半導體發(fā)光裝置及其制造方法
【專利說明】半導體發(fā)光裝置及其制造方法
[0001][相關申請案]
[0002]本申請案享有以日本專利申請2014-51255號(申請日:2014年3月14日)作為基礎申請案的優(yōu)先權(quán)。本申請案是通過參照該基礎申請案而包含基礎申請案的所有內(nèi)容。
技術領域
[0003]實施形態(tài)涉及一種半導體發(fā)光裝置及其制造方法。
【背景技術】
[0004]在發(fā)光二極管等半導體發(fā)光裝置的制造過程中，有在去除了結(jié)晶成長基板的表面形成電極的情況。例如，在使氮化物半導體結(jié)晶成長的情況下，在與結(jié)晶成長基板接觸之部分設置高電阻的緩沖層的情況較多。因此，必須在去除該緩沖層后進行電極形成。然而，氮化物半導體的蝕刻需要長時間，會導致半導體發(fā)光裝置的制造效率降低。而且，氮化物半導體的蝕刻使用的是氯氣，有因其污染而導致電極變質(zhì)或接觸電阻增大的擔憂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]實施形態(tài)提供一種可簡化制造步驟且可靠性較高的半導體發(fā)光裝置及其制造方法。
[0006]實施形態(tài)的半導體發(fā)光裝置具備:第I導電型的第I半導體層；第2導電型的第2半導體層；發(fā)光層，設置在所述第I半導體層與所述第2半導體層之間；氮化物半導體層，設置在所述第I半導體層的與所述發(fā)光層相反側(cè)，電阻比所述第I半導體層更高，且具有連通于所述第I半導體層的凹槽部；以及導電層，在所述凹槽部與所述第I半導體層相接。
【附圖說明】
[0007]圖1是例示第I實施形態(tài)的半導體發(fā)光裝置的模式截面圖。
[0008]圖2(a)?(C)是例示第I實施形態(tài)的半導體發(fā)光裝置的制造過程的模式截面圖。
[0009]圖3(a)?(C)是例示繼圖2后的制造過程的模式截面圖。
[0010]圖4(a)及(b)是例示繼圖3后的制造過程的模式截面圖。
[0011]圖5是例示第I實施形態(tài)的變化例的半導體發(fā)光裝置的模式截面圖。
[0012]圖6(a)?(C)是例示第2實施形態(tài)的半導體發(fā)光裝置的制造過程的模式截面圖。
[0013]圖7(a)及(b)是例示繼圖6后的制造過程的模式截面圖。
[0014]圖8(a)及(b)是例示繼圖7后的制造過程的模式截面圖。
[0015]圖9是例示繼圖8后的制造過程的模式截面圖。
【具體實施方式】
[0016]以下，一面參照圖式一面對實施形態(tài)進行說明。對圖式中的同一部分，標注同一編號并適當省略其詳細說明，對不同部分進行說明。再者，圖式是模式性或概念性圖式，各部分的厚度與寬度之關系、部分間的大小的比率等未必與現(xiàn)實情況相同。而且，即便在表示相同部分的情況下，也有根據(jù)圖式而相互的尺寸或比率不同地表示的情況。
[0017][第I實施形態(tài)]
[0018]圖1是例示第I實施形態(tài)的半導體發(fā)光裝置I的模式截面圖。半導體發(fā)光裝置I例如為以氮化物半導體為材料的發(fā)光二極管(Light Emitting D1de:LED)。
[0019]半導體發(fā)光裝置I具備第I導電型的第I半導體層(以下，稱為η型半導體層10)、第2導電型的第2半導體層(以下，稱為P型半導體層20)、及發(fā)光層30。發(fā)光層30是設置在η型半導體層10與P型半導體層20之間。
[0020]η型半導體層10例如為η型氮化鎵層(GaN層)，且包含作為η型雜質(zhì)的硅(Si)。P型半導體層20例如為P型GaN層，且包含作為P型雜質(zhì)的鎂(Mg)。發(fā)光層30至少具有I個量子井，且放射例如波長450納米(nm)的藍色光。
[0021]此處，將第I導電型設為η型、將第2導電型設為P型而進行說明，但實施形態(tài)并不限定于此。也可將第I導電型設為P型，將第2導電型設為η型。
[0022]如圖1所示，半導體發(fā)光裝置I進而具備氮化物半導體層40。氮化物半導體層40是設置在η型半導體層10的與發(fā)光層30相反側(cè)，包含第I層43、及第2層45。氮化物半導體層40的電阻比η型半導體層10更高，且具有連通于η型半導體層10的凹槽部40a。
[0023]第I層43例如為未摻雜的GaN層。此處，所謂未摻雜，是指未有意地摻入雜質(zhì)，例如也可包含在GaN層的成長過程中不可避免地被導入的雜質(zhì)。未摻雜的GaN層的電阻例如比摻入有η型雜質(zhì)的η型GaN層更高。
[0024]第2層45例如為氮化鋁層(AlN層)。AlN為絕緣體，第2層45為絕緣層。而且，第2層45也可在與第I層43相接之側(cè)包含AlGaN層。例如，存在將第I層43及第2層45一并稱為緩沖層的情況。
[0025]凹槽部40a例如設置成溝槽狀，且將氮化物半導體層40分斷成多個部分。而且，凹槽部40a也可為貫通氮化物半導體層40的多個貫通孔。
[0026]進而，半導體發(fā)光裝置I具備與η型半導體層10相接的導電層60。
[0027]如圖1所示，導電層60覆蓋氮化物半導體層40，且在凹槽部40a與η型半導體層10相接。半導體發(fā)光裝置I進而具備選擇性地設置在導電層60上的η側(cè)焊墊電極70。
[0028]再者，在本說明書中，所謂“覆蓋”，并不限定于“覆蓋者”直接與“被覆蓋者”接觸的情況，也包含介隔其他構(gòu)成要素而覆蓋的情況。
[0029]導電層60例如為使從發(fā)光層30放射的光透過的透明膜。導電層60例如為ITOdndium Tin Oxide,氧化銦錫)等金屬氧化膜。η側(cè)焊墊電極70例如具有積層鈦膜(Ti膜)、及招(Al)膜而成的構(gòu)造，且用于金屬線的粘結(jié)墊(bonding pad)中。
[0030]半導體發(fā)光裝置I進而具備設置在P型半導體層20的與發(fā)光層30相反側(cè)的基板50。如圖1所示，基板50是介隔接合層55而連接于P型半導體層20。
[0031]接合層55例如包含接觸部51及粘結(jié)(bonding)部53。接觸部51是與p型半導體層20接觸而形成歐姆接觸。粘結(jié)部53將基板50與P型半導體層20接合。接觸部51優(yōu)選的是以包含銀(Ag)且反射發(fā)光層30的光的方式形成。粘結(jié)部53例如為金錫合金(AuSn合金)。也可在接觸部51與粘結(jié)部53之間設置障壁金屬。
[0032]基板50例如使用具有導電性的硅基板。在基板50的與和接合層55接觸的面50a相反側(cè)的背面50b側(cè)設置有背面電極80。背面電極80例如使用金鍺合金(AuGe合金)。
[0033]半導體發(fā)光裝置I例如是通過對η側(cè)焊墊電極70與背面電極80之間施加順向電壓使電流流動而使發(fā)光層30發(fā)光。而且，半導體發(fā)光裝置I是將該光向外部放射。
[0034]其次，參照圖2?圖4，說明第I實施形態(tài)的半導體發(fā)光裝置I的制造方法。圖2(a)?圖4(b)是例示第I實施形態(tài)的半導體發(fā)光裝置I的制造過程的模式截面圖。
[0035]準備基板100，在其表面形成凸部110。例如，選擇性地對基板100進行蝕刻，形成溝槽120。凸部110是形成在溝槽120之間?；?00例如為以(111)面為主面的硅基板。溝槽120例如是通過使用干式蝕刻法選擇性地對(111)面進行蝕刻而形成。
[0036]如圖2(a)所示，在凸部110上形成絕緣膜101。絕緣膜101例如為氧化硅膜?？梢越^緣膜101為蝕刻掩膜而選擇性地對基板100進行蝕刻，也可在形成溝槽120后，在凸部110上選擇性地形成絕緣膜101。而且，溝槽120是以其底面10a成為(111)面的方式進行蝕刻。
[0037]其次，如圖2(b)所示，在溝槽120的內(nèi)部(換言之，凸部110的周圍)，選擇性地形成氮化物半導體層40。氮化物半導體層40例如可使用MOCVD (Metal Organic ChemicalVapor Deposit1n,金屬有機化學氣相沉積)法形成。
[0038]氮化物半導體層40中的第2層45是直接形成在硅的(111)面上。第2層45使由GaN與硅之間的晶格失配引起的應變緩和。第2層45例如使用AlN層。進而，第2層45也可包含形成在AlN層上的A