TW200805708A - Side emission semiconductor element and manufacturing method thereof - Google Patents

Side emission semiconductor element and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
TW200805708A
TW200805708A TW096108974A TW96108974A TW200805708A TW 200805708 A TW200805708 A TW 200805708A TW 096108974 A TW096108974 A TW 096108974A TW 96108974 A TW96108974 A TW 96108974A TW 200805708 A TW200805708 A TW 200805708A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
type
light
emitting semiconductor
ridge
Prior art date
Application number
TW096108974A
Other languages
English (en)
Inventor
Ken Nakahara
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Publication of TW200805708A publication Critical patent/TW200805708A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/0004Devices characterised by their operation
    • H01L33/0033Devices characterised by their operation having Schottky barriers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

200805708 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種側面發光半導體元件及側面發光半 導體元件之製造方法。 【先前技術】 以往,作爲用於顯示影像之顯示裝置等中的半導體發 光元件,可舉用於點矩陣顯示裝置中之半導體發光元件、 用於行動電話之液晶顯示裝置用背光源中的半導體發光元 件、用於電視之液晶顯示裝置用背光源中的半導體發光元 件等爲代表。 例如,點矩陣顯示裝置,係並排配置紅色 LED ( Light Emitting Diode,發光二極體)、綠色LED、及藍色 LED之半導體發光元件。 又,行動電話之液晶顯示裝置,係配置藍色LED及 黃色LED之半導體發光元件作爲背光源。行動電話之液 晶顯示裝置,可利用藍色LED及黃色LED之半導體發光 元件來形成白色光。 又,電視之液晶顯示裝置,係並排配置紅色LED、綠 色LED、及藍色LED之半導體發光元件作爲背光源。電 視之液晶顯示裝置,與紅色LED、及藍色LED相較,使 用較多的綠色LED。 在此,在此種的顯示裝置等中,爲了要提高能量效率 ,被要求一種從局部區域釋放出光的半導體發光元件。 -4- 200805708 (2) 作爲此種的半導體發光元件,一般係以具備形成於包 含活性層之層積構造之上部的條帶狀隆起緣(ridge )的側 面發光半導體元件爲人所周知。 具體而言,如第8圖所示,側面發光半導體元件,具 備η型氮化物半導體層(n型接觸層5 02至η型導光層 5 04 ) 、MQW活性層5 06、及ρ型氮化物半導體層(ρ型 第1導光層507至ρ型接觸層510),且在ρ型氮化物半 導體層上,形成有條帶狀的隆起緣。 側面發光半導體元件,係具備除了與Ρ電極5 1 3電連 接之Ρ型接觸層5 1 0的上面,其餘以絕緣膜5 1 5覆蓋該隆 起緣之露出面的構造(例如,參照日本特開 2 00 1 - 1 5 85 1 號公報)。 此種的側面發光半導體元件之製造方法,第1、在Ρ 型氮化物半導體層上形成條帶狀之隆起緣,接著,在該隆 起緣上形成絕緣膜。 第2、藉由去除形成於該隆起緣之上部之ρ型接觸層 5 1 0上的絕緣膜5 1 5,且在至少露出的ρ型接觸層5 1 0上 形成Ρ電極5 1 3,即可製造側面發光半導體元件。 若依據此種的側面發光半導體元件,則在Ρ電極5 1 3 、與η電極5 1 4之間流出電流時,從ρ電極5 1 3流入的電 洞,就會集中在隆起緣上,進而集中在相當於隆起緣之下 方的MQW活性層506之區域上。結果,在相當於隆起緣 之下方的MQW活性層5 06之區域中,藉由電洞與電子再 結合,即可釋放出光。亦即,側面發光半導體元件,可從 -5- 200805708 (3) 局部的區域釋放出光。 此種的側面發光半導體元件,可實現較高的電流狹窄 效應、電流閉鎖效應、光閉鎖效應,一般而言’被評價爲 能源效率高的構造。 然而,在上面所述之以往的側面發光半導體元件之製 造方法中,由於很難只去除形成於隆起緣之上部之P型接 觸層5 1 0上的絕緣膜5 1 5,所以有不能提高良率的問題點 【發明內容】 有關本發明的側面發光半導體元件之第1特徵’其要 旨爲,具備:AlGaN層,Mg (鎂)之濃度摻雜5xl019cnT3 以下;條帶狀隆起緣,形成於包含AlGaN層及活性層之層 積構造的上部;和蕭特基障壁,形成於AlGaN層所露出之 隆起緣以外的層積構造之上面。 依據此種的特徵,則由於具備形成於包含AlGaN層及 活性層之層積構造之上部的條帶狀隆起緣、和形成於 AlGaN層所露出之隆起緣以外的層積構造之上面的蕭特基 障壁,所以在該隆起緣中,並無必要去除應與P電極做歐 姆接觸之部分的絕緣膜,可提高良率。 又,藉由具備對帶隙能量高之AlGaN層,摻雜Mg ( 鎂)之濃度5x1 019cm_3以下的AlGaN層,則由於AlGaN 層之電洞(hole )濃度,會變小,所以電洞,不易從蕭特 基障壁流入至AlGaN層,而蕭特基障壁與AlGaN層之間 200805708 (4) 的電阻,會變高。藉此,此種的側面發光半導體元件,就 容易只對隆起緣流出電洞’可在該隆起緣上容易實現電流 狹窄效應、電流閉鎖效應、光閉鎖效應’且從活性層之狹 窄的區域釋放出光。 因而,可獲得良率佳,且從局部區域釋放出光的側面 發光半導體元件。 本發明之第1特徵中,隆起緣之上部,係爲Mg之濃 度摻雜lxl019cnT3以上的GaN層。 依據此種的特徵,則由於隆起緣之上部,係爲Mg之 濃度摻雜lxl〇19cnT3以上的GaN層,所以隆起緣之上部 的電洞濃度,會變高,且可更加提高隆起緣之電流狹窄效 應。 在本發明之第1特徵中,亦可在蕭特基障壁上之至少 一部分和隆起緣上,更具備由Pd (鈀)或Ni (鎳)所構 成的金屬層。 依據此種的特徵,則藉由在蕭特基障壁上之至少一部 分和隆起緣上,具備由Pd (鈀)或Ni (鎳)所構成的金 屬層,由於對AlGaN層及GaN層,可獲得容易取得歐姆 特性的電極,所以因在隆起緣之上部,更容易流入電洞, 故可更加提高該隆起緣之電流狹窄效應。 本發明之第2特徵,係一種側面發光半導體元件之製 造方法,其要旨爲,具有:在包含Mg之濃度摻雜5x 1019cnT3以下的AlGaN層及活性層之層積構造的上部,依 利用離子撞擊之乾鈾刻法形成條帶狀隆起緣的步驟;和在 200805708 (5) AIGaN層所露出之隆起緣以外的層積構造之上面,依利用 離子撞擊之乾蝕刻法形成蕭特基障壁的步驟。 依據此種的發明,則藉由在包含Mg之濃度摻雜5 X 1019cnT3以下的AlGaN層及活性層之層積構造的上部形成 隆起緣,且在AlGaN層所露出之隆起緣以外的層積構造之 上面,依利用離子撞擊之乾蝕刻法提供適度的損傷,即可 形成電洞不易流入的η型反轉層(亦即,蕭特基障壁)。 由於蕭特基障壁與AlGaN層之間的電阻會變高,且容易只 對隆起緣流入電洞,所以在該隆起緣上可容易實現電流狹 窄效應、電流閉鎖效應、光閉鎖效應,且從活性層之狹窄 的區域釋放出光。 因而,可製造良率佳,且從局部區域釋放出光的側面 發光半導體元件。 【實施方式】 其次,參照圖式,說明本發明之實施形態。另外,在 以下之圖式記載中,於相同或類似的部分上,附記相同或 類似的元件符號。但是,圖式係爲模型例示,應注意各尺 寸之比率等會與現實物有所不同。 因而,具體的尺寸等應參酌以下之說明來判斷。又, 圖式相互間當然亦包含互相之尺寸關係或比率有不同的部 分0 (本發明之實施形態的側面發光半導體元件之構造) -8- 200805708 (6) 參照第1圖,就本發明之實施形態的側面發光半導體 元件之構成加以說明。第1圖係顯示本實施形態的側面發 光半導體元件之剖面構造。作爲本實施形態的側面發光半 導體元件之一例,係就發光爲藍色之側面發光型的LED ( Light Emitting Diode,發光二極體)加以說明。 本實施形態的側面發光半導體元件,係如第1圖所示 ,具備由η型接觸層102、η型包覆層103、η型導光層 104、η型超晶格層105、MQW活性層106、ρ型第1導光 層107、Ρ型第2導光層108、ρ型包覆層109、及ρ型接 觸層1 1 0所構成的層積構造。上述層積構造之上部,亦即 ,口型包覆層109之一部分及ρ型接觸層110上,形成有 條帶狀之隆起緣。 η電極114,係在η型接觸面102之主面,依Α1 (鋁 )/Ti (鈦)/Au (金)之多層金屬膜所形成。又,η電極 1 14,亦可依 Al/Ni (鎳)/Au之多層金屬膜、或 Al/Pd ( 鈀)/Au之多層金屬膜所形成。 ρ電極1 1 3,係以Pd層、Au層之順序層積在蕭特基 障壁1091上之至少一部分與隆起緣上,且與ρ型接觸層 1 1 0做歐姆接觸。另外,P電極1 1 3,亦可層積Ni層以取 代P d層,且依N i層、A u層所形成。 η型接觸層102,係可依被摻雜Si (矽)之GaN所形 成。 η型包覆層1 03,係可依被摻雜Si之Al〇.()5GaN所形 成。η型導光層104,係可依未摻雜GaN所形成。η型超 -9- 200805708 (7) 晶格層105,係爲交互層積InGaN層及GaN層的超晶格構 造,而InGaN層及GaN層,係每1層之厚度爲30nm以下 〇 MQW活性層106,係爲依含In (銦)之氮化物半導 體而形成的多重量子井構造(MQW構造:Multi Quantum Well)。 具體而言,MQW活性層1〇6,係爲將依厚度爲3nm 之In〇.17GaN所形成的井層、和依厚度爲i〇nm之未摻雜 GaN所形成的障壁層交互地各層積8次的MQW構造。 P型第1導光層107,可依未摻雜GaN、或含1 %左右 之In的InonGaN所形成。 P型第2導光層108,可依未摻雜GaN所形成。 P型包覆層109,可依Mg之濃度摻雜5xl019cnT3以 下的AUGahN (0^χ<0·5)所形成。另外,p型包覆層 109之Mg的濃度,更佳爲lxl〇18cnT3以上。藉由ρ型包 覆層109之Mg的濃度,爲lxl018cm·3以上,則p型包覆 層1 09,即可更加流出來自ρ型接觸層丨丨〇之電洞。 P型接觸層110,可依Mg之濃度摻雜ixi〇19cm-3以 上的GaN所形成。另外,P型接觸層1 1 〇之Mg的濃度, 更佳爲5xl〇19cm_3以上、5xl02Gcm·3以下。在ρ型接觸層 110之Mg的濃度,比5x102Gcm·3高的情況,有時被摻雜 的Mg,會破壞GaN結晶。 又’在ρ型包覆層109之上面’於沒有形成ρ型接觸 層11〇的部分上,形成有蕭特基障壁1〇91。因而,在ρ型 -10- 200805708 (8) 包覆層109之上面沒有形成p型接觸層110的部分,會與 p電極1 1 3做蕭特基接觸。 P型接觸層110,係與p型包覆層109之一部分,一 同構成條帶狀之隆起緣,而p型接觸層110之上面,會與 P電極113做歐姆接觸。 (本發明之實施形態的側面發光半導體元件之製造方 法) 以下,參照第2至7圖,就本實施形態的側面發光半 導體元件之製造方法中所進行的步驟(製程)加以說明。 如第2及3圖所示,在步驟S1 0 1中,係於藍寶石所 構成的基板(以下,顯示爲基板1 〇〇 )上進行,依次,使 η型緩衝層101、η型接觸層102、η型包覆層103、η型導 光層104、η型超晶格層1〇5、MQW活性層106、ρ型第1 導光層107、ρ型第2導光層108、ρ型包覆層1〇9、ρ型 接觸層1 1 〇結晶成長(磊晶成長)的層積步驟。 具體而言,本實施形態中,第1、在MOCVD ( Metal Organic Chemical Vapor Deposition,金屬有機化學氣相沉 積)裝置上置入基板100’藉由一面流出氫氣而一面將溫 度提升至1 〇 5 °C左右,對基板1 〇 〇進行加熱潔淨作業( thermal cleaning ) 。 第2、將MOCVD裝置內之溫度下降至6〇0。(:左右, 使其在基板1 〇 〇上,藉由對G aN所構成的η型緩衝層1 0 1 進行磊晶成長而結晶成長(以下,簡稱結晶成長)。 -11 - 200805708 (9) 第3、將MOCVD裝置內之溫度再次提升至1〇〇〇。〇左 右’並在η型緩衝層1 〇 1上,依次,使^型接觸層2、^ 型包覆層103、η型導光層1〇4、η型超晶格層1〇5、MQW 活性層106、p型第1導光層1〇7、p型第2導光層1〇8、p 型包覆層109、p型接觸層11〇結晶成長。 第3圖係顯示此種的層積步驟被進行後的側面發光半 導體元件之剖面圖。 在步驟S1 02中,進行依s〇g ( Spin on glass,旋塗 玻璃)形成條帶圖案的條帶圖案形成步驟。 第4圖係顯示此種的條帶狀圖案形成步驟中的側面發 光半導體元件之剖面圖。以下,參照第4圖,就條帶圖案 形成步驟具體加以說明。 具體而言,在條帶圖案形成步驟中,第1、在p型接 觸層110上塗敷SOG材料。在此,s〇G材料,係爲將矽 酸化合物溶解於有機溶劑中的溶液。 第2、將所塗敷之SOG材料以約450 °C燒成,藉以形 成以矽酸玻璃(Si〇2 )爲主成份的s〇G層1 1 1。 第3、在SOG層1 1 1上塗敷光阻膜,且依光微影術形 成光阻圖案1 1 2。 第4、將此種的光阻圖案i〗2當作遮罩,0虫刻S 〇 G層 1 1 1。此種的触刻,亦可爲使用緩衝後的氟酸(BHF )的 濕蝕刻,或爲使用F系氣體(CF4、SF6等)的乾鈾刻。但 是,較佳爲使用可將光阻圖案1 1 2切細的乾鈾刻。 第5、使用〇2光阻去除機(7 7シ十一,asher ) (〇 -12- 200805708 (10) (氧)電漿)或鹼性溶液等,去除光阻圖案1 1 2,藉以形 成由被殘餘之SOG層1 1 1所構成的條帶圖案。 在步驟 S103中,進行使用感應耦合型(Induced Coupled Plasma : ICP )飩刻機,以形成由p型接觸層1 10 所構成的隆起緣之隆起緣構造形成步驟。 第5圖係顯示此種的隆起緣構造形成步驟中的側面發 光半導體元件之剖面圖。以下,參照第5圖,就隆起緣構 造形成步驟具體說明。 具體而言,第1、使用ICP蝕刻機,將由SOG層1 1 1 所構成的條帶圖案當作遮罩,飩刻P型接觸層1 1 〇及P型 包覆層109之一部分、及p型接觸層110至η型接觸層 1 0 2之一部分。 有關用於此種的蝕刻中的ICP蝕刻機之具體例,顯示 於第6圖中。如第6圖所示,ICP蝕刻機,具備反應室 201、下部電極202、排氣口 203、石英板204、高頻電源 2 05、ICP線圏20 6、ICP高頻電源207、及氣體導入口 208 ° 此種的ICP鈾刻機,係利用依爲了將反應性氣體電漿 化而以ICP高頻電源207施加在ICP線圈206上的高頻電 力(PICP )、與爲了將電漿化後的反應種引入至蝕刻對象 構件209內而施加在高頻電源205上的高頻電力(PBlas ) 所產生的活性種(自由基或離子等),來對蝕刻對象構件 209提供損傷,可藉此進行蝕刻。 具體而言,在隆起緣構造形成步驟中,係在ICP蝕刻 -13- 200805708 (11) 機上,配置蝕刻對象構件209 (本實施形態中, S 102被進行後的側面發光半導體元件(層積構造 並施加第1局頻電力(PlCP及?Bias)。 在此,主要是依施加在高頻電源205上的高頻 而在配置於ICP蝕刻機之反應室201內的下部電極 的蝕刻對象構件209 (層積構造)上,產生DC偏 (V —DC )。依此種的V_DC,可定義p型接觸層1 型接觸層1 02上所產生的損傷之程度。例如,以1 20V,較佳爲V — DC 2 40V,在p型接觸層110或p 層1 09上產生損傷,可獲得所期望之效果。 在本實施形態之隆起緣構造形成步驟中,藉 PICP = 3 00W、PBias = 25W,作爲第1高頻電力,而 GaN所構成的p型接觸層1 1 0。此時,在蝕刻對 2 09上所產生的V —DC,非常小,例如,爲10V左右 又,在本實施形態之隆起緣構造形成步驟中, 力口 PICP = 300W、PBias = 25W,而鈾刻 ρ 型接觸層 110 接觸層102。 在步驟S 104中,進行使用ICP蝕刻機,並利 撞擊,在隆起緣構造以外之層積構造的上面(亦即 包覆層109之上面且p型接觸層110被鈾刻的部分 生蕭特基障壁1091的蕭特基障壁產生步驟。 具體而言,在蕭特基障壁產生步驟中,在ICP 上,配置蝕刻對象構件2 0 9 (本實施形態中,爲步馬 被進行後的側面發光半導體元件(層積構造)), 爲步驟 )), 電力, 202上 向電壓 10至η /_DC ^ 型包覆 由施加 蝕刻由 象構件 ί ° 藉由施 至η型 用離子 ,Ρ型 ),產 蝕刻機 % S 1 03 並施加 -14- 200805708 (12) 比第1局頻電力(PlCP及PBias)還筒電力的第1高頻電力 (PlCP 及 PBias)。 在本實施形態之蕭特基障壁產生步驟中,藉由施加 PICP = 3 00W、PBias=120W,作爲第2高頻電力,而蝕刻由p 型包覆層109。此時,在蝕刻對象構件 209上所產生的 V_DC,由於會變大至50V左右,所以以ICP高頻電源27 之電力所產生的離子會以V_DC加速並撞擊在蝕刻對象構 件209上而可提供損傷。 在此,在步驟S104及S105中,蝕刻殘餘厚度,可以 利用雷射之干涉計來測定。此種的干涉計,可從依來自上 面之界面的反射波、與來自下面之界面的反射波之干涉所 產生的干涉條紋之間隔中得知蝕刻深度。在此,當將所要 使用的雷射之波長設爲λ時,λ /η ( n =飩刻對象構件之折 射率)就成爲干涉之一週期。 在步驟S105中,進行形成η電極114及p電極113 的電極形成步驟。 具體而言,第1、利用鹽酸來洗淨在步驟S 1 03所形 成的η型接觸層110之露出面,且藉由在此種的露出面上 ,依序層積Α1層、Ti層、Au層,而形成η電極114。11 電極1 14,亦可藉由使用Ni層、Pd層,來取代Ti層,而 依Al/Ni/Au之多層金屬膜、或Al/Pd/Au之多層金屬膜所 形成。 又,利用鹽酸來洗淨蕭特基障壁1091上之至少一部 分與隆起緣上,且藉由依序層積Pd層、Au層,而形成p -15- 200805708 (13) 電極113。p電極113,亦可層積Ni層來取代pd層,而 依Ni層、Au層所形成。 第7圖係顯示形成η電極1 1 4及p電極1 1 3後的側面 發光半導體元件之剖面圖。 第2、硏削基板1 00及η型緩衝層1 01,且硏磨^型 接觸層102之背面。 第3、藉由劈開成側面發光半導體元件之寬度,而獲 得第1圖所示的側面發光半導體元件。此種的劈開,並非 形成用以獲得半導體雷射元件的鏡面,由於其是爲了側面 發光型之LED而用的劈開,所以不需要較高的精確度, 即使有多少的失敗也足夠。 (本發明之實施形態的側面發光半導體元件之作用、 效果) 依據本實施形態之側面發光半導體元件,則由於其具 備形成於包含P型包覆層109及MQW活性層106之層積 構造之上部的條帶狀之隆起緣、和形成於p型包覆層1 09 所露出的隆起緣以外之層積構造之上面的蕭特基障壁1091 ,所以在該隆起緣中,沒有必要只去除應與P電極1 1 3做 歐姆接觸之部分的絕緣膜,可提高良率。 又,藉由具備相對於帶隙能量較高之AlxGai_xN(〇S x< 0.5 ) ,Mg之濃度被摻雜5xl019cnT3以下的P型包覆 層109,則p型包覆層109之電洞(hole )濃度,就會變 小。換句話說,電洞,由於不易從蕭特基障壁1 〇91流入 -16- 200805708 (14) 至p型包覆層1〇9,所以蕭特基障壁1〇91與p型包覆層 1 〇 9之間的電阻,會變高。 藉此,此種的側面發光半導體元件,由於容易只對隆 起緣流入電洞,所以在該隆起緣上可容易實現電流狹窄效 應、電流閉鎖效應、光閉鎖效應’且可從活性層之較窄的 區域釋放出光。 因而,可獲得簡單之構造、良率佳、從局部區域釋放 出光的側面發光半導體元件。 又,藉由隆起緣之上部,係爲由Mg之濃度摻雜lx 1019cnT3以上之GaN所構成的P型接觸層1 1〇,則隆起緣 之上部的電子濃度會變高,可更加提高隆起緣之電流狹窄 效應。 又,藉由在蕭特基障壁1091上之至少一部分與隆起 緣上,具備由P d或N i所構成的P電極1 1 3,由於相對於 P型包覆層109及p型接觸層110,可獲得容易取得歐姆 特性的電極,所以在隆起緣之上部,因更容易流入電洞, 故可更加提高該隆起緣之電流狹窄效應。 又,依據本實施形態之製造方法,則藉由在包含由 Mg濃度摻雜5xl019cm·3以下之AlGaN層所構成的p型包 覆層1 〇 9及M Q W活性層1 0 6之層積構造的上部形成隆起 緣,且在Ρ型包覆層1 0 9所露出之隆起緣以外的層積構造 之上面,依利用離子撞擊之乾飩刻法提供適度的損傷,即 可形成不易流入電洞的η型反轉層(亦即,蕭特基障壁 1091 )。 -17- 200805708 (15) 由於蕭特基障壁1091與p型包覆層l〇9之間的電阻 會變高,且只容易對隆起緣流入電洞,所以在該隆起緣上 可容易獲得電流狹窄效應。 因而’可製造良率佳、從局部區域釋放出光的側面發 光半導體元件。 本實施形態的側面發光型之led,例如,可用於頭戴 式之顯示裝置中。頭戴式之顯示裝置,係爲形成如防風眼 鏡(goggle )或安全帽之形狀的顯示裝置。頭戴式之顯示 裝置,當被裝設在頭部上時’就爲在左右眼睛之前逐個配 置顯示裝置之顯示部。 在此種的頭戴式之顯示裝置中,發光成紅色的半導體 發光元件、發光成綠色的半導體發光元件、及發光成藍色 的半導體發光元件,係被配置作爲具有狹窄的光譜之光源 。頭戴式之顯示裝置,係透過光纖,將從半導體發光元件 所釋放出的光傳輸至人的視網膜上,且在該視網膜上形成 影像。 在此種的頭戴式之顯示裝置中,有需要提高光纖與半 導體發光元件的耦合效率。依據本實施形態的側面發光型 之LED,則由於可從局部區域釋放出光,所以可提高與光 纖間之耦合效率。 又,此種的側面發光型之LED,由於不具有複雜的構 造,且良率也佳,所以可提供作爲廉價的半導體發光元件 〇 從此種側面發光型之LED釋放出的光’係爲自然釋 -18- 200805708 (16) 出光,其與在半導體雷射元件反覆進行放大而釋放出的光 相較,可減低對視網膜之影響。因而’此種的側面發光型 之LED,適合作爲被用在頭戴式顯示裝置中的半導體發光 元件。 (其他的實施形態) 本發明雖已依上述之實施形態而記載,但是不應理解 爲構成該揭示之一部分的論述及圖式係用以限定此發明。 對於所屬技術領域中具有通常知識者從該發明中自可明白 各種的代替實施形態、實施例及運用技術。 例如,本發明之實施形態中,雖已就側面發光型之 LED加以例示,但是本發明並不限於此,其亦可利用於側 面發光型之半導體雷射元件中。 如此,本發明當然包含在此並未記載之各種的實施形 態等。因而,本發明的技術範圍係爲從上述之說明中只依 妥當的申請專利範圍之發明特定事項所決定。 (產業上之可利用性) 依據本發明,則可提供一種良率佳、且從局部領域釋 放出光的側面發光半導體元件及側面發光半導體元件之製 造方法。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明一實施形態的側面發光半導體元 -19- 200805708 (17) 件之剖面構造。 第2圖係顯示本發明一實施形態的側面發光半導體元 件之製造方法的流程圖。 第3圖係顯示本發明一實施形態的側面發光半導體元 件之製造方法的層積步驟被進行後的側面發光半導體元件 之剖面圖。 第4圖係顯示本發明一實施形態的側面發光半導體元 件之製造方法的條帶狀圖案形成步驟中的側面發光半導體 元件之剖面圖。 第5圖係顯示本發明一實施形態的側面發光半導體元 件之製造方法的隆起緣形成步驟中的側面發光半導體元件 之剖面圖。 第6圖係顯示本發明一實施形態的側面發光半導體元 件之製造方法的隆起緣形成步驟及蕭特基障壁產生步驟中 所用的ICP蝕刻機之剖面構造圖。 第7圖係顯示本發明一實施形態的側面發光半導體元 件之製造方法的電極形成步驟被進行後的側面發光半導體 元件之剖面圖。 第8圖係顯示先前技術的半導體發光元件之剖面構造 【主要元件符號說明】 100 :基板 1 〇 1 : η型緩衝層 -20- 200805708 (18) 102 : n型接觸層 103 : η型包覆層 104 : η型導光層 105 : η型超晶格層 106 : MQW活性層 107 : Ρ型第1導光層 108 : Ρ型第2導光層 109 : Ρ型包覆層 110: Ρ型接觸層 111: SOG層 112: 光阻圖案 113: Ρ電極 114: η電極 201 : 反應室 202 : 下部電極 203 : 排氣口 204 : 石英板 205 : 高頻電源 206 : I C Ρ線圈 207 : I C Ρ局頻電源 208 : 氣體導入口 209 : 蝕刻對象構件 5 02 : η型接觸層 504 : η型導光層 200805708 (19) 5 0 6 : M Q W活性層 5 07 : p型第1導光層 510: p型接觸層510 5 1 3 : p電極 5 1 4 : η電極 5 1 5 :絕緣膜 1091 :蕭特基障壁 -22-

Claims (1)

  1. 200805708 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種側面發光半導體元件,其特徵爲,具備: AlGaN層,Mg (鎂)之濃度摻雜5xl019cnT3以下; 條帶狀隆起緣,形成於包含前述A1GaN層及活性層之 層積構造的上部;和 蕭特基障壁,形成於前述AlGaN層所露出之前述隆起 緣以外的前述層積構造之上面。 2.如申請專利範圍第1項所記載之側面發光半導體元 件’其中,前述隆起緣之上部,係爲M g之濃度摻雜1 1 019cnT3以上的GaN層。 3 ·如申請專利範圍第1或2項所記載之側面發光半導 體兀件,其中,在前述蕭特基障壁上之至少一部分和前述 隆起緣上,更具備由前述Pd (鈀)或Ni (鎳)所構成的 金屬層。 4·一種側面發光半導體元件之製造方法,其特徵爲, 具有: 在包含Mg (鎂)之濃度摻雜5x l〇19crn_3以下的 A1 GaN層及活性層之層積構造的上部,依利用離子撞擊之 乾蝕刻法形成條帶狀隆起緣的步驟;和 在前述A1 GaN層所露出之前述隆起緣以外的前述層積 構造之上面,依利用離子撞擊之乾蝕刻法形成蕭特基障壁 的步驟。 -23-
TW096108974A 2006-03-15 2007-03-15 Side emission semiconductor element and manufacturing method thereof TW200805708A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006071481A JP4362125B2 (ja) 2006-03-15 2006-03-15 側面発光半導体素子及び側面発光半導体素子の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW200805708A true TW200805708A (en) 2008-01-16

Family

ID=38509604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096108974A TW200805708A (en) 2006-03-15 2007-03-15 Side emission semiconductor element and manufacturing method thereof

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090097521A1 (zh)
JP (1) JP4362125B2 (zh)
KR (1) KR20080112264A (zh)
CN (1) CN101401223A (zh)
DE (1) DE112007000602T5 (zh)
TW (1) TW200805708A (zh)
WO (1) WO2007105791A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI420706B (zh) * 2011-03-03 2013-12-21 Advanced Optoelectronic Tech 發光二極體及其製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5346443B2 (ja) 2007-04-16 2013-11-20 ローム株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP2009158550A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Sony Corp 半導体発光素子及びこれを用いた表示装置
KR101303592B1 (ko) * 2011-12-27 2013-09-11 전자부품연구원 질화물계 반도체 소자의 제조 방법
JP6323782B2 (ja) * 2013-08-26 2018-05-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法
JP2015056647A (ja) 2013-09-13 2015-03-23 株式会社東芝 窒化物半導体発光装置
CN106299069A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 厦门三安光电有限公司 一种激光二极管及其制作方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903017A (en) * 1996-02-26 1999-05-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Compound semiconductor device formed of nitrogen-containing gallium compound such as GaN, AlGaN or InGaN
JP3314641B2 (ja) * 1996-11-29 2002-08-12 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子
JP2001015851A (ja) 1999-07-01 2001-01-19 Sony Corp 半導体レーザ素子及びその作製方法
US6597717B1 (en) * 1999-11-19 2003-07-22 Xerox Corporation Structure and method for index-guided, inner stripe laser diode structure
JP2002261326A (ja) * 2001-03-02 2002-09-13 Nagoya Kogyo Univ 窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法
JP2005340576A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Sharp Corp 半導体レーザ素子およびその製造方法、光ディスク装置並びに光伝送システム
US7655953B2 (en) * 2004-08-31 2010-02-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI420706B (zh) * 2011-03-03 2013-12-21 Advanced Optoelectronic Tech 發光二極體及其製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112007000602T5 (de) 2009-01-15
US20090097521A1 (en) 2009-04-16
KR20080112264A (ko) 2008-12-24
JP2007250788A (ja) 2007-09-27
CN101401223A (zh) 2009-04-01
JP4362125B2 (ja) 2009-11-11
WO2007105791A1 (ja) 2007-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI337373B (en) Methods of forming semiconductor devices having self aligned semiconductor mesas and contact layers and related devices
US8158993B2 (en) Nitride semiconductor crystal with surface texture
TW200805708A (en) Side emission semiconductor element and manufacturing method thereof
TW200908490A (en) Photonic crystal laser and method for manufacturing photonic crystal laser
US20140166975A1 (en) Semiconductor light emitting device
TW200818555A (en) Improvements in external light efficiency of light emitting diodes
KR20080087175A (ko) 반도체 발광 소자
JP2000174339A (ja) GaN系半導体発光素子およびGaN系半導体受光素子
KR20080081934A (ko) 반도체 발광 소자 및 그 제법
JP5306779B2 (ja) 発光素子及びその製造方法
US8513036B2 (en) Photonic quantum ring laser and fabrication method thereof
KR20100061132A (ko) 질화물계 반도체 발광소자의 제조방법
KR100519753B1 (ko) GaN계 화합물 반도체가 사용된 발광소자의 제조방법
JP2012134327A (ja) 窒化物半導体発光素子
JP2007258338A (ja) 半導体発光素子
JP2018137327A (ja) 窒化物半導体レーザ
WO2008035932A1 (en) Iii-nitride based light-emitting diode structure with monolithically integrated sidewall deflectors and method thereof
JP2010021206A (ja) 半導体発光素子
KR20080109598A (ko) 레이저 다이오드 칩 및 그 제조 방법
KR101124474B1 (ko) 반도체 발광소자를 제조하는 방법
KR20110096990A (ko) 반도체 소자의 패턴 형성방법
JP4812649B2 (ja) 窒化物系半導体発光素子及びその製造方法
KR20100061134A (ko) 질화물 반도체 발광소자의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 질화물 반도체 발광소자
JP2008010816A (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JP2005328096A (ja) 窒化物系半導体発光素子