(57)【要約】【課題】本発明は発光ダイオードの製造方法に関する。【解決手段】本発明によると、第１反応チャンバで、基板上に第１導電型窒化物半導体層及び活性層を成長させる段階と、上記第１導電型窒化物半導体層及び活性層が成長された状態の上記基板を第２反応チャンバに移送する段階と、上記第２反応チャンバで、上記活性層上に第２導電型窒化物半導体層を成長させる段階とを含み、上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階の前に上記第２反応チャンバの内部は窒化物ソースガス及び上記第２導電型窒化物半導体層に含まれるドーピング元素のソースガス雰囲気に組成されることを特徴とする発光ダイオードの製造方法を提供する。本発明による発光ダイオードの製造方法を利用すると、発光ダイオードを製造するにおいて、工程システムの運用能力と生産性を向上させ、さらには、これにより得られた半導体層の結晶性、ドーピングの均一性などが向上することができる。【選択図】図２
2012134449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１反応チャンバで、基板上に第１導電型窒化物半導体層及び活性層を成長させる段階と、
上記第１導電型窒化物半導体層及び上記活性層が成長された状態の上記基板を第２反応チャンバに移送する段階と、
上記第２反応チャンバで、上記活性層上に第２導電型窒化物半導体層を成長させる段階と
を含み、
上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階の前に、上記第２反応チャンバの内部は窒化物ソースガス及び上記第２導電型窒化物半導体層に含まれるドーピング元素のソースガス雰囲気に組成され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】
上記第２導電型窒化物半導体層はｐ型窒化物半導体層であり、上記ドーピング元素のソースガスはＭｇ及びＺｎのうち少なくとも１つのソースガスを含む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】
上記窒化物ソースガスはＮＨ３を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部には上記ドーピング元素を含む化合物が蒸着されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部は上記第２導電型窒化物半導体層の成長温度より高い温度で保持されることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階は、真空状態で行われることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項７】
第１反応チャンバで、基板上に第１導電型窒化物半導体層を成長させる段階と、
上記第１導電型窒化物半導体層が成長された状態の上記基板を第２反応チャンバに移送する段階と、
上記第２反応チャンバで、上記第１導電型窒化物半導体層上に活性層を成長させる段階と、
上記活性層上に第２導電型窒化物半導体層を成長させる段階と
を含み、
上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階の前に、上記第２反応チャンバの内部は上記活性層を構成する１つ以上の物質のソースガス雰囲気に組成されることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項８】
上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部には上記活性層を構成する元素を含む化合物が蒸着されることを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項９】
上記第２反応チャンバの内部に蒸着される上記化合物は、上記活性層に含まれる物質のうち少なくとも一部と同じ物質であることを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１０】
上記活性層はＩｎを含む窒化物半導体からなり、上記ソースガスはＩｎソースガスを含むことを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１１】
上記活性層はＩｎＧａＮ化合物を含み、上記ソースガスはＧａソースガスとしてＴＭＧａまたはＴＥＧａ、ＩｎソースガスとしてＴＭＩｎ、ＮソースガスとしてＮＨ３を含むことを特徴とする請求項７から１０の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１２】
上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部にはＩｎＧａＮ化合物が蒸着されることを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１３】
上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部は上記活性層の成長温度より高い温度で保持されることを特徴とする請求項７から１２の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１４】
上記第２導電型窒化物半導体層を成長させる段階の前に、上記活性層が成長された状態の上記基板を第３反応チャンバに移送する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７から１３の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１５】
上記基板を上記第３反応チャンバに移送する段階の前に、上記第３反応チャンバの内部は窒化物ソースガス及び上記第２導電型窒化物半導体層に含まれるドーピング元素のソースガス雰囲気に組成されることを特徴とする請求項１４に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１６】
上記基板が上記第３反応チャンバに移送される前に、上記第３反応チャンバの内部には上記ドーピング元素を含む化合物が蒸着されることを特徴とする請求項１５に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
上記第２導電型窒化物半導体層はｐ型窒化物半導体層であり、上記ドーピング元素のソースガスはＭｇ及びＺｎのうち少なくとも１つのソースガスを含むことを特徴とする請求項１５または１６に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１８】
上記窒化物ソースガスはＮＨ３を含むことを特徴とする請求項１５から１７の何れか１項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１９】
上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階及び上記基板を上記第３反応チャンバに移送する段階のうち少なくとも１つの段階は真空状態で行われることを特徴とする請求項１８に記載の発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子の一種である発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電流が加わると、ｐ、ｎ型半導体の接合部分で電子と正孔の再結合により、多様な色相の光を発生させる半導体装置である。このような発光ダイオードはフィラメントに基づく発光装置より長い寿命、低い電源、優れた初期駆動特性、高い振動抵抗などの様々な長所を有するため、その需要が増加し続けている。特に、最近では、青色系列の短波長領域の光を発光する３族窒化物半導体が脚光を浴びている。
【０００３】
このような３族窒化物半導体を利用した発光素子を構成する窒化物半導体単結晶はサファイアやＳｉＣ基板などを利用し、その上に成長される。このような半導体単結晶を成長させるためには、一般的にガス状態の複数のソースを基板上に蒸着させる気相蒸着工程を用いる。半導体発光素子の発光性能や信頼性はこれを構成する半導体層の品質（結晶性、ドーピングの均一性など）に大きな影響を受ける。この場合、半導体層の品質は半導体薄膜を成長させるのに用いられる気相蒸着装置の構造、内部環境、使用条件などにより左右される。従って、当技術分野では気相蒸着工程を最適化して半導体層の品質を改善することができる方案が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一目的は、発光ダイオードを製造するにおいて、工程システムの運用能力と生産性を向上させ、さらには、これにより得られた半導体層の結晶性、ドーピングの均一性などを向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、第１反応チャンバで、基板上に第１導電型窒化物半導体層及び活性層を成長させる段階と、上記第１導電型窒化物半導体層及び活性層が成長された状態の上記基板を第２反応チャンバに移送する段階と、上記第２反応チャンバで、上記活性層上に第２導電型窒化物半導体層を成長させる段階とを含み、上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階の前に、上記第２反応チャンバの内部は窒化物ソースガス及び上記第２導電型窒化物半導体層に含まれるドーピング元素のソースガス雰囲気に組成されることを特徴とする発光ダイオードの製造方法を提供する。
【０００６】
本発明の一実施例における上記第２導電型窒化物半導体層は、ｐ型窒化物半導体層であり、上記ドーピング元素のソースガスはＭｇ及びＺｎのうち少なくとも１つのソースガスを含むことができる。
【０００７】
本発明の一実施例における上記窒化物ソースガスは、ＮＨ３を含むことができる。
【０００８】
本発明の一実施例において、上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部には上記ドーピング元素を含む化合物が蒸着されることができる。
【０００９】
この場合、上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部は上記第２導電型窒化物半導体層の成長温度より高い温度で保持されることができる。
【００１０】
本発明の一実施例において、上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階は真空状態で行われることができる。
【００１１】
本発明の他の実施形態は、第１反応チャンバで、基板上に第１導電型窒化物半導体層を成長させる段階と、上記第１導電型窒化物半導体層が成長された状態の上記基板を第２反応チャンバに移送する段階と、上記第２反応チャンバで、上記第１導電型窒化物半導体層上に活性層を成長させる段階と、上記活性層上に第２導電型窒化物半導体層を成長させる段階とを含み、上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階の前に、上記第２反応チャンバの内部は上記活性層を構成する物質のソースガス雰囲気に組成されることができる。
【００１２】
本発明の一実施例において、上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部には上記活性層を構成する元素を含む化合物が蒸着されることができる。
【００１３】
本発明の一実施例における上記第２反応チャンバの内部に蒸着される上記化合物は、上記活性層に含まれる物質のうち少なくとも一部と同じ物質であることができる。
【００１４】
本発明の一実施例において、上記活性層はＩｎを含む窒化物半導体からなり、上記ソースガスはＩｎソースガスを含むことができる。
【００１５】
本発明の一実施例において、上記活性層はＩｎＧａＮ化合物を含み、上記ソースガスはＧａソースガスとしてＴＭＧａまたはＴＥＧａ、ＩｎソースガスとしてＴＭＩｎ、ＮソースガスとしてＮＨ３を含むことができる。
【００１６】
この場合、上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部にはＩｎＧａＮ化合物が蒸着されることができる。
【００１７】
本発明の一実施例において、上記基板が上記第２反応チャンバに移送される前に、上記第２反応チャンバの内部は上記活性層の成長温度より高い温度で保持されることができる。
【００１８】
本発明の一実施例において、上記第２導電型窒化物半導体層を成長させる段階の前に、上記活性層が成長された状態の上記基板を第３反応チャンバに移送する段階をさらに含むことができる。
【００１９】
この場合、上記基板を上記第３反応チャンバに移送する段階の前に、上記第３反応チャンバの内部は窒化物ソースガス及び上記第２導電型窒化物半導体層に含まれるドーピング元素のソースガス雰囲気に組成されることができる。
【００２０】
また、上記基板が上記第３反応チャンバに移送される前に、上記第３反応チャンバの内部には上記ドーピング元素を含む化合物が蒸着されることができる。
【００２１】
また、上記第２導電型窒化物半導体層はｐ型窒化物半導体層であり、上記ドーピング元素のソースガスはＭｇ及びＺｎのうち少なくとも１つのソースガスを含むことができる。
【００２２】
また、上記窒化物ソースガスはＮＨ３を含むことができる。
【００２３】
また、上記基板を上記第２反応チャンバに移送する段階及び上記基板を上記第３反応チャンバに移送する段階のうち少なくとも１つの段階は、真空状態で行われることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明による発光ダイオードの製造方法を利用すると、発光ダイオードを製造するにおいて、工程システムの運用能力と生産性を向上させ、さらには、これにより得られた半導体層の結晶性、ドーピングの均一性などが向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
【００２７】
しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における要素の形状及びサイズなどはより明確な説明のために誇張されることがあり、図面上に同じ符号で示される要素は同じ要素である。
【００２８】
図１から４は、本発明の一実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。図１に示したように、基板１０１上に第１導電型窒化物半導体層１０２を成長させる。本段階は、第１反応チャンバ２０１で行われ、第１導電型窒化物半導体層１０２の成長は有機金属化学蒸着（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＭＯＣＶＤ）、水素化気相エピタキシー（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ、ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ、ＭＢＥ）、原子層蒸着（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）などの工程を用いることができる。但し、後述するように、第２反応チャンバ２０２を予めソースガス雰囲気に組成するのに最も適する工程は、ＭＯＣＶＤ工程である。この場合、具体的に図示しなかったが、第１反応チャンバ２０１は基板１０１が配置されるサセプタやソースガスを導入させるためのガス流路などを備える構造と理解することができる。
【００２９】
基板１０１は半導体成長用基板として提供され、例えば、サファイア、ＳｉＣ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２、ＬｉＧａＯ２、ＧａＮ、Ｓｉなどの物質からなる基板を使用することができる。この場合、サファイアは六角−ロンボ型（Ｈｅｘａ−Ｒｈｏｍｂｏ  Ｒ３ｃ）の対称性を有する結晶体であり、ｃ軸及びａ側方向の格子定数がそれぞれ１３．００１Åと４．７５８Åであり、Ｃ（０００１）面、Ａ（１１２０）面、Ｒ（１１０２）面などを有する。この場合、上記Ｃ面は窒化物薄膜の成長が比較的容易で、高温で安定するため、窒化物成長用基板として主に用いられる。第１導電型窒化物半導体層１０２はＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体からなることができ、これに限定されるものではないが、Ｓｉなどのようなｎ型不純物がドーピングされることができる。別途に図示しなかったが、第１導電型窒化物半導体層１０２を成長させる前に、オンドープ半導体層などからなるバッファ層を成長させて第１導電型窒化物半導体層１０２の結晶性の低下を最小化することができる。
【００３０】
次いで、第１導電型窒化物半導体層１０２上に活性層１０３を成長させる。活性層１０３は第１及び第２導電型窒化物半導体層１０２、１０４の間に配置されて電子と正孔の再結合により所定のエネルギーを有する光を放出し、量子井戸層と量子障壁層が交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造からなることができる。多重量子井戸構造は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）からなる多層構造、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ構造を用いることができる。この場合、活性層１０３も、第１導電型窒化物半導体層１０２と同様の方式で、ＭＯＣＶＤ工程などを利用して成長されることができる。
【００３１】
次に、図２に示したように、第１導電型窒化物半導体層１０２及び活性層１０３が形成された状態で基板１０１を第２反応チャンバ２０２に移送する。その後、発光構造物の残りの部分、即ち、図３に示したように、第２導電型窒化物半導体層１０４を成長させる。第２導電型窒化物半導体層１０４はｐ型窒化物半導体、例えば、ＭｇやＺｎなどでドーピングされたＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）半導体からなることができる。本実施形態の場合、発光構造物を形成する半導体層を成長するにおいて、２個以上の反応チャンバを利用するため、成長過程で不良が発生した場合に、工程上で発生する費用と時間の負担を減らすことができる。
【００３２】
具体的に説明すると、発光構造物を構成する第１及び第２導電型窒化物半導体層１０１、１０４と活性層１０３を第１及び第２反応チャンバ２０１、２０２でそれぞれ一度に成長させると、相対的に長い時間、各チャンバ２０１、２０２が作動するため、不良発生時にかかった工程時間とソースガスなどの負担が本実施形態のような分割成長方式より相対的に高い。また、１つの蒸着設備で相対的に短い時間で１回の成長工程を終えることができるため、後続成長工程の前までに適用される設備の維持補修段階がより弾力的に行われることができる。この場合、第１及び第２反応チャンバ２０１、２０２は同じ蒸着工程を用いることもできるが、異なる蒸着工程装置であることができる。即ち、第１及び第２反応チャンバ２０１、２０２がともにＭＯＣＶＤ装備であることもでき、第１反応チャンバ２０１はＨＶＰＥ装備で、第２反応チャンバ２０２はＭＯＣＶＤ装備であることもできる。また、同じＭＯＣＶＤ装備でも、その構造を異なるようにすることもできる。例えば、第１反応チャンバ２０１は反応ガスがサセプタの垂直上方から注入される装備で、第２反応チャンバ２０２はサセプタに平行な方向から注入される装備であってもよい。
【００３３】
このような工程上の長所とともに、発光構造物を構成する各半導体層は成長温度とソースガス雰囲気などの条件に差があるため、複数の反応チャンバ２０１、２０２を各半導体層の成長条件に合わせて維持することで、設備管理が容易となり、装置の劣化を減少することができる。また、成長条件が一定するように維持された反応チャンバ２０１、２０２で発光構造物を分けて成長させると、各半導体層の結晶品質やドーピング特性なども向上することができる。即ち、第１導電型窒化物半導体層１０２が、例えば、ｎ型ＧａＮを含んでなるとすると、約１０００〜１３００℃の温度で成長され、第２導電型窒化物半導体層１０４がｐ型ＧａＮを含んでなるとすると、相対的に低い成長温度、約７００〜１１００℃の温度で成長されるため、成長温度とソースガス雰囲気が第２導電型窒化物半導体層１０４に適する第２反応チャンバ２０２を利用することで、第２導電型窒化物半導体層１０４の品質が向上することができる。これと類似する方式で、後述する他の実施例のように、活性層１０３も成長温度とソースガスなどが維持された専用チャンバで別に成長されることができるため、活性層１０３を成す半導体層の品質が向上することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、このような分割成長の長所が極大化するように、第２反応チャンバ２０２を予め第２導電型窒化物半導体層１０４のソースガス雰囲気に組成する。即ち、図２に示したように、基板１０１を第２反応チャンバ２０２に移送する前に、第２反応チャンバ２０２の内部は窒化物ソースガス３０１及び第２導電型窒化物半導体層１０４に含まれるドーピング元素のソースガス３０２雰囲気に組成される。この場合、窒化物ソースガス３０１はＮＨ３などを利用することができ、ドーピング元素のソースガス３０２はＣｐ２Ｍｇなどを利用することができる。
【００３５】
仮に、基板１０１を移送した後に第２反応チャンバ２０２にガスを流入させると、ドーピングに用いられるＭｇソースガスは第２導電型窒化物半導体層１０４に直ちに入らずチャンバ内部に優先的に蒸着（ｐｒｅ−ｃｏａｔｉｎｇ）される。これにより、第２導電型窒化物半導体層１０４にドーピング遅延が発生する。即ち、第２導電型窒化物半導体層１０４の成長初期にはドーパントの濃度が相対的に低くなってしまう。これにより、素子の駆動時の再結合効率が低下することがある。
【００３６】
本実施形態では、このようなドーピング遅延問題が最小化されるように、基板１０１を移送する前に第２反応チャンバ２０２の内部をドーピング元素のソースガス（例えば、Ｍｇ、Ｚｎソースガス）で組成した。これにより、ドーピング元素を含む化合物が第２反応チャンバ２０２の内部に蒸着されるようにした。したがって、第２反応チャンバ２０２で第２導電型窒化物半導体層１０４を成長させるときには、ソースガスは、第２反応チャンバ２０２の内部に蒸着せず、第２導電型窒化物半導体層１０４に直ちに入る。ここで、第２反応チャンバ２０２の内部とはチャンバの内壁とサセプタの表面など第２反応チャンバ２０２で化合物が蒸着できる領域を意味する。この場合、ドーピングソースガスとともにに窒化物ソースガス３０１、例えば、ＮＨ３をともに流入することで、例えば、Ｍｇでドーピングする場合、Ｍｇ−Ｎのような化合物がより容易に蒸着されることができる。第２反応チャンバ２０２の内壁に蒸着された化合物は、ドーピング元素の濃度が、後に蒸着される第２導電型窒化物半導体層１０４に含まれたドーピング元素の濃度より低い場合がある。これにより、第２導電型窒化物半導体層１０４の成長の際、第２反応チャンバ２０２の内壁に蒸着された化合物が分解され、第２導電型窒化物半導体層１０４のドーピング濃度に影響を及ぼすことを減らすことができる。なお、第２チャンバ２０２の内部のうち、少なくとも基板１０１が第２チャンバ２０２に載置されているときにソースガス３０２雰囲気に曝される領域が蒸着されていればよい。したがって、基板１０１が載置されるサセプタの表面はドーピング元素を含む化合物が蒸着されていなくてもよい。
【００３７】
一方、このような基板１０１の移送前のソースガスの流入段階は、半導体層の成長には寄与しないため、第２導電型窒化物半導体層１０４の成長温度より相対的に高い温度で行うことで蒸着をより促進することができる。第２導電型窒化物半導体層１０４の成長温度より相対的に高い温度で行うことで、第２導電型窒化物半導体層１０４の成長の際、第２反応チャンバ２０２の内壁に蒸着された化合物が分解され、第２導電型窒化物半導体層１０４のドーピング濃度に影響を及ぼすことを減らすことができる。なお、１つの蒸着装置で複数の発光ダイオードを連続して製造する場合は、第２反応チャンバ２０２の内部へのドーピング元素を含む化合物の蒸着は、最初の基板１０１を第２チャンバ２０２に移送する前にのみ行えばよい。第２チャンバ２０２は、最初の基板１０１を移送する前に一旦ドーピング元素を含む化合物の蒸着がされた後は、複数の基板１０１に第２導電型窒化物半導体層１０４の成長をさせている期間中は、第２導電型窒化物半導体層１０４の成長に適した温度に維持される。一方、基板１０１を移送する方法には制限がないが（例えば、作業者による人為的移動）、移送過程中に半導体層が外部に露出しないことが好ましいため、本移送段階はロードロックチャンバなどを通じて真空状態で行われることが好ましい。
【００３８】
次に、図４に示したように、第２導電型窒化物半導体層１０４の成長が完了した後には、発光構造物の一部が除去されて露出した第１導電型窒化物半導体層１０２の一面と第２導電型窒化物半導体層１０４上に第１及び第２電極１０５、１０６を形成する。但し、このような電極（１０５、１０６）の形成方式は一例に過ぎず、第１導電型窒化物半導体層１０２、活性層１０３及び第２導電型窒化物半導体層１０４を備える発光構造物の多様な位置に電極が形成されることができる。例えば、発光構造物を別途にエッチングせず、基板１０１を除去することにより露出した第１導電型窒化物半導体層１０２の表面に電極を形成することもできる。
【００３９】
図５から７は、本発明の他の実施形態による発光ダイオードの製造方法を概略的に示す工程別断面図である。本実施形態では、図５に示したように、第１導電型窒化物半導体層１０２を第１反応チャンバ２０１で成長させた後、基板１０１を第２反応チャンバ２０２に移送（好ましくは真空状態で）し、図６に示したように、移送前に第２反応チャンバ２０２は活性層１０３を成す半導体層のソースガス３０３雰囲気に組成される。上述のように、活性層１０３は量子井戸などの構造で、Ｉｎが含まれた化合物、例えば、ＩｎＧａＮからなり、Ｉｎの含量により発光波長が変化する。従って、活性層１０３内でＩｎの含量が変化すると、意図した発光波長から外れるという問題があるため、活性層１０３内でのＩｎの含量を一定に保持することが好ましい。
【００４０】
このために、本実施形態では基板１０１の移送前に第２反応チャンバ２０２の内部を、活性層１０３を構成する物質のソースガス、例えば、ＴＭＩｎ、ＴＭＧａ（またはＴＥＧａ）、ＮＨ３ガス雰囲気に組成して第２反応チャンバ２０２の内部に活性層１０３を構成する物質を含む化合物が蒸着されるようにした。より具体的には、第２反応チャンバ２０２の内部に蒸着される化合物は活性層１０３に含まれる少なくとも一部の物質（本実施形態では、ＩｎＧａＮ化合物）と同じ物質であることができる。この場合、第２反応チャンバ２０２の内部にＩｎＧａＮ化合物が予め蒸着されることで、活性層１０３の物質組成（Ｉｎ含量）が均一になることができる。これは、予め蒸着されたＩｎＧａＮ化合物により、第２反応チャンバ２０２で活性層１０３を成長させる時、Ｉｎが第２反応チャンバ２０２の内部にそれ以上蒸着されず、活性層１０３の成長に寄与するためである。これにより、活性層１０３の厚さ方向にＩｎの含量が均一となる。第２反応チャンバ２０２の内壁に蒸着された化合物は、Ｉｎ濃度が、後に蒸着される活性層１０３に含まれたＩｎの濃度より低い場合がある。これにより、活性層１０３の成長の際、第２反応チャンバ２０２の内壁に蒸着されたＩｎ化合物が分解され、活性層１０３のＩｎ濃度に影響を及ぼすことを減らすことができる。なお、第２チャンバ２０２の内部のうち、少なくとも基板１０１が第２チャンバ２０２に載置されているときにソースガスに曝される領域が蒸着されていればよい。したがって、基板１０１が載置されるサセプタの表面はＩｎＧａＮ化合物が蒸着されていなくてもよい。
【００４１】
また、第２反応チャンバ２０２は活性層１０３の成長のための専用チャンバであって、活性層１０３の成長に適する成長温度とガス雰囲気で保持されることができるため、活性層１０３の品質が向上することができる。具体的には、上述の実施形態と類似するように、活性層１０３を構成するソースガス、例えば、ＧａソースガスとしてＴＭＧａ（または、ＴＥＧａ）、ＩｎソースガスとしてＴＭＩｎ、ＮソースガスとしてＮＨ３を基板１０１の移送前に第２反応チャンバ２０２内に流入させることで、第２反応チャンバ２０２の内部にはＩｎＧａＮが予め蒸着されることができる。この場合、必須ではないが、蒸着速度を向上させるために、活性層１０３の成長温度より高い温度で本段階が行われることができる。活性層１０３の成長温度より相対的に高い温度で行うことで、活性層１０３の成長の際、第２反応チャンバ２０２の内壁に蒸着されたＩｎ化合物が分解され、活性層１０３のＩｎ濃度に影響を及ぼすことを減らすことができる。なお、１つの蒸着装置で複数の発光ダイオードを連続して製造する場合は、第２反応チャンバ２０２の内部へのＩｎＧａＮ化合物の蒸着は、最初の基板１０１を第２チャンバ２０２に移送する前にのみ行えばよい。第２チャンバ２０２は、最初の基板１０１を移送する前に一旦ＩｎＧａＮ化合物の蒸着がされた後は、複数の基板１０１に活性層１０３の成長をさせている期間中は、活性層１０３の成長に適した温度に維持される。
【００４２】
活性層１０３の成長後には、図７に示したように、基板１０１を第３反応チャンバ２０３に移送して第２導電型窒化物半導体層１０４を成長させる。この場合、上述の実施形態のように、基板１０１の移送前に第３反応チャンバ２０３の内部を窒化物ソースガス及び第２導電型窒化物半導体層１０４に含まれるドーピング元素のソースガス雰囲気に予め組成され、第３反応チャンバ２０３の内部には基板１０１の移送前からドーピング元素を含む化合物が蒸着されている。したがって、第３反応チャンバ２０３で第２導電型窒化物半導体層１０４を成長させるときに、ソースガスは、第３反応チャンバ２０３の内部に蒸着せず、第２導電型窒化物半導体層１０４に直ちに入るので、ドーピング遅延問題を最小化することができる。但し、場合によって、２個のチャンバが提供される場合には、第２導電型窒化物半導体層１０４は第２反応チャンバ２０２で成長されることもできる。
【００４３】
本発明は上述した実施形態及び添付の図面により限定されるのではなく、添付の請求の範囲により限定される。従って、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者により多様な形態の置換、変形及び変更が可能で、これも本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  基板
１０２  第１導電型窒化物半導体層
１０３  活性層
１０４  第２導電型窒化物半導体層
１０５、１０６  第１及び第２電極
２０１  第１反応チャンバ
２０２  第２反応チャンバ
２０３  第３反応チャンバ
【図１】
2012134449.tif 000003
【図２】
2012134449.tif 000004
【図３】
2012134449.tif 000005
【図４】
2012134449.tif 000006
【図５】
2012134449.tif 000007
【図６】
2012134449.tif 000008
【図７】
2012134449.tif 000009