專(zhuān)利名稱(chēng)：氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件及其制造方法，尤其是涉及在 注入高電流密度的電流且連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下也具有高可靠性的氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光二極管元件及該氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法。
背景技術(shù)：
例如，在特許第3786898號(hào)公報(bào)中，公示有用于光顯示裝置、信號(hào)機(jī)、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、通信裝置、照明裝置及醫(yī)療設(shè)備等各種用途的氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光二極管元件(例如，參照特許第3786898號(hào)公報(bào)的圖1及段落
等)。
如圖14所示，該特許第3786898號(hào)公報(bào)中記載的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極 管元件具有如下結(jié)構(gòu)，即在藍(lán)寶石絕緣襯底110上按順序?qū)盈B有GaN緩沖層 111、 n+型GaN接觸層112、 n型AlGaN覆層113、具有多量子阱(MQW) 的InGaN發(fā)光層114、p型AlGaN覆層115、p型GaN接觸層116及n+型InGaN 反向隧道層120的結(jié)構(gòu)。
而且，以與n+型InGaN反向隧道層120的表面相接的方式形成的p側(cè)歐 姆電極117及以與n+型GaN接觸層112的表面相接的方式形成的n側(cè)歐姆電 極119分別使用氧化銦錫(Indium Tin Oxide; ITO )。
在特許第3786898號(hào)公報(bào)所記載的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，用 由ITO構(gòu)成的p側(cè)歐姆電極117實(shí)現(xiàn)和n+型InGaN反向隧道層120的歐姆接 觸，由此，與由目前用于p側(cè)歐姆電極的厚度5 10nrn左右的Ni或Pd等構(gòu) 成的半透明金屬電極相比，能夠確保高穿透率，并且，光取出效率提高，結(jié) 果是帶來(lái)發(fā)光效率的提高。
如上述特許第3786898號(hào)公報(bào)記載的那樣，由ITO構(gòu)成的p側(cè)歐姆電極， 不僅與n型氮化物半導(dǎo)體層，而且與p型氮化物半導(dǎo)體層也能夠?qū)崿F(xiàn)歐姆接 觸，并且，可見(jiàn)光的穿透率也提高，因此，作為氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元 件的電極是有用的。
但是，在向使用了由ITO構(gòu)成的p側(cè)歐姆電極的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件注入高電流密度的電流并使其連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下，存在由ITO構(gòu)成的
p側(cè)歐姆電極黑色化的問(wèn)題。
通過(guò)以高電流密度注入電流并驅(qū)動(dòng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，能夠 增加單位發(fā)光面積的光量，其結(jié)果是能夠?qū)⒌锇雽?dǎo)體發(fā)光二極管元件小 型化。另外，也能夠降低氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的單價(jià)。
因此，期待如下的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件及該氮化物半導(dǎo)體發(fā)光 二極管元件的制造方法，即使在注入高電流密度的電流并進(jìn)行連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情 況下，也具有高可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元 件及該氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法，即使在注入高電流密度的 電流并連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下，也具有高可靠性。
本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，包含n型氮化物半導(dǎo)體層、p 型氮化物半導(dǎo)體層、設(shè)置于n型氮化物半導(dǎo)體層和p型氮化物半導(dǎo)體層之間 的氮化物半導(dǎo)體有源層，在p型氮化物半導(dǎo)體層的與氮化物半導(dǎo)體有源層的 設(shè)置側(cè)相反的一側(cè)的表面上具有含有氧化銦錫的第一透明電極層、含有氧 化錫的第二透明電極層。
在此，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，優(yōu)選第一透明電極 層設(shè)置為比第二透明電極層更靠近p型氮化物半導(dǎo)體層側(cè)。
另外，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，優(yōu)選第一透明電極 層的厚度為40nm以下。
另外，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，優(yōu)選第二透明電極 層含有銻。
另外，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，優(yōu)選第二透明電極 層含有氟。
另外，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，優(yōu)選第二透明電極 層的厚度比第一透明電極層的厚度厚。
另外，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法，制造上述任 一項(xiàng)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其包括在200。C以上的環(huán)境中形成第一 透明電極層的工序。另外，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法優(yōu)選包括在
3 00 °C以上的環(huán)境中形成第二透明電極層的工序。
另外，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法優(yōu)選包括在形
成了第 一透明電極層之后，將第一透明電極層在300°C以上的氧氣環(huán)境中進(jìn)行 熱處理的工序。
另外，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法中，優(yōu)選包 括在所述熱處理之后，將第一透明電極層在300。C以上的氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)一步進(jìn) 行熱處理的工序。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件及該氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光二極管元件的制造方法，即使在注入高電流密度的電流且連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情 況下，也具有高可靠性。
該發(fā)明的上述及其它的目的、特征、狀況及優(yōu)點(diǎn)，從和附圖有關(guān)而理解 的與該發(fā)明相關(guān)的以下的詳細(xì)說(shuō)明中可以明了 。


圖1是本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的一例的示意剖面圖2是本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的另 一例的示意剖面圖3是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖4是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖5是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖6是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖7是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖8是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖9是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的一部分的示意剖面圖；圖10是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的 一例的
制造工序的一部分的示意剖面圖11是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖12是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的 一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖13是圖解本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法的 一例的 制造工序的 一部分的示意剖面圖14是現(xiàn)有的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的示意剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，在本發(fā)明的附圖中，同一 附圖標(biāo)記表示同 一部分或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 圖1表示本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件之一例的示意剖面圖。 圖1所示的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件具有襯底1、形成于襯底1上的n 型氮化物半導(dǎo)體層2、形成于n型氮化物半導(dǎo)體層2上的氮化物半導(dǎo)體有源層 3、形成于氮化物半導(dǎo)體有源層3上的p型氮化物半導(dǎo)體層4、形成于p型氮 化物半導(dǎo)體層4上的第 一透明電極層5 、形成于第 一透明電極層5上的第二透 明電極層6。
另外，在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的n型氮化物半導(dǎo)體層2的表面 上形成有n側(cè)焊盤(pán)電極7，在第二透明電極層6的表面上形成有p側(cè)焊盤(pán)電極 8。
在此，作為襯底1可以使用例如目前公知的藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底或 氮化鎵襯底等。
另夕卜，作為n型氮化物半導(dǎo)體層2，例如可以使用目前公知的n型氮化物 半導(dǎo)體，例如，可以4吏用在以AlxlInylGazlN(0《xl《l、 0<yl<l、 0《zl《l、 xl+yl+zl - 0 )式表示的氮化物半導(dǎo)體晶體中摻雜n型雜質(zhì)而形成的層的單層 或多層等。另外，在上述式子中，Al表示鋁，In表示銦，Ga表示鎵，xl表 示A1的組成比，yl表示In的組成比，z表示Ga的組成比。另夕卜，作為n 型雜質(zhì)，可以使用例如硅及/或鍺等。
另外，作為氮化物半導(dǎo)體有源層3可以使用例如目前公知的氮化物半體，例如，可以使用以Alx2lny2Gaz2N( (Kx2《l、0《y2《l、0《z2《1、 x2+y2+z2 # 0 )式表示的非摻雜的氮化物半導(dǎo)體晶體或在用該式表示的氮化物半導(dǎo)體晶 體中摻雜p型雜質(zhì)及n型雜質(zhì)中的至少一種而形成的層的單層或多層等。另 外，在上述式子中，Al表示鋁，In表示銦，Ga表示鎵，x2表示Al的組成比， y2表示In的組成比，z2表示Ga的組成比。另外，氮化物半導(dǎo)體有源層3也 可以構(gòu)成為具有目前公知的單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)或多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。
另外，作為p型氮化物半導(dǎo)體層4，例如可以使用目前公知的p型氮化物 半導(dǎo)體，例如，可以使用在以Alx3Iny3Gaz3N (0《x3<l、0<y3《l、0《z3<l、 x3+y3+z3 - 0 )式表示的氮化物半導(dǎo)體晶體中摻雜p型雜質(zhì)而形成的層的單層 或多層等。另外，在上述的式中，Al表示鋁，In表示銦，Ga表示鎵，x3表 示A1的組成比，y3表示In的組成比，z3表示Ga的組成比。另夕卜，作為p 型雜質(zhì)，可以使用例如鎂及/或鋅等。
另夕卜，作為第一透明電極層5，使用含有氧化銦錫(Indium Tin Oxide; ITO ) 的透明電極層。作為第一透明電極層5使用含有ITO的透明電極層，由此， 能夠減小第一透明電極層5和p型氮化物半導(dǎo)體層4的接觸電阻。
另外，在提高氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的可靠性及發(fā)光效率方面， 第一透明電極層5的厚度hl優(yōu)選為40nm以下。另外，第一透明電極層5的 厚度hl的下限沒(méi)有特別限定，可以設(shè)定為例如5nm (即，將第一透明電極層 5的厚度hl設(shè)定為5nm以上)。另外，在第一透明電極層5和p型氮化物半 導(dǎo)體層4之間，也可以形成能夠與p型氮化物半導(dǎo)體層4形成隧道結(jié)的n型 氮化物半導(dǎo)體層。
另外，作為第二透明電極層6可以使用含有氧化錫的透明電極層。這是 因?yàn)楸景l(fā)明者發(fā)現(xiàn)氧化錫具有比ITO更優(yōu)異的熱穩(wěn)定性及從氮化物半導(dǎo)體層 3發(fā)出的光的透過(guò)性。另外，這也是因?yàn)楸景l(fā)明者發(fā)現(xiàn)，用含有ITO的第一 透明電極5確保與p型氮化物半導(dǎo)體層4的歐姆接觸，同時(shí)用含有氧化錫的 第二透明電極層6提高熱穩(wěn)定性及光透過(guò)性，由此，即使在向氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光二極管元件注入高電流密度的電流并連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn) 有的專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的僅由ITO構(gòu)成的p側(cè)歐姆電極因發(fā)熱而導(dǎo)致的黑色 化等問(wèn)題，能夠得到高可靠性，并且，也能夠提高發(fā)光效率。
在此，含有氧化錫的第二透明電極層6優(yōu)選還含有銻及氟中的至少一種。 含有氧化錫的第二透明電極層6在含有銻、氟或這兩種都含有時(shí)，存在如下傾向，即能夠進(jìn)一步減小第二透明電極層6的電阻率，且能夠進(jìn)一步提高氮 化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的功率效率。
另夕卜，第二透明電極層6的厚度h2優(yōu)選為比第一透明電極層5的厚度hl 厚。通過(guò)使第二透明電極層6的厚度h2比第一透明電極層5的厚度hl厚， 從而能夠提高在p型氮化物半導(dǎo)體層4的表面上形成的p側(cè)歐姆電極(第一 透明電極層5和第二透明電極層6的層疊體)中的含有氧化錫的第二透明電 極層6的含有率，因此，存在如下傾向，即能夠進(jìn)一步提高在向氮化物半導(dǎo) 體發(fā)光二極管元件注入高電流密度的電流并連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下的可靠性，并 且也能夠進(jìn)一步提高發(fā)光效率。
另外，從上述觀點(diǎn)看，第二透明電極層6中銻的含有量?jī)?yōu)選為第二透明 電極層6整體的1 x 10-2質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1 x 10_1質(zhì)量％以上。
另外，從上述觀點(diǎn)看，第二透明電極層6中氟的含有量?jī)?yōu)選為第二透明 電極層6整體的1 x 10-2質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1 x 1(^質(zhì)量。/。以上。
另外，作為n側(cè)焊盤(pán)電極7及p側(cè)焊盤(pán)電極8，例如，可以使用目前分別 用于氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的n側(cè)焊盤(pán)電極及p側(cè)焊盤(pán)電極的金屬等。
下面，對(duì)圖1所示構(gòu)成的本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造 方法的一例進(jìn)行-說(shuō)明。
首先，在襯底1的表面上，利用例如目前公知的MOCVD ( Metal Organic Chemical Vapor Deposition:金屬有機(jī)化合物氣相沉積)法，使n型氮化物半 導(dǎo)體層2、氮化物半導(dǎo)體有源層3及p型氮化物半導(dǎo)體層4按該順序結(jié)晶生長(zhǎng)。
接著，在p型氮化物半導(dǎo)體層4的表面上，利用例如目前公知的EB (Electron Beam:電子束)蒸鍍法等形成含有ITO的第一透明電極層5。
接著，在第一透明電極層5的表面上，利用例如目前公知的EB蒸鍍法等 形成含有氧化錫的第二透明電極層6。
之后，從第二透明電極層6側(cè)，對(duì)在第二透明電極層6的表面上形成了 p 側(cè)焊盤(pán)電極8之后的晶片的一部分進(jìn)行蝕刻，直到露出n型氮化物半導(dǎo)體層2 的表面。
通過(guò)將在利用該蝕刻而露出n型氮化物半導(dǎo)體層2的表面上形成了 n側(cè) 焊盤(pán)電極7后的晶片分割成多個(gè)，由此，能夠形成本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā) 光二^l管元件。
在此，在上述情況下，含有ITO的第一透明電才及層5優(yōu)選在200。C以上的環(huán)境中形成。在200。C以上的環(huán)境中形成了含有ITO的第一透明電極層5 時(shí)，存在如下傾向，即第一透明電極層5相對(duì)于從氮化物半導(dǎo)體有源層3發(fā) 出的光的穿透率進(jìn)一步提高且氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的發(fā)光效率進(jìn)一 步提高。另外，在本發(fā)明中，溫度指的是襯底l的溫度。
另外，上述情況下，含有氧化錫的第二透明電極層6優(yōu)選在30(TC以上的 環(huán)境中形成。在300。C以上的環(huán)境中形成了含有氧化錫的第二透明電極層6 時(shí)，存在如下傾向，即能夠進(jìn)一步降低含有氧化錫的第二透明電極層6的電 阻率，并且，能夠進(jìn)一步提高氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的功率效率。
另外，上述情況下，優(yōu)選在形成第一透明電極層5后，或在形成第一透 明電極層5及第二透明電極層6后，將第一透明電極層5在300。C以上的氧氣 環(huán)境中進(jìn)行熱處理。由此，存在如下傾向，即能夠進(jìn)一步降低含有ITO的第 一透明電極層5和p型氮化物半導(dǎo)體層4的接觸電阻。
另外，優(yōu)選在上述的在氧氣環(huán)境中進(jìn)行熱處理后，將第一透明電極層5 在300。C以上的氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)一步進(jìn)行熱處理。由此，能夠進(jìn)一步降低第一透 明電極層5的電阻率，因此，存在能夠進(jìn)一步提高氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管 元件的功率效率的傾向。
圖2表示本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的另 一例的示意剖面圖。 在圖2所示的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，其特征在于，襯底1使用導(dǎo) 電性襯底，在襯底1的背面形成n側(cè)焊盤(pán)電極7。
通過(guò)形成圖2所示的上下電極構(gòu)造的結(jié)構(gòu)，能夠使本發(fā)明的氮化物半導(dǎo) 體發(fā)光二極管元件小型化。另外，通過(guò)形成這種結(jié)構(gòu)，能夠增加由一張晶片 得到的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的數(shù)量，并且，不需要上述說(shuō)明的使n 型氮化物半導(dǎo)體層3的表面的一部分露出的蝕刻工序，因此，能夠提高氮化 物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造效率。其它的說(shuō)明與上述相同。
如上所述，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，通過(guò)形成將含 有ITO的第一透明電極層5和含有氧化錫的第二透明電極層6的層疊體與p 型氮化物半導(dǎo)體層4相接的p側(cè)歐姆電極，由此，能夠得到如下的氮化物半 導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，即使在注入高電流密度的電流并連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下也 具有高可靠性，并且具有高發(fā)光效率。
(實(shí)施例1 )
首先，準(zhǔn)備圖3的示意剖面圖所示構(gòu)成的藍(lán)寶石襯底11，將藍(lán)寶石襯底11置于MOCVD裝置的反應(yīng)爐內(nèi)。
接著，向該反應(yīng)爐內(nèi)一邊供給氫氣一邊使藍(lán)寶石襯底11的溫度上升到 1050°C，由此，進(jìn)行藍(lán)寶石襯底ll表面(C面)的清洗。
接著，使藍(lán)寶石襯底11的溫度降低至510°C，向反應(yīng)爐內(nèi)供給作為載氣 的氫氣、作為原料氣體的氨氣及TMG (三曱基鎵)，由此，如圖4的示意剖 面圖所示，利用MOCVD法在藍(lán)寶石襯底11的表面(C面)上形成約20nm 厚度的由GaN構(gòu)成的緩沖層41。
接著，使藍(lán)寶石村底11的溫度上升至105(TC，向反應(yīng)爐內(nèi)供給作為載氣 的氫氣、作為原料氣體的氨氣及TMG、作為雜質(zhì)氣體的硅烷，由此，如圖5 的示意剖面圖所示，利用MOCVD法在緩沖層41上形成約6pm厚度的由摻 雜了 Si (硅)的GaN構(gòu)成的n型氮化物半導(dǎo)體基底層12a (載流子濃度1 x 1018/cm3)。
接著，如圖6的示意剖面圖所示，除摻雜Si以使載流子濃度為5 x 1018/cm3 以外，與n型氮化物半導(dǎo)體基底層12a同樣地，利用MOCVD法在n型氮化 物半導(dǎo)體基底層12a上形成0.5pm厚度的由GaN構(gòu)成的n型氮化物半導(dǎo)體接 觸層12b。
由此，形成由n型氮化物半導(dǎo)體基底層12a和n型氮化物半導(dǎo)體接觸層 12b的層疊體構(gòu)成的n型氮化物半導(dǎo)體層12。
接著，將藍(lán)寶石襯底11的溫度降低到700°C，向反應(yīng)爐內(nèi)供給作為載氣 的氮?dú)?、作為原料氣體的氨氣、TMG及TMI (三曱基銦)，由此，如圖7的 示意剖面圖所示，在n型氮化物半導(dǎo)體接觸層12b上，使2.5nm厚度的由 Ino^Gao.85N構(gòu)成的阱層13a和10nm厚度的由GaN構(gòu)成的阻擋層13b,分別 交替地生長(zhǎng)六個(gè)而形成具有多量子阱結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體有源層13。在此， 在形成氮化物半導(dǎo)體有源層13時(shí)，不言而喻在形成由GaN構(gòu)成的阻擋層13b 時(shí)不向反應(yīng)爐內(nèi)供給TMI。
接著，使藍(lán)寶石襯底11的溫度上升至950。C，向反應(yīng)爐內(nèi)供給作為載氣 的氫氣、作為原料氣體的氨氣、TMG及TMA (三曱基鋁)、作為雜質(zhì)氣體的 CP2Mg(二茂4美)，由此，如圖8的示意剖面圖所示，利用MOCVD法，在氮 化物半導(dǎo)體有源層13上，形成約20nrn厚度的由摻雜了 1 x 10,cn^濃度的 Mg的Al。.2。Ga。.8。N構(gòu)成的p型氮化物半導(dǎo)體覆層14a。
接著，將藍(lán)寶石襯底11的溫度保持于95(TC，向反應(yīng)爐內(nèi)供給作為載氣的氫氣、作為原料氣體的氨氣及TMG、作為雜質(zhì)氣體的CP2Mg，由此，如圖 9的示意剖面圖所示，利用MOCVD法，在p型氮化物半導(dǎo)體覆層14a上， 形成80nm厚度的由摻雜了 1 x 10,cn^濃度的Mg的GaN構(gòu)成的p型氮化物 半導(dǎo)體接觸層14b。
由此，形成由p型氮化物半導(dǎo)體覆層14a和p型氮化物半導(dǎo)體接觸層14b 的層疊體構(gòu)成的p型氮化物半導(dǎo)體層14。
接著，將形成p型氮化物半導(dǎo)體層14后的晶片從反應(yīng)爐內(nèi)取出，如圖10 的示意剖面圖所示，在構(gòu)成該晶片的最上層的p型氮化物半導(dǎo)體層14上，通 過(guò)EB蒸鍍法在300。C的氧氣環(huán)境中形成由ITO構(gòu)成的20nm厚度的第一透明 電極層15。
接著，如圖11的示意剖面圖所示，在第一透明電極層15的表面上通過(guò) EB蒸鍍法在550。C下形成由氧化錫構(gòu)成的250nm厚度的第二透明電極層16。
接著，將形成第二透明電極層16后的晶片在60(TC的氧氣環(huán)境中進(jìn)行10 分鐘熱處理，之后，在600。C的氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行1分鐘熱處理，由此，加熱第 一透明電極層15。
接著，在第二透明電極層16的表面上形成以具有開(kāi)口部的方式構(gòu)圖為規(guī) 定形狀的掩模，用RIE (反應(yīng)離子蝕刻)裝置從第二透明電極層16側(cè)進(jìn)行晶 片的蝕刻，如圖12的示意剖面圖所示，使n型氮化物半導(dǎo)體接觸層12b的表 面的一部分露出。
接著，如圖13的示意剖面圖所示，在第二透明電極層16的表面上及n 型氮化物半導(dǎo)體接觸層12b的表面上的規(guī)定位置，分別形成含有Ti和Al的p 側(cè)焊盤(pán)電極18及n側(cè)焊盤(pán)電極17。之后，通過(guò)分割形成n側(cè)焊盤(pán)電極17及 p側(cè)焊盤(pán)電極18后的晶片，由此，得到實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管 元件。
該實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件即使在例如注入50A/cm2" 上的高電流密度的電流并連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下，由第一透明電極層15和第二透 明電極層16的層疊體構(gòu)成的p側(cè)歐姆電極也不會(huì)因發(fā)熱而劣化，從而具有高 可靠性。
并且，相比后述比較例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，由第一透明 電極層15和第二透明電極層16的層疊體構(gòu)成的p側(cè)歐姆電極相對(duì)于從氮化 物半導(dǎo)體有源層13發(fā)出的光的穿透率變得更高，因此，能夠提高光的取出效率，進(jìn)而能夠提高發(fā)光效率。 (實(shí)施例2)
在實(shí)施例2中，除了變更第二透明電極層16的形成條件之外，和實(shí)施例
1同樣地制作氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件。即，在實(shí)施例2中，形成第一透 明電極層15,之后，利用反應(yīng)蒸鍍?cè)?50。C將錫和銻的合金作為蒸鍍?cè)矗?250nm的厚度形成由銻和氧化錫構(gòu)成的第二透明電極層16，由此，制作實(shí)施 例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件。
該實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件和實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光二極管元件同樣地，即使在以高電流密度注入電流并連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情況下， 由第一透明電極層15和第二透明電極層16的層疊體構(gòu)成的p側(cè)歐姆電極也 不會(huì)因發(fā)熱而劣化，具有高可靠性。
并且，相比實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，能夠使第二透明 電極層16的電阻率更低，因此，能夠減小工作電壓，并且，能夠提高功率效 率。
另外，即使在將實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的第二透明電 極層16分別變更為由氧化錫和氟構(gòu)成的第二透明電極層16及由氧化錫、銻 和氟構(gòu)成的第二透明電極層16的情況下，也能夠得到和實(shí)施例2的氮化物半 導(dǎo)體發(fā)光二極管元件同樣的效果。 (實(shí)施例3 )
在實(shí)施例3中，除了變更第一透明電極層15的形成條件之外，和實(shí)施例 1同樣地制作氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件。即，在實(shí)施例3中，在p型氮化 物半導(dǎo)體層14的表面上，利用EB蒸鍍?cè)趶氖覝氐?00。C的任意溫度(藍(lán)寶 石襯底11的溫度)的環(huán)境中，以20nm的厚度形成由ITO構(gòu)成的第一透明電 極層15,由此，制作實(shí)施例3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件。
在該實(shí)施例3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，在藍(lán)寶石襯底11的溫 度為20(TC以上的環(huán)境中形成第一透明電極層15時(shí)，由ITO構(gòu)成的第一透明 電極層15的穿透率增高，能夠?qū)崿F(xiàn)高發(fā)光效率。 (實(shí)施例4)
在實(shí)施例4中，除了變更第二透明電極層16的形成條件之外，和實(shí)施例 1同樣地制作氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件。即，在實(shí)施例4中，在第一透明 電極層15的表面上，利用EB蒸鍍?cè)趶氖覝氐?50。C的任意溫度(藍(lán)寶石襯底11的溫度)的環(huán)境中，以250nm的厚度形成由氧化錫構(gòu)成的第二透明電極 層16。
在該實(shí)施例4的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，在藍(lán)寶石襯底11的溫 度為300。C以上的環(huán)境中形成第二透明電極層16時(shí)，由氧化錫構(gòu)成的第二透 明電極層16的電阻率降低，能夠?qū)崿F(xiàn)高功率效率。 (比較例1 )
在比較例1中，在p型氮化物半導(dǎo)體層14的表面上，利用EB蒸鍍?cè)谒{(lán) 寶石襯底11的溫度為300。C的環(huán)境中，以250nm的厚度形成由ITO構(gòu)成的第 一透明電極層15，之后，除未形成第二透明電極層16以外，和實(shí)施例1同樣 地制作比較例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件。
因此，在比較例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件中，作為p型氮化物 半導(dǎo)體層14表面上的透明導(dǎo)電膜，構(gòu)成為僅由第一透明電極層15構(gòu)成，該 第一透明電極層15由ITO構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件及該氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光二極管元件的制造方法，即使在注入高電流密度的電流且連續(xù)驅(qū)動(dòng)的情 況下也具有高可靠性。
以上詳細(xì)地說(shuō)明了該發(fā)明，但這僅僅是為了例示而并不僅限于此，發(fā)明 的范圍通過(guò)附加的權(quán)利要求保護(hù)范圍的解釋能夠清楚地理解。
權(quán)利要求
1、一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其特征在于，包括n型氮化物半導(dǎo)體層、p型氮化物半導(dǎo)體層、設(shè)置于所述n型氮化物半導(dǎo)體層和所述p型氮化物半導(dǎo)體層之間的氮化物半導(dǎo)體有源層，在所述p型氮化物半導(dǎo)體層的與所述氮化物半導(dǎo)體有源層的設(shè)置側(cè)相反的一側(cè)的表面上，具有含有氧化銦錫的第一透明電極層、含有氧化錫的第二透明電極層。
2、 如權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其特征在于， 所述第一透明電極層設(shè)置為比所述第二透明電極層更靠近所述p型氮化物半 導(dǎo)體層側(cè)。
3、 如權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其特征在于， 所述第一透明電極層的厚度為40nm以下。
4、 如權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其特征在于， 所述第二透明電極層含有銻。
5、 如權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其特征在于， 所述第二透明電極層含有氟。
6、 如權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其特征在于， 所述第二透明電極層的厚度比所述第一透明電極層的厚度厚。
7、 一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法，制造權(quán)利要求1所 述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件，其特征在于，包括在200。C以上的環(huán)境中形成所述第 一透明電極層的工序。
8、 如權(quán)利要求7所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法，其 特征在于，包括在300。C以上的環(huán)境中形成所述第二透明電極層的工序。
9、 如權(quán)利要求7所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法，其 特征在于，包括在形成了所述第一透明電極層之后，將所述第一透明電極層 在300。C以上的氧氣環(huán)境中進(jìn)行熱處理的工序。
10、 如權(quán)利要求9所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法，其特征在于，包括在所迷熱處理之后，將所述第一透明電極層在300。C以上的 氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)一步進(jìn)行熱處理的工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件和該氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件的制造方法，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光二極管元件含有n型氮化物半導(dǎo)體層、p型氮化物半導(dǎo)體層、設(shè)置于n型氮化物半導(dǎo)體層和p型氮化物半導(dǎo)體層之間的氮化物半導(dǎo)體有源層，在p型氮化物半導(dǎo)體層的與氮化物半導(dǎo)體有源層的設(shè)置側(cè)相反的一側(cè)的表面上具有含有氧化銦錫的第一透明電極層、含有氧化錫的第二透明電極層。
文檔編號(hào)H01L33/12GK101609867SQ20091014619
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者駒田聰 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社