氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，更詳細(xì)地，涉及一種能夠利用通過(guò)3-掩模(3-mask)工序的導(dǎo)入來(lái)減少掩模數(shù)的工序的簡(jiǎn)化來(lái)提高生產(chǎn)收率的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]最近，作為氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，主要研究氮化鎵(GaN)類(lèi)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。這種GaN類(lèi)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件在其應(yīng)用領(lǐng)域中，應(yīng)用于藍(lán)色和綠色發(fā)光二級(jí)管(LED)的發(fā)光器件、金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MESFET，Metal-Semiconductor FET)、高電子遷移率晶體管(HEMT，High Electron Mobility Transistor)等高速開(kāi)關(guān)和高功率組件。
[0003]為了提高氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的光效率，在P-電極極板所處的區(qū)域的下部形成電流斷開(kāi)圖案，同時(shí)形成透明導(dǎo)電圖案，從而覆蓋電流斷開(kāi)圖案的前表面。此時(shí)，透明導(dǎo)電圖案起到P-電極極板的電極的作用的同時(shí)，還起到使電流擴(kuò)散的作用。
[0004]但是，要想制造具有上述結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，就需要4個(gè)掩模工序。此時(shí)，各個(gè)掩模工序需要曝光、顯像、刻蝕等一系列的工序，因而掩模工序數(shù)的增加成為使生產(chǎn)成本增加的同時(shí)使生產(chǎn)收率下降的因素。
[0005]作為相關(guān)現(xiàn)有文獻(xiàn)，有韓國(guó)登錄專(zhuān)利10-0793337號(hào)(2008年01月11日公告)，并在上述文獻(xiàn)中公開(kāi)了氮化物類(lèi)半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的目的在于，提供確保優(yōu)秀的光散射特性的同時(shí)能夠通過(guò)3-掩模工序的導(dǎo)入來(lái)減少掩模工序數(shù)，從而減少生產(chǎn)成本，并提高生產(chǎn)收率的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。
_8] 技術(shù)方案
[0009]用于達(dá)成上述目的的本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，包括m型氮化物層；活性層，形成于上述η型氮化物層上；ρ型氮化物層，形成于上述活性層上；電流斷開(kāi)圖案，形成于上述P型氮化物層上；透明導(dǎo)電圖案，以覆蓋上述P型氮化物層及電流斷開(kāi)圖案的上側(cè)的方式形成，且具有相向的兩側(cè)邊緣呈對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的錐形(taper)截面；以及P-電極極板，配置在與上述電流斷開(kāi)圖案相對(duì)應(yīng)的位置，并以直接與上述透明導(dǎo)電圖案相接觸的方式形成。
[0010]用于達(dá)成上述目的的本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，其特征在于，包括:步驟(a)，在基板上依次形成η型氮化物層、活性層及P型氮化物層之后，在上述P型氮化物層上形成電流斷開(kāi)圖案；步驟(b)，在以覆蓋上述P型氮化物層及電流斷開(kāi)圖案的上側(cè)的方式形成透明導(dǎo)電層之后，利用臺(tái)面刻蝕掩模選擇性地對(duì)上述透明導(dǎo)電層進(jìn)行第一次圖案化，來(lái)形成透明導(dǎo)電圖案；步驟(C)，利用上述臺(tái)面刻蝕掩模進(jìn)行第二次圖案化，并依次除去向上述基板的一側(cè)邊緣露出的P型氮化物層、活性層及η型氮化物層，從而使上述η型氮化物層的一部分露出；以及步驟(d)，在與上述電流斷開(kāi)圖案相對(duì)應(yīng)的位置形成直接與上述透明導(dǎo)電圖案相接觸的P-電極極板，在露出的上述η型氮化物層上形成η-電極極板。
[0011]有益效果
[0012]在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法中，能夠采用利用一個(gè)掩模的整批刻蝕，來(lái)對(duì)透明導(dǎo)電圖案和配置于基板的一側(cè)邊緣的η型氮化物層的露出區(qū)域進(jìn)行圖案化，從而減少掩模數(shù)，以減少生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)收率。
[0013]并且，在本發(fā)明中，由于利用與感應(yīng)耦合等離子體(ICP)類(lèi)型的臺(tái)面刻蝕相同的掩模來(lái)同時(shí)對(duì)透明導(dǎo)電圖案進(jìn)行圖案化，因而不僅能夠使透明導(dǎo)電圖案與臺(tái)面刻蝕圖案之間的覆蓋特性?xún)?yōu)秀，并且還因透明導(dǎo)電圖案的面積的增加而使光效率提高。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖。
[0015]圖2為圖1的A部分的放大圖。
[0016]圖3為表示本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的工序順序圖。
[0017]圖4至圖9為依次表示本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法的多個(gè)工序剖視圖。
[0018]圖10為在臺(tái)面刻蝕之后利用電子顯微鏡來(lái)拍攝透明導(dǎo)電圖案的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0020]圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖。
[0021]參照?qǐng)D1，所示的本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100包括:η型氮化物層110、活性層120、P型氮化物層130、電流斷開(kāi)圖案140、透明導(dǎo)電圖案150、ρ-電極極板160及η-電極極板170。
[0022]η型氮化物層110形成于基板10上。這種η型氮化物層110可具有由摻雜有硅
(Si)的氮化招鎵(AlGaN)形成的第一層(未圖示)和由無(wú)摻雜的氮化鎵(undoped-GaN)形成的第二層(未圖示)交替地形成的層疊結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，η型氮化物層也能夠形成為單一的氮化物層，但只有形成為由包括緩沖層(未圖示)的第一層和第二層交替而成的層疊結(jié)構(gòu)，才能夠確保沒(méi)有裂紋的優(yōu)秀的結(jié)晶性，因而更優(yōu)選地，應(yīng)形成為層疊結(jié)構(gòu)。
[0023]此時(shí)，基板10可由適合使氮化物半導(dǎo)體單晶生長(zhǎng)的材質(zhì)形成，作為代表性的一例，可舉藍(lán)寶石基板。作為這種基板10，除了藍(lán)寶石基板之外，還可以由選自氧化鋅(ΖηΟ，zinc oxide)、氮化嫁(GaN, gallium nitride)、石圭(Si，silicon)、碳化石圭(SiC，siliconcarbide)、氮化鋁(AlN)等的材質(zhì)形成。雖然未圖示，但本發(fā)明的實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100還可以包括介于基板10與η型氮化物層110之間的緩沖層。此時(shí)，緩沖層為選擇性地設(shè)在基板10的上部面的層，而形成上述緩沖層的目的是為了解決基板10與η型氮化物層110之間的晶格失配，上述緩沖層的材質(zhì)可選自AlN、GaN等。
[0024]活性層120形成于η型氮化物層110上。這種活性層120可具有在η型氮化物層110與ρ型氮化物層130之間由單量子阱結(jié)構(gòu)或者量子阱層和量子阻擋層交替地層疊多層的多量子講(MQW，mult1-quantum well)結(jié)構(gòu)。即，活性層120通過(guò)量子阻擋層和量子講層具有多量子阱結(jié)構(gòu)，上述量子阻擋層由包含Al的氮化鋁鎵銦(AlGaInN)的四元氮化物層形成，上述量子阱層由氮化銦鎵(InGaN)形成。這種多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層120能夠抑制所產(chǎn)生的應(yīng)力和因變形而引起的自發(fā)的極化。
[0025]作為一例，ρ型氮化物層130可具有用ρ型摻雜劑來(lái)?yè)诫sMg的ρ型AlGaN的第一層(未圖示)和利用摻雜Mg的ρ型GaN來(lái)形成的第二層(未圖示)交替地形成的層疊結(jié)構(gòu)。并且，P型氮化物層130與η型氮化物層110 —樣，可起到載體限制層的作用。
[0026]電流斷開(kāi)圖案140形成于ρ型氮化物層130上。這種電流斷開(kāi)圖案140形成于與后述的P-電極極板形成預(yù)定區(qū)域(未圖標(biāo))相對(duì)應(yīng)的位置。
[0027]此時(shí)，電流斷開(kāi)圖案140起到對(duì)在與ρ-電極極板160相對(duì)應(yīng)的下部面因光子吸收(photon absorpt1n)而發(fā)生光損耗的現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償?shù)淖饔?。并且，由于與η型氮化物層110相比，以相對(duì)薄的厚度形成P型氮化物層130，因而電流斷開(kāi)圖案140起到預(yù)先防止因P-電極極板160的周邊的電導(dǎo)率變低而使電流偏置的作用。
[0028]優(yōu)選地，這種電流斷開(kāi)圖案140由選自Si02、SiNx等中的一種以上形成。此時(shí)，優(yōu)選地，電流斷開(kāi)圖案140的厚度為0.01?0.50 μ m，更優(yōu)選地，可提出的厚度為0.1?0.3 μ m。在電流斷開(kāi)圖案140的厚度小于0.01 μ m的情況下，由于其厚度太薄，因而有可能難以正常發(fā)揮電流斷開(kāi)功能。相反地，在電流斷開(kāi)圖案140的厚度大于0.50 μπι的情況下，相對(duì)于電流斷開(kāi)效果，有可