半导体发光元件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及半导体发光元件及其制造方法。制造半导体发光元件的方法包括如下步骤：在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层；在半导体层上形成透明导电金属氧化物膜；在透明导电金属氧化物膜上方形成电极；形成用于覆盖透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层；以及在含氧气氛中对其上形成有掩模层的透明导电金属氧化物膜进行热处理；其中，在热处理步骤中，使透明导电金属氧化物膜的未被掩模层覆盖的剩余部分的氧浓度高于透明导电金属氧化物膜的被掩模层覆盖的部分的氧浓度。

【技术实现步骤摘要】
半导体发光元件及其制造方法
本专利技术涉及半导体发光元件及其制造方法。更详细地，本专利技术涉及设法使电流能够在透明电极膜中扩散的半导体发光元件及其制造方法。
技术介绍
通常，半导体发光元件包括发光层、n型层和p型层。在n型层和p型层中的每一层中形成有电极。当从电极注入的电流更充分地在发光层的发光表面内扩散时，半导体发光元件的发光效率也变高。因此，已开发出设法使电流能够在发光表面内扩散的技术。例如，JP-A-2012-69860公开了包括第一透明电极膜和第二透明电极膜的半导体发光元件。在第二透明电极膜上形成有焊垫电极(参见JP-A-2012-69860的图1等)。与第二透明电极膜相比，第一透明电极膜在接触电阻方面较低而在薄层电阻方面较高(参见JP-A-2012-69860的段[0040]中的表1)。换言之，在焊垫电极之下的第二透明电极膜具有使电流能够容易扩散到横向方向即半导体发光元件的衬底的主表面方向上的特性。此外，第一透明电极膜具有使电流能够容易流动到纵向方向即第一透明电极膜的膜厚方向上的特性。据此，使电流能够在发光表面内扩散。然而，在JP-A-2012-69860中所公开的半导体发光元件中，第一透明电极膜和第二透明电极膜是彼此分离的主体。因此，在第一透明电极膜和第二透明电极膜之间存在接触电阻。因此，存在电流不充分流动的问题。
技术实现思路
为了解决相关领域所附随的上述问题，已经做出本专利技术。具体地，本专利技术的一个目的是提供一种设法使电流能够在半导体层的发光表面内充分扩散的半导体发光元件及其制造方法。根据本专利技术的第一方面的用于制造半导体发光元件的方法包括：在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层的半导体层形成步骤；在半导体层上形成透明导电金属氧化物膜的透明导电金属氧化物膜形成步骤；以及在透明导电金属氧化物膜上形成电极的电极形成步骤。此外，该方法包括：形成用于覆盖透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层的掩模层形成步骤；以及在含氧气氛中对其上形成有掩模层的透明导电金属氧化物膜进行热处理的热处理步骤。在热处理步骤中，使透明导电金属氧化物膜的未被掩模层覆盖的剩余部分的氧浓度较高。根据用于制造半导体发光元件的该方法，在透明导电金属氧化物膜中形成低氧浓度区域和高氧浓度区域。在该半导体发光元件中，电流在发光表面内充分地扩散。在透明导电金属氧化物膜的低氧浓度区域中，电流容易流动到发光表面内的横向方向。在透明导电金属氧化物膜的高氧浓度区域中，电流容易朝向半导体层流动。以此方式，电流在发光表面内充分地扩散，因此，半导体发光元件的发光效率良好。在根据本专利技术的第二方面的用于制造半导体发光元件的方法中，掩模层是绝缘层。使绝缘层的至少一部分保留在透明导电金属氧化物膜上。换言之，透明导电金属氧化物膜的未被绝缘层覆盖的露出区域被氧化，而透明导电金属氧化物膜的被绝缘层覆盖的区域未被氧化。在根据本专利技术的第三方面的用于制造半导体发光元件的方法中，掩模层是绝缘层和电极。使绝缘层和电极中的每一个的至少一部分保留在透明导电金属氧化物膜上。换言之，透明导电金属氧化物膜的未被绝缘层和电极覆盖的露出区域被氧化，而透明导电金属氧化物膜的被绝缘层和电极覆盖的区域未被氧化。在根据本专利技术的第四方面的用于制造半导体发光元件的方法中，在热处理步骤之后，包括从透明导电金属氧化物膜上移除掩模层的掩模层移除步骤。在掩模层移除步骤之后，执行电极形成步骤。在根据本专利技术的第五方面的用于制造半导体发光元件的方法中，在掩模层形成步骤之前，包括在无氧气氛中执行热处理的热处理步骤，在无氧气氛中的热处理步骤的热处理温度高于在含氧气氛中的热处理步骤的热处理温度。根据本专利技术的第六方面的半导体发光元件，包括：衬底；形成在衬底的主表面上的由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层；形成在半导体层上的单个透明导电金属氧化物膜；以及导向透明导电金属氧化物膜的布线电极。此外，透明导电金属氧化物膜包括具有低氧浓度的低氧浓度区域，以及与低氧浓度区域相比具有较高氧浓度的高氧浓度区域。布线电极在低氧浓度区域的区域宽度内形成。根据本专利技术的第七方面的半导体发光元件包括在透明导电金属氧化物膜上的覆盖低氧浓度区域的绝缘层。布线电极包括接触透明导电金属氧化物膜的多个接触部以及将接触部彼此电连接的并且形成在绝缘层上的布线部。布线部沿着绝缘层形成。接触部接触低氧浓度区域。因此，从接触部注入的电流在低氧浓度区域中扩散到发光表面内的方向上。在根据本专利技术的第八方面的半导体发光元件中，透明导电金属氧化物膜的材料是通过向In2O3添加其它金属所获得的化合物。在根据本专利技术的第九方面的半导体发光元件中，透明导电金属氧化物膜的材料是ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)。在该透明导电金属氧化物膜中，在低氧浓度区域中，接触电阻相对较高，薄层电阻相对较低。另一方面，在高氧浓度区域中，接触电阻相对较低，薄层电阻相对较高。根据本专利技术，提供了一种设法使电流能够在半导体层的发光表面内充分扩散的半导体发光元件及其制造方法。附图说明图1为示出根据实施方案1的半导体发光元件的俯视图。图2为示出根据实施方案1的半导体发光元件的示意性构造的横截面图。图3为用于说明电流在根据本实施方案的半导体发光元件的透明导电金属氧化物膜中流动的容易性的视图。图4为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分1)。图5为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分2)。图6为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分3)。图7为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分4)。图8为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分5)。图9为说明用于制造根据本实施方案的半导体发光元件的方法的视图(部分6)。图10为示出根据实施方案1的另一半导体发光元件的示意性构造的横截面图。图11为对根据实施方案2的半导体发光元件的布线电极附近进行放大的横截面图。图12为对根据实施方案4的半导体发光元件的布线电极附近进行放大的横截面图。图13为说明用于制造根据实施方案4的半导体发光元件的方法的视图。具体实施方式在下文中，通过在参照附图的同时以半导体发光元件为例来描述具体实施方案。但是，不应当将本专利技术解释为受限于这些实施方案。此外，如稍后所描述的各个半导体发光元件的层中的每一层的层叠结构和电极结构仅是举例说明。当然，可以采用与下面的实施方案中的层叠结构不同的层叠结构。以概念性方式示出各幅附图中的横截面结构。例如，应当将每层的厚度解释为未示出实际厚度。(实施方案1)1.半导体发光元件图1为示出根据本实施方案的发光元件100的俯视图。图2为示意性示出图1中的A-A横截面的横截面图。发光元件100是正装型半导体发光元件。第一布线电极170沿着绝缘层160的上部形成。发光元件100包括衬底110、n型层120、发光层130、p型层140、透明导电金属氧化物膜150、绝缘层160、第一布线电极170、绝缘膜180以及第二布线电极190。如图1所示，在发光元件100中，在p侧上的第一布线电极170与在n侧上的第二布线电极190以梳状状态彼此接合。第一布线电极170在第一接触部171中与透明导电金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造半导体发光元件的方法，所述方法包括：在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层的半导体层形成步骤；在所述半导体层上形成透明导电金属氧化物膜的透明导电金属氧化物膜形成步骤；在所述透明导电金属氧化物膜上方形成电极的电极形成步骤；形成用于覆盖所述透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层的掩模层形成步骤；以及在含氧气氛中对其上形成有所述掩模层的所述透明导电金属氧化物膜进行热处理的热处理步骤；其中，在所述热处理步骤中，使所述透明导电金属氧化物膜的未被所述掩模层覆盖的剩余部分的氧浓度高于所述透明导电金属氧化物膜的被所述掩模层覆盖的部分的氧浓度。

【技术特征摘要】
2012.09.13 JP 2012-2020891.一种用于制造半导体发光元件的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层的半导体层形成步骤；在所述半导体层上形成透明导电金属氧化物膜的透明导电金属氧化物膜形成步骤；形成用于覆盖所述透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层的掩模层形成步骤；在含氧气氛中对其上形成有所述掩模层的所述透明导电金属氧化物膜进行热处理的热处理步骤；以及在所述透明导电金属氧化物膜上方形成电极的电极形成步骤；其中，在所述热处理步骤中，使所述透明导电金属氧化物膜的未被所述掩模层覆盖的剩余部分的氧浓度高于所述透明导电金属氧化物膜的被所述掩模层覆盖的部分的氧浓度。2.根据权利要求1所述的用于制造半导体发光元件的方法，其中所述掩模层是绝缘层，并且所述绝缘层的至少一部分保留在所述透明导电金属氧化物膜上。3.一种用于制造半导体发光元件的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：在衬底的主表面上形成由第III族氮化物基化合物半导体构成的半导体层的半导体层形成步骤；在所述半导体层上形成透明导电金属氧化物膜的透明导电金属氧化物膜形成步骤；形成用于覆盖所述透明导电金属氧化物膜的一部分的掩模层的掩模层形成步骤；在所述透明导电金属氧化物膜上方形成电极的电极形成步骤；以及在含氧气氛中对其上形成有所述掩模层和所述电极的所述透明导电金属氧化物膜进行热处理的热处理步骤；其中，在所述热处理步骤中，使所述透明导电金属氧化物膜的未被所述掩模层和所述电极覆盖的剩余部分的氧浓度高于所述透明导电金属氧化物膜的被所述掩模层和所述电极覆盖的部分的氧浓度。4.根据权利要求3所述的用于制造半导体发光元件的方法，在所制造的半导体发光元件中，所述掩模层和所述电极中的每一个的至少一部分保留在所述透明导电金属氧化物膜上。5.一种用于制造半导体发光元件的方法，所述方法包括以下顺序的步骤：在衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：户谷真悟，出口将士，
申请(专利权)人：丰田合成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP