氮化物半导体发光元件的制造方法技术

一种氮化物半导体发光元件的制造方法，该方法可以可靠地形成从发光元件表面引出的机械稳定的导线电极。预先在器件结构层上的第一电极层的周边形成结构保护牺牲层，在将器件结构层分离为发光元件的各个部分之后，粘接到支撑衬底上。随后，形成到达结构保护牺牲层的正锥形槽，并且在剥离步骤中剥离形成在该正锥形槽外面的倒锥形部。从而，在发光元件的正锥形侧壁上形成了绝缘层，并且在该绝缘层上形成了布线电极层，该布线电极层电连接到发光元件的主面上的第二电极层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
由蓝宝石制成的透明衬底通常用作氮化物半导体发光元件的成膜用生长衬底，通过在蓝宝石衬底上进行成膜来形成多个氮化物半导体发光元件。因为蓝宝石的热导率低至20W/mK，所以为了获得良好的散热，需要将氮化物半导体侧粘接到散热片、辅助底座等。在这种情况下，从蓝宝石衬底侧提取光，但是在蓝宝石衬 底背面反射大量的光，导致光提取效率降低。因此，采取了这样的技术在将包括例如高热导率的封装衬底在内的另一支撑衬底粘接到氮化物半导体侧之后，通过激光剥离来去除蓝宝石衬底。当将其粘接到另一支撑衬底时，出现的问题是如果大面积的平坦面粘接到一起，则在粘接面之间带入空气等，导致出现空隙。此外，在激光剥离中，例如，从蓝宝石衬底的背面投射波长比作为GaN(氮化镓)的吸收端的波长362nm更短的光，以将与蓝宝石衬底的界面附近的GaN分解为镓和氮，因而分离蓝宝石衬底。然而，当大面积的平坦面粘接到一起时，激光剥离中出现的氮气不容易逸出到周边区域而留在原处，因而造成另一个问题，即对GaN膜造成大的影响。因此，采用这样一种技术在将蓝宝石衬底上的氮化物半导体划分为单独的发光元件之后,粘接到另一支撑衬底,并且通过激光剥离去除蓝宝石衬底。在III族氮化物半导体的情况下，因为其晶体是化学稳定的，所以很难对其进行湿蚀刻，在其形状处理中使用干蚀刻。然而，干蚀刻的处理形状通常是正锥形，因而如果按照上述技术将氮化物半导体划分为各个元件并粘接到另一支撑衬底，则元件的侧壁将是倒锥形。因此，很难在这些侧壁上形成引至去除了蓝宝石衬底的表面(通常是n型GaN表面)的馈电线。因此，存在通过引线键合设置馈电线的技术，以及对于电极结构采用倒装结构(其中n电极和p电极设置在同一侧)，与预先形成有馈电线图案的封装衬底对准并粘接到一起的技术。参见日本特开2006-128710号公报(专利文献I)。但是，在通过引线键合进行电连接的方法中，存在可能由于机械冲击等出现断线或者键合部剥离的问题。此外，在使用荧光物质进行波长转换的发光器件中，由于布线的干扰，很难在芯片的上表面上稳定地形成均勻的突光物质层。此外，如果使用倒装型，则在粘接到一起时需要精确对准，因而造成工艺复杂的问题。为了通过简便的工艺形成机械稳定的布线电极，如果发光元件的侧壁被处理为正锥形并且在该正锥形侧壁上沉积布线电极层，则是有效的，但是当蚀刻倒锥形侧壁部分时，支撑衬底上周边的露出金属层同时也被蚀刻。如果该区域中的露出金属层被蚀刻，则很难形成电连接到粘接面侧的电极(通常是P电极)的布线电极。此外，在蚀刻工序中，来自支撑衬底上的金属层等的元件周边区域的金属或者蚀刻副产物可能会粘到发光元件的侧壁上，导致P型层与n型层的电气短路的问题。
技术实现思路
鉴于以上事实做出本专利技术，其目的是提供一种，该方法可以可靠地形成从去除了成膜用生长衬底的发光元件表面引出的机械稳定的布线电极。根据本专利技术，提供了一种，在成膜用生长衬底上形成多个发光元件的器件结构层，在将所述器件结构层分离为各个所述发光元件的部分时，将支撑衬底粘接到所述器件结构层并且去除所述生长衬底。该制造方法包括以下步骤在所述生长衬底上形成所述器件结构层；在所述器件结构层的表面上，在分别对应于所述 多个发光元件的位置处形成第一电极层；在所述器件结构层的表面上的所述第一电极层的周边形成结构保护牺牲层；元件分离步骤在所述器件结构层中形成元件分离槽，从而将所述器件结构层分离为各个所述发光元件的部分；接合步骤在所述元件分离步骤之后将所述支撑衬底粘接到所述器件结构层侧；在所述接合步骤之后去除所述生长衬底；正锥形槽形成步骤在所述器件结构层中形成到达所述结构保护牺牲层的正锥形槽，从而将所述器件结构层分离为具有第一电极层的发光元件和所述结构保护牺牲层上的倒锥形部；剥离步骤蚀刻所述结构保护牺牲层，从而剥离所述倒锥形部；在去除所述生长衬底而露出的所述器件结构层的露出面上形成第二电极层；以及布线电极层形成步骤在所述发光元件的侧壁上形成绝缘层，并且在所述绝缘层上形成电连接到所述第二电极层的布线电极层。根据本专利技术的，预先在器件结构层上的第一电极层的周边形成结构保护牺牲层，在将器件结构层分离为各个发光元件的部分之后粘接到支撑衬底。在随后的正锥形槽形成步骤中，形成到达结构保护牺牲层的正锥形槽，此时在正锥形槽的外边形成了倒锥形部并且在剥离步骤中剥离该倒锥形部。因此，发光元件的侧壁变为朝向支撑衬底侧的正锥形。因而，在发光元件的正锥形侧壁上形成绝缘层，并且在绝缘层上形成布线电极层，该布线电极层电连接到发光元件的主面上的第二电极层，因而能可靠地形成机械稳定的布线电极层。附图说明图I是示出根据本专利技术实施方式I的制造方法的截面图；图2是示出正锥形槽形成步骤之后的发光元件的主面侧的平面图；图3A和图3B是示出蚀刻引起的蚀刻副产物如何粘到发光元件的侧壁上的截面图；图4是示出根据本专利技术实施方式2的制造方法的截面图；图5是示出根据本专利技术实施方式3的制造方法的截面图；图6是示出实施方式3的正锥形槽形成步骤之后的发光元件的主面侧的平面图；图7是示出相邻的发光元件各自相反方向的侧壁形成为正锥形的示例的平面图；以及图8是示出各个发光元件的三个侧壁形成正锥形的示例的平面图。具体实施例方式下面后将参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图I是示出作为本专利技术实施方式I的的截面图。图I中的标号(a)到(p)表示以下说明的处理步骤(a)到(p)。本实施方式示出在衬底上制造两个发光元件的情况。(a)器件结构层形成步骤 在器件结构层形成步骤中，制备由蓝宝石制成的透明衬底(生长衬底)11，并且通过MOCVD(金属有机化学汽相沉积)法在衬底11上形成由氮化物基的半导体构成的器件结构层12。器件结构层12由按顺序层叠的5 y m厚的n型GaN层、包括InGaN量子阱层的多量子阱发光层和0.5 厚的p型GaN层形成(这些层全部都未示出)。衬底11的蓝宝石具有对波长为作为GaN的吸收端的362nm的光透明的属性，并且可以使用诸如尖晶石、SiC或者ZnO的不同于蓝宝石衬底的材料。(b)第一电极层形成步骤在第一电极层形成步骤中，通过电子束蒸发法在器件结构层12的表面上形成200nm厚的Ag层，并通过光刻法对Ag层进行构图以形成第一电极层13。第一电极层13被布置在器件结构层12的表面上与各个发光元件相对应的位置处。(c)结构保护牺牲层形成步骤在结构保护牺牲层形成步骤中，使用溅射法在器件结构层12上的第一电极层13周围形成厚度与第一电极层13相同的由SiO2(二氧化硅)制成的结构保护牺牲层14。通过在以下说明的正锥形槽形成步骤(k)中进行蚀刻使结构保护牺牲层14露出，如果对其使用了诸如金属的高导电率的材料，则导电性的蚀刻副产物将粘到蚀刻后的侧壁上，导致P型GaN层与n型GaN层电气短路。因此，期望该层使用绝缘材料，并且可使用二氧化硅以外的氮化硅、氮化铝、氧化锆或者氧化铝等的材料。此外，结构保护牺牲层14在剥离步骤(I)中用作牺牲层，因而至少形成在要在正锥形槽形成步骤(k)中形成正锥形槽的位置处。也就是说，在这样的位置处形成牺牲层14，即牺牲层14的至少一部分将在正锥形槽形成步骤(k)中形成的正锥形槽的底部露出。此外，如上所述结构保护牺牲层14在剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.22 JP 2011-0358641.一种氮化物半导体发光元件的制造方法，在成膜用的生长衬底上形成多个发光元件的器件结构层，并且在将所述器件结构层分离为各个所述发光元件的部分后，将支撑衬底粘接到所述器件结构层侧并且去除所述生长衬底，所述制造方法包括以下步骤 在所述生长衬底上形成所述器件结构层； 在所述器件结构层的表面上，在分别对应于所述多个发光元件的位置处形成第一电极层； 在所述器件结构层的表面上的所述第一电极层的周边形成结构保护牺牲层； 元件分离步骤在所述器件结构层中形成元件分离槽，以将所述器件结构层分离为各个所述发光元件的部分； 接合步骤在所述元件分离步骤之后，将所述支撑衬底粘接到所述器件结构层侧； 在所述接合步骤之后，去除所述生长衬底； 正锥形槽形成步骤在所述器件结构层中形成达到所述结构保护牺牲层的正锥形槽，从而将所述器件结构层分离为具有所述第一电极层的发光元件和所述结构保护牺牲层上的倒锥形部； 剥离步骤蚀刻所述结构保护牺牲层，从而剥离所述倒锥形部； 在去除所述生长衬底而露出的所述器件结构层的露出面上形成第二电极层；以及 布线电极层形成步骤在所述发光元件的侧壁上形成绝缘层，并且在所述绝缘层上形成电连接到所述第二电极层的布线电极层。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫地护，
申请(专利权)人：斯坦雷电气株式会社，
类型：发明
国别省市：