出し効率が低い場合がある。
The diluted hydrochloric acid may have a volume ratio of water to 1 part hydrochloric acid of 0.5 to 5 (for example, HCl:H 2 O=1:3). Further, the etching time may be, for example, 10 seconds to 100 seconds, and the temperature may be, for example, 30° C. to 40° C.
As described above, the second
図15は、半導体発光装置1のIv上昇率を示す図である。図16は、フロスト時間とIv上昇率との関係を示す図である。
次に、図15および図16を参照して、ダブルフロスト処理の効果について、実験データに基づいて説明する。なお、図15および図16において、「フロスト無し」は、n型ウィンドウ層19の上面にフロスト処理を行う前の状態(たとえば図5Eの状態)を示し、「n-GaAs除去後」は、n型コンタクト層20のサイドエッチング後、第2フロスト処理を行う前の状態(たとえば図13Aの状態)を示している。
FIG. 15 is a diagram showing the Iv increase rate of the semiconductor
Next, with reference to FIGS. 15 and 16, the effects of double frosting will be described based on experimental data. In FIGS. 15 and 16, "no frost" indicates the state before frosting the top surface of the n-type window layer 19 (for example, the state shown in FIG. 5E), and "after n-GaAs removal" indicates the 13A is shown after side etching of the
また、第1フロスト処理の処理条件は、薬液:林純薬工業株式会社製の「Pure Etch150」、処理温度:40±2℃、処理時間:50,60,70,80秒(揺動無し)である。一方、第2フロスト処理の処理条件は、薬液:希釈塩酸(塩酸:水=1:3)、処理温度:32±2℃、処理時間:50秒統一(揺動無し)である。
実験の結果、図15に示すように、第1フロスト処理および第2フロスト処理の両方を行うダブルフロスト処理をすれば、フロスト処理をしない場合に比べて、光度Ivの上昇率を約160%にまで上昇させることができた。さらに、カソード電極層11の周辺部34にも第2凹凸部50が形成されることによって、Iv上昇率を約180%にまで上昇させることができた。
The processing conditions for the first frost treatment were: Chemical solution: "Pure Etch150" manufactured by Hayashi Pure Chemical Industries, Ltd., Processing temperature: 40±2°C, Processing time: 50, 60, 70, 80 seconds (no rocking). It is. On the other hand, the treatment conditions for the second frost treatment are: chemical solution: diluted hydrochloric acid (hydrochloric acid: water = 1:3), treatment temperature: 32±2° C., and treatment time: 50 seconds (no shaking).
As a result of the experiment, as shown in Fig. 15, if double frost treatment is performed in which both the first frost treatment and the second frost treatment are performed, the rate of increase in luminous intensity Iv is approximately 160% compared to the case without frost treatment. I was able to raise it to. Furthermore, by forming the second
また、図16に示すように、n-GaAs(n型コンタクト層20)の除去工程までは、フロスト時間が長いほどIv上昇率は高い傾向にある。一方、第2フロスト処理まで実施すると、最終的には、フロスト時間に関係なく、Iv上昇率は同等となることが分かった。
<Ni分割蒸着について>
図17Aは、カソード電極層11の第1構造を示す図である。図17Bは、カソード電極層11の第2構造を示す図である。
Furthermore, as shown in FIG. 16, up to the step of removing n-GaAs (n-type contact layer 20), the longer the frosting time, the higher the Iv increase rate. On the other hand, it was found that when the second frost treatment was performed, the Iv increase rate eventually became the same regardless of the frost time.
<About Ni split deposition>
FIG. 17A is a diagram showing the first structure of the
まず、前述の実施形態では、図17Aに示すように、カソード電極層11のAuGeNi層31は、Au、GeおよびNiを同時に蒸発させて、n型コンタクト層20に付着・堆積させて形成されている。これに対し、この実施形態では、カソード電極層11のAuGeNi層31は、AuおよびGeを同時に蒸発させて、まずAuGe層54をn型コンタクト層20に付着・堆積させて形成した後、Niを蒸発させて、AuGe層54にNi層55を付着・堆積させて形成している。つまり、AuGeとNiとを分割して蒸着している。なお、AuGe層54およびNi層55は、いずれも、以下の効果を発現できるのであれば、少量の不純物を含んでいてもよい。
First, in the embodiment described above, as shown in FIG. 17A, the
このように、Niを分割蒸着することによって形成されたカソード電極層11を備える半導体発光装置1では、AuGeNiが同時蒸着される場合に比べて、順方向電圧(VF)の上昇を抑制することができる。
前述したように、この半導体発光装置1では、n型コンタクト層20の全体がカソード電極層11に接している場合に比べて、カソード電極層11との接触面積が減少するので順方向電圧(VF)が上昇することが懸念される。図7に示したように、空間30を硝酸系希薄液で形成することによって、順方向電圧(VF)の上昇を抑制できるが、この実施形態に係るNiの分割蒸着を採用することによって、が、順方向電圧(VF)の上昇を一層抑制することができる。
As described above, in the semiconductor
As described above, in this semiconductor
なお、図17Bでは、Ni層55の蒸着直後のカソード電極層11の状態として、AuGe層54とNi層55との境界が明確に示されているが、完成後の半導体発光装置1のカソード電極層11においては、AuGe層54とNi層55との間に明確な境界が存在していなくてもよい。したがって、カソード電極層11の構造を、便宜的にAuGe/Niと示すことがある。
Note that in FIG. 17B, the state of the
次に、半導体発光装置1の順方向電圧(VF)の上昇率が、Ni層55の厚さ、AuGe層54の厚さおよびカソード電極層11(AuGe/Ni)全体に対するNiの含有比率によって、どのように変化するか検証した。
図18は、Ni層55の厚さとVF上昇率との関係を示す図である。図19は、AuGe層54の厚さ54とVF上昇率との関係を示す図である。図20は、AuGe/Niに対するNiの含有比率とVF上昇率との関係を示す図である。
Next, the rate of increase in the forward voltage (VF) of the semiconductor
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the thickness of the
より具体的には、図18は、AuGe層54の蒸着厚さを1600Åに固定し、Ni層55の蒸着厚さとして、100Å、250Å、400Å、600Å(2回)および800Åをそれぞれ割り当てて実験を行った結果である。図19は、Ni層55の蒸着厚さを600Åに固定し、AuGe層54の蒸着厚さとして、100Å、500Å、1000Å、1600Åおよび2600Åをそれぞれ割り当てて実験を行った結果である。図20は、図18および図19から得られた結果に基づいて、AuGe/Niに対するNiの含有比率とVF上昇率との関係を算出した結果である。
More specifically, FIG. 18 shows an experiment in which the deposition thickness of the
図18~図20の結果から、AuGe/Niに対するNiの含有比率(重量比率)が20wt%以上であれば、VF上昇率が1%以下で安定させることが分かった。一方で、Niの含有比率が低いほど、VF上昇率が高くなる傾向があることが分かった。
次に、Niの含有比率によって、カソード電極層11の断面構造にどのような違いが観察できるかを検証した。より具体的には、次の表1に示す膜厚、含有量でカソード電極層11の蒸着を行った。
From the results shown in FIGS. 18 to 20, it was found that when the content ratio (weight ratio) of Ni to AuGe/Ni is 20 wt% or more, the VF increase rate can be stabilized at 1% or less. On the other hand, it was found that the lower the Ni content ratio, the higher the VF increase rate.
Next, we verified what kind of difference could be observed in the cross-sectional structure of the
図21は、カソード電極層11(Ni含有量:43.5%)のTEM画像を図式化した図である。図22は、カソード電極層11(Ni含有量:19.4%)のTEM画像を図式化した図である。図23は、カソード電極層11(Ni含有量:3.9%)のTEM画像を図式化した図である。また、図21および図22では、カソード電極層11のTEM-EDX元素分析によって得られた、Niの分布像56も示している。
FIG. 21 is a schematic diagram of a TEM image of the cathode electrode layer 11 (Ni content: 43.5%). FIG. 22 is a schematic diagram of a TEM image of the cathode electrode layer 11 (Ni content: 19.4%). FIG. 23 is a schematic diagram of a TEM image of the cathode electrode layer 11 (Ni content: 3.9%). 21 and 22 also show a
まず、図21、図22および図24それぞれのサイドエッチング量W4、W5およびW6を比較すると、Niの含有比率が高いほどサイドエッチング量が少ないことが分かった。つまり、Niの含有比率が高いほど、カソード電極層11とn型コンタクト層20との接触面積の減少が抑制され、順方向電圧(VF)の上昇が抑制されていると考えられる。また、図21に示すように、Niの含有比率が高ければ、n型コンタクト層20(GaAs層)に、Niとの共晶部57が形成されていることが観察できた。
First, by comparing the side etching amounts W 4 , W 5 , and W 6 in FIGS. 21, 22, and 24, it was found that the higher the Ni content ratio, the smaller the side etching amount. In other words, it is considered that the higher the Ni content ratio, the more suppressed is the decrease in the contact area between
また、TEM-EDX元素分析をしたところ、図21に示すように、Niの含有比率が高い場合には、AuGe/Ni層31におけるn型コンタクト層20とのコンタクト部分(境界付近)にNiの分布像56が観察され、AuGeの分布が均一になっていることが観察された。一方、Niの含有比率が19.4%の図22では、Niの分布像56が観察されたが、図21に比べて、n型コンタクト層20とのコンタクト部分(境界付近)から離れた部分に分布しており、また、分布強度も小さいものであった。また、図23の場合には、Niの分布像は観察できなかった。
Further, when TEM-EDX elemental analysis was performed, as shown in FIG. 21, when the Ni content ratio is high, Ni is present in the contact portion (near the boundary) of the AuGe/
次に、Niの含有比率によって、カソード電極層11の深さ方向の組成にどのような違いが観察できるかを検証した。
図24は、カソード電極層11(Ni含有量:43.5%)の表面から深さ方向に向かって、AES分析によって得られた元素分布を示す図である。図25は、カソード電極層11(Ni含有量:19.4%)の表面から深さ方向に向かって、AES分析によって得られた元素分布を示す図である。図26は、カソード電極層11(Ni含有量:3.9%)の表面から深さ方向に向かって、AES分析によって得られた元素分布を示す図である。
Next, we verified what kind of difference could be observed in the composition in the depth direction of the
FIG. 24 is a diagram showing the element distribution obtained by AES analysis from the surface of the cathode electrode layer 11 (Ni content: 43.5%) toward the depth direction. FIG. 25 is a diagram showing the element distribution obtained by AES analysis from the surface of the cathode electrode layer 11 (Ni content: 19.4%) toward the depth direction. FIG. 26 is a diagram showing the element distribution obtained by AES analysis from the surface of the cathode electrode layer 11 (Ni content: 3.9%) toward the depth direction.
まず、図24に示すように(特に、破線で囲まれた部分を参照して)、Niの含有比率が高ければ、NiおよびGeがn型コンタクト層20(GaAs層)に拡散していることが分かった。一方、図25および図26に示すように(特に、破線で囲まれた部分を参照して)、Niの含有比率が高くない場合には、n型コンタクト層20(GaAs層)へのNiおよびGeの拡散が、ほとんど観察されなかった。つまり、Niの含有比率が高いほどNiのピークが大きく、n型コンタクト層20(GaAs層)までNiおよびGeの拡散が多く観察された。 First, as shown in FIG. 24 (especially with reference to the part surrounded by the broken line), if the Ni content ratio is high, Ni and Ge are diffused into the n-type contact layer 20 (GaAs layer). I understand. On the other hand, as shown in FIGS. 25 and 26 (especially with reference to the part surrounded by the broken line), when the Ni content ratio is not high, Ni and Almost no Ge diffusion was observed. That is, the higher the Ni content ratio, the larger the Ni peak, and more Ni and Ge diffusion was observed up to the n-type contact layer 20 (GaAs layer).
一般的には、GaAsやAlGaAsとの間にオーミックコンタクトを形成するには、当該コンタクト界面での反応が進みにくいため、Niを導入することで反応を促進させることができる。しかしながら、Niが反応しすぎるとコンタクト表面が荒れ、剥がれやすくなるため、Niを制御するために界面からNiを離してAuGeの上にNiを蒸着している。ただし、Ni量が少なすぎると、GaAs層やAlGaAs層との共晶が不十分になるため、均一な共晶部が得られる最適なNi量が必要となる。 Generally, when forming an ohmic contact with GaAs or AlGaAs, the reaction at the contact interface is difficult to proceed, so the reaction can be accelerated by introducing Ni. However, if Ni reacts too much, the contact surface becomes rough and easily peels off, so in order to control Ni, Ni is vapor-deposited on AuGe while separating it from the interface. However, if the amount of Ni is too small, eutectic formation with the GaAs layer or AlGaAs layer will be insufficient, so an optimal amount of Ni is required to obtain a uniform eutectic portion.
上記のようなTEM-EDX元素分析の結果から、均一なAuGeの析出が見られるNi含有量43.5%は良い条件といえる。このように適正なNi量を蒸着することで、エタキシャル層/メタルの界面の反応が促進され、Au、Ge、NiがGaAs層に拡散されたと考えられる。
次に、半導体発光装置1のVF上昇率がロット別にどのような変化が観察されるか検証した。図27は、半導体発光装置1のVF上昇率をロット別に示す図である。
From the above TEM-EDX elemental analysis results, it can be said that a Ni content of 43.5% is a good condition for uniform AuGe precipitation. It is considered that by depositing an appropriate amount of Ni in this manner, the reaction at the etaxial layer/metal interface was promoted, and Au, Ge, and Ni were diffused into the GaAs layer.
Next, it was examined how the VF increase rate of the semiconductor
まず、AuGeNi同時蒸着ロット(サンプル数n=432)では、カソード電極層11の蒸着レシピとして、AuGeNi/Au=2000Å/17000Åを採用した。一方、Ni分割蒸着ロット(サンプル数n=49)では、カソード電極層11の蒸着レシピとしては、AuGe/Ni/Au=500Å/600Å/18000Åを採用した。
図27の結果から算出したところ、AuGeNi同時蒸着ロットでは、VF上昇率の平均=101.3%、最大=107.3%、最小=99.9%であった。これに対し、Ni分割蒸着ロットでは、VF上昇率の平均=100.3%、最大=100.8%、最小=100.1%であった。つまり、Ni同時蒸着レシピを採用したロットでは、VF上昇率を1%以下で安定させることができた。
First, in the AuGeNi co-evaporation lot (number of samples n=432), AuGeNi/Au=2000 Å/17000 Å was adopted as the evaporation recipe for the
As calculated from the results in FIG. 27, in the AuGeNi co-deposition lot, the average VF increase rate was 101.3%, the maximum was 107.3%, and the minimum was 99.9%. On the other hand, in the Ni split evaporation lot, the average VF increase rate was 100.3%, the maximum was 100.8%, and the minimum was 100.1%. In other words, in the lots that adopted the Ni co-evaporation recipe, the VF increase rate could be stabilized at 1% or less.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、図28に示すように、カソード電極層11は、略円形状のパッド電極部45と、当該パッド電極部45の周囲に放射状に延びる枝状電極部46とを一体的に含んでいてもよい。より具体的には、平面視において、パッド電極部45が基板2の略中央に配置されており、複数の枝状電極部46は、パッド電極部45から基板2の4つの側面および4つの角部へ向かう8方向に延びている。図28では、基板2の4つの角部へ向かう枝状電極部46(第1部分47)が、基板2の4つの側面へ向かう枝状電極部46(第2部分48)に比べて長くなっている。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can also be implemented in other forms.
For example, as shown in FIG. 28, the
また、第2実施形態では、絶縁層42と金属層5との間に透光導電層6が介在していたが、透光導電層6が省略されていてもよい。この場合、コンタクト部44として、金属層を設けてもよい。
また、前述の実施形態では、半導体発光装置1,41を製造する際、成長基板35と基板2との貼り合わせ工程を実施したが、この貼り合わせ工程は必須ではない。たとえば、基板2上に、金属層5、透光導電層6、絶縁層42および化合物半導体層7を順に積層する工程を実施してもよい。
Further, in the second embodiment, the light-transmitting
Further, in the embodiments described above, when manufacturing the semiconductor
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of the claims.
1 半導体発光装置
2 基板
5 金属層
6 透光導電層
7 化合物半導体層
10 アノード電極層
11 カソード電極層
12 発光層
13 p型半導体層
14 n型半導体層
19 n側ウィンドウ層
20 n型コンタクト層
23 凹凸部
24 パッド電極部
25 枝状電極部
26 (カソード電極層の)周縁
27 (n型コンタクト層の)端部
28 (カソード電極層の)下面
29 (n型ウィンドウ層の)上面
30 空間
33 平坦部
34 (カソード電極層の)周辺部
35 成長基板
37 第1金属層
38 第2金属層
41 半導体発光装置
42 絶縁層
43 コンタクトホール
44 コンタクト部
45 パッド電極部
46 枝状電極部
50 第2凹凸部
53 凸部
54 AuGe層
55 Ni層
1 Semiconductor
Claims (16)
前記基板上の金属層と、
前記金属層上に形成され、発光層、前記発光層に対して前記基板側に配置された第1導電型層、および前記発光層に対して前記基板の反対側に配置された第2導電型層を含む半導体層と、
前記基板の厚さ方向において前記金属層の反対側の前記基板上に形成された第1電極と、
前記第2導電型層上に形成された第2電極とを含み、
前記第2導電型層は、前記第2電極との接続部分に形成され、前記第2電極の周縁よりも内側の前記第2電極の内方領域に端部を有する第1層と、前記第1層に対して前記基板側に配置された第2層とを含み、
前記第1層の前記端部と前記第2電極の前記周縁との間に空間が形成されており、
前記第2層の表面は、前記空間を挟んで前記第2電極に対向する部分および前記第2電極の前記周縁よりも外側の前記第2電極の外方領域における前記第2電極の周辺部に形成された平坦部と、前記第2電極の前記外方領域において前記周辺部よりも外側に形成され、第1の粗さを有する凹凸部とを含み、
前記第2層の表面は、前記平坦部および前記凹凸部の各凸部の表面に形成され、前記第1の粗さよりも小さい第2の粗さを有する第2凹凸部をさらに含み、
前記第2電極は、接合部材が接続されるパッド電極部と、前記パッド電極部から枝状に延びる枝状電極部とを含み、
前記空間は、前記枝状電極部の下方に形成されており、
前記枝状電極部の周縁からの前記空間の幅W2が、前記枝状電極部の幅W3の1/2未満であり、
前記枝状電極部の幅W3が6μm~8μmであり、前記空間の幅W2が1μm~2μmである、半導体発光装置。 A substrate and
a metal layer on the substrate;
A light emitting layer formed on the metal layer, a first conductivity type layer disposed on the substrate side with respect to the light emitting layer, and a second conductivity type layer disposed on the opposite side of the substrate with respect to the light emitting layer. a semiconductor layer including a layer;
a first electrode formed on the substrate on the opposite side of the metal layer in the thickness direction of the substrate;
a second electrode formed on the second conductivity type layer,
The second conductivity type layer is formed at a connection portion with the second electrode, and includes a first layer having an end portion in an inner region of the second electrode inside the periphery of the second electrode; a second layer disposed on the substrate side with respect to the first layer;
A space is formed between the end of the first layer and the peripheral edge of the second electrode,
The surface of the second layer is located at a portion facing the second electrode across the space and at a peripheral portion of the second electrode in an outer region of the second electrode outside the peripheral edge of the second electrode. a flat portion formed, and an uneven portion formed outside the peripheral portion in the outer region of the second electrode and having a first roughness,
The surface of the second layer further includes a second uneven portion formed on the surface of each convex portion of the flat portion and the uneven portion, and having a second roughness smaller than the first roughness,
The second electrode includes a pad electrode portion to which a bonding member is connected, and a branch-like electrode portion extending branch-like from the pad electrode portion,
The space is formed below the branch electrode part,
The width W2 of the space from the periphery of the branch electrode part is less than 1/2 of the width W3 of the branch electrode part,
A semiconductor light emitting device, wherein the width W3 of the branch electrode portion is 6 μm to 8 μm, and the width W2 of the space is 1 μm to 2 μm.
前記金属層は、前記コンタクト孔を介して前記第1導電型層に電気的に接続されている、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体発光装置。 further comprising an insulating layer formed between the metal layer and the semiconductor layer and selectively having a contact hole;
6. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the metal layer is electrically connected to the first conductivity type layer via the contact hole.
前記第1層を選択的に除去して、前記第2層の表面を露出させる工程と、
前記露出した前記第2層の表面にフロスト処理することによって、前記第2層の前記表面に凹凸部を形成する工程と、
前記凹凸部の形成後、前記第1層の内方領域に収まるように、前記第1層上に第2電極を形成する工程と、
硝酸系希薄液を用いて、前記第2電極の下方に向かって前記第1層をサイドエッチングすることによって、前記第1層の端部と前記第2電極の周縁との間に空間を形成する工程と、
前記基板の厚さ方向において前記金属層の反対側の前記基板上に第1電極を形成する工程とを含む、半導体発光装置の製造方法。 a substrate, a metal layer on the substrate, a light emitting layer formed on the metal layer, a first conductivity type layer disposed on the substrate side with respect to the light emitting layer, and a first conductivity type layer disposed on the substrate side with respect to the light emitting layer; a semiconductor layer including a second conductivity type layer disposed on the opposite side of the semiconductor layer, the second conductivity type layer forming a surface of the semiconductor layer, and the substrate with respect to the first layer. forming a semiconductor structure including a second layer disposed on the side;
selectively removing the first layer to expose the surface of the second layer;
forming an uneven portion on the surface of the second layer by frosting the exposed surface of the second layer;
After forming the uneven portion, forming a second electrode on the first layer so as to fit within an inner region of the first layer;
Forming a space between an end of the first layer and a periphery of the second electrode by side-etching the first layer downward of the second electrode using a dilute nitric acid solution. process and
forming a first electrode on the substrate opposite to the metal layer in the thickness direction of the substrate.
前記第2電極を形成する工程は、AuおよびGeを含む第1蒸着材料を蒸発させ、前記n型コンタクト層に堆積させてAuおよびGeを含む層を形成する第1工程と、前記第1工程の後、Niを含む第2蒸着材料を蒸発させ、前記AuおよびGeを含む層に堆積させてNiを含む層を形成する第2工程とを含む、請求項12または13に記載の半導体発光装置の製造方法。 the first layer of the second conductivity type layer includes an n-type GaAs contact layer;
The step of forming the second electrode includes a first step of evaporating a first vapor deposition material containing Au and Ge and depositing it on the n-type contact layer to form a layer containing Au and Ge, and the first step. 14. The semiconductor light emitting device according to claim 12, further comprising a second step of evaporating a second vapor deposition material containing Ni and depositing it on the layer containing Au and Ge to form a layer containing Ni. manufacturing method.
接続用基板上に、前記第2導電型層、前記発光層、前記第1導電型層および第1金属層をこの順に形成する工程と、
前記基板上に、第2金属層を形成する工程と、
前記第1金属層および前記第2金属層を互いに接合することによって前記金属層として、前記接続用基板と前記基板とを貼り合わせる工程と、
前記貼り合わせ後、前記接続用基板を除去する工程とを含む、請求項12~15のいずれか一項に記載の半導体発光装置の製造方法。 The step of forming the semiconductor structure includes:
forming the second conductivity type layer, the light emitting layer, the first conductivity type layer, and the first metal layer in this order on the connection substrate;
forming a second metal layer on the substrate;
bonding the connection substrate and the substrate as the metal layer by bonding the first metal layer and the second metal layer to each other;
16. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 12, further comprising the step of removing the connection substrate after the bonding.
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