(57)【要約】【課題】本発明は、高い光出力の発光ダイオードチップ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チップの製造方法は、サファイア基板にＳｉＯ２パターン層を形成するステップと、前記サファイア基板の表面に半導体発光構造を成長させるステップと、ドライエッチング方法により、前記半導体発光構造を複数の発光区域に分割することで、半導体発光構造の上表面からサファイア基板に延伸する分割溝を形成し、前記ＳｉＯ２パターン層の一部を露出させるステップと、バッファ酸化物エッチング液で前記ＳｉＯ２パターン層を除去し、前記半導体発光構造とサファイア基板との間にスルーホールを形成させるステップと、各々の前記発光区域の一部をエッチングして電極プラットフォームを形成し、半導体発光構造に電極を設置するステップと、分割溝に沿ってサファイア基板を切断するステップと、を備える。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記サファイア基板にＳｉＯ２パターン層を形成するステップと、
前記サファイア基板のＳｉＯ２パターン層を有する表面に半導体発光構造を成長させるステップと、
ドライエッチング方法により、前記半導体発光構造を複数の発光区域に分割し、これにより前記半導体発光構造の上表面から前記サファイア基板に延伸する分割溝を形成して、前記ＳｉＯ２パターン層の一部を露出させるステップと、
バッファ酸化物エッチング液で前記ＳｉＯ２パターン層を除去し、前記半導体発光構造と前記サファイア基板との間にスルーホールを形成させるステップと、
各々の前記発光区域の一部をエッチングして、電極プラットフォームを形成し、前記電極プラットフォーム及び前記複数の発光区域の表面に電極を設置するステップと、
前記分割溝に沿って前記サファイア基板を切断し、複数の発光ダイオードチップを形成するステップと、
を備えることを特徴とする発光ダイオードチップの製造方法。
【請求項２】
前記半導体発光構造は、前記サファイア基板上にｎ型ＧａＮ半導体層、多重量子井戸層、及びｐ型ＧａＮ半導体層を順に積み重ねてなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードチップの製造方法。
【請求項３】
前記電極を設置するステップにおいて、前記発光区域の一部をエッチングしてｎ型ＧａＮ半導体層の一部の表面を露出させ、前記ｐ型ＧａＮ半導体層の表面及び前記ｎ型ＧａＮ半導体層の露出面にそれぞれｐ型接触電極及びｎ型接触電極を設置することを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードチップの製造方法に関し、特に高い光出力の発光ダイオードチップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は、電流を特定の波長の光に転換できる半導体素子からできており、高輝度、低電圧、低消費電力、長寿命である等の利点を有することから、従来の蛍光灯或いは白熱灯に代わって、ランプの光源として、現在広く利用されている。
【０００３】
従来の発光ダイオードチップは、基板と、この基板の表面に設置される半導体発光構造と、を備える。しかし、このような構造において、前記半導体発光構造から前記基板側に発射された光が前記基板に吸収されて、熱エネルギーに転換する可能性があるため、これにより発光ダイオードチップの光出力は大きく低下してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記課題を解決するために、本発明は、高い光出力の発光ダイオードチップの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る発光ダイオードチップの製造方法は、サファイア基板にＳｉＯ２パターン層を形成するするステップと、前記サファイア基板のＳｉＯ２パターン層を有する表面に半導体発光構造を成長させるステップと、ドライエッチング方法により、前記半導体発光構造を複数の発光区域に分割することで、前記半導体発光構造の上表面から前記サファイア基板に延伸する分割溝を形成して、前記ＳｉＯ２パターン層の一部を露出させるステップと、バッファ酸化物エッチング液で前記ＳｉＯ２パターン層を除去し、前記半導体発光構造と前記サファイア基板との間にスルーホールを形成させるステップと、各々の前記発光区域の一部をエッチングして電極プラットフォームを形成し、前記電極プラットフォーム及び前記複数の発光区域の表面に電極を設置するステップと、前記分割溝に沿って前記サファイア基板を切断し、複数の発光ダイオードチップを形成するステップと、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
従来の技術と比べると、本発明に係る発光ダイオードチップの製造方法は、バッファ酸化物エッチング液で半導体発光構造の底部のＳｉＯ２パターン層を除去することで、半導体発光構造とサファイア基板との間にスルーホールを形成させる。前記スルーホールは、半導体発光構造からサファイア基板に出射された光の反射率を増加させるので、サファイア基板によって吸収される光を低減させることができる。よって、発光ダイオードチップの高い光出力を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るサファイア基板の断面図である。
【図２】図１に示した本発明の第一実施形態に係るサファイア基板の平面図である。
【図３】図１に示した本発明の第一実施形態に係るサファイア基板に半導体発光構造を成長させた後の断面図である。
【図４】図３に示した半導体発光構造に分割溝を形成した後の断面図である。
【図５】図４に示した分割溝が形成された半導体発光構造の平面図である。
【図６】図４に示したＳｉＯ２パターン層を除去した後の断面図である。
【図７】図６に示した半導体発光構造の表面に透明導電層を設置した後の断面図である。
【図８】図６に示した半導体発光構造に電極を設置した後の断面図である。
【図９】図８に示した基板を切断して形成された発光ダイオードチップの断面図である。
【図１０】本発明の第二実形態に係るサファイア基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１及び図２に示すように、サファイア基板１１０にＳｉＯ２パターン層１２０を形成させる。この前記ＳｉＯ２パターン層１２０は、平行に配列する複数の細長いＳｉＯ２パターンからなり、前記細長いＳｉＯ２パターンをその延伸方向に垂直に切断した場合の断面の形状は、梯形である（図３を参照）。また、この断面の形状は、半円形でもよい。
【００１０】
次に図３に示すように、有機金属化学蒸着法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＭＯＣＶＤ）或いは分子線エピタキシー法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ、ＭＢＥ）により、前記サファイア基板１１０のＳｉＯ２パターン層１２０を有する表面に、半導体発光構造１３０を成長させる。前記半導体発光構造１３０は、前記サファイア基板１１０上に、ｎ型ＧａＮ半導体層１３１、多重量子井戸層１３２、及びｐ型ＧａＮ半導体層１３３を順に積み重ねてなる。
【００１１】
図４及び図５に示すように、ドライエッチング方法により前記半導体発光構造１３０を複数の発光区域１５０に分割する。この時、前記半導体発光構造１３０の上表面から前記サファイア基板１１０に延伸する分割溝１４０が形成され、前記ＳｉＯ２パターン層１２０の一部が露出する。本実施形態において、２つの分割溝１４０は、互いに交差し、前記半導体発光構造１３０を４つの発光区域１５０に分割する。
【００１２】
図６に示すように、バッファ酸化物エッチング液（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｅｔｃｈａｎｔ、ＢＯＥ）で前記ＳｉＯ２パターン層１２０を除去する。前記バッファ酸化物エッチング液は、フッ化水素酸（ＨＦ）とフッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）の混合物である。前記フッ化水素酸は、シリコンを含んだ物質に強い腐食性を持つので、前記バッファ酸化物エッチング液は、前記分割溝１４０に流れ込んだ際、前記ＳｉＯ２パターン層１２０を効果的にエッチングすることができる。前記ＳｉＯ２パターン層１２０が完全に除去された後、前記半導体発光構造１３０と前記サファイア基板１１０との間に、スルーホール１６０が形成される。
【００１３】
図７を参照すると、前記ＳｉＯ２パターン層１２０の除去が終わった後、必要に応じて前記発光区域１５０の表面に、前記発光区域１５０の表面の電流拡散性能を向上するためのインジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）透明導電層１３４を設置することもできるため、図６に示した半導体構造に代わって、引き続き後の過程を行うことが可能である。
【００１４】
図８を参照すると、前記複数の発光区域１５０の一部をエッチングしてｎ型ＧａＮ半導体層１３１の一部の表面を露出させて電極プラットフォーム１７０を形成し、前記ｐ型ＧａＮ半導体層１３３の表面及び前記ｎ型ＧａＮ半導体層１３１の表面（即ち、電極プラットフォーム１７０）にそれぞれｐ型接触電極１７１及びｎ型接触電極１７２を設置する。前記ｐ型接触電極１７１及びｎ型接触電極１７２は、真空蒸着やスパッタリングによって形成することができる。前記ｐ型接触電極１７１とｎ型接触電極１７２の材料は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ウォルフラム（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｂ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）から選択される一種又はそれらの合金である。
【００１５】
図９に示したように、レーザ切断や機械切断により、前記分割溝１４０に沿って前記サファイア基板１１０を切断し、複数の発光ダイオードチップ１００を形成する。
【００１６】
前記ｐ型接触電極１７１及びｎ型接触電極１７２に電圧を印加させると、前記ｐ型ＧａＮ半導体層１３３の正孔及び前記ｎ型ＧａＮ半導体層１３１の電子は、電場の作用によって前記多重量子井戸層１３２で複合し、エネルギーが光の形で放出される。前記スルーホール１６０の断面は、傾斜状を呈するので、ｎ型ＧａＮ半導体層１３１と空気との界面で光の入射角が増大される。そのため、前記多重量子井戸層１３２から前記サファイア基板１１０に出射された光は、ｎ型ＧａＮ半導体層１３１と空気との界面で全反射し、次いで上へと反射された後、前記ｐ型ＧａＮ半導体層１３３の表面から出射される。前記半導体発光構造１３０と前記サファイア基板１１０との間に位置するスルーホール１６０は、前記半導体発光構造１３０が前記サファイア基板１１０に向かって出射した光の反射率を増加させることにより、前記サファイア基板１１０によって吸収される光を低減させ、発光ダイオードチップ１００の高い光出力を提供することができる。
【００１７】
なお、前記ＳｉＯ２パターン層１２０は、互いに平行する複数の細長いＳｉＯ２パターンに限定されるものではない。図１０を参照すると、本発明の第二実形態に係るサファイア基板２１０の表面にＳｉＯ２パターン層２２０が形成され、前記ＳｉＯ２パターン層２２０は、互いに交差して格子構造を形成する複数の細長いＳｉＯ２パターンからなる。前記サファイア基板２１０及び前記ＳｉＯ２パターン層２２０は、本発明の第一実施形態に係るサファイア基板１１０及び前記ＳｉＯ２パターン層１２０に取って代わることができる。
【符号の説明】
【００１８】
１００  発光ダイオードチップ
１１０、２１０  サファイア基板
１２０、２２０  ＳｉＯ２パターン層
１３０  半導体発光構造
１３１  ｎ型ＧａＮ半導体層
１３２  多重量子井戸層
１３３  ｐ型ＧａＮ半導体層
１３４  透明導電層
１４０  分割溝
１５０  発光区域
１６０  スルーホール
１７０  電極プラットフォーム
１７１  ｐ型接触電極
１７２  ｎ型接触電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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