TWI455361B - 三族氮化物半導體發光元件之製造方法 - Google Patents

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Description

三族氮化物半導體發光元件之製造方法
本發明係關於三族氮化物半導體發光元件之製造方法,該三族氮化物半導體發光元件具有含Ag或Ag合金之反射膜,其設置在絕緣膜中。
設有含Ag之反射膜(設置於絕緣膜中)之三族氮化物半導體發光元件、或設有含Ag之反射電極(作為p電極)之覆晶型三族氮化物半導體發光元件為習知的。舉例來說,專利文獻1揭示一種三族氮化物半導體發光元件,其具有以下結構:p電極與n電極設置在相同表面側上、從p電極到n電極之區域被絕緣膜所覆蓋、以及反射膜設置在絕緣膜中。專利文獻2揭示一種三族氮化物半導體發光元件,其包含p型層、在p型層上所形成之反射電極、以及在反射電極上所形成之絕緣層。那些反射膜與反射電極之形成需要圖案化到特定區域。
專利文獻1:JP-A-2005-302747
專利文獻2:JP-A-2003-168823
然而,在反射膜與反射電極之圖案化過程中使用剝離法之情況下,所形成之阻膜具有反錐形之形狀。因此,在變成阻膜之遮蔽部分之區域上之反射膜或反射電極具有錐形之形狀,並且具有微小的厚度。如此,不能達到均勻厚度。當反射膜或反射電極包含多層結構時,這尤其變成一個問題。在藉由濕蝕刻之圖案化方法中(於圖案化之後在阻劑去除過程中使用具有高清潔力之液態去除劑),反射膜被蝕刻。在藉由灰化之阻劑去除過程中,Ag藉由氧化作用而凝聚並且反射率會降低。因為那些原因,阻劑去除製程必須使用具有低清潔力之液態去除劑。然而,阻劑之殘留量會增加,並且這樣會引起黏附到反射膜上所形成之絕緣膜之問題。
因此,本發明之目的係提供三族氮化物半導體發光元件之製造方法,該三族氮化物半導體發光元件具有包含Ag或Ag合金之反射膜,其中在不降低反射率之情況下,以均勻膜厚度執行反射膜之圖案化。
第一發明為具有包含Ag或Ag合金之反射膜之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,包含第一步驟,其形成反射膜;第二步驟,其圖案化反射膜上之障壁金屬膜,該障壁金屬膜包含抗濕蝕刻之材料;第三步驟,其使用障壁金屬膜作為遮罩來濕蝕刻反射膜;及第四步驟,其在障壁金屬膜上形成絕緣膜。
反射膜可以為電極,並且可以夾在絕緣膜之間。反射膜可以為單層、以及可以為多層。為了改善反射膜對絕緣膜之黏附性,可以在絕緣膜與反射膜之間設置Ti等等之膜。反射膜可以為覆晶型元件中用來將發射到電極端之光反射到成長基板端之膜,並且可以為用來反射發射到電極較低部之光之膜,藉此避免光被電極所吸收。
在障壁金屬膜上形成絕緣膜之前,最好進行乾灰化製程(例如:光激發灰化製程、氧電漿灰化製程)。此灰化製程可以去除雜質,並改善障壁金屬膜與絕緣膜間之黏附性。因為障壁金屬膜形成於反射膜上,即使進行乾灰化製程,反射膜之反射率之減少會被抑制。
第二步驟中之障壁金屬膜之圖案化可以使用蝕刻法(例如:剝離法或乾蝕刻)。障壁金屬膜之材料可以使用Ti、Cr、導電氧化物等等。障壁金屬膜可以為單層,以及可以為多層。在多層之情況下,(Ti或Cr)最好形成於最上層上,之後絕緣膜會形成於該最上層上。障壁金屬膜最好具有從50到1000 nm之厚度。在厚度超過1000 nm之情況下,很難以絕緣層覆蓋障壁金屬膜(為非期望的)。在厚度少於50 nm之情況下,障壁金屬膜不具有膜形狀,並且乾灰化中所使用氧與臭氧會滲透(為非期望的)。厚度最好從400到1000 nm。
絕緣膜可以為任何材料,只要其為對來自三族氮化物半導體發光元件之發光波長具有透光性之絕緣材料,例如:SiO2 、Si3 N4 、Al2 O3 、或TiO2
最好進行濕蝕刻,如此反射膜區域之端面(即以平面來看,成為反射膜區域之外周部之面)與障壁金屬膜區域之端面(即以平面來看,成為障壁金屬膜區域之外周部之面)位在相同位置上(即以平面來看,反射膜區域之外周部與障壁金屬膜區域之外周部一致)、或者反射膜區域之端面位於障壁金屬膜區域之端面之內側(以平面來看,反射膜區域之外周部包含於障壁金屬膜區域之外周部內)。這樣做的理由在於可以均勻地形成反射膜。
第二發明為第一發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其進一步包含在第三步驟之後與第四步驟之前進行乾灰化之步驟。
第三發明為第二發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該乾灰化製程為光激發灰化製程。
第四發明為第一到第三發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中藉由剝離法進行第二步驟中之障壁金屬膜之圖案化。
第五發明為第一到第四發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該障壁金屬膜為Ti、Cr、或導電氧化物。
第六發明為第一到第五發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該障壁金屬膜具有多層結構,並且Ti或Cr構成最上層。
第七發明為第一到第四發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該障壁金屬膜具有多層結構,並包括含Al或導電氧化物之分層。
第八發明為第一到第七發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該第一步驟為在其他絕緣膜上形成反射膜之步驟。該其他絕緣膜可以為任何材料,只要其為對來自三族氮化物半導體發光元件之發光波長具有透光性之絕緣材料,例如:SiO2 、 Si3 N4 、Al2 O3 、或TiO2 (類似絕緣膜)。絕緣膜與其他絕緣材料可以為相同材料,以及可以為不同材料。
第九發明為第一到第八發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該反射膜為p型層上所形成之p電極。
第十發明為第一到第九發明中之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該反射膜之端面與該障壁金屬膜之端面位於相同位置、或該反射膜之端面位於該障壁金屬膜之端面之內側。
根據本發明,可以在不減少反射率的情況下,以均勻厚度圖案化包含Ag或Ag合金之反射膜。此外,藉由形成障壁金屬膜,即使進行乾灰化製程,反射膜之反射率不會降低。因此,可以藉由進行乾灰化製程來去除雜質,藉此可以進一步改善反射膜對絕緣膜之黏附性。
本發明藉由特定範例而描述於下,但是本發明並不理解為被特定範例所侷限。
(範例1)
圖2係範例1之三族氮化物半導體發光元件之平面圖,而圖1係沿著平面圖中之A-A所擷取之橫剖面圖。
如圖1中顯示,範例1之三族氮化物半導體發光元件包含藍寶石基板10、以及以下面順序形成於藍寶石基板10上之n型層11、發光層12、以及p型層13。舉例來說,n型層11係從藍寶石基板10之一側而由n型接觸層、ESD層、以及n型包覆層依序構成。舉例來說,發光層12具有MQW結構、以及具有包含井層(包含InGaN)與障壁層(包含GaN)重複積層之結構。舉例來說,p型層13係從發光層12之一側而由p型包覆層與p型接觸層依序構成。數個孔14線性地設置在p型層13表面之中心部分,該孔14具有從p型層13之表面延伸到n型層11之深度(在n型層11具有積疊結構之情況中,該孔14具有延伸到n型接觸層之深度;以下皆相同)。ITO電極15設置在p型層13幾乎整個表面上,除了上 面已設置孔14之區域之外。包含SiO2 之絕緣膜16接連地設置在ITO電極15之表面上、孔14之側面與底部上、以及p型層13之表面中沒有形成ITO電極之區域上。除了SiO2 之外,絕緣膜16之材料可以使用對來自三族氮化物半導體發光元件之發光波長具有透光性之絕緣材料,例如Si3 N4 、Al2 O3 、或TiO2
n電極17與p電極18係形成於絕緣膜16上。n電極17由焊墊部17a、以及配線狀之導線部17b所構成,該焊墊部17a連接結合線,而該導線部17b延伸到焊墊部17a,如圖2所顯示。同樣地,p電極18由焊墊部18a、以及配線狀之導線部18b所構成,該導線部18b延伸到該焊墊部18a。暴露n型層11(為孔14之底部)之孔20、以及暴露ITO電極15之孔21係設置在絕緣膜16中。n電極17之導線部17b透過孔20而與n型層11接觸,而p電極18之導線部18b透過孔21而與ITO電極15接觸。
反射膜19內嵌於在絕緣膜中之一區域中,並在絕緣膜16中正對著n電極17與p電極18(以平面來看)。反射膜19具有Al/Ag/Al(符號「/」代表積層,而A/B代表形成A膜然後形成B膜之積層結構;下文亦相同)之三層結構,其從靠近p型層(較低端)之一側而以Al/Ag/Al之順序形成,Al具有從1到30埃(angstrom)之厚度。反射膜19並非Ag單層而具有Ag層夾在Al層間之結構之原因在於:藉由將Ag夾在Al(具有比Ag之游離傾向更大之游離傾向)之間來防止Ag之遷移。反射膜19之材料可以為除了Al/Ag/Al之外之材料,並且可以為包含Ag或Ag合金之單層、或包含一含Ag或Ag合金層之複合層。障壁金屬膜23係以接觸反射膜19之狀態而形成於反射膜19上。
障壁金屬膜23之材料為金屬,該金屬可以抵抗反射膜19之濕蝕刻並對絕緣膜16具有良好之黏附性,並且舉例來說:為Ti或Cr。
在上面描述中,使用單層形式之Ti或Cr作為障壁金屬膜23,但是障壁金屬膜23並不限制於單層,並且可以為多層。障壁金屬膜23之材料除了Ti或Cr之外,可以使用導電氧化物,例如:銦 錫氧化物(ITO,indium tin oxide)、銦鈰氧化物ICO(ICO,indium cerium oxide)、或銦鋅氧化物(IZO,indium zinc oxide)。當使用導電氧化物作為障壁金屬膜23時,可以藉由乾蝕刻或濕蝕刻來進行障壁金屬膜23之圖案化。舉例來說,多層障壁金屬膜23可以使用Al/Ti/(Au、Pt或W)/(Ti或Cr)之積層結構。在這個情況下,可以藉由剝離法(lift-off)來進行障壁金屬膜23之圖案化。此外,可以使用(ITO、ICO或IZO)/Ti/(Au、Pt或W)/(Ti或Cr)之積層結構。在這個情況下,可以下面步驟形成障壁金屬膜23。首先,藉由使(ITO、ICO或IZO)經歷乾蝕刻或濕蝕刻來進行圖案化。接著,使用剝離法在(ITO、ICO或IZO)上圖案成Ti/(Au、Pt或W)/(Ti或Cr)之結構。也就是說,在除了(ITO、ICO或IZO)之形成區域外之區域上使阻膜圖案化、藉由真空沉積或濺鍍而在(ITO、ICO或IZO)與阻膜之整個表面上形成Ti/(Au、Pt或W)/(Ti或Cr)之積層結構、以及之後去除阻膜與在阻膜上之Ti/(Au、Pt或W)/(Ti或Cr)之積層結構。(ITO、ICO或IZO)/Ti/(Au、Pt或W)/(Ti或Cr)之積層結構可以藉由上面步驟而形成。
障壁金屬膜23最好具有從50到1000 nm之厚度。在厚度超過1000nm的情況,很難以絕緣膜16遮蓋障壁金屬膜23(為非期望的)。在厚度少於50nm的情況,障壁金屬膜23不會變成膜狀,並且乾灰化中所使用之氧與臭氧會滲透(為非期望的)。厚度最好從400到1000 nm。
範例1之三族氮化物半導體發光元件為面向上類型之元件,其從n電極17與p電極18端萃取光。內嵌於絕緣膜16中之反射膜19位在n電極17與p電極18之較低部。因此,從發光層12發射之光之中,通往n電極17與p電極18之光藉由反射膜19而反射,並回到元件之內部。這樣會防止光被n電極17與p電極18吸收。因此,與未設置反射膜19之情況相比,光萃取效率(light extraction efficiency)會改善。
範例1之三族氮化物半導體發光元件之生產製程係參考圖3與4而描述於下。
n型層11、發光層12、以及p型層13藉由MOCVD製程而以此順序形成於藍寶石基板10上。原物料氣體使用三甲基鎵(TMG,trimethyl gallium)作為Ga源、使用三甲基銦(TMI,trimethyl indium)作為In源、使用三甲基鋁(TMA,trimethyl aluminum)作為Al源、使用氨作為氮源、使用矽烷作為n型摻雜氣體、以及使用環戊二烯基鎂(cyclopentadienyl magnesium)作為p型摻雜氣體。載送氣體使用氫或氮。ITO電極15藉由真空沉積而形成於p型層13上之區域之一部分上(圖3(a))。
具有從p型層13之表面延伸到n型層11之深度之孔14係藉由光微影製程與乾蝕刻而形成(圖3(b))。
可以在形成孔14之後形成ITO電極15。
包含SiO2 之第一絕緣膜16a(相當於申請專利範圍第8項之「其他絕緣膜」)藉由CVD製程而接連地形成於整個上表面上,即ITO電極15之表面、孔14之底與側面、以及p型層13之表面但其上沒有形成ITO電極15之區域。以平面來看,Al膜、Ag膜、與Al膜以此順序積層於在第一絕緣膜16a上並面向之後形成之n電極17與p電極18之區域上,藉此形成包含Al/Ag/Al之反射膜19(圖3(c))。Al膜具有從1到30埃之厚度,而Ag膜具有從500到5000埃之厚度。
反射膜19之形成製程參考圖4而更詳細地說明於下。
反射膜19藉由濺渡、真空沉積等等而形成於第一絕緣膜16a之整個表面上(圖4(a))。
阻膜24藉由光微影製程而形成於反射膜19之特定區域上(圖4(b))。
障壁金屬膜23藉由濺鍍、真空沉積等等而接連地形成於反射膜19與阻膜24上(圖4(c))。
使用液態阻劑去除劑來去除阻膜24,並且額外地去除阻膜24上所形成之障壁金屬膜23,如此障壁金屬膜23之一部分餘留在特定區域(圖4(d))。
在圖4(b)到圖4(d)之步驟中之障壁金屬膜之圖案化係使用剝 離法,但是障壁金屬膜23可以藉由乾蝕刻、濕蝕刻等等而圖案化。
使用銀蝕刻液來濕蝕刻反射膜19。障壁金屬膜23不會被銀蝕刻液濕蝕刻。因此,障壁金屬膜23作為遮罩之功能,而在其上形成有障壁金屬膜23之區域上之反射膜19仍然不會被濕蝕刻(圖4(e))。因此,具有期望圖案之反射膜19可以均勻厚度形成於第一絕緣膜16a上。
最好進行濕蝕刻,如此反射膜19區域之端面(即以平面來看,成為反射膜19區域之外周部之面)與障壁金屬膜23區域之端面(即以平面來看,成為障壁金屬膜23區域之外周部之面)位於相同位置上(以平面來看,反射膜區域之外周部與障壁金屬膜23區域之外周部一致)、或者反射膜19區域之端面位於障壁金屬膜23區域之端面之更內側(以平面來看,反射膜區域之外周部包含在障壁金屬膜23區域之外周部內)。其理由在於這樣可以均勻地形成反射膜19。
進行光激發灰化製程以灰化與去除餘留在障壁金屬膜23之表面上之有機雜質,例如阻劑。因為障壁金屬膜23係形成於反射膜19上,即使進行光激發灰化製程,也可以抑制反射膜19之反射率下降。
圖5係圖表,顯示反射膜19在光激發灰化製程之前與之後之反射率。以下面步驟準備之樣品被使用於反射率之測量中。GaN藉由MOCVD製程而形成於藍寶石基板上、ITO藉由真空沉積而形成於GaN上、SiO2 藉由CVD製程而形成於ITO上、包含Al/Ag/Al之反射膜19藉由濺渡而形成於SiO2 上、以及包含Ti之障壁金屬膜23藉由真空沉積而形成於反射膜19上。具有450nm之波長之光從藍寶石基板之背部(相對GaN形成側之面)垂直地發射,並且測量反射率。為了比較之目的,測量未形成障壁金屬膜23之樣品之反射率。樣品中各膜之厚度如下:藍寶石基板為500 μm、GaN為7 μm、ITO為200 nm、SiO2 為300 nm、反射膜19之Al為2 nm、反射膜19之Ag為100 nm、以及障壁金屬膜23為50 nm。
如圖5中所顯示,當在沒有形成障壁金屬膜23之情況下進行光激發灰化製程時,反射率從69.0%大大地減少到18.7%。另一方 面,當形成障壁金屬膜23並進行光激發灰化製程時,反射率之變化為從69.2%到68.9%,反射率並沒有相當大的變化。如此,可以藉由設置障壁金屬膜23來抑制光激發灰化製程所造成之反射率之減少,並且雜質可以藉由光激發灰化製程而去除。因此,可以進一步增加反射膜23對第二絕緣膜16b(形成於下一步驟中)之黏附性。
可以使用除了光激發灰化製程以外之乾灰化製程。舉例來說,可以使用氧電漿灰化製程。
具有均勻厚度之反射膜19可以藉由圖4中所顯示之步驟而在不減少反射率的情況下僅形成於一區域上,以平面來看,該區域面向之後所形成之n電極17與p電極18(n電極17與p電極18之正交投影區域)。
包含SiO2 之第二絕緣膜16b(相當於申請專利範圍第1項之「絕緣膜」)藉由CVD製程而接連地形成於第一絕緣膜16a之表面與障壁金屬膜23之表面上。此步驟形成第一絕緣膜16a與第二絕緣膜16b之結合絕緣膜16,並且形成反射膜19與障壁金屬膜23以內嵌於在絕緣膜16中並面向之後形成之n電極17與p電極18之區域中(以平面來看)。在形成第二絕緣膜16b之前,藉由光激發灰化製程而去除雜質。因此,絕緣膜16對反射膜19與障壁金屬膜23之黏附性會改善。暴露n型層11之孔20與暴露ITO電極15之孔21係形成於絕緣膜16之特定區域中(圖3(d))。在範例1中,SiO2 被使用於第一絕緣膜16a與第二絕緣膜16b中,藉此形成結合絕緣膜16。然而,不同材料可以被使用於第一絕緣膜16a與第二絕緣膜16b中。第一絕緣膜16a與第二絕緣膜16b可以使用對來自三族氮化物半導體發光元件之發光波長具有透光性之絕緣材料,例如:SiO2 、Si3 N4 、Al2 O3 、或TiO2
包含Ni/Au/Al之n電極17與p電極18藉由真空沉積而形成於絕緣膜16上。n電極17與p電極18可以個別地形成,並且可以使用相同材料同時形成。n電極17係形成為具有焊墊部17a與配線狀之導線部17b之形狀,並且如此形成:導線部17b之一部 分內嵌於孔20中,並且導線部17b接觸n型層11。p電極18係形成為具有焊墊部18a與配線狀之導線部18b之形狀中,並且如此形成:導線部18b之一部分內嵌於孔21中,並且導線部18b接觸ITO電極15(圖3(e))。
於300到700℃之溫度下進行熱處理3分鐘。進行熱處理以使n電極17歐姆接觸n型層11,並且進一步使p電極18歐姆接觸ITO電極15、以及使ITO電極15歐姆接觸p型層13。之後,在除了n電極17之焊墊部17a與p電極18之焊墊部18a以外的整個表面上形成絕緣膜22,藉此產生圖1與2中所顯示之範例1之三族氮化物半導體發光元件。絕緣膜22可以使用對來自三族氮化物半導體發光元件之發光波長具有透光性之絕緣材料,例如SiO2 、Si3 N4 、Al2 O3 、或TiO2
(範例2)
圖6係橫剖面圖,顯示範例2之三族氮化物半導體發光元件之結構。範例2之三族氮化物半導體發光元件為覆晶型元件,並且包含藍寶石基板100,n型層101、發光層102、與p型層103以此順序透過緩衝層(未顯示)而積層於藍寶石基板100上。發光層102與p型層103區域之一部分被蝕刻以形成凹槽,而n型層101暴露於凹槽之底部上。n電極104形成於暴露在凹槽底部上之n型層101上。包含Ag之反射電極105形成於p型層103之幾乎整個表面上。障壁金屬膜106形成於反射電極105上。具有暴露表面之部分被絕緣膜107覆蓋,除了反射電極105之部分表面與n電極104之部分表面之外。
範例2之三族氮化物半導體發光元件之反射電極105係以如範例1之反射膜19之相同方式而形成。反射電極105藉由濺鍍或真空沉積而形成於p型層103之整個表面上(圖7(a))。使用剝離法在反射電極105之特定區域上圖案化障壁金屬膜106(圖7(b))。使用銀蝕刻液濕蝕刻反射電極105。障壁金屬膜106不會被液態阻劑去除劑濕蝕刻。因此,障壁金屬膜106作為遮罩之功能,並且其上已形成障壁金屬膜106之區域之反射電極105餘留而沒有被濕 蝕刻(圖7(c))。此步驟可以在p型層103上形成具有均勻厚度之特定圖案之反射電極105。進行光激發灰化製程以去除雜質,藉此改善之後形成之絕緣膜107之黏附性。
如上所述,範例2之反射電極105之形成方法可以得到與範例1之反射膜19之形成方法相同之效果。也就是說,可以在不減少反射率之情況下以均勻厚度圖案化反射電極105。此外,藉由形成障壁金屬膜106,即使已進行光激發灰化製程,反射電極105之反射率不會降低。因此,藉由進行光激發灰化製程可以去除雜質,並且可以進一步改善反射電極105對絕緣膜107之黏附性。
(範例3)
在圖4中所顯示之範例1之包含Al/Ag/Al之反射膜19之形成步驟中,反射膜19之最外表面之Al膜被藉由圖4(b)之光微影製程之阻膜24形成過程中之顯影劑所蝕刻,並且可能會降低藉由Al膜而抑制Ag之遷移之效果。
因此,範例3在圖4所顯示之範例1之反射膜19之形成製程中之圖4(a)步驟與圖4(b)步驟間加入下述步驟。
在藉由圖4(a)之步驟而形成包含Al/Ag/Al(包含以Al膜19a、Ag膜19b、與Al膜19c之順序從第一絕緣膜16a端積層之結構)之反射膜19之後,在氧氛圍中進行熱處理。熱處理氧化Al膜19c之表面(在相對Ag膜19b端之一端之表面)、並形成包含氧化鋁(Al2 O3 )之氧化物塗膜19d(參考圖8)。
圖9係圖,顯示在氧氛圍中熱處理10 nm之Al膜的情況下,熱處理之後Al膜之透過率。透過率為光之波長從440到470 nm之情況下之平均值。熱處理溫度為150℃、250℃、與350℃,而熱處理時間為10分鐘。在沒有進行熱處理之情況中,Al膜之透過率為約27%。熱處理後之Al膜之透過率在150℃之熱處理溫度為約29%、在250℃為約31%、以及在350℃為約34%。可看出熱處理後之Al膜之透過率高於未熱處理之Al膜之透過率。從這個事實可以看出,包含氧化鋁之氧化物塗膜藉由在氧氛圍中熱處理Al膜而形成於Al膜之表面上。此外,從透過率隨著熱處理溫度之 提升而增加之事實認為,Al膜之氧化隨著溫度之提升而增加、並且塗膜之厚度會增加。
因此,從圖9之結果可看出,可以藉由在氧氛圍中進行熱處理而在Al膜19c之表面上形成包含氧化鋁之氧化物塗膜19d。
在圖8之製程後,如圖4(b)中所顯示,阻膜24藉由光微影製程而形成於反射膜19之特定區域上。在這個情況下,反射膜19之最外表面並非Al膜19c,而為包含氧化鋁之氧化物塗膜19d。氧化鋁不會被光微影製程時之顯影劑所腐蝕,因此,可以防止Al膜19c之蝕刻。
如上所述,根據範例3之反射膜19之形成製程,可以防止在最外表面上之Al膜被藉由光微影製程在包含Al/Ag/Al之反射膜上形成阻膜24過程中之顯影液所蝕刻,並且可以維持藉由Al膜而抑制Ag之遷移之效果。
氧化物塗膜19d之厚度足夠為一分子層以上,並且Al膜19c之厚度最好保持在5埃以上。在Al膜19c之厚度小於5埃之狀況下,不能充分地顯現藉由Al膜19c來抑制Ag之遷移之效果(為非期望的)。
圖8之製程中之熱處理不需要在僅包含氧之氛圍中進行,並且可以在含氧量達到可使氧化物塗膜19d形成於Al膜19c上之程度之氛圍中進行。
在範例3中,使用具有Al/Ag/Al結構之膜作為反射膜,但是反射膜可以具有任何結構,只要該結構為包含Ag膜與其表面上所形成之Al膜之結構。舉例來說,可以使用具有Ag/Al結構之膜。此外,除了Al以外,可以使用任何材料,只要該材料具有比Ag之游離傾向更大之游離傾向,並且其氧化物可以抵抗顯影劑。
舉例來說,可以使用Ti、Cr等等。
以在藉由濺鍍或真空沉積之Al膜19c之形成過程中加入氧來取代藉由在氧氛圍中熱處理而形成氧化物塗膜19d之製程,氧化物膜可以形成於Al膜19c之最外表面上。氧化物膜之厚度足夠為一分子層以上,並且最好從一分子層到100 nm。在厚度超過100nm 之狀況下,在隨後之步驟中之加工性會惡化(為非期望的)。本發明製造之三族氮化物半導體發光元件可以使用作為照明設備與顯示器之光源。
10‧‧‧藍寶石基板
11‧‧‧n型層
12‧‧‧發光層
13‧‧‧p型層
14‧‧‧孔
15‧‧‧ITO電極
16‧‧‧絕緣膜
16a‧‧‧第一絕緣膜
16b‧‧‧第二絕緣膜
17‧‧‧n電極
17a‧‧‧焊墊部
17b‧‧‧導線部
18‧‧‧p電極
18a‧‧‧焊墊部
18b‧‧‧導線部
19‧‧‧反射膜
19a‧‧‧Al膜
19b‧‧‧Ag膜
19c‧‧‧Al膜
19d‧‧‧氧化物塗膜
20‧‧‧孔
21‧‧‧孔
23‧‧‧障壁金屬膜
24‧‧‧阻膜
100‧‧‧藍寶石基板
101‧‧‧n型層
102‧‧‧發光層
103‧‧‧p型層
104‧‧‧n電極
105‧‧‧反射電極
106‧‧‧障壁金屬膜
107‧‧‧絕緣膜
圖1係橫剖面圖,顯示範例1之三族氮化物半導體發光元件之結構。
圖2係平面圖,顯示範例1之三族氮化物半導體發光元件之結構。
圖3(a)至3(e)係顯示範例1之三族氮化物半導體發光元件之生產製程之圖。
圖4(a)至4(e)係顯示反射膜之形成製程之圖。
圖5係圖表,顯示藉由光激發灰化之反射膜之反射率之變化。
圖6係橫剖面圖,顯示範例2之三族氮化物半導體發光元件之結構。
圖7(a)至7(c)係顯示範例2之三族氮化物半導體發光元件之反射電極之形成製程之圖。
圖8係顯示範例3之反射膜之形成製程之圖。
圖9係顯示當在氧氛圍中處理Al膜時透射率之變化之圖。
10‧‧‧藍寶石基板
11‧‧‧n型層
12‧‧‧發光層
13‧‧‧p型層
14‧‧‧孔
15‧‧‧ITO電極
16‧‧‧絕緣膜
16a‧‧‧第一絕緣膜
16b‧‧‧第二絕緣膜
17‧‧‧n電極
19‧‧‧反射膜
20‧‧‧孔
21‧‧‧孔
23‧‧‧障壁金屬膜

Claims (10)

  1. 一種三族氮化物半導體發光元件之製造方法,該三族氮化物半導體發光元件具有包含Ag或Ag合金之反射膜,包含:第一步驟,其形成反射膜,該反射膜包含Ag或Ag合金;第二步驟,其在該第一步驟之後,圖案化在該反射膜上之障壁金屬膜,該障壁金屬膜包含抗濕蝕刻之材料;第三步驟,其在該第二步驟之後,使用該障壁金屬膜作為遮罩來濕蝕刻該反射膜;及第四步驟,其在該第三步驟之後,在該障壁金屬膜上形成絕緣膜。
  2. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,更包含在該第三步驟之後與該第四步驟之前進行乾灰化製程之步驟。
  3. 如申請專利範圍第2項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該乾灰化製程為光激發灰化製程。
  4. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中藉由剝離法來進行該第二步驟中之該障壁金屬膜之圖案化。
  5. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該障壁金屬膜為Ti、Cr、或導電氧化物。
  6. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該障壁金屬膜具有多層結構,並且Ti或Cr構成最上層。
  7. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該障壁金屬膜具有多層結構,並包含含Al或導電氧化物 之分層。
  8. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該第一步驟係為在其他絕緣膜上形成該反射膜之步驟。
  9. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該反射膜為p型層上所形成之p電極。
  10. 如申請專利範圍第1項之三族氮化物半導體發光元件之製造方法,其中該反射膜之端面與該障壁金屬膜之端面位於相同位置、或該反射膜之端面位於該障壁金屬膜之端面之內側。
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