(57)【要約】      （修正有）【課題】垂直型発光ダイオードの製造方法を提供する。【解決手段】本方法において、III族窒化物半導体化合物の多層構造体が、基板のでこぼこな表面上にエピタキシー成膜される。次に、該基板を取り除き、基板のでこぼこな表面に対応する多層構造体のでこぼこな表面を露出させる。次に、該多層構造体の露出させたでこぼこな表面の一部をエッチングし、電極層を形成するための電極接触面を形成する。この方法では、基板のでこぼこな表面に特定の平坦な領域を必要としない。その結果、基板の平坦化処理は不要である。でこぼこな表面を有する同じ基板を、垂直型と水平型の発光ダイオードを製造するために使用することが出来る。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
でこぼこな表面を有する第１基板を準備することと、
複数のIII族窒化物半導体化合物層からなり、第１表面と、該第１表面と反対の側の第２表面とを有し該第１表面は該でこぼこな表面と接触する多層エピタキシー構造体を該でこぼこな表面上に形成することと、
該第２表面上に第２基板を載置することと、
該第１基板を取り去り、該多層エピタキシー構造体の該第１表面を露出させることと、
該第１表面の一部をエッチングして電極接触面を形成することと、
該電極接触面上に電極を形成することと
を含む垂直型発光ダイオード製造方法。
【請求項２】
前記多層エピタキシー構造体は、ｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）層と、発光層と、ｐ型窒化ガリウム（ＧａＮ）層とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発光層は、多重量子井戸（ＭＱＷ）からなる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１表面は、でこぼこな表面である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記電極接触面は、平坦な面である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２基板は、導電基板である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２基板上に別の電極を形成することを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１表面の一部をエッチングする前記ステップは、
該第１表面上にフォトレジスト層を形成することと、
電極接触領域に対応する該第１表面の一部を該フォトレジスト層を通して露出させることと、
該電極接触領域に位置する該第１表面の該一部を平坦化して前記電極接触面を形成することと
を含む請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの製造方法、特に、III族窒化物半導体垂直型発光ダイオードの製造方法に関する。
《関連する出願への相互参照》
本出願は、２００９年７月３１日付で出願した台湾特許出願第９８１２５９９１号の優先権を主張する特許出願である。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、多くの用途、例えば屋外照明灯、室内灯、表示を必要とする電気機器、例えばノートブックコンピュータ、携帯電話などにおいて広く使用されている。多くの直接ギャップ半導体がＬＥＤを製造するために使用されてきた。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系ＬＥＤは、広いバンドギャップ（約３．４８ｅＶ）と、高い発光効率と、高い移動度と、安定な化学特性と、熱安定性とのために青色光を発する目的に広く使用されている。また、現在の動向において、ＬＥＤ、特に、より高い発光効率と、より高い歩留りとを有し、製造コストが低い垂直型発光ダイオード（ＶＬＥＤ）の開発に特別な注力がなされている。
【０００３】
ＶＬＥＤの発光効率の改善するために様々な手法が提案されてきた。例えば、１つの既知の手法は、規則的又は不規則な粗いパターンをＶＬＥＤの様々な窒化ガリウム層の表面に形成して発光の実効表面積を増加させることからなる。この目的のために、ＶＬＥＤの窒化ガリウム層構造が、規則的又は不規則な平らでないパターンを設けたサファイア基板の表面上に通常形成される。次に、このサファイア基板を取り除き、粗いパターン形成された表面を有する多層構造体を得る。引き続き、２つの電極構造体が、該多層構造体の互いに反対の側に形成される。１つは該粗いパターン形成表面上、他方は多層構造体の該粗いパターン形成表面と反対の面上に形成される。
【０００４】
規則的又は不規則な平らでない表面パターンは、ＶＬＥＤの実効発光面積を増加させることが出来、格子不整合を低減して基板上に形成されるエピタキシー層の結晶品質を向上させる。しかし、該電極と該多層エピタキシー構造体との間の平らでない接触面は、不均一な電圧分布とより高い抵抗を生じさせる。この問題の１つの解決法は、具体的にはサファイア基板の該粗い表面に均一で平坦な領域を残し、引き続き形成される多層構造体が、電極を形成するための対応する平坦な接触面を有するようにすることである。この手法はサファイア基板に表面処理を行うことを必要とする。これは基板のコストを増加させる。また、ＶＬＥＤ構造は活性な該多層構造体の互いに反対の側の表面上に電極を形成することを必要とするが、他のＬＥＤ構造（例えば、水平型ＬＥＤ）は、全ての電極が該多層構造体の同じ側に形成され、そのような特異的に処理された基板を必要としない。
【０００５】
従って、上記の問題を解決し、ＶＬＥＤをよりコスト効果的に製造できる製造方法が求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は垂直型発光ダイオードの製造方法を提供する。幾つかの実施形態では、本方法は、でこぼこな表面を有する第１基板を準備することと、複数のIII族窒化物半導体化合物層からなり、該でこぼこな表面と接触する第１表面と、該第１表面と反対の側の第２表面とを有する多層エピタキシー構造体を該でこぼこな表面上に形成することと、該第２表面上に第２基板を載置することと、該第１基板を取り去り、該多層エピタキシー構造体の該第１表面を露出させることと、該第１表面の一部をエッチングして電極接触面を形成することと、該電極接触面上に電極を形成することとを含む。
【０００７】
本方法の少なくとも１つの利点は、多層エピタキシー構造体上に直接、電極接触面を形成できることである。従って、電極接触のための平坦化された領域を、基板のでこぼこな表面に必要としない。このため、同じ基板を、様々なＬＥＤ構造（例えば、ＶＬＥＤ又は水平型ＬＥＤ）に使用することが出来、基板のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基板上に形成された多層エピタキシー構造体を例示する概略図である。
【図２】該基板の取り去りを例示する概略図である。
【図３】多層エピタキシー構造体上に電極接触領域を形成するための方法の最初のステップを例示する概略図である。
【図４】多層エピタキシー構造体上に電極接触領域を形成するための方法の途中のステップを例示する概略図である。
【図５】多層エピタキシー構造体上に電極接触領域を形成するための方法の最後のステップを例示する概略図である。
【図６】垂直型発光ダイオードの多層エピタキシー構造体上の電極の形成を例示する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、III族窒化物半導体化合物の多層構造体が、基板のでこぼこな表面上にエピタキシー成膜される垂直型発光ダイオードの製造方法を開示する。成膜後、該基板を取り除き、基板のでこぼこな表面に対応する多層構造体のでこぼこな表面を露出させる。次に、該多層構造体の露出させたでこぼこな表面の一部をエッチングし、電極層を形成するための電極接触面を形成する。この方法では、基板のでこぼこな表面に特定の平坦な領域を必要としない。その結果、基板の平坦化処理は不要である。でこぼこな表面を有する同じ基板を、垂直型と水平型の発光ダイオードを製造するために使用することが出来る。
【００１０】
明確さのために、本明細書で使用する用語「III族窒化物化合物」は、窒素（Ｎ）と元素周期表のIII族に分類される化学元素（例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ））とを含む任意の化合物で、３元または４元化合物（例えば、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ）を指す。なお、III族窒化物半導体化合物の多層構造体は、ＶＬＥＤのための任意の適切な層構造を有することが出来る。１つの実施形態では、この層スタックは、これに限定されないがｎ型半導体層とｐ型半導体層とに挟まれた発光層を含んでもよい。
【００１１】
図１〜図６は垂直型発光ダイオードを製造するために実施される方法のステップを例示する概略図である。図１を参照すると、基板１０１は先ず、エピタキシー成膜システムに入れられる。基板１０１はサファイア基板、シリコン（Ｓｉ）基板、炭化シリコン（ＳｉＣ）基板、又は他の任意の適切な材料でできた基板であってよい。基板１０１の上面はでこぼこな表面１０１Ａである。でこぼこな表面１０１Ａは、任意の規則的又は不規則な平らでないパターンを有してよい。でこぼこな表面１０１Ａは、この表面上のIII族窒化物半導体化合物のエピタキシー成長を促進するために使用される。III族窒化物半導体化合物からなる多層エピタキシー構造体１０２が、基板１０１のでこぼこな表面１０１Ａ上にエピタキシー成膜（有機金属化学気相成長）により形成される。１つの実施形態では、エピタキシー構造体１０２は、ｎ型ＧａＮ層１０３、多重量子井戸（ＭＱＷ）からなる発光層１０４、及びｐ型ＧａＮ層１０５を含んでよい。設計要件に依って、多層エピタキシー構造体１０２は追加の材料層を含んでもよい。
【００１２】
次に、図２を参照すると、多層エピタキシー構造体１０２が形成された基板１０１をエピタキシー成膜システムから取り出し、多層エピタキシー構造体１０２の基板１０１と反対の側の表面１０２Ａ上に導電基板１０６を載置する。１つの実施形態によれば、導電基板１０６は金属基板、半導体基板、又は類似の導電材料でできた基板であってよい。導電基板１０６が多層エピタキシー構造体１０２上の適切な位置に載置された後、基板１０１をレーザーリフトオフにより取り去り、多層エピタキシー構造体１０２の表面１０２Ｂを露出させる。表面１０２Ｂは、エピタキシー成膜中、基板１０１のでこぼこな表面１０１Ａと接触していたので、対応するでこぼこなパターンを有する。
【００１３】
次に、図３を参照すると、フォトレジスト層１０７を多層エピタキシー構造体１０２の表面１０２Ｂ上に被覆し、ＶＬＥＤの電極に対応する領域Ａを露光及び現像処理により規定する。多層エピタキシー構造体１０２の表面１０２Ｂの一部は、フォトレジスト層１０７の領域Ａの開口を通して露出する。
【００１４】
図４を参照すると、フォトレジスト層１０７をマスクとして、領域Ａを通して露出した表面１０２Ｂの部分はエッチングされて平坦化され、電極接触面１０２Ｃが形成される。次に、フォトレジスト層１０７を図５に示すように除去する。
【００１５】
最後に、図６を参照すると、第１電極１０８が電極接触面１０２Ｃ上に電子ビーム蒸着又は他の適切な金属蒸着法で形成される。更に、第２電極１０９が導電基板１０６の多層エピタキシー構造体１０２と反対の側に形成される。これにより、垂直型発光ダイオードの構造体が完成する。
【００１６】
上記の方法の少なくとも１つの利点は、多層エピタキシー構造体上に直接、電極接触面を形成できることである。従って、電極接触のための平坦化された領域を、基板のでこぼこな表面に必要としない。このため、同じ基板を、様々なＬＥＤ構造（例えば、ＶＬＥＤ又は水平型ＬＥＤ）に使用することが出来、基板のコストを低減できる。
【００１７】
本発明を上記の好適で詳細な実施形態及び実施例により開示したが、これらの実施例は限定する意図ではなく、例示することを意図していることは理解されるべきである。本発明の思想と、添付の請求項及びそれらと等価なシステム及び方法の範囲内とに入る変更及び組合せを当業者は容易に想到するであろうことは考慮されている。
【符号の説明】
【００１８】
１０１    第１基板
１０１Ａ  でこぼこな表面
１０２    多層エピタキシー構造体
１０２Ａ  第２表面
１０２Ｂ  第１表面
１０２Ｃ  電極接触面
１０３    ｎ型ＧａＮ層
１０４    発光層
１０５    ｐ型ＧａＮ層
１０６    第２基板（導電基板）
１０８    第１電極
１０９    第２電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011109061.tif 000006
【図５】
2011109061.tif 000007
【図６】
2011109061.tif 000008
【外国語明細書】
2011109061000001.pdf