[发明专利]化合物半导体发光元件和其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物半导体发光元件，特别是氮化镓系化合物半导体发 光元件，涉及具有优异的发光输出功率的化合物半导体发光元件和其制造 方法。

背景技术

一直以来，作为化合物半导体发光元件的一例，pn接合型的发光二极 管(LED)是众所周知的。已知有例如，将导电性的通过在基板上外延生长 磷化镓(GaP)单晶而成的GaP层作为发光层使用的GaP系LED。另外， 还已知将砷化铝·镓混晶(组成式：Al_XGa_YAs(0≤X、Y≤1，X+Y＝1))、 磷化铝·镓·铟混晶(组成式：Al_XGa_YIn_ZP(0≤X、Y、Z≤1，X+Y+Z＝ 1))作为发光层的、从红色带域和橙黄色带域至绿色带域的LED。另外，还 已知将氮化镓·铟(组成式：Ga_αIn_βN(0≤α、β≤1，α+β＝1))等的氮化 镓系化合物半导体层作为发光层的、近紫外带域、蓝色带域或绿色带域的 短波长LED。

上述的例如Al_XGa_YIn_ZP系LED，导电性的n型或p型的发光层，是 以导电性的p型或n型的砷化镓(GaAs)单晶为基板，在其上形成的。另外， 蓝色LED使用电绝缘性的蓝宝石(α-Al₂O₃单晶)等单晶为基板。另外， 短波长LED用立方晶(3C晶体型)或六方晶(4H或6H晶体型)的碳化硅(SiC) 作为基板。将例如第1传导型透明电极和第2传导型电极设置在通过在这 些基板上层叠半导体层而得的半导体板上，从而形成发光元件。

特别是，在氮化镓系化合物半导体发光元件的情况中，以蓝宝石单晶 为首的、各种氧化物或III-V族化合物为基板，在其上利用有机金属气相 沉积法(MOCVD法)或分子束外延法(MBE法)等形成氮化镓系化合物半导 体。

作为氮化镓系化合物半导体发光元件的特征，包括在横向的电流扩散 小。因此，电流只导入到电极正下方的半导体，发光层所发出的光被电极 阻挡不能输出到外部。这里，该氮化镓系化合物半导体发光元件，通常作 为正极使用透明电极，经由正极输出光。

透明电极使用Ni/Au、ITO那样的众所周知的导电材料。近年来，由 于透光性优异，在例如特开2005-123501号公报中提出了使用以In₂O₃、 ZnO等为主成分的氧化物系的透明电极。作为透明电极使用最多的ITO， 通过在In₂O₃中掺杂5～20质量％的SnO₂，可以得到2×10^-4Ωcm以下的 低比电阻的导电氧化膜。

另外，为了提高出光效率，在例如特开2000-196152号公报等中提出 了在出光面进行凹凸加工的技术。低电阻的ITO在刚成膜后形成有微晶， 为了对ITO进行凹凸加工，需要使用氯化铁(FeCl₃)水溶液、盐酸(HCl)等 蚀刻液。在使用这样的强酸进行的湿蚀刻中，由于蚀刻速度快难以控制， 在ITO的边缘部分容易产生飞边。另外，容易出现过度蚀刻，成品率低。

作为解决上述问题的方法，可以使用在特开平08-217578号公报中所 述的IZO导电膜。由于通过溅射法形成的IZO膜是非晶态(无定形)的，所 以可以在不使用上述那样的强酸的情况下较缓和地进行蚀刻。因此，不容 易出现由上述所示的蚀刻产生的飞边和过度蚀刻。进而，容易进行为了提 高发光元件的输出功率而进行的微细加工。

但非晶态的IZO膜，比已进行了热处理的ITO膜透光性差，所以发 光元件的输出功率低。另外，由于p型GaN层的接触电阻高，所以存在元 件的驱动电压高的问题。进而，由于是非晶态的，所以耐水性·耐化学性 差，在IZO膜成膜后的制造工序中的成品率降低，另外还存在元件的可靠 性降低的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供在制造工序中成品 率良好，具有优异的发光输出功率的化合物半导体发光元件和其制造方法。

本发明人等为了解决上述课题进行了深入的研究，结果完成了本发明。

即本发明提供了下面的发明。