(57)【要約】【課題】素子の全般的な製造工程を単純化させると共に、保護膜と電極との接着性能を良好にして、接着不良を防止することができる窒化ガリウム系ＬＥＤ素子を提供する。【解決手段】本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子は、基板１００と、前記基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム層１１１と、前記ｎ型窒化ガリウム層上の所定領域に形成された活性層１１３と、前記活性層上に形成されたｐ型窒化ガリウム層１１５と、前記ｐ型窒化ガリウム層上に形成された透明電極１２０と、前記透明電極上に形成されたｐ型電極１４０と、前記活性層が形成されないｎ型窒化ガリウム層上に形成されたｎ型電極１３０と、前記透明電極と前記ｎ型電極との間の結果物上に形成され、プラズマ酸化処理された透明層２００からなる保護膜１５０とを備える。プラズマ参加処理の代わりにアッシング処理をしてもよい。【選択図】図２
2011082589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム層と、
前記ｎ型窒化ガリウム層上の所定領域に形成された活性層と、
前記活性層上に形成されたｐ型窒化ガリウム層と、
前記活性層が形成されない前記ｎ型窒化ガリウム層上に形成されたｎ型電極と、
前記ｐ型窒化ガリウム層、前記活性層及び前記ｎ型窒化ガリウム層からなる発光構造物の表面のうち前記ｎ型電極が形成されない領域に形成される透明層と、
前記ｐ型窒化ガリウム層上に位置するように前記透明層に形成されたｐ型電極と、
を備え、
前記透明層は、前記ｐ型窒化ガリウム層上に形成された透明電極及び前記透明電極が形成された領域を除いた領域に前記ｐ型電極と接触しないように形成され、前記透明電極を成す物質が酸化されて電気絶縁性を有する物質からなる保護膜を含み、
前記透明電極は透明導電性金属酸化物からなり、前記保護膜は前記透明電極と同一の組成を有するが、酸素含有量がより高いことを特徴とする窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項２】
前記保護膜は、前記透明電極と同じ層で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項３】
前記透明層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項４】
前記添加元素は、全混合物の重量を基に１〜３０重量％の量で添加されたことを特徴とする請求項３に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項５】
前記透明電極と前記ｎ型電極との間の結果物の表面と前記保護膜との間に形成された接着層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項６】
前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素を異にして形成されたことを特徴とする請求項５に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項７】
前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素の添加量を異にして形成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項８】
前記基板と前記ｎ型窒化ガリウム層との間に形成されたバッファ層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム層と、
前記ｎ型窒化ガリウム層上の所定領域に形成された活性層と、
前記活性層上に形成されたｐ型窒化ガリウム層と、
前記活性層が形成されない前記ｎ型窒化ガリウム層上に形成されたｎ型電極と、
前記ｐ型窒化ガリウム層、前記活性層及び前記ｎ型窒化ガリウム層からなる発光構造物の表面のうち前記ｎ型電極が形成されない領域に形成される透明層と、
前記ｐ型窒化ガリウム層上に位置するように前記透明層に形成されたｐ型電極と、
を備え、
前記透明層は、前記ｐ型窒化ガリウム層上に形成された透明電極及び前記透明電極を除いた領域に前記ｐ型電極と接触しないように形成され、前記透明電極を成す物質がアッシングされて電気絶縁性を有する物質からなる保護膜を含み、
前記透明電極は透明導電性金属酸化物からなり、前記保護膜は前記透明電極と同一の組成を有するが、酸素含有量がより高いことを特徴とする窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項１０】
前記保護膜は、前記透明電極と同じ層で形成されたことを特徴とする請求項９に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項１１】
前記透明層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項１２】
前記添加元素は、全混合物の重量を基に１〜３０重量％の量で添加されたことを特徴とする請求項１１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項１３】
前記透明電極と前記ｎ型電極との間の結果物の表面と前記保護膜との間に形成された接着層をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項１４】
前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素を異にして形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項１５】
前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素の添加量を異にして形成されたことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【請求項１６】
前記基板と前記ｎ型窒化ガリウム層との間に形成されたバッファ層をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系発光ダイオード素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウム系（ＧａＮ）発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅと、以下、「ＬＥＤ」と記す）素子に関し、さらに詳細には、透明電極と保護膜を有する窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の全般的な工程を単純化することができる窒化ガリウム系ＬＥＤ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、窒化ガリウム系半導体は、比較的高いエネルギーバンドギャップを有する物質（例；ＧａＮ半導体の場合、約３．４ｅＶ）であって、青色または緑色などの短波長光を生成するための光素子に積極的に採用されている。このような窒化ガリウム系半導体には、ＡｌxＩｎyＧａ(1-x-y)Ｎ（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する物質が広く使用されている。
【０００３】
このような窒化ガリウム系半導体結晶は、サファイア基板のような絶縁性基板上に成長できるため、ＧａＡｓ系発光素子のように、基板の背面に電極を形成することができない。そのため、二電極全てを結晶成長された半導体層側に形成しなければならない。
【０００４】
このために、下部クラッド層の上面の一部が露出するように、上部クラッド層と活性層の一部領域を除去したメサ構造を形成しなければならない工程が求められる。
【０００５】
また、前記上部クラッド層として形成されたｐ型窒化ガリウム層は、相対的に高い抵抗を有しているため、通常の電極でオームコンタクトを形成できる更なる層が求められる。これにより、従来では、ｐ型窒化ガリウム層上に電極を形成する前に、Ｎｉ／Ａｕ透明電極を形成してオームコンタクトを形成することによって、順方向電圧（Ｖf）を下げるようになる。このような透明電極には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）膜を使用することもできる。
【０００６】
このように、従来の技術によって窒化ガリウム系ＬＥＤ素子を製造するためには、メサ構造形成、透明電極形成及びボンディング電極形成工程が必要であり、さらに実際窒化ガリウム系ＬＥＤ素子は、保護膜形成工程が別途に必要となって、全般的な素子の製造工程が複雑に具現されるという問題がある。このような、工程の複雑性は、図１ａ〜図１ｇの工程例により確認することができる。
【０００７】
図１ａ〜図１ｇは、従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために順次に示した工程断面図である。
【０００８】
まず、図１ａに示すように、サファイアのような透明な絶縁基板１００上にｎ型窒化ガリウム層１１１、活性層１１３及びｐ型窒化ガリウム層１１５を順次形成する１次成長工程で始まる。このとき、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１、活性層１１３及びｐ型窒化ガリウム層１１５は、ＭＯＣＶＤ工程のような公知の窒化物成長工程により形成することができる。
【０００９】
次に、図１ｂに示すように、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の上面にｎ型電極（図示せず）を形成するために、メサ（ｍｅｓａ）構造を形成する工程を行う。さらに詳細には、前記メサ構造形成工程は、前記ｐ型窒化ガリウム層１１５の上面にエッチングされる領域を除いた一部領域に第１フォトレジストＰＲ１を形成するステップと、前記第１フォトレジストＰＲ１をエッチングマスクとして、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の上面の一部が露出するように、前記ｐ型窒化ガリウム層１１５及び活性層１１３の一部領域をエッチングして除去するステップとを含んでなる。
【００１０】
次に、前記メサ構造を形成するための第１フォトレジストＰＲ１を除去した後、図１ｃに示すように、前記第１フォトレジストＰＲ１の除去により露出した前記ｐ型窒化ガリウム層１１５の上面の所定領域に透明電極１２０を形成する。
【００１１】
その後、図１ｄに示すように、前記透明電極１２０と前記露出したｎ型窒化ガリウム層１１１上に、通常の電極形成工程により、ｐ型電極１４０及びｎ型電極１３０をそれぞれ形成する。
【００１２】
その後、図１ｅに示すように、前記ｐ型電極１４０及びｎ型電極１３０が形成された結果物の上面全体にＳｉＯ2またはＳｉＮのような保護膜１５０を形成する。
【００１３】
次に、図１ｆに示すように、前記保護膜１５０の上面に前記ｐ型電極１４０及びｎ型電極１３０と対応する保護膜１５０を露出させる第２フォトレジストＰＲ２を形成する。
【００１４】
その後、図１ｇに示すように、前記第２フォトレジストＰＲ２をエッチングマスクとして、前記保護膜１５０を選択的エッチングして除去することによって、前記ｐ型電極１４０及びｎ型電極１３０を露出させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のように、従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法は、全般的なＬＥＤ素子の製造工程が複雑であり、かつ、前記保護膜として主に利用されるＳｉＯ2またはＳｉＮ膜が電極、すなわち、透明電極１２０、ｐ型電極１４０及びｎ型電極１３０との接着性能が落ちるため、膜が剥がれる剥離（ｐｅｅｌｉｎｇ）現象のような接着不良が発生して、素子の特性及び信頼性を低下させるという問題があった。
【００１６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸化インジウムからなる透明層を利用して、透明電極と保護膜を別途のエッチング工程無しに同時に形成することによって、素子の全般的な製造工程を単純化させると共に、保護膜と電極との接着性能を良好にして、接着不良を防止することができる窒化ガリウム系ＬＥＤ素子を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、上記の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記一の目的を達成するために、本発明に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子によれば、基板と、前記基板上に形成されたｎ型窒化ガリウム層と、前記ｎ型窒化ガリウム層上の所定領域に形成された活性層と、前記活性層上に形成されたｐ型窒化ガリウム層と、前記ｐ型窒化ガリウム層上に形成された透明電極と、前記透明電極上に形成されたｐ型電極と、前記活性層が形成されないｎ型窒化ガリウム層上に形成されたｎ型電極と、前記透明電極と前記ｎ型電極との間の結果物上に形成され、プラズマ酸化処理された透明層からなる保護膜とを備える。
【００１９】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子において、前記保護膜は、前記透明電極と前記ｎ型電極との間の結果物上に形成され、アッシング処理された透明層からなることができる。
【００２０】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子において、前記透明層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物であることが好ましく、さらに詳細には、前記添加元素が、全混合物の重量を基に１〜３０重量％の量で添加される。
【００２１】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子において、前記透明電極と前記ｎ型電極との間の結果物の表面と前記保護膜との間に形成された接着層をさらに備えることが好ましい。
【００２２】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子において、前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素を異にして形成されることが好ましい。
【００２３】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子において、前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素の添加量を異にして形成されることが好ましい。
【００２４】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子は、前記基板と前記ｎ型窒化ガリウム層との間に形成されたバッファ層をさらに備えることが好ましい。
【００２５】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法は、基板の上面にｎ型窒化ガリウム層、活性層及びｐ型窒化ガリウム層を順次形成するステップと、前記ｐ型窒化ガリウム層、活性層及びｎ型窒化ガリウム層の一部をメサエッチングして、前記ｎ型窒化ガリウム層の上面の一部を露出させるステップと、前記ｎ型窒化ガリウム層の一部が露出した結果物の全面に透明層を形成するステップと、前記透明層の上面に透明電極形成領域を除いた残りの領域を開放するマスクを形成するステップと、前記マスクを介して露出した透明層にプラズマ酸化工程を行って保護膜を形成するステップとを含む。
【００２６】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法において、前記保護膜は、マスクを介して露出した透明層にアッシング工程を行って形成することができる。
【００２７】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法において、前記透明層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物であることが好ましく、さらに好ましくは、前記添加元素は、全混合物の重量を基に１〜３０重量％の量で添加する。
【００２８】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法は、前記ｎ型窒化ガリウム層の一部が露出した結果物の全面に透明層を形成するステップの前に、前記ｎ型窒化ガリウム層の一部が露出した結果物の全面に接着層を形成するステップをさらに含むことが好ましい。
【００２９】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法において、前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素を異にして形成されることが好ましい。
【００３０】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法において、前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素の添加量を異にして形成されることが好ましい。
【００３１】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法は、前記マスクを介して露出した透明層にプラズマ酸化工程を行って保護膜を形成するステップの後に、前記マスクを除去するステップと、前記ｎ型窒化ガリウム層上に形成された保護膜の一部を選択エッチングして、前記ｎ型窒化ガリウム層の一部を露出させるステップと、前記露出したｎ型窒化ガリウム層上にｎ型電極を形成するステップと、前記透明層の透明電極形成領域上にｐ型電極を形成するステップとをさらに含むことが好ましい。
【００３２】
また、前記本発明の窒化ガリウム系ＬＥＤ素子は、前記基板の上面にｎ型窒化ガリウム層を形成するステップの前に、前記基板上にバッファ層を形成するステップをさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、酸化インジウムからなる透明層を利用して透明電極と保護膜を別途のエッチング工程無しに同時に形成することによって、素子の全般的な製造工程を単純化させて、素子の製造歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
また、本発明は、保護膜を形成するためのエッチング工程を省略できるため、エッチング工程時に発生するエッチング不良要素を除去して、素子の特性及び信頼性を安定化させることができる。
【００３５】
また、本発明は、保護膜を透明層を非導電性薄膜に変化させて形成することによって、保護膜と電極との接着性能を良好にして、接着不良を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付した図面を参照して、当業者が容易に実施できるように本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３７】
図面において多様な層及び領域を明確に表現するために、その厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似した部分には同じ図面符号を付してある。
【００３８】
以下、本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の構造
図２を参考にして、本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の構造に対して詳細に説明する。
【００４０】
図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子は、光透過成人基板１００上にバッファ層（図示せず）、ｎ型窒化ガリウム層１１１、活性層１１３、及びｐ型窒化ガリウム層１１５が順次積層されて、発光構造物をなしている。
【００４１】
前記基板１００は、窒化物半導体単結晶を成長させるのに適した基板であって、好ましくは、サファイアを含む透明な材料を利用して形成され、サファイアの他に、基板１００は、ジンクオキサイド（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＺｎＯ）、ガリウムナイトライド（ｇａｌｌｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ、ＧａＮ）、シリコンカーバイド（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ、ＳｉＣ）、及びアルミニウムナイトライド（ＡｌＮ）で形成することができる。
【００４２】
前記バッファ層（図示せず）は、前記基板１００上にｎ型窒化ガリウム層１１１を成長させる前に、前記サファイアを含んで形成された基板１００との格子整合を向上させるための層であって、一般にＡｌＮ／ＧａＮで形成されている。
【００４３】
前記ｎ型窒化ガリウム層１１１、活性層１１３及びｐ型窒化ガリウム層１１５は、ＩｎXＡｌYＧａ(1-X-Y)Ｎ（ここで、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）組成式を有する半導体物質からなることができる。さらに具体的に、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１は、ｎ型導電型不純物がドーピングされたＧａＮ層またはＧａＮ／ＡｌＧａＮ層からなることができ、ｎ型導電型不純物としては、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどを使用し、好ましくは、Ｓｉを主に使用する。また、前記ｐ型窒化ガリウム層１１５は、ｐ型導電型不純物がドーピングされたＧａＮ層またはＧａＮ／ＡｌＧａＮ層からなることができ、ｐ型導電型不純物としては、例えば、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅなどを使用し、好ましくはＭｇを主に使用する。そして、前記活性層１１３は、多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造のＩｎＧａＮ／ＧａＮ層からなるものであってもよい。
【００４４】
一方、前記活性層１１３は、１つの量子井戸層またはダブルヘテロ構造で構成することができる。
【００４５】
前記ｐ型窒化ガリウム層１５０上には、透明電極１２０と反射機能及び電極機能を同時に行うｐ型電極１４０が順次形成されている。このとき、前記透明電極１２０は、電流拡散効果を向上させるための層であって、ＩＴＯのような導電性金属酸化物からなる。
【００４６】
さらに詳細には、前記透明電極１２０は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなることが好ましく、前記添加元素は、全混合物の重量を基に１〜３０重量％の量で添加されることが好ましい。
【００４７】
そして、前記活性層１１３とｐ型窒化ガリウム層１１５の一部は、メサエッチング（ｍｅｓａ ｅｔｃｈｉｎｇ）で除去され、底面に形成されたｎ型窒化ガリウム層１１１の上面の一部を露出している。
【００４８】
前記メサエッチングにより露出したｎ型窒化ガリウム層１１１上には、ｎ型電極１３０が形成されている。
【００４９】
また、前記透明電極１２０と前記ｎ型電極１３０との間の結果物上には、前記透明電極１２０上に形成されたｐ型電極１４０と前記ｎ型電極１３０とが互いに電気的に接続するのを防止するための保護膜１５０が形成されている。
【００５０】
特に、本発明に係る前記保護膜１５０は、プラズマ酸化処理された透明層またはアッシング処理された透明層からなっている。すなわち、前記保護膜１５０は、前記透明電極１２０を形成する物質と同じ物質からなる透明層をプラズマ酸化処理またはアッシング処理して形成されたものであって、前記透明電極１２０と同じ層からなっている。
【００５１】
さらに詳細に、前記プラズマ酸化処理された透明層からなる保護膜１５０は、層内の酸素含有量がｐ型窒化ガリウム層１１５上の透明電極１２０より相対的に高いため、１ｋΩ以上の抵抗を有することが好ましく、前記アッシング処理された透明層からなる保護膜１５０は、ｐ型窒化ガリウム層１１５上の透明電極１２０より酸素量が相対的に多く、充分な酸素を含有しているから、金属と酸素原子との間の結合が化学的定量比で表現され得ることが好ましい。
【００５２】
これにより、前記保護膜１５０をなす透明層は、前記透明電極１２０と同様に、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物で形成されたことが好ましく、さらに好ましくは、前記添加元素が、全混合物の重量を基に１〜３０重量％の量で添加されている。
【００５３】
また、前記本発明に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子は、図示していないが、前記透明電極１２０と前記ｎ型電極１３０との間の結果物の表面と前記保護膜１５０との間に接着層がさらに形成されている。これは、前記保護膜１５０が前記透明電極１２０と前記ｎ型電極１３０との間の結果物の表面から剥離されるのを防止する機能を果たす。
【００５４】
このとき、前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素を異にして形成されるか、又は酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素の添加量を異にして形成することできる。
【００５５】
窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法
本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法について、図３ａ〜図３ｇ、及び上述の図２を参考にして詳細に説明する。
【００５６】
図３ａ〜図３ｇは、本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために順次に示した工程断面図である。
【００５７】
まず、図３ａに示すように、基板１００上にｎ型窒化ガリウム層１１１、活性層１１３及びｐ型窒化ガリウム層１１５を順次形成する。前記ｐ型及びｎ型窒化ガリウム層１１１、１１５及び活性層１１３は、ＡｌxＩｎyＧａ(1-x-y)Ｎ（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）組成式を有する半導体物質であって、ＭＯＣＶＤ及びＭＢＥ工程のような公知の窒化物成長工程により形成することができる。前記基板１００は、窒化物半導体単結晶を成長させるのに適した基板であって、サファイア基板及びシリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板のような異種基板または窒化物基板のような同種基板であり得る。
【００５８】
一方、図示していないが、前記基板１００上にｎ型窒化ガリウム層１１１を形成するステップの前に、結晶成長性を良くするために、前記基板１００上に窒化ガリウム層からなるバッファ層を形成するステップをさらに含むことができる。
【００５９】
その後、図３ｂに示すように、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の上面にｎ型電極（図示せず）を形成するために、メサ（ｍｅｓａ）構造を形成する工程を行う。さらに詳細に、前記メサ構造形成工程は、前記ｐ型窒化ガリウム層１１５の上面にエッチングされる領域を除いた一部領域に第１フォトレジストＰＲ１を形成するステップと、前記第１フォトレジストＰＲ１をエッチングマスクとして、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の上面の一部が露出するように、前記ｐ型窒化ガリウム層１１５と活性層１１３の一部領域をエッチングして除去するするステップからなる。
【００６０】
次に、前記第１フォトレジストＰＲ１を除去した後、図３ｃに示すように、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の上面の一部が露出した結果物の全面に透明層２００を形成する。前記透明層２００は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物を使用して形成することが好ましく、前記添加元素は、全混合物の重量を基に１〜３０重量％の量で添加することが好ましい。
【００６１】
また、本発明は、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の一部が露出した結果物と前記透明層２００との接着力を良好にするために、前記透明層２００を形成するステップの前に、前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の一部が露出した結果物の全面に接着層（図示せず）を形成できる。このとき、前記接着層は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなり、前記透明層と添加する元素を異にして形成するか、又は前記透明層と添加する元素の添加量を異にして形成されることが好ましい。
【００６２】
その後、図３ｄに示すように、透明電極形成領域、すなわち、前記ｐ型窒化ガリウム層１１５と対応する前記透明層２００の一部領域上に第２フォトレジストＰＲ２を形成する。
【００６３】
その後、前記第２フォトレジストＰＲ２により透明電極形成領域が隠された透明層２００にプラズマ酸化工程を行う。すると、図３ｅに示すように、前記第２フォトレジストＰＲ２を介して露出した透明層２００が酸化されて、非導電性薄膜に変化され、透明電極１２０と保護膜１５０が同時に形成される。
【００６４】
一方、本発明は、前記保護膜１５０を形成するための方法であって、前記プラズマ酸化工程ではないアッシング（ａｓｈｉｎｇ）工程を使用することができ、これも、前記透明層を非導電性薄膜に変化させることによって、プラズマ酸化工程を介して形成された保護膜と同じ性能の保護膜としての機能を果たす。
【００６５】
すなわち、本発明によって製造された前記保護膜１５０は、透明電極を形成するための透明層を選択的に非導電性薄膜に変化させて、透明電極１２０と保護膜１５０を同時に形成することによって、透明電極を形成してから別途のＳｉＯ2防止膜を蒸着した後、これをエッチングして保護膜を形成する従来の技術に比べて、保護膜を形成する製造工程を単純化できる。
【００６６】
また、本発明は、前記保護膜１５０を形成する際、エッチング工程ではないプラズマ酸化工程またはアッシング工程を使用しているため、エッチング工程時に発生するエッチング不良要素を除去することにより、素子の特性及び信頼性を安定化させることができる。
【００６７】
また、本発明に係る保護膜１５０は、酸化インジウムに錫、亜鉛、マグネシウム、銅、銀及びアルミニウムからなるグループより選択された何れか１つ以上の元素を添加して形成された混合物からなる透明層を非導電性薄膜に変化させて形成することによって、従来ＳｉＯ2からなる保護膜の問題点、すなわち、保護膜が剥がれる剥離（ｐｅｅｌｉｎｇ）現象のような接着不良を防止できる。
【００６８】
その後、前記透明電極１２０及び前記ｎ型窒化ガリウム層１１１上にｐ型電極１４０及びｎ型電極１３０をそれぞれ形成する。前記ｐ型電極１４０とｎ型電極１３０は、公知の電極形成技術を利用して形成することができる。
【００６９】
すると、以下、図３ｆ〜図３ｈを参考にして、ｐ型電極とｎ型電極の形成方法を詳細に説明する。
【００７０】
まず、図３ｆに示すように、前記透明電極１２０と保護膜１５０が形成された結果物上に前記ｎ型窒化ガリウム層１１１の一部を露出させるための第３フォトレジストＰＲ３を形成する。
【００７１】
その後、前記第３フォトレジストＰＲ３をエッチングマスクとして、前記保護膜１５０を選択的エッチングして、下部のｎ型窒化ガリウム層１１１の上面の一部を露出させる。
【００７２】
その後、図３ｇに示すように、前記第３フォトレジストＰＲ３を利用して前記露出したｎ型窒化ガリウム層１１１上にｎ型電極１３０を形成した後、前記第３フォトレジストＰＲ３を除去する。
【００７３】
その後、前記ｎ型電極１３０が形成された結果物上にｐ型電極形成領域を画定する第４フォトレジストＰＲ４を形成する。
【００７４】
その後、図２に示すように、前記第４フォトレジストＰＲ４を利用して、前記ｐ型電極形成領域、すなわち透明電極１２０上にｐ型電極１４０を形成する。そして、前記第４フォトレジストＰＲ４を除去する。
【００７５】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１ａ】従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するに示した工程断面図である。
【図１ｂ】従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するに示した工程断面図である。
【図１ｃ】従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するに示した工程断面図である。
【図１ｄ】従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するに示した工程断面図である。
【図１ｅ】従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するに示した工程断面図である。
【図１ｆ】従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するに示した工程断面図である。
【図１ｇ】従来の技術に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するに示した工程断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の構造を示した断面図である。
【図３ａ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【図３ｂ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【図３ｃ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【図３ｄ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【図３ｅ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【図３ｆ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【図３ｇ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【図３ｈ】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系ＬＥＤ素子の製造方法を説明するために示した工程断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１００ 基板
１１１ ｎ型窒化ガリウム層
１１３ 活性層
１１５ ｐ型窒化ガリウム層
１２０ 透明電極
１３０ ｎ型電極
１４０ ｐ型電極
１５０ 保護膜
２００ 透明層
【図１ａ】
2011082589.tif 000003
【図１ｂ】
2011082589.tif 000004
【図１ｃ】
2011082589.tif 000005
【図１ｄ】
2011082589.tif 000006
【図１ｅ】
2011082589.tif 000007
【図１ｆ】
2011082589.tif 000008
【図１ｇ】
2011082589.tif 000009
【図２】
2011082589.tif 000010
【図３ａ】
2011082589.tif 000011
【図３ｂ】
2011082589.tif 000012
【図３ｃ】
2011082589.tif 000013
【図３ｄ】
2011082589.tif 000014
【図３ｅ】
2011082589.tif 000015
【図３ｆ】
2011082589.tif 000016
【図３ｇ】
2011082589.tif 000017
【図３ｈ】
2011082589.tif 000018