JP2017139270A - Method for manufacturing semiconductor light-emitting device, and semiconductor light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子の製造方法、及び半導体発光素子に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device and a semiconductor light emitting device.
従来、サファイアからなる結晶基板の上面に、GaNからなるバッファ層をエピタキシャル成長させた後、種々の窒化物半導体層を形成して半導体発光素子を製造する方法が知られている。ただし、サファイアはGaNとの間で格子定数に差があるため、結晶欠陥や転位を有した状態で半導体層が形成されることが余儀なくされる。このような欠陥等の密度が高いと、半導体発光素子の発光効率が低下したり、寿命特性が低下してしまう。 Conventionally, a method of manufacturing a semiconductor light emitting device by epitaxially growing a buffer layer made of GaN on an upper surface of a crystal substrate made of sapphire and then forming various nitride semiconductor layers is known. However, since sapphire has a lattice constant difference with GaN, it is unavoidable that a semiconductor layer is formed with crystal defects and dislocations. When the density of such defects and the like is high, the light emitting efficiency of the semiconductor light emitting device is lowered and the life characteristics are lowered.
他方、結晶品質の高いGaNからなる自立GaN基板の上面に半導体層を成長させることで、高品質な半導体層が実現できるが、自立GaN基板は極めて高価であるため、市場に流通させる目的で製造されるLED用の成長基板として用いるには障害が大きい。 On the other hand, a high-quality semiconductor layer can be realized by growing a semiconductor layer on the upper surface of a free-standing GaN substrate made of GaN with high crystal quality, but the free-standing GaN substrate is extremely expensive and manufactured for the purpose of distributing it to the market. It is a great obstacle to use as a growth substrate for LEDs.
特許文献1には、自立GaN基板に代わる成長基板として、サファイア基板の上面に結晶品質の高いGaN層が形成されてなる基板を用い、この基板の上面に半導体層を再成長させる技術が開示されている。このような基板は「GaNテンプレート基板」と呼ばれることがある。
本発明は、上記のようないわゆる「GaNテンプレート基板」を用いて半導体発光素子を製造するに際し、発光効率を従来よりも高めることを目的とする。 An object of the present invention is to increase the light emission efficiency as compared with the prior art when manufacturing a semiconductor light emitting device using the so-called “GaN template substrate” as described above.
サファイア基板を成長基板とし、このサファイア基板の上面にGaNバッファ層を成長させてから窒化物半導体層を成長させる場合、格子定数差に起因した欠陥が発現することが避けられないことは上述した通りである。これに対し、予め最上面に高品質なGaN膜が形成されている基板(GaNテンプレート基板)を成長基板とし、この成長基板の上面に半導体層を成長させた場合、GaN層とその上に成長される窒化物半導体層との間の格子定数差は小さいため、欠陥の発現頻度が抑制され、高品質な半導体層を形成することができると考えられる。 As described above, when a sapphire substrate is used as a growth substrate and a nitride semiconductor layer is grown after a GaN buffer layer is grown on the upper surface of the sapphire substrate, it is inevitable that defects due to a difference in lattice constants will appear. It is. On the other hand, when a substrate (GaN template substrate) on which a high-quality GaN film is previously formed on the uppermost surface is used as a growth substrate and a semiconductor layer is grown on the upper surface of this growth substrate, the GaN layer and the growth thereon are grown. Since the difference in lattice constant between the nitride semiconductor layer and the nitride semiconductor layer is small, the occurrence frequency of defects is suppressed, and it is considered that a high-quality semiconductor layer can be formed.
近年、市場からは、安価で高輝度の発光素子が要求されている。そこで、上述したように、結晶品質の高いGaNテンプレート基板を利用することができれば、このような市場の要請に応えることが可能となる。 In recent years, low-cost and high-luminance light-emitting elements are required from the market. Therefore, as described above, if a GaN template substrate with high crystal quality can be used, it is possible to meet such market demands.
ところで、GaNテンプレート基板の中には、基板内の特定の領域に欠陥を集中させ、他の領域内の欠陥密度を低下させることで、結晶品質を高めた基板が存在する。この種の基板は、結晶品質の高いGaN層を有するテンプレート基板においては、比較的安価で製造することができる。よって、このような基板を発光素子の成長基板として利用できれば、安価で高輝度の発光素子が実現でき、市場の要請に応じることができると考えられる。 By the way, among GaN template substrates, there are substrates that have improved crystal quality by concentrating defects in specific regions within the substrate and reducing the defect density in other regions. This type of substrate can be manufactured at a relatively low cost in a template substrate having a GaN layer with high crystal quality. Therefore, if such a substrate can be used as a growth substrate for a light-emitting element, it is possible to realize a light-emitting element that is inexpensive and has high luminance, and can meet market demands.
しかし、本発明者の鋭意研究によれば、この種のGaNテンプレート基板の上層に活性層を含む半導体層を成長させて発光素子を製造しても、十分に高い輝度を実現することができなかった。これは、前述したように、基板内の所定の領域には、欠陥密度が高い領域が存在するため、この領域の上層に形成された活性層内の発光効率が十分に確保できないことが原因であると推察される。 However, according to the earnest study of the present inventor, even when a semiconductor layer including an active layer is grown on the upper layer of this type of GaN template substrate, a sufficiently high luminance cannot be realized. It was. This is because, as described above, there is a region having a high defect density in a predetermined region in the substrate, and thus the light emission efficiency in the active layer formed in the upper layer of this region cannot be sufficiently ensured. It is assumed that there is.
そこで、本発明に係る半導体発光素子の製造方法は、
分散配置された複数の領域に、当該複数の領域以外の領域と比較して欠陥密度が高い欠陥集中部を有するGaN層が、下地基板の上層に形成されてなる、成長基板を準備する工程(a)と、
前記成長基板の上層に、n型又はp型の第一半導体層、活性層、及び、前記第一導電型とは導電型の異なる第二半導体層、を含む半導体層を形成する工程(b)と、
前記工程(b)の完了時に、前記成長基板の面に直交する方向に関して前記欠陥集中部に対向する領域である、特定の領域内に位置している前記半導体層の上層に絶縁層を形成する工程(c)とを有することを特徴とする。
Therefore, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is as follows.
A step of preparing a growth substrate, in which a GaN layer having a defect concentration portion having a defect density higher than that of a region other than the plurality of regions is formed in an upper layer of a base substrate in a plurality of regions arranged in a dispersed manner ( a) and
Forming a semiconductor layer including an n-type or p-type first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer having a conductivity type different from the first conductivity type, on the growth substrate (b) When,
When the step (b) is completed, an insulating layer is formed on the semiconductor layer located in a specific region, which is a region facing the defect concentration portion in a direction orthogonal to the plane of the growth substrate. And (c).
分散配置された複数の領域に欠陥集中部を有するGaN層を含む成長基板の上層に半導体層を成長させると、当該半導体層内において、当該欠陥集中部の上方には欠陥密度が高い領域が形成されてしまう。この領域は、成長基板の面に直交する方向に関して欠陥集中部に対向する領域であり、上記の「特定の領域」に対応する。 When a semiconductor layer is grown on a growth substrate including a GaN layer having defect concentration portions in a plurality of dispersed regions, a region having a high defect density is formed above the defect concentration portion in the semiconductor layer. Will be. This region is a region facing the defect concentration portion in the direction orthogonal to the surface of the growth substrate, and corresponds to the “specific region” described above.
上記の方法では、半導体層のうち、この「特定の領域」に位置する半導体層の上層に絶縁層が設けられる。この絶縁層は、欠陥密度の高い半導体層内の領域を電流が流れることに対する障壁となる。つまり、発光素子に電圧を印加した場合、半導体層内のうち、欠陥密度の高い領域には電流が流れにくくなり、高品質な半導体層で形成された領域に優先的に電流が流れることとなる。この結果、安価で高輝度な発光素子が実現される。 In the above method, an insulating layer is provided on the upper layer of the semiconductor layer located in the “specific region” in the semiconductor layer. This insulating layer serves as a barrier against current flowing through a region in the semiconductor layer having a high defect density. That is, when a voltage is applied to the light-emitting element, current hardly flows in a region having a high defect density in the semiconductor layer, and current flows preferentially in a region formed of a high-quality semiconductor layer. . As a result, an inexpensive and high luminance light emitting element is realized.
なお、上記において、前記半導体層は、窒化物半導体からなるものとしても構わない。また、前記下地基板がムライトからなるものとしても構わない。 In the above, the semiconductor layer may be made of a nitride semiconductor. The base substrate may be made of mullite.
前記工程(c)は、前記特定の領域内に位置している前記第二半導体層の上層に前記絶縁層を形成する工程であり、
前記工程(c)の後、前記第二半導体層の上層に、前記成長基板とは別の支持基板を貼り合わせる工程(d)と、
前記工程(d)の後、前記成長基板を剥離して前記第一半導体層を露出させる工程(e)と、
前記第一半導体層の側から、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に対して前記絶縁層が露出するまでエッチングすることで、前記特定の領域内に位置する前記半導体層が残存しないように素子分離を行う工程(f1)とを有するものとしても構わない。
The step (c) is a step of forming the insulating layer on the second semiconductor layer located in the specific region,
After the step (c), a step (d) of attaching a support substrate different from the growth substrate to the upper layer of the second semiconductor layer;
After the step (d), the step (e) of peeling the growth substrate and exposing the first semiconductor layer;
The semiconductor layer located in the specific region remains by etching from the first semiconductor layer side until the insulating layer is exposed with respect to the semiconductor layer located in the specific region. The step (f1) for performing element isolation may be included.
この構成によれば、「特定の領域」に位置する半導体層がエッチングによって除去されるため、素子分離後に残存する半導体層は品質が高い層で構成される。よって、発光効率の高い素子が実現される。 According to this configuration, since the semiconductor layer located in the “specific region” is removed by etching, the semiconductor layer remaining after the element isolation is configured with a high quality layer. Therefore, an element with high luminous efficiency is realized.
前記欠陥集中部は、前記成長基板の面に直交する方向から見て、所定の第一方向に沿って複数配置されており、
前記工程(c)は、前記絶縁層を前記第一方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f1)は、前記第一方向に沿って素子分離を行う工程であるものとしても構わない。
A plurality of the defect concentration portions are arranged along a predetermined first direction when viewed from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction,
The step (f1) may be a step of performing element isolation along the first direction.
成長基板上に形成された欠陥集中部は、ある方向(第一方向)に整列して配置されている場合がある。このような成長基板の上層に半導体層を成長させると、基板の面に直交する方向に関して、欠陥集中部に対向する「特定の領域」も上記第一方向に整列して配置される。 The defect concentration portion formed on the growth substrate may be arranged in a certain direction (first direction) in some cases. When a semiconductor layer is grown on the upper layer of such a growth substrate, a “specific region” facing the defect concentration portion is also arranged in alignment with the first direction in the direction orthogonal to the surface of the substrate.
ところで、成長基板上に、欠陥集中部が第一方向に整列して配置されている場合、欠陥集中部が存在する領域のみならず、隣接する欠陥集中部同士を結ぶライン上においても、周囲と比較して欠陥密度が高くなりやすい。このことは、半導体層内において、第一方向に整列して形成される、複数の「特定の領域」同士の間も、周囲と比較して欠陥密度が高くなりやすいことを意味する。 By the way, when the defect concentration portion is arranged on the growth substrate in alignment in the first direction, not only in the region where the defect concentration portion exists, but also on the line connecting adjacent defect concentration portions, The defect density tends to be higher than that. This means that the defect density is likely to be higher in the semiconductor layer than between the plurality of “specific regions” formed in alignment in the first direction.
上記の方法によれば、この「特定の領域」が形成する第一の方向に沿って素子分離が行われるため、隣接する「特定の領域」間に形成される、比較的、欠陥密度の高い半導体層の領域もエッチングされる。この結果、素子分離後に残存する半導体層は、結晶品質の高い半導体層で構成されることとなるため、高い発光効率を示す発光素子が実現される。 According to the above method, since element isolation is performed along the first direction formed by the “specific region”, the defect density formed between adjacent “specific regions” is relatively high. The region of the semiconductor layer is also etched. As a result, the semiconductor layer remaining after element isolation is composed of a semiconductor layer with high crystal quality, and thus a light-emitting element exhibiting high light emission efficiency is realized.
上記の方法において、前記欠陥集中部は、前記成長基板の面に直交する方向から見て、更に、前記第一方向とは異なる所定の第二方向に沿って複数配置されており、
前記工程(c)は、前記絶縁層を、前記第一方向及び前記第二方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f1)は、前記第一方向及び前記第二方向に沿って素子分離を行う工程であるものとしても構わない。
In the above method, a plurality of the defect concentration portions are disposed along a predetermined second direction different from the first direction as seen from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction and the second direction,
The step (f1) may be a step of performing element isolation along the first direction and the second direction.
例えば、成長基板上において、欠陥集中部が、縦横に複数配置される場合が想定される。このような場合には、工程(f1)において、縦方向及び横方向に沿って素子分離を行うことで、比較的欠陥密度の高い領域の半導体層がエッチングされる。この結果、素子分離後に残存する半導体層は、結晶品質の高い半導体層で構成されることとなるため、高い発光効率を示す発光素子が実現される。 For example, it is assumed that a plurality of defect concentration portions are arranged vertically and horizontally on the growth substrate. In such a case, in the step (f1), element isolation is performed along the vertical direction and the horizontal direction, whereby the semiconductor layer in a region having a relatively high defect density is etched. As a result, the semiconductor layer remaining after element isolation is composed of a semiconductor layer with high crystal quality, and thus a light-emitting element exhibiting high light emission efficiency is realized.
前記工程(c)は、前記特定の領域内に位置している前記第二半導体層の上層に前記絶縁層を形成する工程であり、
前記工程(c)の後、前記第二半導体層の上層に、前記成長基板とは別の支持基板を貼り合わせる工程(d)と、
前記工程(d)の後、前記成長基板を剥離して前記第一半導体層を露出させる工程(e)と、
前記第一半導体層の側から、前記半導体層に対してエッチングすることで、前記特定の領域内に位置する前記半導体層の少なくとも一部が残存するように素子分離を行う工程(f2)とを有し、
前記工程(f2)の実行後において、前記絶縁層は、残存する前記半導体層のうち、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に接触して形成されているものとしても構わない。
The step (c) is a step of forming the insulating layer on the second semiconductor layer located in the specific region,
After the step (c), a step (d) of attaching a support substrate different from the growth substrate to the upper layer of the second semiconductor layer;
After the step (d), the step (e) of peeling the growth substrate and exposing the first semiconductor layer;
(F2) performing element isolation so that at least a part of the semiconductor layer located in the specific region remains by etching the semiconductor layer from the first semiconductor layer side. Have
After the execution of the step (f2), the insulating layer may be formed in contact with the semiconductor layer located in the specific region among the remaining semiconductor layers.
上記の方法によれば、素子分離後において、「特定の領域」内に位置している半導体層が残存している場合であっても、この「特定の領域」内に位置している半導体層に接触して絶縁層が形成される。これにより、当該領域を電流が流れにくい構成が実現される。つまり、高い結晶品質を示す半導体層内を電流が流れるため、高い発光効率が実現される。 According to the above method, even after the element isolation, even if the semiconductor layer located in the “specific region” remains, the semiconductor layer located in the “specific region” An insulating layer is formed in contact with As a result, a configuration in which current does not easily flow through the region is realized. That is, since a current flows in the semiconductor layer exhibiting high crystal quality, high luminous efficiency is realized.
前記欠陥集中部は、前記成長基板の面に直交する方向から見て、所定の第一方向に沿って複数配置されており、
前記工程(c)は、前記絶縁層を前記第一方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f2)の実行後において、前記絶縁層は、残存する前記半導体層のうち、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に接触し、且つ、前記第一方向に沿って連続的に又は断続的に形成されているものとしても構わない。
A plurality of the defect concentration portions are arranged along a predetermined first direction when viewed from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction,
After the execution of the step (f2), the insulating layer is in contact with the semiconductor layer located in the specific region among the remaining semiconductor layers and continuously along the first direction. It may be formed either intermittently or intermittently.
上述したように、成長基板上に形成された欠陥集中部は、所定の第一方向に整列して配置されている場合がある。このような成長基板の上層に半導体層を成長させたときであって、素子分離後に「特定の領域」内の半導体層が残存している場合には、「特定の領域」内に位置する半導体層が、第一方向に沿って複数存在することとなる。上記の方法では、この第一方向に沿って形成されている、複数の「特定の領域」内の半導体層に接触するように、連続的に又は断続的に絶縁層が形成されるため、結晶品質の低い半導体層内に電流が流れにくい構成が実現される。この結果、高い結晶品質を示す半導体層内を電流が流れるため、高い発光効率が実現される。 As described above, the defect concentration portion formed on the growth substrate may be arranged in a predetermined first direction. When a semiconductor layer is grown on the upper layer of such a growth substrate, and the semiconductor layer in the “specific region” remains after element isolation, the semiconductor located in the “specific region” There will be a plurality of layers along the first direction. In the above method, the insulating layer is formed continuously or intermittently so as to be in contact with the semiconductor layers in the plurality of “specific regions” formed along the first direction. A configuration in which current does not flow easily in a low-quality semiconductor layer is realized. As a result, since a current flows in the semiconductor layer exhibiting high crystal quality, high luminous efficiency is realized.
前記欠陥集中部は、前記成長基板の面に直交する方向から見て、更に、前記第一方向とは異なる所定の第二方向に沿って複数配置されており、
前記工程(c)は、前記絶縁層を、前記第一方向及び前記第二方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f2)の実行後において、前記絶縁層は、残存する前記半導体層のうち、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に接触し、且つ、前記第一方向及び前記第二方向に沿って連続的に又は断続的に形成されているものとしても構わない。
A plurality of the defect concentration portions are disposed along a predetermined second direction different from the first direction as seen from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction and the second direction,
After execution of the step (f2), the insulating layer is in contact with the semiconductor layer located in the specific region among the remaining semiconductor layers, and in the first direction and the second direction. It may be formed continuously or intermittently along the direction.
また、前記工程(f2)は、前記第一半導体層の側から、一部の前記特定の領域内に位置している前記半導体層に対して前記絶縁層が露出するまでエッチングする工程であり、
前記工程(f2)の実行後において、前記支持基板の面に直交する方向から見て、前記絶縁層に挟まれた領域内に前記半導体層が残存するものとしても構わない。
The step (f2) is a step of etching from the side of the first semiconductor layer until the insulating layer is exposed to a part of the semiconductor layer located in the specific region,
After the execution of the step (f2), the semiconductor layer may remain in a region sandwiched between the insulating layers when viewed from a direction orthogonal to the surface of the support substrate.
また、前記工程(b)の後、前記半導体層のうち、前記成長基板の面に直交する方向に関して前記欠陥集中部と対向する領域内を、前記第二半導体層の側から少なくとも前記第一半導体層が露出するまでエッチングして第一溝部を形成する工程(g)を有し、
前記工程(c)は、前記工程(g)の後に実行され、少なくとも前記第一溝部の内側面を覆うように前記絶縁層を形成する工程であるものとしても構わない。
In addition, after the step (b), at least the first semiconductor from the second semiconductor layer side in the region facing the defect concentration portion in the direction perpendicular to the surface of the growth substrate in the semiconductor layer. Etching to form a first groove (g) until the layer is exposed;
The step (c) may be performed after the step (g) and is a step of forming the insulating layer so as to cover at least the inner surface of the first groove portion.
上記の方法によれば、「特定の領域」内に位置する半導体層は、少なくとも第二半導体層及び活性層がエッチングされている。このため、「特定の領域」内に位置する、結晶品質の低い半導体層に電流が流れないようにする効果が更に高められる。この結果、高い結晶品質を示す半導体層内を電流が流れるため、高い発光効率が実現される。 According to the above method, at least the second semiconductor layer and the active layer are etched in the semiconductor layer located in the “specific region”. For this reason, the effect of preventing the current from flowing through the semiconductor layer with low crystal quality located in the “specific region” is further enhanced. As a result, since a current flows in the semiconductor layer exhibiting high crystal quality, high luminous efficiency is realized.
前記工程(c)の後、前記工程(d)の前に、前記第二半導体層及び前記絶縁層の上面を覆うように反射電極材料を形成する工程(h)を有するものとしても構わない。 A step (h) of forming a reflective electrode material so as to cover the upper surfaces of the second semiconductor layer and the insulating layer may be provided after the step (c) and before the step (d).
絶縁層が形成されている領域においては、電流が流れないため、かかる領域に形成された反射電極材料は、電極として機能するわけではない。しかし、かかる領域にも反射電極材料を形成することで、高い反射率が確保されるため、高い光取り出し効率が実現される。 Since no current flows in the region where the insulating layer is formed, the reflective electrode material formed in such a region does not function as an electrode. However, by forming the reflective electrode material also in such a region, high reflectivity is ensured, so that high light extraction efficiency is realized.
前記工程(d)の後、前記成長基板を剥離して前記第一半導体層を露出させる工程(e)と、
前記特定の領域内に位置している前記第一半導体層をエッチングして第二溝部を形成する工程(i)とを有し、
前記工程(c)は、前記工程(i)の後に実行され、少なくとも前記第二溝部の内側面を覆うように前記絶縁層を形成するものとしても構わない。
After the step (d), the step (e) of peeling the growth substrate and exposing the first semiconductor layer;
Etching the first semiconductor layer located in the specific region to form a second groove (i),
The step (c) may be performed after the step (i), and the insulating layer may be formed so as to cover at least the inner surface of the second groove portion.
上記の方法においても、「特定の領域」内の半導体層は、少なくとも第二半導体層がエッチングされており、且つ、絶縁層が接触して形成されているため、当該領域を電流が流れにくい構成が実現される。よって、高い結晶品質を示す半導体層内を電流が流れるため、高い発光効率が実現される。 Also in the above method, the semiconductor layer in the “specific region” is configured such that at least the second semiconductor layer is etched and the insulating layer is in contact with each other, so that current does not easily flow through the region. Is realized. Therefore, since a current flows in the semiconductor layer exhibiting high crystal quality, high luminous efficiency is realized.
本発明に係る半導体発光素子は、
支持基板と、
前記支持基板の上層に形成された、n型又はp型の第一半導体層、活性層、及び、前記第一導電型とは導電型の異なる第二半導体層、を含む半導体層と、
前記半導体層のうち、周囲よりも欠陥密度の高い特定の領域内において、前記第一半導体層又は前記第二半導体層に接触して形成された絶縁層とを備えたことを特徴とする。
The semiconductor light emitting device according to the present invention is
A support substrate;
A semiconductor layer including an n-type or p-type first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer having a conductivity type different from the first conductivity type, formed on an upper layer of the support substrate;
The semiconductor layer includes an insulating layer formed in contact with the first semiconductor layer or the second semiconductor layer in a specific region having a defect density higher than that of the surroundings.
前記半導体発光素子は、前記特定の領域内に設けられた、前記第二半導体層の側から前記第一半導体層の側に向かう第一溝部を有し、
前記絶縁層は、前記第一溝部の内側面に接触して形成されているものとしても構わない。
The semiconductor light emitting element has a first groove portion provided in the specific region, from the second semiconductor layer side toward the first semiconductor layer side,
The insulating layer may be formed in contact with the inner surface of the first groove portion.
前記半導体発光素子は、前記第二半導体層及び前記絶縁層の上層に形成された反射電極を有するものとしても構わない。 The semiconductor light emitting element may have a reflective electrode formed on the second semiconductor layer and the insulating layer.
前記半導体発光素子は、前記特定の領域内に設けられた、前記第一半導体層の側から前記第二半導体層の側に向かう第二溝部を有し、
前記絶縁層は、前記第二溝部の内側面に接触して形成されているものとしても構わない。
The semiconductor light emitting element has a second groove portion provided in the specific region, from the first semiconductor layer side toward the second semiconductor layer side,
The insulating layer may be formed in contact with the inner surface of the second groove portion.
前記絶縁層は、前記支持基板の面に直交する方向から見て、所定の第一方向に沿って連続的に又は断続的に配置されているものとしても構わない。また、前記絶縁層は、前記支持基板の面に直交する方向から見て、前記第一方向とは異なる所定の第二方向に沿って連続的に又は断続的に配置されているものとしても構わない。 The insulating layer may be disposed continuously or intermittently along a predetermined first direction when viewed from a direction orthogonal to the surface of the support substrate. The insulating layer may be disposed continuously or intermittently along a predetermined second direction different from the first direction when viewed from a direction orthogonal to the surface of the support substrate. Absent.
本発明によれば、安価で高輝度の半導体発光素子が実現される。 According to the present invention, an inexpensive and high-brightness semiconductor light emitting device is realized.
本発明の半導体発光素子の製造方法につき、図面を参照して説明する。各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。以下で説明する製造条件や膜厚等の寸法はあくまで一例であって、これらの数値に限定されるものではない。 A method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the dimensional ratio of the drawings does not necessarily match the actual dimensional ratio. The manufacturing conditions and film thickness dimensions described below are merely examples, and are not limited to these numerical values.
また、以下において、「AlGaN」という記述は、AlmGa1-mN(0<m<1)という記述と同義であり、AlとGaの組成比の記述を単に省略して記載したものであって、AlとGaの組成比が1:1である場合に限定する趣旨ではない。「InGaN」等の記述についても同様である。 In the following, the description “AlGaN” is synonymous with the description Al m Ga 1-m N (0 <m <1), and the description of the composition ratio of Al and Ga is simply omitted. And it is not the meaning limited to the case where the composition ratio of Al and Ga is 1: 1. The same applies to descriptions such as “InGaN”.
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態につき、図面を参照して説明する。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〈構造〉
図1A〜図1Bは、本発明の半導体発光素子の一実施形態の構成を模式的に示す図面である。図1Aは光取り出し方向から見たときの平面図に対応する。図1Bは、図1A内におけるX1−X1線で切断したときの断面図に対応する。以下では、光取り出し面をX−Y平面とし、このX−Y平面に直交する方向をZ方向と規定する。
<Construction>
1A to 1B are drawings schematically showing a configuration of an embodiment of a semiconductor light emitting device of the present invention. FIG. 1A corresponds to a plan view when viewed from the light extraction direction. FIG. 1B corresponds to a cross-sectional view taken along line X1-X1 in FIG. 1A. Hereinafter, the light extraction surface is defined as an XY plane, and a direction orthogonal to the XY plane is defined as a Z direction.
本実施形態の半導体発光素子1は、図1Bに示すように、支持基板3、支持基板3の上層に形成された半導体層5と、第一電極15と、第二電極13と、絶縁層24とを備える。以下では、半導体発光素子1を単に「発光素子1」と適宜略記することがある。
As shown in FIG. 1B, the semiconductor
(支持基板3)
支持基板3は、例えばCuW、W、Moなどの導電性基板、又はSiなどの半導体基板で構成される。
(Support substrate 3)
The
(半導体層5)
本実施形態では、半導体層5は、支持基板3に近い側からp型半導体層11、活性層9及びn型半導体層7が順に積層されて形成されている。本実施形態では、n型半導体層7が「第一半導体層」に対応し、p型半導体層11が「第二半導体層」に対応する。
(Semiconductor layer 5)
In this embodiment, the
p型半導体層11は、例えばMg、Be、Zn、又はCなどのp型不純物がドープされた窒化物半導体層で構成される。窒化物半導体層としては、例えばGaN、AlGaN、AlInGaN等を利用することができる。
The p-
活性層9は、例えばInGaNで構成される発光層及びn型AlGaNで構成される障壁層が周期的に繰り返されてなる半導体層で形成される。これらの層はアンドープでもp型又はn型にドープされていても構わない。活性層9は、少なくともエネルギーバンドギャップの異なる2種類の材料からなる層が積層されて構成されていればよい。活性層9の構成材料は、生成したい光の波長に応じて適宜選択される。本実施形態の発光素子1は、活性層9で生成される光の波長は、410nm以下とすることができる。例えば、発光波長が365nmの場合、活性層9は、In0.05Ga0.95NとAl0.09Ga0.91Nとが繰り返し積層されて構成される。
The
n型半導体層7は、例えばSi、Ge、S、Se、Sn、又はTeなどのn型不純物がドープされた窒化物半導体層で構成される。この窒化物半導体層としては、例えばGaN、AlGaN、AlInGaN等を利用することができる。なお、n型半導体層7のn型不純物濃度は、例えば3×1019/cm3程度に設定される。n型半導体層7のn型不純物濃度は、1×1018/cm3以上であるのが好ましく、1×1019/cm3以上であるのがより好ましい。
The n-
なお、n型半導体層7は、p型半導体層11と異なる組成の材料で構成されているものとしても構わない。
The n-
(第一電極15)
第一電極15は、第一半導体層7の面のうち、活性層9とは反対側の面に形成されている。本実施形態では、第一電極15はn側の電極を構成する。第一電極15は、例えば、Ni/Al/Ni/Ti/Auの多層構造の他、Cr/Au、Ti/Pt/Au、Ti/Pt/Cr/Au/Cr/Pt/Au等で構成することができる。
(First electrode 15)
The
図1Aに示すように、第一電極15は、Z方向に見たときに枠形状を示す。より詳細には、第一電極15の外縁部は、半導体層5(第一半導体層7)の外縁部に沿って枠形状を有して構成されている。なお、図1Aに示す発光素子1は、枠形状を示す第一電極15の外縁部の内側の2箇所で、外縁部からX方向に離間した位置に、Y方向に延伸した2本の第一電極15を有している。しかし、枠形状を示す領域の内側において、第一電極15の延伸する本数は2本に限られるものではなく、1本でもよいし、3本以上であっても構わない。図1Aに示した第一電極15の形状はあくまで一例であり、設計に応じて任意に変更可能である。
As shown in FIG. 1A, the
第一電極15は、一部の箇所において、電流供給線14が連結される電流供給部15aを含んで構成される。電流供給部15aは、第一電極15の他の領域と比較して幅広の領域を示す。電流供給線14は、例えばAu、Cuなどで構成されている。電流供給線14は、電流供給部15aが連結されている端部とは反対側の端部は、例えばパッケージ基板の給電パターンなどに接続されている。
The
(第二電極13)
第二電極13は、p型半導体層11に接触して形成されており、p型半導体層11との間でオーミック接触が形成されている。本実施形態では、第二電極13はp側電極を構成する。
(Second electrode 13)
The
第一電極15と第二電極13との間に電圧が印加されることで、活性層9内を電流が流れ、活性層9が発光する。
When a voltage is applied between the
第二電極13は、活性層9から放射される光に対して高い反射率(例えば80%以上であり、より好ましくは90%以上)を示す導電性の材料で構成されるのが好ましい。より具体的には、第二電極13は、例えばAg、Al、又はRhを含む材料で構成される。上述したように、図1Aに示す発光素子1は、活性層9から放射された光をn型半導体層7側に取り出すことが想定されている。第二電極13を高い反射率を示す材料で構成することで、活性層9から支持基板3側に向けて放射された光がn型半導体層7側に向けて反射されるため、光取り出し効率が高められる。
The
(導電層20)
導電層20は、支持基板3の上層に形成されている。本実施形態では、導電層20は、保護層23、接合層21、接合層19、及び保護層17の多層構造で構成されている。
(Conductive layer 20)
The
接合層19及び接合層21は、例えばAu−Sn、Au−In、Au−Cu−Sn、Cu−Sn、Pd−Sn、Snなどで構成される。後述するように、これらの接合層19と接合層21は、支持基板3上に形成された接合層21と、別の基板(後述する成長基板25)上に形成された接合層19を対向させた後に、両者を貼り合わせることで形成されたものである。これらの接合層19及び接合層21は、単一の層として一体化されているものとしても構わない。
The
保護層17は、例えばNi/Ti/Pt、TiW/Pt等の多層構造で構成されており、接合層(19,21)を構成する材料が第二電極13側に拡散して、第二電極13の反射率が低下することを抑制する目的で設けられている。ただし、発光素子1が、保護層17を備えるか否かは任意である。
The
保護層23は、例えば保護層17と同一の材料で構成され、接合層(19,21)を構成する材料が基板3側に拡散するのを抑制する目的で設けられている。ただし、発光素子1が保護層23を備えるか否かは任意である。
The
(絶縁層24)
絶縁層24は、例えばSiO2、SiN、Zr2O3、AlN、Al2O3などで構成される。絶縁層24は、半導体層5の外側の位置に形成されており、製造方法の説明の際に後述するように(ステップS11)、素子分離時におけるエッチングストッパー層として機能する。
(Insulating layer 24)
Insulating
なお、本実施形態では、絶縁層24が、Z方向に関して、第一電極15と対向する位置に形成されているが、これは任意である。なお、この位置に形成された絶縁層24は、活性層9を流れる電流を、XY平面に平行な方向に拡げる役割を果たしている。
In the present embodiment, the insulating
〈製造方法〉
以下、半導体発光素子1の製造方法につき、図2A〜図2Nを参照して説明する。
<Production method>
Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor
(ステップS1)
まず、図2Aに示すように、成長基板25を準備する。この成長基板25は、下地基板26の上面に中間層27を介して、良質な薄膜のGaN層28が形成されてなる基板である。なお、成長基板25が中間層27を備えるか否かは任意である。
(Step S1)
First, as shown in FIG. 2A, a
下地基板26は、例えばAl2O3とSiO2の多結晶体からなるムライトで構成されている。なお、更にイットリア安定化ジルコニアを含む構成(YSZムライト)としてもよい。
The
中間層27は、例えばSiO2で構成されている。なお、中間層27としては、SiO2の他、Al2O3、TiO2、又はZrO2等の無機酸化物で構成されていても構わない。
The
GaN層28は、分散して配置された複数の領域において、周囲と比べて欠陥密度が高い欠陥集中部41を有している。図2Bは、成長基板25を模式的に示した平面図である。図2Bに示す例では、GaN層28内において、X方向及びY方向に、複数の欠陥集中部41が離間して形成されている。この欠陥集中部41は、欠陥集中部41が設けられていない領域内のGaN層28の結晶品質を高める目的で設けられたものである。
The
このステップS1が工程(a)に対応する。 This step S1 corresponds to the step (a).
(ステップS2)
成長基板25の上層に、n型半導体層7、活性層9、及びp型半導体層11を順に形成する。このステップS2は、例えば以下の手順で行われる。
(Step S2)
On the
成長基板25をМОCVD装置の処理炉内に設置し、炉内温度を所定の温度(例えば1150℃)に昇温する。そして、MOCVD装置の炉内圧力を30kPaとする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が20slmの窒素ガス及び流量が15slmの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が94μmol/minのTMG、流量が6μmol/minのトリメチルアルミニウム(TMA)、流量が250000μmol/minのアンモニア及び流量が0.013μmol/minのテトラエチルシランを処理炉内に60分間供給する。これにより、例えばAl0.06Ga0.94Nの組成を有し、厚みが2μmのn型半導体層7が成長基板25の上層に形成される。なお、n型半導体層7をGaN又はAlGaNで構成する場合、Alの組成比は、0%以上以上15%以下であるのが好ましく、2%以上11%以下であるのがより好ましく、5%以上9%以下であるのが更により好ましい。
The
なお、この後、TMAの供給を停止すると共に、それ以外の原料ガスを6秒間供給することにより、n型AlGaN層の上層に、厚みが5nm程度のn型GaNよりなる保護層を有してなるn型半導体層7を実現してもよい。なお、上述したように、n型半導体層7の厚みは、4.5μm以下であるのが好ましく、4μm以下であるのがより好ましく、3.5μm以下であるのが更により好ましい。
After this, the supply of TMA is stopped, and other source gases are supplied for 6 seconds, thereby having a protective layer made of n-type GaN having a thickness of about 5 nm on the n-type AlGaN layer. An n-
上記の説明では、n型半導体層7に含まれるn型不純物をSiとする場合について説明したが、n型不純物としては、Si以外にGe、S、Se、Sn又はTe等を用いることができる。
In the above description, the case where Si is used as the n-type impurity contained in the n-
次に、n型半導体層7の上層に活性層9を形成する。活性層9の具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。
Next, an
まずMOCVD装置の炉内圧力を100kPa、炉内温度を830℃とする。そして、処理炉内にキャリアガスとして流量が15slmの窒素ガス及び流量が1slmの水素ガスを流しながら、原料ガスとして、流量が10μmol/minのTMG、流量が12μmol/minのトリメチルインジウム(TMI)及び流量が300000μmol/minのアンモニアを処理炉内に48秒間供給するステップを行う。その後、流量が10μmol/minのTMG、流量が1.6μmol/minのTMA、0.002μmol/minのテトラエチルシラン及び流量が300000μmol/minのアンモニアを処理炉内に120秒間供給するステップを行う。以下、これらの2つのステップを繰り返すことにより、厚みが2nmのInGaNよりなる発光層、及び厚みが7nmのn型AlGaNよりなる障壁層が15周期積層されてなる活性層9が、n型半導体層7の上層に形成される。
First, the furnace pressure of the MOCVD apparatus is 100 kPa, and the furnace temperature is 830 ° C. Then, while flowing nitrogen gas having a flow rate of 15 slm and hydrogen gas having a flow rate of 1 slm as a carrier gas in the processing furnace, TMG having a flow rate of 10 μmol / min, trimethylindium (TMI) having a flow rate of 12 μmol / min, and A step of supplying ammonia at a flow rate of 300,000 μmol / min into the processing furnace for 48 seconds is performed. Thereafter, TMG having a flow rate of 10 μmol / min, TMA having a flow rate of 1.6 μmol / min, tetraethylsilane having a flow rate of 0.002 μmol / min, and ammonia having a flow rate of 300,000 μmol / min are supplied into the processing furnace for 120 seconds. Hereinafter, by repeating these two steps, an
なお、活性層9から放射される光の波長を410nm以下とする場合には、発光層を構成するInGaNのIn組成比を10%以下とするのが好ましい。この場合、障壁層を構成するGaN又はAlGaNのAl組成比を、0%以上15%以下とするのが好ましく、2%以上13%以下とするのがより好ましく、5%以上10%以下とするのが更により好ましい。
When the wavelength of light emitted from the
次に、活性層9の上層にp型半導体層11を形成する。p型半導体層11の具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。
Next, the p-
具体的には、MOCVD装置の炉内圧力を100kPaに維持し、処理炉内にキャリアガスとして流量が15slmの窒素ガス及び流量が25slmの水素ガスを流しながら、炉内温度を1025℃に昇温する。その後、原料ガスとして、流量が35μmol/minのTMG、流量が20μmol/minのTMA、流量が250000μmol/minのアンモニア及びp型不純物をドープするための流量が0.1μmol/minのビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を処理炉内に60秒間供給する。これにより、活性層33の表面に、厚みが20nmのAl0.3Ga0.7Nの組成を有する正孔供給層を形成する。その後、TMAの流量を4μmol/minに変更して原料ガスを360秒間供給することにより、厚みが120nmのAl0.13Ga0.87Nの組成を有する正孔供給層を形成する。これらの正孔供給層によりp型半導体層11が形成される。
Specifically, the furnace pressure of the MOCVD apparatus is maintained at 100 kPa, and the furnace temperature is raised to 1025 ° C. while nitrogen gas having a flow rate of 15 slm and hydrogen gas having a flow rate of 25 slm are supplied as carrier gases in the processing furnace. To do. Thereafter, as source gases, TMG with a flow rate of 35 μmol / min, TMA with a flow rate of 20 μmol / min, ammonia with a flow rate of 250,000 μmol / min, and biscyclopentadiene with a flow rate of 0.1 μmol / min for doping p-type impurities. Enilmagnesium (Cp 2 Mg) is fed into the processing furnace for 60 seconds. Thereby, a hole supply layer having a composition of Al 0.3 Ga 0.7 N having a thickness of 20 nm is formed on the surface of the active layer 33. Thereafter, by changing the flow rate of TMA to 4 μmol / min and supplying the source gas for 360 seconds, a hole supply layer having a composition of Al 0.13 Ga 0.87 N having a thickness of 120 nm is formed. A p-
なお、この工程の後、TMAの供給を停止すると共に、Cp2Mgの流量を0.2μmol/minに変更して原料ガスを20秒間供給することにより、厚みが5nm程度で、p型不純物濃度が1×1020/cm3程度のp型GaN層を有してなるp型半導体層11を実現してもよい。
After this step, the supply of TMA is stopped, the flow rate of Cp 2 Mg is changed to 0.2 μmol / min, and the source gas is supplied for 20 seconds, so that the thickness is about 5 nm and the p-type impurity concentration is increased. However, a p-
上記の説明では、p型半導体層11に含まれるp型不純物をMgとする場合について説明したが、p型不純物としては、Mg以外に、Be、Zn、又はC等を用いることもできる。
In the above description, the case where Mg is used as the p-type impurity contained in the p-
ステップS2が工程(b)に対応する。このステップS2の工程において、欠陥集中部41を下地とする領域は、欠陥を有した状態で結晶が成長する。つまり、工程(b)の完了後、成長基板25の面に直交する方向に関して欠陥集中部41に対向する領域(以下、「特定の領域42」と称する)に位置する半導体層5(7,9,11)は、他の領域よりも結晶品質が低くなる。
Step S2 corresponds to step (b). In the step S2, in the region having the
図2Bに示したように、欠陥集中部41がX方向及びY方向に離散的に複数配置されている場合には、工程(b)の完了後、半導体層5(7,9,11)内のうち、同様に「特定の領域42」内に位置する半導体層5(7,9,11)がX方向及びY方向に離散的に複数形成される。
As shown in FIG. 2B, when a plurality of
(ステップS3)
ステップS2で得られたウェハに対して活性化処理を行う。具体的な一例としては、RTA(Rapid Thermal Anneal:急速加熱)装置を用いて、窒素雰囲気下中650℃で15分間の活性化処理を行う。
(Step S3)
An activation process is performed on the wafer obtained in step S2. As a specific example, an activation process is performed at 650 ° C. for 15 minutes in a nitrogen atmosphere using an RTA (Rapid Thermal Anneal) apparatus.
(ステップS4)
次に、図2Dに示すように、p型半導体層11の上面の所定箇所に第二電極13を形成する。第二電極13の具体的な形成方法は、例えば以下の通りである。
(Step S4)
Next, as shown in FIG. 2D, the
スパッタリング装置を用いて、p型半導体層11の所定の領域の上面に、膜厚0.7nmのNi及び膜厚150nmのAgを成膜する。その後、RTA装置を用いてドライエア雰囲気中で400℃、2分間のコンタクトアニールを行う。なお、第二電極13の材料としては、NiとAgの合金の他、Al、Rh、AgとPdとCuの合金等によって第二電極13を形成することもできる。
Using a sputtering apparatus, a 0.7 nm thick Ni film and a 150 nm thick Ag film are formed on the upper surface of a predetermined region of the p-
ここで、本実施形態においては、少なくとも特定の領域42を除くp型半導体層11の上面に第二電極13を形成する。
Here, in the present embodiment, the
(ステップS5)
図2Eに示すように、露出しているp型半導体層11の上面、及び、第二電極13の上面の所定の領域に、絶縁層24を形成する。絶縁層24は、例えば、SiO2、SiN、Zr2O3、AlN、又はAl2O3等をスパッタリング法等によって成膜することで形成される。
(Step S5)
As shown in FIG. 2E, an insulating
本ステップS5によって、少なくとも特定の領域42内のp型半導体層11の上面に絶縁層24が形成される。絶縁層24は、少なくとも後のステップS11において素子分離を行うためのエッチング対象領域内に形成される。
By this step S5, the insulating
また、本実施形態の例では、絶縁層24は、後のステップS12で第一電極15を形成する予定の領域に対して、Z方向に対向する位置に形成される。しかし、この態様は任意である。
In the example of the present embodiment, the insulating
ステップS5が、工程(c)に対応する。 Step S5 corresponds to step (c).
(ステップS6)
図2Fに示すように、第二電極13及び絶縁層24の上面全体に保護層17を形成し、保護層17の上面に接合層19を形成する。なお、保護層17を設けるか否かは任意である。
(Step S6)
As shown in FIG. 2F, the
保護層17は、例えば、電子線蒸着装置(EB装置)を用いて、膜厚80nmのNi、膜厚100nmのTi、及び膜厚200nmのPtを成膜することで形成される。なお、保護層17の材料としては、Ni/Ti/Pt以外にも、TiW/Pt等を用いることができる。
The
その後、保護層17の上面に、膜厚10nmのTiを蒸着させた後、Au80%Sn20%で構成されるAu−Snハンダを膜厚3μm蒸着させることで、接合層19が形成される。なお、接合層19としては、Au−Snハンダの他、Au−In、Au−Cu−Sn、Cu−Sn、Pd−Sn、Sn等を利用することができる。
Thereafter, Ti having a film thickness of 10 nm is vapor-deposited on the upper surface of the
(ステップS7)
図2Gに示すように、成長基板25とは別に準備された支持基板3の上面に、保護層23及び接合層21を形成する。支持基板3としては、上述したようにCuW、W、Mo等の導電性基板、又はSi等の半導体基板を利用することができる。保護層23は、保護層17と同様に形成することができ、接合層21は、接合層19と同様に形成することができる。保護層23を設けるか否かは任意である。
(Step S7)
As shown in FIG. 2G, the
(ステップS8)
図2Hに示すように、成長基板25の上層に形成された接合層19と、支持基板3の上層に形成された接合層21を貼り合わせることで、成長基板25と支持基板3の貼り合わせを行う。具体的な一例としては、280℃の温度、0.2MPaの圧力下で、貼り合わせ処理が行われる。
(Step S8)
As shown in FIG. 2H, the
この工程により、接合層19及び接合層21が溶融して接合されることで、支持基板3と成長基板25が表裏面に貼り合わされた構造が形成される。つまり、接合層19と接合層21は、本ステップ以後においては一体化されているものとして構わない。そして、本ステップS8の実行前の段階で保護層23及び保護層17が形成されていることで、接合層(19,21)の構成材料の拡散が抑制されている。
By this step, the
本ステップS8が、工程(d)に対応する。 This step S8 corresponds to the step (d).
(ステップS9)
図2Iに示すように、ステップS8が完了したウェハを、所定の溶液50に浸漬させる。本実施形態において、この溶液50は、下地基板26及び中間層27に含まれるSiO2を溶解することのできる材料であればよく、例えばフッ酸を用いることができる。
(Step S9)
As shown in FIG. 2I, the wafer on which step S8 has been completed is immersed in a
本ステップS9によって、溶液50が中間層27及び下地基板26内に浸透して一部を溶解することで、下地基板26が支持基板3側から分離される。なお、本ステップS9の完了時点において、GaN層28の一部がn型半導体層7の上面に残存している。
By this step S9, the
なお、ステップS9の実行前に、下地基板26を研磨して、下地基板26の厚みを薄くするものとしても構わない。一例として、ダイヤモンドスラリーを用いた機械研磨によって、厚みが100μm以下となるように、下地基板26を研磨するものとしても構わない。これにより、ステップS9において短時間で下地基板26を剥離することができる。
Note that the
(ステップS10)
図2Jに示すように、残存しているGaN層28を、例えばICP装置を用いたドライエッチングによって除去する。これにより、n型半導体層7が露出される。
(Step S10)
As shown in FIG. 2J, the remaining
ステップS9〜S10が工程(e)に対応する。 Steps S9 to S10 correspond to the step (e).
(ステップS11)
図2Kに示すように、隣接する素子部45同士を分離する。具体的には、隣接する素子部45との境界領域に対し、ICP装置を用いて絶縁層24の上面が露出するまで半導体層5をエッチングする。このとき、絶縁層24がエッチングストッパー層として機能する。なお、図2Kでは、半導体層5の側面が鉛直方向に対して傾斜を有するように図示しているが、これは一例であって、このような形状に限定する趣旨ではない。
(Step S11)
As shown in FIG. 2K,
本ステップS11において、「特定の領域42」内に位置する半導体層5がエッチングによって除去される。すなわち、ステップS11が完了した後に残存する各素子部45は、結晶品質の高い半導体層5のみを有して構成される。
In this step S11, the
図2Lは、本ステップS11のイメージを平面図で示したものである。図2Bを参照して上述したように、本実施形態の例では、複数の結晶欠陥部41がX方向及びY方向に離間して配置されていた。このため、これらの結晶欠陥部41の上方に位置していた「特定の領域42」も、やはりX方向及びY方向に離間して複数箇所に配置される。
FIG. 2L is a plan view showing the image of step S11. As described above with reference to FIG. 2B, in the example of this embodiment, the plurality of
本ステップS11では、X方向及びY方向に沿って半導体層5をエッチングすることで、特定の領域42内の半導体層5を除去している。このとき、エッチング幅d2は、特定の領域42の外径よりも広くする。
In this step S11, the
ここで、隣接する「特定の領域」42同士の間隔をd1とすると、素子部45の辺の長さは、d1より短くなる。隣接する「特定の領域」42同士の間隔d1は、成長基板25内に設けられた、隣接する欠陥集中部41同士の間隔にほぼ近い値を示す。つまり、本実施形態の態様では、素子部45の大きさが、成長基板25内に設けられている欠陥集中部41同士の間隔に依存する。
Here, if the interval between adjacent “specific regions” 42 is d1, the side length of the
本ステップS11は、工程(f1)に対応する。 This step S11 corresponds to the step (f1).
(ステップS12)
図2Mに示すように、n型半導体層7の上面の所定箇所に、第一電極15の構成材料を形成する。具体的には、電子線蒸着装置によって例えばNi/Al/Ni/Ti/Auからなる導電性材料を、例えば膜厚3μm程度蒸着させる。
(Step S12)
As shown in FIG. 2M, the constituent material of the
本実施形態の例では、Z方向に関して絶縁層24に対向する位置に第一電極15が形成される。
In the example of this embodiment, the
(ステップS13)
図2Nに示すように、ウェハをチップ単位に分割する。具体的な一例としては、各素子同士を例えばレーザダイシング装置によって分離する。
(Step S13)
As shown in FIG. 2N, the wafer is divided into chips. As a specific example, each element is separated by, for example, a laser dicing apparatus.
その後、支持基板3の裏面を例えばAgペーストにてパッケージと接合し、電流供給部15aに対して電流供給線14を連結させる。例えば、50gの荷重で、Φ100μmの電流供給部15aにAuからなる電流供給線14を連結させることで、ワイヤボンディングを行う。これにより、図1A〜図1Bに示す発光素子1が形成される。
Thereafter, the back surface of the
上記の方法によれば、ステップS11に係る素子分離時に、周囲と比較して結晶品質が低い特定の領域42内の半導体層5が除去される。この結果、各素子部45は、結晶品質の高い半導体層5で形成されるため、高い発光効率を示す発光素子1が実現される。また、分散して配置された複数の領域に欠陥集中部41を有する成長基板25を用いて製造することができるため、このような欠陥集中部41を有しない極めて高品質なGaN基板を成長基板とする場合と比較して安価に発光素子1を製造することができる。
According to the above method, the
〈別実施例〉
ステップS5において、図3Aに示すように絶縁層24を形成しても構わない。この例では、絶縁層24は、ステップS11で素子分離を行う対象となる領域にのみ形成している。なお、図3Aには、ステップS4において、後のステップS12で第一電極15を形成する予定の領域を除く領域に、第二電極13が形成される例が図示されている。
<Another Example>
In step S5, the insulating
その後、図3Bに示すように、露出しているp型半導体層11の上面及び第二電極13の上面に電流遮断層13aを形成する。この電流遮断層13aは、一例として、第二電極13と同様の高反射金属材料で構成される。ただし、ステップS4とは異なり、アニール処理を行わないか、又はステップS4と比較して極めて低温でアニール処理を行う。これにより、電流遮断層13aとp型半導体層11の界面ではオーミック接触が実現せず、電気的に絶縁層と同様の作用を示す。これは、図1に示した発光素子1において、Z方向に関して、第一電極15と対向する位置に形成されている絶縁層24と同様の機能を果たす。ただし、この電流遮断層13aを設けずに、露出しているp型半導体層11の上面の全面に第二電極13を形成しても構わない。
Thereafter, as shown in FIG. 3B, a
[第二実施形態]
本発明の第二実施形態につき、第一実施形態と異なる箇所について、図面を参照して説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, with respect to differences from the first embodiment.
(第一の例)
第二実施形態の第一の例について説明する。
(First example)
A first example of the second embodiment will be described.
〈構造〉
第二実施形態では、第一実施形態と異なり、発光素子1が備える半導体層5に、特定の領域42内に位置していた半導体層5を含む構成である。図4は、第二実施形態の第一の例の発光素子1の構成を模式的に示す断面図である。なお、図4では、図示の都合上、第一電極15の形成本数を減らして図示されているが、図2A及び図2Bに示す態様と同様に第一電極15が形成されているものとして構わない。
<Construction>
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the
図4に示すように、素子部45として分離された後の発光素子1は、結晶品質が周囲よりも低い特定の領域42を含む半導体層5を備える。ただし、この特定の領域42内に位置するp型半導体層11に接触するように絶縁層24が形成されている。この結果、第一電極15と第二電極13との間に電圧を印加しても、絶縁層24の存在によって、特定の領域42内には電流が流れにくく、特定の領域42を除く半導体層5内を電流が流れる。この結果、結晶品質が高い半導体層5内を電流が流れるため、活性層9内での発光効率が高く、高輝度の発光素子1が実現される。
As shown in FIG. 4, the
〈製造方法〉
以下、第二実施形態の第一の例の発光素子1の製造方法について説明する。
<Production method>
Hereinafter, the manufacturing method of the
(ステップS1〜S3)
第一実施形態と同様に、ステップS1〜S3の各工程を実行する(図5A参照)。これにより、成長基板25の上層に、半導体層5(7,9,11)が、周囲より結晶品質の低い特定の領域42を有して形成される。
(Steps S1 to S3)
Similar to the first embodiment, the steps S1 to S3 are executed (see FIG. 5A). As a result, the semiconductor layer 5 (7, 9, 11) is formed on the
(ステップS21)
図5Bに示すように、p型半導体層11の上面のうち、少なくとも特定の領域42内に位置するp型半導体層11の上面に絶縁層24を形成する。このステップS21が工程(c)に対応する。
(Step S21)
As shown in FIG. 5B, the insulating
(ステップS22)
図5Cに示すように、露出しているp型半導体層11の上面に第二電極13を形成する。なお、第一実施形態で上述したように、後のステップS12で第一電極15を形成する予定の領域に対して、Z方向に対向する位置には、絶縁層24又は電流遮断層13aを形成しても構わない。
(Step S22)
As shown in FIG. 5C, the
(ステップS6〜S10)
第一実施形態と同様に、ステップS6〜S10を実行する(図5D参照)。
(Steps S6 to S10)
Steps S6 to S10 are executed as in the first embodiment (see FIG. 5D).
(ステップS23)
ステップS11と同様に、隣接する素子部45同士を分離する。具体的には、隣接する素子部45との境界領域に対し、ICP装置を用いて絶縁層24の上面が露出するまで半導体層5をエッチングする。このとき、図5Eに示すように、素子部45の端部に位置する絶縁層24がエッチングストッパ層として機能する。
(Step S23)
Similar to step S11,
図5Fは、本ステップS23のイメージを、図2Lにならって平面図で示したものである。図5Fにおいても、結晶欠陥部41の上方に位置していた「特定の領域42」がX方向及びY方向に離間して複数箇所に配置されている場合が図示されている。
FIG. 5F shows the image of step S23 in a plan view following FIG. 2L. FIG. 5F also illustrates the case where “
図5Eの態様では、ステップS23に係る素子分離工程において、一部の特定の領域42内の半導体層5が除去されるものの、このステップS23の終了後においても、特定の領域42内の半導体層5が残存していることが示されている。すなわち、各素子部45は、「特定の領域42」内に位置する半導体層5を含む構成である。
In the aspect of FIG. 5E, the
本ステップS23が工程(f2)に対応する。 This step S23 corresponds to the step (f2).
(ステップS12〜S13)
その後、ステップS12〜S13を経て発光素子1が実現される。
(Steps S12 to S13)
Then, the
上述したように、この特定の領域42内のp型半導体層13には絶縁層24が接触して形成されているため、特定の領域42内の半導体層5には電流が流れにくい。よって、結晶品質の高い半導体層5内を流れる電流が、発光の大半に寄与するため、発光効率の高い発光素子が実現される。
As described above, since the insulating
本実施形態によれば、素子部45の辺の大きさを、隣接する2つの特定の領域42の間隔d1、すなわち成長基板25内に設けられた、隣接する欠陥集中部41同士の間隔よりも大きくすることができる。つまり、本実施形態の態様では、第一実施形態の場合と比較して、チップサイズの大きな発光素子1が実現でき、高輝度の素子が実現される。
According to the present embodiment, the size of the side of the
(第二の例)
第二実施形態の第二の例について説明する。なお、以下の各例は、相互に適宜組み合わせることが可能である。
(Second example)
A second example of the second embodiment will be described. The following examples can be appropriately combined with each other.
第二実施形態の構成においても、図2Bと同様に、複数の欠陥集中部41がX方向及びY方向に整列して配置されている。この場合、欠陥集中部41が存在する領域のみならず、隣接する欠陥集中部41同士を結ぶライン上においても、周囲と比較して欠陥密度が高くなりやすい。
Also in the configuration of the second embodiment, as in FIG. 2B, the plurality of
つまり、図5Dの例において、X方向に配置されている複数の「特定の領域42」を結ぶライン状領域、及びY方向に配置されている複数の「特定の領域42」を結ぶライン状領域においては、周囲の領域と比較して半導体層5の結晶品質が低くなりやすい。
That is, in the example of FIG. 5D, a linear region connecting a plurality of “
そこで、素子部45内に残存する特定の領域42内のp型半導体層11に接触して形成されたp型半導体層24は、特定の領域42の配列方向に沿って連続的又は断続的に延伸する構成としても構わない。図6は、このような構成の下での、ステップS23の終了時点における、図5F内のX2−X2線、又はY2−Y2線で切断したときの断面図に対応する。X2−X2線は、特定の領域42を通過し、X軸に平行な線分である。また、Y2−Y2線は、特定の領域42を通過し、Y軸に平行な線分である。なお、この構成の下では、図5Eは、図5F内のX3−X3線、又はY3−Y3線で切断したときの断面図に対応する。X3−X3線は、特定の領域42を通過しない、X軸に平行な線分である。Y3−Y3線は、特定の領域42を通過しない、Y軸に平行な線分である。
Therefore, the p-
(第三の例)第二実施形態において、以下のような方法で発光素子1を製造することも可能である。
(Third Example) In the second embodiment, the
(ステップS31)
ステップS1〜S3の実行後、図7Aに示すように、特定の領域42内の半導体層5の一部を、p型半導体層11の側からエッチングして第一溝部61を形成する。このとき、少なくとも特定の領域42内に位置するn型半導体層7の上面が露出するまでエッチングするのが好ましい。
(Step S31)
After execution of steps S1 to S3, as shown in FIG. 7A, a part of the
なお、特定の領域42のうち、ステップS23に係る素子分離工程におけるエッチング対象の領域については、本ステップS31でエッチングしなくても構わない。
Of the
本ステップS31が工程(g)に対応する。 This step S31 corresponds to the step (g).
(ステップS21)
次に、上述したステップS21と同様に、絶縁層24を形成する(図7B参照)。このとき、少なくとも第一溝部61の内側面を覆うように絶縁層24を形成する。本ステップS21によって、特定の領域42内の半導体層5と接触するように絶縁層24が形成される。
(Step S21)
Next, the insulating
(ステップS22)
次に、上述したステップS22同様に、露出しているp型半導体層11の上面に第二電極13を形成する(図7C参照)。このとき、図7Cに示すように、第一溝部61内に形成された絶縁層24の上面にも第二電極13を形成するのが好ましい。これにより、高い反射率を更に確保することができる。
(Step S22)
Next, as in step S22 described above, the
(その後の工程)
以下は、上述したように、ステップS6〜S10、ステップS23、及びステップS12〜S13を経て発光素子1が実現される。図7Dに、ステップS23に係る素子分離工程が完了した時点での発光素子1の模式的な断面図を示す。
(Subsequent steps)
Hereinafter, as described above, the light-emitting
なお、第三の例を、第二の例と組み合わせても構わない。 Note that the third example may be combined with the second example.
(第四の例)第二実施形態において、ステップS23に係る素子分離工程で、特定の領域42内に位置している半導体層5の全てがエッチングされないものとしても構わない。図8は、この第四の例におけるステップS23のイメージを、図2Lにならって平面図で示したものである。
(Fourth Example) In the second embodiment, in the element isolation step according to step S23, all of the
このような態様であっても、上述したように、特定の領域42内の半導体層5は絶縁層24と接触しているため、特定の領域42内の半導体層5を電流が流れにくい構成が実現できている。
Even in such a mode, as described above, the
(第五の例) 第二実施形態の第五の例につき、上記した内容と異なる箇所を中心に、図面を参照して説明する。 (Fifth Example) A fifth example of the second embodiment will be described with reference to the drawings, centering on points different from the contents described above.
〈構造〉
第五の例では、第一の例から第四の例までと同様に、発光素子1が備える半導体層5に、特定の領域42が残存している。図9は、第五の例の発光素子1の構成を模式的に示す断面図である。なお、図9では、図4と同様に、図示の都合上、第一電極15の形成本数を減らして図示されているが、図2A及び図2Bに示す態様と同様に第一電極15が形成されているものとして構わない。
<Construction>
In the fifth example, as in the first example to the fourth example, the
図9に示すように、素子部45として分離された後の発光素子1は、結晶品質が周囲よりも低い特定の領域42を含む半導体層5を備える。ただし、この特定の領域42内に位置するn型半導体層7に接触するように絶縁層24が形成されている。この結果、第一電極15と第二電極13との間に電圧を印加しても、絶縁層24の存在によって、特定の領域42内には電流が流れにくくなっており、ほとんどの電流は特定の領域42を除く半導体層5内を流れる。この結果、結晶品質が高い半導体層5内を電流が流れるため、活性層9内での発光効率が高く、高輝度の発光素子1が実現される。
As shown in FIG. 9, the
〈製造方法〉
以下、第二実施形態の第五の例の発光素子の製造方法について説明する。
<Production method>
Hereinafter, the manufacturing method of the light emitting element of the 5th example of 2nd embodiment is demonstrated.
(ステップS1〜S3)
第一実施形態と同様に、ステップS1〜S3の各工程を実行する。これにより、成長基板25の上層に、半導体層5(7,9,11)が、周囲より結晶品質の低い特定の領域42を有して形成される。
(Steps S1 to S3)
Similar to the first embodiment, the steps S1 to S3 are executed. As a result, the semiconductor layer 5 (7, 9, 11) is formed on the
(ステップS4〜S5)
第一実施形態と同様に、ステップS4〜S5の各工程を実行する(図10A参照)。なお、ステップS5では、p型半導体層11の上面のうち、少なくとも後のステップS11において素子分離を行うためのエッチング対象領域内にのみ絶縁層24を形成すればよい。なお、第一実施形態で上述したように、後のステップS12で第一電極15を形成する予定の領域に対して、Z方向に対向する位置には、絶縁層24又は電流遮断層13aを形成しても構わない。
(Steps S4 to S5)
Similarly to the first embodiment, the processes of steps S4 to S5 are executed (see FIG. 10A). In step S5, the insulating
(ステップS6〜S10)
第一実施形態と同様に、ステップS6〜S10の各工程を実行する(図10B参照)。ステップS10の実行後において、特定の領域42を含むn型半導体層7の上面が露出される。
(Steps S6 to S10)
Similar to the first embodiment, the processes of steps S6 to S10 are executed (see FIG. 10B). After execution of step S10, the upper surface of the n-
(ステップS31)
図10Cに示すように、隣接する素子部45同士を分離する。具体的には、隣接する素子部45との境界領域に対し、ICP装置を用いて絶縁層24の上面が露出するまで半導体層5をエッチングする。このとき、絶縁層24がエッチングストッパー層として機能する。
(Step S31)
As shown in FIG. 10C,
そして、このステップS31において、特定の領域42を含む半導体層5の一部をエッチングして第二溝部62を形成する。このとき、少なくとも特定の領域42内に位置するn型半導体層7をエッチングする。
In step S31, a part of the
このステップS31が工程(i)と、工程(f2)とに対応する。なお、ここでは、第二溝部62を形成する工程と、素子分離を行う工程とを同時に行う場合について説明したが、個別に行うものとしても構わない。
This step S31 corresponds to the step (i) and the step (f2). In addition, although the case where the process of forming the
(ステップS32)
図10Dに示すように、第二溝部62の内側面を少なくとも覆うように、n型半導体層7の上面に絶縁層24を形成する。本ステップS32によって、特定の領域42内の半導体層5と接触するように絶縁層24が形成される。本ステップS32が工程(c)に対応する。
(Step S32)
As shown in FIG. 10D, the insulating
(ステップS12〜S13)
第一実施形態と同様に、ステップS12〜S13の各工程を実行することで、図9に示す発光素子1が実現される。
(Steps S12 to S13)
Similarly to the first embodiment, the
上述したように、この特定の領域42内のn型半導体層7には絶縁層24が接触して形成されているため、特定の領域42内の半導体層5には電流が流れにくい。よって、結晶品質の高い半導体層5内を流れる電流が、発光の大半に寄与するため、発光効率の高い発光素子が実現される。
As described above, since the insulating
この第五の例によれば、第一の例と同様に、素子部45の辺の大きさを、隣接する2つの特定の領域42の間隔d1、すなわち成長基板25内に設けられた、隣接する欠陥集中部41同士の間隔よりも大きくすることができる。つまり、第二実施形態の態様では、第一実施形態の場合と比較して、チップサイズの大きな発光素子1が実現でき、高輝度の素子が実現される。
According to the fifth example, as in the first example, the size of the side of the
なお、上述した第五の例と、第一から第四の各例とをとを組み合わせて発光素子1を製造しても構わない。すなわち、特定の領域42内において、p型半導体層13に接触する絶縁層24を設けると共に、第二溝部62の内側面を覆うように形成された絶縁層24を設ける構成としても構わない。
The
また、この第五の例では、ステップS31において、第二溝部62をX方向、Y方向の一方又は双方に延伸させるように形成しても構わない。
In the fifth example, in step S31, the
[別実施形態]
以下、別実施形態につき説明する。
[Another embodiment]
Hereinafter, another embodiment will be described.
〈1〉上記の実施形態では、半導体層5を構成する層のうち、基板3に近い側をp型半導体層11とし、基板3から遠い側をn型半導体層7として説明したが、これらの導電型を反転させても構わない。
<1> In the embodiment described above, the side close to the
〈2〉上記の実施形態では、成長基板25が、ムライトからなる下地基板26の上面に、SiO2からなる中間層27を介してGaN層28が形成されているものとして説明した。しかし、本発明は、下地基板26及び中間層27の材料に拘らず、一般に、自立GaN基板から切り出され、欠陥集中部41を除く領域に良好な膜質を有するGaN層28が最表面に形成された基板(GaNテンプレート基板)の上面に半導体層を成長させることで、半導体発光素子を製造する内容を包含する。
<2> In the above embodiment, the
1 : 半導体発光素子
3 : 支持基板
5 : 半導体層
7 : n型半導体層
9 : 活性層
11 : p型半導体層
13 : 第二電極
13a : 電流遮断層
14 : 電流供給線
15 : 第一電極
15a : 電流供給部
17 : 保護層
19 : 接合層
20 : 導電層
21 : 接合層
23 : 保護層
24 : 絶縁層
25 : 成長基板
26 : 下地基板
27 : 中間層
28 : GaN層
41 : 欠陥集中部
42 : 特定の領域
45 : 素子部
50 : 溶液
61 : 第一溝部
62 : 第二溝部
1: Semiconductor light emitting element 3: Support substrate 5: Semiconductor layer 7: n-type semiconductor layer 9: active layer 11: p-type semiconductor layer 13:
Claims (18)
前記成長基板の上層に、n型又はp型の第一半導体層、活性層、及び、前記第一導電型とは導電型の異なる第二半導体層、を含む半導体層を形成する工程(b)と、
前記工程(b)の完了時に、前記成長基板の面に直交する方向に関して前記欠陥集中部に対向する領域である、特定の領域内に位置している前記半導体層の上層に絶縁層を形成する工程(c)とを有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 A step of preparing a growth substrate, in which a GaN layer having a defect concentration portion having a defect density higher than that of a region other than the plurality of regions is formed in an upper layer of a base substrate in a plurality of regions arranged in a dispersed manner ( a) and
Forming a semiconductor layer including an n-type or p-type first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer having a conductivity type different from the first conductivity type, on the growth substrate (b) When,
When the step (b) is completed, an insulating layer is formed on the semiconductor layer located in a specific region, which is a region facing the defect concentration portion in a direction orthogonal to the plane of the growth substrate. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising the step (c).
前記工程(c)の後、前記第二半導体層の上層に、前記成長基板とは別の支持基板を貼り合わせる工程(d)と、
前記工程(d)の後、前記成長基板を剥離して前記第一半導体層を露出させる工程(e)と、
前記第一半導体層の側から、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に対して前記絶縁層が露出するまでエッチングすることで、前記特定の領域内に位置する前記半導体層が残存しないように素子分離を行う工程(f1)とを有することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。 The step (c) is a step of forming the insulating layer on the second semiconductor layer located in the specific region,
After the step (c), a step (d) of attaching a support substrate different from the growth substrate to the upper layer of the second semiconductor layer;
After the step (d), the step (e) of peeling the growth substrate and exposing the first semiconductor layer;
The semiconductor layer located in the specific region remains by etching from the first semiconductor layer side until the insulating layer is exposed with respect to the semiconductor layer located in the specific region. 2. The method of manufacturing a semiconductor light-emitting element according to claim 1, further comprising a step (f <b> 1) of performing element isolation so as not to occur.
前記工程(c)は、前記絶縁層を前記第一方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f1)は、前記第一方向に沿って素子分離を行う工程であることを特徴とする請求項2に記載の半導体発光素子の製造方法。 A plurality of the defect concentration portions are arranged along a predetermined first direction when viewed from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction,
The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 2, wherein the step (f1) is a step of performing element isolation along the first direction.
前記工程(c)は、前記絶縁層を、前記第一方向及び前記第二方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f1)は、前記第一方向及び前記第二方向に沿って素子分離を行う工程であることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子の製造方法。 A plurality of the defect concentration portions are disposed along a predetermined second direction different from the first direction as seen from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction and the second direction,
4. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 3, wherein the step (f1) is a step of performing element isolation along the first direction and the second direction.
前記工程(c)の後、前記第二半導体層の上層に、前記成長基板とは別の支持基板を貼り合わせる工程(d)と、
前記工程(d)の後、前記成長基板を剥離して前記第一半導体層を露出させる工程(e)と、
前記第一半導体層の側から、前記半導体層に対してエッチングすることで、前記特定の領域内に位置する前記半導体層の少なくとも一部が残存するように素子分離を行う工程(f2)とを有し、
前記工程(f2)の実行後において、前記絶縁層は、残存する前記半導体層のうち、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に接触して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。 The step (c) is a step of forming the insulating layer on the second semiconductor layer located in the specific region,
After the step (c), a step (d) of attaching a support substrate different from the growth substrate to the upper layer of the second semiconductor layer;
After the step (d), the step (e) of peeling the growth substrate and exposing the first semiconductor layer;
(F2) performing element isolation so that at least a part of the semiconductor layer located in the specific region remains by etching the semiconductor layer from the first semiconductor layer side. Have
The insulating layer is formed in contact with the semiconductor layer located in the specific region among the remaining semiconductor layers after the step (f2) is performed. Item 12. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to Item 1.
前記工程(c)は、前記絶縁層を前記第一方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f2)の実行後において、前記絶縁層は、残存する前記半導体層のうち、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に接触し、且つ、前記第一方向に沿って連続的に又は断続的に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の半導体発光素子の製造方法。 A plurality of the defect concentration portions are arranged along a predetermined first direction when viewed from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction,
After the execution of the step (f2), the insulating layer is in contact with the semiconductor layer located in the specific region among the remaining semiconductor layers and continuously along the first direction. 6. The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein the method is formed intermittently or intermittently.
前記工程(c)は、前記絶縁層を、前記第一方向及び前記第二方向に沿って連続的に又は断続的に形成する工程であり、
前記工程(f2)の実行後において、前記絶縁層は、残存する前記半導体層のうち、前記特定の領域内に位置している前記半導体層に接触し、且つ、前記第一方向及び前記第二方向に沿って連続的に又は断続的に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の半導体発光素子の製造方法。 A plurality of the defect concentration portions are disposed along a predetermined second direction different from the first direction as seen from a direction orthogonal to the surface of the growth substrate,
The step (c) is a step of forming the insulating layer continuously or intermittently along the first direction and the second direction,
After execution of the step (f2), the insulating layer is in contact with the semiconductor layer located in the specific region among the remaining semiconductor layers, and in the first direction and the second direction. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 6, wherein the semiconductor light emitting element is formed continuously or intermittently along the direction.
前記工程(f2)の実行後において、前記支持基板の面に直交する方向から見て、前記絶縁層に挟まれた領域内に前記半導体層が残存することを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。 The step (f2) is a step of etching from the first semiconductor layer side until the insulating layer is exposed to a part of the semiconductor layer located in the specific region,
8. The semiconductor layer according to claim 5, wherein the semiconductor layer remains in a region sandwiched between the insulating layers when viewed from a direction orthogonal to the surface of the support substrate after the execution of the step (f2). The manufacturing method of the semiconductor light-emitting device of any one of Claims 1.
前記工程(c)は、前記工程(g)の後に実行され、少なくとも前記第一溝部の内側面を覆うように前記絶縁層を形成する工程であることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。 After the step (b), at least the first semiconductor layer from the second semiconductor layer side in the region facing the defect concentration portion in the direction perpendicular to the surface of the growth substrate in the semiconductor layer. Etching until exposed to form a first groove (g),
The step (c) is performed after the step (g), and is a step of forming the insulating layer so as to cover at least the inner surface of the first groove portion. A method for producing a semiconductor light-emitting device according to claim 1.
前記特定の領域内に位置している前記第一半導体層をエッチングして第二溝部を形成する工程(i)とを有し、
前記工程(c)は、前記工程(i)の後に実行され、少なくとも前記第二溝部の内側面を覆うように前記絶縁層を形成する工程であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。 After the step (d), the step (e) of peeling the growth substrate and exposing the first semiconductor layer;
Etching the first semiconductor layer located in the specific region to form a second groove (i),
The said process (c) is a process performed after the said process (i), and is a process of forming the said insulating layer so that at least the inner surface of a said 2nd groove part may be covered. A method for producing a semiconductor light-emitting device according to claim 1.
前記支持基板の上層に形成された、n型又はp型の第一半導体層、活性層、及び、前記第一導電型とは導電型の異なる第二半導体層、を含む半導体層と、
前記半導体層のうち、周囲よりも欠陥密度の高い特定の領域内において、前記第一半導体層又は前記第二半導体層に接触して形成された絶縁層とを備えたことを特徴とする半導体発光素子。 A support substrate;
A semiconductor layer including an n-type or p-type first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer having a conductivity type different from the first conductivity type, formed on an upper layer of the support substrate;
A semiconductor light emitting device comprising: an insulating layer formed in contact with the first semiconductor layer or the second semiconductor layer in a specific region having a defect density higher than that of the semiconductor layer. element.
前記絶縁層は、前記第一溝部の内側面に接触して形成されていることを特徴とする請求項13に記載の半導体発光素子。 A first groove provided in the specific region, from the second semiconductor layer side toward the first semiconductor layer side;
The semiconductor light emitting device according to claim 13, wherein the insulating layer is formed in contact with an inner surface of the first groove portion.
前記絶縁層は、前記第二溝部の内側面に接触して形成されていることを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載の半導体発光素子。 A second groove provided in the specific region from the first semiconductor layer side toward the second semiconductor layer side;
The semiconductor light emitting element according to claim 13, wherein the insulating layer is formed in contact with an inner surface of the second groove portion.
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