发光半导体器件及其制造方法技术

在一种半导体发光器件的制造方法中，在ＧａＮ或ＡｌＧａＮ衬底上形成基于ＧａＮ的半导体部。基于ＧａＮ的半导体部包括发光膜。在基于ＧａＮ的半导体部上形成电极膜。使用导电粘合剂将导电衬底与电极膜的表面相粘接。在粘接导电衬底后，将ＧａＮ或ＡｌＧａＮ衬底和基于ＧａＮ的半导体部的其中之一与另一个分离开，以能形成半导体发光器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能够产生紫外光等的半导体发光器件，还涉及一种该紫外光发光半导体器件的制造方法。
技术介绍
出版物1(Jpn.J.Appl.Phys.41卷第L1434-1436页)和出版物2(日本应用物理协会第50届会议，延续摘要的第431页)公开了半导体发光器件。这些半导体发光器件包括Cu-W衬底和用于发光二极管(LEDs)的半导体结构。该发光二极管半导体结构具有InGaN多级量子结构的激活层。在Cu-W衬底上形成一Au-Sn层。发光二极管半导体结构的激活层设置在p型半导体的p电极和n型半导体的n电极之间。该半导体发光器件按照下列步骤进行制造。GaN缓冲层和用于发光二极管的半导体结构采用MOVPE或ELO方法在蓝宝石衬底上顺序地形成。P电极在发光二极管半导体结构的一侧进行蒸发汽化，p电极使用Au-Sn焊锡与Cu-W衬底粘接。蓝宝石衬底通过一种使用KrF激发物激光器的激光去除(LLO)方法进行去除，剩下的GaN缓冲层通过使用化学机械抛光(CMP)方法对其进行抛光而被去除。在该抛光的表面形成n电极而形成半导体发光器件。本专利技术人已经发现半导体发光器件，如发光二极管(LED)存在的技术问题。由于该半导体发光器件使用蓝宝石衬底来制造上述LEDs的半导体结构，激活层中螺纹错位的密度是比较高的。出版物1中的半导体发光器件的螺纹错位的密度为每平方厘米(cm-2)1.0×109，出版物2中的半导体发光器件的螺纹错位的密度相对较低，为每平方厘米(cm-2)1.0×107。螺纹错位降低了这些半导体发光器件中的发光效率。现在需求一种短波长的发光器件，在这些短波长发光器件中AlGaN可用于激活层。由于AlGaN发光器件中的发光效率对激活层中的螺纹错位非常敏感，使用蓝宝石衬底的AlGaN半导体发光器件中的螺纹错位的密度也非常高，因此这些器件就不能提供所需的发光性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有较高光功率效率的发光半导体器件，和该发光半导体器件的制造方法。本专利技术的一个方案是一种半导体发光器件的制造方法。该方法包括下列步骤在AlxGa1-xN(0≤x≤1)衬底上形成基于GaN的半导体部，基于GaN的半导体部包括发光膜；在基于GaN的半导体部上形成电极膜；使用导电粘合剂将导电衬底与电极膜的表面相粘接；在粘接导电衬底后，将AlxGa1-xN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另一个分离开。最好是，AlxGa1-xN衬底是GaN衬底。在本方法中，GaN或AlxGa1-xN半导体衬底与形成在其上面的基于GaN的半导体层相分离，导电衬底与基于GaN的半导体层相粘接。由于基于GaN的半导体层是生长在晶格常数接近于基于GaN的半导体层晶格常数的GaN或AlxGa1-xN半导体衬底上，因此与生长在蓝宝石衬底上的基于GaN的半导体层相比较而言，在基于GaN的半导体层中螺纹错位的密度下降了。在该发光半导体器件中的发光层具有较低的螺纹错位密度，因此该发光半导体器件具有极佳的发光效率。在本专利技术的一个实例中，导电衬底是由金属制成的。在该方法中，发光半导体器件能够有效地从发光层输出光。根据本专利技术的方法，它还包括如下步骤在形成基于GaN的半导体部前，在GaN衬底上形成一牺牲膜，该牺牲膜由第一材料制成，该第一材料的频带隙小于衬底材料的频带隙。将GaN衬底和基于GaN的半导体膜的其中之一与另一个分离开包括如下步骤用光照射牺牲膜，以能实现将GaN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另一个的分离。该光包括与小于GaN半导体的频带隙能的能量相对应的的波长分量。在该方法中，虽然使用的是GaN衬底，但是GaN衬底通过用其波长分量大于与GaN半导体频带隙能相对应的波长分量的光照射牺牲层而与基于GaN的半导体层相分离，即，是一种激光清除方法。在根据本专利技术的方法中，牺牲膜是由包含铟的氮化合物半导体制成。在该方法中，由于牺牲层的频带隙小于GaN半导体的频带隙，因此牺牲层能够吸收穿过GaN衬底的照射光。在根据本专利技术的方法中，发光膜是由频带隙能大于GaN半导体的材料形成。在该方法中，虽然来自发光层的光具有较短的波长，但是能被GaN衬底吸收，因此通过使用导电衬底代替其上已生长基于GaN的半导体层，可使光输出的效率得到提高。根据本专利技术的方法，它包括下列步骤重整分离的GaN衬底以便重新使用；通过使用重整的GaN衬底执行下面的步骤在重整的GaN衬底上形成基于GaN的半导体部，基于GaN半导体部包括发光膜；在基于GaN半导体部上形成电极膜；将导电衬底与该电极膜的表面相粘接；在粘接导电衬底后，将重整的GaN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另一个分离开。在该方法中，经过分离的GaN衬底能被重复使用，以制造发光半导体器件，因此降低了发光半导体器件的制造成本。最好是，AlxGa1-xN衬底(0≤x≤1)是AlxGa1-xN衬底(0＜x≤1)。在半导体发光器件的制造方法中，AlGaN衬底与在其上面形成的基于GaN半导体层相分离，导电衬底与基于GaN的半导体层相粘接。由于基于GaN的半导体层是生长在其晶格常数接近于基于GaN的半导体层晶格常数的AlxGa1-xN半导体衬底上，因此与生长在蓝宝石衬底上的基于GaN的半导体层相比较而言，在基于GaN的半导体层中螺纹错位的密度就下降了。该发光半导体器件在发光层中具有较低的螺纹错位密度，因此该发光半导体器件具有极佳的发光效率。在根据本专利技术的方法中，导电衬底是由金属制成的。在该方法中，发光半导体器件能够有效地从发光层输出光。根据本专利技术的方法，它还包括一个步骤在形成基于GaN的半导体部前，在AlxGa1-xN衬底上形成牺牲膜，该牺牲膜由第一材料制成，该第一材料的频带隙小于AlxGa1-xN衬底材料的频带隙。将AlxGa1-xN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另一个分离开包括如下步骤用光照射牺牲膜，以能实现将AlxGa1-xN衬底和基于GaN的半导体膜的其中之一与另一个的分离。该光包括与小于衬底材料频带隙能的能量相对应的波长分量。在该方法中，虽然使用的是GaN，但是通过用其波长分量大于与AlGaN半导体频带隙能相对应的波长分量的光照射牺牲层，而使AlGaN衬底与基于GaN的半导体层相分离，即，是一种激光清除方法。在根据本专利技术的方法中，牺牲膜是由包含铟的氮化合物半导体制成。在该方法中，牺牲层的频带隙小于AlGaN半导体的频带隙。根据本专利技术的方法，它还包括下列步骤重整分离的AlxGa1-xN衬底以便重新使用；通过使用重整的AlxGa1-xN衬底执行下面的步骤在重整的AlxGa1-xN衬底上形成基于GaN半导体部，基于GaN半导体部包括发光膜；在基于GaN半导体部上形成电极膜；将导电衬底与该电极膜的表面相粘接；在粘接导电衬底后，将重整的AlxGa1-xN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另一个分离开。在该方法中，经过分离的AlGaN衬底能被重复使用来制造发光半导体器件，因此降低了发光半导体器件的制造成本。在根据本专利技术的方法中，发光层是由频带隙能大于衬底材料频带隙能的材料形成。在该方法中，虽然来自发光层的光具有较短的波长，而且不能被该衬底吸收，但是能够通过使用导电衬底代替其上已经生长基于GaN的半导体层的衬底，而使光输出的效率得到提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光器件的制造方法。该方法包括下列步骤：在Ａｌ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ｎ（０≤ｘ≤１）衬底上形成基于ＧａＮ的半导体部，基于ＧａＮ的半导体部包括一发光膜；在基于ＧａＮ的半导体部上形成一电极膜；使用导电粘合剂将 导电衬底与电极膜的表面相粘接；在粘接导电衬底后，将Ａｌ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ｎ衬底和基于ＧａＮ的半导体部的其中之一与另一个分离开。

【技术特征摘要】
JP 2003-8-8 2003-290308;JP 2004-6-9 2004-1713011.一种半导体发光器件的制造方法。该方法包括下列步骤在AlxGa1-xN(0≤x≤1)衬底上形成基于GaN的半导体部，基于GaN的半导体部包括一发光膜；在基于GaN的半导体部上形成一电极膜；使用导电粘合剂将导电衬底与电极膜的表面相粘接；在粘接导电衬底后，将AlxGa1-xN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另一个分离开。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于导电衬底是由金属制成的。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于AlxGa1-xN衬底是GaN衬底。4.如权利要求3所述的方法，该方法还包括一个步骤在形成基于GaN的半导体部之前，在GaN衬底上形成一牺牲膜，该牺牲膜由第一材料制成，该第一材料的频带隙小于衬底材料的频带隙，其中将GaN衬底和基于GaN的半导体膜的其中之一与另一个分离开包括如下步骤即用光照射牺牲膜以能实现将GaN衬底和基于GaN的半导体膜的其中之一与另一个的分离，该光包括与小于GaN半导体的频带隙能的能量相对应的波长分量。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于牺牲膜是由包含铟的氮化合物半导体制成。6.如权利要求3至5中任一项所述的方法，该方法还包括下列步骤重整分离的GaN衬底以便重新使用；通过使用重整的GaN衬底执行下面的步骤在重整的GaN衬底上形成基于GaN的半导体部，基于GaN的半导体部包括一发光膜；在基于GaN的半导体部上形成电极膜；将导电衬底与该电极膜的表面相粘接；和在粘接导电衬底后，将重整的GaN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另一个分离开。7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于AlxGa1-xN衬底(0≤x≤1)是AlxGa1-xN衬底(0＜x≤1)。8.如权利要求7所述的方法，该方法包括一个步骤在形成基于GaN的半导体部前，在AlxGa1-xN衬底上形成一牺牲膜，该牺牲膜由第一材料制成，该第一材料的频带隙小于AlxGa1-xN衬底材料的频带隙，其中将AlxGa1-xN衬底和基于GaN的半导体部的其中之一与另...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋田胜史，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]