半导体发光元件制造技术

能够提供具备欧姆性和透过性尽可能良好的p电极的半导体发光元件。该半导体发光元件具备：基板；在基板上设置的n型半导体层；在n型半导体层的第1区域上设置的发光的活性层；在活性层上设置的p型半导体层；在p型半导体层上设置的且具有氧含有率小于40原子%的第1导电性氧化物层的p电极；以及在n型半导体层的第2区域上设置的n电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体发光元件。
技术介绍
一般地，作为半导体发光元件，已知的构造为在基板上层叠成为接触层的η型半导体层、η型熔覆层、活性层、P型熔覆层和成为接触层的P型半导体层，并相对于成为接触层的η型半导体层和P型半导体层，分别形成成为欧姆电极的η电极和P电极。在这样的半导体发光元件中，当从P型半导体层一侧取出光时，作为P电极，一般采用具有高透过率的ITO (铟锡氧化物)。但是，该ITO由于低的欧姆性，因此，仅仅用ITO难以制作特性好的器件。因此，为了具备良好的接触特性、透过性，提出了在ITO和接触层之间设置由In、Sn以外的金属构成的金属氧化物层(例如，参照特开2001-196633号公报)。但是，在上述特开2001-196633号公报中，由于夹着金属氧化物层的区域而存在ΙΤ0，因此，实际上不能发挥ITO本来的透过率。此外，由于采用ITO以外的金属的氧化物，因此，蚀刻条件与ITO不同，存在加工过程复杂的问题。
技术实现思路
本专利技术正是考虑上述问题而提出的，其目的在于提供具备欧姆性和透过性尽可能好的P电极的半导体发光元件。根据本专利技术的第I方式的半导体发光元件，其特征在于，具备:基板；在上述基板上设置的η型半导体层；在上述η型半导体层的第I区域上设置的发光的活性层；在上述活性层上设置的P型半导体层；在上述P型半导体层上设置的且具有氧含有率小于40原子％的第I导电性氧化物层的P电极；以及在上述η型半导体层的第2区域上设置的η电极。此外，根据本专利技术的第2方式的半导体发光元件，其特征在于，具备:基板；在上述基板上设置的η型半导体层；在上述η型半导体层上设置的发光的活性层；在上述活性层上设置的P型半导体层；在上述P型半导体层上设置的且具有氧含有率小于40原子％的第I导电性氧化物层的P电极；以及在上述基板的与上述η型半导体层相反一侧的面设置的η电极。附图说明图1是根据本专利技术的第I实施方式的半导体发光元件的截面图。图2是表示用于说明第I实施方式的半导体发光元件的效果的仿真结果的图。图3 (a)至图3 (C)是表示用于说明第I实施方式的半导体发光元件的效果的仿真结果的图。图4是绘制图2所示的仿真结果的曲线图。图5是表示用于说明第I实施方式的半导体发光元件的效果的仿真结果的图。图6是表示第I实施方式的半导体发光元件的电极的形状的一个具体例子的图。图7是表示第I实施方式的半导体发光元件的电极的形状的另一个具体例子的图。图8是根据第I实施方式的变形例的半导体发光元件的截面图。图9是根据第2实施方式的半导体发光元件的截面图。具体实施方式以下参照附图说明本专利技术的实施方式。第I实施方式在图1中示出根据本专利技术的第I实施方式的半导体发光元件的截面。本实施方式的半导体发光元件如下制造。首先，如图1所示，在蓝宝石基板2上通过MOCVD (金属有机化学汽相淀积)法或者MBE (分子束外延)法等形成不掺杂的GaN缓冲层(未图示)之后，在该缓冲层上形成η型GaN层4。在此，蓝宝石基板2如图1所示，为了提高光取出效率，可以采用在表面形成凹凸的加工基板，也可以采用在表面未形成凹凸的平坦基板。接着，在η型GaN层4上通过MOCVD、MBE法等形成由InGaN构成的活性层6。由InGaN构成的活性层6具有单量子阱(SQW)构造或多量子阱(MQW)构造。进一步地，在由InGaN构成的活性层6上，通过MOCVD法等按顺序地形成未图示的由P型AlGaN构成的熔覆层和P型GaN层8。通过将这样制成的基板用RTA (快速退火)炉等进行热处理，促进P型GaN层8的P型杂质的活性。接着，在P型GaN层8的表面上形成透明的P电极10。该透明的ρ电极10的详细形成方法在后面描述。在P电极10形成之后，使用光刻技术和RIE (反应离子蚀刻)法等蚀刻技术，如图1所示，除去P电极10、P型GaN层8、由P型AlGaN构成的熔覆层(未图示)以及由InGaN构成的活性层6的层叠膜的一部分，在底面使GaN层4的表面露出，同时除去该露出的η型GaN层4的一部分。作为该除去方法，并不限于RIE法，也可以通过湿蚀刻进行。接着，在整个面上通过CVD法等形成透明的绝缘膜12。作为透明的绝缘膜，采用了SiO2等。然后，通过光刻技术和湿蚀刻法等除去η型GaN层4上的透明的绝缘膜12的一部分，使η型GaN层4露出。然后，通过真空蒸镀和提离，在露出的η型GaN层4上形成η电极14。η电极14由Ti和Al的层叠膜形成，更具体地，采用从下往上顺序地层叠Ti/Al/Ti/Pt的4层层叠构造。该η电极14通过在氮气中实施温度650°C的退火而提高欧姆接触性。接着，通过使用光刻技术和湿蚀刻法除去ρ电极10上的透明的绝缘膜12的一部分，使P电极10上的一部分表面露出。使用真空蒸镀法，在露出的P电极10上形成接合用的衬垫(pad)电极16,同时在η电极14上形成接合用的衬垫电极18。作为衬垫电极16、18的材质，可以如从下往上顺序地层叠Ti/Pt/Au的层叠膜或者从下往上顺序地层叠Ni/Au的层叠膜那样，在上部的层使用Au，在与η电极14或ρ电极10的界面使用相干性高的N1、Ti。最后，使用光刻技术和RIE技术，设置达到蓝宝石基板2的元件分离用沟22，芯片化变得容易。然后，通过CVD法、溅射法、蒸镀法等以覆盖到该元件分离用沟22的侧面为止的方式形成透明的绝缘膜12。本实施方式的ρ电极10由透明的导电性氧化物(例如ΙΤ0)构成，具备第IITO层IOa和在该第IITO层10a上形成的第2IT0层10b。第IITO层IOa例如被形成为层厚度在IOOnm以下，并且与第2IT0层IOb相比，ITO的氧含有量少。这样，由于第IITO层IOa成为氧损失多的ITO层，因此，成为类金属的状态，具有低的接触电阻。另一方面，第2IT0层IOb设为具有在透过率、电气传导性方面佳的氧含有量的ITO层。通过这样的构成，能够获得具有低的接触电阻和良好的透过性、电气传导性的P电极10。另外，当P电极10的厚度在IOOnm以下时，也可以不设置第2IT0层IOb而仅仅由第IITO层IOa构成ρ电极10。由该ITO构成的ρ电极10的形成方法例如使用电子束蒸镀法形成。首先，基板的温度为200°C 450°C左右,蒸镀速率为0.lnm/sec 1.5nm/sec,不导入氧而将背压设为通常推荐的真空度(1.0X KT5Torr以下)的条件下，对ITO烧结材料照射电子束，在ρ型GaN层8上将层厚度为IOnm IOOnm左右的第IITO层IOa成膜。此时，由于第IITO层IOa的层厚度依赖于期望的透过率、薄膜电阻，因此，不必限于IOnm lOOnm。接着，在上述温度、上述蒸镀速率下，以氧分压成为1.0X KT4Torr 1.0X KT3Torr左右的方式使氧流入，将导电率和透过性良好的第2IT0层IOb成膜。在此，第2IT0层IOb也可以从第IITO层IOa形成时开始连续地一边增加氧流入量一边进行成膜，消除与第IITO层IOa的氧导入的边界。首先，参照图2说明与ITO层的特性有关的形成时的氧分压依赖性。准备膜厚度都为 250nm 的单层的 ITO 层、氧分压为 OTorrU.0X IO^4Torr,4.0X IO^4Torr,7.0X IO^4To本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，包括：n型半导体层；p型半导体层；在上述n型半导体层与上述p型半导体层之间形成的发光的活性层；p电极，其与上述p型半导体层接触，并包括氧含有率小于40原子%的第1导电性氧化物层和与上述第1导电性氧化物层接触且氧含有率比上述第1导电性氧化物层高的第2导电性氧化物层；以及与上述n型半导体层电连接的n电极。

【技术特征摘要】
2008.12.25 JP 329619/20081.一种半导体发光元件，包括: η型半导体层； P型半导体层； 在上述η型半导体层与上述P型半导体层之间形成的发光的活性层； P电极，其与上述P型半导体层接触，并包括氧含有率小于40原子％的第I导电性氧化物层和与上述第I导电性氧化物层接触且氧含有率比上述第I导电性氧化物层高的第2导电性氧化物层；以及 与上述η型半导体层电连接的η电极。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，上述第I导电性氧化物层至少包含一个从In、Zn、Sn、N1、Mg、Cu、Au、Pd、Rh、Ga的组中选择的元素。3.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，上述第I导电性氧化物层的接触电阻小于 I X 10 2 Ω.cm2。4.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，上述第I导电性氧化物层的膜厚度在IOnm以上且IOOnm以下。5.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，上述第2导电性氧化物层的透过率比上述第I导电性氧化物层的透过率高。6.根据权利要求1所述的半导体发光元件，还包括:基板，在其上形成有上述η型半导体层，其中，上述基板是蓝宝石基板或者半导体基板。7.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，上述第I导电性氧化物层的膜厚度在30nm以上。8.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，上述第I导电性氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：村本卫司，布上真也，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：