發(fā)光元件及其制造方法
【專利摘要】公開了一種發(fā)光元件及其制造方法。該制造方法順序地包括(a)形成具有凸部形狀的第一光反射層；(b)通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成層疊結(jié)構(gòu)體；(c)在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成第二電極和由多層膜形成的第二光反射層；(d)將第二光反射層固定至支撐基板；(e)去除用于制造發(fā)光元件的基板，并暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和第一光反射層；(f)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面；以及(g)至少在第一化合物半導(dǎo)體層的已蝕刻的第一表面上形成第一電極。
【專利說明】發(fā)光元件及其制造方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有2013年8月9日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2013-166571的權(quán)益，該專利申請的全部內(nèi)容并入本文以供參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開內(nèi)容涉及發(fā)光元件及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0004]例如可由日本未審專利申請公開文本第2010-123921號獲知由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的表面發(fā)射激光器兀件(垂直共振器激光器，VCSEL)。該未審專利公開文本中公開的表面發(fā)射激光器元件是通過以下方式制造的:形成其中在基板上層疊第二導(dǎo)電層、發(fā)光層和第一導(dǎo)電層的氮化物半導(dǎo)體的層疊主體，在第一導(dǎo)電層上形成由電介質(zhì)多層膜形成的第一黑色反射器，在第一黑色反射器上形成與第一導(dǎo)電層電連接的第一電極，通過所述第一黑色反射器和第一電極將所述層疊主體接合到支撐基板，通過從所述層疊主體去除基板而暴露出第二導(dǎo)電層，并在暴露出第二導(dǎo)電層的表面上形成第二電極、以及由電介質(zhì)多層膜形成并設(shè)置為與第一黑色反射器相對的第二黑色反射器。
[0005]盡管通過從層疊主體去除一部分或者全部基板來暴露出第二導(dǎo)電層，但是可使用激光剝離方法、拋光、蝕刻等等去除所述基板。通過基于使用適宜拋光劑的化學(xué)/機(jī)械拋光(CMP)方法、使用適宜蝕刻劑的蝕刻法等等對第二導(dǎo)電層的暴露表面進(jìn)行鏡面精加工，將第二導(dǎo)電層表面造成的光的散射抑制至最低限度。以任意順序在第二導(dǎo)電層的鏡面精加工表面上形成第二電極和第二黑色反射器。
[0006]順便提及，在基板的表面上，重要的是實(shí)現(xiàn)每個表面發(fā)射激光器元件中的由第一黑色反射器、層疊主體和第二黑色反射器形成的共振器的長度(更具體地說，層疊主體的厚度)的均勻性。因此，重要的是抑制在基于CMP方法的第二導(dǎo)電層的去除量在基板的表面上發(fā)生變化。然而，在所述未審專利公開文本中沒有提及用于抑制第二導(dǎo)電層的去除量在基板的表面上發(fā)生變化的手段。存在這樣的問題，當(dāng)在第二導(dǎo)電層的鏡面精加工表面上形成第二電極時，第二導(dǎo)電層和第二電極之間的接觸電阻容易升高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，所希望的是提供一種發(fā)光元件及其制造方法，該發(fā)光元件的配置和結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)共振器長度的均勻性。還希望的是提供一種具有能抑制GaN基化合物半導(dǎo)體層與電極之間的接觸電阻升高的配置和結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，及其制造方法。
[0008]根據(jù)本公開內(nèi)容的第一實(shí)施例，提供一種發(fā)光元件制造方法，順序地包括(a)在用于制造發(fā)光元件的基板上形成具有凸部形狀且由多層膜形成的第一光反射層；(b)在包括第一光反射層的用于制造發(fā)光元件的基板上，通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成層疊結(jié)構(gòu)體，第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，其中第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸活性層；(c)在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上，形成第二電極和由多層膜形成的第二光反射層；(d)將第二光反射層固定至支撐基板；(e)去除用于制造發(fā)光元件的基板，并暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和第一光反射層；(f)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面；以及(g)至少在已蝕刻的第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成第一電極。
[0009]根據(jù)本公開內(nèi)容的第二實(shí)施例，提供一種發(fā)光元件制造方法，順序地包括(a)在用于制造發(fā)光元件的基板上，由與構(gòu)成第一化合物半導(dǎo)體層的材料不同的材料形成凸部；(b)在包括凸部的用于制造發(fā)光元件的基板上，通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成層疊結(jié)構(gòu)體，第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，其中第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸活性層；(C)在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成第二電極和由多層膜形成的第二光反射層；(d)將第二光反射層固定至支撐基板；(e)去除用于制造發(fā)光元件的基板，并暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和凸部；以及(f)去除凸部，至少在第一化合物半導(dǎo)體層上的第一表面的去除了凸部的部分上形成由多層膜形成的第一光反射層，并且至少在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的應(yīng)在其上形成第一電極的部分上形成第一電極。第一電極可以在形成第一光反射層之后形成，第一光反射層可以在形成第一電極之后形成。
[0010]根據(jù)本公開內(nèi)容的另一實(shí)施例，提供了一種發(fā)光元件，包括(A)通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成的層疊結(jié)構(gòu)體，第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，其中第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸活性層；(B)第一電極和第一光反射層；以及(C)在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成的第二電極和由多層膜形成的第二光反射層。其中，在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成具有順錐形側(cè)面的凹部，第一光反射層至少在凹部上形成，以及至少在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成第一電極。
[0011]在根據(jù)本公開內(nèi)容第一實(shí)施例的發(fā)光兀件制造方法中,在形成第一光反射層的狀態(tài)下去除用于制造發(fā)光元件的基板。在包括本公開內(nèi)容第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，在形成凸部的狀態(tài)下去除用于制造發(fā)光元件的基板。當(dāng)去除用于制造發(fā)光元件的基板時，由于第一光反射層或者凸部起到一種停止層的作用，從而可以抑制在用于制造發(fā)光元件的基板的表面上在用于制造發(fā)光元件的基板中發(fā)生去除變化，并且進(jìn)一步抑制第一化合物半導(dǎo)體層發(fā)生厚度變化，并且可以實(shí)現(xiàn)共振器長度的均勻性，并且可以實(shí)現(xiàn)所獲得的發(fā)光元件的特性的穩(wěn)定性。在根據(jù)本公開內(nèi)容第一實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，由于第一電極是在對暴露的第一化合物半導(dǎo)體層進(jìn)行蝕刻之后至少在第一化合物半導(dǎo)體層的已蝕刻的第一表面上形成的，因此可以抑制第一化合物半導(dǎo)體層和第一電極之間的接觸電阻的升高。在本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，由于第一光反射層形成在其中側(cè)面具有順錐形的凹部上，所以可以抑制當(dāng)在凹部的側(cè)面上以及在作為凹部的底面的側(cè)面附近形成第一光反射層的一部分的多層膜時發(fā)生干擾。本說明中描述的效果僅僅是范例，本公開內(nèi)容不局限于此，也可以有額外的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1A和IB都是實(shí)施例1的發(fā)光元件及發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0013]圖2是實(shí)施例1的發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0014]圖3A、3B和3C是用于示出實(shí)施例1的發(fā)光元件的制造方法的層疊結(jié)構(gòu)體的示意部分端面視圖；
[0015]圖4A和4B是繼圖3C之后的用于示出實(shí)施例1的發(fā)光元件的制造方法的層疊結(jié)構(gòu)體的示意部分端面視圖；
[0016]圖5A和5B是繼圖4B之后的用于示出實(shí)施例1的發(fā)光元件的制造方法的層疊結(jié)構(gòu)體的示意部分端面視圖；
[0017]圖6A和6B都是實(shí)施例2的發(fā)光元件及其變型例的示意部分端面視圖；
[0018]圖7A和7B都是實(shí)施例2的發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0019]圖8A和SB都是實(shí)施例2的發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0020]圖9A和9B都是實(shí)施例2的發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0021]圖1OA和1B都是實(shí)施例2的發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0022]圖1lA和IlB都是實(shí)施例2的發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0023]圖12A和12B都是實(shí)施例2的發(fā)光元件的變型例的示意部分端面視圖；
[0024]圖13A、13B和13C是用于示出實(shí)施例2的發(fā)光元件的制造方法的層疊結(jié)構(gòu)體的示意部分端面視圖；
[0025]圖14A和14B是繼圖13C之后的用于示出實(shí)施例2的發(fā)光元件的制造方法的層疊結(jié)構(gòu)體的示意部分端面視圖；
[0026]圖15A和15B是繼圖14B之后的用于示出實(shí)施例2的發(fā)光元件的制造方法的層疊結(jié)構(gòu)體等等的意部分端面視圖；
[0027]圖16是繼圖15B之后的用于示出實(shí)施例2的發(fā)光元件的制造方法的層疊結(jié)構(gòu)體等等的不意部分端面視圖；
[0028]圖17是實(shí)施例3 (實(shí)施例1的變型例)的發(fā)光元件的示意部分端面視圖；
[0029]圖18是實(shí)施例3 (實(shí)施例2的變型例)的發(fā)光元件的示意部分端面視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面，盡管將基于實(shí)施例并參考附圖來說明本公開內(nèi)容，但是本公開內(nèi)容不局限于這些實(shí)施例，在這些實(shí)施例中的各種數(shù)值或者材料是作為范例給出的。將按照以下順序作出說明。
[0031]1.涉及根據(jù)公開內(nèi)容的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法以及公開內(nèi)容的發(fā)光元件的一般說明
[0032]2.實(shí)施例1 (根據(jù)公開內(nèi)容第一實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法)
[0033]3.實(shí)施例2(根據(jù)公開內(nèi)容的第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法，公開內(nèi)容的發(fā)光元件)
[0034]4.實(shí)施例3 (實(shí)施例1和實(shí)施例2的變型)，其它涉及根據(jù)公開內(nèi)容的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法以及公開內(nèi)容的發(fā)光元件的一般說明
[0035]在根據(jù)公開內(nèi)容第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，可以基于化學(xué)/機(jī)械拋光方法(CMP方法)，在工序(e)中使第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面以及第一光反射層或凸部露出。首先，用于制造發(fā)光元件的基板的去除是通過使用堿性水溶液(諸如氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液、氨溶液+過氧化氫、硫酸溶液+過氧化氫、鹽酸溶液+過氧化氫、磷酸溶液+過氧化氫)的濕蝕刻方法、干蝕刻方法、使用激光器的剝離方法、機(jī)械拋光方法等等或者其組合執(zhí)行的，或者用于制造發(fā)光元件的基板的厚度被減薄，然后通過執(zhí)行化學(xué)/機(jī)械拋光方法暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面或類似物。
[0036]在根據(jù)包括優(yōu)選方式的公開內(nèi)容第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，可以在工序(f)中在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成第一電極之前，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成第一電極的部分。在該情況下，給出以下工序作為在工序(f)中去除凸部、形成第一光反射層、蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層和形成第一電極的工序范例。
[0037](f-Ι)去除凸部，形成第一光反射層，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，形成第一電極
[0038](f-2)去除凸部，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，形成第一光反射層，形成第一電極
[0039](f-3)去除凸部，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，形成第一電極，形成第一光反射層
[0040](f-4)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，去除凸部，形成第一光反射層，形成第一電極
[0041](f-5)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，去除凸部，形成第一電極，形成第一光反射層
[0042](f-6)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，形成第一電極，去除凸部，形成第一光反射層
[0043]此外，在根據(jù)包括如上所述優(yōu)選方式的本公開內(nèi)容第一實(shí)施例或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，可以基于反應(yīng)離子蝕刻方法(RIE法)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成第一電極的部分。然而，還可以使用反應(yīng)離子束蝕刻(RIBE)方法，電子回旋共振(ECR)蝕刻方法，離子束蝕刻方法等等，來取代反應(yīng)離子蝕刻方法。蝕刻氣體的實(shí)施例包括含氟氣體(fluorine-based gas),比如CF4,含氯氣體(chlorine-basedgas),比如Cl2, CCl4, SiCl4,和含碘氣體(1dine-based gas),比如HI。這些蝕刻氣體可以單獨(dú)使用，或者可以混合使用。
[0044]此外，在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式的本公開內(nèi)容第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，在工序(a)中形成凸部可以采用其中頂面小于底面的方式。
[0045]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式的本公開內(nèi)容第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法或者本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，可以采用以下方式，其中第二光反射層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0046]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式的本公開內(nèi)容第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光兀件制造方法、或者本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，可以采用以下方式，其中活性層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0047]在用于制造其上形成第一光反射層或者凹部的發(fā)光元件的基板上，當(dāng)通過使用諸如橫向外延過生長(ELO)方法這樣的其中沿水平方向進(jìn)行外延生長的方法進(jìn)行水平生長而形成第一化合物半導(dǎo)體層時，如果從第一光反射層或者凸部的邊緣部分朝著第一光反射層或者凸部的中心部分外延生長而得的第一化合物半導(dǎo)體層會合，則存在會合部分發(fā)生大量晶體缺陷的情況。如果存在大量晶體缺陷的會合部分位于元件區(qū)域(稍后描述)的中心部分，則會擔(dān)心對發(fā)光元件特性造成不利影響。通過實(shí)現(xiàn)其中第二光反射層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上的狀態(tài)，以及其中活性層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上的狀態(tài)，可以可靠地抑制發(fā)生對發(fā)光元件特性的不利影響。
[0048]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式的本公開內(nèi)容第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法、或者本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，可以使用其中第一光反射層和第一電極接觸的構(gòu)成。替代地，也可以使用其中第一光反射層和第一電極分隔開的構(gòu)造，即，提供偏移量，并且分隔距離在Imm之內(nèi)。在該情況下，在包括本公開內(nèi)容第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法、或者本公開內(nèi)容的發(fā)光兀件中，可以使用其中在第一光反射層和第一電極之間存在第一化合物半導(dǎo)體層的突出部分的構(gòu)成。如果位于第一光反射層和第一電極中的元件區(qū)域(稍后描述)分隔開，則電流流過第一化合物半導(dǎo)體層中的一段長距離。因此，優(yōu)選的是，分隔距離在Imm之內(nèi)，以便將電流路徑中出現(xiàn)的電阻抑制得很低。
[0049]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式和構(gòu)成的本公開內(nèi)容第一或第二實(shí)施例、或者本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，優(yōu)選的是，第一光反射層至第二光反射層的距離大于等于0.15 μ m且小于等于50 μ m。
[0050]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式的本公開內(nèi)容第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法或者本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，可以使用其中在活性層中產(chǎn)生的光經(jīng)由第一光反射層發(fā)射到外部的構(gòu)造。在該情況下，最好滿足S1W2，其中第一光反射層的與第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面相接觸的部分(第一光反射層與第二光反射層相對的部分)的面積是S1，第二光反射層的與第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面相對的部分(第二光反射層的與第一光反射層相對的部分)的面積是S2。
[0051]在其中第二光反射層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上的形式中，以及其中活性層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上的形式中，最好滿足s3>s4，其中構(gòu)成元件區(qū)域(稍后描述)并且是第一光反射層的接觸第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的部分(第一光反射層的與第二光反射層相對的部分)的部分的面積是S3,構(gòu)成元件區(qū)域并且是第二光反射層的與第二化合物半導(dǎo)體層相對的部分(第二光反射層的與第一光反射層相對的部分)的部分的面積是S4。
[0052]在包括如上所述各種優(yōu)選方式和構(gòu)成的本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，可以實(shí)現(xiàn)其中第二光反射層被固定到支撐基板上的方式。
[0053]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式和構(gòu)成的本公開內(nèi)容第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分(凹部的底面)的表面粗糙度Ra的值是3 X 10-9m或者更小，并且第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的表面粗糙度Ra的值超過第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分(凹部的底面)的表面粗糙度的值。表面粗糙度Ra是由JISB-610:2001規(guī)定的?？梢詼y量表面粗糙度Ra，更具體地說是以基于AFM或者斷面TEM的觀察為基礎(chǔ)來測量表面粗糙度Ra。
[0054]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式和構(gòu)成的本公開內(nèi)容第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法中，最好滿足R2ZiR1 ( 1，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分(凹部的底面)的接觸電阻值是R1，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的接觸電阻值是R2。
[0055]如上所述，在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上的第一光反射層和第一電極的布置狀態(tài)的范例可以包括其中第一光反射層和第一電極接觸的狀態(tài)，或者其中第一光反射層和第一電極分隔開的狀態(tài)。根據(jù)環(huán)境，范例還可以包括其中第一電極形成為直至第一光反射層的邊緣部分的狀態(tài)，以及其中第一光反射層形成為直至第一電極的邊緣部分上的狀態(tài)。在其中第一光反射層形成為直至第一電極的邊緣部分上的情形中，必要的是，第一電極具有給定尺寸的開口部分，以便盡可能少地吸收激光振蕩的基模光(basic mode light)。由于開口部分的尺寸根據(jù)基模的波長或者水平方向(第一化合物半導(dǎo)體層的共平面方向)上的光約束(optical confinement)結(jié)構(gòu)而變化，因此,盡管不局限于此,然而所述尺寸優(yōu)選的是大約為振蕩波長λ的若干倍左右。
[0056]在根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式和構(gòu)成的本公開內(nèi)容第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法、或者本公開內(nèi)容的發(fā)光元件中，可以實(shí)現(xiàn)其中第一電極由金屬或者合金形成、而第二電極由透明導(dǎo)電材料形成的狀態(tài)。通過由透明導(dǎo)電材料構(gòu)成第二電極，可以使電流在水平方向(第二化合物半導(dǎo)體層的共平面方向)上散布，并且可以有效地將電流供應(yīng)至元件區(qū)域(接下來描述)。優(yōu)選的是，第二電極形成在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上，第二光反射層形成在第二電極上。
[0057]術(shù)語“元件區(qū)域”指的是其中引入收縮電流(constricted current)的區(qū)域,或者其中通過折射率差等約束光的區(qū)域，或者其中在第一光反射層和第二光反射層之間插入的區(qū)域中出現(xiàn)激光振蕩的區(qū)域，或者對第一光反射層和第二光反射層之間插入的區(qū)域中的激光振蕩起到實(shí)際助益的區(qū)域。
[0058]發(fā)光元件可以具有由經(jīng)由第一光反射層從第一化合物半導(dǎo)體層的頂面發(fā)光的表面發(fā)射激光器元件(垂直共振器激光器，VCSEL)形成的結(jié)構(gòu)，或者可以具有由經(jīng)由第二光反射層從第二化合物半導(dǎo)體層的頂面發(fā)光的表面發(fā)射激光器元件形成的結(jié)構(gòu)。
[0059]在包括如上所述各種優(yōu)選方式和構(gòu)成的本公開內(nèi)容的發(fā)光元件和根據(jù)包括如上所述各種優(yōu)選方式和構(gòu)成的本公開內(nèi)容的第一或者第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法(以下，這些可以被簡單地統(tǒng)稱為“本公開內(nèi)容”)中，更具體地說，層疊結(jié)構(gòu)體可以具有由AlGaInN基化合物半導(dǎo)體形成的結(jié)構(gòu)。更具體地說，AlGaInN基化合物半導(dǎo)體的范例包括GaN，AlGaN, GalnN，和AlGalnN。根據(jù)需要，這些化合物半導(dǎo)體可以包括硼(B)原子，鉈(Tl)原子，砷(As)原子，磷(P)原子，和銻(Sb)原子。最好是，活性層具有量子阱結(jié)構(gòu)。更具體地說，活性層可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)(QW結(jié)構(gòu))，或者可以具有多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))。盡管具有量子阱結(jié)構(gòu)的活性層包括由至少一層層疊而成的阱層和和屏障層，但是組合(構(gòu)成阱層的化合物半導(dǎo)體，構(gòu)成屏障層的化合物半導(dǎo)體)的范例包括(InyGa(1_y)N，GaN)，(InyGa(1_y)N, InzGa(1_z)N)[其中 y>z],和(InyGa(1_y) N, AlGaN)?？梢杂傻谝粚?dǎo)電型(例如，η型)化合物半導(dǎo)體構(gòu)成第一化合物半導(dǎo)體層，由不同于第一導(dǎo)電型的第二導(dǎo)電型(例如，P型)化合物半導(dǎo)體構(gòu)成第二化合物半導(dǎo)體層。第一化合物半導(dǎo)體層和第二化合物半導(dǎo)體層也被稱為第一覆蓋層和第二覆蓋層。優(yōu)選的是，可以在第二電極和第二化合物半導(dǎo)體層之間形成電流收縮結(jié)構(gòu)。第一化合物半導(dǎo)體層和第二化合物半導(dǎo)體層可以是單結(jié)構(gòu)層，可以是多層結(jié)構(gòu)層，或者可以是超晶格結(jié)構(gòu)層。此外，也可以使用包括合成梯度層和濃度梯度層的層。
[0060]為了獲得電流收縮結(jié)構(gòu)，視情況而定，可以在第二電極和第二化合物半導(dǎo)體層之間形成由絕緣材料(例如,Si02、SiN或者Al2O3)形成的電流收縮層,或者可以通過利用RIE法等等蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層而形成臺面結(jié)構(gòu)(mesa structure),或者可以通過從側(cè)向部分氧化層疊的第二化合物半導(dǎo)體層的層的一部分而形成電流收縮區(qū)域，并且可以通過在第二化合物半導(dǎo)體層中離子注入雜質(zhì)而形成具有降低的導(dǎo)電性的區(qū)域，或者可以組合這些方式。然而，必要的是，第二電極與其中電流由于電流收縮而流動的第二化合物半導(dǎo)體層的部分電連接。
[0061 ] 用于制造發(fā)光元件的基板的范例包括GaN基板，藍(lán)寶石基板，GaAs基板，SiC基板，氧化招基板，ZnS基板，ZnO基板，AlN基板，LiMgO基板，LiGaO2基板，MgAl2O4基板，InP基板，和Si基板，以及其中在這些基板的表面(主表面)上形成底層或者緩沖層的基板。在基板上形成GaN基化合物半導(dǎo)體層的情形中，鑒于缺陷密度低，優(yōu)選使用GaN基板。盡管眾所周知，GaN基板的極性/非極性/半極性和特性根據(jù)生長面而變化，但是在形成化合物半導(dǎo)體層時，可以使用GaN基板的任何主表面。對于這些基板的主表面，依據(jù)晶體結(jié)構(gòu)(例如，立方晶體型，六方晶，等等)，可以使用被命名為諸如所謂的A平面、B平面、C平面、R平面、M平面、N平面和S平面之類名字的晶體取向表面，或者在規(guī)定方向上與之相偏移的表面。構(gòu)成發(fā)光元件的各化合物半導(dǎo)體層的形成方法的范例包括金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積方法(M0CVD法，MOVPE法)、分子束外延方法(MBE法)以及其中鹵素有助于輸送或者反應(yīng)的氫化物氣相沉積方法。
[0062]MOCVD法中的有機(jī)鎵源氣體的范例包括三甲基鎵(TMG)氣體以及三乙基鎵(TEG)氣體，氮源氣體的范例包括氨氣和聯(lián)氨氣體。在形成具有η型導(dǎo)電性的GaN基化合物半導(dǎo)體層時，例如，可以添加硅(Si)作為η型雜質(zhì)(η型摻雜劑)，在形成具有P型導(dǎo)電性的GaN基化合物半導(dǎo)體層時，可以添加鎂(Mg)作為P型雜質(zhì)(P型摻雜劑)。在其中GaN基化合物半導(dǎo)體層包括鋁(Al)或者銦(In)作為組成原子的情形中，三甲基鋁(TMA)氣體可以用作Al源，三甲基銦(TMI)氣體可以用作In源。甲硅烷氣體(SiH4)可以用作Si源，(環(huán)戊二烯)續(xù)(cyclopentadienylmagnesium)氣體，(甲基環(huán)戍二烯)續(xù)(methylcyclopentadienyl)，和雙(環(huán)戍二烯)鎂(biscyclopentadienylmagnes1um) (Cp2Mg)可以用作 Mg 源。除了 Si之外，η型雜質(zhì)(η型摻雜劑)的范例還包括Ge、Se、Sn、C、Te、S、O、Pd和Po，除了 Mg之外，P型雜質(zhì)(P型摻雜劑)的范例還包括Zn、Cd、Be、Ca、Ba、C、Hg和Sr。
[0063]盡管支撐基板例如可以由作為用于制造發(fā)光元件的基板的范例給出的多種基板來構(gòu)成，或者可以通過由AlN等等形成的絕緣基板、由S1、SiC、Ge等等形成的半導(dǎo)體基板、金屬基板或者合金基板來構(gòu)成支撐基板，但是優(yōu)選使用具有導(dǎo)電性的基板，或者從機(jī)械性能、彈性變形、塑性變形、熱散逸等等角度來看，優(yōu)選使用金屬基板或者合金基板。支撐基板的厚度的范例例如可以是0.05_至0.5_。盡管將第二光反射層固定至支撐基板的方法的范例包括現(xiàn)有方法，比如包括釬焊接合方法、室溫焊接方法、使用膠帶的接合方法和使用蠟接合的接合方法，從確保導(dǎo)電性的角度來看，最好采用釬焊方法或者室溫焊接方法。在使用硅半導(dǎo)體基板(它是導(dǎo)電基板)作為支撐基板的情形中，最好是采用其中可以在400°C或者更低的低溫接合的方法，以便抑制由于熱膨脹系數(shù)差導(dǎo)致的翹曲。在使用GaN基板作為支撐基板的情形中，接合溫度可以是400°C或更高。
[0064]優(yōu)選的是，第一電極具有單層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)，含有從例如包括以下的組中選出的至少一種金屬(包括合金):金(Au)、銀(Ag)、Ifi (Pd)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、.凡(V)、鎢(W)、鉻(Cr)、鋁(Al)、銅(Cu)、鋅(Zn)、錫(Sn)和銦(In)。更具體地說，范例包括，例如 Ti/Au、Ti/Al、Ti/Al/Au、Ti/Pt/Au、Ni/Au、Ni/Au/Pt、Ni/Pt、Pd/Pt 和 Ag/Pd。多層結(jié)構(gòu)中的層相對于“/”越靠前，該層的位置越靠近活性層一側(cè)。在以下說明中也是如此?？梢岳缡褂弥T如真空沉積法或者濺射法之類的PVD法形成第一電極的膜層。
[0065]構(gòu)成第二電極的透明導(dǎo)電材料的范例包括氧化銦錫(ΙΤ0，包括Sn摻雜的In2O3，結(jié)晶ΙΤ0,和非結(jié)晶ΙΤ0)，氧化銦鋅(IZO)，IFO (F摻雜的In2O3)，氧化錫(SnO2)，ATO (Sb摻雜的SnO2)，F(xiàn)TO (F摻雜的SnO2)，和氧化鋅(包括ZnO，Al摻雜的ZnO和B摻雜的ZnO)。替代地，第二電極的范例包括其中母層由氧化鎵、氧化鈦、氧化鈮、氧化鎳等等制成的透明導(dǎo)電膜。然而，盡管取決于第二光反射層和第二電極的布置狀態(tài)，但是構(gòu)成第二電極的材料不局限于透明導(dǎo)電材料，并且可以使用金屬，比如鈀(Pd)，鉬(Pt)，鎳(Ni)，金(Au)，鈷(Co)和銠(Rh)。第二電極可以由這些材料中的至少一種構(gòu)成?？梢岳缡褂弥T如真空沉積法或者濺射法之類的PVD法形成第二電極的膜層。
[0066]可以在第一電極和第二電極上形成焊墊電極，以便電連接至外部電極或者電路。最好是，焊墊電極具有單層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)，包含從以下組中選出的至少一種金屬，包括鈦(Ti)，鋁(Al)，鉬(Pt)，金(Au)，鎳(Ni)和鈀(Pd)。替代地，可以構(gòu)造具有多層結(jié)構(gòu)的焊墊電極，其范例包括Ti/Pt/Au多層結(jié)構(gòu)、Ti/Au多層結(jié)構(gòu)、Ti/Pd/Au多層結(jié)構(gòu)、Ti/Ni/Au多層結(jié)構(gòu)或者Ti/Ni/Au/Cr/Au多層結(jié)構(gòu)。在由Ag層或者Ag/Pd層構(gòu)成第一電極的情形中，優(yōu)選的是，在第一電極的表面上形成由例如Ni/TiW/Pd/TiW/Ni形成的覆蓋金屬層，并且例如，在覆蓋金屬層上形成由Ti/Ni/Au的多層結(jié)構(gòu)或者Ti/Ni/Au/Cr/Au的多層結(jié)構(gòu)形成的焊墊電極。
[0067]光反射層(分布布拉格反射器層，DBR層)例如由半導(dǎo)體多層膜或者電介質(zhì)多層膜組成。介電材料的范例例如包括S1、Mg、Al、Hf、Nb、Zr、Sc、Ta、Ga、Zn、Y、B、Ti等等的氧化物，氮化物(例如AIN、AlGaN, GaN、Bn等等)或者氟化物。更具體地說，范例包括S12,T12, Nb2O5, ZrO2, Ta2O5, ZnO, Al2O3, HfO2，和A1N。可以通過交替地層疊由介電材料之中的具有不同反射率的介電材料所形成的兩種以上類型的電介質(zhì)膜，來獲得光反射層。例如，優(yōu)選諸如Si02/SiN、Si02/Nb205、Si02/Zr02和Si02/A1N的多層膜。為了獲得期望的反射率，構(gòu)成每個電介質(zhì)膜的材料、膜厚度、層數(shù)等等可以酌情選擇?？梢愿鶕?jù)所使用的材料酌情調(diào)整每個電介質(zhì)膜的厚度，厚度是根據(jù)振蕩波長λ以及所使用的材料在振蕩波長λ下的反射率η來確定的。更具體地說，優(yōu)選的是，厚度是λ/(4η)的奇數(shù)倍。例如，在振蕩波長λ為41Onm的發(fā)光元件中，在由Si02/Nb205構(gòu)成光反射層的情形中，厚度的范例包括大致40nm至70nm。層數(shù)的范例為2或更多，優(yōu)選為大約5至20。光反射層的總厚度的范例例如包括大約 0.6 μ m 至 1.7 μ m。
[0068]替代地，最好是，第一光反射層包括包含至少N (氮)原子的電介質(zhì)膜，更好的是，包含N原子的電介質(zhì)層是電介質(zhì)多層膜的最上層。替代地，最好是，第一光反射層由包含至少N(氮)原子的介電材料覆蓋。替代地，最好是，通過對第一光反射層的表面進(jìn)行氮化處理，使第一光反射層的表面成為包含至少N(氮)原子的層(為方便起見，以下將其稱為“表層”)。包含至少N原子的電介質(zhì)膜或者介電材料層和表層的厚度優(yōu)選設(shè)置為λ/(4η)的奇數(shù)倍。構(gòu)成包含至少N原子的電介質(zhì)膜或者介電材料層的材料的范例具體包括SiNy和S1xNy。以這種方式，通過形成包含至少N原子的電介質(zhì)膜或者介電材料層、和表層，當(dāng)形成覆蓋第一光反射層的化合物半導(dǎo)體層時，可以減少覆蓋第一光反射層的化合物半導(dǎo)體層的晶軸和用于制造發(fā)光元件的基板的晶軸的移位，并且可以改善作為共振器的層疊結(jié)構(gòu)體的質(zhì)量。
[0069]光反射層的尺寸和形狀不作特定限制，只要該層覆蓋元件區(qū)域。類似地，在元件區(qū)域、第一光反射層、第二光反射層和電流收縮層中提供的開口的平面形狀的范例具體包括圓形、橢圓形、矩形和多角形(三角形、四角形、六角形等等)。第一電極的平面形狀的范例包括環(huán)形。最好是，元件區(qū)域、第一光反射層、第二光反射層和電流收縮層中提供的開口的平面形狀，環(huán)形第一電極的內(nèi)環(huán)部分的平面形狀，以及稍后描述的凸部的平面形狀，都具有相似的形狀。在圓形的情況中，優(yōu)選的是直徑大約是2 μ m至70 μ m。
[0070]可以根據(jù)現(xiàn)有方法形成光反射層，具體范例包括PVD法，比如真空沉積法、濺射法、反應(yīng)濺射法、ECR等離子濺射法、磁控濺射法、離子束輔助沉積方法、離子電鍍方法、激光器燒蝕方法；各種CVD法；涂敷法，比如噴射法、旋涂法、浸涂法；組合這些方法中的兩種以上的方法；和將這些方法與完整或者部分的預(yù)處理、惰性氣體(Ar，He, Xe等等)或者等離子照射、氧氣、臭氧氣體和等離子照射、氧化處理(熱處理)和曝光處理中的任意處理的一種以上相組合的方法。
[0071]構(gòu)成凸部(用于選擇性生長的掩模層)的材料的范例包括半導(dǎo)體氧化物或者半導(dǎo)體氮化物，比如Si02、SiN, S1N ；Nb205> Ta2O5' ZrO2, AIN、Al2O3 ;金屬或者高熔點(diǎn)金屬，比如T1、W、N1、Au和Pt，或者其中適當(dāng)?shù)卣{(diào)整這些金屬的組成的合金(例如，TiW、TiWCr、TiWN1、NiCr> TiNiCr或者這些合金與Au的合金,或者這些合金與Pt的合金,等等)；高熔點(diǎn)金屬(合金)氧化物；高熔點(diǎn)金屬(合金)氮化物；其中組合相互不同的材料、金屬、合金、合金氧化物、合金氮化物的多層結(jié)構(gòu)(例如從下開始為氧化硅層和氮化硅層的層結(jié)構(gòu))；和光致抗蝕劑材料。形成凸部的方法的范例包括物理氣相生長方法(PVD法)，比如濺射法，或者化學(xué)氣相生長方法(CVD法)，以及涂敷法和光刻技術(shù)或者蝕刻技術(shù)的組合。凸部的去除取決于構(gòu)成凸部的材料，可以采用濕蝕刻方法，可以采用干蝕刻方法，或者可以使用灰化技術(shù)。凸部可以具有一維布置，比如條帶狀，或者可以具有二維布置，具有點(diǎn)化或散射化的曲線形狀(圓形，橢圓形等等)，或者曲線組合，曲線和線段的組合，或者多邊形形狀(三角形，四角形，六角形等等)。
[0072]層疊結(jié)構(gòu)體的側(cè)面或者暴露表面可以用絕緣膜覆蓋。形成絕緣膜可以基于現(xiàn)有方法來執(zhí)行。優(yōu)選的是，構(gòu)成絕緣膜的材料的折射率低于構(gòu)成層疊結(jié)構(gòu)體的材料的折射率。構(gòu)成絕緣膜的材料的范例包括S1x基材料(包括S12) ,SiNy基材料、S1xNy基材料、Ta205、Zr02、AlN、Al203和Ga2O3,或者有機(jī)材料，比如聚酰亞胺樹脂。形成絕緣膜的方法的范例包括PVD法，比如真空沉積法或者濺射法，或者CVD法，或者可以基于涂敷法形成所述膜。
[0073]實(shí)施例1
[0074]實(shí)施例1涉及根據(jù)本公開內(nèi)容第一實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法。
[0075]通過圖1A以示意性部分端面視圖中示出的實(shí)施例1的發(fā)光元件制造方法獲得的發(fā)光元件或者稍后描述的實(shí)施例2至3的發(fā)光元件包括:(A)通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層21、活性層(發(fā)光層)23和第二化合物半導(dǎo)體層22而形成的層疊結(jié)構(gòu)體20，第一化合物半導(dǎo)體層21由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面21a和與第一表面21a相對的第二表面21b，活性層23由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層21的第二表面21b,第二化合物半導(dǎo)體層22由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面22a和與第一表面22a相對的第二表面22b,其中第一表面22a接觸活性層23 ； (B)第一電極31和第一光反射層41 ;以及(C)第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上形成的第二電極32和由多層膜形成的第二光反射層42。
[0076]在實(shí)施例1或者稍后描述的實(shí)施例2和3的發(fā)光元件中，第一電極31是在第一化合物半導(dǎo)體層21的至少第一表面21a上形成，由多層膜形成的第一光反射層41是在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成。
[0077]實(shí)施例1或者稍后描述的實(shí)施例2和3的發(fā)光元件具體來講是通過經(jīng)由第一光反射層41從第一化合物半導(dǎo)體層21的頂面發(fā)光的表面發(fā)射激光器元件(垂直共振器激光器，VCSEL)形成。
[0078]在實(shí)施例1或者稍后描述的的實(shí)施例2和3的發(fā)光元件中，由絕緣材料(比如S12)形成的電流收縮層24，形成在第二電極32和第二化合物半導(dǎo)體層22之間。在電流收縮層24中形成圓形開口 24A，在開口 24A的底部暴露出第二化合物半導(dǎo)體層22。第二電極32形成在第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上方以覆蓋電流收縮層24，第二光反射層42在第二電極32上形成。在第二電極32的邊緣部分上連接用于電連接外部電極或者電路的焊墊電極33。在實(shí)施例1或者稍后描述的實(shí)施例2的發(fā)光元件中，元件區(qū)域的平面形狀是圓形，第一光反射層41、第二光反射層42和電流收縮層24中提供的開口 24A的平面形狀也是圓形。同時，第一電極31的平面形狀是環(huán)形(環(huán)狀)。盡管第一光反射層41和第二光反射層42具有多層結(jié)構(gòu)，為了簡化起見，在附圖中，這些層是通過單層描述的。可以不必形成電流收縮層24。
[0079]在實(shí)施例1的發(fā)光兀件中，第一光反射層41和第一電極31分隔開，即提供偏移，分隔距離在Imm之內(nèi)，具體來講，例如平均0.05mm。
[0080]在實(shí)施例1或者稍后描述的實(shí)施例2和3的發(fā)光元件中，基于釬焊方法，通過由包括金(Au)層或者錫(Sn)層的焊料層形成的接合層25，將第二光反射層42固定至由硅半導(dǎo)體基板形成的支撐基板26。
[0081]活性層23中產(chǎn)生的光經(jīng)由第一光反射層41發(fā)射到外部。滿足S1W2，其中第一光反射層41的與第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a相接觸的部分(第一光反射層41與第二光反射層42相對的部分)的面積是S1，第二光反射層42的與第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面相對的部分(第二光反射層42的與第一光反射層41相對的部分)的面積是S20第一光反射層41至第二光反射層42的距離大于等于0.15 μ m且小于等于50 μ m,具體來講例如是10 μ m。
[0082]弟一化合物+導(dǎo)體層21由n_GaN層形成，活性層23由其中層置InC^ci4Gaa96N層(屏障層)和Inai6Gaa84N層(阱層)的五重多量子阱結(jié)構(gòu)形成，第二化合物半導(dǎo)體層22由p-GaN層形成。第一電極31由Ti/Pt/Au形成,第二電極32由透明導(dǎo)電材料形成，具體來講是ΙΤ0，焊墊電極33由Ti/Pd/Au形成，第一光反射層41和第二光反射層42由SiN層和S12層的層結(jié)構(gòu)形成(電介質(zhì)膜的層總數(shù):20層)。
[0083]以下，將參考作為層疊結(jié)構(gòu)體的示意部分端面視圖的圖3A、3B、3C、4A、4B、5A和5B描述實(shí)施例1的發(fā)光元件制造方法。
[0084]步驟100
[0085]首先，在用于制造發(fā)光元件11的基板上形成由多層膜形成并且具有凸部形狀的第一光反射層41。具體來講，基于現(xiàn)有方法，在由GaN基板形成的用于制造發(fā)光元件11的基板上，形成由多層膜形成的已構(gòu)圖的第一光反射層41。以這種方式，可以獲得圖3A中示出的結(jié)構(gòu)。第一光反射層41的形狀為碟狀。然而，第一光反射層41的形狀不局限于此。
[0086]步驟110
[0087]接下來，在包括第一光反射層41的用于制造發(fā)光元件11的基板上，形成其中層疊了第一化合物半導(dǎo)體層21、活性層23和第二化合物半導(dǎo)體層22的層疊結(jié)構(gòu)體20，第一化合物半導(dǎo)體層21由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面21a和與第一表面21a相對的第二表面21b，活性層23由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層21的第二表面21b，第二化合物半導(dǎo)體層22由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面22a和與第一表面22a相對的第二表面22b,其中第一表面22a接觸活性層23。具體來講,可以通過利用在側(cè)向進(jìn)行外延生長的方法(比如ELO方法)側(cè)向生長而形成由η-GaN形成的第一化合物半導(dǎo)體層21，并基于外延生長方法在其上形成活性層23和第二化合物半導(dǎo)體層22，來獲得層疊結(jié)構(gòu)體20。然后，基于現(xiàn)有方法，在第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上形成具有開口 24A的電流收縮層24 (參看圖3B)。
[0088]步驟120
[0089]其后，在第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上形成由多層膜形成的第二電極32和第二光反射層42。具體來講,例如,基于剝離方法從第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上方至電流收縮層24的上方形成第二電極32，進(jìn)一步基于現(xiàn)有方法從第二電極32上方至電流收縮層24上方形成焊墊電極33。以這種方式，可以獲得圖3C中示出的結(jié)構(gòu)。其后，基于現(xiàn)有方法從第二電極32上方至焊墊電極33上方形成第二光反射層42。以這種方式，可以獲得圖4A中示出的結(jié)構(gòu)。
[0090]步驟130
[0091]其后，通過接合層25將第二光反射層42固定到支撐基板26。以這種方式，可以獲得圖4b中示出的結(jié)構(gòu)。
[0092]步驟140
[0093]接下來，去除用于制造發(fā)光元件11的基板，暴露出第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a和第一光反射層41。具體來講,首先基于機(jī)械拋光方法,將用于制造發(fā)光兀件11的基板的厚度減薄，然后基于CMP方法去除用于制造發(fā)光元件11的基板的剩余部分。以這種方式，暴露出第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a和第一光反射層41,并且可以獲得圖5A中示出的結(jié)構(gòu)。
[0094]步驟150
[0095]其后，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a。具體來講,基于RIE法對暴露出的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a進(jìn)行蝕刻(參看圖5B)。由此，在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成粗糙面區(qū)域21A。
[0096]步驟160
[0097]接下來，至少在已蝕刻的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成第一電極31。具體來講,基于現(xiàn)有方法,在已蝕刻的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a(粗糙面區(qū)域21A)上形成第一電極31。以這種方式，可以獲得具有圖1A中示出的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例1的發(fā)光元件。
[0098]這里，在第一光反射層41和第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a之間的界面中的第一化合物半導(dǎo)體層21的表面(以下，為方便起見，被稱為“平坦面21B”)的表面粗糙度Ra的值是3X 10_9m或者更小，并且粗糙面區(qū)域21A的表面粗糙度Ra的值超過平坦面21B的表面粗糙度Ra的值。具體來講，平坦面21B的表面粗糙度Ra的值是0.2nm,粗糙面區(qū)域2IA的表面粗糙度Ra的值是3.lnm。
[0099]滿足R^R1 ( 1，其中平坦面21B中的接觸電阻值是R1，粗糙面區(qū)域21A中的接觸電阻值是R2。具體來講，平坦面21B中的IV曲線是肖特基型，粗糙面區(qū)域21A中的IV曲線是歐姆型。
[0100]步驟170
[0101]其后，通過執(zhí)行所謂的元件分離，分開發(fā)光元件，利用由例如S12形成的絕緣膜覆蓋層疊結(jié)構(gòu)體的側(cè)面的暴露表面。其后，基于現(xiàn)有方法形成用于將第一電極31和焊墊電極33連接至外部電路等等的端子等等，并且通過封裝或者密封完成實(shí)施例1的發(fā)光元件。
[0102]在實(shí)施例1的發(fā)光元件制造方法中，在形成第一光反射層的狀態(tài)下去除用于制造發(fā)光元件的基板。因此，第一光反射層在去除用于制造發(fā)光元件的基板時起到一種停止層的作用，可以抑制在用于制造發(fā)光元件的基板的表面上去除用于制造發(fā)光元件的基板時發(fā)生變化，并且進(jìn)一步抑制第一化合物半導(dǎo)體層的厚度發(fā)生變化，并且可以實(shí)現(xiàn)能夠獲得共振器長度的均勻性以及所獲得的發(fā)光元件的特性的穩(wěn)定性的結(jié)果。因?yàn)榈谝还夥瓷鋵雍偷谝换衔锇雽?dǎo)體層之間的界面中的第一化合物半導(dǎo)體層的表面(平坦面)是平坦的，所以可以將所述平坦面造成的光散射抑制至極小的水平。因?yàn)樵诖植诿鎱^(qū)域上形成第一電極，所以可以抑制在第一化合物半導(dǎo)體層和第一電極之間接觸電阻的升高。
[0103]在如上所述并在圖1A中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41分隔開。同時,在圖1B中不出的發(fā)光兀件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41接觸。
[0104]在圖2中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部是在第一光反射層41的邊緣部分的上方形成。在其中第一電極31延伸到第一光反射層41的邊緣部分上的情形中，在第一電極31中形成開口部分31A，例如具有直徑5 μ m至50 μ m的開口部分31A，使得盡可能少地吸收激光振蕩的基模光。在以下說明中也是如此。替代地，可以使用其中粗糙面區(qū)域21A的第一表面21a的位置比平坦面21B更靠下的構(gòu)造。
[0105]實(shí)施例2
[0106]實(shí)施例2涉及根據(jù)本公開內(nèi)容第二實(shí)施例的發(fā)光元件制造方法，以及本公開內(nèi)容的發(fā)光元件。盡管圖6A示出實(shí)施例2的發(fā)光元件的示意部分端面視圖，但是除了第一光反射層41、第一電極31及其周圍的構(gòu)成的結(jié)構(gòu)稍有不同之外，實(shí)施例2的發(fā)光元件的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的發(fā)光元件的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)基本上相同。因此，在實(shí)施例2的發(fā)光元件中，將僅僅描述第一光反射層41、第一電極31及其周圍的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)。
[0107]在通過圖6A中的示意部分端面視圖示出的實(shí)施例2的發(fā)光元件中，在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成具有順錐形側(cè)面21E的凹部21C。也就是說，位于活性層側(cè)面上的凹部21C的底面21D小于位于第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上的開口部分21F。第一光反射層41至少在凹部21C上形成，第一電極31至少在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成。第一電極31的端部與第一光反射層41分隔開。
[0108]以下，將參考作為層疊結(jié)構(gòu)體的示意部分端面視圖的圖13A、13B、13C、14A、14B、15A、15B、16描述實(shí)施例2的發(fā)光元件制造方法。
[0109]步驟200
[0110]首先，在用于制造發(fā)光元件11的基板上形成凸部(用于選擇性生長的掩模層)51，凸部51是通過與構(gòu)成第一化合物半導(dǎo)體層21的材料不同的材料形成的。具體來講，例如基于現(xiàn)有方法(比如回蝕法)，在由GaN基板形成的用于制造發(fā)光元件11的基板上形成由S12B成的構(gòu)圖凸部51。凸部51的頂面51A小于凸部51的底面51B。以這種方式，可以獲得圖13A中示出的結(jié)構(gòu)。凸部51的形狀為截頂錐形。然而，凸部51的形狀不局限于此。
[0111]步驟210
[0112]接下來，在包括凸部51的用于制造發(fā)光元件11的基板上，形成層疊結(jié)構(gòu)體20，其中層疊了第一化合物半導(dǎo)體層21、活性層(發(fā)光層)23和第二化合物半導(dǎo)體層22，第一化合物半導(dǎo)體層21由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面21a和與第一表面21a相對的第二表面21b，活性層23由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層21的第二表面21b，第二化合物半導(dǎo)體層22由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面22a和與第一表面22a相對的第二表面22b,其中第一表面22a接觸活性層23。具體來講,可以通過利用在側(cè)向進(jìn)行外延生長的方法(比如ELO方法)側(cè)向生長而形成由η-GaN形成的第一化合物半導(dǎo)體層21，并基于外延生長方法在其上形成活性層23和第二化合物半導(dǎo)體層22，來獲得層疊結(jié)構(gòu)體20。然后，基于現(xiàn)有方法，在第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上形成具有開口 24A的電流收縮層24 (參看圖13B)。
[0113]步驟220
[0114]其后，在第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上形成由多層膜形成的第二電極32和第二光反射層42。具體來講,例如,基于剝離方法從第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b上方至電流收縮層24的上方形成第二電極32，進(jìn)一步基于現(xiàn)有方法從第二電極32上方至電流收縮層24上方形成焊墊電極33。以這種方式，可以獲得圖13C中示出的結(jié)構(gòu)。其后，基于現(xiàn)有方法從第二電極32上方至焊墊電極33上方形成第二光反射層42。以這種方式，可以獲得圖14A中示出的結(jié)構(gòu)。
[0115]步驟230
[0116]其后，通過接合層25將第二光反射層42固定到支撐基板26。以這種方式，可以獲得圖14B中示出的結(jié)構(gòu)。
[0117]步驟240
[0118]接下來，去除用于制造發(fā)光元件11的基板，暴露第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a和凸部51。具體來講，基于機(jī)械拋光方法，將用于制造發(fā)光元件11的基板的厚度減薄，然后基于CMP方法去除用于制造發(fā)光元件11的基板的剩余部分。以這種方式，暴露出第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a和凸部51，并且可以獲得圖15A中示出的結(jié)構(gòu)。
[0119]步驟250
[0120]其后，去除凸部51，至少在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的已去除了凸部51的部分上形成多層膜，在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的其上形成了第一電極31的部分上形成第一電極31。
[0121]具體來講，按照去除凸部51、形成第一光反射層41和形成第一電極31的順序來執(zhí)行它們。也就是說，首先，基于現(xiàn)有方法去除由Si02形成的凸部51。以這種方式，可以獲得圖15B中示出的結(jié)構(gòu)。在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成具有順錐形側(cè)面21E的凹部21C。也就是說，位于活性層側(cè)面上的凹部21C的底面21D小于位于第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上的開口部分21F。接下來，至少在凹部21C中形成第一光反射層41。具體來講，基于現(xiàn)有方法，從凹部21C至用于制造發(fā)光元件11的基板的第一表面21a的上方，形成由多層膜形成的已構(gòu)圖的第一光反射層41。以這種方式，可以獲得圖16中示出的結(jié)構(gòu)。從凹部21C的內(nèi)部至第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的上方形成第一光反射層41。第一光反射層41的外部形狀為圓形。其后,基于現(xiàn)有方法,在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的其上形成第一電極31的部分上,形成第一電極31。以這種方式，可以獲得具有圖6A中示出的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例2的發(fā)光元件。
[0122]步驟260
[0123]其后，通過執(zhí)行所謂的元件分離，分開發(fā)光元件，利用由例如S12形成的絕緣膜覆蓋層疊結(jié)構(gòu)體的側(cè)面的暴露表面。其后，基于現(xiàn)有方法形成用于將第一電極31和焊墊電極33連接至外部電路等等的端子等等，并且通過封裝或者密封完成實(shí)施例2的發(fā)光元件。
[0124]在實(shí)施例2的發(fā)光元件制造方法中，在形成凸部(用于選擇性生長的掩模層)的狀態(tài)下去除用于制造發(fā)光元件的基板。因此，凸部在去除用于制造發(fā)光元件的基板時起到一種停止層的作用，從而，可以在用于制造發(fā)光元件的基板的表面上抑制在去除用于制造發(fā)光元件的基板時發(fā)生變化，并且進(jìn)一步抑制第一化合物半導(dǎo)體層的厚度發(fā)生變化，并且可以實(shí)現(xiàn)能夠獲得共振器長度的均勻性以及所獲得的發(fā)光元件的特性的穩(wěn)定性的結(jié)果。
[0125]在如上所述并在圖6A中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41分隔開。同時,在圖6B中不出的發(fā)光兀件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41接觸。在圖7A中不出的發(fā)光兀件的范例中，第一電極31的端部形成在第一光反射層41的邊緣部分上方。
[0126]在步驟250中，可以在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成第一電極31之前，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的要在其上形成第一電極31的部分，并且在該情況下，可以基于反應(yīng)離子蝕刻法蝕刻暴露出的第一化合物半導(dǎo)體層21。由此，在第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上形成粗糙面區(qū)域21A。第一電極31可以至少在已蝕刻的第一化合物半導(dǎo)體層21上形成。盡管圖7B、8A和SB中示出了以這種方式獲得的發(fā)光元件的示意部分端面視圖，但是在圖7B中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41分隔開。同時,在圖8A中不出的發(fā)光兀件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41接觸。在圖8B中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部在第一光反射層41的邊緣部分的上方形成。因?yàn)樵诖植诿鎱^(qū)域21A上形成第一電極3131，所以可以抑制在第一化合物半導(dǎo)體層21和第一電極31之間的接觸電阻的升高。
[0127]第一光反射層41和第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的界面中的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的表面粗糙度Ra的值是3 X 10_9m或者更小，應(yīng)在其上形成第一電極31的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的表面粗糙度Ra的值，超過在第一光反射層41和第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的界面中的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的表面粗糙度Ra的值。
[0128]滿足R2iZR1i^ I，其中在第一光反射層41和第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a之間的界面中的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的接觸電阻值是R1，應(yīng)在其上形成第一電極31的第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a中的接觸電阻值是R2。
[0129]作為去除凸部、形成第一光反射層、蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層和形成第一電極的工序，除了上述工序之外，還可以使用以下工序。
[0130](I)去除凸部，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，形成第一光反射層，形成第一電極
[0131](2)去除凸部，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，形成第一電極，形成第一光反射層
[0132](3)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，去除凸部，形成第一光反射層，形成第一電極
[0133](4)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，去除凸部，形成第一電極，形成第一光反射層
[0134](5)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層，形成第一電極，去除凸部，形成第一光反射層
[0135]在圖7B、8A和8B中示出的發(fā)光元件的范例中，盡管第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a被蝕刻從而第一光反射層41的側(cè)面與第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的粗糙面區(qū)域21A的側(cè)面相匹配，但是第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a的粗糙面區(qū)域21A的側(cè)面可以形成為比第一光反射層41的側(cè)面而更靠外側(cè)，如圖9A、9B、10A和1B中所不。在圖9A和9B中不出的發(fā)光兀件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41分隔開。在圖9A中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與粗糙面區(qū)域21A的側(cè)面分隔開，而在圖9B中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與粗糙面區(qū)域21A的側(cè)面接觸。在圖1OA中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與第一光反射層41接觸。在圖1OB中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部是在第一光反射層41的邊緣部分的上方形成。在圖9A、9B、10A和1B中不出的發(fā)光兀件中，在第一光反射層41和第一電極31之間存在第一化合物半導(dǎo)體層的突出部分21G。
[0136]在圖11A、11B、12A和12B中示出的發(fā)光元件的范例中，第一光反射層41在第一電極31上延伸。在圖91IA中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31被設(shè)置為與位于第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a上的開口部分21F分隔開，而在圖1lB中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31被設(shè)置為接觸開口部分2IF。同時，在圖12A和12B中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31被設(shè)置在粗糙面區(qū)域21A上，在圖12A中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與粗糙面區(qū)域21A的側(cè)面分隔開，而在圖12B中示出的發(fā)光元件的范例中，第一電極31的端部與粗糙面區(qū)域21A的側(cè)面接觸。
[0137]實(shí)施例3
[0138]如上所述，當(dāng)通過使用其中在水平方向上進(jìn)行外延生長的方法(比如橫向外延過生長(ELO)方法)進(jìn)行水平生長來形成第一化合物半導(dǎo)體層21時，在其上形成第一光反射層41或者凸部51的用于制造發(fā)光元件11的基板上，如果從第一光反射層41或者凸部51的邊緣部分朝著第一光反射層41或者凸部51的中心部分外延生長的第一化合物半導(dǎo)體層21會合，則會發(fā)生在會合部分出現(xiàn)大量晶體缺陷的情形。
[0139]在實(shí)施例3的發(fā)光元件中或者在實(shí)施例3的發(fā)光元件制造方法中，第二光反射層42的形心不在穿過第一光反射層41的形心的相對于第一光反射層41的法線LNl上，如根據(jù)圖1A中示出的發(fā)光元件的變型例的圖17所示，或者如根據(jù)圖6A中示出的發(fā)光元件的變型例的圖18中所示。替代地，活性層23的形心不在穿過第一光反射層41的形心的相對于第一光反射層41的法線LNl上。穿過第二光反射層42的形心的相對于第二光反射層42的法線與穿過活性層23的形心的相對于活性層23的法線相匹配，并且該線被表示為“LN2”。當(dāng)然，可以相對于圖 1B、2、6B、7A、7B、8A、8B、9A、9B、10A、10B、11A、11B、12A 和 12B 中示出的發(fā)光元件來采用實(shí)施例3的發(fā)光元件的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)。由于除了上述各點(diǎn)之外，實(shí)施例3的發(fā)光元件的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1和2的發(fā)光元件的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)相同，所以不再作出詳細(xì)說明。
[0140]滿足S3>S4，其中構(gòu)成元件區(qū)域的與第一化合物半導(dǎo)體層21的第一表面21a接觸的第一光反射層41的部分(第一光反射層41的與第二光反射層42相對的部分)的面積是S3,構(gòu)成元件區(qū)域的與第二化合物半導(dǎo)體層22的第二表面22b相對的第二光反射層42的部分(第二光反射層42的與第一光反射層41相對的部分)的面積是S4。
[0141]在實(shí)施例3中，其中存在大量晶體缺陷的會合部分(具體來講，位于法線LNl上或其附近)沒有位于元件區(qū)域的中心部分，避免發(fā)生對發(fā)光元件特性的負(fù)面影響，或者降低了對發(fā)光元件特性的負(fù)面影響。
[0142]上文盡管已經(jīng)基于優(yōu)選范例描述了本公開內(nèi)容，但是本公開內(nèi)容不局限于這些范例。范例中描述的發(fā)光元件的構(gòu)成和結(jié)構(gòu)僅僅是例子，并且可以酌情改變。也可以酌情改變范例的發(fā)光元件制造方法。根據(jù)環(huán)境，可以通過適當(dāng)?shù)剡x擇接合層和支撐基板，成為經(jīng)由第二光反射層從第二化合物半導(dǎo)體層的頂面發(fā)光的表面發(fā)射激光器元件。還可以通過將直至步驟130的各步驟中獲得的發(fā)光元件制成為最終產(chǎn)品，使用經(jīng)由第二光反射層從第二化合物半導(dǎo)體層的頂面發(fā)光的表面發(fā)射激光器元件。替代地，在步驟160和步驟260中，通過在形成第一光反射層和第一電極之后去除支撐基板，可以完成經(jīng)由第二光反射層從第二化合物半導(dǎo)體層的頂面發(fā)光的表面發(fā)射激光器元件，或者在步驟160和步驟260之后，通過將第一光反射層固定至第二支撐基板、并在隨后通過去除支撐基板而暴露出第二光反射層，可以完成經(jīng)由第二光反射層從第二化合物半導(dǎo)體層的頂面發(fā)光的表面發(fā)射激光器元件。
[0143]此外，本公開內(nèi)容可以采用以下構(gòu)成。
[0144][A01]發(fā)光元件制造方法
[0145]第一實(shí)施例
[0146]一種發(fā)光元件制造方法，順序地包括(a)在用于制造發(fā)光元件的基板上形成具有凸部形狀且由多層膜形成的第一光反射層；(b)通過在包括第一光反射層的用于制造發(fā)光元件的基板上層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成層疊結(jié)構(gòu)體，第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，其中第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸活性層；(C)在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成第二電極和由多層膜形成的第二光反射層；(d)將第二光反射層固定至支撐基板；(e)去除用于制造發(fā)光元件的基板，并暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和第一光反射層；(f)蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面；以及(g)至少在已蝕刻的第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成第一電極。
[0147][A02]根據(jù)[A01]所述的發(fā)光元件制造方法，其中在(e)中的暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和第一光反射層的工序是基于化學(xué)/機(jī)械拋光方法執(zhí)行的。
[0148][A03]根據(jù)[A01]或者[A02]所述的發(fā)光元件制造方法，其中基于反應(yīng)離子蝕刻法，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成第一電極的部分進(jìn)行蝕刻。
[0149][A04]根據(jù)[A01]至[A03]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第二光反射層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0150][A05]根據(jù)[A01]至[A04]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中活性層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0151][A06]根據(jù)[A01]至[A05]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一光反射層與第一電極接觸。
[0152][A07]根據(jù)[A01]和[A05]中的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一光反射層和第一電極分隔開，并且分隔距離在Imm之內(nèi)。
[0153][A08]根據(jù)[A01]和[AA07]中的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一光反射層與第二光反射層的距離大于等于0.15 μ m且小于等于50 μ m。
[0154][A09]根據(jù)[A01]至[A08]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中在活性層中產(chǎn)生的光經(jīng)由第一光反射層而發(fā)射到外部。
[0155][A10]根據(jù)[A09]所述的發(fā)光元件制造方法，其中滿足S1W2，其中第一光反射層的與第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸的部分的面積是S1，第二光反射層的與第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面相對的部分的面積是s2。
[0156][All]根據(jù)[A01]至[A10]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的表面粗糙度Ra的值是3X10_9m或者更小，并且第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的表面粗糙度Ra的值超過第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的表面粗糙度的值。
[0157][A12]根據(jù)[A01]至[All]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中滿足R2A1 ( 1，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的接觸電阻值是R1，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的接觸電阻值是R2。
[0158][A13]根據(jù)[A01]至[A12]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一電極由金屬或者合金形成。
[0159][A14]根據(jù)[A01]至[A13]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第二電極由透明導(dǎo)電材料形成。
[0160][A15]根據(jù)[A01]至[A14]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中發(fā)光元件由表面發(fā)射激光器元件形成。
[0161][B01]發(fā)光元件制造方法
[0162]第二實(shí)施例
[0163]一種發(fā)光元件制造方法，順序地包括(a)在用于制造發(fā)光元件的基板上，由與構(gòu)成第一化合物半導(dǎo)體層的材料不同的材料形成凸部；(b)通過在包括凸部的用于制造發(fā)光元件的基板上層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成層疊結(jié)構(gòu)體，第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，其中第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸活性層；(C)在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成第二電極和由多層膜形成的第二光反射層；(d)將第二光反射層固定至支撐基板；(e)去除用于制造發(fā)光元件的基板，并暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和凸部；以及(f)去除凸部，至少在第一化合物半導(dǎo)體層上的第一表面的去除了凸部的部分上形成由多層膜形成的第一光反射層，并且至少在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成第一電極的部分上形成第一電極。
[0164][B02]根據(jù)[B01]所述的發(fā)光元件制造方法，其中在(e)中暴露出第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和凸部的工序是基于化學(xué)/機(jī)械拋光方法執(zhí)行的。
[0165][B03]根據(jù)[B01]或者[B02]所述的發(fā)光元件制造方法，其中在(f)中，在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成第一電極之前，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成第一電極的部分。
[0166][B04]根據(jù)[B03]所述的發(fā)光元件制造方法，其中基于反應(yīng)離子蝕刻法，蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成第一電極的部分。
[0167][B05]根據(jù)[B01]至[B04]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中在工序(a)中形成的凸部的頂面小于底面。
[0168][B06]根據(jù)[B01]至[B05]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第二光反射層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0169][B07]根據(jù)[B01]至[B06]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中活性層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0170][B08]根據(jù)[B01]至[B07]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一光反射層與第一電極接觸。
[0171][B09]根據(jù)[B01]至[B07]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一光反射層和第一電極分隔開，并且分隔距離在Imm之內(nèi)。
[0172][B10]根據(jù)[B09]所述的發(fā)光元件制造方法，其中在第一光反射層和第一電極之間存在第一化合物半導(dǎo)體層的突出部分。
[0173][B11]根據(jù)[B01]和[B10]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一光反射層與第二光反射層的距離大于等于0.15 μ m且小于等于50 μ m。
[0174][B12]根據(jù)[B01]至[B11]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中在活性層中產(chǎn)生的光經(jīng)由第一光反射層而發(fā)射到外部。
[0175][B13]根據(jù)[B12]所述的發(fā)光元件制造方法，其中滿足S1W2，其中第一光反射層的與第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸的部分的面積是S1，第二光反射層的與第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面相對的部分的面積是s2。
[0176][B14]根據(jù)[B01]至[B14]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的表面粗糙度Ra的值是3X10_9m或者更小，并且第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的表面粗糙度Ra的值超過第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的表面粗糙度的值。
[0177][B15]根據(jù)[B01]至[B14]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中滿足R2A1 ( 1，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的接觸電阻值是R1，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的接觸電阻值是R2。
[0178][B16]根據(jù)[B01]至[B15]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第一電極由金屬或者合金形成。
[0179][B17]根據(jù)[B01]至[B16]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中第二電極由透明導(dǎo)電材料形成。
[0180][B18]根據(jù)[B01]至[B17]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件制造方法，其中發(fā)光元件由表面發(fā)射激光器元件形成。
[0181][COI]發(fā)光元件
[0182]一種發(fā)光元件，包括:(A)層疊結(jié)構(gòu)體，其通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成，第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，其中第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸活性層；(B)第一電極和第一光反射層；以及(C)在第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成的第二電極和由多層膜形成的第二光反射層。其中，在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成具有順錐形側(cè)面的凹部，第一光反射層至少在凹部上形成，以及至少在第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成第一電極。
[0183][C02]根據(jù)[C01]所述的發(fā)光元件，其中第二光反射層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0184][C03]根據(jù)[C01]或者[C02]所述的發(fā)光元件，其中活性層的形心不在穿過第一光反射層的形心的相對于第一光反射層的法線上。
[0185][C04]根據(jù)[C01]至[C03]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中在活性層中產(chǎn)生的光經(jīng)由第一光反射層而發(fā)射到外部。
[0186][C05]根據(jù)[C04]所述的發(fā)光兀件,其中滿足S1SS2,其中第一光反射層的與第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸的部分的面積是S1，第二光反射層的與第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面相對的部分的面積是S2。
[0187][C06]根據(jù)[C01]至[C05]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的表面粗糙度Ra的值是3X10_9m或者更小，并且第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的表面粗糙度Ra的值超過第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的表面粗糙度的值。
[0188][C07]根據(jù)[C01]至[C06]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中滿足R2A1 ( 1，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的接觸電阻值是R1，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的接觸電阻值是R2。
[0189][C08]根據(jù)[C01]至[C07]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中第一光反射層與第一電極接觸。
[0190][C09]根據(jù)[C01]和[C07]的任一項(xiàng)的發(fā)光兀件,其中第一光反射層和第一電極分隔開，并且分隔距離在Imm之內(nèi)。
[0191][C10]根據(jù)[C09]所述的發(fā)光兀件,其中在第一光反射層和第一電極之間存在第一化合物半導(dǎo)體層的突出部分。
[0192][C11]根據(jù)[C01]和[C10]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中第一光反射層與第二光反射層的距離大于等于0.15 μ m且小于等于50 μ m。
[0193][C12]根據(jù)[C01]至[C11]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中第二光反射層被固定到支撐基板。
[0194][C13]根據(jù)[C01]至[C12]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中第一電極由金屬或者合金形成。
[0195][C14]根據(jù)[C01]至[C13]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中第二電極由透明導(dǎo)電材料形成。
[0196][C15]根據(jù)[C01]至[C14]的任一項(xiàng)的發(fā)光元件，其中發(fā)光元件由表面發(fā)射激光器元件形成。
[0197]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求及其他因素作出各種修改、組合、子組合和變化，只要它們涵蓋在所述權(quán)利要求及其等效物的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光元件制造方法，順序地包括: (a)在用于制造發(fā)光元件的基板上形成具有凸部形狀且由多層膜形成的第一光反射層； (b)通過在包括所述第一光反射層的所述用于制造發(fā)光元件的基板上層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成層疊結(jié)構(gòu)體，所述第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面，所述活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸所述第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，所述第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面，其中所述第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸所述活性層； (C)在所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成第二電極和由多層膜形成的第二光反射層； (d)將所述第二光反射層固定至支撐基板； (e)去除所述用于制造發(fā)光元件的基板，并暴露出所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和所述第一光反射層； (f)蝕刻所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面；以及 (g)至少在所述第一化合物半導(dǎo)體層的已蝕刻的第一表面上形成第一電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法， 其中在(e)中的暴露出所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和所述第一光反射層的工序是基于化學(xué)/機(jī)械拋光方法執(zhí)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法， 其中基于反應(yīng)離子蝕刻法，蝕刻所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成所述第一電極的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法， 其中所述第二光反射層的形心不在穿過所述第一光反射層的形心的相對于所述第一光反射層的法線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法， 其中所述活性層的形心不在穿過所述第一光反射層的形心的相對于所述第一光反射層的法線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法， 其中第二電極由透明導(dǎo)電材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件制造方法， 其中滿足民/% ( 1，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的接觸電阻值是R1，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的接觸電阻值是R2。
8.一種發(fā)光元件制造方法，順序地包括: (a)在用于制造發(fā)光元件的基板上形成凸部，該凸部由與構(gòu)成第一化合物半導(dǎo)體層的材料不同的材料形成； (b)在包括所述凸部的所述用于制造發(fā)光元件的基板上通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成層疊結(jié)構(gòu)體，所述第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面，所述活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸所述第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，所述第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面，其中所述第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸所述活性層； (C)在所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成第二電極和由多層膜形成的第二光反射層； (d)將所述第二光反射層固定至支撐基板； (e)去除所述用于制造發(fā)光元件的基板，并暴露出所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和所述凸部；以及 (f)去除所述凸部，至少在所述第一化合物半導(dǎo)體層上的第一表面的去除了凸部的部分上形成由多層膜形成的第一光反射層，并且至少在所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成第一電極的部分上形成所述第一電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件制造方法， 其中在(e)中的暴露出所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面和所述凸部的工序是基于化學(xué)/機(jī)械拋光方法執(zhí)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件制造方法， 其中在(f)中，在所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成所述第一電極之前，蝕刻所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成所述第一電極的部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光元件制造方法， 其中基于反應(yīng)離子蝕刻法蝕刻所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的要在其上形成所述第一電極的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件制造方法， 其中在(a)中形成的凸部的頂面小于底面。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件制造方法， 其中所述第二光反射層的形心不在穿過所述第一光反射層的形心的相對于所述第一光反射層的法線上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件制造方法， 其中所述活性層的形心不在穿過所述第一光反射層的形心的相對于所述第一光反射層的法線上。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件制造方法， 其中第二電極由透明導(dǎo)電材料形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件制造方法， 其中滿足民/% ( 1，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的接觸電阻值是R1，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的接觸電阻值是R2。
17.—種發(fā)光兀件,包括: (A)通過層疊第一化合物半導(dǎo)體層、活性層和第二化合物半導(dǎo)體層而形成的層疊結(jié)構(gòu)體，所述第一化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成且具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面，所述活性層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并接觸所述第一化合物半導(dǎo)體層的第二表面，所述第二化合物半導(dǎo)體層由GaN基化合物半導(dǎo)體形成并具有第一表面和與該第一表面相對的第二表面，其中所述第二化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸所述活性層； (B)第一電極和第一光反射層；以及 (C)在所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面上形成的第二電極和由多層膜形成的第二光反射層， 其中，在所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上形成具有順錐形側(cè)面的凹部， 所述第一光反射層至少形成在所述凹部上，以及 所述第一電極至少形成在所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件， 其中所述第二光反射層的形心不在穿過所述第一光反射層的形心的相對于所述第一光反射層的法線上。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件， 其中所述活性層的形心不在穿過所述第一光反射層的形心的相對于所述第一光反射層的法線上。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件， 其中在所述活性層中產(chǎn)生的光經(jīng)由所述第一光反射層而發(fā)射到外部。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)光元件， 其中滿SS1M2，其中所述第一光反射層的與所述第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面接觸的部分的面積是S1，所述第二光反射層的與所述第二化合物半導(dǎo)體層的第二表面相對的部分的面積是S2。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件， 其中所述第二光反射層被固定到支撐基板。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件， 其中第二電極由透明導(dǎo)電材料形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件， 其中滿足民/% ( 1，其中第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的與第一光反射層接觸的部分的接觸電阻值是R1，第一化合物半導(dǎo)體層的第一表面的其上形成第一電極的部分的接觸電阻值是R2。
【文檔編號】H01S5/187GK104348084SQ201410379682
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】濱口達(dá)史, 倉本大, 前田勇樹, 風(fēng)田川統(tǒng)之 申請人:索尼公司