半导体发光元件的制造方法及半导体发光元件技术

本发明专利技术提供一种半导体发光元件的制造方法及半导体发光元件，本发明专利技术的半导体发光元件的制造方法能容易地扩大ｐ侧电极与ｐ型接触层的接触面积，进而能得到动作电压低的半导体发光元件。利用设于脊形波导上表面（４６ａ）的悬突形状的抗蚀剂图案（９１），在脊形波导（４６）的上表面（４６ａ）上，以与绝缘膜（５０）的端部形成台阶的方式形成金属膜（６０），以该金属膜（６０）作为掩模，对脊形波导上表面（４６ａ）的绝缘膜（５０）进行蚀刻，由此，能不设置新的掩模工序而扩大设于绝缘膜（５０）的开口部（５０ａ）的开口宽度，能增大ｐ侧电极（７０）与ｐ型接触层（４５）的接触面积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体发光元件的制造方法及半导体发光元件，尤其是涉及脊型半导 体激光元件和其制造方法。
技术介绍
作为现有的脊型半导体激光元件的制造方法，包括在形成于AlGalnN系化合物 半导体的脊顶部的P型GaN接触层的上表面，形成该上表面的一部分露出的悬突形状的抗 蚀剂的工序；以覆盖在上述抗蚀剂上及上述P型接触层的上表面的露出部的方式形成绝缘 膜的工序；通过将上述抗蚀剂除去而将形成于抗蚀剂上的绝缘膜剥离的工序；在P型接触 层的开口部及绝缘膜上形成P侧电极的工序，由此，使上述剥离工序中的成品率提高(例 如，参照专利文献1)。专利文献1 (日本)特开2007-27164号公报(图2)在上述现有的半导体发光元件的制造方法中，由于通过绝缘膜覆盖形成于脊顶部 的P型接触层的上表面的一部分，所以，存在P型接触层与P侧电极的接触面积减小，且半 导体发光元件的动作电压上升的问题。尤其是，在蓝紫色半导体发光元件中，由于用于P型 接触层中的GaN等氮化物半导体的接触电阻比用于红色半导体发光元件的p型接触层中的 GaAs等III-V族化合物半导体的接触电阻高，所以，存在因p型接触层与p侧电极的接触面 积减少而使半导体发光元件的动作电压显著上升这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题点而做的专利技术，提供一种半导体发光元件的制造方法， 该制造方法能容易地制造出半导体发光元件的P型接触层与P侧电极的接触面积增大，且 动作电压低的半导体发光元件。另外，本专利技术提供一种动作电压低的半导体发光元件。本专利技术提供一种半导体发光元件的制造方法，包括半导体层形成工序，在衬底上 依次层叠第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层；抗蚀剂形成工序，在所述第 二导电型半导体层上的规定位置形成截面为悬突形状的抗蚀剂图案；脊形成工序，以所述 抗蚀剂图案为掩模，蚀刻所述第二导电型半导体层，在所述第二导电型半导体层形成脊形 波导；绝缘膜形成工序，在所述抗蚀剂图案及所述第二导电型半导体层上形成经由所述抗 蚀剂图案在所述脊形波导上表面的一部分具有第一开口部的绝缘膜；金属膜形成工序，在 所述绝缘膜上形成具有比所述第一开口部的开口宽度大的开口宽度的第二开口部的金属 膜；剥离工序，除去所述抗蚀剂图案，将层叠于所述抗蚀剂图案上的所述绝缘膜及所述金属 膜剥离；绝缘膜蚀刻工序，以所述金属膜为掩模，蚀刻形成于所述脊形波导上表面的所述绝 缘膜；以及金属电极形成工序，在所述金属膜上、及经由所述第一开口部及所述第二开口部 在所述第二导电型半导体层上，层叠金属电极。另外，本专利技术提供一种半导体发光元件，具备衬底；第一导电型半导体层，层叠 于所述衬底上；活性层，层叠于所述第一导电型半导体层上；第二导电型半导体层，层叠于所述活性层上，形成有向所述活性层的上方突起的脊形波导；绝缘膜，层叠于所述第二导电 型半导体层上，在所述脊形波导上表面形成有第一开口部；金属膜，层叠于所述绝缘膜上， 形成有与所述第一开口部连通且具有所述第一开口部的开口宽度以下的开口宽度的第二 开口部；以及金属电极，经由所述第一开口部及所述第二开口部，与所述第二导电型半导体 层电连接。 根据本专利技术，能容易地增大p型接触层与p侧电极的接触面积，进而能得到动作电 压低的半导体发光元件。附图说明图1是表示本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的结构的剖视图2是表示本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的制造工序的剖视图3是表示本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的制造工序的剖视图4是表示本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的制造工序的剖视图5是表示本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的制造工序的剖视图6是表示本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的制造工序的剖视图7是表示本专利技术实施方式2中的半导体发光元件的结构的剖视图8是表示本专利技术实施方式3中的半导体发光元件的结构的剖视图。符号说明10衬底；20n型(第一导电型)半导体层；30活性层；40P型(第二导电型)半导体层；46脊形波导；50绝缘膜；50a第一开口部；60金属膜；60a第二开口部；61第一金属膜；62第二金属膜；70P侧电极(金属电极) 91抗蚀剂图案；100、200、300半导体激光元件(半导体发光元件)。具体实施例方式实施方式1图1是说明本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的结构的剖视图，图2 图6 是说明本专利技术实施方式1中的半导体发光元件的制造方法的剖视图。首先，参照图1说明实施方式1中的半导体发光元件的结构。图1中，作为半导体发光元件的半导体激光元件100中，在n型GaN衬底10上，作为n型(第一导电型)半导体层20，依次层叠层厚lOOOnm的n型GaN缓冲层21、层厚400nm 的n型Al—Ga^N包层22、层厚lOOOnm的n型Al。.。45Ga。.955N包层23、层厚300nm的n型 Al0.015Ga0.985N包层24、层厚80nm的n型GaN导光层25、层厚30nm的由In0.02Ga0.98N构成的n 侧 SCH(Separate Conf inementHeterostructure)层 26。另外，在形成 n 型半导体层 20 的 上述各层21 26中掺杂有作为n型杂质的Si。在第一导电型半导体层20上层叠有活性层30。该活性层30由依次层叠层厚5nm 的InQ.12GaQ.88N阱层、层厚8nm的Ina(12Ga(1.98N阻挡层、层厚5nm的InQ.12Ga(1.88N阱层而成的双 重量子阱构造形成。而且，在活性层30上，作为p型(第二导电型)半导体层40，依次层叠有层厚30nm 的由In0.02Ga0.98N构成的p侧SCH层41、层厚20nm的p型Al0.2Ga0.8N电子势垒层42、层厚 100nm的p型GaN导光层43、层厚500nm的p型Alc^Ga—N包层44、层厚20nm的p型GaN 接触层45。另外，在形成p型半导体层40的各层41 45中掺杂有作为p型杂质的Mg。在此，在形成p型半导体层40的各层中，p型包层44及p型接触层45中形成有 条状的脊形波导46。该脊形波导46被配设于成为激光二极管的共振器端面的劈开端面宽 度方向的大致中央部分，且在成为共振器端面的两劈开端面间延伸。在本实施方式中，脊形 波导46的长度方向的尺寸即共振器长度为1000 ym。另外，与脊形波导的长度方向正交的 方向的脊宽为1. 5 y m，但根据规格可以设为1 P m 数十y m。另外，脊形波导46的高度为 0. 5 li m。而且，在p型半导体层40的上表面，层叠有在脊形波导上表面46a的中央部形成 第一开口部50a的膜厚200nm的绝缘膜50。在本实施方式中，该绝缘膜50由Si02形成。在绝缘膜50上形成有膜厚70nm的金属膜60，在该金属膜60上，在脊形波导46的 上表面46a的上方形成有与第一开口部50a连通的第二开口部60a。在此，第一开口部50a 的开口宽度形成为与第二开口部60a的开口宽度自调整，实质上以相同的宽度形成。金属 膜60例如由含有Au的金属材料形成。而且，在金属膜60上形成有p侧电极70。该p侧电极70经由形成于金属膜60的 第二开口部60a和形成于绝缘膜50的第一开口部50a，与p型接触层45电连接，在p型接 触层45本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括：半导体层形成工序，在衬底上依次层叠第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层；抗蚀剂形成工序，在所述第二导电型半导体层上的规定位置形成截面为悬突形状的抗蚀剂图案；脊形成工序，以所述抗蚀剂图案为掩模，蚀刻所述第二导电型半导体层，在所述第二导电型半导体层形成脊形波导；绝缘膜形成工序，在所述抗蚀剂图案及所述第二导电型半导体层上形成经由所述抗蚀剂图案在所述脊形波导上表面的一部分具有第一开口部的绝缘膜；金属膜形成工序，在所述绝缘膜上形成具有比所述第一开口部的开口宽度大的开口宽度的第二开口部的金属膜；剥离工序，除去所述抗蚀剂图案，将层叠于所述抗蚀剂图案上的所述绝缘膜及所述金属膜剥离；绝缘膜蚀刻工序，以所述金属膜为掩模，蚀刻形成于所述脊形波导上表面的所述绝缘膜；以及金属电极形成工序，在所述金属膜上、及经由所述第一开口部及所述第二开口部在所述第二导电型半导体层上，层叠金属电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冈贵郁，阿部真司，川崎和重，堀江淳一，佐久间仁，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]