JP4479388B2

JP4479388B2 - Manufacturing method of semiconductor light emitting device

Info

Publication number: JP4479388B2
Application number: JP2004202399A
Authority: JP
Inventors: 勝史秋田; 健作元木
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JP2004282106A

Description

この発明は，窒化ガリウム（GaN）系半導体を使用した主に青色および緑色の発光素子の製造方法に関する。
This invention relates to a method for producing a mainly blue and green light emitting devices using gallium (GaN) based semiconductor nitride.

図６は、たとえば日経サイエンス10月号（1994）、ｐ．44に記載された、現在市販されているサファイア基板を用いたGaN系の青色および緑色の発光素子の構造を示す断面図である。 FIG. 6 shows, for example, the Nikkei Science October issue (1994), p. FIG. 44 is a cross-sectional view showing the structure of a GaN-based blue and green light-emitting element described in 44 using a commercially available sapphire substrate.

この青色および緑色発光素子は、サファイア基板11と、基板11上に形成されたGaNバッファ層12と、GaNバッファ層12上に形成された六方晶のGaNエピタキシャル層13とから構成されたエピタキシャルウェハ上に、クラッド層14、発光層15、クラッド層16およびGaNエピタキシャル層17が順に形成されて窒化物系半導体層が積層された構造となる。GaNエピタキシャル層13、17上には、電極18、19がそれぞれ形成されている。また、この青色および緑色発光素子において、GaNバッファ層12は、サファイア基板11とGaNエピタキシャル層13との格子定数の差による歪を緩和するために設けられている。 This blue and green light emitting element is formed on an epitaxial wafer composed of a sapphire substrate 11, a GaN buffer layer 12 formed on the substrate 11, and a hexagonal GaN epitaxial layer 13 formed on the GaN buffer layer 12. In addition, a cladding layer 14, a light emitting layer 15, a cladding layer 16, and a GaN epitaxial layer 17 are formed in this order, and a nitride semiconductor layer is laminated. Electrodes 18 and 19 are formed on the GaN epitaxial layers 13 and 17, respectively. Further, in the blue and green light emitting elements, the GaN buffer layer 12 is provided to alleviate strain due to a difference in lattice constant between the sapphire substrate 11 and the GaN epitaxial layer 13.

上記の青色および緑色の発光素子は、基板11として絶縁性のサファイアを用いているため、電極を形成して素子を作成する際には、2種の電極を同一面側に形成する必要あることから、フォトリソグラフィによるパターニングが2回以上必要になり、さらに反応性イオンエッチングによる窒化物のエッチングを行う必要もあり、複雑な工程を要する。 Since the blue and green light emitting elements described above use insulating sapphire as the substrate 11, when forming an element by forming an electrode, it is necessary to form two types of electrodes on the same surface side. Therefore, it is necessary to perform patterning by photolithography twice or more, and further, it is necessary to perform nitride etching by reactive ion etching, which requires a complicated process.

また、サファイアは硬度が高いため、素子分離の際に切断しにくいという問題もある。そこで、このような欠点を有するサファイアに代えて、導電性のGaAsを基板として使用するという試みがなされている。 Further, since sapphire has a high hardness, there is also a problem that it is difficult to cut during element isolation. Therefore, an attempt has been made to use conductive GaAs as a substrate instead of sapphire having such defects.

たとえばＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ164（1996）、ｐ149にはGaAs（100）面上に立方晶のGaNの成長が、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓｖｏｌ．24 Ｎｏ．4（1995）、ｐ213ではＭＯＶＰＥ法（有機金属気相エピタキシャル法）によるGaAs（111）Ａ面上及びGaAs（111）Ｂ面上へのGaNの成長が報告されている。 For example, in Journal of Crystal Growth 164 (1996), p149, the growth of cubic GaN on a GaAs (100) surface was reported in Journal of Electronic Materials vol. 24 No. 4 (1995), p213 reports the growth of GaN on GaAs (111) A and GaAs (111) B surfaces by MOVPE (metal organic vapor phase epitaxy).

また特開平8ー181070号公報には、700℃（摂氏７００度）以上の温度範囲おいて特性のよいGaNエピタキシャル層の成長が得られる有機金属クロライド気相エピタキシャル法が開示されている。この方法ではIII化合物半導体の原料であるIII族有機金属を塩化水素と同時に反応管内に導入することにより、III族元素を塩化物として基板上に供給する。
特開平8ー181070号公報日経サイエンス10月号（1994）、ｐ．44 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ 164（1996）、ｐ149 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓｖｏｌ．24 Ｎｏ．4（1995）、ｐ213 JP-A-8-181070 discloses an organometallic chloride vapor phase epitaxial method capable of obtaining a GaN epitaxial layer having good characteristics in a temperature range of 700 ° C. (700 ° C.) or higher. In this method, a group III organic metal, which is a raw material for a III compound semiconductor, is introduced into a reaction tube simultaneously with hydrogen chloride, thereby supplying a group III element as a chloride onto a substrate.
JP-A-8-181070 Nikkei Science October issue (1994), p. 44 Journal of Crystal Growth 164 (1996), p149 Journal of Electronic Materials vol. 24 No. 4 (1995), p213

従来のGaN系半導体層の発光素子は、絶縁性で硬いサファイアを基板に用いているため、電極作製に複雑なプロセスを要し、素子分離の際の切断等の加工も困難があるのは前述の通りである。そこで、例えば導電性GaAsのような基板を用いれば、このような問題は解決される。 The conventional GaN-based semiconductor layer light-emitting elements use insulating and hard sapphire for the substrate, which requires a complicated process for electrode preparation and difficult processing such as cutting during element separation. It is as follows. Therefore, such a problem can be solved by using a substrate such as conductive GaAs.

しかし、例えばGaAsの基板を用いると、GaN系半導体層の発光層から出た光がGaAsの基板に吸収され、その基板からの反射光の強度が下がる。そのためGaAsの基板を用いた場合には十分な発光強度を得ることができない。それは、GaAsの基板のバンドギャップ（結晶内電子の量子状態エネルギーの差）が、GaN系半導体層のそれよりも小さいためと考えられている。 However, when a GaAs substrate is used, for example, light emitted from the light emitting layer of the GaN-based semiconductor layer is absorbed by the GaAs substrate, and the intensity of reflected light from the substrate decreases. Therefore, when a GaAs substrate is used, sufficient light emission intensity cannot be obtained. This is thought to be because the band gap of the GaAs substrate (difference in quantum state energy of electrons in the crystal) is smaller than that of the GaN-based semiconductor layer.

本発明の目的は、上述の問題点を解決した製造が容易で、良好な発光をする半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting element that can be easily manufactured and solves the above-described problems and emits light with good light.

本発明による半導体発光素子は、ｐ型電極と、前記ｐ型電極が設けられた表面とこの表面の反対側にある反対面とを有するｐ型窒化ガリウム層と、ｎ型電極と、前記ｎ型電極が設けられた表面とこの表面の反対側にある反対面とを有するｎ型窒化ガリウム層と、前記ｐ型電極若しくはｎ型電極のいずれか一方の電極に導電性接着剤で接着された導電性基板と、前記ｐ型窒化ガリウム層の前記反対面と前記ｎ型窒化ガリウム層の前記反対面との間に設けられた発光層を含む窒化ガリウム系半導体層とからなる積層とで構成される。
また、半導体発光素子は、ｐ型電極が設けられたｐ型GaN層と、前記ｐ型電極と導電性接着剤により接着された導電性基板と、前記ｐ型GaN層上に形成されたGaN系半導体層の積層構造、あるいは、ｎ型電極がもうけられたｎ型GaN層と、前記ｎ型電極と導電性接着剤により接着された導電性基板と、前記ｎ型GaN層上に形成されたGaN系半導体層の積層構造とからなる。
The semiconductor light emitting device according to the present invention includes a p-type electrode, a p-type gallium nitride layer having a surface provided with the p-type electrode and an opposite surface opposite to the surface, an n-type electrode, and the n-type electrode. An n-type gallium nitride layer having a surface on which an electrode is provided and an opposite surface opposite to the surface, and a conductive material bonded to either the p-type electrode or the n-type electrode with a conductive adhesive Ru is composed of a gender substrate, the stack comprising a gallium nitride-based semiconductor layer including a light emitting layer provided between the opposite surface and the n-type the opposite surface of the gallium nitride layer of the p-type gallium nitride layer .
The semiconductor light emitting device includes a p-type GaN layer provided with a p-type electrode, a conductive substrate bonded to the p-type electrode with a conductive adhesive, and a GaN-based layer formed on the p-type GaN layer. A laminated structure of semiconductor layers, or an n-type GaN layer provided with an n-type electrode, a conductive substrate bonded to the n-type electrode with a conductive adhesive, and GaN formed on the n-type GaN layer And a laminated structure of a semiconductor layer.

そして、本発明の半導体発光素子は、前記導電性基板がFe-Ni合金またはCu-W合金であって、前記導電性接着剤がAu-Sn半田またはPb-Sn半田である。 In the semiconductor light emitting device of the present invention, the conductive substrate is an Fe—Ni alloy or a Cu—W alloy, and the conductive adhesive is Au—Sn solder or Pb—Sn solder.

本発明による半導体発光素子の製造方法は、成長用基板の上に成長した発光層を含む窒化ガリウム系半導体層からなる積層の表面に電極を形成し、該電極と導電性基板とを、導電性接着剤を用いて接着し、接着した後に、前記成長用基板を除去し、除去した後に前記積層の前記表面の反対側の反対面に別の電極を形成して製造しており、前記導電性接着剤の融点は前記別の電極を作成する温度よりも高い。
また、半導体発光素子の製造方法は、GaAs、InP、InAs若しくはGaPである成長用基板にGaN系半導体層の積層を成長した後、導電性接着剤により前記積層の表面に設けた電極面を導電性基板に接着した。そして、前記GaAs、InP、InAs若しくはGaPである成長用基板を除去することを特徴としている。
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention includes forming an electrode on the surface of a laminate composed of a gallium nitride based semiconductor layer including a light emitting layer grown on a growth substrate, and connecting the electrode and the conductive substrate to a conductive layer. After bonding, using an adhesive, the growth substrate is removed, and after removal, another electrode is formed on the opposite surface of the laminate opposite to the surface, and the conductive layer is manufactured . the melting point of the adhesive have higher than the temperature that creates the further electrode.
In addition, a method for manufacturing a semiconductor light emitting device includes a method in which a GaN-based semiconductor layer is grown on a growth substrate of GaAs, InP, InAs, or GaP, and then an electrode surface provided on the surface of the stacked layer is electrically conductive with a conductive adhesive. Bonded to a conductive substrate. Then, the growth substrate made of GaAs, InP, InAs or GaP is removed.

また、前記成長用基板が立方晶（111）基板であり、前記GaN系半導体層が六方晶である。特に成長用基板がGaAs（111）Ａであり、GaN系半導体層が六方晶である。成長用基板をアンモニア系エッチャントによってウェットエッチングすることにより除去する。 The growth substrate is a cubic (111) substrate, and the GaN-based semiconductor layer is a hexagonal crystal. In particular, the growth substrate is GaAs (111) A, and the GaN-based semiconductor layer is hexagonal. The growth substrate is removed by wet etching with an ammonia-based etchant.

本発明に係る半導体発光素子は、ｐ型電極が設けられたｐ型窒化ガリウム層若しくはｎ型電極が設けられたｎ型窒化ガリウム層、前記ｐ型若しくはｎ型電極に導電性接着剤で接着された導電性基板、及び前記ｐ型若しくはｎ型窒化ガリウム層上であってｐ型若しくはｎ型電極が設けられている面とは反対面の上に成長した発光層を含む窒化ガリウム系半導体層からなる積層とで構成されている。 The semiconductor light emitting device according to the present invention is bonded to a p-type gallium nitride layer provided with a p-type electrode or an n-type gallium nitride layer provided with an n-type electrode, and the p-type or n-type electrode with a conductive adhesive. A conductive substrate, and a gallium nitride based semiconductor layer including a light emitting layer grown on the p-type or n-type gallium nitride layer and on a surface opposite to the surface on which the p-type or n-type electrode is provided. It is comprised by the lamination | stacking which becomes.

本発明の半導体発光素子では、導電性基板が鉄-ニッケル（Fe-Ni）合金または銅-タングステン（Cu-W）合金であることが好ましい。 In the semiconductor light emitting device of the present invention, the conductive substrate is preferably an iron-nickel (Fe-Ni) alloy or a copper-tungsten (Cu-W) alloy.

本発明の半導体発光素子では、導電性接着剤が金-スズ半田または鉛-スズ半田であることようにしてもよい。 In the semiconductor light emitting device of the present invention, the conductive adhesive may be gold-tin solder or lead-tin solder.

本発明の半導体発光素子の製造方法は、成長用基板の上に成長した発光層を含む窒化ガリウム系半導体層からなる積層の表面に設けた電極面と導電性基板とを、導電性接着剤を用いて接着した後、前記成長用基板を除去して製造する。 The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention includes a conductive adhesive comprising an electrode surface provided on a surface of a laminate composed of a gallium nitride based semiconductor layer including a light emitting layer grown on a growth substrate, and a conductive substrate. Then, the growth substrate is removed and manufactured.

本発明の製造方法では、成長用基板がガリウム砒素（GaAs）、インジウム燐（InP）、インジウム砒素（InAs）若しくはガリウム燐（GaP）であることが好ましい。 In the manufacturing method of the present invention, the growth substrate is preferably gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), indium arsenide (InAs), or gallium phosphide (GaP).

本発明の製造方法では、成長用基板がガリウム砒素（GaAs）、インジウム燐（InP）、インジウム砒素（InAs）若しくはガリウム燐（GaP）からなる立方晶（111）基板であって、窒化ガリウム系半導体層が六方晶であることが好ましい。 In the manufacturing method of the present invention, the growth substrate is a cubic (111) substrate made of gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), indium arsenide (InAs), or gallium phosphide (GaP), and a gallium nitride based semiconductor It is preferred that the layer is hexagonal.

本発明の製造方法では、成長用基板がガリウム砒素（GaAs）からなる立方晶（111）Ａ基板であることが好ましい。 In the manufacturing method of the present invention, the growth substrate is preferably a cubic (111) A substrate made of gallium arsenide (GaAs).

本発明の製造方法では、成長用基板をアンモニア系エッチャントを用いたウェットエッチングにより除去するようにしてもよい。 In the manufacturing method of the present invention, the growth substrate may be removed by wet etching using an ammonia-based etchant.

本発明に係る半導体発光素子は、発光層を含む窒化ガリウム系半導体層からなる積層と、該積層の表面に設けた電極と、前記電極に導電性接着剤で接着された導電性基板と、該積層の前記表面の反対側の反対面に設けた別の電極とを備える。
また、本発明に係る半導体発光素子は、発光層を含む窒化ガリウム系半導体層からなる積層と、該積層の表面に設けた電極と、前記電極に導電性接着剤で接着された導電性基板とを備える。 A semiconductor light-emitting device according to the present invention includes a laminate composed of a gallium nitride-based semiconductor layer including a light-emitting layer, an electrode provided on the surface of the laminate, a conductive substrate bonded to the electrode with a conductive adhesive, Ru and a further electrode which is provided on the opposite surface of the opposite side of the surface of the multilayer.
Further, a semiconductor light emitting device according to the present invention includes a laminate composed of a gallium nitride based semiconductor layer including a light emitting layer, an electrode provided on the surface of the laminate, and a conductive substrate bonded to the electrode with a conductive adhesive. Is provided.

本発明の半導体発光素子では、導電性基板が鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金または銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）合金であることが好ましい。 In the semiconductor light emitting device of the present invention, the conductive substrate is preferably an iron-nickel (Fe—Ni) alloy or a copper-tungsten (Cu—W) alloy.

本発明の半導体発光素子では、導電性接着剤が金−スズ（Ａｕ−Ｓｎ）半田または鉛−スズ（Ｐｂ−Ｓｎ）半田であるようにしてもよい。 In the semiconductor light emitting device of the present invention, the conductive adhesive may be gold-tin (Au-Sn) solder or lead-tin (Pb-Sn) solder.

以上説明したように、この発明によれば、基板での光の吸収が少なく、良好に発光する半導体発光素子を提供でき、該半導体発光素子を容易に製造することが可能になった。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device that emits light with little light absorption on the substrate, and can easily manufacture the semiconductor light emitting device.

発明の実施の形態の説明は，窒化ガリウム（GaN）系半導体を使用した主に青色および緑色の発光素子及びその製造方法に関する。本発明の実施の形態による半導体発光素子は、発光素子の構造に絶縁層を含まない。従って、絶縁層であるサファイアを基板に用いた場合のように電極形成に複雑なプロセスを必要としない。また、GaN系半導体層の発光層よりもバンドギャップの小さいGaAsのようなものを成長用基板として用いた場合、導電性基板に導電性接着剤を用いて発光層を含むGaN系半導体層の積層を接着した後、その積層を成長させた成長用基板を除去すれば、前記成長用基板による光の吸収がなくなり良好な発光となる。 The description of the embodiment of the present invention relates to a blue and green light emitting element using a gallium nitride (GaN) based semiconductor and a method for manufacturing the same. The semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention does not include an insulating layer in the structure of the light emitting device. Therefore, a complicated process is not required for electrode formation unlike the case where sapphire which is an insulating layer is used for a substrate. In addition, when a substrate such as GaAs having a smaller band gap than the light-emitting layer of the GaN-based semiconductor layer is used as the growth substrate, a laminate of the GaN-based semiconductor layer including the light-emitting layer using a conductive adhesive on the conductive substrate If the growth substrate on which the laminate is grown is removed after bonding, light is not absorbed by the growth substrate, and good light emission is obtained.

導電性基板として導電性並びに熱伝導性に優れたFe-Ni合金またはCu-W合金を用いると、低消費電力による発光が可能であり、熱の放出もよくなる。 When an Fe—Ni alloy or Cu—W alloy having excellent conductivity and thermal conductivity is used as the conductive substrate, light emission with low power consumption is possible and heat release is improved.

導電性接着剤には融点が250℃（摂氏２５０度）以上あるAu-Sn半田（例えば、融点280℃（摂氏２８０度）の市販品）またはPb-Sn半田（例えば、融点280℃（摂氏２８０度）の市販品）を用いると、電極形成のために温度を200℃（摂氏２００度）程度まで上げることができ、良好な電極を容易に作成できる。 For the conductive adhesive, an Au—Sn solder (for example, a commercial product having a melting point of 280 ° C. (280 ° C.)) or a Pb—Sn solder (for example, a melting point of 280 ° C. (280 ° C.)) is used. When a commercially available product is used), the temperature can be increased to about 200 ° C. (200 degrees Celsius) for electrode formation, and a good electrode can be easily produced.

GaN系半導体層の積層が形成される成長用基板として、GaAs、InP、InAs若しくはGaPを用いると、その成長用基板は容易にエッチング除去できる。また立方晶（111）基板を用いると六方晶GaNをエピタキシャル成長することができる。 When GaAs, InP, InAs, or GaP is used as a growth substrate on which a stack of GaN-based semiconductor layers is formed, the growth substrate can be easily removed by etching. Further, when a cubic (111) substrate is used, hexagonal GaN can be epitaxially grown.

さらに、GaAs（111）Ａ基板（（111）面の上が、全てGaであるGaAs基板）を用いれば、良好なGaN系半導体層の積層を作製することができる。 Furthermore, if a GaAs (111) A substrate (a GaAs substrate in which all of the (111) surface is Ga) is used, a good stack of GaN-based semiconductor layers can be produced.

GaAs基板のエッチングにはアンモニア系エッチャントを用いてウェットエッチングを行うと、GaAs基板をエッチング除去することが容易であって、またGaN系半導体層並びにその積層に損傷を与えることがないため、上記エッチャントが好ましい。 Etching of a GaAs substrate with an ammonia-based etchant makes it easy to remove the GaAs substrate by etching and does not damage the GaN-based semiconductor layer and its stack. Is preferred.

次に本願発明をどのように実施するかを具体的に示した実施例を記載する。 Next, examples that specifically show how the present invention is implemented will be described.

（実施例）有機金属クロライド気相エピタキシャル法（図４にその装置の概要を示すが、石英からなる反応チャンバー54にGaAs（111）Ａ基板1を設置する。本装置は、ガス導入口51、52、排気口53及び抵抗加熱ヒーター55を備えている。なお、本装置は本願発明者が開示した特開平8ー181070号公報に示した装置と同じである。）を用いて、厚さ350マイクロメートル（μｍ）のGaAs（111）Ａ基板1上に、厚さ100nｍのGaNバッファ層2、厚さ2マイクロメートル（μｍ）でキャリア濃度1×10¹⁹（ｃｍ^-3）のｎ型GaN層3、厚さ0.1マイクロメートル（μｍ）のInGaN発光層4、厚さ0.5マイクロメートル（μｍ）でキャリア濃度1×10¹⁸（ｃｍ^-3）の0.5マイクロメートル（μｍ）のｐ型GaN層5からなるGaN系半導体層の積層を、この順に成長した。 (Example) Organometallic chloride vapor phase epitaxial method (FIG. 4 shows an outline of the apparatus, in which a GaAs (111) A substrate 1 is placed in a reaction chamber 54 made of quartz. 52, an exhaust port 53, and a resistance heater 55. The apparatus is the same as the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-181070 disclosed by the present inventor. A GaN buffer layer 2 having a thickness of 100 nm and an n-type GaN layer having a carrier concentration of 1 × 10 ¹⁹ (cm ⁻³ ) with a thickness of 2 μm (μm) on a GaAs (111) A substrate 1 having a micrometer (μm). 3. From an InGaN light-emitting layer 4 having a thickness of 0.1 μm (μm) and a p-type GaN layer 5 having a thickness of 0.5 μm and a carrier concentration of 1 × 10 ¹⁸ (cm ⁻³ ) and a thickness of 0.5 μm (μm) A GaN-based semiconductor layer stack was grown in this order.

上記GaN系半導体層からなる積層の最表面であるｐ型GaN層5の上にNi、Auの順に蒸着してなる電極6を作製し、400℃（摂氏４００度）、5分の合金化を施した。GaAs（111）Ａ基板1、GaN系半導体層からなる積層、及び電極6からなるエピタキシャルウェハの断面を示したのが図2である。 An electrode 6 is produced by depositing Ni and Au in this order on the p-type GaN layer 5 which is the outermost surface of the GaN-based semiconductor layer, and alloyed at 400 ° C. (400 ° C.) for 5 minutes. gave. FIG. 2 shows a cross section of an epitaxial wafer composed of a GaAs (111) A substrate 1, a laminate composed of a GaN-based semiconductor layer, and an electrode 6.

この後、融点280℃（摂氏２８０度）の市販のAu-Sn半田7を用いて、上記最表面のｐ型GaN層5の上の電極6にFe-Ni合金（重量％でNiが46％、残部がFe及び不可避的不純物よりなる。）の導電性基板8を接着した。(図３)
図３に示すエピタキシャルウェハを、アンモニア水と過酸化水素水を1:2で混合して25℃（摂氏２５度）に保った溶液に90分間浸漬（ウェットエッチング）したところ、GaAs（111）Ａ基板1のみが除去され図１の構造を得た。 Thereafter, using a commercially available Au—Sn solder 7 having a melting point of 280 ° C. (280 ° C.), an Fe—Ni alloy (46% by weight of Ni is 46% by weight) on the electrode 6 on the p-type GaN layer 5 on the outermost surface. The remainder is made of Fe and inevitable impurities). (Figure 3)
The epitaxial wafer shown in FIG. 3 was immersed for 90 minutes (wet etching) in a solution maintained at 25 ° C. (25 ° C.) by mixing ammonia water and hydrogen peroxide water in a ratio of 1: 2 to obtain GaAs (111) A. Only the substrate 1 was removed to obtain the structure of FIG.

図１の構造の最表面にあるGaNバッファ層2の上に200℃（摂氏２００度）でインジウム（In）の電極を作成し、Ni、Auの順に蒸着してなる電極6との間に電流を流したところ、青色に発光した。なお、重量％でNiが46％、残部がFe及び不可避的不純物からなるFe-Ni合金に替えて、重量％でW80％、Cu20％の焼結合金を用いても、同様に良好な青色に発光した。 An indium (In) electrode is formed on the GaN buffer layer 2 on the outermost surface of the structure of FIG. 1 at 200 ° C. (200 degrees Celsius), and a current flows between the electrode 6 formed by depositing Ni and Au in this order. As a result, blue light was emitted. It should be noted that even if a sintered alloy of 80% by weight and 20% Cu is used instead of the Fe-Ni alloy consisting of 46% by weight of Ni and the balance being Fe and inevitable impurities, the same blue color will be obtained. Emitted light.

（比較例） Fe-Ni合金基板とGaAs基板の2種類の相違する基板によって、その相違する基板の光吸収による発光強度の違いを観察するため、図５に示すエピタキシャルウェハの断面のものを比較例とした。 (Comparative example) In order to observe the difference in light emission intensity due to light absorption of two different types of substrates, an Fe-Ni alloy substrate and a GaAs substrate, the cross-sections of the epitaxial wafer shown in FIG. 5 are compared. As an example.

すなわち、図２の構造におけるGaAs（111）Ａ基板1側に、AuGeNi合金層、Ni層、及びAu層からなる積層構造の電極9を作成し、その電極9とNi、Auの順に蒸着してなる電極6との間に電流を流したところ、青色に発光した。もっとも、比較例の発光強度は、上記実施例の発光強度の７割程度の弱いものであった。 That is, an electrode 9 having a laminated structure composed of an AuGeNi alloy layer, a Ni layer, and an Au layer is formed on the GaAs (111) A substrate 1 side in the structure of FIG. 2, and the electrode 9 is deposited in the order of Ni and Au. When an electric current was passed between the electrode 6 and the electrode 6, blue light was emitted. However, the emission intensity of the comparative example was as weak as about 70% of the emission intensity of the above example.

実施例においてGaAs基板をエッチング除去したときまでの、エピタキシャルウェハの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an epitaxial wafer until the time of etching removal of the GaAs substrate in an Example. 実施例においてｐ型電極を作製したときまでの、エピタキシャルウェハの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an epitaxial wafer until the time of producing a p-type electrode in an Example. 実施例においてｐ型GaN層側を鉄-ニッケル合金に接着したときまでの、エピタキシャルウェハの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the epitaxial wafer until it adheres the p-type GaN layer side to the iron-nickel alloy in the Example. 有機金属クロライド気相エピタキシャル法の装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the apparatus of an organometallic chloride vapor phase epitaxial method. 比較例においてGaAs基板側に電極を作製したときまでの、エピタキシャルウェハの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an epitaxial wafer until the time of producing an electrode on the GaAs substrate side in a comparative example. サファイア基板を用いた青色半導体発光素子の一例の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an example of the blue semiconductor light-emitting device using a sapphire substrate.

符号の説明Explanation of symbols

１：GaAs（111）Ａ基板
２：GaNバッファ層
３：ｎ型GaN層
４：InGaN発光層
５：ｐ型GaN層
６：Ni、Auの順に蒸着してなる電極
７：Au-Sn半田
８：Fe-Ni合金の導電性基板
９：AuGeNi合金層、Ni層、Au層からなる積層構造からなる電極 1: GaAs (111) A substrate 2: GaN buffer layer 3: n-type GaN layer 4: InGaN light emitting layer 5: p-type GaN layer 6: Ni and Au deposited in this order 7: Au-Sn solder 8: Fe-Ni alloy conductive substrate 9: electrode having a laminated structure composed of an AuGeNi alloy layer, a Ni layer, and an Au layer

Claims

成長用基板の上に成長した発光層を含む窒化ガリウム系半導体層からなる積層の表面に電極を形成し、
該電極と導電性基板とを、導電性接着剤を用いて接着し、
接着した後に、前記成長用基板を除去し、
除去した後に前記積層の前記表面の反対側の反対面に別の電極を形成して製造し
ており、
前記導電性接着剤の融点は前記別の電極を作成する温度よりも高く、
前記導電性接着剤が金-スズ半田または鉛-スズ半田である、半導体発光素子の製造方法。 An electrode is formed on the surface of the laminate composed of a gallium nitride based semiconductor layer including a light emitting layer grown on a growth substrate,
Bonding the electrode and the conductive substrate using a conductive adhesive,
After bonding, the growth substrate is removed,
After removing and forming another electrode on the opposite surface of the laminate opposite the surface,
The melting point of the conductive adhesive is higher than the temperature for producing the another electrode,
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein the conductive adhesive is gold-tin solder or lead-tin solder.

前記成長用基板がガリウム砒素（GaAs）、インジウム燐（InP）、インジウム砒素（InAs）若しくはガリウム燐（GaP）からなる立方晶（111）基板であって、窒化ガリウム系半導体層が六方晶である、請求項１に記載された半導体発光素子の製造方法。 The growth substrate is a cubic (111) substrate made of gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), indium arsenide (InAs), or gallium phosphide (GaP), and the gallium nitride based semiconductor layer is hexagonal. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1.

前記導電性基板が鉄-ニッケル（Fe-Ni）合金または銅-タングステン（Cu-W）合金である、請求項１または請求項２に記載された半導体発光素子の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the conductive substrate is an iron-nickel (Fe—Ni) alloy or a copper-tungsten (Cu—W) alloy.

前記別の電極を作成する温度は摂氏２００度以下である、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された半導体発光素子の製造方法。 4. The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein a temperature at which the another electrode is formed is 200 degrees Celsius or less. 5.

前記成長用基板の除去はエッチャントを用いたエッチングで行われる、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された半導体発光素子の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the growth substrate is removed by etching using an etchant.