JP5098482B2 - 発光装置の製造方法及び発光装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光装置の模式的な斜視図を示す。また、図2は、第1の実施の形態に係る発光装置の模式的な縦断面図を示す。
第1の実施の形態に係る発光装置1は、図1に示すように、(0001)面を有するサファイア基板10と、サファイア基板10の上に設けられる第2導電型の第2半導体層としてのn型GaN層20と、n型GaN層20の上に設けられる発光層22と、発光層22の上に設けられる第2導電型とは異なる第1導電型の第1半導体層としてのp型GaN層24とを有する半導体積層構造を備える。
図3(a)は、エピタキシャル成長基板の縦断面図を示す。また、図3(b)は、エピタキシャル成長基板の上に電極を形成した後の縦断面図を示す。そして、図3(c)は、p型用電極とn型用電極とを形成した後の縦断面図を示す。更に、図3(d)は、部分導通部を形成した後の縦断面図を示す。
まず、p型用電極40及びn型用電極42に所定の電力を供給すると、電流は、n型用電極42から部分導通部26を通り、部分導通部26からn型GaN層20を介して発光層22に供給される。そして、発光層22は、供給された電流に応じて所定の波長範囲の光を発する。発光層22が発した光は、サファイア基板10を伝播して発光装置1の外部に放射される。
本実施形態に係る発光装置1は、p型GaN層24の上にp型用電極40とn型用電極42とを同時に形成して、p型用電極40とn型用電極42との間に所定の電圧を印加することにより、n型用電極42の下方のp型GaN層24からn型GaN層20の一部の領域に含まれるpn接合を破壊することができる。これにより、n型用電極42の下方のp型GaN層24からn型GaN層20の一部の領域までを電気的に双方向に導通させることができる。したがって、従来の発光装置の製造方法では必須であったp型GaN層24からn型GaN層20の一部までエッチングをする工程と、p型用電極とn型用電極とを別個に形成する工程とを省略することができ、発光装置1の製造工程を大幅に簡易化できる。よって、発光装置1の製造コストの低下、及びスループットの向上を図ることができる。
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る発光装置の製造工程の途中における電極付基板の一部の上面図を示す。
本実施形態に係る電極付基板3は、p型GaN面25の上に外周電極44と、外周電極44の内側にp型用電極40とn型用電極42とを1組としたユニット電極48を複数備える。複数のユニット電極48は、例えば、外周電極44の内縁である外周電極内縁402の形状に沿って、所定の間隔をおいて形成される。例えば、複数のユニット電極48は、p型GaN面25の上にマトリックス状に形成される。
外周電極44は、ユニット電極48が有するp型用電極40及びn型用電極42と同一の材料で形成される。すなわち、複数のユニット電極48及び外周電極44は、フォトリソグラフィー技術と、真空蒸着技術又はスパッタリング法とを用いて、エピタキシャル成長基板2の上の全面に同時に形成される(電極形成工程)。
本実施形態に係る発光装置1の製造方法によれば、エピタキシャル成長基板2に複数のユニット電極及び外周電極44を同一の工程で同時に形成できる。そして、複数のn型用電極42のそれぞれと外周電極44との間に所定の電圧を印加することにより、複数のn型用電極42のそれぞれの下方に位置するp型GaN層24からn型GaN層20の一部の領域までを電気的に双方向に導通させることができる。これにより、従来の発光装置の製造方法では必須であったp型GaN層24からn型GaN層20の一部までエッチングする工程と、p型用電極とn型用電極とを別個に形成する工程とを省略することができ、発光装置1の製造工程を大幅に簡易化できる。これにより、従来の発光装置の製造方法に比べて、歩留りの向上、並びに製造時間及び製造コストの大幅な低減を実現できる。
電極付基板4は、サファイア基板10と、サファイア基板10の上に設けられたバッファ層と、バッファ層の上に設けられたn型GaN層20と、n型GaN層20の上に設けられた発光層22と、発光層22の上に設けられたp型GaN層24と、p型GaN層24の上に設けられたコンタクト層と、コンタクト層の上に設けられた電極とをこの順に形成して得られた。
図6は、円電極と外周電極との間に0から10Vの電圧を印加したときのIV曲線を示す。
図9は、部分導通部を形成した後に円電極とリング電極との間に電圧を印加したときのIV曲線を示す。
図11は、円電極とリング電極との間に−10Vから10Vの電圧を印加したときのIV曲線を示す。
2 エピタキシャル成長基板
3、4 電極付基板
10 サファイア基板
20 n型GaN層
22 発光層
24 p型GaN層
25 p型GaN面
26 部分導通部
40 p型用電極
41 リング電極
42 n型用電極
43 円電極
44、45 外周電極
46 電極
48 ユニット電極
50、52 プローブ
300 基板外縁
400 外周電極外縁
402 外周電極内縁
Claims (4)
- 第1導電型の第1半導体層と、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2半導体層と、を有し、前記第1半導体層と前記第2半導体層に順方向の電圧を印加することにより発光する発光装置の製造方法であって、
前記第1半導体層の上に、第1電極と、前記第1電極と離隔した第2電極と、を形成する電極形成工程と、
前記電極形成工程においてそれぞれ形成された前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加して、前記第2電極と前記第2半導体層とを電気的に双方向に導通可能な状態とする電圧印加工程と、を備え、
前記第1導電型はp型であり、前記第2導電型はn型であり、
前記電圧印加工程は、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加して、前記第1半導体層と前記第2半導体層との間のpn接合の一部を破壊することにより、前記第2電極と前記第2半導体層とを電気的に双方向に導通可能な状態とし、
前記電極形成工程は、前記第1電極の面積よりも前記第2電極の面積が小さくなるべく、前記第1電極及び前記第2電極を、同一の材料で同時に形成し、
前記第1半導体層及び前記第2半導体層は、III族窒化物化合物半導体によって形成されることを特徴とする発光装置の製造方法。 - 前記電極形成工程は、平面状の前記第1半導体層の上に前記第1電極と前記第2電極を形成し、それによって前記第1電極と前記第2電極を離隔する前記第1半導体層の上面を平面にする請求項1記載の発光装置の製造方法。
- 第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層が上に設けられ、前記第1導電型とは異なる第2導電型の第2半導体層と、
前記第1半導体層の上に設けられる第1電極と、
前記第1半導体層の上に前記第1電極とは別個に設けられる第2電極と、
前記第2電極の下方に形成され、前記第2電極と前記第2半導体層とを電気的に双方向に導通させる部分導通部と、を備え、
前記部分導通部は、異なる導電型の半導体層の破壊された接合部を有し、
前記第1電極の面積よりも前記第2電極の面積が小さく、
前記第1電極を形成する材料と前記第2電極を形成する材料とが同一であり、
前記第1半導体層及び前記第2半導体層は、III族窒化物化合物半導体によって形成されることを特徴とする発光装置。 - 前記第1半導体層は、前記第1電極と前記第2電極を離隔する上面が平面である請求項3に記載の発光装置。
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