[发明专利]氮化物半导体发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮化物半导体发光元件及其制造方法。

背景技术

在现有的氮化物半导体发光元件的用途中，即使氮化物半导体发光元件的发光输出、静电耐压及发光波长等形成稍微不稳定，也不会给使用上带来障碍。但是，在使用氮化物半导体发光元件作为近年来急速地日益普及的液晶电视的背光用光源或LED照明的情况下，如果导致在一个氮化物半导体发光元件产生静电破坏，则将整个制品看做故障品，并且导致判断制品为不良品。因此，用于液晶电视的背光用光源的氮化物半导体发光元件需要全部通过静电加压试验那样的破坏检查，必须使静电耐压高。

例如，在（日本）特开2005-260215号公报（以下称为“专利文献1”）中公开了用于提高静电耐压的氮化物半导体发光元件。图9是表示专利文献1所公开的氮化物半导体发光元件的结构的示意剖面图。如图9所示，专利文献1的氮化物半导体发光元件在n侧接触层4与有源层11之间，从n侧接触层4侧依次至少具有：第一n侧层5、第二n侧层6、第三n侧层7及第四n侧层8。在专利文献1的氮化物半导体发光元件中，向第二n侧层6及第四n侧层8导入n型杂质，使得第二n侧层6及第四n侧层8分别比第一n侧层5及第三n侧层7的n型杂质浓度高。

通过专利文献1的制造方法，利用四英寸的基板制作大约五万个氮化物半导体发光元件，并对所有的氮化物半导体发光元件进行静电加压试验。图10表示该试验结果。图10是表示对专利文献1的氮化物半导体发光元件进行静电加压试验时，产生破坏时的施加电压与破坏的氮化物半导体发光元件个数的关系的图表。图10的横轴是产生破坏时的施加电压，图10的纵轴是产生破坏的氮化物半导体发光元件的个数。

从图10的图表可知，使用专利文献1的制造方法，制作出19000个左右的氮化物半导体发光元件，该19000个左右的氮化物半导体发光元件即使施加－4000V以上的电压也不会被破坏。但是，另一方面，制作出31000个左右的氮化物半导体发光元件，该31000个左右的氮化物半导体发光元件在－200V以下的低电压下破坏。如果如上所述地利用专利文献1的制造方法制作氮化物半导体发光元件，制作在静电耐压方面非常优秀的氮化物半导体发光元件，但是导致一半左右的氮化物半导体发光元件的静电耐压低。

静电耐压的特性如上所述差异的理由是因为，在整个晶片表面，不能使氮化物层均匀地晶体生长，在晶片面内的一部分产生结晶缺陷。即，在将由专利文献1的制造方法制造的晶片分解成片时，不含结晶缺陷的氮化物半导体发光元件的静电耐压高，但是含有结晶缺陷的氮化物半导体发光元件的静电耐压低。其结果是，即使是由同一晶片制作的氮化物半导体发光元件，也会制作出静电耐压高的氮化物半导体发光元件和静电耐压低的氮化物半导体发光元件。

以上，列举了利用四英寸的基板制造氮化物半导体发光元件的情况，但是在利用例如六英寸的基板那样的大口径的基板制造氮化物半导体发光元件的情况下，由一张基板制造大约13万个氮化物半导体发光元件。但是存在以下问题：因为其中大约一半的氮化物半导体发光元件的静电耐压低，所以氮化物半导体发光元件的制造成品率低。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而做出的，目的在于提供一种氮化物半导体发光元件及其制造方法，其能够成品率高地制造静电耐压高的氮化物半导体发光元件。

对如何产生上述静电破坏进行说明。首先，相对于施加在氮化物半导体发光元件的通常的电场方向，向反方向施加高电场时，因为有源层是未掺杂层或n型的低掺杂层，所以耗尽层向n型氮化物半导体层侧延伸。如果在该耗尽层存在容易流动电流的缺陷等时，电流集中在缺陷处，并且产生热量，从而产生静电破坏。

本发明者在解析静电破坏的氮化物半导体发光元件时，知道在破坏位置的下部的n型氮化物半导体层中存在直径数nm左右的管孔。在包含管孔的平面切开氮化物半导体发光元件，并且通过扫描透视（STEM）观察该截面，确认管孔与破坏位置的关系。图1是通过STEM观察在包含管孔的面上切开氮化物半导体发光元件时的切开面时的观察图像。在图1表示管孔。在调查该管孔与静电加压试验的不良发生率的关系时，可知如图2所示，管孔密度越高在静电加压试验中越容易产生不良情况。

图2是表示管孔密度与不良产生率的关系的图。从图2所示的结果中发现，管孔密度越低，越不会向管孔施加高电场，耗尽层不会扩展至管孔存在的位置，从而完成本发明。