專利名稱:第Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，該方法的特征在于 P焊盤(pad)電極和η電極的形成方式。
背景技術(shù)：
常規(guī)的具有面朝上(i^ce-up)構(gòu)造的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括由不同材料組成的P焊盤電極和η電極。在制造這種發(fā)光器件時，先形成P焊盤電極然后形成η 電極。
可選地，還有一種同時形成ρ焊盤電極和η電極的方法，在日本未經(jīng)審查的專利申請公報2007-158262號中公開了該方法。在該方法中在ρ型層和η型層上同時形成由鎳 /金組成的金屬薄膜；對所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理；在該金屬薄膜上同時形成由鈦/金組成的P焊盤電極和η電極；并且再次對所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理。使用該方法，鎳被擴(kuò)散到η 型層內(nèi)并且因此能夠減小η型層與η電極之間的接觸電阻。另外，同時形成P焊盤電極和 η電極并且因此能夠簡化制造步驟。
由于ρ焊盤電極不允許光通過，因此希望將具有面朝上構(gòu)造的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件制造為使得活性層(active layer)處于ρ焊盤電極正下方的區(qū)域不發(fā)光，由此提高發(fā)光器件的發(fā)光效率。例如日本未經(jīng)審查的專利申請公報10-2四219號、10-144962 號和2000-1Μ502號公開了用于形成這種區(qū)域的技術(shù)。
在日本未經(jīng)審查的專利申請公報10_2四219號所公開的技術(shù)中在P型層上形成由金屬薄膜構(gòu)成的透明電極；在該透明電極上形成包含與氮反應(yīng)的金屬的P焊盤電極；對所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，使得包含在P焊盤電極內(nèi)的金屬與P型層內(nèi)的氮發(fā)生反應(yīng)，由此在P型層內(nèi)產(chǎn)生氮空缺以形成高電阻區(qū)域。P型層中該高電阻區(qū)域的出現(xiàn)使得活性層在P 焊盤電極正下方的區(qū)域不發(fā)光。
可選地，根據(jù)日本未經(jīng)審查的專利申請公報10-144962號所公開的技術(shù)，通過在ρ 焊盤電極和P型層之間形成η型層來使得活性層在P焊盤電極正下方的區(qū)域不發(fā)光；或者根據(jù)日本未經(jīng)審查的專利申請公報2000-1Μ502號所公開的技術(shù)，通過在ρ焊盤電極和ρ 型層之間形成諸如SiO2的絕緣薄膜來使得活性層在ρ焊盤電極正下方的區(qū)域不發(fā)光。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在先形成ρ焊盤電極然后形成η電極的情況下存在這樣一種情況在對ρ焊盤電極進(jìn)行圖案化(pattern)的過程中所使用的光刻膠沒有被充分的剝離而是部分地留在通過刻蝕而暴露出的η型層上。在這種情況下，會導(dǎo)致例如η電極從η型層分離這樣的問題。
在日本未經(jīng)審查的專利申請公報2007-158262號中所公開的同時形成ρ焊盤電極和η電極的方法中，透明電極由金屬薄膜形成，并且該金屬薄膜用來減小η電極和η型層之間的接觸電阻。因此，在由例如ITO(具有Sn(錫)摻雜的氧化銦)的氧化物代替金屬薄膜形成透明電極的情況下，不能使用日本未經(jīng)審查的專利申請公報2007-15擬62號中所公開的方法。可以在將由例如ITO的氧化物形成的透明電極沉積在ρ型層上之后使用日本未經(jīng)審查的專利申請公報2007-15擬62號中所公開的方法。然而，使用這種由例如ITO的氧化物組成的透明電極是因為它具有比金屬薄膜更高的透光率并且因此光可以更高效地穿過透明電極發(fā)射出來。因此，在將金屬薄膜形成于由例如ITO的氧化物組成的透明電極上的情況下，不能提供使用ITO的優(yōu)勢。
在利用日本未經(jīng)審查的專利申請公報10-229219號、10-144962號和2000-1M502 號所公開的技術(shù)使得活性層位于P焊盤電極下方的區(qū)域不發(fā)光的情況下，制造步驟變得復(fù)雜，由此增加了制造成本。特別地，當(dāng)如日本未經(jīng)審查的專利申請公報2000-1M502號所公開的使用絕緣膜時，存在絕緣薄膜破裂的情況，因此使用這種技術(shù)制造的器件具有低可靠性。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于制造第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，其中即便對于在P型層上形成由例如ITO的氧化物組成的透明電極的情況，仍然能夠同時形成P焊盤電極和η電極。本發(fā)明的另一個目的是提供一種第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中活性層位于P焊盤電極下方的區(qū)域不發(fā)光，以及提供一種用于制造這種發(fā)光器件的方法。
本發(fā)明的第一方面是一種用于制造具有面朝上構(gòu)造的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，該發(fā)光器件包括Ρ型層、包含氧化物并且形成于該P(yáng)型層上的透明電極、包含鎳/金并且形成于該透明電極上以及該發(fā)光器件的表面?zhèn)鹊腜焊盤電極、以及包含鎳/ 金并且形成于該發(fā)光器件的該表面?zhèn)鹊摩请姌O；該方法包括同時形成P焊盤電極和η電極的步驟。
術(shù)語“第III族氮化物半導(dǎo)體”是指例如GaN, AlGaN, InGaN或AlGaInN0第III 族氮化物半導(dǎo)體由通用分子式AlxG￡^ni_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)表示。η 型摻雜的一個例子是硅。P型摻雜的一個例子是鎂。
本發(fā)明的第二方面是根據(jù)第一方面的方法，還包括步驟在形成ρ焊盤電極和η電極的步驟之后，通過在500°C到650°C進(jìn)行熱處理，在緊挨ρ焊盤電極下方的透明電極中形成高電阻區(qū)域，其中高電阻區(qū)域?qū)型層的接觸電阻高于透明電極中除高電阻區(qū)域之外的區(qū)域?qū)型層的接觸電阻。
在熱處理溫度低于500°C的情況下，透明電極中緊挨ρ焊盤電極下方的區(qū)域不具有高接觸電阻，這不是優(yōu)選的。在熱處理溫度高于650°C的情況下，ρ焊盤電極與η電極會分離，這不是優(yōu)選的。更為優(yōu)選地，在550°C到600°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理。
本發(fā)明的第三方面是根據(jù)第一或第二方面的方法，其中透明電極包含基于氧化銦的材料。
本發(fā)明的第四方面是根據(jù)第三方面的方法，其中透明電極包含從由ITO和ICO構(gòu)成的組中選擇的任意一種。ITO為摻雜了 Sn (錫)的氧化銦(In2O3)。ICO為摻雜了 Ce (鈰) 的氧化銦(In2O3)。
本發(fā)明的第五方面是具有面朝上構(gòu)造的第III族半導(dǎo)體發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括P型層、包含氧化物并且形成于該P(yáng)型層上的透明電極、包含含有鎳或鈦的材料并且形成于該透明電極上以及該發(fā)光器件的表面?zhèn)鹊腜焊盤電極、以及在該發(fā)光器件該表面?zhèn)鹊摩请姌O，其中透明電極包括緊挨ρ焊盤電極下方的高電阻區(qū)域，其中該高電阻區(qū)域?qū)Ζ研蛯拥慕佑|電阻高于透明電極中除該高電阻區(qū)域之外的其它區(qū)域?qū)型層的接觸電阻。
本發(fā)明的第六方面是根據(jù)第五方面的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中P焊盤電極包含鎳/金。
本發(fā)明的第七方面是根據(jù)第六方面的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中η電
極包含鎳/金。
本發(fā)明的第八方面是根據(jù)第五到第七方面中任一方面的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中透明電極包含基于氧化銦的材料。
本發(fā)明的第九方面是根據(jù)第八方面的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中透明電極包含ITO或IC0。
本發(fā)明的第十方面是根據(jù)第五到第九方面中任一方面的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中P焊盤電極和η電極中任一或兩者包括用作延伸電極的布線。
根據(jù)第一方面，其中ρ焊盤電極和η電極由鎳/金組成，即便是在P型層上形成由氧化物組成的透明電極的情況下，可以在熱處理之前建立P焊盤電極和透明電極之間的接觸，并且可以在熱處理之后建立η電極和η型層之間的接觸。因此，可以同時形成P焊盤電極和η電極并且因此可以簡化發(fā)光器件的制造步驟。
根據(jù)第二方面，其中ρ焊盤電極包含鎳/金并且在500°C至650°C進(jìn)行熱處理，在緊挨P焊盤電極下方的透明電極中形成高電阻區(qū)域，使得該區(qū)域?qū)型層的接觸電阻高于該透明電極其它區(qū)域?qū)型層的接觸電阻。因此，使得活性層中處于透明電極中形成的具有較高接觸電阻的高電阻區(qū)域正下方的區(qū)域不發(fā)光，由此提高了該發(fā)光器件的發(fā)光效率， 因為電流密度變得更大并且將電流更有效地用于發(fā)射?？梢酝ㄟ^熱處理建立η電極和η型層之間的接觸。
根據(jù)第三方面，透明電極可以包含基于氧化銦的材料。具體地，根據(jù)第四方面，透明電極可以包含ITO或IC0。
根據(jù)第五方面，當(dāng)ρ焊盤電極包含含有鎳或鈦的材料時，形成透明電極內(nèi)緊鄰P焊盤電極下方的高電阻區(qū)域，使得該區(qū)域?qū)型層的接觸電阻高于該透明電極其它區(qū)域的接觸電阻。因此，可以使得活性層中處于所形成的具有較高接觸電阻的高電阻區(qū)域下方的區(qū)域不發(fā)光，由此提高該發(fā)光器件的發(fā)光效率。具體地，根據(jù)地六方面，P焊盤電極可以包含鎳/金。根據(jù)第七方面，當(dāng)η電極包含鎳/金而P焊盤電極也包含鎳/金時，可以同時形成 P焊盤電極和η電極。
根據(jù)第八方面，透明電極可以包含基于氧化銦的材料。具體地，根據(jù)第九方面，透明電極可以包含ITO和IC0。
根據(jù)第十方面，其中提供作為延伸電極的布線，可以在平面方向以更高等級擴(kuò)散電流。


圖1為示出根據(jù)第一實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件構(gòu)造的截面圖；
圖2為根據(jù)第一實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的構(gòu)造的俯視圖；
圖3為示出為ρ焊盤電極提供延伸電極的變型的俯視圖；[0032]圖4A至圖4D示出根據(jù)第一實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造步驟；
圖5A至圖5D為根據(jù)第一實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光模式的照片；
圖6為示出根據(jù)第二實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的構(gòu)造的截面圖；
圖7為根據(jù)第二實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的構(gòu)造的俯視圖；以及
圖8示出根據(jù)第二實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光模式的照片。
具體實施方式
此后，參考附圖描述本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明不局限于這些實施例。
第一實施例
圖1為示出根據(jù)第一實施例的具有面朝上構(gòu)造的第III氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的構(gòu)造的截面圖。該第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件按照自下而上的次序包括由藍(lán)寶石組成的生長基底10 ；緩沖層；由第III族氮化物半導(dǎo)體組成的η型層11、活性層12和P型層13 ；由ITO組成的透明電極14 ；以及ρ焊盤電極15。該發(fā)光器件還包括在η型層11的方形部分上形成的η電極16，通過刻蝕活性層12和ρ型層13的相應(yīng)部分來暴露該方形部分。透明電極14緊挨ρ焊盤電極15下方的區(qū)域17對ρ型層13的接觸電阻高于透明電極 14的其它區(qū)域?qū)Ζ研蛯?3的接觸電阻。該發(fā)光器件還包括由S^2組成的保護(hù)膜18，其目的是抑制電流泄漏和短路電流。保護(hù)薄膜18覆蓋發(fā)光器件結(jié)構(gòu)的上表面中除ρ焊盤電極 15的上表面區(qū)域和η電極16的上表面區(qū)域之外的部分。
除了藍(lán)寶石基底，生長基底10可以是由不同于第III族氮化物的材料如SiC組成的基底，或者是由例如GaN的第III族氮化物組成的半導(dǎo)體基底。
η型層11、活性層12和ρ型層13可以具有各種已知的結(jié)構(gòu)。具體地，η型層11 和P型層13可以是單層或多層，或者可以包括超晶格層。例如，η型層11可以由η型接觸層Ii+-GaN和包括AlGaN/n-GaN的超晶格結(jié)構(gòu)的η型復(fù)層(Clad layer)構(gòu)成；而ρ型層 13可以由包括超晶格結(jié)構(gòu)的ρ型復(fù)層和ρ型接觸層P-GaN構(gòu)成，其中該超晶格結(jié)構(gòu)包括多個p-hGaN/p-AWaN的堆疊。活性層12可以具有包括多個hGaN/GaN的堆疊的多量子阱 (MQff)結(jié)構(gòu)、單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)等。
透明電極14形成于除ρ型層13的邊緣之外的幾乎整個ρ型層13之上。透明電極14允許電流在發(fā)光器件的平面方向擴(kuò)散而不妨礙發(fā)光。
ρ焊盤電極15和η電極16都由鎳/金/鋁組成，其中鎳層具有50nm的厚度，金層具有1500nm的厚度而鋁層具有IOnm的厚度。形成鋁層以提高ρ焊盤電極15和η電極16 對保護(hù)膜18的附著程度。然而，并非必須形成鋁層，也可以在金層上形成其它金屬層。
透明電極14的高電阻區(qū)域17緊挨ρ焊盤電極15下方。作為熱處理的結(jié)果，高電阻區(qū)域17具有與透明電極14的其它區(qū)域不同的組成。因此，高電阻區(qū)域17對ρ型層13 的接觸電阻高于透明電極14的其它區(qū)域的接觸電阻。由于區(qū)域17的存在，電流不流向緊挨P焊盤電極15下方的區(qū)域17，而是從ρ焊盤電極15的周邊沿平面方向向透明電極14流動和擴(kuò)散。結(jié)果，活性層12處于ρ焊盤電極15正下方的區(qū)域1 不發(fā)光，并且因此活性層 12其它區(qū)域的電流密度增大，并且也防止了由于ρ焊盤電極15的存在而導(dǎo)致的發(fā)光效率的降低。因此，提高了該發(fā)光器件的發(fā)光效率。
圖2為從生長基底10的上表面?zhèn)扔^察的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的俯視圖。第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件在俯視圖中具有方形的形狀。ρ焊盤電極15和η電極 16形成于該第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的相同的表面?zhèn)取＆押副P電極15在俯視圖中具有圓形的形狀。η電極16在俯視圖中具有方形的形狀。
然而，ρ焊盤電極15和η電極16在俯視圖中的形狀并不限于這些。為了增強(qiáng)平面方向的電流擴(kuò)散，可以從P焊盤電極15和/或η電極16延伸出作為延伸電極的具有L形、 U形、雞冠形或相似形狀的布線。例如，圖3是一個變型，其中為ρ焊盤電極15提供U形延伸電極19。與ρ焊盤電極15和η電極16相同，這種延伸電極可以由鎳/金/鋁組成?？蛇x地，可以用與P焊盤電極15和η電極16的材料不同的材料組成延伸電極。在在透明電極14上提供由鎳/金/鋁組成的延伸電極的情況下，還可以在透明電極14緊挨延伸電極下方的區(qū)域形成高阻區(qū)域17。
下面參考圖4描述用于制造第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。
通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)方法按照自下而上的順序在生長基底10上形成緩沖層、η型層11、活性層12和ρ型層13 (圖4Α)。在這種情況下，使用下列源氣體 TMG(三甲基鎵)作為鎵源、TMA(三甲基鋁)作為鋁源、TMI (三甲基銦)作為銦源、氨作為氮源、硅烷作為硅源用作η型摻雜物以及Cp2Mg( 二茂鎂)作為鎂源用作ρ型摻雜物。
隨后通過氣相沉積在ρ型層13上形成透明電極14。然后，在透明電極14和ρ型層13上除要形成η電極16的區(qū)域之外的區(qū)域形成掩膜。對ρ型層13和活性層12進(jìn)行干刻蝕，直到在該區(qū)域露出η型層11。然后，將掩膜剝離(圖4Β)?？蛇x地，可以在通過干刻蝕使η型層11暴露之后形成透明電極14。
然后，通過剝離(liftoff)處理同時形成ρ焊盤電極15和η電極16 (圖4C)。在透明電極14的特定區(qū)域上形成由鎳/金/鋁組成的ρ焊盤電極15。在η型層11的特定區(qū)域上形成同樣由鎳/金/鋁組成的η電極16。因此，能夠在ρ焊盤電極15和透明電極14 之間建立良好的接觸。
隨后將所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在降低壓力的氧氣氛圍中在570°C熱處理5分鐘。結(jié)果，形成了透明電極14緊挨ρ焊盤電極15下方的高電阻區(qū)域17 ；透明電極14其它區(qū)域的電阻減?。徊⑶沂筆焊盤電極15和η電極16合金化以具有減小的接觸電阻(圖4D)。
熱處理的溫度不只限于570°C。應(yīng)該在500°C至650°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理。 在熱處理溫度低于500°C的情況下，不形成高電阻區(qū)域17，這不是優(yōu)選的。在熱處理溫度高于650°C的情況下，ρ焊盤電極15和η電極16中的鎳會擴(kuò)散而降低ρ焊盤電極15和η電極16分別對透明電極14和η型層11的粘合度。結(jié)果，ρ焊盤電極15和η電極16能夠分別從透明電極14和η型層11分離，這不是優(yōu)選的。更優(yōu)選地，在550°C至600°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理。在通過在500°C至550°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理而制造的發(fā)光器件中， 小電流流向緊挨P焊盤電極15下方的區(qū)域，因此活性層12處于ρ焊盤電極15正下方的區(qū)域1 發(fā)射一定量的光。相比之下，在通過在550°C或更高的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱處理而制造的發(fā)光器件中，區(qū)域17的接觸電阻進(jìn)一步增大并且因此能夠使得區(qū)域1 不發(fā)光。
優(yōu)選地，將熱處理進(jìn)行1至60分鐘。在熱處理少于一分鐘的情況下，可能出現(xiàn)高電阻區(qū)域17未形成以及熱處理的效果不具有穩(wěn)定性的情況，這不是優(yōu)選的。超過60分鐘的熱處理不適于批量生產(chǎn)。另外，超過60分鐘的熱處理不是優(yōu)選的，因為這與超過650°C的熱處理一樣，會造成例如ρ焊盤電極15以及η電極16的分離這樣的缺點(diǎn)。
熱處理不是必須在氧氣氛圍下進(jìn)行，而可以在不包含氧氣的氛圍下進(jìn)行。
在熱處理之后，在所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上除ρ焊盤電極15的區(qū)域和η電極16的區(qū)域之外的區(qū)域形成保護(hù)膜18。這樣，圖1所示的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件被制作完成。
在第一實施例的制作方法中，同時形成ρ焊盤電極15和η電極16，因此簡化了該方法的制作步驟。P焊盤電極15和η電極16由鎳/金/鋁組成，因此，作為熱處理的結(jié)果， 可以在P焊盤電極15和由ITO組成的透明電極14之間、以及在η電極16和η型層11之間建立良好的接觸?？梢酝ㄟ^用于將P焊盤電極15和η電極16合金化的熱處理來形成區(qū)域17。結(jié)果，可以使得活性層12處于ρ焊盤電極15下方的區(qū)域1 不發(fā)光，以在沒有任何額外制作步驟的情況下提高發(fā)光器件的發(fā)光效率。
圖5A至圖5D示出在20mA下操作的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光模式的照片。這些發(fā)光器件是通過在形成P焊盤電極15和η電極16之后在不同溫度下進(jìn)行熱處理而制作出來的。這些照片是從生長基底10的后表面?zhèn)龋磁c圖2所示的那一側(cè)相反的表面?zhèn)扰臄z的。圖5Α對應(yīng)沒有進(jìn)行熱處理的情況。圖5Β對應(yīng)在300°C下進(jìn)行熱處理的情況。圖5C對應(yīng)在500°C下進(jìn)行熱處理的情況。圖5D對應(yīng)在570°C下進(jìn)行熱處理的情況。在圖5A和圖5B中，除了被刻蝕以用來形成η電極16的區(qū)域之外的幾乎整個表面發(fā)光。相比之下，在圖5C中，形成ρ焊盤電極15的區(qū)域發(fā)射較弱的光。在圖5D中，形成ρ焊盤電極15 的區(qū)域基本上不發(fā)光。
在由ITO組成的透明電極14上形成由鎳/金組成的ρ焊盤電極15，并且對所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，由此在緊挨P焊盤電極15下方形成高電阻區(qū)域17，該區(qū)域17具有比透明電極14的其它區(qū)域的接觸電阻更高的接觸電阻。據(jù)推測這是由于鎳傾向于俘獲氧并且易于被氧化。在熱處理期間鎳從緊挨P焊盤電極15下方的透明電極14俘獲氧，由此形成具有與原本的透明電極14不同組成的區(qū)域17。由于與透明電極14不同的組成，區(qū)域 17具有比透明電極14其它區(qū)域的接觸電阻更高的接觸電阻。熱處理還導(dǎo)致鎳的氧化從而在透明電極14和ρ焊盤電極15之間的界面處產(chǎn)生氧化鎳。據(jù)推測這是區(qū)域17具有增大的接觸電阻的另一個原因。
因此，如ρ焊盤電極15由鎳/金組成的情況，通過使用包含易于被氧化的金屬元素的材料形成P焊盤電極15，這據(jù)推測能夠形成緊挨P焊盤電極15下方的具有較高接觸電阻的高電阻區(qū)域17。
第二實施例
圖6為示出根據(jù)第二實施例的具有面朝上構(gòu)造的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的構(gòu)造的截面圖。該第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件按照從下向上的順序包括由藍(lán)寶石組成的生長基底10 ；緩沖層；η型層11 ；由第III族氮化物半導(dǎo)體組成的活性層12和P型層13 ；由ICO (摻雜了鈰的氧化銦)組成的透明電極M ；以及ρ焊盤電極15。該發(fā)光器件還包括在η型層11的方形部分上形成的η電極16，通過刻蝕ρ型層13的相應(yīng)部分來暴露該方形部分。使用第一實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中的相似的附圖標(biāo)記指示第二實施例的發(fā)光器件中的相似單元。透明電極M緊挨P焊盤電極15下方的高電阻區(qū)域 27對ρ型層13的接觸電阻高于透明電極M的其它區(qū)域?qū)Ζ研蛯?3的接觸電阻。[0062]圖7為從生長基底10的上表面?zhèn)扔^看的第二實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的俯視圖。在該第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的相同表面?zhèn)刃纬蒔焊盤電極15 和η電極16。在俯視圖中該第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有矩形的形狀，該矩形的縱向方向為P焊盤電極15和η電極16的連線方向。
用與第一實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的高電阻區(qū)域17相同的形成方式形成高電阻區(qū)域27。透明電極M的區(qū)域27緊挨ρ焊盤電極15下方。作為熱處理的結(jié)果，區(qū)域27具有與透明電極M的其它區(qū)域不同的組成。因此，區(qū)域27對ρ型層13的接觸電阻高于透明電極M的其它區(qū)域的接觸電阻。因此，活性層12中位于區(qū)域27下方的區(qū)域1 不發(fā)光，由此提高了該發(fā)光器件的發(fā)光效率。
可以通過與第一實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造步驟相似的制造步驟制造第二實施例的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。第二實施例的發(fā)光器件能夠提供與第一實施例的發(fā)光器件相似的優(yōu)點(diǎn)。具體地，在第二實施例的制造步驟中，能夠同時形成P焊盤電極15和η電極16。這是因為P焊盤電極15和η電極16由鎳/金/鋁組成，因此，作為熱處理的結(jié)果，能夠在P焊盤電極15和由ICO組成的透明電極M之間、以及在η 電極16和η型層11之間建立良好的接觸。能夠通過該熱處理形成高電阻區(qū)域27。結(jié)果， 能夠在沒有任何額外制造步驟的情況下提高該發(fā)光器件的發(fā)光效率。
圖8示出在ImA下操作的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光模式的照片。在形成P焊盤電極15和η電極16之后，在進(jìn)行熱處理之前和之后拍攝這些照片。從生長基底10的后表面?zhèn)?，即與圖7所示的一側(cè)相反的表面?zhèn)扰臄z這些照片。圖8(a)和圖8(b)對應(yīng)透明電極M中的鈰含量為5% (重量百分比)的情況。圖8(a)為熱處理之前拍攝的照片而圖8(b)為熱處理之后拍攝的照片。圖8(c)和圖8(d)對應(yīng)透明電極M中的鈰含量為 10% (重量百分比)的情況。圖8 (c)為熱處理之前拍攝的照片而圖8(d)為熱處理之后拍攝的照片。圖8(e)和圖8(f)對應(yīng)透明電極M中的鈰含量為20% (重量百分比)的情況。 圖8(e)為熱處理之前拍攝的照片而圖8(f)為熱處理之后拍攝的照片。為了比較，還示出了除了用由ITO組成的透明電極代替由ICO組成的透明電極M之外具有同樣構(gòu)造的第III 族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光模式。圖8(g)為熱處理之前拍攝的照片而圖8(h)為熱處理之后拍攝的照片。
如圖8所示，在熱處理之前，除了形成η電極16的區(qū)域之外的幾乎整個表面發(fā)光， 而熱處理之后，形成P焊盤電極15的區(qū)域基本不發(fā)光。鈰含量的變化不會導(dǎo)致熱處理之后的發(fā)光模式的顯著變化。使用ICO情況下熱處理之后的發(fā)光模式與使用ITO情況下熱處理之后的發(fā)光模式?jīng)]有明顯區(qū)別。因此，在使用基于氧化銦的材料形成透明電極的情況下，據(jù)推測可以在熱處理之后獲得與使用ITO的情況相似的發(fā)光模式。據(jù)推測由于氧與ρ焊盤電極15的材料反應(yīng)以改變?nèi)缟纤龅耐该麟姌O的組成而形成具有高接觸電阻的區(qū)域17和 27。由于這個原因，當(dāng)使用具有足夠高的透明度和導(dǎo)電性的氧化物作為透明電極的材料時， 據(jù)推測可以得到與P焊盤電極15相應(yīng)的區(qū)域不發(fā)光的發(fā)光模式。
在第一和第二實施例中，同時形成ρ焊盤電極和η電極。可選地，在使用不同材料且不同時形成ρ焊盤電極和η電極的情況下，可以通過使用鎳/金形成P焊盤電極并在 500°C至650°C進(jìn)行熱處理來使得透明電極緊挨ρ焊盤電極下方的區(qū)域如該實施例中的情況具有增大的接觸電阻。在使用除鎳/金之外的材料形成η電極的情況下，例如可以使用釩/鋁。
在第一和第二實施例中，用鎳/金形成ρ焊盤電極15?？蛇x地，在使用含有鈦的材料如鈦/金形成P焊盤電極的情況下，通過進(jìn)行熱處理可以使得透明電極緊挨P焊盤電極下方的區(qū)域具有比透明電極其它區(qū)域更高的接觸電阻。應(yīng)注意，即便對鈦/金進(jìn)行熱處理也不能提供鈦/金與η型層11之間的良好接觸。由于這一原因，應(yīng)該使用除鈦/金之外的材料形成η電極，并且應(yīng)該分別形成ρ焊盤電極和η電極。
根據(jù)本發(fā)明的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件可以用作顯示設(shè)備和照明設(shè)備的光源。
權(quán)利要求
1.一種用于制造具有面朝上構(gòu)造的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述發(fā)光器件包括P型層、包含氧化物并且形成于所述P型層上的透明電極、包含鎳/金并且形成于所述透明電極上以及所述發(fā)光器件的表面?zhèn)鹊摩押副P電極、以及包含鎳/金并且形成于所述發(fā)光器件的所述表面?zhèn)鹊摩请姌O；所述方法包括同時形成所述ρ焊盤電極和所述η電極的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，還包括步驟在形成所述ρ焊盤電極和所述η電極的步驟之后，通過在500°C至650°C進(jìn)行的熱處理，在所述透明電極中緊挨所述ρ焊盤電極下方形成高電阻區(qū)域，其中所述高電阻區(qū)域?qū)λ鯬型層的接觸電阻高于所述透明電極中除所述高電阻區(qū)域之外的區(qū)域?qū)λ鯬型層的接觸電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中所述透明電極包含基于氧化銦的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其中所述透明電極包含基于氧化銦的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其中所述透明電極包含從由ITO和ICO構(gòu)成的組中選擇的任何一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其中所述透明電極包含從由ITO和ICO構(gòu)成的組中選擇的任何一種。
7.一種具有面朝上構(gòu)造的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述發(fā)光器件包括Φ型層、包含氧化物并且形成于所述P型層上的透明電極、包含含有從由鎳和鈦構(gòu)成的組中選擇的任何一種的材料并且形成于所述透明電極上以及所述發(fā)光器件的表面?zhèn)鹊腜焊盤電極、以及在所述發(fā)光器件的所述表面?zhèn)鹊摩请姌O，其中所述透明電極包括緊挨所述P焊盤電極下方的高電阻區(qū)域，所述高電阻區(qū)域?qū)λ鯬型層的接觸電阻高于所述透明電極中除所述高電阻區(qū)域之外的區(qū)域?qū)λ鯬型層的接觸電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述ρ焊盤電極包含鎳/ 金。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述η電極包含鎳/金。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述透明電極包含基于氧化銦的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述透明電極包含基于氧化銦的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述透明電極包含基于氧化銦的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述透明電極包含從由ITO和ICO構(gòu)成的組中選擇的任意一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求
11所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述透明電極包含從由ITO和ICO構(gòu)成的組中選擇的任意一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述透明電極包含從由ITO和ICO構(gòu)成的組中選擇的任意一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述ρ焊盤電極和所述η電極中的任意一個或兩者都包括用作延伸電極的布線。
17.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述P焊盤電極和所述η電極中的任意一個或兩者都包括用作延伸電極的布線。
專利摘要
提供一種用于制造具有面朝上構(gòu)造的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，該發(fā)光器件包括p型層和由ITO組成的透明電極，在該方法中同時形成透明電極上的p焊盤電極和n型層上的n電極。p焊盤電極和n電極由鎳/金組成。將所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)在570℃進(jìn)行熱處理從而能夠在p焊盤電極和n電極中建立良好的接觸。熱處理還提供透明電極中緊挨p焊盤電極下方的區(qū)域，該區(qū)域與p型層之間的接觸電阻高于透明電極中其它區(qū)域與p型層之間的接觸電阻。因此，活性層處于所提供的區(qū)域下方的區(qū)域不發(fā)光，從而能夠提高發(fā)光器件的發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/00GKCN101714599 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200910175610
公開日2012年1月18日 申請日期2009年9月24日
發(fā)明者破田野貴司, 神谷真央 申請人:豐田合成株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),