JP6204131B2 - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
実施例1である発光素子10の製造方法について、以下に詳細に説明する。図2(a)−(e)は、実施例1の発光素子10の各製造工程を示す断面図である。
まず、MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いて結晶成長を行い、半導体構造層17を形成する。具体的には、サファイア基板等の成長基板37をMOCVD装置に投入し、サーマルクリーニング後、第1の半導体層11、活性層13、及び第2の半導体層15を順に成膜する。
[支持体の形成及び支持体との接着]
まず、Si等の支持基板31の一方の面に例えばSiO2またはSiNからなる絶縁層33を形成して支持体30を形成する。その後、支持体30の絶縁層33上に発光素子構造体20との接合層としてAuからなる接合層35A及び35Bを形成する。接合層35A及び35Bの形成には、例えば、抵抗加熱及びEB蒸着法、スパッタ法などから適当な手法を用いることが出来る。
素子構造体20と支持体30とを接合した後、成長基板37を除去する。成長基板37の除去により第1の半導体層11の表面11Sが露出し、光取り出し面となる。成長基板37の除去は、レーザリフトオフ法を用いて行った。なお、成長基板37の除去は、レーザリフトオフに限らず、ウエットエッチングドライエッチング、機械研磨法、化学機械研磨(CMP)もしくはそれらのうち少なくとも1つの方法を含む組合せにより行ってもよい。
成長基板37の除去後、低抵抗領域11Aを形成する。低抵抗領域11Aは、第1の半導体層11に、例えばメタルマスクを用いたイオン注入法を用いて不純物(Si)ドーピングを行うことにより形成する。イオン注入法を用いることで、半導体構造層17の結晶性を低下させずに、第1の半導体層の所望の領域に所望量(例えば、通常の半導体層成長工程でドーピングできる量の10倍程度まで)の不純物をドーピングすることが可能である。イオン注入においては、n電極25が第1の半導体層11に接する領域に不純物がドーピングされるように、すなわちn電極25に接して低抵抗領域11Aが形成されるように加速電圧を調整する。より詳細には、加速電圧の調整によって、前述のようにn電極25に接する深さd1から第1の半導体層11の表面11Sから所定の深さd2(図2(e))までの領域を低抵抗領域11Aとすることができる。また、イオン注入によって低抵抗領域11Aを形成した後に、アニール処理を行い注入された不純物であるSiを活性化させ、低抵抗領域11Aの抵抗をさらに低下させることができる。
11 第1の半導体層
11A 低抵抗領域
11S 表面
13 活性層
15 第2の半導体層
17 半導体構造層
17G 溝
19 p電極
21 キャップ層
23、33 絶縁層
23A、23B 開口部
25 n電極
27 p給電電極
29 n給電電極
30 支持体
31 支持基板
35 接合層
37 成長基板
39 絶縁膜
41 低抵抗領域
41A 第1の低抵抗領域
41B 第2の低抵抗領域
Claims (6)
- 第1の半導体層、活性層及び前記第1の半導体層とは反対導電型の第2の半導体層が順次積層された半導体構造層を有し、前記第1の半導体層の表面を光取り出し面とする発光素子であって、
前記第2の半導体層側から前記第2の半導体層及び前記活性層を貫通し、前記第1の半導体層内に達する溝と、
前記溝から露出している前記第2の半導体層及び前記活性層を覆う絶縁層と、
前記溝の底部から露出している前記第1の半導体層に接して形成された第1のオーミック電極と、
前記第2の半導体層の表面に形成されている第2のオーミック電極と、を有し、
前記第1の半導体層は、前記第1のオーミック電極に接して前記第1の半導体層内に部分的に形成され、かつ前記第1の半導体層の他の部分よりも電気抵抗率の低い第1の低抵抗領域を含み、前記第1の低抵抗領域は、前記第1の半導体層に平行な面内において前記第1のオーミック電極の前記第1の半導体層に露出した表面よりも広い領域に形成されていることを特徴とする発光素子。 - 第1の半導体層、活性層及び前記第1の半導体層とは反対導電型の第2の半導体層が順次積層された半導体構造層を有し、前記第1の半導体層の表面を光取り出し面とする発光素子であって、
前記第2の半導体層側から前記第2の半導体層及び前記活性層を貫通し、前記第1の半導体層内に達する溝と、
前記溝から露出している前記第2の半導体層及び前記活性層を覆う絶縁層と、
前記溝の底部から露出している前記第1の半導体層に接して形成された第1のオーミック電極と、
前記第2の半導体層の表面に形成されている第2のオーミック電極と、を有し、
前記第1の半導体層は、前記第1のオーミック電極に接して前記第1の半導体層内に部分的に形成され、かつ前記第1の半導体層の他の部分よりも電気抵抗率の低い第1の低抵抗領域を含み、前記第1の低抵抗領域は、前記第1の半導体層の表面に達していることを特徴とする発光素子。 - 第1の半導体層、活性層及び前記第1の半導体層とは反対導電型の第2の半導体層が順次積層された半導体構造層を有し、前記第1の半導体層の表面を光取り出し面とする発光素子であって、
前記第2の半導体層側から前記第2の半導体層及び前記活性層を貫通し、前記第1の半導体層内に達する溝と、
前記溝から露出している前記第2の半導体層及び前記活性層を覆う絶縁層と、
前記溝の底部から露出している前記第1の半導体層に接して形成された第1のオーミック電極と、
前記第2の半導体層の表面に形成されている第2のオーミック電極と、を有し、
前記第1の半導体層は、前記第1のオーミック電極に接して前記第1の半導体層内に部分的に形成され、かつ前記第1の半導体層の他の部分よりも電気抵抗率の低い第1の低抵抗領域を含み、
前記第1の半導体層は、前記第1の低抵抗領域よりも前記第1の半導体層の前記表面側に、かつ前記第1の低抵抗領域に接して形成され、前記第1の半導体層に平行な面内において前記第1の低抵抗領域よりも広い領域に形成されており、かつ前記第1の半導体層のうち前記第1の低抵抗領域を除く部分よりも低い電気抵抗を有する第2の低抵抗領域を含むことを特徴とする発光素子。 - 前記第1の低抵抗領域は、前記第1の半導体層の表面に達しない深さまで形成されていることを特徴とする請求項1または3に記載の発光素子。
- 第1の基板上に、第1の半導体層、活性層及び前記第1の半導体層とは反対導電型の第2の半導体層が順次積層された半導体構造層を形成するステップと、
前記第2の半導体層から前記第2の半導体層及び前記活性層を貫通して前記第1の半導体層内に達する溝を形成するステップと、
前記溝から露出している前記第2の半導体層及び前記活性層を覆う絶縁層を形成するステップと、
前記溝の底部において前記絶縁層に前記第1の半導体層を露出させる開口部を形成し、前記開口部に前記第1の半導体層に接続された第1のオーミック電極を形成するステップと、
前記第2の半導体層上に第2のオーミック電極を形成する工程と、
前記第1の半導体層にイオン注入を行って前記第1の半導体層内の前記第1のオーミック電極に接する領域に前記第1の半導体層の他の部分よりも電気抵抗率の低い低抵抗領域を形成するステップと、を含み、
前記低抵抗領域を、前記第1の半導体層に平行な面内において前記第1のオーミック電極の前記第1の半導体層に露出した表面よりも広い領域に形成することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 第1の基板上に、第1の半導体層、活性層及び前記第1の半導体層とは反対導電型の第2の半導体層が順次積層された半導体構造層を形成するステップと、
前記第2の半導体層から前記第2の半導体層及び前記活性層を貫通して前記第1の半導体層内に達する溝を形成するステップと、
前記溝から露出している前記第2の半導体層及び前記活性層を覆う絶縁層を形成するステップと、
前記溝の底部において前記絶縁層に前記第1の半導体層を露出させる開口部を形成し、前記開口部に前記第1の半導体層に接続された第1のオーミック電極を形成するステップと、
前記第2の半導体層上に第2のオーミック電極を形成する工程と、
前記第1の半導体層にイオン注入を行って前記第1の半導体層内の前記第1のオーミック電極に接する領域に前記第1の半導体層の他の部分よりも電気抵抗率の低い低抵抗領域を形成するステップと、を含み、
前記低抵抗領域を、前記第1の半導体層の表面に達せしめることを特徴とする発光素子の製造方法。
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