氮化物半导体发光元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够抑制正向电压Vf的上升且提高亮度的氮化物半导体发光元件的制造方法。一种氮化物半导体发光元件的制造方法，其包括在使发光层生长之前先使具有InGaN层和GaN层的n侧超晶格层生长的n侧超晶格层生长工序，n侧超晶格层生长工序包括：将包含使1个InGaN层生长的InGaN层生长工序和使1个GaN层生长的GaN层生长工序的工序反复进行n个循环，在n侧超晶格层生长工序中，使用包含N2气体且不含H2气体的载气进行第1个循环～第m个循环中的GaN层生长工序，并使用包含H2气体的气体作为载气来进行第(m+1)个循环～第n个循环中的GaN层生长工序。

Manufacturing method of nitride semiconductor light-emitting device

The invention provides a method for manufacturing nitride semiconductor light emitting elements which can suppress the rise of forward voltage Vf and improve brightness. A method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting element includes a n-side superlattice growth process by which an n-side superlattice layer with an InGaN layer and a GaN layer is grown prior to the growth of the light emitting layer. The n-side superlattice growth process includes a growth process of an InGaN layer that causes an InGaN layer to grow and a GaN layer that causes a GaN layer to grow. In the n-side superlattice growth process, the carrier gas containing N2 gas without H2 gas is used for the GaN layer growth in the first cycle to the m-th cycle, and the carrier gas containing H2 gas is used for the GaN layer growth in the m+1 cycle to the n-th cycle. Order.

【技术实现步骤摘要】
氮化物半导体发光元件的制造方法
本专利技术涉及氮化物半导体发光元件的制造方法。
技术介绍
近年来，发光二极管等半导体发光元件被用于各种照明等多种用途。与此相伴，要求使发光元件以低驱动电压高亮度地进行发光。为了满足这样的要求，例如专利文献1中公开了能够明亮(高亮度地)发光的发光元件的制造方法。专利文献1的制造方法是制造在n侧的层包含n侧超晶格层的氮化物半导体发光元件的方法，其公开了：作为n侧超晶格层形成工序，反复形成InGaN层151、在InGaN层151上的GaN层152、以及在GaN层152上的n型GaN层153。并且，在形成InGaN层151时，使用氮气作为载气，在形成n型GaN层153时，使用将氮气与氢气混合而成的混合气体作为载气。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016-92253号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，通过专利文献1的制造方法而制作的发光元件在提高亮度的方面能够得到一定的效果，但另一方面，正向电压Vf容易上升。因而，本专利技术的目的在于，提供能够抑制正向电压Vf的上升且提高亮度的氮化物半导体发光元件的制造方法。用于解决问题的方法为了实现上述目的，本专利技术的实施方式所述的氮化物半导体发光元件的制造方法的特征在于，其包括：在使发光层生长之前先使具有InGaN层和GaN层的n侧超晶格层生长的n侧超晶格层生长工序，上述n侧超晶格层生长工序包括：将包含使1个InGaN层生长的InGaN层生长工序和使1个GaN层生长的GaN层生长工序的工序反复进行n个循环，在上述n侧超晶格层生长工序中，使用包含N2气体且不含H2气体的载气进行第1个循环～第m个循环中的GaN层生长工序，并使用包含H2气体的气体作为载气来进行第(m+1)个循环～第n个循环中的GaN层生长工序。专利技术的效果根据如上构成的本专利技术的实施方式所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，可提供能够抑制正向电压Vf的上升且提高亮度的氮化物半导体发光元件的制造方法。附图说明图1是示出本专利技术所述的实施方式的发光元件的构成的截面图。具体实施方式以下，参照附图针对本专利技术所述的实施方式的氮化物半导体发光元件进行说明。本实施方式所述的氮化物半导体发光元件100包括：基板1、设置在基板1上的基底层2、n侧接触层3、n侧超晶格层4、活性层5、p侧包覆层6和p侧接触层7。n侧超晶格层4包含n对单一配对，所述单一配对包含1个InGaN层和1个GaN层。并且，在n侧超晶格层4中，使用不含氢气的N2气体作为载气使自基底层2侧起至m对为止的GaN层4a进行生长，使用包含H2气体的气体作为载气使活性层5侧的(m+1)～n对的GaN层4x进行生长。此外，在n侧超晶格层4中，优选的是，自基底层2侧起至k对为止的InGaN层4b是未掺杂n型杂质的非掺杂层，(k+1)～n对的InGaN层4s是包含n型杂质的层。在n侧超晶格层4中，如图1所示那样，例如最靠近基底层2侧的层是GaN层4a，最靠近活性层5侧的层是InGaN层4s。在n侧超晶格层4上形成的活性层5包含交替设置的井层和阻挡层，例如以n侧超晶格层4中的最靠近活性层5侧的InGaN层4s接触阻挡层的方式设置在n侧超晶格层4上。并且，在活性层5上依次形成p侧包覆层6和p侧接触层7。此处，n为3以上的整数，m为小于n且1以上的整数，k为小于n且1以上的整数。此外，本说明书中，记作(m+1)～n对时，还包括m＝n-1的情况、即仅存在最靠近活性层5侧的n对的情况。此外，本说明书中，记作(k+1)～n对时，还包括k＝n-1的情况、即仅存在最靠近活性层5侧的n对的情况。此外，在p侧接触层7的一部分表面设置有p电极8，在去除一部分区域的p侧接触层7、p侧包覆层6和活性层5而露出的n侧接触层3的表面(电极形成面)设置有n电极8。本实施方式的氮化物半导体发光元件中，作为氮化物半导体，可列举出III-V族氮化物半导体(InxAlYGa1-X-YN(0≤X、0≤Y、X+Y≤1))，可以是一部分III族元素使用B，或者用P、As、Sb置换V族元素的一部分N而得到的混晶。这些氮化物半导体层可通过例如有机金属气相生长法(MOCVD)、氢化物气相生长法(HVPE)、分子束外延生长法(MBE)等来形成。如上构成的氮化物半导体发光元件能够以良好的结晶性形成活性层，因此能够提高发光输出且能够抑制正向电压Vf的上升。尤其是，在活性层5具备含有较多In的井层且发光峰波长为500nm以上的氮化物半导体发光元件(例如由InGaN构成的井层之中，In的比率为20.0～25.0％左右且发绿光的发光元件)中能够获得显著的效果。此处，本说明书中，使用数字并记作A～B时，包括数为A的情况和数为B的情况。以下，针对通过本实施方式的制造方法得到的氮化物半导体发光元件中的各构成要素进行说明。(基板1)用于形成半导体层的基板1可以使用例如以C面、R面和A面中的任一者作为主面的蓝宝石、尖晶石(MgAl2O4)之类的绝缘性基板。其中，优选为蓝宝石基板。此外，作为基板1，可以使用SiC(包括6H、4H、3C)、ZnS、ZnO、GaAs、Si等。基板1可以最终被去除，也可以不去除。(n侧接触层3)n侧接触层3至少在其一部分含有n型杂质，用于实现对电极形成面内和发光层供给载流子、扩散。尤其是，为了使载流子从n电极8朝向活性层5进行面内扩散来供给，优选以较高的浓度掺杂有n型杂质。n侧接触层3优选由GaN构成。(n侧超晶格层4)n侧超晶格层4是为了使其上形成的活性层5等的结晶性保持良好而设置的层，如上所述，其包含n对单一配对，所述单一配对包含1个InGaN层和1个GaN层。此处，对数n例如设定为10～40的范围、优选设定为15～35的范围、进一步优选设定为25～35的范围。例如，在活性层5中的井层的In含量较小且发蓝光的氮化物半导体发光元件中，被设定为20对；在活性层5中的井层的In含量较大且发绿光的氮化物半导体发光元件中，被设定为30对。此外，GaN层4a、4x优选设定为1.5nm～5nm的厚度，更优选设定为2nm～4nm的厚度。InGaN层4b、4s优选设定为0.5nm～3nm的厚度、更优选设定为0.7nm～2nm的厚度。GaN层4a、4x和InGaN层4b、4s的厚度可以以对为单位而不同，例如，可以在n侧接触层3侧的GaN层4a与活性层5侧的GaN层4x之间存在不同，也可以在n侧接触层3侧的InGaN层4b与活性层侧5的InGaN层4s之间存在不同。此外，如上所述，在n侧超晶格层4中，使用不含氢气的N2气体作为载气使自基底层2侧起至m对为止的GaN层4a进行生长，并使用包含H2气体的气体作为载气使活性层5侧的(m+1)～n对的GaN层4x进行生长。使用包含H2气体的气体作为载气进行生长的活性层5侧的对数(n-m)优选设为1～5、更优选设为2～4、进一步优选设为2或3。通过将使用包含H2气体的气体作为载气进行生长的活性层5侧的对数(n-m)设为1以上，GaN层4a的表面难以形成具有较大凹陷(V坑)的表面，能够制成更平坦的表面，此外，能够使GaN层4a的结晶性保持良好，因此，能够良好地形成在GaN层4a的上表面形成的活性层5。此处，作为难以在GaN层4a的表面形成较大凹陷的理由，考虑这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，其包括：在使发光层生长之前先使具有InGaN层和GaN层的n侧超晶格层生长的n侧超晶格层生长工序，所述n侧超晶格层生长工序包括：将包含使1个InGaN层生长的InGaN层生长工序和使1个GaN层生长的GaN层生长工序的工序反复进行n个循环，在所述n侧超晶格层生长工序中，使用包含N2气体且不含H2气体的载气进行第1个循环～第m个循环中的所述GaN层生长工序，并使用包含H2气体的气体作为载气来进行第(m+1)个循环～第n个循环中的所述GaN层生长工序。

【技术特征摘要】
2017.02.06 JP 2017-0197171.一种氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，其包括：在使发光层生长之前先使具有InGaN层和GaN层的n侧超晶格层生长的n侧超晶格层生长工序，所述n侧超晶格层生长工序包括：将包含使1个InGaN层生长的InGaN层生长工序和使1个GaN层生长的GaN层生长工序的工序反复进行n个循环，在所述n侧超晶格层生长工序中，使用包含N2气体且不含H2气体的载气进行第1个循环～第m个循环中的所述GaN层生长工序，并使用包含H2气体的气体作为载气来进行第(m+1)个循环～第n个循环中的所述GaN层生长工序。2.根据权利要求1所述的氮化物半导体发光元件的制造方法，其中，在所述n侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下智也，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP