專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光元件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造在相同側(cè)面上具有由透明導(dǎo)電膜制成的P型電極和n型電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件，并且具體涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
例如，在常規(guī)第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中，甚至當(dāng)p型層經(jīng)受用于減小電阻率的處理吋，P型層的電阻率仍然比n型層的電阻率高。因此，僅電極的正下方發(fā)光，原因是在P型層內(nèi)的平面上電流基本上不沿著橫向方向擴(kuò)散。因此，電極層必須形成在P型層的上表面上的寬范圍內(nèi)是必要的。此外，因?yàn)槭褂媒^緣材料例如藍(lán)寶石作為襯底，因此在器件的上表面上形成用于作為下層的n型層的電極是必要的。為了實(shí)現(xiàn)上述，需要通過蝕刻來移除存在于n型層上方的p型層、發(fā)光層等，以露出為n型電極形成部分的n型層的部分，從而在露出的n型層的上表面上形成電極，并在p型層的上表面上形成透明電極。 如上所述，需要n型層的曝光過程、在n型層上的n型電極的形成過程、在p型層上的透明電極的形成過程、多個(gè)光刻過程以及蝕刻過程。由于在n型層的曝光處理之后在p型層上形成透明電極，因此，難以形成具有形成在P型層的整個(gè)頂表面上的窗ロ的、精確定位在露出的n型層與p型層之間的邊界處的掩模。因此，透明電極不得不形成在p型層上的自上述邊界(即，階梯的邊緣)向后大約幾Pm處。因此，存在其上沒有形成透明電極的P型層的部分，即，存在對(duì)發(fā)光未作出貢獻(xiàn)的部分，從而導(dǎo)致光發(fā)射效率降低。為了解決該問題，在下列專利文獻(xiàn)I和2中公開了可用的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，在P型層的整個(gè)頂表面上形成由金屬制成的透明電極和SiO2層之后，在SiO2層的整個(gè)頂表面上施加光刻膠。通過光刻對(duì)SiO2層的與用于露出n型層的部分對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行濕法蝕刻。使用剰余的光刻膠和SiO2層作為掩模來對(duì)半導(dǎo)體層例如p型層進(jìn)行干法蝕刻，以露出n型層的部分，并且通過濕法蝕刻移除SiO2層。該過程可以提高光發(fā)射效率，這是因?yàn)橥该麟姌O形成為直到露出的n型層與p型層之間的邊界處，并且可以減少處理的總數(shù)。然而，在露出n型層的過程中，導(dǎo)電原子例如金屬附著到階梯的側(cè)壁上的pn結(jié)，因此降低了器件的可靠性。另ー方面，在專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)使用氧化銦錫(ITO)作為p型層上的透明電極。在該技術(shù)中，在P型層的整個(gè)頂表面上形成ITO透明電極之后，在ITO透明電極上施加光刻膠，并且通過光刻對(duì)ITO膜的與用于露出n型層的部分相對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行濕法蝕刻。使用剰余的光刻膠和ITO膜作為掩模來對(duì)半導(dǎo)體層例如p型層進(jìn)行干法蝕刻，以露出n型層的部分。此外，在將電場(chǎng)施加至已蝕刻的階梯的P型層的邊緣時(shí)，會(huì)降低靜電擊穿電壓。為了防止電場(chǎng)被施加至P型層邊緣，ITO膜形成在自p型層邊緣向后大約3 u m的位置處。因此，當(dāng)使用掩模對(duì)ITO膜進(jìn)行濕法蝕刻吋，ITO膜的從掩模邊緣至自掩模邊緣向后的位置被底切蝕刻。這使ITO膜的邊緣位于自p型層的邊緣向后的位置處，使得電場(chǎng)不被施加至階梯的P型層邊緣?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本公開特許公報(bào)(特開)No. 1998-173229專利文獻(xiàn)2 日本公開特許公報(bào)(特開)No. 2005-1994
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在上述方法中，必須精確地控制濕法蝕刻的時(shí)間，以僅對(duì)在光刻膠邊緣正下方的指定量的ITO膜進(jìn)行底切蝕刻。當(dāng)?shù)浊辛可贂r(shí)，其導(dǎo)致靜電擊穿電壓降低。當(dāng)?shù)浊辛看髸r(shí)，在其上沒有形成ITO膜的p型層的區(qū)域會(huì)增加，這導(dǎo)致光發(fā)射效率降低。此外，當(dāng)使用ITO膜和在其上的光刻膠作為掩模、利用反應(yīng)氣體等離子體來對(duì)半 導(dǎo)體層例如P型層進(jìn)行干法蝕刻以露出n型層的部分時(shí)，構(gòu)成ITO膜的導(dǎo)電金屬原子例如In或Sn附著至pn結(jié)的側(cè)壁,從而引起漏電流。鑒于前述內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)目的在于簡(jiǎn)化制造過程，并提高具有透明導(dǎo)電膜作為電極的發(fā)光器件的光發(fā)射效率和可靠性。用于解決問題的手段在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，該半導(dǎo)體發(fā)光器件包括襯底；形成在襯底上的具有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層；具有與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層；形成在第二半導(dǎo)體層上的由透明導(dǎo)電膜制成的第二電極；以及形成在第一半導(dǎo)體層的通過蝕刻從第二半導(dǎo)體層露出的電極形成部分上的第一電極，其特征在于，該方法包括在第二半導(dǎo)體層的整個(gè)頂表面上形成透明導(dǎo)電膜；在透明導(dǎo)電膜上施加光刻膠；移除光刻膠的存在于第一半導(dǎo)體層的電極形成部分正上方的部分，使得光刻膠的剩余部分在待移除部分的邊界處朝向待移除的部分逐漸變??；使用剩余的光刻膠，通過對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn)行濕法蝕刻來露出第二半導(dǎo)體層的一部分；使用光刻膠和透明導(dǎo)電膜作為掩模，通過干法蝕刻來露出第一半導(dǎo)體層的電極形成部分；使用剩余的光刻膠作為掩模，對(duì)在干法蝕刻中露出的透明導(dǎo)電膜的部分進(jìn)行濕法蝕刻；清除剩余的光刻膠。在這里，發(fā)光器件可以用于通過透明導(dǎo)電膜向外輸出光的面朝上的導(dǎo)線接合型發(fā)光器件。此外，發(fā)光器件可以為在所謂的面朝下類型中使用的倒裝芯片類型，其中透明襯底保持為使器件表面朝下并且半導(dǎo)體層側(cè)連接至引線框。在倒裝芯片類型的情形下，本發(fā)明可以用在反射體直接形成或經(jīng)由絕緣膜形成在透明導(dǎo)電膜上的器件中。盡管可以使用任意的半導(dǎo)體材料，然而本發(fā)明在使用第III族氮化物半導(dǎo)體用于多層時(shí)特別有效。在其上形成有透明導(dǎo)電膜的第二半導(dǎo)體層可以為P型半導(dǎo)體或n型半導(dǎo)體。然而，具有比n型半導(dǎo)體的比電阻高的P型半導(dǎo)體通常用作在其上形成有透明導(dǎo)電膜的半導(dǎo)體。因此，在本發(fā)明中，通常地，第一導(dǎo)電類型為n型，第二導(dǎo)電類型為p型，第一半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層，以及第二半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層。然而，出于以下原因，還可能的是第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為n型，第一半導(dǎo)體層為p型半導(dǎo)體層，以及第二半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層。當(dāng)離襯底最遠(yuǎn)的最上層為第III族氮化物半導(dǎo)體時(shí)，該層通常為P型半導(dǎo)體，使得可以進(jìn)行P型活化處理。然而，通過先進(jìn)的制造技術(shù)，最上層可以為n型半導(dǎo)體，或者，在通過激光剝離(LLO)法制造的發(fā)光器件中，離基礎(chǔ)襯底最遠(yuǎn)的最上層為n型半導(dǎo)體。本發(fā)明可以應(yīng)用于其上形成有透明導(dǎo)電膜的第二半導(dǎo)體層為任意導(dǎo)電類型的情形。光刻膠可以形成為使得在移除光刻膠的存在于第一半導(dǎo)體層的電極形成部分正上方的部分時(shí)，通過調(diào)整光刻膠的曝光強(qiáng)度分布控制顯影之后的光刻膠的厚度來使光刻膠的剰余部分在待移除部分的邊界處朝著待移除部分變薄。例如，當(dāng)在顯影時(shí)移除光刻膠的露出部分時(shí)，可以通過在待移除的部分與剰余部分之間的邊界處朝著剰余部分逐漸減少曝光強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)這樣的光刻膠形成。剰余的光刻膠朝著移除的部分逐漸變薄，并且在邊界處形成傾斜表面(以下稱為“傾斜部分”)。作為半導(dǎo)體層，可以使用第III族氮化物半導(dǎo)體。如本文中所使用的，“第III族氮化物半導(dǎo)體”包括由式AlxGayInzN(x+y+z = 1,0 ^ x, y, z ^ I)表示的半導(dǎo)體；其中Al、Ga或In的一部分可以由另外的第3B族元素或第13族元素(例如，B或Tl)替代、或者N的一部分可以由另外的第5B族元素或第15族元素(例如，P、As、Sb或Bi)替代的這種半導(dǎo)體。第III族氮化物半導(dǎo)體的具體實(shí)例包括至少包含Ga的那些，例如GaN、InGaN、AlG aN以及AlGalnN。通常地，Si用作n型雜質(zhì)，Mg用作p型雜質(zhì)。本發(fā)明的效果在第二半導(dǎo)體層的整個(gè)頂表面上形成透明導(dǎo)電膜，并在透明導(dǎo)電膜上施加光刻膠。其后，通過光刻移除光刻膠的與第一半導(dǎo)體層的電極形成部分相對(duì)應(yīng)的部分。使用剩余的光刻膠作為掩模來對(duì)透明導(dǎo)電膜的一部分進(jìn)行濕法蝕刻。隨后，使用透明導(dǎo)電膜和光刻膠作為掩模來執(zhí)行干法蝕刻，以露出第一半導(dǎo)體層。因此，可以通過ー個(gè)光刻過程來執(zhí)行用于露出第一半導(dǎo)體層的過程和用于圖案化在第二半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電膜的過程，從而簡(jiǎn)化了制造過程。由于不需要在形成第一半導(dǎo)體層的電極形成部分之后形成透明導(dǎo)電膜，所以在形成掩模時(shí)不需要定位，從而簡(jiǎn)化了制造。由于在第二半導(dǎo)體層的整個(gè)頂表面上形成透明導(dǎo)電膜，所以可以提高光發(fā)射效率。此外，由于在第二半導(dǎo)體層的整個(gè)頂表面上形成透明導(dǎo)電膜，所以増加了電流通路的橫截面積，因此可以降低驅(qū)動(dòng)電壓以及電阻。光刻膠具有在其移除部分和剰余部分之間的邊界處逐漸變薄的傾斜部分。在用于露出第一半導(dǎo)體層的干法蝕刻過程中，傾斜部分的指定薄部分被蝕刻并消失。在光刻膠被移除的部分處露出透明導(dǎo)電膜的一部分。由于透明導(dǎo)電膜具有比半導(dǎo)體層高的抗干法蝕刻的耐久性，因此難以蝕刻透明導(dǎo)電膜。即使透明導(dǎo)電膜的露出部分被蝕刻，但是，由于在蝕刻之前在透明導(dǎo)電膜的露出表面上存在光刻膠的傾斜部分，所以延遲了蝕刻的開始。結(jié)果，透明導(dǎo)電膜的露出部分沒有被完全蝕刻。將光刻膠和透明導(dǎo)電膜的厚度確定為使得實(shí)現(xiàn)所述條件。在干法蝕刻之后，使用剰余的光刻膠作為掩模來對(duì)透明導(dǎo)電膜的露出部分進(jìn)行濕法蝕刻，換言之，對(duì)透明導(dǎo)電膜的與光刻膠的傾斜部分的指定薄部分相對(duì)應(yīng)的部分進(jìn)行蝕刻。結(jié)果，透明導(dǎo)電膜的邊緣自第一半導(dǎo)體層的電極形成部分的邊界后移傾斜部分的指定部分。由于可以通過光刻膠的傾斜部分的寬度和角度來調(diào)整該向后的位置，所以向后的量可以是具有高精度的非常小的量。因此，透明導(dǎo)電膜可以形成在第二半導(dǎo)體層的幾乎整個(gè)頂表面上，并且因此可以提高發(fā)光器件的光發(fā)射效率。此外，由于在用于露出第一半導(dǎo)體層的干法蝕刻之后存在用于對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn)行濕法蝕刻的過程，所以在濕法蝕刻過程中可以移除附著于在干法蝕刻過程中形成的階梯的側(cè)壁上的pn結(jié)的導(dǎo)電金屬原子(如果有的話)。因此，提高了器件的可靠性。


圖I為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案的發(fā)光器件的橫截面圖。圖2為前述具體實(shí)施方案的發(fā)光器件的俯視圖。圖3為示出前述具體實(shí)施方案的發(fā)光器件的制造過程的發(fā)光器件的橫截面圖。圖4為示出前述具體實(shí)施方案的發(fā)光器件的制造過程的發(fā)光器件的橫截面圖。圖5為示出前述具體實(shí)施方案的發(fā)光器件的制造過程的發(fā)光器件的橫截面圖。圖6為示出前述具體實(shí)施方案的發(fā)光器件的制造過程的發(fā)光器件的橫截面圖。圖7為示出前述具體實(shí)施方案的發(fā)光器件的制造過程的發(fā)光器件的橫截面圖。圖8為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案的發(fā)光器件的橫截面圖?！?br> 具體實(shí)施例方式下面描述用于執(zhí)行本發(fā)明的具體實(shí)施方案?？梢允褂萌我獾囊r底，例如絕緣襯底、導(dǎo)電襯底、不透明襯底或透明襯底。例如，可以采用藍(lán)寶石(Al2O3)、碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、磷化鎵(GaP)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、氧化猛(MnO)或者由式AlxGayIn1^N表示的四元、三元或二元半導(dǎo)體、或者AlN或者陶瓷作為襯底。透明導(dǎo)電膜的實(shí)例包括導(dǎo)電氧化物膜例如金屬氧化物。典型地，可以使用氧化銦錫(ITO)或氧化鋅(ZnO)。除此之外，可以使用由以下材料制成的透明導(dǎo)電膜作為添加有若干百分比的將變成如在Al2O3或Ga2O3中的三價(jià)離子的元素的ZnO的材料(AZ0或GZ0)、摻雜有氟的氧化鋅(FZO)、氧化銦和氧化鋅的混合物、添加有鈮的二氧化鈦TihNbxO2 (TNO)，或者其他材料例如氧化鋅基材料、氧化銦基材料、氧化錫基材料以及鎘基材料(CTO)。這些材料容易被濕法蝕刻，并且在使用氯或氟的干法蝕刻中這些材料的蝕刻速率比第III族氮化物半導(dǎo)體的蝕刻速率慢。任意材料均可以用于濕法蝕刻，只要可以蝕刻透明導(dǎo)電膜即可。任意材料均可以用于干法蝕刻，只要可以蝕刻第III族氮化物半導(dǎo)體即可?？梢圆捎檬褂寐然蚍牡入x子蝕刻。盡管第一電極和第二電極可以由任意材料(例如鎳(Ni)、鈦(Ti)、金(Au))制成，但是可以使用金和鈦的多層膜或者包括金和鈦的合金、鎢(W)、鈦(Ti)以及金(Au)中的至少一種的多層膜?？梢酝ㄟ^濺射或真空氣相沉積形成透明導(dǎo)電膜。然而不限于此，優(yōu)選電子束真空氣相沉積。優(yōu)選地，構(gòu)成發(fā)光層的單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)或多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)包括由至少包含銦(In)的由AlyGai_y_zInzN(0彡y < 1，0 < z彡I)表示的第III族氮化物基化合物半導(dǎo)體制成的阱層。發(fā)光層的組成的實(shí)例包括由摻雜的或未摻雜的Ga1-JnzN(0 < z ^ I)制成的阱層以及由以具有任意組成比例的AlGaInN表示的第III族氮化物基化合物半導(dǎo)體制成的勢(shì)壘層，所述勢(shì)壘層的帶隙比阱層的帶隙寬。發(fā)光層的優(yōu)選實(shí)例包括由未摻雜的Ga1^zInzN(0 < z ^ I)制成的阱層以及由未摻雜的GaN制成的勢(shì)壘層。在這里，術(shù)語“摻雜”表示有意將摻雜劑混合至原材料氣體中并添加至目標(biāo)層中；術(shù)語“未摻雜”表示沒有有意將摻雜劑混合至原材料氣體中并且沒有添加至目標(biāo)層中。因此，術(shù)語“未摻雜”還包括通過從附近層的擴(kuò)散而自發(fā)形成摻雜的情形。分子束外延(MBE)、金屬有機(jī)氣相外延(MOVPE)、氫化物氣相外延(HVPE)、液相外延等有效地用于第III族氮化物半導(dǎo)體層的晶體生長。構(gòu)成半導(dǎo)體發(fā)光器件的多層中的每ー層的第III-V族氮化物半導(dǎo)體均可以由第III-V族氮化物基化合物半導(dǎo)體形成，該第ェェェ-乂族氮化物基化合物半導(dǎo)體由至少由式六丄知“抓⑴^^彡^彡丫彡^^^+丫彡！)表示的ニ元系半導(dǎo)體、三元系半導(dǎo)體或四元系半導(dǎo)體組成。此外，可以使用硼(B)或鉈(Tl)替代這樣的第III族元素(Al、Ga或In)的一部分，并且可以使用磷(P)、神(As)、銻(Sb)或鉍(Bi)替代氮(N)的一部分。此外，在使用這樣的半導(dǎo)體形成n型層的情況下，可以添加Si、Ge、Se、Te、C或類似物質(zhì)作為n型雜質(zhì),并且在使用這樣的半導(dǎo)體形成p型層的情況下，可以添加Mg、Be、Ca、Sr或Ba或類似物質(zhì)作為p型雜質(zhì)。實(shí)施方案I圖I為示出該實(shí)施方案I的半導(dǎo)體發(fā)光器件I的橫截面圖。圖2為其俯視圖。在具有IOOiim厚度的藍(lán)寶石襯底101上形成由氮化鋁(AlN)制成的并且具有大約20nm膜厚度的緩沖層102，并在緩沖層102上形成作為由摻雜有硅(Si)的GaN制成的并且具有大 約8. 0 y m膜厚度的高載流子濃度n+層的n型接觸層104 (第一半導(dǎo)體層)。該n型接觸層104具有5X IO1Vcm3的電子密度。盡管優(yōu)選的是該層的電子密度盡可能高，然而將電子密度增加至2X IO1Vcm3是可能的。然后，在n型接觸層104上，形成由Inatl3Gaa97N制成的應(yīng)變減少層105以具有200nm的厚度。在應(yīng)變減少層105上，形成了具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的發(fā)光層106，在所述多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)中沉積有三個(gè)周期的具有20nm膜厚度的未摻雜GaN和具有3nm膜厚度的未摻雜Gaa8Ina2L在發(fā)光層106上形成對(duì)應(yīng)于由摻雜有鎂(Mg)的Alai5Gaa85N制成的覆層的并且具有大約60nm膜厚度的p型層107。此外，在p型層107上形成由摻雜有Mg的GaN制成并且具有大約130nm膜厚度的p型接觸層108(第二半導(dǎo)體層)。此外，在p型接觸層108上形成由ITO制成并且通過MOCVD形成的透明導(dǎo)電膜10。在P型接觸層108的上表面的外周處形成具有3 u m寬度的露出部分5?？紤]到光發(fā)射效率，雖然優(yōu)選的是露出部分5的寬度盡可能小，但是考慮到在階梯側(cè)壁上的pn結(jié)處的短路，寬度優(yōu)選最小為I Pm。當(dāng)寬度超過6 iim時(shí)，光發(fā)射效率下降。寬度優(yōu)選地為6 iim或更小。在透明導(dǎo)電膜10上形成由SiO2制成的絕緣保護(hù)膜20。透明導(dǎo)電膜10的厚度為0. 5iim，并且絕緣保護(hù)膜20的厚度為200nm。在穿過絕緣保護(hù)膜20開放的窗口中形成的p型焊墊電極40具有厚度為0. 01 ii m的鈦(Ti)和厚度為0. 5 ii m的金(Au)的雙層結(jié)構(gòu)。此外，該P(yáng)型焊墊電極40可以由Ti和Au的合金構(gòu)成。同時(shí)，在從p型接觸層108蝕刻時(shí)露出的n型接觸層104上形成n型電極30。n型電極30具有雙層結(jié)構(gòu)，并且通過在作為n型接觸層104的部分露出部分的電極形成部分16上依次沉積具有大約18nm膜厚度的釩(V)層31以及具有大約I. 8 U m膜厚度的鋁(Al)層32而構(gòu)成。接下來將描述用于制造根據(jù)該實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。首先，通過M0CVD，在400°C下在藍(lán)寶石襯底101上通過氮化鋁(AlN)的低溫外延形成緩沖層102。隨后，通過MOCVD依次沉積各自由第III族氮化物半導(dǎo)體制成的n型接觸層104、應(yīng)變減少層105、發(fā)光層106、p型層107以及p型接觸層108，同時(shí)將每個(gè)第III族氮化物半導(dǎo)體的外延生長溫度調(diào)整至最佳溫度。用于MOCVD的原材料氣體如下作為氮源的氨氣(順3)、作為Ga源的三甲基鎵(Ga(CH3)3)、作為In源的三甲基銦(In(CH3)3)、作為Al源的三甲基鋁(Al (CH3)3)、作為n型摻雜氣體的硅烷(SiH4)、作為p型摻雜氣體的環(huán)戊二烯基鎂(Mg (C5H5) 2)以及作為載氣的氫氣(H2)或氮?dú)?N2)。前述的外延生長半導(dǎo)體層是已知的方法。如圖3所示，在p型接觸層108的整個(gè)頂表面上以0. 5 的厚度均勻地沉積IT0，從而形成透明導(dǎo)電膜12。隨后，在透明導(dǎo)電膜12的整個(gè)頂表面上以4 u m的厚度施加光刻膠13。其后，使光刻膠13曝光。此時(shí)，如圖3所示，使光刻膠13曝光，以使得在移除光刻膠13的部分的邊界14處、沿著曝光強(qiáng)度朝向光刻膠13的剩余部分降低的方向傾斜。例如,可以通過使用接近式曝光法(proximity exposuremethod)來改變光掩模與晶片之間的間隙(接近間隙)或者通過在保持接近間隙恒定的同時(shí)改變曝光強(qiáng)度來調(diào)整曝光強(qiáng)度的傾斜角度。隨后，如圖4所示，對(duì)光刻膠13進(jìn)行顯影以移除曝光部分80，從而在邊界14處形成具有傾斜部分15的光刻膠13。光刻膠13的移除部分與n型接觸層104的待露出部分相對(duì)應(yīng)。接著，在該狀態(tài)下執(zhí)行濕法蝕刻。結(jié)果，如圖5所示，移除了沒有被光刻膠13覆蓋的透明導(dǎo)電膜12。隨后，使用剩余的透明導(dǎo)電膜12和光刻膠13的雙層作為掩模利用氯等 離子體執(zhí)行干法蝕刻。結(jié)果，如圖6所示，露出n型接觸層104，從而形成電極形成部分16。此時(shí)，由于光刻膠13整體變薄并且傾斜部分15薄，所以通過蝕刻移除了傾斜部分15的指定寬度部分19，并且露出透明導(dǎo)電膜12的作為下層的部分17。在蝕刻完成時(shí)，在部分19之下的透明導(dǎo)電膜12沒有被完全地移除。將光刻膠13和透明導(dǎo)電膜12設(shè)計(jì)成具有能夠?qū)崿F(xiàn)該狀態(tài)的相應(yīng)厚度。隨后，如圖7所示，使用剩余的光刻膠13作為掩模對(duì)透明導(dǎo)電膜12的露出部分17進(jìn)行濕法蝕刻。剩余部分與圖I中示出的半導(dǎo)體發(fā)光器件I的透明導(dǎo)電膜10相對(duì)應(yīng)。此時(shí)，清除了附著至階梯的側(cè)壁18上的pn結(jié)的為ITO的構(gòu)成元素的In、Sn
坐寸o在這之后，在該器件的整個(gè)上表面上施加光刻膠，并且通過曝光和顯影在透明導(dǎo)電膜10上的p型焊墊電極40形成部分中形成光刻膠的窗口。分別以0. 01 ii m和0. 5 ii m的厚度沉積Ti和Au，并且剝離光刻膠，從而形成p型焊墊電極40。類似地，在該器件的整個(gè)上表面上施加光刻膠，并且通過曝光和顯影在與n型接觸層104的電極形成部分16相對(duì)應(yīng)的部分中形成光刻膠的窗口。分別以18nm和I. 8 m的厚度沉積V和Al，從而形成n型電極30。隨后，在該器件的整個(gè)上表面上以200nm的厚度沉積SiO2，并在其上均勻地施加光刻膠。通過曝光和顯影在指定部分中形成光刻膠的窗口，并且利用氟基蝕刻氣體對(duì)SiO2執(zhí)行干法蝕刻。其后，移除光刻膠，由此形成絕緣保護(hù)膜20。實(shí)施方案2如圖8所示，當(dāng)形成倒裝類型半導(dǎo)體發(fā)光器件2時(shí)，也可以采用本發(fā)明。將與實(shí)施方案I中的組件相同的組件賦予相同的附圖標(biāo)記。在透明導(dǎo)電膜10上形成由SiO2制成的第一絕緣保護(hù)膜20，并且在第一絕緣保護(hù)膜20上形成由Al制成的反射體50。在反射體50、露出的第一絕緣保護(hù)膜20以及器件2的上表面上形成由SiO2制成的第二絕緣保護(hù)膜21。因此,反射體50存在于其中集成有第一絕緣保護(hù)膜20和第二絕緣保護(hù)膜21的絕緣保護(hù)膜中。此外，P型凸起電極70連接至p型焊墊電極40,并且n型凸起電極60連接至n型電極30。在這樣的半導(dǎo)體發(fā)光器件2中，當(dāng)露出n型接觸層104的電極形成部分16時(shí)，可以在干法蝕刻中使用實(shí)施方案I中的方法，在電極形成部分16的階梯的邊緣處形成p型接觸層18的具有微小寬度的露出部分5，從而形成透明導(dǎo)電膜10。在所有的前述實(shí)施方案中，半導(dǎo)體發(fā)光器件可以具有任意的層構(gòu)造。本發(fā)明也可以應(yīng)用于當(dāng)在相同表面?zhèn)壬暇哂衝型電極和p型電極的器件中的第二半導(dǎo)體層上形成透明導(dǎo)電膜以及在第一半導(dǎo)體層上形成電極時(shí)具有蝕刻半導(dǎo)體層的過程的任意發(fā)光器件制造方法。エ業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以用于提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的光發(fā)射效率。附圖標(biāo)記說明I :發(fā)光器件 5 :露出部分10:透明導(dǎo)電膜15 :傾斜部分20 :絕緣保護(hù)膜40 :p型焊墊電極101 :藍(lán)寶石襯底102 :緩沖層104 n型接觸層105:應(yīng)變減少層106 :發(fā)光層107 p 型覆層108 p型接觸層30:n 型電極
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括襯底；形成在所述襯底上的具有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層；具有與所述第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層；形成在所述第二半導(dǎo)體層上的由透明導(dǎo)電膜制成的第二電極；和形成在所述第一半導(dǎo)體層的通過蝕刻從所述第二半導(dǎo)體層露出的電極形成部分上的第一電極，其特征在于，所述方法包括 在所述第二半導(dǎo)體層的整個(gè)頂表面上形成所述透明導(dǎo)電膜； 在所述透明導(dǎo)電膜上施加光刻膠； 移除所述光刻膠的存在于所述第一半導(dǎo)體層的所述電極形成部分正上方的部分，使得所述光刻膠的剩余部分在待移除的所述部分的邊界處朝向待移除的所述部分逐漸變??； 使用所述剩余的光刻膠，通過對(duì)所述透明導(dǎo)電膜進(jìn)行濕法蝕刻來露出所述第二半導(dǎo)體層的一部分； 使用所述光刻膠和所述透明導(dǎo)電膜作為掩模，通過干法蝕刻來露出所述第一半導(dǎo)體層的所述電極形成部分； 使用所述剩余的光刻膠作為掩模，對(duì)所述透明導(dǎo)電膜的在所述干法蝕刻中露出的部分進(jìn)行濕法蝕刻；以及 清除所述剩余的光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，其中通過調(diào)整曝光強(qiáng)度分布，由此將顯影之后的所述光刻膠調(diào)整為朝著待移除的所述部分逐漸變薄，從而來調(diào)整所述光刻膠在所述邊界處的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，其中所述第一半導(dǎo)體層由n型第III族氮化物半導(dǎo)體制成，所述第二半導(dǎo)體層由p型第III族氮化物半導(dǎo)體制成。
全文摘要
一個(gè)問題是提高光發(fā)射效率和可靠性。為了解決該問題，在第二半導(dǎo)體層(108)的整個(gè)頂表面上形成透明導(dǎo)電膜(10)，并在該形成的透明導(dǎo)電膜上施加光刻膠。當(dāng)移除在上表面上的與第一半導(dǎo)體層(104)的電極形成部分(16)相對(duì)應(yīng)的光刻膠時(shí)，光刻膠被移除，使得在待移除的部分的邊界處朝向移除的部分逐漸地變薄。使用剩余的光刻膠作為掩模來對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn)行濕法蝕刻，以露出第二半導(dǎo)體層的一部分。使用剩余的光刻膠和透明導(dǎo)電膜作為掩模來執(zhí)行干法蝕刻，以露出第一半導(dǎo)體層的電極形成部分。使用剩余的光刻膠作為掩模來對(duì)在干法蝕刻中露出的透明導(dǎo)電層的部分進(jìn)行濕法蝕刻，以清除剩余的光刻膠。
文檔編號(hào)H01L33/42GK102812566SQ20118001481
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者中條直樹, 神谷真央, 本間昭廣 申請(qǐng)人:豐田合成株式會(huì)社