一种氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括： 第一结晶生长工序，在基板上至少顺序地层叠由氮化镓系化合物半导体形成的ｎ型半导体层、发光层和第一ｐ型半导体层； 第二结晶生长工序，进一步层叠由氮化镓系化合物半导体形成 的第二ｐ型半导体层， 在所述第一结晶生长工序与第二结晶生长工序之间具备在所述第一ｐ型半导体层表面形成凹凸的凹凸形成工序、和在该凹凸形成工序之后进行热处理的热处理工序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，特别是涉及 具有优异发光特性的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法、氮化镓 系化合物半导体发光元件以及使用它的灯。本申请基于在2006年3月23曰在曰本提出申请的日本特愿 2006-080883号要求优先权，将其内容援引于其中。
技术介绍
近年来，作为短波长光发光元件用的半导体材料，作为氮化物系半导 体的GaN系化合物半导体材料受到关注。GaN系化合物半导体，是以蓝 宝石单晶为首的各种氧化物、IH族 V族化合物为基板，在该基板上通过 金属有机物化学气相淀积方法(MOCVD法)和分子束外延方法(MBE 法)等形成的。作为GaN系化合物半导体材料的特性，可举出在横向上的电流扩散较 小。因此，仅向电极正下方的半导体注入电流，在发光层发出的光被电极 遮挡而不能取出到外部。因此，在这样的发光元件中，通常可使用透光性 正才及，通过透光性正才及取出光。以往的透光性正极为将Ni、 Co等的氧化物与作为接触金属的Au等组 合的层结构。另外，近年来通过使用ITO等导电性更高的氧化物，可采用 极力减薄接触金属的膜厚度、且提高了透光性的层结构作为正极，制成可 高效率将来自发光层的光取出至外部的结构。作为用于提高这样的发光元件的输出功率的指标，可以使用外部量子效率。如果该外部量子效率较高，则可称为输出功率高的发光元件。 外部量子效率是作为内部量子效率与光取出效率的乘积来表示。 所谓内部量子效率，为注入到元件的电流的能量中转换成光的比例。另一方面，所谓光取出效率，为在半导体晶体内部产生的光中可以取出到外部的比例。椐说上述的发光元件的内部量子效率通过改善结晶状态和研讨结构，已经提高到70% ~ 80%左右，相对于注入电流量可得到充分效果。然而，不仅GaN系化合物半导体，在发光二极管(LED)中， 一般地相对于注入电流的光取出效率普遍低，很难说可以将与注入电流对应的内部发光充分取出到外部。光取出效率低的原因是GaN系化合物半导体中的发光层的折射率约为2.5，相比于空气的折射率1是非常高的，临界角约为25。C，较小，因此在晶体内反复进行反射和吸收，导致光不能取出到外部。为了提高发光元件的光取出效率，曾提出以下方案，即通过将发光取出面进行粗面化，在光取出面上设置各种角度，来提高光取出效率(例如专利文献l)。然而，专利文献l中记载的发光元件存在以下问题由于干蚀刻损伤 而在透光性正极与p型半导体层之间产生较大的电阻，驱动电压极端地增 大。专利文献1:日本特开平6 - 291368号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供可得到光取出效率优 异、且能够在低的驱动电压下工作的氮化镓系化合物半导体发光元件的制 造方法、氮化镓系化合物半导体发光元件以及使用它的灯。本专利技术人为了解决上述问题而进行深入研究的结果，完成了本专利技术。即，本专利技术涉及下述方案[1一种氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括第 一结晶生长工序，在基板上顺序地层叠由氮化镓系化合物半导体形成的n型半导体层、发光层和第一p型半导体层；第二结晶生长工序，进一步层叠由氮化镓系化合物半导体形成的第二 p型半导体层，在上述第一结晶生长工序与第二结晶生长工序之间具备在上述第一 p 型半导体层表面形成凹凸的凹凸形成工序、和在该凹凸形成工序之后进行 热处理的热处理工序。如1~ 的任一項所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造 方法，其特征在于，上述凹凸形成工序具备下述(a)和(b)的中工序，(a) 在第一p型半导体层上形成掩^t的工序；(b) 干蚀刻第一p型半导体层表面的工序。6如所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其特征 在于，上述工序(a)是在上述第一p型半导体层上使用抗蚀剂材料进行图 案形成，从而形成掩才莫。7]如所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其特征 在于，上述工序(b)中的干蚀刻之后，在上述工序(a)中形成的上述金 属薄膜残存于上述第一 p型半导体层中或表面。如或所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其 特征在于，上述金属薄膜为熔点为100'C 450。C的温度的低熔点金属或低 熔点合金。如[7~ [10的任一项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制 造方法，其特征在于，上述金属薄膜为选自Ni、 Au、 Sn、 Ge、 Pb、 Sb、 Bi、 Cd和In中的低熔点金属或至少包含这些金属中的一种的低熔点合金。[12一种氮化镓系化合物半导体发光元件，其特征在于，在基板上顺 序地层叠有由氮化镓系化合物半导体形成的ii型半导体层、发光层和第一 p型半导体层，还层叠有由氮化镓系化合物半导体形成的第二 p型半导体层，在上述第一p型半导体层表面形成有凹凸。 一种采用上述 —种灯，其特征在于，使用了上述[12~[14的任一项所述的氮化 镓系化合物半导体发光元件。专利技术效果根据本专利技术的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，通过将第 一 p型半导体层表面制成特定形状的粗糙面的方法，可得到光取出效率优 异、可在低的驱动电压下工作的氮化镓系化合物半导体发光元件。另外，本专利技术的制造方法特别具有以下(1)和(2)所示的效果。(1) 可在第一 p型半导体层表面形成没有干蚀刻损伤的凹凸。(2) 由于层叠、再生长出第二p型半导体层，因此相对于基板法线方 向倾斜的晶面在表面露出。由此透光性正极的阶梯覆盖( step coverage )性提高。利用这些效果，可得到光取出效率优异、可在低的驱动电压下工作的 氮化镓系化合物半导体发光元件。另外，本专利技术的灯是使用了本专利技术的氮化镓系化合物半导体发光元件 的灯，因此可得到具有高的可靠性和优异发光特性的灯。附图说明图1是模式地说明本专利技术的发光元件的一例的图，是表示截面结构的图2是^=莫式地说明本专利技术的发光元件的图，是表示图1所示发光元件 的平面结构的概略图。图3是模式地说明本专利技术的灯的一例的图，是表示截面结构的概略图。附图标记说明l...发光元件、2…灯、11…基板、12…緩沖层、13…1i型半导体层、14...发光层、15…第一p型半导体层、16…p接触层(第二p型半导体层)、17…透光性正极、18…正极焊盘(bonding pad )、19...负极焊盘具体实施方式以下，适当地参照图1 ~ 3来说明本专利技术的氮化镓系化合物半导体发光元件(以下有时简称为发光元件)的制造方法、氮化镓系化合物半导体发 光元件以及使用它的灯的一实施方式。但本专利技术并不限于以下各实施方式，例如也可以将这些实施方式的构 成要素彼此进行适当组合。本专利技术的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，包括在如图 1所示的基板11上顺序层叠由氮化镓系化合物半导体形成的n型半导体层 13、发光层14和第一p型半导体层15的第一结晶生长工序；和，进一步 层叠由氮化镓系化合物半导体形成的p接触层(第二 p型半导体层)16的 第二结晶生长工序；在上述第一结晶生长工序和第二结晶生长工序之间， 具有在上述第一p型半导体层15表面形成凹凸的凹凸形成工序、和该凹凸 形成工序之后进行热处理的热处理工序。本专利技术的发光元件的制造方法，通过使之为在光取出面即第一p型半 导体层15表面形成没有蚀刻损伤的凹凸表面的方法，来降本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括： 第一结晶生长工序，在基板上至少顺序地层叠由氮化镓系化合物半导体形成的ｎ型半导体层、发光层和第一ｐ型半导体层； 第二结晶生长工序，进一步层叠由氮化镓系化合物半导体形成的第二ｐ型半导体层， 在所述第一结晶生长工序与第二结晶生长工序之间具备在所述第一ｐ型半导体层表面形成凹凸的凹凸形成工序、和在该凹凸形成工序之后进行热处理的热处理工序。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：篠原裕直，村木典孝，大泽弘，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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