TW201727939A - 發光元件及製造方法 - Google Patents

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TW201727939A
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Junya Ishizaki
Jun Ikeda
Kenichi Suzuki
Shogo Furuya
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Shin-Etsu Handotai Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種發光元件及製造方法，包含窗口層兼支承基板以及設置於窗口層兼支承基板上的發光部，發光部依序包含有第二半導體層、活性層及第半導體層，且第二半導體層為第二導電型，且第一半導體層為第一導電型，其中發光元件具有：經除去至少第一半導體層與活性層的除去部、除去部以外的非除去部、設置於非除去部的第一半導體層上的第一歐姆電極、以及設置於除去部的第二半導體層上或是電連接於第二半導體層的第二導電型的半導體層上的第二歐姆電極，其中窗口層兼支承基板透過SiO2膜與發光部接合。

Description

發光元件及製造方法
本發明係關於一種發光元件及其製造方法。
晶片直接封裝(chip on board, COB)等的製品，由於自LED元件的放熱性優良，因此為在照明等用途中被採用的LED封裝方法。在以COB等而封裝LED時，必須使用將晶片直接接合於基板的覆晶封裝。為了實現覆晶封裝，必須製作於發光元件一側的面設置有極性相異的通電用板的覆晶晶片。又，設置有導電板的面的相反面必須以具有光取出功能的材料所構成。
當以黃色~紅色的LED製作覆晶晶片時，於發光層係使用AlGaInP系的材料。AlGaInP系的材料不存在有塊狀晶體，因此為了以磊晶法形成LED部，起始基板選擇與AlGaInP相異的材料。起始基板多為選擇GaAs或Ge，此些的基板由於對可見光具有吸光的特性，在製作覆晶晶片時，起始基板被除去。但是，形成發光層的磊晶層為極薄膜，因此除去起始基板後便無法獨自直立。於是需要以於發光層對發光波長為略透明而具有作為窗口層的功能且具有充分能夠獨自直立的厚度而具有作為支承基板的功能的材料或結構的窗口層兼支承基板替代起始基板。
作為具有如此的窗口層兼支承基板的功能的替代材料，選擇有GaP、GaAsP、藍寶石等。不論選擇前述任一材料，由於為與AlGaInP相異的材料，因此晶格常數、熱膨脹係數及楊氏模量等機械特性將與AlGaInP系材料相異。
作為如此的技術，專例文獻1中揭露有一種將GaP結晶成長及直接接合而形成為窗口層兼支承基板的方法。此技術中會根據直接接合的GaP基板的大小而決定發光元件用晶圓的大小，造成有難以使晶圓大口徑化的問題。因此，此技術雖適合小型發光元件，但不適合大型發光元件。
又，專利文獻2中揭露有一種將GaP結晶成長而形成為窗口層兼支承基板的方法。依據此技術，由於不將GaP基板接合，因此接合基板的大小不受限制。但是，GaP及AlGaInP發光層部存在有大量的晶格失配，而產生翹曲。由於當晶圓大口徑化翹曲亦會變大，因此有若使用大的晶圓則裝置步驟會變得困難的問題。因此，此技術雖適合小型發光元件，但不適合大型發光元件。
又，專利文獻3中揭露有將表面粗糙的發光層以透明接著層接合的技術。此技術中，雖然接合本身是可行的，但接著劑與發光層及被接合晶圓的密著性差，無法迴避接合不良部位的產生。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2015-12028號公報 專利文獻2：日本特開2015-5551號公報 專利文獻3：日本特開2006-210916號公報
如此，於包含將基板(起始基板)為吸收自發光元件所發出的光的材料的發光元件晶圓接合於窗口層兼支承基板(透明基板)後，將基板除去的步驟的發光元件及其製造方法中，以習知的方法容易產生接合不良，難以提升產量。
本發明有鑑於前述問題，而以提供一種減少接合時所產生的使因為接合不良所致的剝離為的發光元極及其製造方法作為目的。
為了達成上述目的，本發明提供一種發光元件，包含一窗口層兼支承基板以及設置於該窗口層兼支承基板上的一發光部，該發光部依序包含有一第二半導體層、一活性層及一第一半導體層，且該第二半導體層為第二導電型，且該第一半導體層為第一導電型，其中該發光元件具有：經除去至少該第一半導體層與該活性層的一除去部、該除去部以外的一非除去部、設置於該非除去部的該第一半導體層上的一第一歐姆電極、以及設置於該除去部的該第二半導體層上或是電連接於該第二半導體層的第二導電型的半導體層上的一第二歐姆電極，其中該窗口層兼支承基板透過SiO2 膜與該發光部接合。
如此，由於窗口層兼支承基板與發光部為透過SiO2 膜而接合之故，而成為使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。
此時，以該SiO2 膜具有一第一SiO2 膜及一第二SiO2 膜，該第一SiO2 膜設置於該發光部側，該第二SiO2 膜設置於該窗口層兼支承基板側，且該第一SiO2 膜與該第二SiO2 膜為直接接合為佳。
依此，能夠成為使因為接合不良所致的剝離為更加確實減少的發光元件。
又於此時，以該SiO2 膜具有一第一SiO2 膜及一第二SiO2 膜，該第一SiO2 膜設置於該發光部側，該第二SiO2 膜設置於該窗口層兼支承基板側，且該第一SiO2 膜與該第二SiO2 膜為透過接著劑而接合為佳。
依此，能夠成為使因為接合不良所致的剝離為更加確實減少的發光元件。
又提供一種發光元件的製造方法，包含：一發光部形成步驟，係藉由於一基板上以與該基板晶格匹配系的材料至少依序磊晶成長一第一半導體層、一活性層及一第二半導體層而形成發光部；一接合步驟，係將該窗口層兼支承基板與該發光部接合；一除去步驟，係將該基板除去；一第一歐姆電極形成步驟，係於該第一半導體層表面形成一第一歐姆電極；一除去步驟，係至少除去該第一半導體層與該活性層而形成一除去部；以及一第二歐姆電極形成步驟，係於該除去部的該第二半導體層上或是電連接於該第二半導體層的第二導電型的半導體層上形成一第二歐姆電極，其中於該接合步驟中，透過SiO2 膜將該窗口層兼支承基板與該發光部接合。
如此，透過SiO2 膜將該窗口層兼支承基板與該發光部接合，能夠製造使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。
此時，以於該接合步驟中，將形成於該發光部上的該第一SiO2 膜與形成於該窗口層兼支承基板上的該第二SiO2 膜直接接合為佳。
藉此，能夠製造使因為使因為接合不良所致的剝離為更加確實減少的發光元件。
又於此時，以於該接合步驟中，將形成於該發光部上的該第一SiO2 膜與形成於該窗口層兼支承基板上的該第二SiO2 膜透過接著劑接合為佳。
藉此，能夠製造使因為接合不良所致的剝離為更加確實減少的發光元件。
依照本發明的發光元件及發光元件的製造方法，能夠實現使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。
以下雖說明本發明的實施型態，但本發明並不限定於此。 如同前述，於包含將基板為吸收自發光元件所發出的光的材料的發光元件晶圓接合於窗口層兼支承基板後，將基板除去的步驟的發光元件及其製造方法中，以習知的方法容易產生接合不良，難以提升產量。
在此，發明人為了解決如此的問題反覆精心研討。結果想到若是窗口層兼支承基板與發光部為透過SiO2 膜而接合之物，則能夠成為使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。而詳查關於實施此些的最好的形態，而完成本發明。
(第一實施型態) 圖1顯示本發明的發光元件的第一實施型態。如圖1所示，本發明的第一實施型態中的發光元件100，包含窗口層兼支承基板110以及設置於窗口層兼支承基板110上的發光部108，發光部依序包含有第二半導體層105、活性層104及第一半導體層103，且第二半導體層105為第二導電型，且第一半導體層103為第一導電型。以及具有：經除去至少第一半導體層103與活性層104的除去部180、除去部180以外的非除去部181。並且，具有設置於非除去部181的第一半導體層103上的第一歐姆電極150、以及設置於除去部180的第二半導體層105上或是緩衝層106及電流傳播層107等的電連接於第二半導體層105的第二導電型的半導體層上的第二歐姆電極151。再者，窗口層兼支承基板110透過SiO2 膜122與發光部108接合。
窗口層兼支承基板110，可為例如GaP、GaAsP、藍寶石等所構成的透明基板。
SiO2 膜122具有第一SiO2 膜120及第二SiO2 膜121，第一SiO2 膜120設置於發光部108側，第二SiO2 膜121設置於窗口層兼支承基板110側，且第一SiO2 膜120與第二SiO2 膜121為直接接合。即為不透過接著劑而直接接合之物。若是如此之物，則能夠成為使因為接合不良所致的剝離為更確實減少的發光元件。
第一及第二的SiO2 膜120、121，能夠為例如厚度為0.05至1.0μm之物。
能夠為第一SiO2 膜120與發光部108之間，具有電流傳播層107及緩衝層106之物。
電流傳播層107，可為由例如Alz Ga1-z As(0≦z≦1)或GaAsw P1-w (0≦w≦1)所構成的厚度為0.5至5.0μm之物。緩衝層106，可為由例如InGaP或AlInP所構成的厚度為0.1至1.0μm之物。
發光部108，能夠為依序包含例如由(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0≦y≦1)或Alz Ga1-z As(0≦z≦1)所構成，厚度為0.5至1.0μm的第二導電型的第二半導體層105、厚度為0.1至1.0μm的活性層104及厚度為0.5至1.0μm的第一導電型的第一半導體層103之物。
活性層104，能夠為因應發光波長而以(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0.4≦y≦0.6) 或Alz Ga1-z As(0≦z≦0.45)所形成之物。當應用於可見光照明時，適合選擇AlGaInP，當應用於紅外線照明時，適合選擇AlGaAs或InGaAs。但是，關於活性層104的設計，由於能夠藉由超晶格等的利用而波長能夠調整至源於材料組成的波長之外，因此不限於上述材料。
第一半導體層103、第二半導體層105被選擇為AlGaInP或AlGaAs，該選擇不一定要與活性層104為同一材料。
圖1的除去部180中，顯示第一半導體層103、活性層104、第二半導體層105及緩衝層106被除去的狀況，但本發明並未限定於此，為至少第一半導體層103及活性層104被除去之物即可。
若為如此的發光元件100，由於為窗口層兼支承基板110與發光部108透過SiO2 膜122以接合之物，因此能夠為使因為接合不良所致的剝離為減少之物。
接著，使用圖2說明關於本發明的第一實施型態中的發光元件的製造方法。
首先，如圖2的(a)所示，作為起始基板準備基板101。作為基板101，以使用結晶軸自[001]方向朝[110]方向傾斜的基板101為佳。又，作為基板101，能夠適當使用GaAs或Ge。若自上述材料選擇基板101，則由於能夠將後述的活性層104的材料使用晶格整合系材料而進行磊晶成長，容易使活性層104的品質提升，得到亮度上升及使用壽命特性的提升。
接著，亦可於基板101上，形成用以除去基板101的選擇蝕刻層102。選擇蝕刻層102為兩層以上的層構造所構成，以至少具有接觸基板101的第一選擇蝕刻層102A及接觸後述的第一半導體層103的第二選擇蝕刻層102B為佳。第一選擇蝕刻層102A及第二選擇蝕刻層102B亦可以相異的材料或構造以構成。
接著，進行藉由以與基板101晶格整合系的材料依序磊晶成長第一導電型的第一半導體層103、活性層104及第二導電型的第二半導體層105以形成發光部108的步驟。
此時，具體而言，於基板101上(當設置有選擇蝕刻層102時，於選擇蝕刻層102上)，藉由MOVPE法（有機金屬氣相磊晶）及MBE法（分子束磊晶）依序磊晶成長第一導電型的第一半導體層203、活性層104及第二導電型的第二半導體層105所構成的發光部108、緩衝層106及電流傳播層107而能夠製作磊晶基板109。
作為電流傳播層107，能夠適合使用AlGaAs、GaAsP或GaP。當以GaAsx P1-x (0≦x＜1)形成電流傳播層107時，緩衝層106最適合以InGaP或AlInP形成。由於GaAsx P1-x (x≠1)與AlGaInP系材料或AlGaAs系材料之間存在有晶格失配，GaAsx P1-x (x≠1)中具有高密度的應變及螺紋狀差排。螺紋狀差排密度能夠藉由組成x以調整。
接著，如圖2的(b)所示，能夠於電流傳播層107上堆疊第一SiO2 膜120，製作第一接合基板130。第一SiO2膜120能夠由光化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)法、濺射(Sputtering)法及電漿輔助化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD)法以形成。
如圖2的(c)所示，能夠於透明基板的窗口層兼支承基板110上堆疊第二SiO2 膜121，製作第二接合基板131。第二SiO2 膜121能夠由光CVD法、濺射法及PECVD法以形成。窗口層兼支承基板110能夠為例如GaP、GaAsP及藍寶石等所構成的透明基板。
以將如此而製作的第一接合基板130及第二接合基板131，於NaOH等鹼性水溶液中洗淨為佳。並且，以於此洗淨後進行後述的接合步驟為佳。
接著，如圖2的(d)所示，進行接合窗口層兼支承基板110與發光部108的接合步驟。此時，透過SiO2 膜122接合窗口層兼支承基板110與發光部108。
並且，於接合步驟中，以將於發光部108上形成的第一SiO2 膜120與形成於窗口層兼支承基板110上的第二SiO2 膜121直接接合為佳。藉由如此，能夠製造更加確實減少使因為接合不良所致的剝離為的發光元件。
具體而言，例如將第一接合基板130及第二接合基板131，設置為使第一SiO2 膜120與第二SiO2 膜121相對，且不接觸，而調整為10Pa以下的真空氛圍。調整至真空氛圍後，使第一SiO2 膜120與第二SiO2 膜121接觸，且施加5000N的壓力及400℃以上的熱將第一接合基板130與第二接合基板131壓合而直接接合，而能夠形成接合基板140。
接著，如圖2的(e)所示，進行自接合基板140除去基板101的步驟。基板101的除去，能夠藉由蝕刻以進行。進行蝕刻時，能夠以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行。使第一選擇蝕刻層102A為與基板101相異的材料，則能夠使以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行的蝕刻選擇性停止。
除去基板101後，能夠除去第一選擇蝕刻層102A。同樣亦能除去第二選擇蝕刻層102B。此些除去能夠使用例如鹽酸等。
接著，如圖2的(f)所示，進行於第一半導體層103表面形成第一歐姆電極150的步驟。此時，第一導電型為N型時，第一歐姆電極150能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有100nm以上的膜厚度之物。第一導電型為P型時，第一歐姆電極150能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有100nm以上的膜厚度之物。
接著，如圖2的(g)所示，進行至少除去第一半導體層103及活性層104而形成除去部180的除去步驟。具體而言，以乾蝕刻或溼蝕刻形成第一半導體層103、活性層104、第二半導體層105及緩衝層106的第一區域160經切除的圖案。藉此，能夠形成除去部180及除去部180之外的非除去部181。圖2的(g)中雖圖示切除至緩衝層106為例，但至少除去第一半導體層103及活性層104即可，在露出第二半導體層105或緩衝層106的狀態下停止蝕刻亦具有同樣的機能。
接著，如圖2的(h)所示，亦可披覆電介質膜170以披覆第一區域160及第一區域160以外的區域。電介質膜170能夠選擇為SiO2 及SiNx 等。能夠在披覆電介質膜170後，將第一區域160的一部分蝕刻，形成使電流傳播層107露出的第二區域161。
接著，如圖2的(i)所示，進行於除去部180的第二半導體層105或緩衝層106及電流傳播層107等的電連接於第二半導體層105的第二導電型的半導體層上形成第二歐姆電極151的步驟。
具體而言，能夠於除去部180中第二區域161的一部分形成第二歐姆電極151。圖2的(i)中，顯示第二歐姆電極151形成於電流傳播層107上時的狀況。
第二導電型為N型時，第二歐姆電極151能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有100nm以上的膜厚度之物。第二導電型為P型時，第二歐姆電極151能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有100nm以上的膜厚度之物。
接著，能夠藉由隱形切割法(Stealth Dicing)、或是刀鋸切割法(Blade Dicing)分割為個別晶粒，而使其成為發光元件。
如此，由於窗口層兼支承基板110透過SiO2 膜122與發光部108接合，因此能夠製造使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。
(第二實施型態) 圖3係顯示本發明的發光元件的第二實施型態。如圖3所示，本發明的第二實施型態中的發光元件200，包含窗口層兼支承基板210以及設置於窗口層兼支承基板210上的發光部208，發光部依序包含有第二半導體層205、活性層204及第一半導體層203，且第二半導體層205為第二導電型，且第一半導體層203為第一導電型。以及具有：經除去至少第一半導體層203與活性層204的除去部280、除去部280以外的非除去部281。並且，具有設置於非除去部281的第一半導體層203上的第一歐姆電極250、以及設置於除去部280的第二半導體層205上或是緩衝層206及電流傳播層207等的電連接於第二半導體層205的第二導電型的半導體層上的第二歐姆電極251。再者，窗口層兼支承基板210透過SiO2 膜222與發光部208接合。
窗口層兼支承基板210，可為例如GaP、GaAsP、藍寶石等所構成的透明基板。
SiO2 膜222具有第一SiO2 膜220及第二SiO2 膜221，第一SiO2 膜220設置於發光部208側，第二SiO2 膜221設置於窗口層兼支承基板210側，且第一SiO2 膜220與第二SiO2 膜221為直接接合。即為不透過接著劑而直接接合之物。若是如此之物，則能夠成為使因為接合不良所致的剝離為更確實減少的發光元件。
第一及第二的SiO2 膜220、221，能夠為例如厚度為0.05至1.0μm之物。
能夠為第一SiO2 膜220與發光部208之間，具有第一透明導電膜層211、形成於第一透明導電膜層211上的一部分的接觸層212、電流傳播層207及緩衝層206之物。
第一透明導電膜層211，能夠由含有Mg、Ni、Cu、Ga、In、Sn中任一種以上的氧化物所構成。
接觸層212，可為由例如(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1，0≦y≦1)或Alz Ga1-z As(0≦z≦1)或GaAsw P1-w (0≦w≦1)所構成的厚度為0.005至0.1μm之物。
電流傳播層207，可為由例如Alz Ga1-z As(0≦z≦1)或GaAsw P1-w (0≦w≦1)所構成的厚度為0.5至5.0μm之物。緩衝層206，可為由例如InGaP或AlInP所構成的厚度為0.1至1.0μm之物。發光部208，能夠為依序包含例如由(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0≦y≦1)或Alz Ga1-z As(0≦z≦1)所構成，厚度為0.5至1.0μm的第二導電型的第二半導體層205、厚度為0.1至1.0μm的活性層204及厚度為0.5至1.0μm的第一導電型的第一半導體層203之物。
活性層204能夠為因應發光波長而以(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0.4≦y≦0.6) 或Alz Ga1-z As(0≦z≦0.45)所形成之物。當應用於可見光照明時，適合選擇AlGaInP，當應用於紅外線照明時，適合選擇AlGaAs或InGaAs。但是，關於活性層204的設計，由於能夠藉由超晶格等的利用而波長能夠調整至源於材料組成的波長之外，因此不限於上述材料。
第一半導體層203、第二半導體層205被選擇為AlGaInP或AlGaAs，該選擇不一定要與活性層204為同一材料。
圖3的除去部280中，顯示第一半導體層203、活性層204、第二半導體層205及緩衝層206被除去的狀況，但本發明並未限定於此，為至少第一半導體層203及活性層204被除去之物即可。
若為如此的發光元件200，由於為窗口層兼支承基板210與發光部208透過SiO2 膜222以接合之物，因此能夠為使因為接合不良所致的剝離為減少之物。
接著，使用圖4說明關於本發明的第二實施型態中的發光元件的製造方法。
首先，如圖4的(a)所示，作為起始基板準備基板201。作為基板201，以使用結晶軸自[001]方向朝[110]方向傾斜的基板201為佳。又，作為基板201，能夠適當使用GaAs或Ge。若自上述材料選擇基板201，則由於能夠將後述的活性層204的材料使用晶格整合系材料而進行磊晶成長，容易使活性層204的品質提升，得到亮度上升及使用壽命特性的提升。
接著，亦可於基板201上，形成用以除去基板201的選擇蝕刻層202。選擇蝕刻層202為兩層以上的層構造所構成，以至少具有接觸基板201的第一選擇蝕刻層202A及接觸後述的第一半導體層203的第二選擇蝕刻層202B為佳。第一選擇蝕刻層202A及第二選擇蝕刻層202B亦可以相異的材料或構造以構成。
接著，進行藉由以與基板201晶格整合系的材料依序磊晶成長第一導電型的第一半導體層203、活性層204及第二導電型的第二半導體層205以形成發光部208的步驟。
此時，具體而言，於基板201上(當設置有選擇蝕刻層202時，於選擇蝕刻層202上)，藉由MOVPE法及MBE法依序磊晶成長與基板201的晶格常數約略相同的第一導電型的第一半導體層203、活性層204及第二導電型的第二半導體層205所構成的發光部208、緩衝層206及電流傳播層207而能夠製作磊晶基板209。
作為電流傳播層207，能夠適合使用AlGaAs、GaAsP或GaP。當以GaAsx P1-x (0≦x＜1)形成電流傳播層207時，緩衝層206最適合以InGaP或AlInP形成。由於GaAsx P1-x (x≠1)與AlGaInP系材料或AlGaAs系材料之間存在有晶格失配，GaAsx P1-x (x≠1)中具有高密度的應變及螺紋狀差排。螺紋狀差排密度能夠藉由組成x以調整。
接著，如圖4的(b)所示，能夠於電流傳播層207上的一部分形成接觸層212，而形成第一透明導電膜層211以披覆接觸層212及電流傳播層207。
第一透明導電膜層211，能夠選自含有In、Sn、Zn、Ga、Cu中任一種的氧化物，藉由濺射法以形成。第一透明導電膜層211的膜厚度，由於只要選擇能夠於後述的接合步驟中，具有接合所需的平坦度的厚度即可，因此只要在接觸層212以上的膜厚度皆能夠選擇。
接著，能夠於第一透明導電膜層211上堆疊第一SiO2 膜220，形成第一接合基板230。第一SiO2膜220能夠由光CVD法、濺射法及PECVD法以形成。
接著，如圖4的(c)所示，能夠於透明基板的窗口層兼支承基板210上堆疊第二SiO2 膜221，形成第二接合基板231。第二SiO2 膜221能夠由光CVD法、濺射法及PECVD法以形成。窗口層兼支承基板210能夠為例如GaP、GaAsP及藍寶石等所構成的透明基板。
以將如此而製作的第一接合基板230及第二接合基板231，於NaOH等鹼性水溶液中洗淨為佳。並且，以於此洗淨後進行後述的接合步驟為佳。
接著，如圖4的(d)所示，進行接合窗口層兼支承基板210與發光部208的接合步驟。此時，透過SiO2 膜222接合窗口層兼支承基板210與發光部208。
並且，於接合步驟中，以將於發光部208上形成的第一SiO2 膜220與形成於窗口層兼支承基板210上的第二SiO2 膜221直接接合為佳。藉由如此，能夠製造更加確實減少使因為接合不良所致的剝離為的發光元件。
具體而言，例如將第一接合基板230及第二接合基板231，設置為使第一SiO2 膜220與第二SiO2 膜221相對，且不接觸，而調整為20Pa以下的真空氛圍。調整至真空氛圍後，使第一SiO2 膜220與第二SiO2 膜221接觸，且施加5000N的壓力及400℃以上的熱將第一接合基板230與第二接合基板231壓合而直接接合，而能夠形成接合基板240。
接著，如圖4的(e)所示，進行自接合基板240除去基板201的步驟。基板201的除去，能夠藉由蝕刻以進行。進行蝕刻時，能夠以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行。使第一選擇蝕刻層202A為與基板201相異的材料，則能夠使以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行的蝕刻選擇性停止。
除去基板201後，能夠除去第一選擇蝕刻層202A。同樣亦能除去第二選擇蝕刻層202B。此些除去能夠使用例如鹽酸等。
接著，如圖4的(f)所示，進行於第一半導體層203表面形成第一歐姆電極250的步驟。此時，第一導電型為N型時，第一歐姆電極250能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有200nm以上的膜厚度之物。第一導電型為P型時，第一歐姆電極250能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有200nm以上的膜厚度之物。
接著，如圖4的(g)所示，進行至少除去第一半導體層203及活性層204而形成除去部280的除去步驟。具體而言，以乾蝕刻或溼蝕刻形成第一半導體層203、活性層204、第二半導體層205及緩衝層206的第一區域260經切除的圖案。藉此，能夠形成除去部280及除去部280之外的非除去部281。圖4的(g)中雖圖示切除至緩衝層206為例，但至少除去第一半導體層203及活性層204即可，在露出第二半導體層205或緩衝層206的狀態下停止蝕刻亦具有同樣的機能。
接著，如圖4的(h)所示，亦可披覆電介質膜270以披覆第一區域260及第一區域260以外的區域。電介質膜270能夠選擇為SiO2 及SiNx 等。能夠在披覆電介質膜270後，將第一區域260的一部分蝕刻，形成使電流傳播層207露出的第二區域261。
接著，如圖4的(i)所示，進行於除去部280的第二半導體層205或緩衝層206及電流傳播層207等的電連接於第二半導體層205的第二導電型的半導體層上形成第二歐姆電極251的步驟。
具體而言，能夠於除去部280中第二區域261的一部分形成第二歐姆電極251。圖4的(i)中，顯示第二歐姆電極251形成於電流傳播層207上時的狀況。
第二導電型為N型時，第二歐姆電極251能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有100nm以上的膜厚度之物。第二導電型為P型時，第二歐姆電極251能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有100nm以上的膜厚度之物。
接著，能夠藉由隱形切割法(Stealth Dicing)、或是刀鋸切割法(Blade Dicing)分割為個別晶粒，而使其成為發光元件。
如此，由於窗口層兼支承基板210透過SiO2 膜222與發光部208接合，因此能夠製造使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。
(第三實施型態) 圖5係顯示本發明的發光元件的第三實施型態。如圖5所示，本發明的第三實施型態中的發光元件300，包含窗口層兼支承基板310以及設置於窗口層兼支承基板310上的發光部308，發光部依序包含有第二半導體層305、活性層304及第一半導體層303，且第二半導體層305為第二導電型，且第一半導體層303為第一導電型。以及具有：經除去至少第一半導體層303與活性層304的除去部380、除去部380以外的非除去部381。並且，具有設置於非除去部381的第一半導體層303上的第一歐姆電極350、以及設置於除去部380的第二半導體層305上或是緩衝層306及電流傳播層307等的電連接於第二半導體層305的第二導電型的半導體層上的第二歐姆電極351。再者，窗口層兼支承基板310透過SiO2 膜322與發光部308接合。
窗口層兼支承基板310，可為例如GaP、GaAsP、藍寶石等所構成的透明基板。
SiO2 膜322具有第一SiO2 膜320及第二SiO2 膜321，第一SiO2 膜320設置於發光部308側，第二SiO2 膜321設置於窗口層兼支承基板310側，且第一SiO2 膜320與第二SiO2 膜321透過接著劑325接合。若是如此之物，則能夠成為使因為接合不良所致的剝離為更確實減少的發光元件。
接著劑325，能夠使用由苯並環丁烯(Benzocyclobutene, BCB)或是環氧(Epoxy)樹脂等所構成的接著劑。
第一及第二的SiO2 膜320、321，能夠為例如厚度為0.05至1.0μm之物。
能夠為第一SiO2 膜320與發光部308之間，具有電流傳播層307及緩衝層306之物。
電流傳播層307，可為由例如Alz Ga1-z As(0≦z≦1)或GaAsw P1-w (0≦w≦1)所構成的厚度為0.5至5.0μm之物。緩衝層306，可為由例如InGaP或AlInP所構成的厚度為0.1至1.0μm之物。
發光部308，能夠為依序包含例如由(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0≦y≦1)或Alz Ga1-z As(0≦z≦1)所構成，厚度為0.5至1.0μm的第二導電型的第二半導體層305、厚度為0.1至1.0μm的活性層304及厚度為0.5至1.0μm的第一導電型的第一半導體層303之物。
活性層304，能夠為因應發光波長而以(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0.4≦y≦0.6) 或Alz Ga1-z As(0≦z≦0.45)所形成之物。當應用於可見光照明時，適合選擇AlGaInP，當應用於紅外線照明時，適合選擇AlGaAs或InGaAs。但是，關於活性層304的設計，由於能夠藉由超晶格等的利用而波長能夠調整至源於材料組成的波長之外，因此不限於上述材料。
第一半導體層303、第二半導體層305被選擇為AlGaInP或AlGaAs，該選擇不一定要與活性層304為同一材料。
圖5的除去部380中，顯示第一半導體層303、活性層304、第二半導體層305及緩衝層306被除去的狀況，但本發明並未限定於此，為至少第一半導體層303及活性層304被除去之物即可。
若為如此的發光元件300，由於為窗口層兼支承基板310與發光部308透過SiO2 膜322以接合之物，因此能夠為使因為接合不良所致的剝離為減少之物。
接著，使用圖6說明關於本發明的第三實施型態中的發光元件的製造方法。
首先，如圖6的(a)所示，作為起始基板準備基板301。作為基板301，以使用結晶軸自[001]方向朝[110]方向傾斜的基板301為佳。又，作為基板301，能夠適當使用GaAs或Ge。若自上述材料選擇基板301，則由於能夠將後述的活性層304的材料使用晶格整合系材料而進行磊晶成長，容易使活性層304的品質提升，得到亮度上升及使用壽命特性的提升。
接著，亦可於基板301上，形成用以除去基板301的選擇蝕刻層302。選擇蝕刻層302為兩層以上的層構造所構成，以至少具有接觸基板301的第一選擇蝕刻層302A及接觸後述的第一半導體層303的第二選擇蝕刻層302B為佳。第一選擇蝕刻層302A及第二選擇蝕刻層302B亦可以相異的材料或構造以構成。
接著，進行藉由以與基板301晶格整合系的材料依序磊晶成長第一導電型的第一半導體層303、活性層304及第二導電型的第二半導體層305以形成發光部308的步驟。
此時，具體而言，於基板301上(當設置有選擇蝕刻層302時，於選擇蝕刻層302上)，藉由MOVPE法、MBE法及CBE法依序磊晶成長與基板301的晶格常數約略相同的第一導電型的第一半導體層303、活性層304及第二導電型的第二半導體層305所構成的發光部308、緩衝層306及電流傳播層307而能夠製作磊晶基板309。
作為電流傳播層307，能夠適合使用AlGaAs、GaAsP或GaP。當以GaAsx P1-x (0≦x＜1)形成電流傳播層307時，緩衝層306最適合以InGaP或AlInP形成。由於GaAsx P1-x (x≠1)與AlGaInP系材料或AlGaAs系材料之間存在有晶格失配，GaAsx P1-x (x≠1)中具有高密度的應變及螺紋狀差排。螺紋狀差排密度能夠藉由組成x以調整。
接著，如圖6的(b)所示，能夠於電流傳播層307上堆疊第一SiO2 膜320，於此第一SiO2 膜320形成接著劑325(透明接著層)，而製作第一接合基板330。
第一SiO2 膜320，能夠以光CVD法、濺射法、PECVD法所形成。
接著劑325，能夠選擇由苯並環丁烯(Benzocyclobutene, BCB)或是環氧(Epoxy)樹脂等。以選擇能夠藉由形成方法為浸漬法或是旋塗法而成型的材料為佳。
接著，以於加熱板上，將第一接合基板330於80至110℃的範圍下維持30秒以上而使溶劑揮發為佳。由於只要溶劑揮發即可，因此雖然前述任一條件皆能夠選擇，但以選擇溫度在90℃以上，維持時間60秒以上為適當。
如圖6的(c)所示，能夠於透明基板的窗口層兼支承基板310上堆疊第二SiO2 膜321，製作第二接合基板331。第二SiO2 膜321能夠由光CVD法、濺射法及PECVD法以形成。窗口層兼支承基板310能夠為例如GaP、GaAsP及藍寶石等所構成的透明基板。
於圖6(b)、(c)中，雖然揭露僅於第一接合基板330設置接著劑325的例子，但於第二接合基板331設置接著劑325亦毫無疑問能夠得到同樣的效果。
接著，如圖6的(d)所示，進行將窗口層兼支承基板310與發光部308接合的接合步驟。此時，透過SiO2 膜322將窗口層兼支承基板310與發光部308接合。
並且，於接合步驟中，透過接著劑325將形成於發光部308上的第一SiO2 膜320與形成於窗口層兼支承基板310上的第二SiO2 膜321接合。藉由如此，能夠製造更加確實減少使因為接合不良所致的剝離為的發光元件。
具體而言，例如將第一接合基板330及第二接合基板331，設置為使接著劑325與第二SiO2 膜321相對，且不接觸，而調整為30Pa以下的真空氛圍。調整至真空氛圍後，使接著劑325與第二SiO2 膜321接觸，且控制以使成為5000N的壓力及100至200℃的溫度而維持5分鐘以上之後，施加300℃以上的熱將第一接合基板330與第二接合基板331壓合而接合，而能夠形成接合基板340。
接著，如圖6的(e)所示，進行自接合基板340除去基板301的步驟。基板301的除去，能夠藉由蝕刻以進行。進行蝕刻時，能夠以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行。使第一選擇蝕刻層302A為與基板301相異的材料，則能夠使以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行的蝕刻選擇性停止。
除去基板301後，能夠除去第一選擇蝕刻層302A。同樣亦能除去第二選擇蝕刻層302B。此些除去能夠使用例如鹽酸等。
接著，如圖6的(f)所示，進行於第一半導體層303表面形成第一歐姆電極350的步驟。此時，第一導電型為N型時，第一歐姆電極350能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有300nm以上的膜厚度之物。第一導電型為P型時，第一歐姆電極350能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有300nm以上的膜厚度之物。
接著，如圖6的(g)所示，進行至少除去第一半導體層303及活性層304而形成除去部380的除去步驟。
具體而言，例如以乾蝕刻或溼蝕刻形成第一半導體層303、活性層304、第二半導體層305及緩衝層306的第一區域360經切除的圖案。藉此，能夠形成除去部380及除去部380之外的非除去部381。圖6的(g)中雖圖示切除至緩衝層306為例，但至少除去第一半導體層303及活性層304即可，在露出第二半導體層305或緩衝層306的狀態下停止蝕刻亦具有同樣的機能。
接著，如圖6的(h)所示，亦可披覆電介質膜370以披覆第一區域360及第一區域360以外的區域。電介質膜370能夠選擇為SiO2 及SiNx 等。能夠在披覆電介質膜370後，將第一區域360的一部分蝕刻，形成使電流傳播層307露出的第二區域361。
接著，如圖6的(i)所示，進行於除去部380的第二半導體層305或緩衝層306及電流傳播層307等的電連接於第二半導體層305的第二導電型的半導體層上形成第二歐姆電極351的步驟。
具體而言，能夠於除去部380中第二區域361的一部分形成第二歐姆電極351。圖4的(i)中，顯示第二歐姆電極351形成於電流傳播層307上時的狀況。
第二導電型為N型時，第二歐姆電極351能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有300nm以上的膜厚度之物。第二導電型為P型時，第二歐姆電極351能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有300nm以上的膜厚度之物。
接著，能夠藉由隱形切割法(Stealth Dicing)、或是刀鋸切割法(Blade Dicing)分割為個別晶粒，而使其成為發光元件。
如此，由於窗口層兼支承基板310透過SiO2 膜322與發光部308接合，因此能夠製造使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。
(第四實施型態) 圖7係顯示本發明的發光元件的第4實施型態。如圖7所示，本發明的第四實施型態中的發光元件400，包含窗口層兼支承基板410以及設置於窗口層兼支承基板410上的發光部408，發光部依序包含有第二半導體層405、活性層404及第一半導體層403，且第二半導體層405為第二導電型，且第一半導體層403為第一導電型。以及具有：經除去至少第一半導體層403與活性層404的除去部480、除去部480以外的非除去部481。並且，具有設置於非除去部481的第一半導體層403上的第一歐姆電極450、以及設置於除去部480的第二半導體層405上或是緩衝層406及電流傳播層407等的電連接於第二半導體層405的第二導電型的半導體層上的第二歐姆電極451。再者，窗口層兼支承基板410透過SiO2 膜422與發光部408接合。
窗口層兼支承基板410，可為例如GaP、GaAsP、藍寶石等所構成的透明基板。
SiO2 膜422具有第一SiO2 膜420及第二SiO2 膜421，第一SiO2 膜420設置於發光部408側，第二SiO2 膜421設置於窗口層兼支承基板410側，且第一SiO2 膜420與第二SiO2 膜421為透過接著劑425接合。若是如此之物，則能夠成為使因為接合不良所致的剝離為更確實減少的發光元件。
接著劑425，能夠使用由BCB或是環氧(Epoxy)樹脂等所構成的接著劑。
第一及第二的SiO2 膜420、421，能夠為例如厚度為0.05至1.0μm之物。
能夠為第一SiO2 膜420與發光部408之間，具有第一透明導電膜層411、形成於第一透明導電膜層411上的一部分的接觸層412、電流傳播層407及緩衝層406之物。
第一透明導電膜層411，能夠由含有Mg、Ni、Cu、Ga、In、Sn中任一種以上的氧化物所構成。
接觸層412，可為由例如(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1，0≦y≦1)或Alz Ga1-z As(0≦z≦1)或GaAsw P1-w (0≦w≦1)所構成的厚度為0.005至0.1μm之物。
電流傳播層407，可為由例如Alz Ga1-z As(0≦z≦1)或GaAsw P1-w (0≦w≦1)所構成的厚度為0.5至5.0μm之物。緩衝層406，可為由例如InGaP或AlInP所構成的厚度為0.1至1.0μm之物。
發光部408，能夠為依序包含例如由(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0≦y≦1)或Alz Ga1-z As(0≦z≦1)所構成，厚度為0.5至1.0μm的第二導電型的第二半導體層405、厚度為0.1至1.0μm的活性層404及厚度為0.5至1.0μm的第一導電型的第一半導體層404之物。
活性層404，能夠為因應發光波長而以(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0.4≦y≦0.6) 或Alz Ga1-z As(0≦z≦0.45)所形成之物。當應用於可見光照明時，適合選擇AlGaInP，當應用於紅外線照明時，適合選擇AlGaAs或InGaAs。但是，關於活性層404的設計，由於能夠藉由超晶格等的利用而波長能夠調整至源於材料組成的波長之外，因此不限於上述材料。
第一半導體層403、第二半導體層405被選擇為AlGaInP或AlGaAs，該選擇不一定要與活性層404為同一材料。
圖7的除去部480中，顯示第一半導體層403、活性層404、第二半導體層405及緩衝層406被除去的狀況，但本發明並未限定於此，為至少第一半導體層403及活性層404被除去之物即可。
若為如此的發光元件400，由於為窗口層兼支承基板410與發光部408透過SiO2 膜422以接合之物，因此能夠為使因為接合不良所致的剝離為減少之物。
接著，使用圖8說明關於本發明的第四實施型態中的發光元件的製造方法。
首先，如圖8的(a)所示，作為起始基板準備基板401。作為基板401，以使用結晶軸自[001]方向朝[110]方向傾斜的基板401為佳。又，作為基板401，能夠適當使用GaAs或Ge。若自上述材料選擇基板401，則由於能夠將後述的活性層404的材料使用晶格整合系材料而進行磊晶成長，容易使活性層404的品質提升，得到亮度上升及使用壽命特性的提升。
接著，亦可於基板401上，形成用以除去基板401的選擇蝕刻層402。選擇蝕刻層402為兩層以上的層構造所構成，以至少具有接觸基板401的第一選擇蝕刻層402A及接觸後述的第一半導體層403的第二選擇蝕刻層402B為佳。第一選擇蝕刻層402A及第二選擇蝕刻層402B亦可以相異的材料或構造以構成。
接著，進行藉由以與基板401晶格整合系的材料依序磊晶成長第一導電型的第一半導體層403、活性層404及第二導電型的第二半導體層405以形成發光部408的步驟。
此時，具體而言，於基板401上(當設置有選擇蝕刻層402時，於選擇蝕刻層402上)，藉由MOVPE法、MBE法及CBE法依序磊晶成長與基板401的晶格常數約略相同的第一導電型的第一半導體層403、活性層404及第二導電型的第二半導體層405所構成的發光部408、緩衝層406及電流傳播層407而能夠製作磊晶基板409。
本實施型態中，雖舉構造最為單純的第一半導體層403、活性層404及第二半導體層405為同一材料的AlInGaP的狀況為例，但為了提升第一半導體層403或第二半導體層405的特性，一般為於各層內含有複數層，並不限定第二半導體層405為單一層。
又第一半導體層403為由兩種類以上的Al組成所構成的層，能夠為於接近活性層404的一側具有Al成分高的層，及於接近基板401的一側具有Al成分低的層之物。此接近活性層404的Al成分高的層，為具有披覆層功能的功能層，並不代表單一組成或單一條件層。
作為電流傳播層407，能夠適合使用AlGaAs、GaAsP或GaP。當以GaAsx P1-x (0≦x＜1)形成電流傳播層407時，緩衝層406最適合以InGaP或AlInP形成。由於GaAsx P1-x (x≠1)與AlGaInP系材料或AlGaAs系材料之間存在有晶格失配，GaAsx P1-x (x≠1)中具有高密度的應變及螺紋狀差排。螺紋狀差排密度能夠藉由組成x以調整。
接著，如圖8的(b)所示，能夠於電流傳播層407上的一部分形成接觸層412，而形成第一透明導電膜層411以披覆接觸層412及電流傳播層407。
第二導電型為N型時，接觸層412能夠為包含自Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有100nm以上的膜厚度之物。第二導電型為P型時，接觸層412能夠為包含自Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有0.005至0.1um的膜厚度之物。本實施型態中，舉第二導電型為P型，作為電極材料選擇AuBe且為0.01um的構造時的狀況為例。
第一透明導電膜層411，能夠由含有Mg、Ni、Cu、Ga、In、Sn中任一種以上的氧化物所構成。本實施型態中舉選擇ITO，藉由濺射法堆疊的狀況為例。第一透明導電膜層411的膜厚度，由於只要選擇能夠於後述的接合步驟中，具有接合所需的平坦度的厚度即可，因此只要在接觸層412以上的膜厚度皆能夠選擇。
接著，能夠於第一透明導電膜層411上堆疊第一SiO2 膜420，於此第一SiO2 膜420上形成接著劑425(透明接著層)，而製作第一接合基板430。
第一SiO2 膜420能夠由光CVD法、濺射法及PECVD法以形成。
接著劑425，能夠選擇由BCB或是環氧(Epoxy)樹脂等。以選擇能夠藉由形成方法為浸漬法或是旋塗法而成型的材料為佳。
接著，以於加熱板上，將第一接合基板430於80至110℃的範圍下維持30秒以上而使溶劑揮發為佳。由於只要溶劑揮發即可，因此雖然前述任一條件皆能夠選擇，但以選擇溫度在90℃以上，維持時間60秒以上為適當。
如圖8的(c)所示，能夠於透明基板的窗口層兼支承基板410上堆疊第二SiO2 膜421，製作第二接合基板431。第二SiO2 膜421能夠由光CVD法、濺射法及PECVD法以形成。窗口層兼支承基板410能夠為例如GaP、GaAsP及藍寶石等所構成的透明基板。
於圖8的(b)、(c)中，雖然揭露僅於第一接合基板430設置接著劑425的例子，但於第二接合基板431設置接著劑425亦毫無疑問能夠得到同樣的效果。
接著，如圖8的(d)所示，進行將窗口層兼支承基板410與發光部408接合的接合步驟。此時，透過SiO2 膜422將窗口層兼支承基板410與發光部408接合。
並且，於接合步驟中，透過接著劑425將形成於發光部408上的第一SiO2 膜420與形成於窗口層兼支承基板410上的第二SiO2 膜421接合。藉由如此，能夠製造更加確實減少使因為接合不良所致的剝離為的發光元件。
具體而言，例如將第一接合基板430及第二接合基板431，設置為使接著劑425與第二SiO2 膜421相對，且不接觸，而調整為30Pa以下的真空氛圍。調整至真空氛圍後，使接著劑425與第二SiO2 膜421接觸，且控制以使成為5000N的壓力及100至200℃的溫度而維持5分鐘以上之後，施加300℃以上的熱將第一接合基板430與第二接合基板431壓合而接合，而能夠形成接合基板440。
接著，如圖8的(e)所示，進行自接合基板440除去基板401的步驟。基板401的除去，能夠藉由蝕刻以進行。進行蝕刻時，能夠以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行。使第一選擇蝕刻層402A為與基板401相異的材料，則能夠使以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行的蝕刻選擇性停止。
除去基板401後，能夠除去第一選擇蝕刻層402A。同樣亦能除去第二選擇蝕刻層402B。此些除去能夠使用例如鹽酸等。
接著，如圖8的(f)所示，進行於第一半導體層403表面形成第一歐姆電極450的步驟。第一導電型為N型時，第一歐姆電極450能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有400nm以上的膜厚度之物。第一導電型為P型時，第一歐姆電極450能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有400nm以上的膜厚度之物。
接著，如圖8的(g)所示，進行至少除去第一半導體層404及活性層404而形成除去部480的除去步驟。具體而言，例如以乾蝕刻或溼蝕刻形成第一半導體層403、活性層404、第二半導體層405及緩衝層406的第一區域460經切除的圖案。藉此，能夠形成除去部480及除去部480之外的非除去部481。圖8的(g)中雖圖示切除至緩衝層406為例，但至少除去第一半導體層403及活性層404即可，在露出第二半導體層405或緩衝層406的狀態下停止蝕刻亦具有同樣的機能。本實施型態中，雖將第一區域460以外的區域表示為平坦面，但並非限定於平坦面，第一區域460以外的區域亦毫無疑問能夠為粗糙面或是凹凸面。
接著，如圖8的(h)所示，亦可披覆電介質膜470以披覆第一區域460及第一區域460以外的區域。電介質膜470能夠選擇為SiO2 及SiNx 等。能夠在披覆電介質膜470後，將第一區域460的一部分蝕刻，形成使電流傳播層407露出的第二區域461。
接著，如圖8的(i)所示，進行於除去部480的第二半導體層405或緩衝層406及電流傳播層407等的電連接於第二半導體層405的第二導電型的半導體層上形成第二歐姆電極451的步驟。
具體而言，能夠於除去部480中第二區域461的一部分形成第二歐姆電極451。圖8的(i)中，顯示第二歐姆電極451形成於電流傳播層407上時的狀況。
第二導電型為N型時，第二歐姆電極451能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有400nm以上的膜厚度之物。第二導電型為P型時，第二歐姆電極451能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有400nm以上的膜厚度之物。
接著，能夠藉由隱形切割法(Stealth Dicing)、或是刀鋸切割法(Blade Dicing)分割為個別晶粒，而使其成為發光元件。
如此，由於窗口層兼支承基板410透過SiO2 膜422與發光部408接合，因此能夠製造使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。
(第五實施型態) 圖9係顯示本發明的發光元件的第五實施型態的概略圖。如圖9所示，本發明的第五實施型態中的發光元件500，包含窗口層兼支承基板510以及設置於窗口層兼支承基板510上的發光部508，發光部依序包含有第二半導體層505、活性層504及第一半導體層503，且第二半導體層505為第二導電型，且第一半導體層503為第一導電型。以及具有：經除去至少第一半導體層503與活性層504的除去部580、除去部580以外的非除去部581。並且，具有設置於非除去部581的第一半導體層503上的第一歐姆電極550、以及設置於除去部580的第二半導體層505上或是緩衝層506及電流傳播層507等的電連接於第二半導體層505的第二導電型的半導體層上的第二歐姆電極551。再者，窗口層兼支承基板510透過SiO2 膜522與發光部508接合。
窗口層兼支承基板510，可為例如GaP、GaAsP、藍寶石等所構成的透明基板。
SiO2 膜522具有第一SiO2 膜520及第二SiO2 膜521，第一SiO2 膜520設置於發光部508側，第二SiO2 膜521設置於窗口層兼支承基板510側，且第一SiO2 膜520與第二SiO2 膜521為透過接著劑525接合。若是如此之物，則能夠成為使因為接合不良所致的剝離為更確實減少的發光元件。
接著劑525，能夠使用由BCB或是環氧(Epoxy)樹脂等所構成的接著劑。
能夠為第一SiO2 膜520與發光部508之間，具有形成於第一SiO2 膜520上部表面的一部分的金屬圖案層512、電流傳播層507及緩衝層506之物。
第一及第二SiO2 膜520、521，能夠為例如厚度為0.05至1.0μm之物。電流傳播層507，可為由例如Alz Ga1-z As(0≦z≦1)或GaAsw P1-w (0≦w≦1)所構成的厚度為0.5至5.0μm之物。緩衝層506，可為由例如InGaP或AlInP所構成的厚度為0.1至1.0μm之物。
發光部508，能夠為依序包含例如由(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0≦y≦1)或Alz Ga1-z As(0≦z≦1)所構成，厚度為0.5至1.0μm的第二導電型的第二半導體層505、厚度為0.1至1.0μm的活性層504及厚度為0.5至1.0μm的第一導電型的第一半導體層503之物。
活性層504，能夠為因應發光波長而以(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1, 0.4≦y≦0.6)或Alz Ga1-z As(0≦z≦0.45)所形成之物。當應用於可見光照明時，適合選擇AlGaInP，當應用於紅外線照明時，適合選擇AlGaAs或InGaAs。但是，關於活性層504的設計，由於能夠藉由超晶格等的利用而波長能夠調整至源於材料組成的波長之外，因此不限於上述材料。
第一半導體層503、第二半導體層505被選擇為AlGaInP或AlGaAs，該選擇不一定要與活性層504為同一材料。
圖9的除去部580中，顯示第一半導體層503、活性層504、第二半導體層505及緩衝層506被除去的狀況，但本發明並未限定於此，為至少第一半導體層503及活性層504被除去之物即可。
若為如此的發光元件500，由於為窗口層兼支承基板510與發光部508透過SiO2 膜522以接合之物，因此能夠為使因為接合不良所致的剝離為減少之物。
接著，使用圖10說明關於本發明的第五實施型態中的發光元件的製造方法。
首先，如圖10的(a)所示，作為起始基板準備基板501。作為基板501，以使用結晶軸自[001]方向朝[110]方向傾斜的基板501為佳。又，作為基板501，能夠適當使用GaAs或Ge。若自上述材料選擇基板501，則由於能夠將後述的活性層504的材料使用晶格整合系材料而進行磊晶成長，容易使活性層504的品質提升，得到亮度上升及使用壽命特性的提升。
接著，亦可於基板501上，形成用以除去基板501的選擇蝕刻層502。選擇蝕刻層502為兩層以上的層構造所構成，以至少具有接觸基板501的第一選擇蝕刻層502A及接觸後述的第一半導體層503的第二選擇蝕刻層502B為佳。第一選擇蝕刻層502A及第二選擇蝕刻層502B亦可以相異的材料或構造以構成。
接著，進行藉由以與基板501晶格整合系的材料依序磊晶成長第一導電型的第一半導體層503、活性層504及第二導電型的第二半導體層505以形成發光部508的步驟。
此時，具體而言，於基板501上(當設置有選擇蝕刻層502時，於選擇蝕刻層502上)，藉由MOVPE法、MBE法及CBE法依序磊晶成長與基板501的晶格常數約略相同的第一導電型的第一半導體層503、活性層504及第二導電型的第二半導體層505所構成的發光部508、緩衝層506及電流傳播層507而能夠製作磊晶基板509。
本實施型態中，雖舉構造最為單純的第一半導體層503、活性層504及第二半導體層505為同一材料的AlInGaP的狀況為例，但為了提升第一半導體層503或第二半導體層505的特性，一般為於各層內含有複數層，並不限定第二半導體層505為單一層。
又第一半導體層503為由兩種類以上的Al組成所構成的層，能夠為於接近活性層504的一側具有Al成分高的層，及於接近基板501的一側具有Al成分低的層之物。此接近活性層504的Al成分高的層，為具有披覆層功能的功能層，並不代表單一組成或單一條件層。
作為電流傳播層507，能夠適合使用AlGaAs、GaAsP或GaP。當以GaAsx P1-x (0≦x＜1)形成電流傳播層507時，緩衝層506最適合以InGaP或AlInP形成。由於GaAsx P1-x (x≠1)與AlGaInP系材料或AlGaAs系材料之間存在有晶格失配，GaAsx P1-x (x≠1)中具有高密度的應變及螺紋狀差排。螺紋狀差排密度能夠藉由組成x以調整。
接著，如圖10的(b)所示，能夠於電流傳播層507上的一部分形成金屬圖案層512，堆疊第一SiO2 膜520而披覆金屬圖案層512及電流傳播層507。第一SiO2 膜520，能夠以光CVD法、濺射法、PECVD法所形成。
接著，於此第一SiO2 膜520形成接著劑525(透明接著層)，而製作第一接合基板530。
接著劑525，能夠選擇由BCB或是環氧(Epoxy)樹脂等。以選擇能夠藉由形成方法為浸漬法或是旋塗法而成型的材料為佳。
接著，以於加熱板上，將第一接合基板530於80至110℃的範圍下維持30秒以上而使溶劑揮發為佳。由於只要溶劑揮發即可，因此雖然前述任一條件皆能夠選擇，但以選擇溫度在90℃以上，維持時間60秒以上為適當。
如圖10的(c)所示，能夠於透明基板的窗口層兼支承基板510上堆疊第二SiO2 膜521，製作第二接合基板531。第二SiO2 膜521能夠由光CVD法、濺射法及PECVD法以形成。窗口層兼支承基板510能夠為例如GaP、GaAsP及藍寶石等所構成的透明基板。
於圖10的(b)、(c)中，雖然揭露僅於第一接合基板530設置接著劑525的例子，但於第二接合基板551設置接著劑525亦毫無疑問能夠得到同樣的效果。
接著，如圖10的(d)所示，進行將窗口層兼支承基板510與發光部508接合的接合步驟。此時，透過SiO2 膜522將窗口層兼支承基板510與發光部508接合。
並且，於接合步驟中，透過接著劑525將形成於發光部508上的第一SiO2 膜520與形成於窗口層兼支承基板510上的第二SiO2 膜521接合。藉由如此，能夠製造更加確實減少使因為接合不良所致的剝離為的發光元件。
具體而言，例如將第一接合基板550及第二接合基板531，設置為使接著劑525與第二SiO2 膜521相對，且不接觸，而調整為30Pa以下的真空氛圍。調整至真空氛圍後，使接著劑525與第二SiO2 膜521接觸，且控制以使成為5000N的壓力及100至200℃的溫度而維持5分鐘以上之後，施加300℃以上的熱將第一接合基板530與第二接合基板531壓合而接合，而能夠形成接合基板540。
接著，如圖10的(e)所示，進行自接合基板540除去基板501的步驟。基板501的除去，能夠藉由蝕刻以進行。進行蝕刻時，能夠以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行。使第一選擇蝕刻層502A為與基板501相異的材料，則能夠使以氨水與過氧化氫水溶液的混合液進行的蝕刻選擇性停止。
除去基板501後，能夠除去第一選擇蝕刻層502A。同樣亦能除去第二選擇蝕刻層502B。此些除去能夠使用例如鹽酸等。
接著，如圖10的(f)所示，進行於第一半導體層503表面形成第一歐姆電極550的步驟。第一導電型為N型時，第一歐姆電極550能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有500nm以上的膜厚度之物。第一導電型為P型時，第一歐姆電極550能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有500nm以上的膜厚度之物。
接著，如圖10的(g)所示，進行至少除去第一半導體層503及活性層504而形成除去部580的除去步驟。具體而言，例如以乾蝕刻或溼蝕刻形成第一半導體層503、活性層504、第二半導體層505及緩衝層506的第一區域560經切除的圖案。藉此，能夠形成除去部580及除去部580之外的非除去部581。圖10的(g)中雖圖示切除至緩衝層506為例，但至少除去第一半導體層503及活性層504即可，在露出第二半導體層505或緩衝層506的狀態下停止蝕刻亦具有同樣的機能。
接著，如圖10的(h)所示，亦可披覆電介質膜570以披覆第一區域560及第一區域560以外的區域。電介質膜570能夠選擇為SiO2 及SiNx 等。能夠在披覆電介質膜570後，將第一區域560的一部分蝕刻，形成使電流傳播層507露出的第二區域561。
接著，如圖10的(i)所示，進行於除去部580的第二半導體層505或緩衝層506及電流傳播層507等的電連接於第二半導體層505的第二導電型的半導體層上形成第二歐姆電極551的步驟。
具體而言，能夠於除去部580中第二區域561的一部分形成第二歐姆電極551。圖10的(i)中，顯示第二歐姆電極551形成於電流傳播層507上時的狀況。
第二導電型為N型時，第二歐姆電極551能夠為包含Au、Ag、Al、Ni、Pd、Ge、Si、Sn中的至少一種材料、且具有500nm以上的膜厚度之物。第二導電型為P型時，第二歐姆電極551能夠為包含Au、Be、Mg、Zn中的至少一種材料、且具有500nm以上的膜厚度之物。
接著，能夠藉由隱形切割法(Stealth Dicing)、或是刀鋸切割法(Blade Dicing)分割為個別晶粒，而使其成為發光元件。
如此，由於窗口層兼支承基板510透過SiO2 膜525與發光部508接合，因此能夠製造使因為接合不良所致的剝離為減少的發光元件。 〔實施例〕
以下雖然顯示本發明的實施例及比較例以更加具體說明本發明，但本發明並不限定於此。
(實施例1) 藉由本發明的第一實施型態的發光元件的製造方法，製造10000個如圖1所示的本發明的第一實施型態的發光元件100。
具體而言，於實施例1所製造的發光元件100，於由GaP所構成的透明基板的窗口層兼支承基板110上透過厚度0.5μm的第二SiO2 膜121及同樣為厚度0.5μm的第一SiO2 膜120形成發光部108，發光部108依序包含有由AlGaAs所構成的厚度1.0μm的電流傳播層107、由AlInP所構成的厚度0.5μm的緩衝層106、由AlGaInP所構成的厚度1.0μm的p型的第二半導體層105、厚度0.5μm的活性層104、厚度1.0μm的n型的第一半導體層103。
進一步，具有經除去活性層104及第一導電型的第一半導體層103、第二導電型的第二半導體層105及緩衝層106的除去部180，及除去部180以外的非除去部181。
接著，於非除去部181的第一半導體層103的表面上具有由AuGeNi所構成的厚度500nm的第一歐姆電極150，及於除去部180的電流傳播層107的表面上具有由AuBe所構成的厚度500nm的第二歐姆電極151。
(實施例2) 藉由本發明的第二實施型態的發光元件的製造方法，製造10000個如圖1所示的本發明的第二實施型態的發光元件200。
具體而言，於實施例2所製造的發光元件200，除了第一SiO2 膜220與電流傳播層207之間形成有第一透明導電膜層211，及第一透明導電膜層211上的一部分形成有由AlGaInP所構成的厚度0.05μm的接觸層212之外與實施例1為相同構造。
(實施例3) 藉由本發明的第三實施型態的發光元件的製造方法，製造10000個如圖5所示的本發明的第三實施型態的發光元件300。
具體而言，於實施例3所製造的發光元件300，除了將第一及第二SiO2 膜320、321透過由BCB所構成的接著劑325以結合之外與實施例1為相同構造。
(實施例4) 藉由本發明的第四實施型態的發光元件的製造方法，製造10000個如圖7所示的本發明的第四實施型態的發光元件400。
具體而言，於實施例4所製造的發光元件400，除了將第一及第二SiO2 膜420、421透過由BCB所構成的接著劑425以結合之外與實施例2為相同構造。
(實施例5) 藉由本發明的第五實施型態的發光元件的製造方法，製造10000個如圖9所示的本發明的第五實施型態的發光元件500。
具體而言，於實施例5所製造的發光元件500，除了第一SiO2 膜520的上部表面的一部分形成有金屬圖案層512之外與實施例2為相同構造。
(比較例) 製造10000個如圖11所示的發光元件600。具體而言除了使用第一及第二SiNx 膜620、621以取代實施例3中的第一及第二SiO2 膜以外，與實施例3為相同構造。
於上述的實施例1至5及比較例中所製造的發光元件中，進行窗口層兼支承基板(透明基板)的剝離率，將此時的結果顯示於圖12。
結果，如圖12所示，比較例所製造的發光元件的剝離率為78%。另一方面，實施例1至5所製作的發光元件的剝離率皆在4%以下。如此，實施例1至5所製造的發光元件，與比較例所製造的發光元件相比，能夠減少接合時所產生的接合不良所導致的剝離。
另外，本發明並不為前述實施型態所限制。前述實施型態為例示，具有與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想為實質相同的構成，且達成同樣作用效果者，皆包含於本發明的技術範圍。
100、200、300、400、500‧‧‧發光元件
101、201、301、401、501‧‧‧基板
102、202、302、402、502‧‧‧選擇蝕刻層
102A、202A、302A、402A、502A‧‧‧第一選擇蝕刻層
102B、202B、302B、402B、502B‧‧‧第二選擇蝕刻層
103、203、303、403、503‧‧‧第一半導體層
104、204、304、404、504‧‧‧活性層
105、205、305、405、505‧‧‧第二半導體層
106、206、306、406、506‧‧‧緩衝層
107、207、307、407、507‧‧‧電流傳播層
108、208、308、408、508‧‧‧發光部
109、209、309、409、509‧‧‧磊晶基板
110、210、310、410、510‧‧‧窗口層兼支承基板
120、220、320、420、520‧‧‧第一SiO2膜
121、221、321、421、521‧‧‧第二SiO2膜
122、222、322、422、522‧‧‧SiO2膜
325、425、525‧‧‧接著劑
130、230、330、430、530‧‧‧第一接合基板
131、231、331、431、531‧‧‧第二接合基板
140、240、340、440、540‧‧‧接合基板
150、250、350、450、550‧‧‧第一歐姆電極
151、251、351、451、551‧‧‧第二歐姆電極
160、260、360、460、560‧‧‧第一區域
161、261、361、461、561‧‧‧第二區域
170、270、370、470、570‧‧‧電介質膜
180、280、380、480、580‧‧‧除去部
181、281、381、481、581‧‧‧非除去部
圖1係顯示本發明的發光元件的第一實施型態的概略圖。 圖2係顯示本發明的發光元件的製造方法的第一實施型態的說明圖。 圖3係顯示本發明的發光元件的第二實施型態的概略圖。 圖4係顯示本發明的發光元件的製造方法的第二實施型態的說明圖。 圖5係顯示本發明的發光元件的第三實施型態的概略圖。 圖6係顯示本發明的發光元件的製造方法的第三實施型態的說明圖。 圖7係顯示本發明的發光元件的第四實施型態的概略圖。 圖8係顯示本發明的發光元件的製造方法的第四實施型態的說明圖。 圖9係顯示本發明的發光元件的第五實施型態的概略圖。 圖10係顯示本發明的發光元件的製造方法的第五實施型態的說明圖。 圖11係顯示比較例的發光元件的概略圖。 圖11係顯示實施例1至5及比較例中所製作的發光元件的剝離率的量表。
100‧‧‧發光元件
103‧‧‧第一半導體層
104‧‧‧活性層
105‧‧‧第二半導體層
106‧‧‧緩衝層
107‧‧‧電流傳播層
108‧‧‧發光部
110‧‧‧窗口層兼支承基板
120‧‧‧第一SiO2膜
121‧‧‧第二SiO2膜
122‧‧‧SiO2膜
180‧‧‧除去部
181‧‧‧非除去部

Claims (6)

  1. 一種發光元件，包含一窗口層兼支承基板以及設置於該窗口層兼支承基板上的一發光部，該發光部依序包含有一第二半導體層、一活性層及一第一半導體層，且該第二半導體層為第二導電型，且該第一半導體層為第一導電型，其中 該發光元件具有：經除去至少該第一半導體層與該活性層的一除去部、該除去部以外的一非除去部、設置於該非除去部的該第一半導體層上的一第一歐姆電極、以及設置於該除去部的該第二半導體層上或是電連接於該第二半導體層的第二導電型的半導體層上的一第二歐姆電極， 其中該窗口層兼支承基板透過SiO2 膜與該發光部接合。
  2. 如請求項1所述的發光元件，其中該SiO2 膜具有一第一SiO2 膜及一第二SiO2 膜，該第一SiO2 膜設置於該發光部側，該第二SiO2 膜設置於該窗口層兼支承基板側，且該第一SiO2 膜與該第二SiO2 膜為直接接合。
  3. 如請求項1所述的發光元件，其中該SiO2 膜具有一第一SiO2 膜及一第二SiO2 膜，該第一SiO2 膜設置於該發光部側，該第二SiO2 膜設置於該窗口層兼支承基板側，且該第一SiO2 膜與該第二SiO2 膜為透過接著劑而接合。
  4. 一種發光元件的製造方法，包含： 一發光部形成步驟，係藉由於一基板上以與該基板晶格匹配系的材料至少依序磊晶成長一第一半導體層、一活性層及一第二半導體層而形成發光部； 一接合步驟，係將該窗口層兼支承基板與該發光部接合； 一除去步驟，係將該基板除去； 一第一歐姆電極形成步驟，係於該第一半導體層表面形成一第一歐姆電極； 一除去步驟，係至少除去該第一半導體層與該活性層而形成一除去部；以及 一第二歐姆電極形成步驟，係於該除去部的該第二半導體層上或是電連接於該第二半導體層的第二導電型的半導體層上形成一第二歐姆電極， 其中於該接合步驟中，透過SiO2 膜將該窗口層兼支承基板與該發光部接合。
  5. 如請求項4所述的發光元件的製造方法，其中於該接合步驟中，將形成於該發光部上的該第一SiO2 膜與形成於該窗口層兼支承基板上的該第二SiO2 膜直接接合。
  6. 如請求項4所述的發光元件的製造方法，其中於該接合步驟中，將形成於該發光部上的該第一SiO2 膜與形成於該窗口層兼支承基板上的該第二SiO2 膜透過接著劑接合。
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