(57)【要約】  【課題】  発光面積を拡張でき、高い発光効率と、放熱効果を具える発光ダイオードの製造方法を提供する。  【解決手段】  この発明の製造方法は、半導体ベースに高選択比層を形成する工程と、該高選択比層上にｎ型半導体層を形成し、かつ該ｎ型半導体層上にｐ型半導体層を形成して、該高選択比層上に発光構造を形成する工程と、該発光構造上にｐ型オーム性接触層を形成する工程と、該ｐ型オーム性接触層上に金属層を形成する工程と、該半導体ベースと該高選択比層とを除去する工程と、該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置にｎ型接触電極を形成する工程と、該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置に透明導電層を形成する工程とを含む。【選択図】  図３Ｇ
2009016367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ベースに高選択比層を形成する工程と、
該高選択比層上にｎ型半導体層を形成し、かつ該ｎ型半導体層上にｐ型半導体層を形成して、該高選択比層上に発光構造を形成する工程と、
該発光構造上にｐ型オーム性接触層を形成する工程と、
該ｐ型オーム性接触層上に金属層を形成する工程と、
該半導体ベースと該高選択比層とを除去する工程と、
該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置にｎ型接触電極を形成する工程と、
該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置に透明導電層を形成する工程と、を含むことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記半導体ベースがＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体ベースである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ＩＩＩ-Ｖ族化合物がＧａＡｓであることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記高選択比層がＡｌＡｓによってな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】
前記ＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体ベースが、ＺｎＳｅか、Ｓｉか、Ｇｅか、ＧａＳｂか、ＩｎＰか、もしくはＧａＰから選択されることを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記高選択比層がＡｌＡｓか、ＡｌＧａＡＳから選択されることを特徴とする請求ク５に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記ｐ型オーム性接触層を形成する工程が、ｐ型金属接触層を該ｐ型半導体層上に形成する工程と、焼き戻しを行って該ｐ型金属接触層をｐ型オーム性接触層にする工程と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８】
前記半導体ベースと該高選択比層とを除去する工程が、該ＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体ベースに、該高選択比層に至るまで切り込みを行う工程と、及びフッ化水素酸で該高選択比層と該半導体ベースとを剥離する工程と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項９】
前記透明電極層がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）である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１０】
前記発光構造が、該ｎ型半導体層と該ｐ型半導体層との間に形成される能動層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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの発光メカニズムは、数多くの特徴を具え、工業、もしくは日常生活においても、広く応用されている。例えば、小面積の照明であればよい場合、発光ダイオードは小面積の照明を提供できるのみならず、消費電力が従来の白熱電球、または蛍光灯に比して極めて低い。また、発光ダイオードの照射する光線は、スペクトルが従来の照明手段より狭い。このため、特定の波長範囲の光線を照射することができる。よく見られる発光ダイオードの色には、赤色、黄色、緑色、青緑色、青色など、各種の色が含まれ、異なる色の発光ダイオードは、それぞれ異なる状態を表すパイロットランプとして利用することができる。
【０００３】
従来の発光ダイオードは、図１に開示するように、基板１０上に発光構造２０を形成する。発光構造２０は基板１０上に形成されるｎ型半導体層２２と、ｎ型半導体層２２上に形成される能動層２４と、能動層２４上に形成されるｐ型半導体層２６とを含む。また、基板１０の下方にはｎ型接触電極を設け、ｐ型半導体層２６上にｐ型接触電極２７を設けるとともに、ｐ型半導体層２６に、透明導電層２８を選択的に設ける。
【０００４】
上述する従来の発光ダイオードでは、仮に大部分の電流がｐ型接触電極２７から直接ｐ型半導体層２６を通過すると、能動層２４の面積の一部のみが電子の再結合を発生させ、光子が放出される。また、透明導電層２８は、これを設けることによって、透明電極層２８にｐ型接触電極２７からの電流を予め均一に拡散させることを主な目的とする。拡散した電流は、下方に向かって均一に流れｐ型半導体層２６に至る。
【０００５】
発光ダイオードにおいて電流がｐ型半導体層に流れる面積を増加することによって発光面積を拡張することができる。
【０００６】
透明電極層２８は、主にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を材料とする。但し、ＩＴＯとｐ型半導体層２６との間にはオーム性接触を形成させることが難しい。この点が、透明導電層２８からｐ型半導体層２６に流れる電流の阻害を構成する原因となり、発光ダイオードの製造が難しくなり、歩留まりの低下に繋がる。
【０００７】
上述の問題を解決するためには、ｐ型半導体層とオーム性接触する透明導電層の材質を得ることが必要である。しかしながら、目下採用されている透明導電性材質は、いずれもｎ型半導体層とオーム性接触を形成し、ｐ型半導体層とオーム性接触する透明導電性材質は入手が困難である。
【０００８】
そこで、上述する問題を解決し、発光ダイオードの発光面積を拡張できる製造方法の開発が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、発光面積を拡張できる発光ダイオードの製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
また、この発明は、高い発光効率と、放熱効果を具える発光ダイオードの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者は従来の技術に見られる欠点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、発光ダイオードの製造方法によって課題を解決できる点に着眼し、かかる知見に基づいて本発明を完成させた。
【００１２】
以下、この発明について具体的に説明する。
請求項１に記載の半導体ベースに高選択比層を形成する工程と、該高選択比層上にｎ型半導体層を形成し、かつ該ｎ型半導体層上にｐ型半導体層を形成して、該高選択比層上に発光構造を形成する工程と、該発光構造上にｐ型オーム性接触層を形成する工程と、該ｐ型オーム性接触層上に金属層を形成する工程と、該半導体ベースと該高選択比層とを除去する工程と、該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置にｎ型接触電極を形成する工程と、該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置に透明導電層を形成する工程と、を含む。
【００１３】
請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項１における半導体ベースがＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体ベースである。
【００１４】
請求項３に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項２におけるＩＩＩ-Ｖ族化合物がＧａＡｓである。
【００１５】
請求項４に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項３における高選択比層がＡｌＡｓによってなる。
【００１６】
請求項５に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項２におけるＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体ベースが、ＺｎＳｅか、Ｓｉか、Ｇｅか、
ＧａＳｂか、ＩｎＰか、もしくはＧａＰから選択される。
【００１７】
請求項６に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項５における高選択比層がＡｌＡｓか、ＡｌＧａＡｓから選択される。
【００１８】
請求項７に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項１におけるｐ型オーム性接触層を形成する工程が、ｐ型金属接触層を該ｐ型半導体層上に形成する工程と、焼き戻しを行って該ｐ型金属接触層をｐ型オーム性接触層にする工程とを含む。
【００１９】
請求項８に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項２における半導体ベースと該高選択比層とを除去する工程が、該ＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体ベースに、該高選択比層に至るまで切り込みを行う工程と、及びフッ化水素酸で該高選択比層と該半導体ベースとを剥離する工程と、を含む。
【００２０】
請求項９に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項１における透明電極層がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）である。
【００２１】
請求項１０に記載の発光ダイオードの製造方法は、請求項１における発光構造が、該ｎ型半導体層と該ｐ型半導体層との間に形成される能動層を含む。
【発明の効果】
【００２２】
この発明による発光ダイオードの製造方法は、従来の方法に比してｐ型オーム性接触層の形成が容易であるため、製造の効率を高めることができるという利点を有する。
【００２３】
また、この製造方法によって製造される発光ダイオードは、発光面積を拡張できるとともに、高い発光効率と、放熱効果を具えるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
この発明は、発光面積を拡張でき、高い発光効率と、放熱効果を具える発光ダイオードの製造方法を提供するものであって、該製造方法は、半導体ベースに高選択比層を形成する工程と、該高選択比層上にｎ型半導体層を形成し、かつ該ｎ型半導体層上にｐ型半導体層を形成して、該高選択比層上に発光構造を形成する工程と、該発光構造上にｐ型オーム性接触層を形成する工程と、該ｐ型オーム性接触層上に金属層を形成する工程と、該半導体ベースと該高選択比層とを除去する工程と、該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置にｎ型接触電極を形成する工程と、該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置に透明導電層を形成する工程とを含む。
係る発光ダイオードの製造方法について、その特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【実施例】
【００２５】
この発明においては、透明導電層をｎ型導電層上に形成し、両者の間においてオーム性接触を形成する。係る方式によれば、発光ダイオードの光線はｎ型半導体層から放出される。よって、半導体ベースを除去する必要がある。除去するためには、剥離法が好ましい。また、ｐ型半導体層の一端に金属ベースを形成する。該金属ベースはｐ電極とすることができ、かつ発光ダイオードの放熱効果を高めることができる。
【００２６】
この発明の提供する発光ダイオードの製造方法は、半導体ベース上に高選択比層を形成し、該高選択比層上に、該高選択比層上に形成するｎ型半導体層と該ｎ型半導体層上に形成するｐ型半導体層とを含む発光構造を形成し、該発光構造上にｐ型オーム性接触層と金属層を形成し、さらに該半導体ベースと高選択比層とを除去し、該ｎ型半導体層に緊密に隣接する位置にｎ型接触電極とＩＴＯ（Indium Tin Oxide）によってなる透明導電層を形成するそれぞれの工程を含む。
【００２７】
前記半導体ベースはＩＩＩ-Ｖ族化合物によってなり、この発明においてはＧａＡｓによってなる。また、高選択比層はＡｌＡｓか、もしくはＡｌＧａとする。
【００２８】
ｐ型オーム性接触層を形成する工程は、ｐ型半導体層上にｐ型金属接触層を形成する工程と、焼き戻しによってｐ型オーム性接触層を形成する工程とを含む。
【００２９】
また、半導体ベース及び高選択比層を除去する工程は、該ＩＩＩ-Ｖ族化合物によってなる半導体ベースに高選択比層に至るまで切り込みする工程と、フッ化水素酸を利用して高選択層及び半導体ベースを剥離する工程とを含む。但し、半導体ベース及び高選択比層を除去する工程は該ＩＩＩ-Ｖ族化合物によってなる半導体ベースに切り込みを施す工程を行うことなく、直接フッ化水素酸で高選択層及び半導体ベースを剥離してもよい。両方法の選択は、ベース剥離の効率のよさによって決める。
【００３０】
この発明による半導体の製造方法は、図２に開示するように、先ず半導体ベースを用意する。該半導体ベースはＧａＡｓ半導体化合物などを選択する。
【００３１】
次いで、半導体ベース上に高選択比層を形成する。高選択比層は、後述する剥離の工程における剥離層となる。
【００３２】
次に、高選択比層上に発光ダイオードの発光構造を形成する。該発光構造は、ｎ型半導体層、能動層、及びｐ型半導体層を含む。該能動層はダブルヘテロ構造か、単一量子井戸構造か、もしくは多重量子井戸構造とする。
【００３３】
次に、該発光構造上にｐ型オーム性接触層を形成する。該オーム性接触層は、透過性であるか否か考慮する必要はない。光線は他の一端から放射される。また、オーム性接触層は、一般に金属を沈降させるか、もしくは焼き戻しを行って形成する。
【００３４】
次に、該ｐ型オーム性接触層上に金属層を形成する。該金属層は複数の効果を提供する。即ち、発光ダイオードの金属ベースとなり、またｐ型接触電極となる。
【００３５】
次に、高選択比層と該ＩＩＩ-Ｖ族化合物によってなる半導体ベースを除去する。この場合、好ましくは剥離法で除去する。高選択比層の材質はＡｌＡｓとする。よって、フッ化水素酸を剥離材として除去する。
【００３６】
次に、発光構造のｎ型半導体層の一方に密接するようにｎ型接触電極と透明導電層を形成する。該透明導電層は、一般にＩＴＯを用いる。
【００３７】
図３Ａから図３Ｇは、図２に開示するそれぞれの工程における構造の説明図である。また、これら図面はウエハの段階における製造工程であって、発光ダイオードを形成した後、さらにダイジングを行う必要がある。
【００３８】
図３Ａに開示するように、半導体ベース１１０上に高選択比層１１２を形成する。半導体ベース１１０は、主にＩＩＩ-Ｖ族化合物から選択する。これにはＺｎＳｅか、Ｓｉか、Ｇｅか、ＧａＳｂか、ＩｎＰか、もしくはＧａＰが含まれる。半導体ベース１１０の材料にこれら化合物を採用する理由は、業界においてこれら化合物の応用が十分に成熟した技術になっているからである。但し、高選択比層と格子常数が同等であればＩＩ-ＶＩ族の半導体化合物か、ＩＶ族の固有半導体、もしくはＩＶ族の半導体化合物を半導体ベースとしてもよい。  
【００３９】
高選択比層１１２の材料は、好ましくはＡｌＡｓを選択する。ＡｌＡｓは、発光ダイオードの発光構造に対して高いエッチング選択比を有する。ＡｌＡｓは、化学気相成長で形成し、これには、例えば、有機金属化学気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）、高周波プラズマＣＶＤ法（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）、分子線エピタキシー（Modecular Beam Epitaxy）などが含まれる。高選択比層１１２の厚さは、約２０〜２０００Åとする。
【００４０】
図３Ｂに開示するように、高選択比層１１２上に発光構造１２０を形成する。実施例においてはダブルへテロ構造で説明する。但し、均一なｐｎ接合面（homogeneous  pn  junction）か、単一量子井戸構造か、もしくは多重量子井戸構造などであってもよい。
【００４１】
発光構造１２０は発光ダイオードの発光する部分であって、ｎ型半導体層１２２と、能動層１２４と、ｐ型半導体層１２６とを含む。但し、バッファ層、光学アクセス層、電流拡散層、電流阻害層、もしくはその他可能な非半導体層などを含んでもよい。かかる余剰の層は、本願発明の特徴に影響を与えるものではなく、また適宜な方法で増やすことができる。
【００４２】
図３Ｃに開示するように、発光構造１２０上にｐ型金属オーム性接触層１３０を形成する。本願発明において、金属オーム性接触層の材料は、ＡｕＢｅ、ＡｕＺｎ、ＰｄＢｅ、ＮｉＢｅ、ＮｉＺｎ、ＡｕＺｎから選択するか、もしくはこれら材料とＰｔ、またはＡｕとによって多層構造にする。
【００４３】
ｐ型金属オーム性接触層１３０を形成する方法には、メッキ膜形成、及び焼き戻しの二種類の工程を含む、メッキ膜を形成する工程は、蒸着、スパッタリング、もしく電子ビーム蒸着などを採用し、メッキ膜を形成した後金属層には、さらに焼き戻しを行ってp型半導体との間にオーム性接触を形成する。金属オーム性接触層１３０の厚さは約５０〜２０，０００Åである。
【００４４】
金属オーム性接触層１３０を採用することによって、好ましいオーム性接触の達成、発光ダイオードに対する好ましい反射面の提供などの利点が得られる。よって、p型半導体層に向かって放射される光線は、反射してｎ型半導体層に向かって放射される。
【００４５】
図３Ｄに開示するように。金属オーム性接触層１３０上に金属層１３２を形成する。金属層１３２は、発光ダイオードの基板となり、またｐ型接触電極とすることもできる。本願発明における半導体ベース１１０は除去されるので、最終的に発光ダイオードは金属層１３２を基板とする。金属材による基板は、放熱性に優れ、且つ好ましい反射の効果が得られる。また、金属層１３２をｐ型接触電極とすることによって、電流が均一に拡散し、かつ発光ダイオードの発光構造に流れて発光面積が拡張されるという利点が得られる。
【００４６】
金属層１３２を形成する方法には、例えば電気メッキ、印刷、塗布、吹き付けなどの方法が挙げられ、材料には金、銀、銅、ニッケル金、銀-エポキシ樹脂、ソルダーペーストなどを用いることができる。また、金属層１３２の厚さは１０〜２００μmである。
【００４７】
図３Ｅから図３Ｇに開示する工程は、半導体ベース１１０、高選択比層１１２、ｐ型半導体層１２２に係る工程であるので、説明の便宜を図るために発光ダイオードを上下転倒させて図示する。
【００４８】
図３Ｅに開示するように、半導体ベース１１０に切り込みを行う。半導体ベース１１０に切り込みを施すことによって、ウエハの面積が広い場合に好ましいエッチングの効果が得られる。また、半導体ベース１１０に切り込みを行って高選択比層１１２を露出させる方法として、乾式エッチング、湿式エッチング、もしくはレーザービームを利用した切り込みなどが挙げられる。
【００４９】
図Ｆに開示するように、剥離法で半導体ベース１１０と高選択比層１１２を除去する。高選択比層１１２をフッ化水素酸でエッチングする速度は、半導体ベース１１０、及びｐ型半導体層１２２をエッチングする速度に比して、約１０８速い。即ち、高選択比層１１２が完全にエッチングされても、半導体ベース１１０、発光体構造１２０は保持された状態にあるが、半導体ベース１１０は剥がされるようにして、発光ダイオードから離れる。
【００５０】
エッチングを施したｐ型半導体層１２２は、好ましい結晶格子表面を有する。よって、その他層を継続して成長させてもよい。実施例において、発光ダイオードの半導体ベース１１０は、フッ化水素酸溶液に浸漬して、高選択比層１１２をフッ化水素酸溶液に接触させる。高選択層１１２をエッチングすると、半導体ベース１１０はフッ化水素酸溶液内に残留する。
【００５１】
図３Ｇに開示するように、ｎ型半導体層１２２上にｎ型接触電極１３１と透明導電層１２８を形成する。実施例において、透明導電層１２８はＩＴＯを用いる。但し、ＩＴＯに限ることなく、亜鉛錫酸化物（１ＺＯ）か、もしくはその他透明金属層を用いてもよい。
【００５２】
ＩＴＯ、もしくは亜鉛錫酸化物は、ｎ型半導体層１２２とオーム性接触を形成し、電流はｎ型接触電極１３１から透明電極層１２８上に均一に分布し、かつ下方のｎ型半導体層１２２に流れる。
【００５３】
図４に、ダイジングを行った後の発光ダイオード素子を開示する。
【００５４】
目下、透明導電材は、ｎ型半導体層との間においてオーム性接触を形成する。本願発明は、ＩＴＯ、もしくはニッケル錫酸化物透明導電材によってなる透明導電層をｎ型半導体層上に形成する。よって、従来の発光ダイオードに係る諸問題を改善し、かつ発光ダイオードの効率を高めることができる。また、本願発明による発光ダイオードにおいて、光線はｎ型半導体層から放出されるが、これはｎ型半導体層とオーム性接触を形成する透明導電層に対応するものであって、発光ダイオードの有効発光面積を拡張させることができる。即ち、透明導電材とｎ型半導体層との間にオーム性接触が形成され、電流が透明導電層とｎ型半導体層に均一に流れるためである。
【００５５】
別途、ｐ型半導体層の一端に適宜な金属オーム性接触層と金属ベースを形成する。該金属ベースを設けることによって、ｐ型半導体層に向かって放出される光線を反射してｎ型半導体層に戻すことができる。また、該金属ベースをｐ型接触電極とした場合、発光ダイオードの放熱効果を高めることができる。さらに、剥離法で半導体ベースを除去する場合、それぞれ異なる材質によってなる二層を剥離させるようにしてもよい。
【００５６】
以上は、この発明の好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】従来の発光ダイオードの構造を示した説明図である。
【図２】この発明による発光ダイオードの製造方法の工程を示したフローチャートである。
【図３Ａ−３Ｇ】この発明の製造方法におけるそれぞれの工程での構造を示した説明図である。
【図４】この発明の製造方法によって製造し、ダイジングした発光ダイオード素子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０                  基板
１１０                半導体ベース
１１２                高い選択比層
１２０                発光構造
１２２                ｎ型半導体層
１２４                能動層
１２６                ｐ型半導体層
１２８                透明導電層
１３０                ｐ型オーム性接触層
１３１                ｎ型接触電極
１３２                金属層
２０                  発光構造
２２                  ｎ型半導体層
２４                  能動層
２６                  ｐ型半導体層
２７                  ｐ型接触電極
２８                  透明導電層
【図２】
2009016367.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月7日(2008.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009016367.tif 000004
【図２】
2009016367.tif 000005
【図３Ａ】
2009016367.tif 000006
【図３Ｂ】
2009016367.tif 000007
【図３Ｃ】
2009016367.tif 000008
【図３Ｄ】
2009016367.tif 000009
【図３Ｅ】
2009016367.tif 000010
【図３Ｆ】
2009016367.tif 000011
【図３Ｇ】
2009016367.tif 000012
【図４】
2009016367.tif 000013
【外国語明細書】
Method for Fabricating LED
Field of the Invention:
The present invention relates generally to a method for fabricating LED, and more particularly to a method for increasing emitting efficiency via removing the light-absorbing substrate and forming a transparent conductive layer on the n-type conductive semiconductor layer. 
Background of the Invention:
On the grounds that the light emitting device of LED structure possesses a variety of character, the application of the modern industry and people living is in widespread use. As an analogy, LED provides a small emitting area when needing the illuminating within a small region is required. And the rate of the power consumption of LED is far lower than that of the tradition incandescent lamp. Further, seeing that band width of the spectrum of the light rays emitted by from LED is narrow than that of the traditional lighting device, LED may permit emitting the illumination light rays with certain specific frequency band. LED owns various kinds of colors such as red, yellow, green, blue green, blue, etc. LED with the dissimilar color could be employed to indicate different status.
The current LED is shown in Fig.1, the device includes a light emitting structure formed on the substrate 10. The substrate includes an n-type conductive semiconductor layer 22 on the substrate 10. An active layer 24 is on the n-type conductive semiconductor layer 22, a p-type conductive semiconductor layer 26 is formed on the active layer 24. An n electrode 23 is formed under the substrate 10. More, a p electrode 27 is created on the p-type conductive semiconductor layer 26. A transparent conductive layer 28 could be optionally formed on the p-type conductive semiconductor layer 26.
Providing that most of the current flow from p electrode 27 toward through the p-type conductive semiconductor layer 26 directly, then the hole-electron combination occurs within a small area on the active layer 24 only. The main purpose of the transparent conductive layer 28 is to allow the current of the p type electrode 27 would diffuse on the transparent conductive layer 28 evenly. Afterwards, the current flows downward to p-type conductive semiconductor layer 26 evenly. This could lead to more efficient use of the injected current and more even distribution of lighting area, and hence higher efficiency of LED operation. 
It is difficult to form an Ohmic contact between the ITO and the p-type conductive semiconductor layer 26, as a consequence, leads to hinder the current flowing from the transparent layer toward the p-type conductive semiconductor layer 26. Accordingly, the fabricating of LED is arduous and the yield rate of the product is low. 
One of the solutions is to search other transparent conductive material which has better Ohmic contact when it contacts with the p-type conductive semiconductor layer. Nevertheless, all the nowadays transparent conductive material has better Ohmic contact with the n-type conductive semiconductor layer. It's exhausting to discover the transparent conductive material having an Ohmic contact with the p-type conductive semiconductor layer. 
Correspondingly, it is yearning to demand a solution of fabricating LED for increasing the emitting area of LED to address the foregoing problems.
Summary of the Invention:
According to the background of the invention, it's aware of plenty problems and defects of the traditional LED. The main purpose of the present invention provides a method for fabricating LED, the LED wherein includes forming a transparent conductive layer with the material of the Indium Tin Oxide (ITO) on the n-type conductive semiconductor layer and forming a proper metal Ohmic contact layer and metal substrate on the p-type conductive semiconductor layer. The light rays emitted from the n-type conductive semiconductor layer in the present invention, it is suitable with the transparent conductive material having the Ohmic contact with the n-type conductive semiconductor layer. 
The other purpose of the present invention is increasing the efficiency of utilizing emitting area of LED. The increase results from the current diffusing on the transparent conductive layer and n-type conductive semiconductor layer evenly with the Ohmic contact between the transparent conductive material and n-type conductive semiconductor layer. 
The further purpose of the present invention is adopting the lift-off process for removing the semiconductor substrate. 
The further purpose of the present invention is that the light rays emitted toward the p-type conductive semiconductor layer turned to reflect toward the n-type conductive semiconductor layer via the metal substrate. More, the metal substrate could be a p electrode and could promote the heat dissipation for LED.
According to the foregoing purposes, the present invention provides a method for fabricating LED, the method wherein includes forming a high etching selective ration layer on the semiconductor substrate. And the light emitting structure includes an n-type conductive semiconductor layer on the high etching selective ratio layer and a p-type conductive semiconductor layer on the n-type conductive semiconductor layer. Afterwards, form a p-type Ohmic contact layer on the light emitting structure and forming a metal layer on the p-type Ohmic contact layer. Then, remove the semiconductor substrate and the high etching selective ratio layer. And form a n-type contact electrode and a transparent conductive layer as the ITO adjacent to the foregoing n-type conductive semiconductor layer.
Brief Description of the Drawings:
Fig.1 represents the structure of the traditional LED.
Fig.2 represents the process for the steps of fabricating LED of one embodiment in the present invention.
Fig.3 represents the structure illustration of every step of fabricating LED of one embodiment in the present invention.
Fig.4 represents the structure of one LED device that has been cut.
Detailed Description of the Preferred Embodiment:
The present invention is described with the preferred embodiments and accompanying drawings. It should be appreciated that all the embodiments are merely used for illustration. Hence, the present invention can also be applied to various embodiments other than the preferred embodiments. Besides, the present invention is not limited to any embodiment but to the appending claims and their equivalents.
The object of the present invention is to form a transparent conductive layer on the n-type conductive semiconductor layer. The interface between the transparent conductive layer and the n-type conductive semiconductor layer forms a better Ohmic contact. And the illumination of LED would emit from the n-type conductive semiconductor layer. Accordingly, removing the semiconductor substrate is essential and it's preferred to adopt the lift-off process for removing the semiconductor substrate. Additionally, a metal substrate would be formed on the p-type conductive semiconductor layer. The metal substrate includes a p electrode and a function of enhancing heat dissipation for LED. 
Consequently, the present invention provides a method for fabricating LED. The method comprises forming a high etching selective ratio layer on a semiconductor substrate layer. Afterwards, a light emitting structure is formed on the high etching selective ratio layer. Aforementioned light emitting structure includes an n-type conductive semiconductor layer on the high etching selective ratio layer and a p-type conductive semiconductor layer on the n-type conductive semiconductor layer. Additionally, a p-type Ohmic contact layer is stacked on the light emitting structure. And after that a thick metal layer is then formed on the p-type Ohmic contact layer. Moreover, the next step is to remove the semiconductor substrate and high etching selective ratio layer. Thereafter, n-type contact electrodes and a transparent conductive layer are formed adjacent to the n-type conductive semiconductor layer, wherein the transparent conductive layer includes Indium Tin Oxide (ITO).
The foregoing semiconductor substrate is a III-V compound semiconductor substrate. Preferably, GaAs could be used to act as the substrate. The aforementioned high etching selective ratio layer includes AlAs or AlGaAs. The steps for forming p-type Ohmic contact layer include forming a p-type metal contact layer on the p-type semiconductor layer. Furthermore, the semiconductor substrate should be removed via the high etching selective ratio layer by Hydrofluoric Acid. Cutting the semiconductor substrate to expose the high etching selective ratio layer would help to improve the lift-off process yield. However, the cutting step is optional. Thus, the high etching selective ratio layer could be lifted of by Hydrofluoric Acid solution, directly. The user may select one of the processes depends on the efficiency of the removing the substrate.
The embodiment of the present invention could refer to the flowchart in the Fig.2. First, the method includes step of providing a semiconductor substrate and the semiconductor substrate could be semiconductor compound such as GaAs. Then, a high etching selective ratio layer is formed on the semiconductor substrate. The purpose of the high etching selective ratio layer is to provide the lift-off layer in the following lift off process. After that, a light emitting structure is formed on the high etching selective ratio layer, wherein the light emitting structure includes an n-type conductive semiconductor layer, an active layer and a p-type conductive semiconductor layer. The foregoing active layer can be a double hetero-junction structure, a single quantum well structure, or a multiple quantum well structure. Subsequently, and a p-type Ohmic contact layer is formed on the light emitting structure. Because the illumination light rays will be would emitted from the other side, therefore, the consideration of whether the Ohmic contact layer is transparent is irrelvant. The method for forming the Ohmic contact layer includes the steps of the metal deposition and annealing processes. A metal layer is formed on the p-type Ohmic contact layer. The metal layer provides various functions: One is that the metal substrate acts as metal substrate for LED, the other function is to play the role of p electrode. Next, the high etching selective ratio layer and the III-V compound semiconductor substrate are removed. Preferably, the lift-off process is employed by removing the high etching selective ratio layer and thus the III-V compound semiconductor substrate. The material of the high etching selective ration layer is AlAs and the Hydrofluoric Acid solution is utilized as the etching solution. Next, an n-type contact electrode and a transparent conductive layer are formed adjacent to the n-type conductive layer that is closed to the light emitting structure. In general, the transparent conductive layer could adopt Indium Tin Oxide (ITO). 
The steps for fabricating LED are shown in Fig.3. Fig.3 shows the wafer stage, thus the LED chips will be formed.
Refers to the Fig.3A, a high etching selective ratio layer 112 is formed on the semiconductor substrate 110. Semiconductor substrate 110 can be GaAs, GaSb, InP, GaP, or other such semiconductor compound. Another option is to select II-VI semiconductor compound such as ZnSe or the IV elemental semiconductor materials such as Si or Ge. It is accepted that the Lattice Constant of the compound or element matches the Lattice Constant of the foregoing high etching selective ratio layer 112. 
Since the material of the AlAs possesses a high etch selectivity raito, AlAs is the better candidate to act as the material of the high etching selective ratio layer 112. The method for forming AlAs could be CVD (Chemical Vapor Deposition) like MOCVD (Metal Organic CVD), or PECVD (Plasma Enhanced CVD), or MBE (Molecular Beam Epitaxy). The thickness of the high etching selective ration layer 112 is about 20-20,000 angstroms.
According to the illustration in Fig.3B, a light emitting structure is formed on the high etching selective ratio layer 112. In the present embodiment, a double hetero-junction structure is introduced for interpretation. It's worth mentioning that a homogeneous pn junction, or a single quantum well structure, or a multiple quantum well structure can also be used. The light emitting structure 120 is the light emitting part of LED. The light emitting structure 120 includes an n-type conductive semiconductor layer 122, an active layer 124, and a p-type conductive semiconductor layer 126. Moreover, the present invention can also include a semiconductor layer with the other functions such as a buffer layer, a light out-coupling layer, a current diffusion layer, a current barrier layer, or other suitable non-semiconductor layer. The above-mentioned extra layer would not affect the spirit of the present invention and the extra layer could be added in a proper manner.
Afterwards, a p-type metal Ohmic contact layer 130 is formed on the light emitting structure 120 as the illustration in Fig.3C. The material of the metal Ohmic contact layer 130 in the present invention could be AuBe, AuZn, PdBe, NiBe, NiZn, PdZn, AuZn, on top of the materials stated above, a layer of Pt or Au, or multiple layers of Pt and Au are formed. The manner for forming the p-type metal Ohmic contact layer 130 includes two processes including coating and annealing. It is consented to choose thermal evaporation, sputtering, or E-beam evaporation as the mode of the coating. Ohmic contact will be formed through the process of the annealing. Furthermore, the thickness of the metal Ohmic contact layer 130 is about 50-30,000 angstrom. The metal Ohmic contact layer 130 is employed to provide a fine Ohmic contact, and it is also a fine reflector of LED to reflect light emitted toward the p-type semiconductor layer toward the n-type semiconductor layer. 
According to the Fig.3D, a thick metal layer 132 is formed on the metal Ohmic contact layer 130. The functions of the metal layer 132 include acting a substrate for LED, the other one is to play the role of p electrode. On the grounds that the previous semiconductor substrate 110 would be removed in the present invention, LED would adopt the metal layer 132 as the substrate lastly. In addition, the metal substrate holds various virtues such as providing a fine heat dissipation and providing a fine utility for reflecting. For instance, the current diffuses evenly and flow toward LED structure for increasing emitting area. The metal layer 132 could be formed by plating, printing, spin coating or spray. In the present invention, the material of the metal layer 132 could be Gold, Silver, Copper, Molybdenum, Nickel, silver epoxy, or solder paste. And the thickness of the metal layer 132 is about 10-200 μm.
Accordingly, the semiconductor substrate 110 is separated as the illustration of the Fig.3E. Selecting the manner of cutting substrate 110 would provide a superior etch effect for large wafer area. In view of the following process directing to the semiconductor substrate 110, the high etching selective ratio layer 112, and the p-type conductive semiconductor 122, reversing the direction of the figures for facile description. There are diverse techniques for cutting the semiconductor substrate 110 until the high etching selective ratio layer 112 exposes such as dry etching, wet etching, or cutting the semiconductor layer via dicing saw or laser beams.
Accordingly, as the illustration of the Fig.3F, the semiconductor substrate 110 and the high etching selective ratio layer 112 are removed by means of the lift-off process. The etching rate of the Hydrofluoric Acid solution to the high etching selective ratio layer 112 is about 108 times greater than to etch the semiconductor 1120 and p-type conductive semiconductor layer 112. Viz., after the high etching selective ratio layer 112 is etched entirely, the semiconductor substrate 110 and the light emitting structure 120 is still maintained but the entire semiconductor substrate 110 is lift off for removing from LED. The surface of the p-type conductive semiconductor layer 122 after lift-off process still possesses a fine crystalline surface for forming subsequent layer thereon by epitaxy. Therefore in the present embodiment, the next step is to dip the semiconductor substrate 110 of LED in the Hydrofluoric Acid solution for the high etching selective ratio layer 112 to contact with the Hydrofluoric Acid solution. After etching the high etching selective ratio layer 112, the semiconductor substrate 110 will be lifted off and stayed in the Hydrofluoric Acid solution. 
According to the Fig.3G, an n electrode 131 and a transparent conductive layer 128 are formed on the n-type conductive semiconductor layer 122 respectively. The transparent conductive layer 128 could be the ITO (Indium Tin Oxide), the Indium Zinc Oxide (IZO), or the other transparent metal layer. Seeing that the ITO or the IZO has the Ohmic contact with the n-type conductive semiconductor layer 122, the current from the n electrode 131 will distribute on the ITO layer 128 evenly and then the current will flow downward to the n-type conductive semiconductor layer 122. Consequently, the most part of the light emitting area can be efficiently utilized. 
Fig.4 represents the chip of LED that has been cut.
Since the transparent conductive material nowadays has the Ohmic contact with the n-type conductive semiconductor layer. In the present invention, the transparent conductive material such as the ITO or the IZO is formed on the n-type conductive semiconductor layer for ameliorating a variety of problems of LED and ameliorating the efficiency of LED. Because the illumination emitted from the n-type conductive semiconductor layer, it is suitable with the transparent conductive material has the Ohmic contact with the n-type conductive semiconductor layer. Owing to the Ohmic contact between the transparent conductive material and n-type conductive semiconductor layer, the current will diffuse in the transparent conductive material and n-type conductive semiconductor layer. Thus, the active emitting area of LED will increase. Additionally, a proper metal Ohmic contact layer and the metal substrate are formed on the p-type conductive semiconductor layer. The light emitted toward the p-type conductive semiconductor layer will be reflected toward the n-type conductive semiconductor layer via the metal substrate. Further, the metal substrate could be a p electrode and could promote the heat dissipation for LED. Furthermore, adopt the lift-off process for removing the semiconductor substrate could lift off between two different kinds of material of the layer. 
As is understood by a person skilled in the art, the foregoing preferred embodiments of the present invention are illustrated of the present invention rather than limiting of the present invention.  It is intended to cover various modifications and similar arrangements included within the spirit and scope of the appended claims, and the scope of which should be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and similar structure.  While the preferred embodiment of the invention has been illustrated and described, it will be appreciated that various changes can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
We Claim: 
1. A method for fabricating LED, said method comprises:
providing a semiconductor substrate;
forming a high etching selective ratio layer on said semiconductor substrate;
forming a light emitting structure on said high etching selective ratio layer, wherein said light emitting structure includes a n-type conductive semiconductor layer on said high etching selective ratio layer and a p-type conductive semiconductor layer on n-type conductive semiconductor layer;
forming a p-type Ohmic contact layer on said light emitting structure;
forming a metal substrate on said p-type Ohmic contact layer;
removing said semiconductor substrate and said high etching selective ratio layer;
forming a n-type contact electrode adjacent to said n-type conductive semiconductor layer; and
forming a transparent conductive layer adjacent to said n-type conductive semiconductor layer.
2.The method for fabricating LED as set forth in claim 1, wherein said semiconductor substrate includes the III-V compound semiconductor substrate.
3.The method for fabricating LED as set forth in claim 2, wherein said III-V compound semiconductor substrate includes GaAs.
4.The method for fabricating LED as set forth in claim 3, wherein said high etching selective ratio layer includes AlAs.
5.The method for fabricating LED as set forth in claim 2, wherein said III-V compound semiconductor substrate includes ZnSe, Si, Ge, GaSb, Inp, or GaP.
6.The method for fabricating LED as set forth in claim 5, wherein said high etching selective ratio layer includes AlAs or AlGaAs.
7. The method for fabricating LED as set forth in claim 1, said steps for forming said p-type Ohmic contact layer comprise:
forming a p-type metal contact layer on said p-type conductive semiconductor layer; and
said p-type metal contact layer being formed to be said p-type Ohmic contact layer by performing an annealing process. 
8.The method for fabricating LED as set forth in claim 2, said steps for removing said semiconductor substrate and said high etching selective ratio layer comprise:
cutting said III-V compound semiconductor substrate until said high etching selective ratio layer; and
lifting off said high etching selective ratio layer and said semiconductor substrate by Hydrofluoric Acid solution.
9.The method for fabricating LED as set forth in claim 1, wherein said transparent conductive layer includes Indium Tin Oxide (ITO).
10.The method for fabricating LED as set forth in claim 1, wherein said light emitting structure includes an active layer locating between said n-type conductive semiconductor layer and said p-type conductive semiconductor layer.
Abstract:
A high etching selective layer and a light emitting structure are formed subsequently on a semiconductor substrate.  Then, a p-type Ohmic contact layer and a metal substrate are formed subsequently on the light emitting structure.  The semiconductor substrate and the high etching selective layer are removed.  Next, an n-type electrode and a transparent conductive layer are formed adjacent to surface of the light emitting structure opposite to the metal layer.
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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