半导体发光元件的制造方法以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，其中该制造方法具有使用由与构成半导体层的材料不同的材料形成的基板，并在该基板上成膜出ＩＩＩ族化合物半导体层的工序，能够减小所得到的半导体发光层的发光波长分布σ。本发明专利技术提供的半导体发光元件的制造方法，是制造具有ＩＩＩ族化合物半导体层的半导体发光元件的方法，其特征在于，具有：化合物半导体基板形成工序，该工序在基板上成膜出至少一层化合物半导体层，形成翘曲量Ｈ在５０μｍ≤Ｈ≤２５０μｍ的范围的化合物半导体基板；和发光层形成工序，该工序在所形成的所述化合物半导体基板上形成包含多个ＩＩＩ族化合物半导体层的发光层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体发光元件的制造方法等，更详细地讲，涉及具有III族化合物半导体层的半导体发光元件的制造方法等。
技术介绍
一般地，具有III-V族化合物半导体层等的化合物半导体层的半导体发光元件， 是通过在由蓝宝石单晶等构成的基板上形成化合物半导体层，进而设置正极和负极等后， 对基板的被磨削面进行磨削以及研磨，其后切断成为适当的形状，从而作为发光元件芯片来制备(参照专利文献1)。专利文献1 特开2008-177525号公报
技术实现思路
可是，当使用由与构成半导体层的化合物半导体不同的材料形成的基板，并在该基板上形成化合物半导体层时，存在所得到的化合物半导体发光层的波长分布的标准偏差 σ (在本说明书中也称为发光波长分布σ (nm)。)变大的问题。特别是在通过MOCVD (有机金属化学气相生长法ORGANIC METAL CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION)形成化合物半导体层的场合，这样的倾向较大。这可以想到原因主要在于由于基板与化合物半导体的热膨胀系数的差，基板发生翘曲。若基板发生翘曲，则通过MOCVD形成化合物半导体层时，在基板上产生温度分布，例如化(铟)等的元素的分布变得不均勻。由此，在由该化合物半导体层制造发光元件时，在同一基板内会形成具有非所希望的波长的发光元件，存在降低来自同一基板的制品的收得率的问题。本专利技术的目的在于，提供一种化合物半导体发光元件的制造方法，其中该制造方法具有使用由与构成化合物半导体层的材料不同的材料形成的基板，并在该基板上形成 III族化合物半导体层的工序，能够减小所得到的化合物半导体发光层的发光波长分布 σ ο根据本专利技术，提供一种半导体发光元件的制造方法，其是制造具有III族化合物半导体层的半导体发光元件(也称为化合物半导体发光元件。)的方法，其特征在于，具有 在基板上成膜出至少一层化合物半导体层，形成翘曲量H在50 μ m < H < 250 μ m的范围的化合物半导体基板的化合物半导体基板形成工序；和在所形成的化合物半导体基板上形成包含多个III族化合物半导体层的发光层的发光层形成工序。在此，在应用本专利技术的半导体发光元件的制造方法中，优选在基板上成膜的III 族化合物半导体层至少含有III族氮化物。另外，优选基板的直径D选自50mm 155mm的范围。进而，优选基板的厚度d选自0.4mm 1.5mm的范围。再有，优选基板的翘曲量H选自-IOym彡H彡IOym的范围。其次，在应用本专利技术的半导体发光元件的制造方法中，优选化合物半导体基板的翘曲量H选自ΙΟΟμπι彡H彡115 μ m的范围。另外，优选基板由与III族化合物半导体层不同的材料构成。进而，在应用本专利技术的半导体发光元件的制造方法中，优选基板由蓝宝石构成。另外，优选具有在基板上预先形成含有氮化铝化合物的中间层的中间层形成工序。进而，优选中间层采用溅射法成膜于基板上。进而，根据本专利技术，提供一种半导体发光元件，其特征在于，是采用上述半导体发光元件的制造方法制造的。根据本专利技术，在半导体发光元件的制造方法中，通过使用翘曲量H在 50 μ m < H < 250 μ m的范围的化合物半导体基板，并在其上形成发光层，能够减小在同一基板内得到的半导体发光层的发光波长分布ο。具体实施例方式以下对于本专利技术的实施方式进行详细说明。另外，本专利技术并不被以下的实施方式限定，可以在其要旨的范围内进行各种变形来实施。另外，使用的附图是用于说明本实施方式的，并不表示实际的大小。(半导体发光元件)在本实施方式中制造的半导体发光元件，通常具有规定的基板和成膜于基板上的化合物半导体层。作为构成化合物半导体层的化合物半导体，可举出例如III-V族化合物半导体、II-VI族化合物半导体、IV-IV族化合物半导体等。在本实施方式中，优选III-V族化合物半导体，其中，更优选III族氮化物化合物半导体。以下举出具有III族氮化物化合物半导体的半导体发光层作为例子进行说明。附图说明图1是说明在本实施方式中制造的半导体发光元件的层结构的一例的图。如图1 所示，半导体发光元件I，是在形成于基板110上的中间层120之上，依次层叠基底层130、 η型半导体层140、发光层150、ρ型半导体层160而构成的。另外，化合物半导体层(III族化合物半导体层)200,是将η型半导体层140、发光层150以及ρ型半导体层160统一而总称。进而，在ρ型半导体层160上层叠有透明正极170(参照图2)，在透明正极170上形成有正极焊盘180，并且在形成于η型半导体层140的η型接触层141的露出区域143， 层叠有负极焊盘190。在此，在本实施方式中，将在基板110上至少含有中间层120，而且形成了选自包含III族化合物半导体的基底层130以及η型半导体层140中的至少一层的制品称为化合物半导体基板100，作为不具有发光功能的半导体层层叠基板对待。在此，在包含III族化合物半导体的基底层130上成膜的η型半导体层140，具有 η型接触层141以及η型覆盖层142。发光层150具有交替地层叠有势垒层151和阱层152 的结构。P型半导体层160是ρ型覆盖层161以及ρ型接触层162层叠而成的。在本实施方式中，成膜于基板110上的化合物半导体层(包括中间层120、基底层 130、η型半导体层140、发光层150以及ρ型半导体层160在内的III族化合物半导体层)的合计的厚度，为5 μ m以上，优选为8 μ m以上，进一步优选为9 μ m以上。另外，这些层的合计的厚度为15 μ m以下，优选为14 μ m以下，进一步优选为13 μ m以下。上述的化合物半导体层(III族化合物半导体层)的合计的厚度过度薄时，特别是基底层130以及η型半导体层140的膜厚较薄时，在其后层叠的发光层150以及ρ型半导体层160的结晶性变差，因此在形成了半导体发光元件I的场合，存在发光强度变弱的倾向。(基板110)基板110由与III族氮化物化合物半导体不同的材料构成，在基板110上外延生长III族氮化物半导体晶体。作为构成基板110的材料，可举出例如蓝宝石、碳化硅(硅碳化物SiC)、硅、氧化锌、氧化镁、氧化锰、氧化锆、氧化锰锌铁、氧化镁铝、硼化锆、氧化镓、氧化铟、氧化锂镓、氧化锂铝、氧化钕镓、氧化镧锶铝钽、氧化锶钛、氧化钛、铪、钨、钼等。在这些物质中，优选蓝宝石、碳化硅(硅碳化物SiC)。另外，基板110的表面，优选层叠半导体层的一侧的面(表面)和其相反的一侧的面(背面)的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)不同。特别优选使用表面粗糙度Ra的关系为表面 < 背面的基板。(中间层120)如前所述，在本实施方式中，基板110由与III族氮化物化合物半导体不同的材料构成。因此，在如后述那样采用有机金属化学气相生长法(MOCVD)形成化合物半导体层200 时，优选在基板110上设置发挥缓冲功能的中间层120。特别是从缓冲功能方面出发，优选中间层120为单晶结构。在基板110上形成了具有单晶结构的中间层120的情况下，中间层120的缓冲功能有效地作用，成膜于中间层120上的基底层130和化合物半导体层200 成为具有良好的取向性以及结晶性的晶体膜。中间层120本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体发光元件的制造方法，是制造具有ＩＩＩ族化合物半导体层的半导体发光元件的方法，其特征在于，具有：化合物半导体基板形成工序，该工序在基板上成膜出至少一层化合物半导体层，形成翘曲量Ｈ在５０μｍ≤Ｈ≤２５０μｍ的范围的化合物半导体基板；和发光层形成工序，该工序在所形成的所述化合物半导体基板上形成包含多个ＩＩＩ族化合物半导体层的发光层。

【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：樱井哲朗，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP