JP2006332610A - 発光素子の製造方法及び発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 金属層を介して発光層部とSi基板とを貼り合せた構造を有し、かつ、貼り合せ強度や反射率の低下などが生じにくい発光素子を提供する。
【解決手段】 化合物半導体層50の第二主表面に反射面を形成する主金属層10cを形成し、さらに該主金属層10cを覆う形で融点364℃未満のAuSn系ろう材からなる第一ろう材層10s1を配置する。他方、Si基板7の第一主表面に融点364℃未満のAuSn系ろう材からなる第二ろう材層10s2を配置する。そして、第一ろう材層10s1と第二ろう材層10s2とを重ね合わせて加圧しつつAuSn系ろう材の融点以上であって温度364℃未満にて貼り合わせ熱処理することにより、それら第一ろう材層10s1と第二ろう材層10s2とを結合して貼り合せる。
【選択図】 図1
Description
発光層部を有した化合物半導体層の第一主表面を光取出面とし、該化合物半導体層の第二主表面側に金属層を介して素子基板が結合され、該金属層の化合物半導体層との接合面が反射面を形成する発光素子の製造方法であって、
化合物半導体層の第二主表面に反射面を形成する主金属層を形成し、さらに該主金属層を覆う形でAuSn系ろう材からなる第一ろう材層を配置し、
他方、素子基板の第一主表面にAuSn系ろう材からなる第二ろう材層を配置し、
第一ろう材層と第二ろう材層とを重ね合わせ、その状態で加圧しつつAuSn系ろう材の融点よりも高く主金属層の融点よりも低い温度にて貼り合わせ熱処理することにより、それら第一ろう材層と第二ろう材層とを結合して貼り合せることを特徴とする。
化合物半導体層の第二主表面に反射面を形成する主金属層が形成され、さらに該主金属層を覆う形でAuSn系ろう材からなる第一ろう材層が配置され、
他方、素子基板の第一主表面にAuSn系ろう材からなる第二ろう材層が配置され、
第一ろう材層と第二ろう材層とが溶融形態で貼り合せ結合されてなることを特徴とする。
図1は、本発明の一実施形態である発光素子100を示す概念図である。発光素子100は、素子基板としてn型Si単結晶よりなるSi基板7の第一主表面上に金属層10を介して発光層部24が貼り合わされた構造を有してなる。発光層部24は、ノンドープ(AlxGa1−x)yIn1−yP(ただし、0≦x≦0.55,0.45≦y≦0.55)混晶からなる活性層5を、第一導電型クラッド層、本実施形態ではp型(AlzGa1−z)yIn1−yP(ただしx<z≦1)からなるp型クラッド層6と、前記第一導電型クラッド層とは異なる第二導電型クラッド層、本実施形態ではn型(AlzGa1−z)yIn1−yP(ただしx<z≦1)からなるn型クラッド層4とにより挟んだ構造を有し、活性層5の組成に応じて、発光波長を、緑色から赤色領域(発光波長(ピーク発光波長)が550nm以上670nm以下)にて調整できる。発光素子100においては、金属電極9側にp型AlGaInPクラッド層6が配置されており、金属層10側にn型AlGaInPクラッド層4が配置されている。なお、ここでいう「ノンドープ」とは、「ドーパントの積極添加を行なわない」との意味であり、通常の製造工程上、不可避的に混入するドーパント成分の含有(例えば1013〜1016/cm3程度を上限とする)をも排除するものではない。
まず、図2の工程1に示すように、発光層成長用基板をなす半導体単結晶基板であるGaAs単結晶基板1の主表面に、p型GaAsバッファ層2を例えば0.5μm、AlAsからなる剥離層3を例えば0.5μm、さらにp型AlGaAsよりなる電流拡散層20を例えば5μm、この順序にてエピタキシャル成長させる。また、その後、発光層部24として、1μmのp型AlGaInPクラッド層6、0.6μmのAlGaInP活性層(ノンドープ)5、及び1μmのn型AlGaInPクラッド層4を、この順序にエピタキシャル成長させる。
4 n型クラッド層
5 活性層
6 p型クラッド層
7 Si単結晶基板(素子基板)
9 金属電極
10 金属層
10c 主金属層
10s AuSn系ろう材層
10s1 第一ろう材層
10s2 第二ろう材層
24 発光層部
100 発光素子
Claims (8)
- 発光層部を有した化合物半導体層の第一主表面を光取出面とし、該化合物半導体層の第二主表面側に金属層を介して素子基板が結合され、該金属層の前記化合物半導体層との接合面が反射面を形成する発光素子の製造方法であって、
前記化合物半導体層の第二主表面に前記反射面を形成する主金属層を形成し、さらに該主金属層を覆う形でAuSn系ろう材からなる第一ろう材層を配置し、
他方、前記素子基板の第一主表面にAuSn系ろう材からなる第二ろう材層を配置し、
前記第一ろう材層と前記第二ろう材層とを重ね合わせ、その状態で加圧しつつ前記AuSn系ろう材の融点よりも高く前記主金属層の融点よりも低い温度にて貼り合わせ熱処理することにより、それら第一ろう材層と前記第二ろう材層とを結合して貼り合せることを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記素子基板がSi基板であり、前記第一ろう材層と前記第二ろう材層とを構成するAuSn系ろう材の融点がいずれも364℃未満である請求項1記載の発光素子の製造方法。
- 前記AuSn系ろう材は、Auを主成分としてSnを16質量%超27質量%未満にて含有するものを使用する請求項1又は請求項2に記載の発光素子の製造方法。
- 前記AuSn系ろう材はAu−Sn二元合金からなり、前記貼り合わせ熱処理を280℃以上360℃以下にて行なう請求項3に記載の発光素子の製造方法。
- 前記主金属層は、Au、Ag及びAlのいずれかを95質量%以上含有するものを使用する請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。
- 発光層部を有した化合物半導体層の第一主表面を光取出面とし、該化合物半導体層の第二主表面側に金属層を介して素子基板が結合され、該金属層の前記化合物半導体層との接合面が反射面を形成する発光素子であって、
前記化合物半導体層の第二主表面に前記反射面を形成する主金属層が形成され、さらに該主金属層を覆う形でAuSn系ろう材からなる第一ろう材層が配置され、
他方、前記素子基板の第一主表面にAuSn系ろう材からなる第二ろう材層が配置され、
前記第一ろう材層と前記第二ろう材層とが溶融形態で貼り合せ結合されてなることを特徴とする発光素子。 - 前記素子基板がSi基板である請求項6記載の発光素子。
- 前記AuSn系ろう材は、Auを主成分としてSnを16質量%超27質量%未満にて含有するものである請求項6又は請求項7に記載の発光素子。
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