一种半导体发光元件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体发光元件的制造方法，是具有至少含p型半导体层的化合物半导体层和在该p型半导体层上设置的透明电极的半导体发光元件的制造方法，包括：在所述p型半导体层上形成非晶质状态的由铟和镓构成的氧化物膜、或形成非晶质状态的由铟、镓和锡构成的氧化物膜，从而形成透明导电膜的工序；以及在200℃～480℃的温度下对上述透明导电膜进行退火处理的工序。处理的工序。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体发光元件的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体发光元件，尤其涉及一种半导体发光元件的制造方法。

技术介绍

[0002]由于使用半导体发光元件的发光二极管(LED)为低耗电、长寿命且小型，因此广泛应用于电子仪器中。发光二极管是将半导体发光元件与砲弹型、便携式背光灯用途的边视型(Side view type)、用于显示器中的顶视型(Top view type)等的各种透明罩或具有荧光体的罩加以组合，并用作各种用途中的光源。
[0003]作为半导体发光元件的结构，例如，有面朝上(face
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up)型，其是在基板上依次层叠n型半导体层、发光层、p型半导体层而成。对P型半导体层、发光层和n型半导体层的一部分进行蚀刻处理，从而在该n型半导体层上设置负极的同时，在p型半导体层上形成导电膜等而作为正极，并为了与电路基板或引线框等电连接，在该正极上设置有键合焊盘等。
[0004]作为形成由n型半导体层、发光层、p型半导体层构成的半导体层的化合物，有氮化镓系化合物、硒化锌系化合物、磷化镓系化合物、磷化铟系化合物或砷化镓系化合物等。
[0005]在此种半导体发光元件中，近年来作为蓝色光发光元件的氮化镓系化合物半导体发光元件的定位越来越重要。氮化镓系化合物半导体发光元件，是通过在以蓝宝石单晶为代表的、选自各种氧化物或III
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V族化合物中的基板上，利用有机金属化学气相沉积法(MOCVD法)或分子束外延法(MBE法)等，形成氮化镓系化合物半导体而得到。
[0006]在氮化镓系化合物半导体发光元件中，由于横向的电流扩散小，因此，电流只能注入电极正下方的半导体中，当电极不透明时，存在着由发光层发出的光被电极遮挡而不能到达外部的问题。为此，通常作为氮化镓系化合物半导体发光元件的正极使用透明电极，以使光能够通过正极。
[0007]在这种透明电极中，一直使用Ni/Au或ITO等公知的透明导电材料。近年来，作为透明电极，通常使用以透光性优异的In2O3或ZnO等作为主成分的氧化物系材料。其中，ITO(铟锡氧化物)通过在In2O3中掺杂5～20质量％的SnO2，能够得到2
×
10
‑
4Ω
·
cm左右低电阻率的透明导电膜，因此，作为透明电极用材料最广泛地被利用。
[0008]然而，上述低电阻率的ITO膜是晶质膜，根据基板温度、环境气体以及等离子体密度的状态等，结晶的状态发生种种变化，有时在同一基板上出现晶质膜和非晶质膜混在的情形。由于该晶质膜和非晶质膜的混在，会产生过蚀刻或蚀刻残渣等的蚀刻不良，存在着高精细化变得困难的问题。
[0009]与此相对，正在探讨在室温附近形成ITO膜时，通过在溅射气体中添加水或氢，形成非晶质状态的ITO膜，对该ITO膜进行蚀刻后，加热而使之结晶化的方法。然而，若成膜时添加水或氢，膜对基底基板的密接性降低，或者，所使用的ITO靶表面发生还原而产生大量的结节(nodule)，存在着成为发弧光(arching)等异常放电的原因的问题。
[0010]另外，氮化镓系化合物半导体发光元件比起蓝色光，更作为短波长区域的紫外光的发光元件而引人注目。对适合用于该紫外光发光元件的透明电极，也进行了各种研究，但
由于ITO膜从400nm附近以下的波长区域开始吸收在膜中的光增多，因此在400nm以下的波长区域下其透过率急剧减少。为此，当作为发出紫外区域波长的光的发光元件的电极使用ITO膜时，发光输出功率低成为了问题。
[0011]于是，探讨了用IZO(Indium Zinc Oxide：铟锌氧化物、注册商标)来代替上述ITO。该IZO可通过室温附近的成膜处理，能够形成几乎完整的非晶质膜，因此，可通过作为弱酸的草酸系蚀刻剂，在无残渣等问题的情况下，容易地进行蚀刻。进而，由IZO构成的靶在溅射时，具有结节的发生少，发弧光等的具常放电少的优点。
[0012]与此相对，在专利文献1中，提出了形成非晶质的IZO膜并实施蚀刻处理后，进行结晶化的物质作为透明电极使用，从而提高紫外区域(350nm～420nm)波长中的光的透过率的方法。
[0013]还记载有为了该非晶质IZO膜的结晶化，必须进行500℃～900℃温度下的退火处理的内容。然而，如专利文献2中的记载，当在如此的高温下进行退火处理时，在导电氧化膜与p型半导体层之间的界面附近产生元素的相互扩散，不仅阻碍导电氧化膜的电阻率的降低，还发现存在着导致p型半导体层电阻率的增大、导电氧化膜与p型半导体层之间接触电阻的增大的问题。特别是，p型半导体层中的镓元素向透光性导电氧化膜中的扩散，会阻碍该电阻率或接触电阻的低电阻化。
[0014]另一方面，关于没有通过退火处理进行结晶化的非晶质IZO膜，存在着波长400～450nm的可见光区域短波长侧的透过率、即蓝色光的透过率低的缺陷。
[0015]专利文献1：JP特开2007
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287845号公报
[0016]专利文献2：JP特开2007
‑
294578号公报
[0017]非专利文献1：“透明导电膜的技术(修订2版)”、Ohmsha，Ltd、2006年12月20日发行、p.72～79。

技术实现思路

[0018]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种半导体发光元件的制造方法。
[0019]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0020]一种半导体发光元件的制造方法，是具有至少含p型半导体层的化合物半导体层和在该p型半导体层上设置的透明电极的半导体发光元件的制造方法，包括：
[0021]在所述p型半导体层上形成非晶质状态的由铟和镓构成的氧化物膜、或形成非晶质状态的由铟、镓和锡构成的氧化物膜，从而形成透明导电膜的工序；以及
[0022]在200℃～480℃的温度下对上述透明导电膜进行退火处理的工序。
[0023]进一步的，当通过上述非晶质状态的由铟和镓构成的氧化物形成上述透明导电膜的情况下，通过上述退火处理在上述透明导电膜中生成微结晶，且维持该非晶质状态。
[0024]进一步的，当通过上述非晶质状态的由铟、镓和锡构成的氧化物形成上述透明导电膜的情况下，通过上述退火处理，使上述透明导电膜结晶化。
[0025]进一步的，还设置有在进行上述退火处理之前对上述透明导电膜形成图案的工序。
[0026]进一步的，在不含氧的环境中进行上述退火处理。
[0027]进一步的，在真空环境中、氮环境中或者氮和氢的混合气体环境中进行上述退火处理。
[0028]进一步的，还设置有上述退火处理后在上述透明导电膜上层叠保护层的工序。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的半导体发光元件中，作为在其p型半导体层上设置的透明电极，使用通过由铟和镓构成的氧化物、或者由铟、镓和锡构成的氧化物形成，然后在较低的温度下即在200℃～480℃的温度下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体发光元件的制造方法，是具有至少含p型半导体层的化合物半导体层和在该p型半导体层上设置的透明电极的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括：在所述p型半导体层上形成非晶质状态的由铟和镓构成的氧化物膜、或形成非晶质状态的由铟、镓和锡构成的氧化物膜，从而形成透明导电膜的工序；以及在200℃～480℃的温度下对上述透明导电膜进行退火处理的工序。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件的制造方法，其中，当通过上述非晶质状态的由铟和镓构成的氧化物形成上述透明导电膜的情况下，通过上述退火处理在上述透明导电膜中生成微结晶，且维持该非晶质状态。3.根据权利要求1所述的半导体发光元件的制造方法，其中，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁立健，
申请(专利权)人：扬州极可能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：