(57)【要約】【課題】滑らかな電極表面を有する発光ダイオード及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、発光ダイオードのエピタキシャル構造体を提供するステップであって、前記エピタキシャル構造体が、エピタキシャル層を備えるステップと、前記エピタキシャル層に第一電極及び第二電極を形成するステップと、前記エピタキシャル構造体、前記第一電極及び前記第二電極にを連続して覆う不活性コーティング層を形成するステップと、前記第一電極及び前記第二電極をアニールするステップと、前記第一電極及び前記第二電極上を覆った不活性コーティング層を除去し、前記第一電極及び前記第二電極の上表面を露出させるステップと、を備える。【選択図】図４
2014078711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードのエピタキシャル構造体を提供するステップであって、前記エピタキシャル構造体が、エピタキシャル層を備えるステップと、
前記エピタキシャル層に第一電極及び第二電極を形成するステップと、
前記エピタキシャル構造体、前記第一電極及び前記第二電極を連続して覆う不活性コーティング層を形成するステップと、
前記第一電極及び前記第二電極をアニールするステップと、
前記第一電極及び前記第二電極上を覆った前記不活性コーティング層を除去し、前記第一電極及び前記第二電極の上表面を露出させるステップと、
を備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記不活性コーティング層を形成するステップの前に、前記第一電極及び前記第二電極上にそれぞれ中間金属層を形成するステップをさらに備え、前記中間金属層と前記不活性コーティング層との間の結合力が、前記第一電極及び前記第二電極と前記不活性コーティング層との間の結合力より大きいことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記エピタキシャル層が、第一半導体層と、活性層と、第二半導体層と、を備え、前記第一半導体層が、第一領域及び第二領域を備え、前記第一領域は露出され、前記活性層、透明導電層及び前記第二半導体層が前記第二領域に順に形成され、前記第一電極が前記第一領域に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記エピタキシャル構造体が、基板をさらに備え、前記第一半導体層、前記活性層及び前記第二半導体層が、前記基板上に順に成長し、前記第一半導体層が、Ｎ型半導体層であり、前記第二半導体層が、Ｐ型半導体層であることを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかの一項に記載の発光ダイオードの製造方法によって製造されることを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造方法に関し、特に発光ダイオード及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオードチップにおいて、先ずエピタキシャル層を製造した後、該エピタキシャル層に２つの電極を形成する。２つの電極は、金属材料を採用して電気めっき、蒸着又はリソグラフィなどのような方法によって製造される。一般的には、２つの電極が形成された後アニール工程を行う。これにより、金属電極の硬さを低減させ、残留応力を除去し、金属電極の内部の金属粒子を細分化して、電極の品質を向上させる。
【０００３】
しがしながら、アニール工程を行う過程において、電極を予め設定された温度に加熱すると、電極内部の金属粒子が拡散するため、電極の表面が粗くなる。電極表面が粗いと、種々の問題を引き起こす。例えば、電極に電気的に接続するための金属配線と電極との間の抵抗を増加させる。また、ワイヤボンディング工程において、金属配線は容易に粗い表面に付着することができない。さらに、粗い表面は、電極が異なる色を表すことを引き起こすため、後続の検出プロセスにおいて機器や操作員が誤識別する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、前記課題を解決するために、滑らかな電極表面を有する発光ダイオード及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、発光ダイオードのエピタキシャル構造体を提供するステップであって、前記エピタキシャル構造体が、エピタキシャル層を備えるステップと、前記エピタキシャル層に第一電極及び第二電極を形成するステップと、前記エピタキシャル構造体、前記第一電極及び前記第二電極を連続して覆う不活性コーティング層を形成するステップと、前記第一電極及び前記第二電極をアニールするステップと、前記第一電極及び前記第二電極上を覆った前記不活性コーティング層を除去し、前記第一電極及び前記第二電極の上表面を露出させるステップと、を備える。
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る発光ダイオードは、上述の発光ダイオードの製造方法によって製造される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の発光ダイオード及びその製造方法は、第一電極及び第二電極をアニールする工程を、不活性コーティング層を形成した後に行うため、不活性コーティング層によって第一電極及び第二電極内の金属粒子が高温で拡散することによって第一電極及び第二電極の表面が粗くなることを防止し、ワイヤボンディング工程の異常又は検出プロセスの誤識別を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る発光ダイオードを製造する過程の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る発光ダイオードを製造する過程の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る発光ダイオードを製造する過程の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る発光ダイオードを製造する過程の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１〜図４を参照すると、本発明の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法は、以下のステップを備える。
【００１１】
第一ステップ：発光ダイオードのエピタキシャル構造体１０を提供する。エピタキシャル構造体１０は、基板１１及び基板１１上に形成されたエピタキシャル層１２を備える。
【００１２】
第二ステップ：エピタキシャル層１２に第一電極２１及び第二電極２２を形成する。
【００１３】
第三ステップ：エピタキシャル構造体１０、第一電極２１及び第二電極２２上を、不活性コーティング層３０で連続して覆う。
【００１４】
第四ステップ：第一電極２１及び第二電極２２をアニールする。
【００１５】
第五ステップ：第一電極２１及び第二電極２２上を覆った不活性コーティング層３０を除去し、第一電極２１及び第二電極２２の上表面を露出させる。
【００１６】
以下、上述の製造方法の各ステップについて詳しくて説明する。
【００１７】
図１に示すように、基板１１は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ケイ素（Ｓｉ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）或いは酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの材料からなる。具体的には、基板１１の材料は、達成したい物理性能及び光学特性又はコスト等に応じて選択することができる。
【００１８】
エピタキシャル層１２は、基板１１上に順に成長した第一半導体層１２１と、活性層１２２と、第二半導体層１２３と、を備える。第一半導体層１２１及び第二半導体層１２３は、異なる材料によってドープされた半導体層である。本実施形態において、第一半導体層１２１は、Ｎ型半導体層であり、第二半導体層１２３は、Ｐ型半導体層である。他の実施形態において、第一半導体層１２１は、Ｐ型半導体層であり、第二半導体層１２３は、Ｎ型半導体層であっても良い。
【００１９】
第一半導体層１２１の基板１１から離れた側の領域は、露出された第一領域１３及び活性層１２２に覆われた第二領域１４を備える。活性層１２２及び第二半導体層１２３は、第二領域１４に順に形成される。基板１１上に成長した第一半導体層１２１、活性層１２２及び第二半導体層１２３の品質を向上させるために、第一半導体層１２１が成長する前に、基板１１に窒化ガリウム（ＧａＮ）又は窒化アルミ（ＡｌＮ）からなるバッファ層（図示せず）を成長させても良い。
【００２０】
また、活性層１２２は、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造或いは多重量子井戸（ＭＱＷ）構造であっても良い。
【００２１】
図２に示すように、第二半導体層１２３上に透明導電層１５を形成することもできる。これにより、エピタキシャル層１２に形成された第二電極２２と第二半導体層１２３との間をオーミック接触させ、電流拡散を向上させることができる。
【００２２】
第一電極２１及び第二電極２２は、電気めっき、蒸着又はリソグラフィなどのような方法を採用して製造することができる。本実施形態において、金属材料の中の金を採用して、且つ蒸着法によって第一電極２１及び第二電極２２を製造する。第一電極２１は、第一半導体層１２１の第一領域１３に形成される。第二電極２２は、第二半導体層１２３に形成される。第一電極２１及び第二電極２２は、それぞれＮ型電極及びＰ型電極である。第一電極２１及び第二電極２２は、第一半導体層１２１及び第二半導体層１２３に応じて（つまり、第一半導体層１２１及び第二半導体層１２３がＮ型電極かＰ型電極によって）設置することができる。勿論、発光ダイオードチップは、垂直式構造であっても良い。この場合、第一電極２１及び第二電極２２は、それぞれ基板１１の下表面及び第二半導体層１２３の上表面に形成される。また、発光ダイオードチップは、基板１１が除去された構造であっても良い。この場合、第一電極２１及び第二電極２２は、それぞれ第一半導体層１２１の下表面及び第二半導体層１２３の上表面に形成される。
【００２３】
図３に示すように、エピタキシャル構造体１０、第一電極２１及び第二電極２２は、不活性コーティング層３０によって連続して覆われている。不活性コーティング層３０は、シリカ（ＳｉＯ２）又は窒化シリコン（ＳｉＮ）を採用して化学気相蒸着法（ＣＶＤ）によってエピタキシャル構造体１０、第一電極２１及び第二電極２２の表面に形成される。これにより、発光ダイオードチップの性質の安定性を保護する一方、電気的又は物理的干渉を防止することができる。本実施形態において、不活性コーティング層３０の厚さは、１０００Å〜５０００Åである。
【００２４】
図４に示すように、不活性コーティング層３０に覆われた第一電極２１及び第二電極２２をアニールする。アニール工程は窒素環境下で行う。前記アニール工程では、先ず発光ダイオードチップを所定の時間、且つ予め設定された温度まで加熱した後に冷却する。第一電極２１及び第二電極２２上は、非金属材料の不活性コーティング層３０によって覆われているため、温度が一定の高さに達すると、第一電極２１及び第二電極２２内の金属粒子の拡散は不活性コーティング層３０によって阻まれる。これにより、第一電極２１及び第二電極２２の表面は滑らかになる。
【００２５】
第一電極２１及び第二電極２２上を覆っている不活性コーティング層３０を除去し、第一電極２１及び第二電極２２を露出させることによって、発光ダイオードを得る。このステップにおいて、切削のような機械方式又はエッチングによって不活性コーティング層３０を除去する。本実施形態において、乾式エッチングによって第一電極２１及び第二電極２２上を覆っている不活性コーティング層３０を除去する。
【００２６】
図３に示すように、不活性コーティング層３０を形成する前に第一電極２１及び第二電極２２上にそれぞれ中間金属層４０を形成することもできる。中間金属層４０は、不活性コーティング層３０との結合力が良い金属材料を採用し、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、アルミ（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）又はこれらの合金である。中間金属層４０の厚さは、５０Å〜５００Åである。本実施形態において、中間金属層４０と不活性コーティング層３０との間の結合力は、第一電極２１及び第二電極２２と不活性コーティング層３０との間の結合力より大きい。中間金属層４０と不活性コーティング層３０との間は良好な結合力を有するため、金属材料からなる第一電極２１及び第二電極２２と非金属材料からなる不活性コーティング層３０が、アニール工程において、高温によって延伸性が異なることによる両者の間における亀裂が生じることを防止することができ、発光ダイオードチップの構造体を損傷することを免れることができる。
【００２７】
本実施形態において、第一電極２１及び第二電極２２をアニールする工程は、不活性コーティング層３０を形成した後に行うため、不活性コーティング層３０によって第一電極２１及び第二電極２２内の金属粒子が高温で拡散することによって、第一電極２１及び第二電極２２の表面が粗くなることを防止し、ワイヤボンディング工程の異常又は検出プロセスの誤識別を防止することができる。
【００２８】
以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることは勿論であって、本発明の技術的範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。
【符号の説明】
【００２９】
１０    エピタキシャル構造体
１１    基板
１２    エピタキシャル層
１３    第一領域
１４    第二領域
１５    透明導電層
２１    第一電極
２２    第二電極
３０    不活性コーティング層
４０    中間金属層
１２１  第一半導体層
１２２  活性層
１２３  第二半導体層
【図１】
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【図２】
2014078711.tif 000004
【図３】
2014078711.tif 000005
【図４】
2014078711.tif 000006