[发明专利]第III族氮化物半导体发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在发光层中具有非发光区域的第III族氮化物半导体发光器件及其制造方法。

背景技术

在正装型(face up type)第III族氮化物半导体发光器件中，从位于p焊垫电极正下方的发光层发出的光被p焊垫电极反射并吸收。作为抑制该反射和吸收的技术，已知以下技术(JP-A-10-229219和JP-A-2010-80542)：通过阻挡电流流向发光层的在平面视图中与p焊垫电极重叠的区域(在从与发光层的主表面垂直的方向看的情况下；在下文中类似)来抑制光发射，抑制通过p焊垫电极的光的反射和吸收，从而提高光提取效率。

在JP-A-10-229219中，通过含有对氮具有反应性的金属(例如Cr、V、Ti、Nb、Ta或者Zr)的材料形成p焊垫电极。在p焊垫电极的合金处理中，p型层与对氮具有反应性的金属反应以在p型层中形成氮空位。在p焊垫电极下的p型层中形成高电阻区域，因此电流不在p焊垫电极下流动。

在JP-A-2010-80542中，包含Ni/Au的p焊垫电极形成在p型层上面的包括ITO的透明电极上，并且在500℃至650℃下进行热处理。在p焊垫电极下的透明电极区域的接触电阻变高，因此，电流不在p焊垫电极下流动。

另一方面，即使在具有以下结构的第III族氮化物半导体发光器件中：一上一下地设置p电极和n电极以在纵向(垂直于衬底的主表面的方向)中获得导电性的结构，以及使用高反射金属例如Ag的p电极从n电极侧提取光的结构(可以例如使用激光剥离技术或者使用导电衬底例如GaN衬底作为生长衬底来制造这样的器件)，也已知使得发光层的在平面视图中与n电极重叠的区域发光从而提高光提取效率的技术。在这种情况下，发光层的在n电极正下方的区域通过以下方法不发出光：其中，在p型层与p电极之间设置绝缘膜，只在除n电极正下方的区域以外的区域上设置p电极，或者在n电极正下方的区域上设置绝缘膜而不设置p电极。

然而，如上所述的形成绝缘层以及设置非发光区域的常规方法存在需要很多步骤的问题，因而导致制造成本增加。另外，在JP-A-10-229219和JP-A-2010-80542中公开的方法中，电极材料受限制，并且该方法不能应用于使用高反射金属例如Ag作为p电极的情况。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，该方法使得能够通过简单的方法使期望区域形成为非发光区域。

第一发明是一种用于制造将发光层的一部分区域作为非发光区域的第III族氮化物半导体发光器件的方法，该方法包括：

第一步骤：在生长衬底上依次生长包括第III族氮化物半导体的n型层、发光层和p型层；

第二步骤：通过热处理将p型层活化为p型活性化，然后在p型层上形成p接触电极；

第三步骤：将包括分散在溶剂中的导电金属粒子的金属膏施加到p接触电极上的期望区域，所述溶剂包括含有氢作为组成元素的物质；以及

第四步骤：通过热处理固化金属膏以将p型层的一部分区域形成为高电阻区域，从而将发光层的在平面视图中与施加金属膏的区域相重叠的区域形成为非发光区域。

非发光区域是发光层的即使通过在p电极与n电极之间施加正向电压也不发光的区域。

可以将在溶剂中混合并分散的导电金属粒子用于金属膏。金属粒子的平均粒径是任选的，但是从易于团聚的观点出发，期望使用具有30nm至500nm的平均粒径的金属粒子。可以使用金属粒子，例如Ag、Cu和Au。可以使用含有氢作为组成元素的溶剂，并且可以使用的溶剂的实例包括环氧树脂、聚硅氧烷树脂以及高级脂肪醇(例如萜品醇、正癸醇或二醇)。

期望在真空、氧或者惰性气体气氛的热处理气氛中固化金属膏。惰性气体的实例包括氮、氖、氩、氪和氙。可以在氧和惰性气体的混合气体气氛中进行热处理。热处理温度和时间是其中金属膏固化的范围。期望在300℃至600℃的温度下持续5分钟至30分钟的热处理。当热处理温度和时间在该范围内时，金属膏可以进一步稳定地固化。期望1Pa至50Pa的热处理压力，其原因在于：溶剂可以容易地蒸发。

金属膏的施加方法可以用于不同的印刷方法例如丝网印刷、胶版印刷和喷墨印刷以及例如点胶机、旋涂和喷雾法的方法。

期望将金属膏以0.5μm至2.0μm的厚度施加。当厚度在此范围内时，高电阻区域可以进一步稳定地形成在与施加有金属膏的区域重叠的区域中。另外，该金属膏可以进一步稳定并快速地固化。