專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光元件、該半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法以及使用該半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，特別是，涉及一種紫外光的發(fā)光輸出功率(Po) 優(yōu)異的半導(dǎo)體發(fā)光元件。另外，本發(fā)明涉及該半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法以及使用該半導(dǎo) 體發(fā)光元件的燈。
背景技術(shù)：
由于使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光二極管(LED)為低耗電、長壽命且小型，因此廣 泛應(yīng)用于電子儀器中。發(fā)光二極管是將半導(dǎo)體發(fā)光元件與砲彈型、便攜式背光燈用途的邊 視型(Side view type)、用于顯示器中的頂視型(Top view type)等的各種透明罩或具有 熒光體的罩加以組合，并用作各種用途中的光源。作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，例如，有面朝上(face-up)型，其是在基板上依次層 疊η型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、ρ型半導(dǎo)體層而成。對P型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和η型半導(dǎo)體層的 一部分進(jìn)行蝕刻處理，從而在該η型半導(dǎo)體層上設(shè)置負(fù)極的同時，在ρ型半導(dǎo)體層上形成導(dǎo) 電膜等而作為正極，并為了與電路基板或弓I線框等電連接，在該正極上設(shè)置有鍵合焊盤等。作為形成由η型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、ρ型半導(dǎo)體層構(gòu)成的半導(dǎo)體層的化合物，有氮 化鎵系化合物、硒化鋅系化合物、磷化鎵系化合物、磷化銦系化合物或砷化鎵系化合物等。在此種半導(dǎo)體發(fā)光元件中，近年來作為藍(lán)色光發(fā)光元件的氮化鎵系化合物半導(dǎo)體 發(fā)光元件的定位越來越重要。氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件，是通過在以藍(lán)寶石單晶 為代表的、選自各種氧化物或III-V族化合物中的基板上，利用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法 (M0CVD法)或分子束外延法(MBE法)等，形成氮化鎵系化合物半導(dǎo)體而得到。在氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由于橫向的電流擴(kuò)散小，因此，電流只能注 入電極正下方的半導(dǎo)體中，當(dāng)電極不透明時，存在著由發(fā)光層發(fā)出的光被電極遮擋而不能 到達(dá)外部的問題。為此，通常作為氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件的正極使用透明電極，以 使光能夠通過正極。在這種透明電極中，一直使用Ni/Au或ITO等公知的透明導(dǎo)電材料。近年來，作 為透明電極，通常使用以透光性優(yōu)異的In2O3或ZnO等作為主成分的氧化物系材料。其中， ITO (銦錫氧化物)通過在In2O3中摻雜5 20質(zhì)量％的SnO2,能夠得到2X 10_4 Ω · cm左 右低電阻率的透明導(dǎo)電膜，因此，作為透明電極用材料最廣泛地被利用。然而，上述低電阻率的ITO膜是晶質(zhì)膜，根據(jù)基板溫度、環(huán)境氣體以及等離子體密 度的狀態(tài)等，結(jié)晶的狀態(tài)發(fā)生種種變化，有時在同一基板上出現(xiàn)晶質(zhì)膜和非晶質(zhì)膜混在的 情形。由于該晶質(zhì)膜和非晶質(zhì)膜的混在，會產(chǎn)生過蝕刻或蝕刻殘渣等的蝕刻不良，存在著高 精細(xì)化變得困難的問題。與此相對，正在探討在室溫附近形成ITO膜時，通過在濺射氣體中添加水或氫，形 成非晶質(zhì)狀態(tài)的ITO膜，對該ITO膜進(jìn)行蝕刻后，加熱而使之結(jié)晶化的方法。然而，若成膜 時添加水或氫，膜對基底基板的密接性降低，或者，所使用的ITO靶表面發(fā)生還原而產(chǎn)生大量的結(jié)節(jié)(nodule)，存在著成為發(fā)弧光(arching)等異常放電的原因的問題。另外，氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件比起藍(lán)色光，更作為短波長區(qū)域的紫外光 的發(fā)光元件而引人注目。對適合用于該紫外光發(fā)光元件的透明電極，也進(jìn)行了各種研究，但 由于ITO膜從400nm附近以下的波長區(qū)域開始吸收在膜中的光增多，因此在400nm以下的 波長區(qū)域下其透過率急劇減少。為此，當(dāng)作為發(fā)出紫外區(qū)域波長的光的發(fā)光元件的電極使 用ITO膜時，發(fā)光輸出功率低成為了問題。于是，探討了用IZ0(Indium Zinc Oxide 銦鋅氧化物、注冊商標(biāo))來代替上述 ITO0該IZO可通過室溫附近的成膜處理，能夠形成幾乎完整的非晶質(zhì)膜，因此，可通過作為 弱酸的草酸系蝕刻劑，在無殘渣等問題的情況下，容易地進(jìn)行蝕刻。進(jìn)而，由IZO構(gòu)成的靶 在濺射時，具有結(jié)節(jié)的發(fā)生少，發(fā)弧光等的具常放電少的優(yōu)點。與此相對，在專利文獻(xiàn)1中，提出了形成非晶質(zhì)的IZO膜并實施蝕刻處理后，進(jìn)行 結(jié)晶化的物質(zhì)作為透明電極使用，從而提高紫外區(qū)域(350nm 420nm)波長中的光的透過 率的方法。還記載有為了該非晶質(zhì)IZO膜的結(jié)晶化，必須進(jìn)行500°C 900°C溫度下的退火處 理的內(nèi)容。然而，如專利文獻(xiàn)2中的記載，當(dāng)在如此的高溫下進(jìn)行退火處理時，在導(dǎo)電氧化 膜與P型半導(dǎo)體層之間的界面附近產(chǎn)生元素的相互擴(kuò)散，不僅阻礙導(dǎo)電氧化膜的電阻率的 降低，還發(fā)現(xiàn)存在著導(dǎo)致P型半導(dǎo)體層電阻率的增大、導(dǎo)電氧化膜與P型半導(dǎo)體層之間接觸 電阻的增大的問題。特別是，P型半導(dǎo)體層中的鎵元素向透光性導(dǎo)電氧化膜中的擴(kuò)散，會阻 礙該電阻率或接觸電阻的低電阻化。另一方面，關(guān)于沒有通過退火處理進(jìn)行結(jié)晶化的非晶質(zhì)IZO膜，存在著波長400 450nm的可見光區(qū)域短波長側(cè)的透過率、即藍(lán)色光的透過率低的缺陷。專利文獻(xiàn)1 JP特開2007-287845號公報專利文獻(xiàn)2 JP特開2007-294578號公報非專利文獻(xiàn)1 “透明導(dǎo)電膜的技術(shù)(修訂2版)”、Ohmsha, Ltd、2006年12月20 日發(fā)行、p. 72 79

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明是鑒于上述事情完成的，其目的在于，提供一種能夠解決上述問題點、且能 夠有效地輸出藍(lán)色光或紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光元件以及使用該半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈。用于解決課題的方法本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一實施方式，是具有至少含ρ型半導(dǎo)體層的化合物半 導(dǎo)體層和設(shè)置在該P(yáng)型半導(dǎo)體層上的透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，通過由銦 和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜來形成所述透明電極。另外，在由銦和鎵構(gòu)成的氧化物中， 包含具有在這些組成中不可避免的雜質(zhì)的氧化物。優(yōu)選前述透明導(dǎo)電膜的鎵含量以Ga/dn+Ga)原子數(shù)比為0. 10 0. 35。另外，優(yōu)選前述透明導(dǎo)電膜為非晶質(zhì)，即沒有經(jīng)過結(jié)晶化。本發(fā)明半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一實施方式，是具有至少含ρ型半導(dǎo)體層的化合物半 導(dǎo)體層和設(shè)置在該P(yáng)型半導(dǎo)體層上的透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，通過由銦、
5鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜來形成所述透明電極，且該透明導(dǎo)電膜經(jīng)過了結(jié)晶化。 另外，在由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物中，包含具有在這些組成中不可避免的雜質(zhì)的氧化物。優(yōu)選前述透明導(dǎo)電膜的鎵含量以Ga/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 02 0. 30，優(yōu)選錫 含量以Sn/(In+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 01 0. 11。本發(fā)明適合用于半導(dǎo)體發(fā)光元件的化合物半導(dǎo)體層至少在350nm 500nm范圍具 有發(fā)光波長的半導(dǎo)體發(fā)光元件中。作為具有如此特性的化合物半導(dǎo)體層，典型的可舉出氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層。在本發(fā)明中，優(yōu)選前述透明導(dǎo)電膜在450nm附近的波長區(qū)域具有85%以上的透過率。另外，優(yōu)選前述透明導(dǎo)電膜在400nm附近的波長區(qū)域具有80%以上的透過率。進(jìn)而，優(yōu)選前述透明導(dǎo)電膜的表面電阻為20Ω/口(歐姆每方塊)以下，而且，優(yōu) 選前述透明導(dǎo)電膜的厚度為IOnm lOOOnm。 另外，優(yōu)選在前述透明電極上形成有保護(hù)層。本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件適合用于包括LED燈的燈中。另一方面，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，是具有至少含ρ型半導(dǎo)體層的 化合物半導(dǎo)體層和設(shè)置在該P(yáng)型半導(dǎo)體層上的透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其 特征在于，在前述P型半導(dǎo)體層上形成非晶質(zhì)狀態(tài)的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物膜，或形成非 晶質(zhì)狀態(tài)的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物膜，從而形成透明導(dǎo)電膜，然后，對前述透明導(dǎo)電膜 在200°C 480°C的溫度進(jìn)行退火處理。當(dāng)通過前述非晶質(zhì)狀態(tài)的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物形成前述透明導(dǎo)電膜時，通過前 述退火處理，在前述透明導(dǎo)電膜中生成微結(jié)晶，且維持其非晶質(zhì)狀態(tài)。另一方面，當(dāng)通過前述非晶質(zhì)狀態(tài)的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物形成前述透明導(dǎo) 電膜時，通過前述退火處理，使前述透明導(dǎo)電膜結(jié)晶化。該退火處理是在不含氧的環(huán)境中進(jìn)行，優(yōu)選在真空環(huán)境中或者在氮和氫的混合氣 體環(huán)境中進(jìn)行。在進(jìn)行前述退火處理之前，前述透明導(dǎo)電膜處于非晶質(zhì)狀態(tài)，可容易進(jìn)行圖案形 成。在前述退火處理后，優(yōu)選在前述透明導(dǎo)電膜上層疊保護(hù)層。發(fā)明效果本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，作為在其ρ型半導(dǎo)體層上設(shè)置的透明電極，使用通 過由銦和鎵構(gòu)成的氧化物、或者由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物形成，然后在較低的溫度下即在 200°C 480°C的溫度下進(jìn)行退火處理的透明導(dǎo)電膜。該透明導(dǎo)電膜在450nm附近的波長區(qū)域具有85%以上的透過率，且在400nm附近 的波長區(qū)域具有80%以上的透過率。因此，本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的透明電極，在藍(lán)色區(qū)域和 紫外區(qū)域的任意區(qū)域中，與使用IZO膜的以往的透明電極相比，在光透過性方面均優(yōu)異。如 此地，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的藍(lán)色光和紫外光的發(fā)光輸出功率與以往的半導(dǎo)體發(fā)光元 件相比更高，可以說其發(fā)光特性優(yōu)異。而且，與為了得到該效果必須在500°C 900°C的溫度下進(jìn)行退火處理的IZO膜相 比，在更低的溫度下即在200°C 480°C的溫度下進(jìn)行退火處理，因此，不會引起由于高溫的退火處理，P型半導(dǎo)體層中的鎵元素向透明導(dǎo)電膜中擴(kuò)散，由此阻礙電阻率或接觸電阻的 低電阻化的問題。為此，通過前述透明導(dǎo)電膜可得到藍(lán)色光和紫外光的發(fā)光特性優(yōu)異，且低 電阻的透明電極。 進(jìn)而，前述透明導(dǎo)電膜形成于ρ型半導(dǎo)體層上時處于非晶質(zhì)狀態(tài)，因此，其蝕刻性 優(yōu)異，可進(jìn)行高精細(xì)的圖案形成。


圖1是表示本發(fā)明半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的示意剖面圖。
圖2是圖1所示半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意平面圖。
圖3是表示氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的一例的示意剖面圖。
圖4是使用本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件構(gòu)成的燈的示意剖面圖。
圖5是實施例1的退火處理后透明導(dǎo)電膜的X射線衍射圖。
圖6是實施例2的退火處理后透明導(dǎo)電膜的X射線衍射圖。
附圖標(biāo)記的說明
1半導(dǎo)體發(fā)光元件
10,31 基板
11η型GaN層(η型半導(dǎo)體層)
12發(fā)光層
13P型GaN層(ρ型半導(dǎo)體層)
14正極(透光性電極)
15正極鍵合焊盤
16負(fù)極
30氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層
32GaN基底層(η型半導(dǎo)體層)
33η型GaN接觸層(η型半導(dǎo)體層)
34η型AlGaN包覆層(η型半導(dǎo)體層)
35發(fā)光層
36P型AlGaN包覆層(ρ型半導(dǎo)體層)
37P型GaN接觸層(ρ型半導(dǎo)體層)
40燈
具體實施例方式本發(fā)明人等為了解決上述問題進(jìn)行了悉心研究，其結(jié)果，發(fā)現(xiàn)由銦和鎵構(gòu)成的 氧化物的透明導(dǎo)電膜，或者由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，其在室溫附近的低 溫成膜中容易得到非晶質(zhì)狀態(tài)，因此，具有蝕刻性優(yōu)異的特點的同時，不僅在紫外區(qū)域 (350nm 420nm)，而且在藍(lán)色區(qū)域(400 450nm)的光透過性比IZO膜優(yōu)異。進(jìn)而，就為了得到上述透過性而對透明導(dǎo)電膜進(jìn)行的退火處理而言，得到了與在 IZO膜中所必須的500 V 900 V的溫度范圍相比，能夠在更低的溫度即可在200 V 480 V 左右的范圍進(jìn)行的結(jié)果。
7
即在IZO膜中，為了在藍(lán)色區(qū)域和紫外區(qū)域中得到足夠的光透過性，必須對非晶 質(zhì)的IZO膜在上述的高溫下進(jìn)行退火處理。由于該高溫的退火處理，導(dǎo)致P型半導(dǎo)體層中 的鎵元素向透光性導(dǎo)電氧化膜中擴(kuò)散，阻礙電阻率、接觸電阻的低電阻化。與此相對，本發(fā) 明的透明導(dǎo)電膜，可通過更低溫的退火處理，在藍(lán)色區(qū)域和紫外區(qū)域的任意區(qū)域中均可以 得到優(yōu)異的光透過性，因此，可實現(xiàn)低電阻，且能夠有效地輸出藍(lán)色光和紫外光。具有該透 明導(dǎo)電膜的本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其藍(lán)色光和紫外光的發(fā)光輸出功率高。于是，本發(fā)明人等，根據(jù)若將上述透明導(dǎo)電膜用作半導(dǎo)體發(fā)光元件的透明電極 (正極)，則由半導(dǎo)體發(fā)光元件的透明電極吸收的藍(lán)色或紫外區(qū)域波長的光少，能夠有效地 發(fā)出藍(lán)色或紫外光，能夠得到藍(lán)色或紫外光的發(fā)光輸出功率高的半導(dǎo)體發(fā)光元件的見解， 完成了本發(fā)明。本發(fā)明適合用于面朝上(face-up)型的半導(dǎo)體發(fā)光元件，即包括在基板上依次層 疊η型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、ρ型半導(dǎo)體層而形成化合物半導(dǎo)體層并在該化合物半導(dǎo)體層上形 成透明電極的、具有至少含P型半導(dǎo)體層的化合物半導(dǎo)體層和設(shè)置在該P(yáng)型半導(dǎo)體層上的 透明電極的各種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光元件中。本發(fā)明的特征在于，該透明電極是由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，或者是 由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，且通過在200°C 480°C的溫度下進(jìn)行退火處理 而形成，以此來代替以往的IZO膜。下面，以該特征為中心，詳細(xì)說明本發(fā)明。1.透明電極(透明導(dǎo)電膜)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在ρ型半導(dǎo)體層13上作為透明電極14 (正極)形成 有由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，或者形成有由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo) 電膜(圖1)。更具體地講，上述透明導(dǎo)電膜是直接形成于ρ型半導(dǎo)體層13上或者通過金屬層等 形成于P型半導(dǎo)體層13上。在透明電極14和ρ型半導(dǎo)體層13之間夾持金屬層時，可降低 半導(dǎo)體發(fā)光元件1的驅(qū)動電壓(Vf)，但另一方面，透過率減少從而導(dǎo)致發(fā)光輸出功率的降 低。因此，根據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光元件的用途等，平衡驅(qū)動電壓(Vf)和輸出功率，適當(dāng)?shù)嘏袛嗍欠?br> 設(shè)置金屬層。另外，作為金屬層，通常使用選自Ni、Ni氧化物、Pt、Pd、Ru、Rh、Re、0s中的一種以 上的金屬。(組成)本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜中，由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜中的鎵含量，以Ga/ (In+Ga)原子數(shù)比優(yōu)選為0. 10 0. 35的范圍。當(dāng)該原子數(shù)比低于0. 10時，雖然在室溫或低溫下成膜的上述透明導(dǎo)電膜的電阻 率會更低，但有時通過濕式蝕刻進(jìn)行的圖案形成變得困難。另一方面，若超過0. 35，作為本 發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的透明電極，上述透明導(dǎo)電膜的電阻率變高。另外，為了得到上述半 導(dǎo)體發(fā)光元件的優(yōu)異的發(fā)光特性，有效的方法是對上述透明導(dǎo)電膜進(jìn)行退火處理，但鎵的 含量越高，必須將退火處理溫度設(shè)定為越高。因此，當(dāng)上述原子數(shù)比超過0. 35時，必須在超 過500°C的高溫下進(jìn)行透明導(dǎo)電膜的退火處理，其結(jié)果，使透明電極的表面電阻和接觸電阻 增大，其低電阻化變得困難。另外，在本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜中，當(dāng)為由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電
8膜時，鎵含量以Ga/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比優(yōu)選為0. 02 0. 30的范圍，且錫含量以Sn/ (In+Ga+Sn)原子數(shù)比優(yōu)選為0. 01 0. 11的范圍。關(guān)于組成范圍的限定，與由銦和鎵構(gòu)成 的氧化物的透明導(dǎo)電膜的情況相同，但在進(jìn)一步添加錫的情況下，其組成范圍偏向更低鎵 量側(cè)。另外，適宜組成范圍的錫的添加，特別是會帶來結(jié)晶化的透明導(dǎo)電膜的低電阻化效 果，而且，對提高紫外區(qū)域的光透過性也有效。當(dāng)該原子數(shù)比小于0.01時，不能充分發(fā)揮這些效果，另一方面，當(dāng)超過0. 11時，添 加過量的錫會帶來效果的減弱。另外，在上述組成的透明導(dǎo)電膜中，有時不可避免地含有因制作該透明導(dǎo)電膜所 使用的靶材料的原料引起的雜質(zhì)、或由在該靶材料的制造工序中使用的成形裝置等混入的 雜質(zhì)等。(膜厚)為了實現(xiàn)低電阻率且高透過率，優(yōu)選上述透明導(dǎo)電膜的膜厚在IOnm IOOOOnm的 范圍，更優(yōu)選為IOOnm IOOOnm的范圍。而且，從生產(chǎn)成本的觀點出發(fā)，上述透明導(dǎo)電膜的 膜厚優(yōu)選為IOOOnm以下。(特性)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中的透明電極，通過經(jīng)歷后述的退火處理，在450nm附 近的波長區(qū)域具有85%以上、優(yōu)選具有90%以上的透過率，且在400nm附近的波長區(qū)域具 有80%以上、更優(yōu)選具有85%以上的透過率。如此地，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件不僅在紫 外區(qū)域(350 420nm)，而且在藍(lán)色區(qū)域(400 450nm)中也具有有效的發(fā)光特性。因此，當(dāng)化合物半導(dǎo)體層至少在350nm 500nm的范圍具有發(fā)光波長時，適合使 用本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件。即、本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件不僅有效地提高在紫外區(qū)域 (350nm 420nm)中具有中心波長的半導(dǎo)體發(fā)光元件的光提取效率(light extraction efficiency)，而且，例如即使是中心波長為400 450nm左右的藍(lán)色區(qū)域的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，只要在350nm 420nm中具有發(fā)光區(qū)域，則也能夠提高光提取效率。另外，如后述，由于本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件經(jīng)過低溫的退火處理，因此，不會產(chǎn) 生阻礙透明導(dǎo)電膜的表面電阻或接觸電阻的低電阻化的問題，例如，能夠?qū)⑶笆鐾该鲗?dǎo)電 膜的表面電阻維持在20 Ω / 口以下，從而雖然透明電極自身的透過率提高，也不會產(chǎn)生因 低電阻化受到了阻礙而導(dǎo)致半導(dǎo)體發(fā)光元件在上述區(qū)域中的發(fā)光輸出功率降低等問題。2.透明電極的制造(透明導(dǎo)電膜的成膜)下面，說明透明電極的制造，S卩，說明在ρ型半導(dǎo)體層上形成由銦和鎵構(gòu)成的氧化 物的透明導(dǎo)電膜、或形成由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜的方法。首先，在ρ型半導(dǎo)體層的整個區(qū)域上，形成非晶質(zhì)狀態(tài)的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物 的透明導(dǎo)電膜，或形成由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜。作為上述透明導(dǎo)電膜的成膜方法，只要是可形成非晶質(zhì)狀態(tài)膜的方法即可，可采 用在薄膜的成膜中使用的任何公知的方法。例如，可采用濺射法或真空蒸鍍法等的方法來 進(jìn)行成膜，但與真空蒸鍍法相比，更優(yōu)選采用成膜時產(chǎn)生的粒子或微塵少的濺射法。另外， 當(dāng)使用濺射法時，為了以更高的成膜速率形成良好品質(zhì)的非晶質(zhì)膜，優(yōu)選采用DC磁控管濺 射法來形成通過由銦和鎵構(gòu)成的氧化物燒結(jié)體，或者通過由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物燒結(jié)
9體形成的濺射靶。當(dāng)上述靶為由銦和鎵構(gòu)成的氧化物燒結(jié)體的情況下，優(yōu)選鎵含量以Ga/dn+Ga) 原子數(shù)比為0. 10 0. 35，且紅綠柱石(bixbite)型結(jié)構(gòu)的In2O3相成為主要的結(jié)晶相， β -Ga2O3型結(jié)構(gòu)的GaInO3相、或GaInO3相和(Ga，Ιη)203相以平均粒徑5 μ m以下的結(jié)晶粒 微細(xì)分散在其中的氧化物燒結(jié)體。另外，當(dāng)上述靶為由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物燒結(jié)體的情況下，優(yōu)選鎵含量以Ga/ (In+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 02 0. 30，錫含量以Sn/(In+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 01 0. 11， 且紅綠柱石型結(jié)構(gòu)的In2O3相成為主要的結(jié)晶相，β -Ga2O3型結(jié)構(gòu)的GaInO3相、或GaInO3 相和(Ga，In) 303相以平均粒徑5μπι以下的結(jié)晶粒微細(xì)分散在其中的氧化物燒結(jié)體。通過 添加錫，認(rèn)為大多數(shù)Sn置換了上述GaInO3相中的Ga或In位置(site)，當(dāng)由于超過相對 于GaInO3相的固溶度極限、或由于在燒結(jié)體制造過程中形成了組成局部不均勻的部分等理 由，存在未置換的Sn時，通常會生成一些用通式Ga3_xIn5+xSn2016(0. 3 < χ < 1. 5)表示的正 方形晶體的復(fù)合氧化物相等，但優(yōu)選該相也以平均粒徑5μπι以下的結(jié)晶粒進(jìn)行微細(xì)分散。通過使用如此結(jié)構(gòu)的靶，非晶質(zhì)膜的形成變得容易。具體地講，本發(fā)明的透明導(dǎo) 電膜中，通過由銦和鎵構(gòu)成的氧化物透明導(dǎo)電膜，可得到鎵含量以Ga/dn+Ga)原子數(shù)比為 0. 10 0. 35范圍的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜。另外，當(dāng)為由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物透明導(dǎo)電膜 的情況下，可得到鎵含量以Ga/(In+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 02 0. 30范圍，且錫含量以Sn/ (In+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 01 0. 11范圍的非晶質(zhì)透明導(dǎo)電膜。另外，當(dāng)使用該靶時，幾乎不會發(fā)生結(jié)節(jié)(nodule)。另外，為了減少等離子體對P 型半導(dǎo)體層的損傷，優(yōu)選濺射的放電功率為1000W以下。成膜剛剛結(jié)束后的本發(fā)明的透明導(dǎo)電膜為非晶質(zhì)。其結(jié)晶化溫度為220°C以上，與 通常的ITO的約190°C結(jié)晶化溫度相比，為非常高的高溫，因此，不會存在微結(jié)晶等，成為完 整的非晶質(zhì)狀態(tài)。(圖案形成)如此成膜的非晶質(zhì)狀態(tài)的上述透明導(dǎo)電膜，通過采用公知的光刻法和蝕刻，對ρ 型半導(dǎo)體層上的除了形成透明電極的區(qū)域即除了正極形成區(qū)域的區(qū)域形成圖案，成為僅在 正極形成區(qū)域上形成的狀態(tài)。上述透明導(dǎo)電膜的圖案形成，優(yōu)選在進(jìn)行后述的退火處理之前進(jìn)行。由于退火處 理前的上述透明導(dǎo)電膜為非晶質(zhì)狀態(tài)，因此，可采用包括弱酸的草酸系蝕刻劑的公知的蝕 刻液，在無殘渣問題的情況下，容易地以良好的精度進(jìn)行蝕刻。另外，上述透明導(dǎo)電膜的蝕 刻可采用干式蝕刻裝置來進(jìn)行。(退火處理)在本發(fā)明中，對上述由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜、或者對由包含銦、鎵和 錫的氧化物構(gòu)成的透明導(dǎo)電膜形成圖案后，在200°C 480°C范圍的溫度下進(jìn)行退火處理。在該低溫的退火處理中，就由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜而言，有必要根 據(jù)鎵量，在上述溫度范圍內(nèi)選擇適宜的溫度，以控制成能夠在無結(jié)晶化的狀態(tài)下維持非晶 質(zhì)狀態(tài)。該非晶質(zhì)狀態(tài)的透明導(dǎo)電膜，成為生成有雖通過X射線衍射無法觀察到但可通過 AFM(Atomic Force Microscope，原子間力顯微鏡)等微觀的膜表面觀察確認(rèn)的程度的微結(jié) 晶(極微小的單晶)的狀態(tài)。該微結(jié)晶僅由鎵發(fā)生固溶的氧化銦相構(gòu)成，為在非晶質(zhì)膜中部分結(jié)晶析出的形式。當(dāng)將退火處理停留在生成微結(jié)晶的溫度時，因氧欠缺發(fā)生的載體電 子增加，而且能夠消除在室溫附近的低能量下的成膜中生成的、對載體電子的生成沒有幫 助的單純的缺陷，有助于新的載體電子的生成(或移動度的提高)，能夠充分發(fā)揮低電阻率 的效果。如此地，通過使透明導(dǎo)電膜停留在透明導(dǎo)電膜中生成無法由X射線衍射觀察到的 程度的微結(jié)晶的狀態(tài)，不僅在藍(lán)色區(qū)域(400 450nm)，而且在紫外區(qū)域(350nm 420nm) 波長中，能夠提高光透過率，進(jìn)而，也可提高與P型半導(dǎo)體層之間的接觸性。另外，不優(yōu)選使 上述透明導(dǎo)電膜完全結(jié)晶化。這是因為，當(dāng)完全結(jié)晶化時，由于晶格的限制，不允許生成如 非晶質(zhì)狀態(tài)下的大量的氧欠缺，載體電子減少，電阻率增大的緣故。而且，由于載體電子的 減少，表觀帶隙(band gap)減少，透過率降低。另一方面，當(dāng)為由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜的情況下，通過該低溫的 退火處理，優(yōu)選一直維持該非晶質(zhì)狀態(tài)，但更優(yōu)選使非晶質(zhì)狀態(tài)的透明導(dǎo)電膜結(jié)晶化。通 過該結(jié)晶化，同樣，不僅在藍(lán)色區(qū)域(400 450nm)，而且在紫外區(qū)域(350nm 420nm)波 長中能夠提高光透過率。另外，結(jié)晶化的透明導(dǎo)電膜僅由鎵發(fā)生固溶的氧化銦相構(gòu)成。燒 結(jié)體基本上由In2O3相和GaInO3相構(gòu)成，根據(jù)需要，還含有用通式Ga3_xIn5+xSn2016(0. 3 < χ < 1.5)表示的正方形晶體的復(fù)合氧化物相，與此相對，在薄膜中則不形成GaInO3相或 Ga3_xIn5+xSn2016(0. 3 < χ < 1. 5)相。其理由可舉出，形成上述兩相需要極高的能量、在薄膜 中鎵對氧化銦相的固溶度極限與燒結(jié)體相比格外寬的原因。通過上述的結(jié)晶化帶來的紫外區(qū)域波長中光透過率的提高，可通過添加錫的結(jié)晶 膜中載體電子的顯著增加效果來說明。即通過結(jié)晶化，形成氧化銦相，此時若添加有錫， 由四價的錫置換三價的銦(鎵)的位置(site)，從而進(jìn)一步生成載體電子。如此地，當(dāng) 通過錫的位置置換來生成載體電子時，若將通過氧欠缺生成的載體電子包括在內(nèi)，則載體 電子濃度增加至IO21CnT3左右。通過該載體電子濃度的增加，載體電子的一部分占有傳導(dǎo) 帶底部，表觀帶隙變得比原先大。如非專利文獻(xiàn)1的記載，該現(xiàn)象被稱作莫斯-布爾斯坦 (Burstein-Moss :BM)位移。由此，電子的光學(xué)遷移所必要的能量變大。即、更能使紫外區(qū) 域的光透過。因此，通過該低溫下的退火處理，在維持透明導(dǎo)電膜的非晶質(zhì)狀態(tài)的同時，能夠使 通過X射線衍射無法觀察到的程度的微結(jié)晶生成，或者能夠使透明導(dǎo)電膜結(jié)晶化，由此能 夠提高紫外區(qū)域的透過率的機(jī)理，推斷是上述透明導(dǎo)電膜的帶隙變大所帶來的。之所以將上述透明導(dǎo)電膜的退火處理溫度設(shè)定為200°C 480°C，是因為若在低 于200°C的溫度下進(jìn)行退火處理時，有無法在上述透明導(dǎo)電膜中生成微結(jié)晶或無法使上述 透明導(dǎo)電膜充分結(jié)晶化之慮，有可能產(chǎn)生無法充分提高上述透明導(dǎo)電膜在紫外區(qū)域中的光 透過率的現(xiàn)象。另一方面，若在超過480°C的溫度下進(jìn)行退火處理時，產(chǎn)生ρ型半導(dǎo)體層中 的鎵元素向透明導(dǎo)電膜中擴(kuò)散的現(xiàn)象，導(dǎo)致阻礙電阻率和接觸電阻的低電阻化的問題。另外，在專利文獻(xiàn)2中記載了對ΙΤ0、AZO、IZO、GZO等的透明導(dǎo)電膜，與激光退火 處理的同時，在200°C 300°C溫度下進(jìn)行退火處理的內(nèi)容，相比于本發(fā)明，其退火處理中 的上限溫度設(shè)定為更低。這是因為專利文獻(xiàn)2中例舉的透明導(dǎo)電膜的鎵量低的緣故。本發(fā) 明的透明導(dǎo)電膜的鎵含量較多，因此，推測P型半導(dǎo)體層中的鎵擴(kuò)散的驅(qū)動力降低，即使在 更高的溫度下也不會引起上述問題。
11
另外，優(yōu)選上述透明導(dǎo)電膜的退火處理是在不含氧的環(huán)境中進(jìn)行，作為不含氧的 環(huán)境，可舉出真空環(huán)境、氮環(huán)境等的非活性氣體環(huán)境或氮等非活性氣體和氫的混合氣體環(huán)境 ο若將上述透明導(dǎo)電膜的退火處理在真空環(huán)境中、氮環(huán)境中、或氮和氫的混合氣體 環(huán)境中進(jìn)行，則在上述透明導(dǎo)電膜中生成微結(jié)晶或使透明導(dǎo)電膜結(jié)晶化的同時，能夠有效 地減少上述透明導(dǎo)電膜的方塊電阻(sheet resistance) 0特別是，當(dāng)希望降低上述透明導(dǎo) 電膜的方塊電阻時，優(yōu)選將退火處理在氮和氫的混合氣體環(huán)境中進(jìn)行?；旌蠚怏w環(huán)境中的 氮和氫的比率，可從適合于所形成的非晶質(zhì)膜的氧含量的100 1 1 100范圍中選擇 任意比率。與此相對，例如在含氧的環(huán)境中以300°C以上的高溫進(jìn)行退火處理時，上述透明導(dǎo) 電膜的表面電阻增加。若在含氧環(huán)境中進(jìn)行退火處理時上述透明導(dǎo)電膜的表面電阻上升的 原因，認(rèn)為是上述透明導(dǎo)電膜中的氧空穴減少的緣故。之所以上述透明導(dǎo)電膜顯示導(dǎo)電性， 是由于氧空穴存在于上述透明導(dǎo)電膜中，從而產(chǎn)生作為載體的電子的緣故。因此，認(rèn)為由于 含氧環(huán)境中的退火處理，載體電子的發(fā)生源即氧空穴減少，上述透明導(dǎo)電膜的載體濃度降 低，表面電阻升高。另外，作為不含氧的環(huán)境，選擇氮環(huán)境等非活性氣體環(huán)境而進(jìn)行退火處理時，萬一 存在殘留氧，則導(dǎo)致如上所述的表面電阻的增大。為了避免該現(xiàn)象，有效的方法是先對用 于退火處理的爐內(nèi)至少抽真空至IOPa以下后，流入純度4N以上的高純度氮的方法。另外， 也優(yōu)選向氮?dú)馓砑託錃舛{(diào)整為混合氣體環(huán)境的方法。這是因為通過氫氣能夠達(dá)到還原效 果，這不僅是對退火處理所使用的爐內(nèi)抽真空的情況，而且對沒有抽真空的情況當(dāng)然也有 效。另外，作為在上述透明導(dǎo)電膜中生成微結(jié)晶或使上述透明導(dǎo)電膜結(jié)晶化的退火處 理，可使用任意的方法，例如，也可通過使用RTA退火爐的方法、進(jìn)行激光退火的方法、進(jìn)行 電子射線照射的方法等來進(jìn)行退火處理。另外，當(dāng)通過退火處理進(jìn)行結(jié)晶化時，透明導(dǎo)電膜和非晶質(zhì)的膜相比，與ρ型半導(dǎo) 體層或后述的正極鍵合焊盤的密接性良好，具有在半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造過程等中能夠防 止因剝離引起的收率降低的優(yōu)點。另外，經(jīng)過結(jié)晶化的透明導(dǎo)電膜與空氣中水分的反應(yīng)減 少，因此，還具有在長時間的耐久性試驗中特性劣化小的優(yōu)點。3.半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)如上所述地，本發(fā)明半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)適用于在ρ型半導(dǎo)體層13上形成透明 電極14的結(jié)構(gòu)的通常的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，對其結(jié)構(gòu)未作任何限定。即、本發(fā)明廣泛適用 于上述結(jié)構(gòu)的公知的半導(dǎo)體發(fā)光元件中。但為了便于理解本發(fā)明，下面簡單說明本發(fā)明適 用的半導(dǎo)體發(fā)光元件通常的結(jié)構(gòu)。(基板)作為基板10未作任何的限定，可使用藍(lán)寶石單晶(Al2O3 ；A面、C面、M面、R面)、 尖晶石單晶(MgAl2O4) ,ZnO單晶、LiAlO2單晶、LiGaO2單晶、MgO單晶等的氧化物單晶；Si單 晶、SiC單晶、GaAs單晶、AlN單晶、GaN單晶和&B2等硼化物單晶等公知的基板材料。另外，對基板的面方位無特別的限定。而且，作為基板，既可以是平整的基板(” ^ ^卜基板)，也可以是帶偏離角(才7角，off angle)的基板。
(化合物半導(dǎo)體層)作為化合物半導(dǎo)體層，優(yōu)選氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層、硒化鋅系化合物半導(dǎo)體、磷 化鎵系化合物半導(dǎo)體、磷化銦系化合物半導(dǎo)體、或砷化鎵系化合物半導(dǎo)體等，特別優(yōu)選氮化 鎵系化合物半導(dǎo)體。例如，在面朝上(face-up)型的結(jié)構(gòu)中，氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層是通過將η型 GaN層、發(fā)光層以及ρ型GaN層依次層疊在基板上而形成。具體地講，氮化鎵系化合物半導(dǎo) 體層30，是通過在基板31上層疊由AlN構(gòu)成的緩沖層、GaN基底層32 (η型半導(dǎo)體層)、η型 GaN接觸層33 (η型半導(dǎo)體層)、η型AlGaN包覆層34 (η型半導(dǎo)體層)、由InGaN構(gòu)成的發(fā) 光層35、ρ型AlGaN包覆層36 (ρ型半導(dǎo)體層)、ρ型GaN接觸層37 (ρ型半導(dǎo)體層)而構(gòu)成 (圖3)。其中，作為氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層，已有各種眾所周知的結(jié)構(gòu)，可任意地使用這 些，并沒有任何的限定。特別是，ρ型半導(dǎo)體層可使用載體濃度為通常的濃度的半導(dǎo)體層即可，即使使用載 體濃度較低的半導(dǎo)體層，例如，即使使用ι χ IO17Cm-3左右的P型GaN層的情況下，也可以將 構(gòu)成本發(fā)明的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜或由含有銦、鎵和錫的氧化物構(gòu)成的透 明導(dǎo)電膜作為透明電極使用。作為氮化鎵系化合物半導(dǎo)體，眾所周知的例如有通式AlxInyGai_x_yN(0彡χ < 1， 0^y<l,0^x+y<l)表示的各種組成的半導(dǎo)體，作為本發(fā)明的化合物半導(dǎo)體層，可使用 該組成的各種半導(dǎo)體，并沒有任何的限定。對這些氮化鎵系化合物半導(dǎo)體的生長方法未作特別的限定，可使用MOCVD法(有 機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法)、HVPE法(氫化物氣相外延法)或MBE法(分子束外延法)等作 為能夠使III族氮化物半導(dǎo)體生長的方法所公知的所有方法。作為優(yōu)選的生長方法，從膜 厚控制性、量產(chǎn)性的觀點出發(fā)，優(yōu)選MOCVD法。在MOCVD法中，作為載氣使用氫或氮；作為III族原料即Ga源使用三甲基鎵(TMG) 或三乙基鎵(TEG)；作為Al源使用三甲基鋁(TMA)或三乙基鋁(TEA)；作為In源使用三甲 基銦(TMI)或三乙基銦(TEI)；作為V族原料的N源，使用氨(NH3)、胼(N2H4)等。另外，就 摻雜劑而言，在η型中作為Si原料使用單硅烷(SiH4)或二硅烷(Si2H6)，作為Ge原料使用 鍺烷氣體(GeH4),在ρ型中，作為Mg原料例如使用雙(環(huán)戊二烯)鎂(Cp2Mg)或二(乙基 環(huán)戊二烯)鎂((EtCp) 2Mg)。另外，本發(fā)明并不限定于上述氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層，只要是具有發(fā)光波長即 可，可用于具有任意的化合物半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體發(fā)光元件中。(負(fù)極)負(fù)極16是在上述透明導(dǎo)電膜的形成、或上述透明導(dǎo)電膜的形成和退火處理后，例 如通過對P型半導(dǎo)體層13、發(fā)光層12以及η型半導(dǎo)體層11的一部分進(jìn)行蝕刻去除，從而設(shè) 置在露出的η型半導(dǎo)體層11上(圖1、圖2)。作為負(fù)極，例如，由Ti/Au構(gòu)成的負(fù)極等各種 組成和結(jié)構(gòu)已眾所周知，可使用這些公知的負(fù)極而沒有特別的限定。(正極鍵合焊盤)在作為正極的上述透明導(dǎo)電膜層上的一部分中，設(shè)置用于與電路基板或引線框等 電連接的正極鍵合焊盤。作為正極鍵合焊盤，公知的是使用Au、Al、M和Cu等材料的各種 結(jié)構(gòu)，可使用這些公知的材料、結(jié)構(gòu)的鍵合焊盤，未作任何的限定。另外。優(yōu)選正極鍵合焊
13盤的厚度在100 IOOOnm的范圍內(nèi)。而且，從鍵合焊盤的特性上，厚度越厚者，其粘結(jié)性能 (bondability)越高，因此，更優(yōu)選正極鍵合焊盤的厚度為300nm以上。進(jìn)而，從制造成本的 觀點考慮，優(yōu)選為500nm以下。(保護(hù)層)為了防止由上述透明導(dǎo)電膜構(gòu)成的透明電極(正極)的氧化，優(yōu)選以覆蓋除了形 成正極鍵合焊盤的區(qū)域的上述透明導(dǎo)電膜的整個區(qū)域的形式，形成保護(hù)層膜。優(yōu)選該保護(hù)層由透光性優(yōu)異的材料形成，為了防止ρ型半導(dǎo)體層和η型半導(dǎo)體層 之間的漏電，優(yōu)選由具有絕緣性的材料形成。作為構(gòu)成保護(hù)層的材料，例如，優(yōu)選使用SiO2 或Al2O3等。另外，保護(hù)層的膜厚只要能夠防止上述透明導(dǎo)電膜的氧化、且透光性優(yōu)異的膜 厚即可，具體地講，例如優(yōu)選2nm 500nm的膜厚。(使用半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件，例如采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，通過設(shè)置透明 罩而構(gòu)成燈。另外，也可以將本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件與具有熒光體的罩加以組合，從而構(gòu) 成白色的燈。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件可通過以往公知的方法，可作成LED燈，未作特別 的限定。作為燈，可用于通常用途的炮彈型、便攜式背光燈用途的邊視型、用于顯示器中的 頂視型等，可用于任意用途中。圖4是用于說明本發(fā)明燈的一例的示意構(gòu)成圖，燈40是將面朝上(face-up)型的 本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件以炮彈型安裝的燈。該燈40中，在框架41、42的一側(cè)，通過樹脂 等粘接圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件1，而且正極鍵合焊盤15和負(fù)極16通過由金等材質(zhì)構(gòu)成 的電線43、44分別接合在框架41、42上。另外，在半導(dǎo)體發(fā)光元件1的周圍，形成有由透明 樹脂構(gòu)成的模型(mould) 45。
實施例下面，根據(jù)實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。[實施例1](氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的制造)通過以下所示的方法，制造氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層。S卩、在由藍(lán)寶石的c面((0001)結(jié)晶面)構(gòu)成的基板上，通過由AlN構(gòu)成的緩沖層， 依次層疊未摻雜GaN基底層(層厚2000nm)、Si摻雜η型GaN接觸層(層厚2000nm、載體濃度 =1 X IO19CnT3)、Si 摻雜 η 型 Al0.07G0.93N 包覆層(層厚 12. 5nm、載體濃度=1 X 1018cm_3)、由 6 層的Si摻雜GaN阻擋層(層厚14. Onm、載體濃度=IXlO18cnT3)和5層的未摻雜Ina2tlGaa8tlN 的井層(層厚2. 5nm)構(gòu)成的多層量子結(jié)構(gòu)的發(fā)光層、Mg摻雜ρ型Alatl7Ga93N包覆層(層厚 IOnm)、以及Mg摻雜ρ型GaN接觸層(層厚IOOnm)。另外，通過減壓MOCVD方法使上述氮化 鎵系化合物半導(dǎo)體層的層疊結(jié)構(gòu)體的各構(gòu)成層生長。(半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造)接著，利用所得到的氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層，制作氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光 元件。首先，使用HF和HC1，洗凈氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的ρ型GaN接觸層表面，在該ρ 型GaN接觸層上，通過DC磁控管濺射，形成膜厚220nm的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)
14電膜。在上述透明導(dǎo)電膜的濺射中，使用鎵含量以Ga/dn+Ga)原子數(shù)比為0. 15的氧化 物燒結(jié)體靶。另外，濺射成膜是，導(dǎo)入75SCCm的Ar氣體和25sCCm的Ar_10% O2混合氣體， 將所有的氣體壓力調(diào)整為0. 3Pa，并將基板溫度調(diào)整為室溫而進(jìn)行。對通過上述方法形成的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作 “GI015”)，使用紫外可見分光光度計(日本分光制造的V-570)，測定透過率。透過率的值是 減去僅測定玻璃基板的透過率而得到的光透過空白值而算出。GI015膜在非晶質(zhì)狀態(tài)下的 透過率，于450nm附近的波長區(qū)域為90%以上，于400nm附近的波長區(qū)域為75%以上。通 過(三菱化學(xué)制造的LORESTA-EP MCP-T360)來測定。方塊電阻為24Ω/口。另外，通過X 射線衍射(XRD)法測定，可確認(rèn)由上述方法形成的成膜剛剛結(jié)束后的GI015膜為非晶質(zhì)。然后，通過采用光刻法和以草酸為主的弱酸進(jìn)行的濕式蝕刻，對非晶質(zhì)狀態(tài)的 GI015膜形成圖案，達(dá)到僅在ρ型GaN接觸層上的正極形成區(qū)域中形成GI015膜的狀態(tài)。對 非晶質(zhì)GI015膜的蝕刻，是以約40nm/min的蝕刻速率進(jìn)行。對GI015膜形成圖案后，利用RTA退火爐，在氮?dú)怏w環(huán)境中，于250°C下進(jìn)行Imin 的退火處理。與退火處理之前同樣地進(jìn)行測定，其結(jié)果，退火處理后的GI015膜在450nm附近的 波長區(qū)域具有高透光性，在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上。進(jìn)而，在400nm附近的波 長區(qū)域，其透光性也得以改善，在400nm波長區(qū)域的透過率為80%以上。另外，GI015膜的方塊電阻為18Ω/ 口。而且，通過X射線衍射(XRD)法對退火處 理后的GI015膜進(jìn)行測定。圖5是表示退火處理后GI015膜的X射線衍射(XRD)結(jié)果的圖 表，其橫軸表示衍射角(2Θ ))，縱軸表示衍射強(qiáng)度(cps)。其結(jié)果，如圖5所示，在退火處 理后的XRD測定中，也確認(rèn)了 GI015膜為非晶質(zhì)。另外，通過原子間力顯微鏡(AFM、Digital Instruments制造的Nanoscope III)的膜表面觀察，確認(rèn)了通過退火處理形成有微結(jié)晶。接著，對形成η型電極的區(qū)域?qū)嵤└墒轿g刻，僅在該區(qū)域中露出Si摻雜η型GaN 接觸層的表面。然后，利用真空蒸鍍法，在GI015膜層(正極)上的一部分以及Si摻雜η 型GaN接觸層上，依次層疊由Cr構(gòu)成的第一層(層厚40nm)、由Ti構(gòu)成的第二層(層厚 IOOnm)、由Au構(gòu)成的第三層(層厚400nm)，并分別形成正極鍵合焊盤和負(fù)極。形成正極鍵 合焊盤和負(fù)極后，通過金剛石微粒等的研磨粒對由藍(lán)寶石形成的基板背面進(jìn)行研磨，最終 加工成鏡面。然后，裁剪層疊結(jié)構(gòu)體，分離成350 μ mX 350 μ m的正方形的單個芯片，得到半 導(dǎo)體發(fā)光元件。(驅(qū)動電壓(Vf)和發(fā)光輸出功率(Po)的測定)將如上所述得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件(芯片)載置于引線框上，并通過金(Au)線與 引線框連接。然后，通過由探針進(jìn)行的通電，測定半導(dǎo)體發(fā)光元件在電流施加值為20mA下 的順時針方向電壓(驅(qū)動電壓Vf)。另外，通過通常的積分球測定發(fā)光輸出功率(Po)和發(fā) 光波長。關(guān)于發(fā)光面的發(fā)光分布，確認(rèn)了在正極的整個面上發(fā)光。另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件在 460nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且Vf為3. 2V、Po為12mW，顯示出良好的值。[實施例2]除了將形成于氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的P型GaN接觸層上的透明導(dǎo)電膜變更為
15由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜、并將對上述透明導(dǎo)電膜形成圖案后的退火處理 溫度調(diào)整為400°C、以及在退火處理之前對爐內(nèi)抽真空至IPa以下后流入純度4N的高純度 氮?dú)庖酝?，與實施例1相同地操作，制作出半導(dǎo)體發(fā)光元件。此處，在上述透明導(dǎo)電膜的濺射中，使用鎵含量以Ga/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為 0. 15、以及錫含量以Sn/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 05的氧化物燒結(jié)體靶。通過上述方法形成的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作 “GIT015”)，其在退火處理前于450nm波長區(qū)域的透過率為85%以上，在400nm附近波長區(qū) 域具有75%以上的較高的透過率，但其表面電阻為30 Ω / □，稍微高。另外，通過X射線衍 射(XRD)法測定，可確認(rèn)由上述方法形成的剛剛成膜后的GIT015膜為非晶質(zhì)。與此相對，退火處理剛剛結(jié)束后的GIT015膜在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以 上、在400nm附近波長區(qū)域也顯示出85%以上的高透過率，而且，表面電阻為15 Ω / □，即表 面電阻值降低。另外，如圖6所示，退火處理后的XRD測定的結(jié)果，確認(rèn)In2O3相的衍射峰， 確認(rèn)了 GIT015膜發(fā)生了結(jié)晶化。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且Vf為 3. 25V、Po為13mW，顯示出良好的數(shù)值。[實施例3]除了將在氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的P型GaN接觸層上形成的透明導(dǎo)電膜變更為 由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，以及將對上述透明導(dǎo)電膜形成圖案后的退火處 理環(huán)境調(diào)整為真空，而且將溫度調(diào)整為400°C以外，與實施例1相同地操作，制作出半導(dǎo)體 發(fā)光元件。此處，在上述透明導(dǎo)電膜的濺射中，使用鎵含量以Ga/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為 0. 05、且錫含量以Sn/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 09的氧化物燒結(jié)體靶。通過上述方法形成的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作 “GIT05”)，其退火處理前在450nm波長區(qū)域的透過率為85%以上，在400nm附近的波長區(qū) 域具有75%以上的較高的透過率。另外，表面電阻為25Ω/□，稍微高。另外，通過X射線 衍射(XRD)法進(jìn)行測定，確認(rèn)了由上述方法形成的剛剛成膜后的GIT05膜為非晶質(zhì)。與此相對，退火處理剛剛結(jié)束后的GIT05膜在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以 上，在400nm附近的波長區(qū)域也顯示出90%以上的高透過率，而且，表面電阻為10Ω/ □， 有了顯著的降低。另外，退火處理后的XRD測定的結(jié)果，確認(rèn)In2O3相的衍射峰，由此確認(rèn)了 GIT05膜發(fā)生了結(jié)晶化。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且Vf為 3. 2V、Po為16mW，顯示出非常良好的數(shù)值。[實施例4]除了在退火處理氣體中使用氮和氫的混合氣體，以及將退火處理溫度變更為 450°C以外，與實施例3同樣地操作，制作半導(dǎo)體發(fā)光元件。另外，退火處理剛剛結(jié)束后的 GIT05膜，其在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在400nm附近的波長區(qū)域的透過率為 90%以上、表面電阻為7 Ω / 口。另外，與實施例3同樣地，退火處理后XRD的測定結(jié)果，確 認(rèn)了 GIT05膜已發(fā)生了結(jié)晶化。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域 具有發(fā)光波長，且Vf為3. 15V、Po為17mW，顯示出非常良好的數(shù)值。
16
[實施例5]除了在透明導(dǎo)電膜的濺射中使用鎵含量以Ga/dn+Ga)原子數(shù)比為0. 10的氧化物 燒結(jié)體靶，以及將上述透明導(dǎo)電膜的圖案形成后的退火處理溫度調(diào)整為220°C以外，與實施 例1相同地操作，制作出半導(dǎo)體發(fā)光元件。由上述方法形成的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作“GI010”)， 其退火處理前在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在400nm附近的波長區(qū)域具有75% 以上的較高的透過率，表面電阻為20Ω/口。另外，通過X射線衍射(XRD)法的測定，確認(rèn) 由上述方法形成的成膜剛剛結(jié)束后的GI010膜為非晶質(zhì)。退火處理剛剛結(jié)束后的GI010膜，其在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在 400nm附近的波長區(qū)域也顯示出80%以上的高透過率，進(jìn)而，表面電阻為16 Ω / □，有了降 低。另外，退火處理后的XRD測定的結(jié)果，沒有發(fā)現(xiàn)衍射峰，確認(rèn)GI010膜為非晶質(zhì)。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且Vf為 3. 2V、Po為13mW，顯示出良好的數(shù)值。[實施例6]除了在透明導(dǎo)電膜的濺射中使用鎵含量以Ga/dn+Ga)原子數(shù)比為0. 20的氧化物 燒結(jié)體靶以及將上述透明導(dǎo)電膜的圖案形成后的退火處理溫度調(diào)整為300°C以外，與實施 例1同樣地操作，制作出半導(dǎo)體發(fā)光元件。由上述方法形成的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作“GI020”)， 其退火處理前在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在400nm附近的波長區(qū)域具有80% 以上的較高的透過率，表面電阻為29Ω/口。另外，通過用X射線衍射(XRD)測定，確認(rèn)由 上述方法形成的成膜剛剛結(jié)束后的GI020膜為非晶質(zhì)。剛剛退火處理后的GI020膜，其在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在400nm 附近的波長區(qū)域也顯示出85%以上的高透過率，而且表面電阻降至19 Ω / 口。另外，退火處 理后的XRD測定的結(jié)果，沒有發(fā)現(xiàn)衍射峰，確認(rèn)了 GI020膜為非晶質(zhì)。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且Vf為 3. 25V、Po為12mW，顯示出良好的數(shù)值。[實施例7]除了在透明導(dǎo)電膜的濺射中使用鎵含量以Ga/dn+Ga)原子數(shù)比為0. 35的氧化物 燒結(jié)體靶，以及將對上述透明導(dǎo)電膜形成圖案后的退火處理溫度調(diào)整為450°C以外，與實施 例1相同地操作，制作半導(dǎo)體發(fā)光元件。由上述方法形成的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作“GI035 “)， 其退火處理前在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在400nm附近的波長區(qū)域也顯示出 80%以上的較高的透過率，表面電阻為39Ω/□。另外，通過X射線衍射(XRD)法進(jìn)行測定， 確認(rèn)由上述方法形成的成膜剛剛結(jié)束后的GI035膜為非晶質(zhì)。退火處理剛剛結(jié)束后的GI035膜在450nm波長區(qū)域的透過率為90 %以上，在 400nm附近的波長區(qū)域也顯示出85%以上的高透過率，而且，表面電阻降至20 Ω / □。另外， 退火處理后的XRD的測定的結(jié)果，沒有發(fā)現(xiàn)衍射峰，確認(rèn)GI035膜為非晶質(zhì)。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且Vf為 3. 25V、Po為12mW，顯示出良好的數(shù)值。
17
[實施例8]除了將在氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的ρ型GaN接觸層上的透明導(dǎo)電膜變更為由 銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，以及將對上述透明導(dǎo)電膜形成圖案后的退火處理 溫度調(diào)整為300°C以外，與實施例1相同地操作，制作出半導(dǎo)體發(fā)光元件。此處，在上述透明導(dǎo)電膜的濺射中，使用鎵含量以Ga/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為 0. 02、且錫含量以Sn/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 11的氧化物燒結(jié)體靶。由上述方法形成的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作 "GIT02 “)，其退火處理前在450nm的波長區(qū)域的透過率為85%以上，在400nm附近的波長 區(qū)域具有75%以上的較高的透過率，表面電阻為24Ω/口。另外，通過X射線衍射(XRD)法 進(jìn)行測定，確認(rèn)由上述方法形成的成膜剛剛結(jié)束后的GIT02膜為非晶質(zhì)。退火處理剛剛結(jié)束后的GIT02膜，其在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在 400nm附近的波長區(qū)域也顯示出90%以上的高透過率，而且表面電阻降至9 Ω / 口。另外， 退火處理后的XRD測定的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)In2O3相的衍射峰，確認(rèn)了 GIT02膜已被結(jié)晶化。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且Vf為 3. 2V、Po為16mW，顯示出良好的數(shù)值。[實施例9]將在氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的ρ型GaN接觸層上形成的透明導(dǎo)電膜變更為由 銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，以及將對上述透明導(dǎo)電膜形成圖案后的退火處理 溫度調(diào)整為480°C，除此之外，與實施例1同樣地操作，制作出半導(dǎo)體發(fā)光元件。此處，在上透明導(dǎo)電膜的濺射中，使用鎵含量以Ga/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 30、 且錫含量以Sn/dn+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 01的氧化物燒結(jié)體靶。由上述方法形成的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜(以下、稱作 “GIT030”)，其退火處理前在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在400nm附近的波長區(qū) 域具有85%以上的較高的透過率，表面電阻為36Ω/口。另外，通過用X射線衍射(XRD)法 測定，確認(rèn)由上述方法形成的成膜剛剛結(jié)束后的GIT030膜為非晶質(zhì)。退火處理剛剛結(jié)束后的GIT030膜，其在450nm波長區(qū)域的透過率為90%以上，在 400nm附近的波長區(qū)域也顯示出90%以上的高透過率，表面電阻為20 Ω/口。另外，退火處 理后的XRD測定的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)In2O3相的衍射峰，確認(rèn)了 GIT030膜已被結(jié)晶化。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，其Vf為 3. 25V、Po為12mW，顯示出良好的數(shù)值。[比較例1]除了將退火處理的溫度調(diào)整為500°C以夕卜，與實施例2相同地操作，制作出半導(dǎo)體 發(fā)光元件。另外，退火處理后的GIT015膜，停留在450nm波長區(qū)域的透過率為85%以上， 在400nm附近的波長區(qū)域的透過率約為80%以上，表面電阻為21 Ω / □左右的特性中。另 外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，且其Vf為3. 4V、Po 為llmW，無法得到良好的數(shù)值。[比較例2]將在氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層的ρ型GaN接觸層上形成的透明導(dǎo)電膜變更為IZO 膜，以及對IZO膜形成圖案后的退火處理溫度調(diào)整為600°C，除此之外與實施例2同樣地操
18作，制作半導(dǎo)體發(fā)光元件。此處，在IZO膜的濺射中，使用氧化鋅含量為10.7重量％的氧化 物燒結(jié)體靶。由上述方法形成的IZO膜，其在450nm波長區(qū)域的透過率為90%、在400nm附近的 波長區(qū)域具有約60%的透過率，表面電阻為19 Ω / □。另外，由上述方法形成的成膜剛剛結(jié) 束后的IZO膜，通過X射線衍射(XRD)法測定，確認(rèn)為非晶質(zhì)。通過X射線衍射法的測定，確認(rèn)退火處理剛剛結(jié)束后的IZO膜已被結(jié)晶化， 但400nm附近的波長區(qū)域的透過率僅上升到75 %左右，另外，表面電阻也反而增加至 27Ω/口。而且，可確認(rèn)退火處理后的IZO膜，其膜厚減少了 10%左右。其原因推測為，由 于在600°C的高溫下進(jìn)行退火處理，因此，鋅成分揮發(fā)掉的緣故。另外，所得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件在400nm附近的波長區(qū)域具有發(fā)光波長，其Vf為 3. 5V、Po為llmW，無法得到良好的數(shù)值。[評價]從實施例1、實施例5、實施例6及實施例7的結(jié)果明確可知，在適宜的溫度范圍進(jìn) 行退火處理的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜為非晶質(zhì)，但在藍(lán)色波長區(qū)域的透過率 高，表面電阻也低。另外，作為正極使用的半導(dǎo)體發(fā)光元件，也在藍(lán)色波長區(qū)域顯示出優(yōu)異 的發(fā)光特性。從實施例2、實施例3、實施例4、實施例8及實施例9的結(jié)果明確可知，在適宜的溫 度范圍或環(huán)境下進(jìn)行退火處理的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，通過進(jìn)行結(jié)晶 化，其從紫外到藍(lán)色的波長區(qū)域的透過率也高，表面電阻也低。另外，將這些透明導(dǎo)電膜用 作正極的半導(dǎo)體發(fā)光元件，也在從紫外到藍(lán)色的波長區(qū)域顯示出優(yōu)異的發(fā)光特性。另一方面，通過比較例2的結(jié)果明確可知，若將IZO膜用作透明導(dǎo)電膜，將其在IZO 膜的結(jié)晶化所需的溫度范圍內(nèi)(600°C )進(jìn)行退火處理時，在IZO膜的正下方設(shè)置的ρ型半 導(dǎo)體層中存在的鎵元素向IZO膜中擴(kuò)散，認(rèn)為阻礙了電阻率和接觸電阻的低電阻化。另外， 由于在600°C的高溫下進(jìn)行退火處理，引起鋅成分的揮發(fā)，確認(rèn)IZO膜的膜厚減少了 10%左 右。因此，不會提高從紫外到藍(lán)色的波長區(qū)域的透過率，導(dǎo)致表面電阻反而增大的結(jié)果。另外，如比較例1所示，即使是由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜，當(dāng)在超 過規(guī)定的溫度范圍的高溫下進(jìn)行退火處理時，與比較例2同樣地，產(chǎn)生ρ型半導(dǎo)體層中存在 的鎵元素向透明導(dǎo)電膜中的擴(kuò)散，認(rèn)為阻礙了電阻率和接觸電阻的低電阻化。為此，不會提 高從紫外到藍(lán)色波長區(qū)域的透過率，導(dǎo)致表面電阻的降低也受到限制的結(jié)果。因此，明確可知將這些比較例的透明導(dǎo)電膜用作正極的半導(dǎo)體發(fā)光元件，在從紫 外到藍(lán)色的波長區(qū)域得不到良好的發(fā)光特性。工業(yè)實用性通過用本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件構(gòu)成燈，可得到能夠有效地發(fā)出藍(lán)色光和紫外光 的發(fā)光特性優(yōu)異的燈。
19
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有至少含p型半導(dǎo)體層的化合物半導(dǎo)體層和在該p型半導(dǎo)體層上設(shè)置的透明電極，其特征在于，通過由銦和鎵構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜來形成所述透明電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述透明導(dǎo)電膜的鎵含量以Ga/ (In+Ga)原子數(shù)比為0. 10 0. 35。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述透明導(dǎo)電膜為非晶質(zhì)。
4.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有至少含P型半導(dǎo)體層的化合物半導(dǎo)體層和在該P(yáng)型半導(dǎo) 體層上設(shè)置的透明電極，其特征在于，通過由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物的透明導(dǎo)電膜來形成 所述透明電極，且該透明導(dǎo)電膜已被結(jié)晶化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述透明導(dǎo)電膜的鎵含量以Ga/ (In+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 02 0. 30，錫含量以Sn/(In+Ga+Sn)原子數(shù)比為0. 01 0. 11。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述化合物半導(dǎo)體層至 少在350nm 500nm的范圍具有發(fā)光波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述化合物半導(dǎo)體層為 氮化鎵系化合物半導(dǎo)體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述透明導(dǎo)電膜在 450nm附近的波長區(qū)域具有85%以上的透過率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述透明導(dǎo)電膜在 400nm附近的波長區(qū)域具有80%以上的透過率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述透明導(dǎo)電膜的表 面電阻為20 Ω / □以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，上述透明導(dǎo)電膜的厚 度為 IOnm lOOOnm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，在上述透明電極上形 成有保護(hù)層。
13.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，是具有至少含ρ型半導(dǎo)體層的化合物半導(dǎo)體層 和在該P(yáng)型半導(dǎo)體層上設(shè)置的透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征在于，包括在所述P型半導(dǎo)體層上形成非晶質(zhì)狀態(tài)的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物膜、或形成非晶質(zhì)狀 態(tài)的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物膜，從而形成透明導(dǎo)電膜的工序；以及在200°C 480°C的溫度下對上述透明導(dǎo)電膜進(jìn)行退火處理的工序。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其中，當(dāng)通過上述非晶質(zhì)狀 態(tài)的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物形成上述透明導(dǎo)電膜的情況下，通過上述退火處理在上述透明 導(dǎo)電膜中生成微結(jié)晶，且維持該非晶質(zhì)狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其中，當(dāng)通過上述非晶質(zhì)狀 態(tài)的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物形成上述透明導(dǎo)電膜的情況下，通過上述退火處理，使上述 透明導(dǎo)電膜結(jié)晶化。
16.根據(jù)權(quán)利要求13 15中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其中，還設(shè)置 有在進(jìn)行上述退火處理之前對上述透明導(dǎo)電膜形成圖案的工序。
17.根據(jù)權(quán)利要求13 16中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其中，在不含氧的環(huán)境中進(jìn)行上述退火處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求13 17中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其中，在真空 環(huán)境中、氮環(huán)境中或者氮和氫的混合氣體環(huán)境中進(jìn)行上述退火處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求13 18中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其中，還設(shè)置 有上述退火處理后在上述透明導(dǎo)電膜上層疊保護(hù)層的工序。
20.一種燈，其使用權(quán)利要求1 12中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠有效地輸出藍(lán)色光或紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光元件以及使用該半導(dǎo)體發(fā)光元件的燈。在制造具有至少含p型半導(dǎo)體層的化合物半導(dǎo)體層和在該p型半導(dǎo)體層上設(shè)置的透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件時，通過在上述p型半導(dǎo)體層上形成非晶質(zhì)狀態(tài)的由銦和鎵構(gòu)成的氧化物膜、或者形成非晶質(zhì)狀態(tài)的由銦、鎵和錫構(gòu)成的氧化物膜，從而形成透明導(dǎo)電膜，然后，在200～480℃的溫度下對上述透明導(dǎo)電膜進(jìn)行退火處理的工序，制造出半導(dǎo)體發(fā)光元件。
文檔編號H01L33/42GK101960625SQ20098010793
公開日2011年1月26日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日
發(fā)明者中山德行, 阿部能之 申請人:住友金屬礦山株式會社