TWI266436B - Light-emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents
Light-emitting device and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- TWI266436B TWI266436B TW094125395A TW94125395A TWI266436B TW I266436 B TWI266436 B TW I266436B TW 094125395 A TW094125395 A TW 094125395A TW 94125395 A TW94125395 A TW 94125395A TW I266436 B TWI266436 B TW I266436B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- film
- light
- transparent conductive
- type layer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 50
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 429
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 350
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 87
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims abstract description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 31
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 26
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 26
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 17
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 12
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 93
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 46
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 26
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 23
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 21
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 11
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 7
- HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C(CN1CC2=C(CC1)NN=N2)=O HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical group C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 5
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 5
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- -1 gallium nitride compound Chemical class 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- KKHJTSPUUIRIOP-UHFFFAOYSA-J tetrachlorostannane;hydrate Chemical compound O.Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl KKHJTSPUUIRIOP-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N C1(C=CC=C1)[Mg] Chemical compound C1(C=CC=C1)[Mg] MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218645 Cedrus Species 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 description 1
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003910 SiCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMKRJDCTUNZSFT-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[Y+3].[In+3] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[Y+3].[In+3] ZMKRJDCTUNZSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RCAQADNJXBGEKC-UHFFFAOYSA-N [O].[In].[Sb] Chemical compound [O].[In].[Sb] RCAQADNJXBGEKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 210000003323 beak Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002291 germanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYCHGXYBBUEKJK-UHFFFAOYSA-K indium(3+);trichloride;hydrate Chemical compound O.Cl[In](Cl)Cl KYCHGXYBBUEKJK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K indium(iii) chloride Chemical compound Cl[In](Cl)Cl PSCMQHVBLHHWTO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- MQBKFPBIERIQRQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;cyclopenta-1,3-diene;cyclopentane Chemical compound [Mg+2].C=1C=C[CH-]C=1.[CH-]1[CH-][CH-][CH-][CH-]1 MQBKFPBIERIQRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 150000004685 tetrahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- ZAPAMMDQEWCVAM-UHFFFAOYSA-N tin;hydrate Chemical compound O.[Sn] ZAPAMMDQEWCVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor 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
- H01L33/36—Semiconductor 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
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
1266436 九、發明說明： 务明所屬:冬好々貝】 本發明係有關於從化合物半導體層取出光之化合物半 ‘體之發光元件，特別係有關於利用透明導電膜作為窗芦 5 之化合物半導體之發光元件及其製造方法。 本申請案是對2004年7月30日提出之日本專利申請 案第 2004-223980 號、第 2004-223981 號及第 2004-223982 號、以及2005年7月11日提出之日本專利申請案第 2005-201581號公報主張優先權，並將其内容援用於本案。 10 【^tr 标】
GaN、AlGaN、InGaN及InGaAlN等氮化鎵系化合物 半導體，因可作為綠色或藍色等可見光發光元件而受到注 目。 製造利用這些氮化鎵系化合物半導體之光元件時，由 15於可與氮化鎵系化合物半導體進行格子整合之基板很少， 因此通常利用藍賃石作為結晶成長用之基板。而利用藍寶 石這種絕緣性基板時，與使用其他的GaAs或InP等具有導 電性之半導體基板之發光元件不同，無法從基板側取出電 極，故設於半導體層之p側電極及n側電極係在使半導體 20 層積層之基板之一面側形成。 於是’為了避免發出之光之透光性降低，而提出了設 有透光性電極之氮化鎵系化合物半導體發光元件（參考例 如專利文獻1)。 第1圖是顯示設有透光性電極之習知氮化鎵系化合物 5 1266436 半導體發光元件之一例之截面圖。氮化鎵系化合物半導體 發光元件300係，在藍寶石基板3〇1之一面（第1圖之上面） 上’隔著GaN緩衝層303設有η型GaN層305，該η型 GaN層305之~面上（第1圖之上面），設有ρ型摻入物之 5含Mg之P型GaN層307與由Ti/Au等所形成之n側電極 309 °接著’ η側電極309周圍被Si02膜311a包圍而與Ρ 型GaN層307電性絕緣。 另一方面，ρ型GaN層307上設有Si02膜311b與加 入Mg之金屬薄膜層313，又，該金屬薄膜層313上更設有 作為電流擴散用之錫摻入氧化銦（IT0)膜所形成之厚度 100nm之透明導電膜315，而在义〇2膜31化上設有由Ti/Au 等形成之ρ側電極317，覆蓋住义〇2膜3nb上及局部之透 明導電膜315。 亦即在該構成中’可透過透明導電膜315，將從η 15 型GaN層305與Ό刑ΓίίΝΤ既。。 一 Ρ型GaN層307之接合界面發出之光取 出 第1圖中，虛線是顯示從ρ側電極317透過透明 導電膜315流到接合界面之電流之流動。另-方面，-點 聯線係顯不從接合界面發出之光主要透過透明導電膜仍 放射到外部之狀況。 乂氧化銦(IT〇)膜所形成之透明導電膜315由於 含有η型不純物之$ 一 瓜而言無法在ρ型GaN層307 上形成，故使較ρ型GaN居 .s _ 層307谷易取得歐姆接觸之含
Mg金屬溥膜層313,以 3 备出之光具有70%透過率之戸 度、亦即2nm之厚声形士 X 乂成，又，為了減低金屬薄膜層313 20 1266436 之片電阻’而形成厚度lOOnm之透明導電膜315。 金屬薄膜層313係在Mg/Ni=lnm/2nm之蒸鍍膜上成膜 透明導電膜315後，進行500°C、10分鐘之退火處理，藉 此達成與p型GaN層307間之密接性與歐姆接觸。金屬薄 5膜層313因含有Mg，若直接退火處理，金屬薄膜層313可 旎瘵發而消失、或變成薄膜化，而由於設於金屬薄膜層313 上之透明導電膜315起了保護膜之作用，故可防止金屬薄 膜層313蒸發或消失，並藉此避免電極過程上之金屬膜厚 之控制性降低、及伴隨而來之發光元件I-V特性之惡化。 1〇 又還有在掺入P型摻入物Mg之p型GaN層上，在 第層藉真工蒸鑛法形成錫摻入氧化銦（itq)膜作為電流 擴散層，再於其上藉濺鍍法形成第二層之錫摻入氧化銦 (ITO)膜，藉此設置透明導電膜者(例如參考專利文獻2)。 第2圖是這種形成二層錫摻入氧化銦之氮化鎵系化合 物半導體發統件_之截面圖。在藍f石基板41〇之一 面上，依序設置有·· A1N緩衝層42〇、厚度約12#瓜之^ 摻入GaN層43〇、由η型GaN與η型InGaN之多重量子井 (MQW)所形成之厚度約4Qnm之活性層44〇、由細與p i GaN之起袼子所形成之厚度約之遮罩層、厚 2〇度約之Mg摻入GaN層楊、及厚度數·之以膜 470其上方則形成有厚度約1〇1^^之下側透明導電膜之下 側錫摻入氧化銦膜481、及在該下側錫摻入氧化鋼膜樹 上作為上側透明導電膜之厚度約5〇〇nm之上側錫摻入氧化 姻膜術，藉此而設置透明導電膜48〇。又，在局部露出之 7 1266436
Si摻入GaN層430上設有n荆+ 有η型电極491，而上側錫摻入氧 化銦膜482上設有ρ型電極492。 其中記載：下側錫摻入氧化銦膜481以真空蒸鐘法形 成，且上側錫掺入氧化銦膜482以賴法形成。因此，相 5較於僅藉濺鍍法形成透明導電膜·之情況，以真空蒸鍛 法形成下側錫摻入氧化鋼膜481時，Mg推入⑽層46〇 之損傷較少，動作電壓低，可得到光取出至外部之效率良 好之化合物半導體發光元件4〇〇。 又，除了錫推入氧化銦所形成之透明導電膜以外，更 10有設有由金屬形成之透光性電極之氮化鎵系化合物半導體 發光元件（參考例如專利文獻3)。 第3圖是將Ni、Au蒸鍍形成透光性電極5〇5之氮化鎵 系化合物半導體發光元件500作為一例之截面圖。在藍寶 石基板501之一面上依序設置η型GaN層502、ρ型GaN 15層503，且P型GaN層上設置由Ni/Au形成之金屬透光性 電極505。透光性電極505係，在蒸鍍裝置中，於ρ型GaN 層503上蒸鍍厚度30nm之Ni、在Ni上蒸鍍厚度70nm之
Au，蒸鍍後，於退火裝置中，以500°C退火10分鐘而使其 合金化同時成為透光性者，如此可製造發光效率、製造成 20 品率良好之發光二極體。 【專利文獻1】日本國專利第3207773號公報 【專利文獻2】曰本國專利第3394488號公報 【專利文獻3】日本國專利第2803742號公報 8 1266436 然而，在上述氮化鎵系化合物半導體發先元件3〇〇、 400、500中，透明導電體315、480或透光性電極5〇5之折 射率約2.0,而空氣層之折射率約L0,故當在發光層發出 之光通過透明導電體或透光性電極出光到空氣層之際，在 5透明導電體或透光性電極與空氣層之界面（光射出面）中全 反射比例變大，導致光之強度會隨著方位而有所不同。 本發明是有鑑於上述問題而做成者，本發明課題在於 提供可抑制由透明導電體形成之光射出面上之全反射比 率、少有，方位造成光強度不均勻之發光元件。 〇 又，本發明之課題是，藉由提高透明導電膜之耐熱性， 即使施行退火處理來達成金屬薄膜層之歐姆接觸，仍可防 止透明導電膜氧化、抑制比電阻增加，提供可作為窗層之 透明導電膜且透過率之穩定性優異之化合物半導體之發光 元件。 15 20 :、'、了解決上述課題’本發明之第i態樣之發光元件， 包含有：積層體，具有第_導電型層、第二導電型層、及 介於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部：金屬 薄膜層1於該積層體之第二導電型層上；及透明導電體， e又於。亥金屬薄膜層上’ x，前述透明導電體係由單層之透 明導電膜形成，且該透明導電膜之光射出面上之結晶粒徑 在30nm以上、300nm以下。 錢成中，所謂發光部是指位於第一導電型層與第二 ‘電層之間之層’或指第_導電型層與第二導電型層之 界面。 曰 9 1266436 本發明之第1態樣之發光元件之製造方法，所欲製造 之發光元件包含有：積層體，具有第一導電型層、第二導 電型層、及介於前述第一導電型層及第二導電型層間之發 光部；金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 5 透明導電體，設於該金屬薄膜層上且由單層之透明導電膜 形成，又，該發光元件之製造方法係藉由改變前述透明導 電膜之膜厚，控制該透明導電膜在光射出面之結晶粒徑。 為了解決上述課題，本發明之第2態樣之發光元件， 包含有··積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及 10 介於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部；金屬 薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及透明導電體， 設於該金屬薄膜層上，又，前述透明導電體係由2層以上 之透明導電膜形成，且構成最外層之透明導電膜在光射出 面之結晶粒徑在30nm以上、300nm以下。 15 該構成中，所謂發光部是指位於第一導電型層與第二 導電型層之間之層，或指第一導電型層與第二導電型層之 界面。 本發明之第2態樣之發光元件之製造方法，所欲製造 之發光元件包含有：積層體，具有第一導電型層、第二導 20 電型層、及介於前述第一導電型層及第二導電型層間之發 光部；金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 透明導電體，設於該金屬薄膜層上且由2層以上之透明導 電膜形成，又，該發光元件之製造方法係藉由改變前述透 明導電體中構成最外層之透明導電膜之膜厚，控制該透明 10 1266436 導電膜之光射出面上之結晶粒徑。 為了解決上述課題，本發明之第3態樣之發光元件， 包含有：積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及 介於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部；金屬 5濤膜層，没於該積層體之第二導電型層上；及透明導電體， 設於該金屬薄膜層上，又，前述透明導電體係由2層以上 之透明導電膜形成，且上層之至少！層係耐熱性高於構成 最下層之層。 該構成中，所謂發光部是指位於第一導電型層與第二 10導電型層之間之層，或指第一導電型層與第二導電型層之 界面。 本發明之第3態樣之發光元件之製造方法，所欲製造 之發光元件包含有：積層體，具有第一導電型層、第二導 電型層、及介於前述第一導電型層及第二導電型層間之發 15
20 光部；金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上·，及 透明導電體，設於該金屬薄膜層上，又，孩發光:件之製 造方法包含：湘儒熱分解法颜，㈣成由錫推入氧 化銦（ITO)、氧化銦（10)、氧化辞（zo)、銻摻入氧化鋅 (Sbzo)、Ga摻入氧化鋅(GZO)、紹摻入氧化辞(Aiz〇)或蝴 摻入氧化鋅(BZO)所形成之膜，作為前述透明導電體當中， 構成最下層之透明導電膜；及利用喷霧熱 : 浒沄成膑，以 /成由氧化錫(TO)或氟摻入氧化錫(FT0)所形 、+、 夕 ^’ 作為 則4構成上層之至少1層之透明導電膜。 本發明之第1態樣及第2態樣之發光元件係，卷發光 11 1266436 部發出之光從透明導電體出光到空氣層時，可藉由該光射 出面之結晶粒大小形成之凹凸或結晶粒界而散乱，因此可 發出強度在多方向不均勻之情況很少之光。 又，本發明之第1態樣及第2態樣之發光元件之製造 5 方法，係藉由改變透明導電體之膜厚，抑制光射出面之結 晶粒徑，減少發出之光不均勻。 本發明第3態樣之發光元件，由於構成該發光元件之 透明導電體係由2層以上之透明導電膜形成，故可使各層 i 分擔機能。 10 尤其，構成最下層之透明導電膜具有高導電性與高透 _ 光性，而構成上層至少1層之透明導電膜較構成前述最下 層之透明導電膜具有更高的耐熱性，因此可防止構成最下 層之透明導電膜氧化、抑制比電阻增加與透光率降低。 又，本發明之第3態樣之發光元件之製造方法係，構 15 成透明導電體之任一透明導電膜皆是使用喷霧熱分解法， 故可在大氣中形成薄膜，不需要減壓系統，因此可降低製 • 造成本。 圖式簡單說明 第1圖是顯示習知之氮化鎵系化合物半導體發光元件 20 之一例之截面圖。 第2圖是顯示習知之氮化鎵系化合物半導體發光元件 之一例之截面圖。 第3圖是顯示習知之氮化鎵系化合物半導體發光元件 之一例之截面圖。 12 1266436 第4圖是顯示本發明第1態樣之發光元件之實施形態 之一例之截面圖。 第5圖是顯示本發明第1態樣之評價方法之圖。 第6圖是顯示本發明第2態樣之發光元件之實施形態 5 之一例之截面圖。 第7圖是顯示本發明第2態樣之評價方法之圖。 第8圖是顯示本發明第3態樣之發光元件之實施形態 之一例之截面圖。 # 第9圖是顯示本發明第3態樣之發光元件其他實施形 10 態之一例之截面圖。 L實施方式]1 以下，依據附加圖示具體說明本發明之發光元件。又， 該形態係用以更清楚理解發明主旨而具體說明者，在未特 別指定之情況下，並不限定本發明。 15 第1態樣 第4圖是顯示本發明第1態樣之發光元件之實施形態 . 之一例之截面圖。 又，以下是就發光部構成為層之情況加以敘述，在界 面發光之情況，第一導電型層與第二導電型層之界面可發 20 揮發光部之機能。 本發明之第1態樣之發光元件1係在藍寶石基板2之 一面上（第4圖之上面）隔著GaN緩衝層3設有以Si為摻入 物之η型GaN層4，再隔著該η型GaN層4設有以Si為 摻入物之η型AlGaN層（主要第一導電型層）5。接著，隔著 13 1266436 〇呈AlGaN層5设有構造為InGaN與GaN之多重量子 井(MQW)之發光部6、㉟著該發光部6設有含p型接入物
Mg之p型AlGaN層（主要第二導電型層）7、隔著該p型
AlGaN層7设有同樣摻入Mg之p型GaN層8、隔著該p 5型GaN層8設有由Ni形成之金屬薄膜層9、隔著該金屬薄 膜層9設有由單層之透明導電膜1〇所形成之透明導電體 12接著，该透明導電體12之表面之周緣局部設有p側電 極11，另一方面，在11型（^]^層4之周緣部之局部，積層 於上方之各層被除去，且在露出之η型GaN層4上設置η 10 側電極14。 在此’透明導電膜12係由錫摻入氧化銦（以下稱汀⑺、 氧化錫（以下稱Τ0膜）、氧化辞（以下稱膜）、錄換入氧 、辛（乂下稱SbZO膜）、或氟摻入氧化錫（以下稱FT〇膜) 之任「種金屬氧化物所形成，以喷霧熱分解法、㈣法、
15歲鐘法、真空蒸鍍法、熔膠凝膠法、膏塗布法等進行成膜， 藉增厚膜厚使結晶粒徑變大。 本么明弟1恶樣之發光元件，藉由使光射出面之結晶 粒徑在10〇nm以上、·nm以下，可使其更有效率地漫射， 故可更減少所發出之光強度之不均勻。 20 以下 以贺務熱分解法，針對由ITO膜形成之透明導 電體之膜厚作各種改變，製造發光元件。藉喷霧熱分解法 之ITO成膜條件係將氯化姻(水合物)與氯化錫（水 合，且錫之摻入量相對於銅而為元素比5祕，並溶解於^ 醇液，將該溶液噴制業已在35Gt加熱之金屬薄膜層9 14 1266436 上來進行。 [實施例1-1] 準備業已在藍寶石基板2之一面上依序積層有η型
GaN層4、η型A1GaN層5、構造為InGaN與GaN之多重 5 1子井(MQW)之發光部6、p型AlGaN層7、p型GaN層8、 及由阶形成之金屬薄膜層9之晶圓，在該金屬薄膜層9上 形成厚度lOOnm之由IT〇膜形成之透明導電膜1〇。由IT〇 膜形成之透明導電膜1〇之表面（光射出面1〇，）之結晶粒徑 為 3〇nni。 接著’在透明導電體12上形成遮罩後，進行蝕刻直到
η型GaN層4之一面之周緣部露出，在已露出之η型GaN 層4上蒸鍍A1厚度約0.4/zm形成n側電極14。另一方面， 在業已剝除遮罩之透明導電體12(透明導電膜1〇)上之周緣 之局。卩’藉条鍵法条艘A1厚度約〇 以設置ρ側電極 15 13 〇 將该形成有氮化鎵系化合物層之藍寶石基板2切割為 3〇〇//m方形，作成裸晶片，將該裸晶片以晶片接合實裝於 底座上，再藉引線焊接配線而製作發光元件i。 [實施例1-2] 2〇 脸每 :貝施例Μ中之IT〇膜之膜厚改為32〇nm、光射出 面之結晶粒;^為lGGnm，除此之外與實施例Η同樣地製 作發光元件1。 [實施例1-3] 將實施例1-1中之ΙΤ0膜之膜厚改為85〇nm、光射出 15 1266436 面之結晶粒徑為200nm，除此之外與實施例1-1同樣地製 作發光元件1。 [實施例1-4] 將實施例1-1中之ITO膜之膜厚改為lOOOnm、光射出 5 面之結晶粒徑為300nm，除此之外與實施例1-1同樣地製 作發光元件1。 [比較例1-1] 將實施例1-1中之ITO膜之膜厚改為40nm、光射出面 之結晶粒徑為l〇nm，除此之外與實施例1-1同樣地製作發 10 光元件。 [比較例1-2] 將實施例1-1中之ITO膜之膜厚改為1200nm、光射出 面之結晶粒徑為400nm，除此之外與實施例1-1同樣地製 作發光元件。 15 [評價及結果] 使實施例1-1〜1-4與比較例1-1、1-2中製作之發光元 件發光，並如第5圖所示地，測定90°(鉛直）方向之光強度 與30°方向之光強度，評價30°方向之光強度(13〇)相對於90 °(鉛直）方向之光強度(19〇)之比（13〇/19〇)，以小於〇·2為C、0.2 20 以上且小於0.5為B、0.5以上為A，進行評價。亦即，比 (I3〇/l9〇)愈大，表示方位造成之光偏倚愈小。評價結果顯示 於表1。 16 1266436 【表1 Ί
FTn ZnO 膜、SbZO 膜或 膜所形成之透明導電膜10，來取代肋膜，但是每個 =與IT0膜相同之結果。又，利用㈣法、賴法、 二_法’膠凝膠法、f塗布法等進行透明導電膜ι〇 士'來取代喷務熱分解法，都得到與喷霧熱分解法相同之 結果。 第2態樣 第6圖是顯示本發明第2態樣之發光元件之實施形態 10之一例之截面圖。 又以下是就發光部構成為層之情況加以敘述，在界 面發光之情況，第-導電型層與第二導電型層之界面可發 揮發光部之機能。 本發明之第2態樣之發光元件31係在藍寶石基板32 15之一面上（第6圖之上面）隔著GaN緩衝層33設有以Si為 接入物之n型GaN層34,再隔著該n型GaN層34設有以 Si為摻入物之^型AlGaN層（主要第一導電型層）35。接著， 隔著該η型AlGaN層35設有構造為InGaN與GaN之多重 量子井(MQW)之發光層36、隔著該發光層36設有含P型 20摻入物Μ§之P型AlGaN層（主要第二導電型層）37、隔著 17 1266436
該P型AlGaN層37設有同樣摻入M up g之 P 型 GaN 層 38' 型⑽層38設有由Ni形成之金屬_39、隔 =心_39設有由2層之透日轉_4G、41_ 成之透明導電體42。 5 接著，該透明導電體42之表面之周 ^ <周緣局部設有p側電 極43,另一方面，在11型GaN 之周緣部之局部，積 曰於上方之各層被除去，且在露出之n型⑽層％上設 置η側電極44。
10 在此’透料電體42係，最外層是氧化姻（以 下稱FTO膜）或氧化錫（以下稱膜)所形成之透明導電膜 41，内層之至少一層是由錫摻入氧化銦（以下稱ITO)、το 膜、氧化鋅（以下稱Ζη〇膜）、銻摻入氧化鋅（以下稱sbz〇 膜）或FTO膜所形成之透明導電膜4〇。接著，任一種透明 $私膜皆是以噴霧熱分解法、CVD法、濺鍍法、真空蒸鍍法、熔膠/旋膠法、膏塗布法等進行成膜，藉增厚膜厚使結 晶粒徑變大。
20 本發明第2態樣之發光元件，藉由使光射出面之結晶 粒徑在100nm以上、2〇〇nm以下，可使其更有效率地漫射， 故可更減少所發出之光強度之不均勻。 以下’以喷霧熱分解法，形成由IT〇膜形成之内層之 透明導電膜40、與由FT〇膜形成之外層之透明導電膜41， 並就該由FTO膜形成之透明導電膜々I之膜厚作各種改 變，製造發光元件。 ITO膜係藉由將氯化銦（水合物）與氯化錫（水合物）混 18 1266436 合，錫之#入量相對於銦而為元素比5at%，並溶解於乙醇 液，將該溶液噴霧到業已在35(rc加熱之金屬薄膜層39上 來形成。 FTO膜係以氟之摻入量相對於錫而為數〜數千卯瓜 5來混合氣化錫（水合物）之乙醇液與氟化銨之飽和水溶液，並 將遠業已混合之液體噴霧到業已加熱到55〇cCi IT〇膜上 形成。
10 15
20 [實施例2-1] 準備業已在藍寶石基板32之一面上依序積層有η型
GaN層34、η型AlGaN層35、構造為InGaN與GaN之多 重量子井(MQW)之發光層36、p型A1GaN層37、p型GaN s 38及由Νι形成之金屬薄膜層外之晶圓，在該業已加 …、到350C之金屬薄膜層39上形成厚度35〇之ιτ〇膜 40，然後將™膜升溫到別。C，在TO)膜上形成120nm 之FTO膜41。FTO透明導電膜41之表面（光射出面41，) 之結晶粒控為3〇nm。 者’在透明導電體42上形成遮罩後，進行姓刻直到 11型⑽層34之一面之周緣部露出，在露出之η型GaN 層34上蒸鍵A1厚度約G.4鋒形成η側電極44。另-方 面’在業已剝除料之透明導電體42(ft〇膜Μ)上之周緣 ^局部，藉紐法蒸鍍Μ厚度㈣.8鋒以設置P側電極 以晶片接合實裝於 19 1266436 底座上，再藉引線焊接進行配線而製作發光元件31。 [實施例2-2] 將實施例2-1中之FTO膜之膜厚改為340nm、光射出 面之結晶粒徑為lOOnm，除此之外與實施例2-1同樣地製 5 作發光元件31。 [實施例2-3] 將實施例2-1中之FTO膜之膜厚改為820nm、光射出 面之結晶粒徑為200nm，除此之外與實施例2-1同樣地製 作發光元件31。 10 [實施例2_4] 將實施例2-1中之FTO膜之膜厚改為llOOnm、光射出 面之結晶粒徑為300nm，除此之外與實施例2-1同樣地製 作發光元件31。 [比較例2-1] 15 將實施例2-1中之FTO膜之膜厚改為50nm、光射出面 之結晶粒徑為10nm，除此之外與實施例2-1同樣地製作發 光元件。 [比較例2-2] 將實施例2-1中之FTO膜之膜厚改為llOOnm、光射出 20 面之結晶粒徑為400nm，除此之外與實施例2-1同樣地製 作發光元件。 [評價及結果] 使實施例2-1〜2-4與比較例2-1、2-2中製作之發光元 件發光，並如第7圖所示地，測定90°(鉛直）方向之光強度 20 1266436 與30°方向之光強度，評價30°方向之光強度(IS())相對於％ 。（鉛直）方向之光強度(I。之比(13〇/19〇)，以小於〇·2為c、〇 ^ 以上且小於〇·5為B、0.5以上為A，進行評價。亦即， 仁匕 (IWIqg)愈大，表示方位造成之光偏倚愈小。評價結果顯示 5 於表1。 【表2】
膜厚nm 結晶粒徑nm 評價結果 實施例2-1 120 30 B 實施例2-2 340 100 A 實施例2-3 820 200 A 實施例2-4 1100 300 B 比較例2-1 50 10 C 比較例2-2 1100 400 C 將内層之透明導電膜40作成由TO膜、ZnO膜、SbZO 膜或FTO膜所形成之2層以上之膜來取代ITO膜，且將最 外層之透明導電膜41作成TO膜來取代FTO膜，但是每個 10 都得到相同之結果。又，利用CVD法、濺鍍法、真空蒸鍍 法、熔膠凝膠法、膏塗布法等進行透明導電膜之成膜來取 代噴霧熱分解法，都得到與噴霧熱分解法相同之結果。 第3態樣 第8圖是顯示本發明第3態樣之發光元件之實施形態 15 之一例之截面圖。 本發明之第3態樣之發光元件51係在藍寶石基板52 之一面上（第8圖之上面）隔著GaN緩衝層53設有以Si為 摻入物之η型GaN層54，再隔著該η型GaN層54設有以 Si為摻入物之η型AlGaN層（主要第一導電型層）55。接著’ 20 隔著該η型AlGaN層55設有構造為InGaN與GaN之多重 21 1266436 里子井(MQW)之發光層56、隔著該發光層56設有含p型 杉入物Mg之P型A1GaN層（主要第二導電型層）57、隔著 4 p型AlGaN層57設有同樣摻入Mg之p型GaIs^ %、
隔著該P型GaN層58設有由Ni形成之金屬薄膜層59、隔 著該金屬薄膜層59設有由依序積層IT〇膜6q、ft〇^6i 而成之2層透明導電體62。該透明導電體62之表面之周緣 局部設有p側電極63，另一方面，在n型（^1^層54之周 緣部之局部，積層於上方之各層被除去，且在露出之η型 GaN層54上設置η側電極64。 發光元件係藉有機金屬氣相成長法（Metal_〇rganic Chemical Vapor Deposition:以下稱 M〇CVD 法）、鹵化物氣 相成長法(HDCVD)等氣相成長法使各層成長來形成。 MOCVD法中，原料氣體之使用係例如鎵源為三甲基 鎵(TMG)、氮源為氨(NH3)、肼等含有氫原子之化合物、^ 15源為單矽烷(SiHU)、A1源為三曱基銨(TMA)、In源為三曱 基銦(TMI)、Mg源為雙環戊二烯基鎂(Cp2Mg)，且使用氫 氣、氮氣等作為載氣。 發光兀件之結構，只要是在基板之一面上至少依序積 層有作為第-導電型層、第二導電型層、金屬薄膜層、電 2〇流擴散層之透明導電體之結構即可，可做成同質、單異質电 雙異質等結構。例如，為人知的是在藍寶石基板表面隔著 緩衝層依耗層有η型接觸層與n型包覆層、發光部、p 型包覆層、P型接觸層、金屬薄膜層、作為電流擴散層之透 明導電體之雙異質構造者可作為高發光元件。 22 1266436 以下，就發光部構成為層之情況加以敛述，若為界面 發光，η型包覆層與p型包覆層之界面可作為發光部機能。 η型接觸層可由無摻入或摻入Si、Ge、s、c等打型捭 入物之GaN形成。η型包覆層可由例如無摻人或摻I㈣ 5 摻入物之AlGaN、InAlGaN等所形成。 發光部可由無摻入或摻入n型摻入物及/或zn、叫、 Cd、Ba等p型摻入物之InGaN、InA1GaN #所形成，藉由 形成含銦之發光部，可使發光波長在紫色到紅色間產生變 化。在發光部掺入η型摻入物，可使峰值波長中之發光強 10度更大，若摻入Ρ型摻入物可將波長帶往約〇.5eV ^波長 側，若摻入η型摻入物與p型摻入物，可在加大發光強度 之情況下使發光波長在長波長側移動。 Ρ型包覆層可由摻入ρ型摻入物之规必姻⑽ 等形成。又，p型接觸層可由摻入p型摻人物之⑽形成， I5與η型包覆層同樣地’GaN可與電極得到適當的歐姆接觸。 又’ η型包覆層及/或ρ型包覆層可省略。在省略之情況下’ 接觸層可作為包覆層產生作用。 金屬薄膜層係為了使其與ρ型接觸層或ρ型包覆層之 歐姆接觸良好，故宜為含有與摻入ρ型層中之接入㈣同 之金屬原子例如吨原子之合金或多層膜，藉蒸鍵法或賤 鐘法等形成，以預定溫度退火處理達成歐姆接觸。當然， 為了避免透光率降低，金屬薄膜層之厚度設有上限。 "透明導電體係基於高導電性與高透光性，而以錫推入 氧化銦膜(Indium-Tin-Oxide :以下稱ΙΤ〇膜）為主體，並積 23 1266436
層鼠核入氣化錫膜（Fluorine-doped-Tin-Oxide :以下稱FTO 膜)作為耐熱性保護膜。 以往，ITO膜多是藉減壓濺鍍法成膜，FT〇膜多是藉 大氣CVD法成膜，但是在ITO膜與FTO膜之成膜中，若 5使用各自不同之製法，步驟數量變多，成為成本提高的主 因’故宜使用可成膜IT0膜與FT〇膜兩種膜、且可在大氣 中成膜之噴霧熱分解法(Spray Pyrolysis Deposition :以下稱 SPD 法）。 SPD法係在已加熱之基板上喷霧塗布原料液，使基板 表面上產生熱分解及化學反應來成膜之方法，不過亦可在 大氣中成膜，在降低製造成本上是很適宜使用的成膜法。 本务明中之ΓΓΟ膜之成膜，可藉由將氣化銦（水合物) 與氯化錫（水合物）之乙醇液噴霧到業已在35(TC加熱之基 板上來進行’且宜使錫之摻人量相對於銦而為元素比鳩 15來混合並進行，是導電性、透光性優異之厚度lOOnm到 lOOOnm之薄膜。 FT〇膜之成膜，可藉由將氯化錫（水合物）之乙醇液與 亂化銨之飽和水溶液喷霧到業已加熱到4〇〇。〇以上、· 以下之基板上來進行，氣之摻入量宜為相對於錫而摻入數 20 ppm〜數千ppm，是耐熱性、耐藥品性優異之厚度偷㈤到 300nm之薄膜。 ™膜之成膜趣超過侧。c之溫相域膜。用以 得到歐姆接觸之升溫係在FT0膜之成膜途中、或成膜後藉 由使其升溫來it行，絲是·。C。刚岭形成i〇nm以 24 1266436 上，則由於透明導電膜之耐熱性提升，故在成膜途中即使 $持超過50叱之溫度，導電性仍不會劣化，可維持初期狀 恶，而FTO膜之成膜溫度若低於4〇〇<3(：，金屬薄膜層分之 加熱變侍不充分，金屬薄膜層59之歐姆接觸無法達成，故 5 以40(TC為下限。 ITO膜與FTO膜皆可同樣以spD法來成膜，故在ιτ〇 膜成膜後’接著（不需從SPD成膜裝置取出樣本)繼續將基 板之度升溫，加熱保持在預定溫度，成膜FT〇膜。 如此藉由成膜FTO膜時之加熱，IT〇膜正下方之金屬 10薄膜層也被加熱而達成歐姆接觸，因此不需在其他步驟進 行用以達成歐姆接觸之退火處理，可期望製造步驟之削 減、製造成本之降低。 形成透明導電體後，形成Ρ側電極與η側電極。ρ側電 極係形成於透明導電體表面之預定部位，而η側電極，若 15使用藍寶石等絕緣基板時，由於無法在基板另一面設置電 極，故必須在積層有化合物層、金屬薄膜層或透明導電體 之該面側設置ρ側電極與η側電極這兩個電極。於是，將 透明導電體、金屬薄膜層、ρ型接觸層、ρ型包覆層、發光 部、η型包覆層蝕刻，使η型接觸層露出，在該露出部上形 20 成η側電極。 蝕刻各層可使用濕式蝕刻、乾式蝕刻任一種方法。濕 式#刻例如可使用鱗酸與硫酸之混酸。乾式餘刻可使用例 如反應性離子蝕刻、集束離子束蝕刻、離子銑削、 ECR(Electron Cyclotron Resonance)蝕刻等，在反應性離子 25 1266436 餘刻、ECR 蝕刻中，可使用 cf4、CC14、SiCl4、CC1F3、CC1F2、 SF0、PCI3等氣體作為蝕刻氣體，在集束離子束蝕刻中，可 使用B、A卜Si、Ga、Ge、In等作為金屬離子源，在離子 銑削中，可使用Ar、Ne、N2等不活性氣體。 5
10 15
20 餘刻時’可就各層分別選擇最適當之蚀刻法，對各層 進行遮罩姓刻，但隨著光刻法之次數增加，也使得發光面 積減少，故宜使用含氯氣之氣體、或含溴氣之氣體，一次 蝕刻透明導電體、金屬薄膜層、P型接觸層、p型包覆層、 發光部、η型包覆層，使接觸層露出之方法。 本發明中，形成最下層之透明導電膜，除了使用錫摻 入氧化銦(ιτο)之外，還可使用氧化銦(1〇)、氧化辞、 銻摻入氧化辞(Sbz〇)、Ga摻入氧化辞(Gz〇)、鋁摻入氧化 鋅(A1ZO)或娜人氧化雜⑽等卿叙透㈣導電膜。 又’形成上層至少1層之透明導電膜，除了使用I摻入氧 化錫(FTO)外，還可使用氧化錫⑽所形成之膜。 藉錢形成最下層之透明導電膜成為錫摻入氧化銦 (j氧化銦⑽、氧化辞(zo)、銻摻入氧化鋅(Sbz〇)、 Ga t入乳化辞(GZO)、銘摻入氧化辞(Alz〇)或侧摻入氧化 鋅(BZO)所形成之膜，可發揮高導電性與高透光性。另一方 藉由使七成上層至少！層之透明導電膜成 =:換入氧化錫所形成之膜，可防止最下層透明 '减透料制之高導紐與高透光性。 化峨L藉由使形成最下層之透明導電膜成為錫掺入氧 (〇m，可發揮高導電性與高透光性，藉由使形成上 26 1266436 廣直少1層之透明導電膜成為氟摻入氧化錫(FTO)膜，可進 ，少發揮高耐熱性，故可防止最下層之錫摻入氧化銦(ιτ〇) 腺之氧化’可長期穩定地維持透明導電膜之高導電性與高 透光性。 5 又冑由在幵/成上層至少1層時之加熱，金屬薄膜層 與第二導電型層之接觸電阻成為在1〇·4Ω ·。瓜2台以下，故 不需在其他步驟進行退火處理也可達成歐姆接觸。 上述之形成最下層之透明導電膜或形成上層至少i層 • ^透明導電膜，皆可射霧熱分解法成膜，可在大氣中製 1〇造，故不必使用需要龐大導入成本或機器運作成本之減壓 (琢土兄中之成胺）糸統，可抑制製造成本。 又，藉噴霧熱分解法形成之膜，相較於一般的濺鍍膜， • 其粒徑較大，故形成於發光元件上時，出來的光很難全反 射，因此所提供之發光元件很少有因方位造成光強度良莠 15 不齊之情況。 尤其’錫摻入氧化銦（ITO)膜與氟摻入氧化錫(FTO)膜 ® 可使用噴霧熱分解法在大氣中穩定形成。且，可連續穩定 形成錫摻入氧化銦（ΓΓΟ)膜與氟摻入氧化錫(FT〇)膜，故不 僅減低製造成本，更可增加品質之穩定性。 20 由於在形成錫摻入氧化銦（ITO)膜時的被成膜面（金屬 薄膜層之表面）溫度低，因此不會有形成金屬薄膜層之元素 蒸發、金屬薄膜層薄層化或消失之情況。又，由於形成氟 換入氧化錫（FTO)膜時之被成膜面之溫度在400°C以上7〇〇 C以下，故在形成氟摻入氧化錫(FTO)膜之際，下層的金屬 27 1266436 薄膜層充分加熱’可達成金屬薄膜層與第二導電型層之歐 姆接觸。 [實施例3-1] 如以下所述形成本發明之第3態樣之第一實施形態之 5 發光元件51。 猎MOCVD法在备寶石基板52之一面上形成各GaN 糸化合物層。原料氣體方面，Ga使用三甲基鎵(tmg)氣體、 N使用氨氣(NH3)、Si使用單矽烷(SiH4)氣體、八丨使用三甲 基銨(TMA)氣體、In使用三甲基銦(TMI)氣體、Mg使用雙 10環戊二烯基镁(CpWg)氣體，且使用氫氣作為載氣。 首先，在MOCVD裝置内，設置直徑2英忖、以（〇〇〇1) 面作為化合物堆積面之藍寶石基板52，一面供給氫一面在 1050°C加熱，實施熱洗淨。接著，使藍寶石基板52降到51〇 C ’使GaN緩衝層53堆積厚度25nm後，將該已設置GaN 15緩衝層53之監賃石基板52加熱到i〇35°C，流入NH3氣體、 TMG氣體、SiH4氣體使換入；gi之^型GaN層54成長後， 流入NH3氣體、TMG氣體、tma氣體、SiH4氣體使摻入 Si之η型AlGaN層55成膜。
接著，使樣本之溫度為750。〇，斷斷續續地流入TMA 2〇氣體’使GaN與A1GaN之多重量子井(MQW)構造之發光 部56在η型AlGaN層55上成長約4〇nm。 接著，流入NH3氣體、TMg氣體、TMA氣體、Cp2Mg 氣體’在舍光。卩56上成膜摻入Mg之p型AlGaN層57， 之後，流入NH3氣體、TMG氣體、Cp2Mg氣體，成膜摻入 28 !266436
Mg<P型GaN層58。將該p型⑽層58成膜後，藉蒸 錢法使Ni蒸錢5//m，設置金屬薄膜層％。 接著，將樣本移到SPD法成膜裝置，將金屬薄膜層59 5 10 15 20 “ 〇 C加熱保持’藉SPD法在金屬薄膜層59上喷霧IT〇 '原料化&物，谷液，成膜厚度之灯〇透明導電膜 60。ΙΤ〇成膜後’接著開始升溫直到5耽，從ΙΤΟ膜60 货、面超過4〇〇c起，開始進行FT〇膜成膜用原料化合物 =液之噴霧，麵厚度⑽nm之FT〇膜61而形成透明導 " 匕3成膜日守與成膜後，IT〇透明導電膜60之表面 保持55CTC之狀態持續1()分鐘以上。 '用原料化合物溶液係將氯化銦（羾）四水合物 ㈣化錫（11):水合物崎溶解於乙醇1咖中而 擭付。 "，化合物溶液係將氯化錫αν)五水合物 ωιη1"5 〇^2g ^ I將該混合物交付超音波洗淨機約20分 叙，兀全〉谷解而獲得。 接著，為了為n & 側電極64,必須將㈣層54之一面之周緣部形成n 層55、= h側電極64形成部位上之⑼ 糸先部56、p型AlGaN層57、n刑a 58、金屬薄膜層59 , P i GaN層 9透明導電體62除去，於县卢、乐。〇、兹+ 體62上形成遮罩。 '疋在透明導電 入餘刻氣體，進行㉝ 將樣本__裝置，流 仃蝕刻直到η型GaN層54霖屮 在藉乾式蝕刻靈山 路出。 層54上，藉蒸鍵法蒸 29 1266436 鍍A1厚度約4"m以形成n側電極63。且在業已剝除遮罩 之透明導電體62(FTO膜61)上之周緣之局部，藉蒸鑛法蒸 鑛A1厚度約0.8 // m設置p側電極64。 將該形成有氮化鎵系化合物層之藍寶石基板&切巧為 5 3_m方形’作成裸晶片。接著，將該裸晶片以晶片接合 只裝於底座上，再错引線焊接進行配線而製作發光元件仏 [實施例3-2] 4〇π〇ρ ^ , 丨主、又又η。胰Μ之成膜溫度為 10 15 20 C ’除此之外與實施例3」同樣地製作發光元件51。 [實施例3-3] 。在透明導電體62中，僅變更卿賴之成膜溫产 赋，除此之外與實施例同樣地製作發光元件二'、 [實施例3-5] IB _ 61 μ之外與貫施例3-1同樣地製作發光元件&。 [比較例3-1] 在透明導電體62中，僅變更ft◦膜&之成膜溫度為 除此之外與實施例3-1同樣地製作發光元件。 [比較例3-2] 在透明導電發62中，僅變更ITO透明導電膜6〇(1層）， 矛、在^外與貫施例3·1同樣地製作發光元件。 第9圖杲顧〜， 員不本發明第3態樣之發光元件之第二實施 〜4之裁面圖。 作為第_邕$ 、屯型基板之η型GaAs基板71之一面上， 30 1266436 依序設置有η型AlGalnP包覆層（主要第一導電型層）72、 AlGalnP發光部73、p型AlGalnP包覆層（主要第二導電型 層）74、p型AlGalnP電流分散層75、Au/Ni形成之金屬薄 膜層76、由ITO透明導電膜77與FTO膜78形成之透明導 5 電體79，η型GaAs基板71之另一面設有η側電極80a、 透明導電體79之表面周緣部設有圓形之p側電極80b。 [實施例3-4] 如以下所述形成本發明之第3態樣之第二實施形態之 發光元件70。 10 首先，藉法在η型GaAs基板71上，依序成
膜 η 型 AlGalnP 包覆層 72、AlGaInP 發光部 73、p 型 AlGalnP 包覆層74、ρ型AlGalnP電流分散層75,並在p型AlGalnP 電流分散層75上藉蒸鍍法設置底為Ni且由Au/Ni形成之 金屬薄膜層76。 15 該金屬薄膜層76之表面，藉SPD法成膜ΠΌ透明導 電膜T7。該ITO膜77係藉SPD法將金屬薄膜層76在35〇 °C加熱並保持，並在金屬薄膜層76上喷霧ITO膜用原料化 合物溶液，以厚度700nm成膜。 ITO膜用原料化合物溶液係將氯化銦（皿）四水合物 2〇 5.58g與氯化錫〇1)二水合物〇.23g溶解於乙醇1〇〇ml中而 獲得。 ITO透明電膜77成膜後，接著開始升溫直到55〇°c， 攸ITO膜77之表面超過44〇。(：起，開始噴霧FT〇膜用原料 化合物溶液，成膜厚度1〇〇11111之17丁〇膜78而形成透明導 31 1266436 電體79。 FTO膜78用原料化合物溶液係將氯化錫（Iy)五水合物 〇.7〇lg溶解於乙醇10ml中，且於其中添加氣化錄〇 5% 之飽和水溶液，並將該混合物交付超音波洗淨機約2〇分 5 鐘’完全溶解而獲得。 在該透明導電體79上，藉光刻法形成Au/Ni之p側電 極80b，在GaAs基板71之另—面，形成AuGe/Ni/Au之n 側電極80a。 將如此積層之晶圓切割為3〇〇/zm方形，作成裸晶片。 10接著，將該裸晶片以晶片接合實裝於底座上，再藉引線焊 接進行配線而製作發光元件7〇。 [比較例3-3] 在透明導電體62中，僅變更1丁〇膜6〇(1層），除此之 外與實施例3-4同樣地製作發光元件。 15 [評價方法] 評價係針對各實施例、各比較例中製作之發光元件， 測定500°Cxl小時之熱處理前後之透明導電體之比電阻， 同時測定透明導電體與第二導電型層經由金屬薄膜層之接 觸電阻來進行。 20 [評價結果] 评4貝結果顯示於表3。 【表3】 32 1266436
比電阻（Ω·αη2) 熱處理後 7·3Χ1(Γ4 b rH X CO b X ο 卜· 7·3 ΧΚΓ4 7·3 ΧΚΓ4 9·5Χ1(Γ4 7·3Χ1(Γ4 7·0Χ1(Γ4 熱處理前 7.3ΧΚΓ4 9,0X10^ 7.0 ΧΚΓ4 7.3 Χ10"4 Non_ohmic 1 9.5 Χ10*4 Non-ohmic Non-ohmic 比電阻(Ω·απ2) 熱處理後 1·5Χ1(Γ4 1.4ΧΚΓ4 1.5X1CT4 L5X10'4 1.4ΧΚΓ4 7.0 ΧΙΟ'4 7.5 ΧΙΟ"4 7.5 ΧΙΟ'4 熱處理前 1-5 ΧΙΟ-4 1·4Χ10 一4 1.5 ΧΙΟ"4 1.5ΧΚΓ4 1.4ΧΗΓ4 7.0 ΧΙΟ"4 1.4ΧΗΓ4 1.4ΧΗΓ4 FTO膜成膜 MCC) § ο § ο 卜 〇 LO 〇 in CO g ) 1 透明導電膜之構成 FTO膜/ΙΤΟ膜丨 FTO 膜/ΓΓΟ 膜 FTO 膜/ΙΤΟ 膜 FTO膜/ΠΌ膜 FTO 膜/ΙΤΟ 膜 i FTO 膜/ΙΤΟ 膜 ΓΓΟ膜 ΓΓΟ膜 基板材質 藍寶石 藍寶石 藍寶石 GaAS 藍寶石 1藍寶石 藍寶石 GaAS 實施例3-1 實施例3-2 實施例3-3 實施例3-4 實施例3-5 比較例3-1 .比較例3-2 比較例3-3 &vf/I χ o°oos:tl攀制«癒 33 1266436 實施例3-1〜3-4之透明導電體之比電阻，在500°Cxl 小時之熱處理前後幾乎毫無變化，在1·4χ1〇-4〜1·5χ10·4Ω · cm之範圍，滿足作為透明導電體之要件。這是因為上層之 FT0膜具有充分的耐熱性，故即使進行500°Cxl小時之熱 5 處理，仍可藉FTO膜防止下層之ΓΓΟ透明導電膜氧化，使 比電阻不產生變化。 另一方面，實施例3-1〜3-4之透明導電體與第一導電型 層經由金屬薄膜層之接觸電阻，在經過500°Cxl小時之熱 處理前後也在7·0χ10-4Ω .^112〜9·0χ10-4Ω ·ειη2之範圍，即 10使在500 Cxl小時之熱處理前也可達成歐姆接觸。這是藉 由在形成透明導電體上層之FTO膜時之加熱而達成金屬薄 膜層與第一導電型層之歐姆接觸。 實施例3-5是透明導電體由ΓΓΟ膜與FTO膜之2層構 造形成，且FTO膜成膜溫度為低溫(350。〇之情況。以這種 15 條件形成之透明導電體之比電阻，在50(TCxl小時之熱處 理前後為1·4χ1〇·4Ω · cm，與上述實施例3-1〜3-4同等，作 為透明導電體是及格的。又，透明導電體與第一導電型層 經由金屬薄膜層之接觸電阻，在熱處理前雖然未達成歐姆 接觸，不過在經過500°Cxl小時之熱處理後，達成歐姆接 20觸（7·3χ10·4Ω · cm)，獲得與上述實施例3-1〜3-4同等之結 果。因此得知，即使如實施例3-5般FTO膜成膜溫度很低， 不過藉由施行後加熱處理，可形成具有良好發光之發光元 件。 比較例3-1雖在5〇〇°Cxl小時之熱處理前達成歐姆接 34 1266436 觸’但是在500°Cxl小時之熱處理前後，透明導電體之比 電阻偏高為7·0χ1(Γ4Ω · cm。推測這是因為在ft〇膜形成 時之被成膜面（IT0膜）之溫度偏高為75(rc ,故在35(rc成 膜後’使ITO透明導電膜升溫到750°C時，ITO透明導電 5膜氧化之故。因此，不適宜作為發光元件之製造條件。 比較例3-2、3-3在500°Cxl小時之熱處理前，透明導 %體之比電阻皆為1 4χ ΚΓ4 Q · cm，是很恰當之值，但是 透明導電體與第一導電型層經由金屬薄膜層之歐姆接觸未 達成。於是，在進行5〇〇°Cxl小時之熱處理後，透明導電 10體與第一導電型層達成歐姆接觸，不過透明導電體之比電 阻增加到7·5χ1〇-4Ω · cm，因此不恰當。這是因為由IT〇 膜形成之透明導電體僅為1層而無耐熱性，使得ΙΤ〇膜氧 化。 ' 攸Μ上可知，如本發明 15 20 .一… 心W守电 體之最下層為ΙΤ〇透明導電膜，上層之至少1層為FT0膜， 可藉FTO膜成膜時之加熱達成金屬薄膜層之歐姆接觸，故 不而在其他步驟進行金屬薄膜層之退火處理，可期待妒造 成本減低之絲。X，*於上狀FTQ膜具有耐熱性，故 在透明導電體形成後，即使承受7〇(rc為止之加熱，ιτ〇透 明導電膜之比電阻仍不會上升，可發揮作為透明導電體之 機能。 產業上可利用性 如以上所說明的，本發明第3態樣之發光元件之用以 作為透明導電體上層至少i層而成膜之FT⑽，具有充分 35 1266436 的耐熱性，不僅可作為發光元件之透明導電膜之保護膜， 亦可用作色素增感太陽電池之透明導電膜之保護膜。 L圖式簡單說明3 第1圖是顯示習知之氮化鎵系化合物半導體發光元件 5 之一例之截面圖。 第2圖是顯示習知之氮化鎵系化合物半導體發光元件 之一例之截面圖。 第3圖是顯示習知之氮化鎵系化合物半導體發光元件 之一例之截面圖。 10 第4圖是顯示本發明第1態樣之發光元件之實施形態 之一例之截面圖。 第5圖是顯示本發明第1態樣之評價方法之圖。 第6圖是顯示本發明第2態樣之發光元件之實施形態 之一例之截面圖。 15 第7圖是顯示本發明第2態樣之評價方法之圖。 第8圖是顯示本發明第3態樣之發光元件之實施形態 之一例之截面圖。 第9圖是顯示本發明第3態樣之發光元件其他實施形 態之一例之截面圖。 20 【主要元件符號說明】 1…發光元件 2···藍寶石基板 3…GaN緩衝層 4···η 型 GaN 層 5···η型AlGaN層(主要第一導 電型層） 6…發光部 7···ρ型AlGaN層(主要第二導 36 1266436 電型層） 8···ρ 型 GaN 層 9…金屬薄膜層 10…透明導電膜 10’…光射出面 11···ρ側電極 12…透明導電體 13…ρ側電極 14…η側電極 31…發光元件 32…藍寶石基板 33…GaN緩衝層 34…η型GaN層 35…η型AlGaN層（主要第一 導電型層） 36…發光層 37…ρ型AlGaN層（主要第二 導電型層） 38···ρ 型 GaN 層 39…金屬薄膜層 40、41…透明導電膜 41’…光射出面 42…透明導電體 43···ρ側電極 44···η側電極 51…發光元件 52…藍寶石基板 53…GaN緩衝層 54···η 型 GaN 層 55…η型AlGaN層（主要第一 導電型層） 56…發光層 57…ρ型AlGaN層（主要第二 導電型層） 58···ρ 型 GaN 層 59…金屬薄膜層 60…ITO膜 61…FTO膜 62…2層透明導電體 63···ρ側電極 64…η側電極 70…發光元件 71···η 型 GaAs 基板 72···η 型 AlGalnP 包覆層 73…AlGalnP發光部 74···ρ 型 AlGalnP 包覆層 75···ρ型AlGalnP電流分散層 76…金屬薄膜層 37 1266436
77…ITO透明導電膜 78".FTO 膜 79…透明導電體 80a···!!側電極 80b"·ρ側電極 300···發光元件 301…藍寶石基板 303"*GaN緩衝層 305···η 型 GaN 層 307···ρ 型 GaN 層 309···η側電極 311a".Si02膜 311b".Si02膜 313…金屬薄膜層 315…透明導電膜 317…ρ側電極 400…發光元件 410…藍寶石基板 420…A1N緩衝層 430…Si摻入GaN層 440···活性層 450···遮罩層 460".Mg 摻入 GaN 層 470…Zn膜 480···透明導電膜 481…下側錫摻入氧化銦膜 482…上側錫摻入氧化銦膜 491···η型電極 492···ρ型電極 500…發光元件 501···藍寶石基板 502···η 型 GaN 層 503"·ρ 型 GaN 層 505…金屬透光性電極 38
Claims (1)
1266436 十、申請專利範圍： 1. 一種發光元件，包含有： 積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及介 於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部； 5 金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 透明導電體，設於該金屬薄膜層上， 又，前述透明導電體係由單層之透明導電膜形成， 且該透明導電膜之光射出面上之結晶粒徑在30nm以 上、300nm以下。 10 2.如申請專利範圍第1項之發光元件，其中前述結晶粒徑 在100nm以上、200nm以下。 3. —種發光元件之製造方法，該發光元件包含有： 積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及介 於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部； 15 金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 透明導電體，設於該金屬薄膜層上且由單層之透明 導電膜形成’ 又，該發光元件之製造方法係藉由改變前述透明導 電膜之膜厚，控制該透明導電膜在光射出面之結晶粒 20 徑。 4. 一種發光元件，包含有： 積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及介 於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部； 金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 39 1266436 透明導電體，設於該金屬薄膜層上， 又，前述透明導電體係由2層以上之透明導電膜形 成，且構成最外層之透明導電膜在光射出面之結晶粒徑 在30nm以上、300nm以下。 5 5.如申請專利範圍第4項之發光元件，其中前述結晶粒徑 在lOOnm以上、200nm以下。 6. —種發光元件之製造方法，該發光元件包含有： 積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及介 於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部； 10 金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 透明導電體，設於該金屬薄膜層上且由2層以上之 透明導電膜形成， 又，該發光元件之製造方法係藉由改變前述透明導 電體中構成最外層之透明導電膜之膜厚，控制該透明導 15 電膜之光射出面上之結晶粒徑。 7. —種發光元件，包含有： 積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及介 於前述第一導電型層及第二導電型層間之發光部； 金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 20 透明導電體，設於該金屬薄膜層上， 又，前述透明導電體係由2層以上之透明導電膜形 成，且上層之至少1層係财熱性高於構成最下層之層。 8. 如申請專利範圍第7項之發光元件，其中前述透明導電 體當中，構成最下層之透明導電膜係由錫摻入氧化銦 40 1266436 (ιτο)氧化銦α〇)、氧化鋅(z〇)、銻摻入氧化鋅、 Ga摻入氧化辞(GZ〇)、銘摻入氧化鋅(aiz〇)或删摻入氧 化鋅(BZO)所形成之膜，且構成上層之至少丨層之透明導 電膜係由氧化錫（το)或氟摻入氧化錫（FT〇)所形成之 5 膜。 9·如申請專利範圍第8項之發光元件，其中構成前述最下 層之透明導電膜係錫摻入氧化銦(IT〇)膜，而構成前述 上層之至少1層之透明導電膜係氟摻入氧化錫(FTO)膜。 10·如申明專利範圍第7項之發光元件，其中前述金屬薄膜 ° 層與前述第二導電型層之接觸電阻在ΚΤ4Ω · cm2台以 下。 11· 一種發光元件之製造方法，該發光元件包含有： 積層體，具有第一導電型層、第二導電型層、及介 於鈾述第一導電型層及第二導電型層間之發光部； 5 金屬薄膜層，設於該積層體之第二導電型層上；及 透明導電體，設於該金屬薄膜層上， 又，該發光元件之製造方法包含：利用噴霧熱分解 法成膜’以形成由錫摻入氧化銦(JTQ)、氧化銦(1〇)、氧 化鋅（ZO)、銻摻入氧化辞（SbZ〇)、Ga摻入氧化辞 :〇 (GZ0)、鋁摻人氧化辞(A1ZO)或硼掺入氧化鋅(BZ0)所 形成之膜，作為前述透明導電體當中，構成最下層之透 明導電膜；及利用噴霧熱分解法成膜，以形成由氧化錫 (TO)或氟摻入氧化錫(FT0)所形成之膜’作為前述構成 上層之至少1層之透明導電膜。 41 1266436 12.如申請專利範圍第11項之發光元件之製造方法，係利用 前述錫摻入氧化銦(ITO)膜作為前述透明導電體當中， 構成前述最下層之透明導電膜，且利用前述氟摻入氧化 錫(FTO)膜作為構成前述上層之至少1層之透明導電膜。 5 13.如申請專利範圍第12項之發光元件之製造方法，其中相 較於形成前述錫摻入氧化銦（ITO)膜時之被成膜面溫 度，形成前述氟摻入氧化錫(FTO)膜時之被成膜面溫度 較高。 14.如申請專利範圍第13項之發光元件之製造方法，其中形 10 成前述氟掺入氧化錫（FTO)膜時之被成膜面之溫度在 400°C以上、700°C以下。 42
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004223980 | 2004-07-30 | ||
| JP2004223982A JP2006049351A (ja) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | 発光素子及びその製造方法 |
| JP2004223981A JP2006049350A (ja) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | 発光素子及びその製造方法 |
| JP2005201581A JP2006066892A (ja) | 2004-07-30 | 2005-07-11 | 発光素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200618347A TW200618347A (en) | 2006-06-01 |
| TWI266436B true TWI266436B (en) | 2006-11-11 |
Family
ID=35786247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW094125395A TWI266436B (en) | 2004-07-30 | 2005-07-27 | Light-emitting device and method for manufacturing the same |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7683379B2 (zh) |
| EP (1) | EP1780806A4 (zh) |
| KR (1) | KR20070046108A (zh) |
| TW (1) | TWI266436B (zh) |
| WO (1) | WO2006011497A1 (zh) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100200881A1 (en) * | 2007-06-28 | 2010-08-12 | Kyocera Corporation | Light Emitting Element and Illumination Device |
| US20110050121A1 (en) * | 2008-01-14 | 2011-03-03 | Youngjune Park | Light emitting device using diode structure controlled by double gate, and semiconductor apparatus including the same |
| GB0803702D0 (en) | 2008-02-28 | 2008-04-09 | Isis Innovation | Transparent conducting oxides |
| KR101308130B1 (ko) * | 2008-03-25 | 2013-09-12 | 서울옵토디바이스주식회사 | 발광 소자 및 그 제조 방법 |
| JP2010003804A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光ダイオード素子およびその製造方法 |
| KR20130088886A (ko) * | 2008-06-24 | 2013-08-08 | 닛뽕소다 가부시키가이샤 | Ｆｔｏ／ｉｔｏ 적층체를 갖는 투명 도전막 |
| US8298852B2 (en) * | 2008-12-29 | 2012-10-30 | Jusung Engineering Co., Ltd. | Thin film type solar cell and method for manufacturing the same |
| GB0915376D0 (en) | 2009-09-03 | 2009-10-07 | Isis Innovation | Transparent conducting oxides |
| KR101091504B1 (ko) * | 2010-02-12 | 2011-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광소자 패키지 및 발광소자 제조방법 |
| JP5687858B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2015-03-25 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光装置 |
| JP4960511B1 (ja) * | 2011-01-26 | 2012-06-27 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| KR101791175B1 (ko) * | 2011-06-30 | 2017-10-27 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 |
| TWI505500B (zh) * | 2012-06-07 | 2015-10-21 | Lextar Electronics Corp | 發光二極體及其製造方法 |
| US9379259B2 (en) * | 2012-11-05 | 2016-06-28 | International Business Machines Corporation | Double layered transparent conductive oxide for reduced schottky barrier in photovoltaic devices |
| KR20140068588A (ko) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | 코닝정밀소재 주식회사 | 산화아연 박막 제조방법 |
| WO2014150800A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Glo Ab | Two step transparent conductive film deposition method and gan nanowire devices made by the method |
| JP7192798B2 (ja) * | 2017-12-25 | 2022-12-20 | 大日本印刷株式会社 | 導電性フィルム、センサ、タッチパネル、画像表示装置、および保護フィルム付き導電性フィルム |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2803742B2 (ja) | 1993-04-28 | 1998-09-24 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその電極形成方法 |
| JP3207773B2 (ja) | 1996-12-09 | 2001-09-10 | 株式会社東芝 | 化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
| JPH10321913A (ja) | 1997-05-19 | 1998-12-04 | Sharp Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
| US6876003B1 (en) * | 1999-04-15 | 2005-04-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor light-emitting device, method of manufacturing transparent conductor film and method of manufacturing compound semiconductor light-emitting device |
| JP3709101B2 (ja) | 1999-06-28 | 2005-10-19 | 住友電気工業株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP3394488B2 (ja) | 2000-01-24 | 2003-04-07 | 星和電機株式会社 | 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP4380083B2 (ja) | 2001-05-14 | 2009-12-09 | 日立電線株式会社 | 発光ダイオードの製造方法 |
| JP4260494B2 (ja) | 2002-02-26 | 2009-04-30 | 株式会社フジクラ | 透明電極用基材の製法、光電変換素子の製法、及び色素増感太陽電池の製法 |
| JP3896027B2 (ja) * | 2002-04-17 | 2007-03-22 | シャープ株式会社 | 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2004103710A (ja) | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Hitachi Cable Ltd | 半導体発光素子 |
| JP4127045B2 (ja) | 2002-12-17 | 2008-07-30 | 日立電線株式会社 | 半導体発光素子 |
-
2005
- 2005-07-27 TW TW094125395A patent/TWI266436B/zh not_active IP Right Cessation
- 2005-07-27 US US11/572,547 patent/US7683379B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-07-27 EP EP05767213A patent/EP1780806A4/en not_active Withdrawn
- 2005-07-27 WO PCT/JP2005/013698 patent/WO2006011497A1/ja active Application Filing
- 2005-07-27 KR KR1020077003264A patent/KR20070046108A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20070284590A1 (en) | 2007-12-13 |
| EP1780806A4 (en) | 2009-07-29 |
| US7683379B2 (en) | 2010-03-23 |
| TW200618347A (en) | 2006-06-01 |
| WO2006011497A1 (ja) | 2006-02-02 |
| EP1780806A1 (en) | 2007-05-02 |
| KR20070046108A (ko) | 2007-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI266436B (en) | Light-emitting device and method for manufacturing the same | |
| CN101904018B (zh) | 发光装置及其制造方法 | |
| US8022432B2 (en) | Light-emitting device comprising conductive nanorods as transparent electrodes | |
| US7173277B2 (en) | Semiconductor light emitting device and method for fabricating the same | |
| TWI359509B (en) | Semiconductor light emitting element, process for | |
| KR100778820B1 (ko) | 금속 전극 형성 방법 및 반도체 발광 소자의 제조 방법 및질화물계 화합물 반도체 발광 소자 | |
| US20130203194A1 (en) | Method for producing group iii nitride semiconductor light-emitting device | |
| US20080248639A1 (en) | Method for forming electrode for group III nitride based compound semiconductor and method for manufacturing p-type group III nitride based compound semiconductor | |
| JP3917223B2 (ja) | 半導体発光素子の製法 | |
| US7002180B2 (en) | Bonding pad for gallium nitride-based light-emitting device | |
| JP2003168822A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
| TW200814349A (en) | Light emitting device and methods for forming the same | |
| US7982232B2 (en) | Semiconductor light-emitting device, manufacturing method thereof, and lamp | |
| JP2007149966A (ja) | 発光素子 | |
| JP2001102623A (ja) | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| US8124992B2 (en) | Light-emitting device, manufacturing method thereof, and lamp | |
| JP2007109782A (ja) | 半導体発光素子 | |
| CN100530710C (zh) | 发光元件及其制造方法 | |
| JP2006179618A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JPH10190056A (ja) | 半導体発光素子およびその製法 | |
| KR20120116257A (ko) | 발광 다이오드의 휘도 향상 방법 및 그에 의한 발광 다이오드 | |
| JP2006066892A (ja) | 発光素子およびその製造方法 | |
| KR101773706B1 (ko) | 자외선 발광소자용 투명전극 및 이의 제조방법 | |
| JP2012069684A (ja) | 発光素子 | |
| KR101945624B1 (ko) | 자외선 투명전극 및 이의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |