JP2018085431A - 発光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、基板10上に、MOCVD法を用いて、バッファ層(図示しない)、n層11、発光層12、p層13を順に積層する(図2(a)参照)。 MOCVD法において、窒素源は、アンモニア、Ga源は、トリメチルガリウム(Ga(CH3 )3 :TMG)、In源は、トリメチルインジウム(In(CH3 )3 :TMI)、Al源は、トリメチルアルミニウム(Al(CH3 )3 :TMA)である。また、n型ドーパントガスは、シラン(SiH4 )、p型ドーパントガスは、シクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5 H5 )2 :CP2 Mg)である。キャリアガスは水素や窒素である。
次に、p層13上であって後に反射電極14を形成する領域に、スパッタ法を用いてITOからなる厚さ100nmの透明電極18を形成する(図2(b)参照)。透明電極18のパターニングは、フォトリソグラフィによるレジストマスクの形成と、塩化第2鉄(FeCl3 )によるウェットエッチングにより行う。この透明電極18は、p層13表面のうち反射電極14が形成される領域に、レジストが接触しないように保護するための層であり、また反射電極14の端部においてカバーメタル層19がp層13に接触しないようにするための層である。スパッタ法以外に蒸着法などを用いて透明電極18を形成してもよい。また、透明電極18のパターニングはリフトオフ法を用いてもよいが、実施例1のようにウェットエッチングが好ましい。リフトオフ法を用いると、p層13表面のうち反射電極14を形成する領域にレジストが接触し、レジストの残渣が生じる場合があり、反射電極14とp層13とのコンタクト抵抗の上昇を引き起こしてしまうためである。
次に、p層13表面の一部をドライエッチングし、n層11を露出させる(図2(c)参照)。このドライエッチングでは、フォトリソグラフィにより形成したレジストをマスクとして用いるが、p層13上の所定領域には透明電極18が設けられている。そのため、透明電極18下のp層13表面はレジストに接触せず、清浄な表面を保つことができる。
次に、p層13上および前工程で露出させたn層11上に、フォトリソグラフィによって開口21Aを有したレジスト層21を形成する(図3(a)参照)。この際も、透明電極18下のp層13表面はレジストに接触せず、清浄な表面を保つことができる。開口21Aは、透明電極18表面の中央部が露出し、端部はレジスト層21に覆われるようなパターンとする。
次に、透明電極18を塩化第2鉄を用いてウェットエッチングする。ここで、透明電極18のうち上部にレジスト層21が形成されている領域はサイドエッチングせずに残存させる(図3(b)参照)。エッチング液は、塩化第2鉄に限らず、レジスト層21をエッチングせず、透明電極18のみをエッチングすることができるものであれば任意である。たとえば酸系のエッチング液であればよい。このウェットエッチングによって、透明電極18の中央部が開口して除去され、端部のみが残された形状とする。透明電極18の開口には、p層13表面が露出し、その表面はレジストが接触したことのない清浄な面である。
次に、p層13上およびレジスト層21上に、スパッタ法を用いて反射膜22を形成する(図3(c)参照)。スパッタ法以外にも蒸着法などを用いてもよい。ここで、露出するp層13表面は透明電極18の形成されていた領域であり、レジストが接触したことのない清浄な面である。したがって、反射膜22が接するp層13表面は、清浄な面である。
次に、レジスト剥離液を用いてレジスト層21を除去する。これにより、レジスト層21上の反射膜22を除去し、p層13上の反射膜22のみを残存させて反射電極14とする(図3(d)参照)。以上によって、レジストが接触したことのない清浄なp層13上に反射電極14を形成することができる。その後、必要に応じて、コンタクト抵抗低減のための熱処理を行ってもよい。
次に、反射電極14上、および透明電極18上に連続して蒸着法によりカバーメタル層19を形成する(図3(e))。パターニングにはリフトオフ法を用いる。これにより、反射電極14はカバーメタル層19により覆われ、外部から遮断されるため、反射電極14のマイグレーションが抑制される。また、反射電極14の端部近傍に透明電極18が位置している。そのため、反射電極14と透明電極18との隙間の領域を除いて、カバーメタル層19はp層13に接触せず、カバーメタル層19とp層13との間に透明電極18が存在することになる。
次に、エッチングによる溝の底面に露出したn層11上に、スパッタによってn電極15を形成する(図4(a)参照)。n電極15のパターニングにはリフトオフ法を用いる。
次に、発光素子上部全体にCVD法によって厚さ300nmの保護膜16を形成する。すなわち、カバーメタル層19上、透明電極18上、p層13上、n層11上、およびn電極15上にわたって連続的に保護膜16を形成する。そして、保護膜16の一部領域に孔を設けて、孔の底面にカバーメタル層19の一部領域、およびn電極15の一部領域を露出させる(図4(b)参照)。孔の形成は、フォトリソグラフィによるレジストマスクの形成とバッファードフッ酸を用いたウェットエッチングによって行う。
次に、孔の底面に露出するカバーメタル層19上および保護膜16上に接合電極17Aを、孔の底面に露出するn電極15上および保護膜16上に接合電極17Bを、それぞれ離間して形成する(図4(c)参照)。成膜は蒸着法により行い、パターニングはリフトオフ法を用いる。以上によって実施例1の発光素子が製造される。
実施例1、2の発光素子の製造方法では、図2(b)の透明電極18の形成工程後、図3の反射電極14の形成工程前に、図2(c)のようにn層11を露出させるドライエッチングを行っているが、図3の反射電極14あるいはカバーメタル層19の形成後に、n層11を露出させるドライエッチングを行ってもよい。ただし、この場合、ドライエッチングの際に用いるレジストマスクの処理、たとえばレジスト剥離液の種類や、レジスト除去後の熱処理、アッシングなどの後処理の方法について、反射電極14やカバーメタル層19に影響がないようにするなど制約が生じる場合がある。そこで実施例1、2のように、反射電極14の形成前にn層11を露出させるドライエッチングを行えば、このような制約は生じないため望ましい。
11:n層
12:発光層
13:p層
14:反射電極
15:n電極
16:保護膜
17A、B:接合電極
18:透明電極
19:カバーメタル層
21:レジスト層
22:反射膜
Claims (6)
- p層上に反射電極を有したIII 族窒化物半導体からなる発光素子の製造方法において、
前記p層上であって後に前記反射電極を形成する領域に、前記p層とは異なる屈折率の透明材料からなる光透過膜を形成する光透過膜形成工程と、
前記p層上および前記光透過膜上に、開口を有したレジスト層を形成し、前記開口は底面に前記光透過膜表面を露出させるレジスト層形成工程と、
前記光透過膜の中央部をウェットエッチングして除去し、前記光透過膜の端部は残す光透過膜除去工程と、
前記p層上、および前記レジスト層上に、AgまたはAg合金を含む反射膜を形成する反射膜形成工程と、
前記レジスト層を除去するとともに前記レジスト層上の反射膜を除去し、これにより前記p層上の反射膜を残存させて反射電極を形成する反射電極形成工程と、
前記反射電極上、および前記光透過膜上にカバーメタル層を形成するカバーメタル層形成工程と、
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記光透過膜は、透明電極であることを特徴とする請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 前記透明電極と前記反射電極は隙間なく接触している、ことを特徴とする請求項2に記載の発光素子の製造方法。
- 前記光透過膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項1に記載の発光素子の製造方法。
- 前記絶縁膜と前記反射電極との間に隙間が設けられている、ことを特徴とする請求項4に記載の発光素子の製造方法。
- 前記光透過膜形成工程の後、前記レジスト層形成工程の前に、n層を露出させるドライエッチングを行う、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。
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