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JP2010092934A - Method of manufacturing semiconductor light-emitting element - Google Patents

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JP2010092934A JP2008258855A JP2008258855A JP2010092934A JP 2010092934 A JP2010092934 A JP 2010092934A JP 2008258855 A JP2008258855 A JP 2008258855A JP 2008258855 A JP2008258855 A JP 2008258855A JP 2010092934 A JP2010092934 A JP 2010092934A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor light-emitting element that includes a substrate and a group III compound semiconductor layer formed thereupon, the substrate being made of a material different from a compound semiconductor constituting the semiconductor layer and that includes a narrow wavelength distribution. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the semiconductor light-emitting element having the group III compound semiconductor layer includes a semiconductor layer film forming step of forming the group III compound semiconductor layer of ≥8 μm in total thickness on the substrate 11 having an amount of warping H of ±30 μm, and having a diameter D and a thickness d, wherein the diameter D and thickness d of the substrate 11 satisfy the expression (1) 0.7×10<SP>2</SP>≤(D/d)≤1.5×10<SP>2</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体発光素子の製造方法に関し、より詳しくは、III族化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a group III compound semiconductor layer.

一般に、III−V族化合物半導体層等の化合物半導体層を有する半導体発光素子は、サファイア単結晶等からなる基板上に化合物半導体層を成膜し、さらに正極や負極等を設けた後、基板の被研削面を研削及び研磨し、その後、適当な形状に切断することにより発光素子チップとして調製される(特許文献1参照)。   In general, in a semiconductor light emitting device having a compound semiconductor layer such as a III-V group compound semiconductor layer, a compound semiconductor layer is formed on a substrate made of a sapphire single crystal, and a positive electrode, a negative electrode, and the like are further provided. A surface to be ground is ground and polished, and then cut into an appropriate shape to prepare a light emitting element chip (see Patent Document 1).

特開2008−177525号公報JP 2008-177525 A

ところで、半導体層を構成する化合物半導体とは異なる材料からなる基板を用い、この基板上に半導体層を成膜すると、基板と化合物半導体との熱膨張係数の差により、基板に反りが生じるという問題がある。
基板の反り量がこのように大きくなると、得られる半導体発光素子の波長分布σが大きくなり、製品の不良率を著しく増大するという問題がある。このような現象は、基板の直径が大きくなると顕著になる傾向がある。
また、基板上に半導体層を形成する際の処理条件による内部応力が発生し、基板に反りが生じやすいことが知られている。
By the way, when a substrate made of a material different from the compound semiconductor composing the semiconductor layer is used, and the semiconductor layer is formed on this substrate, the substrate is warped due to a difference in thermal expansion coefficient between the substrate and the compound semiconductor. There is.
When the amount of warpage of the substrate increases in this way, there is a problem that the wavelength distribution σ of the obtained semiconductor light-emitting element increases and the defect rate of the product increases remarkably. Such a phenomenon tends to become more prominent as the substrate diameter increases.
It is also known that internal stress is generated due to processing conditions when forming a semiconductor layer on a substrate, and the substrate is likely to warp.

本発明の目的は、半導体層を構成する材料と異なる材料からなる基板を用い、この上にIII族化合物半導体層を成膜する工程を有し、得られる半導体発光素子の発光波長の波長分布σを小さくすることが可能な半導体発光素子の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to have a step of forming a group III compound semiconductor layer on a substrate made of a material different from the material constituting the semiconductor layer, and a wavelength distribution σ of the emission wavelength of the obtained semiconductor light emitting device An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device capable of reducing the size of the semiconductor light emitting device.

かくして本発明によれば、III族化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法であって、反り量Hが±30μmの範囲であり且つ直径Dと厚さdを有する基板上に合計の厚さが8μm以上のIII族化合物半導体層を成膜する半導体層成膜工程を有し、基板の直径Dと厚さdとが、下記式(1)の関係を満たすことを特徴とする半導体発光素子の製造方法が提供される。
0.7×10≦(D/d)≦1.5×10 (1)
Thus, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a group III compound semiconductor layer, wherein the total thickness is formed on a substrate having a warp amount H in the range of ± 30 μm and having a diameter D and a thickness d. Having a semiconductor layer forming step of forming a group III compound semiconductor layer having a thickness of 8 μm or more, wherein the diameter D and the thickness d of the substrate satisfy the relationship of the following formula (1): A manufacturing method is provided.
0.7 × 10 2 ≦ (D / d) ≦ 1.5 × 10 2 (1)

ここで、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法において、III族化合物半導体層が、III族窒化物を含むことが好ましい。
また、使用する基板の直径Dが、50mm〜155mmの範囲であることが好ましく、基板の厚さdが、0.4mm〜1.5mmの範囲であることが好ましい。
Here, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device to which the present invention is applied, the group III compound semiconductor layer preferably contains a group III nitride.
Moreover, it is preferable that the diameter D of the board | substrate to be used is the range of 50 mm-155 mm, and it is preferable that the thickness d of a board | substrate is the range of 0.4 mm-1.5 mm.

次に、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法において、基板の反り量Hが、0<H≦30μm及び−30μm≦H<0の範囲から選ばれることが好ましい。
さらに、基板の反り量Hが、−10μm<H<0の範囲から選ばれることが好ましい。
さらにまた、基板の直径Dが50mm〜51mmの場合、基板の反り量Hが、0<H≦30μm及び−30μm≦H<0の範囲から選ばれ、基板の直径Dが100mm〜102mmの場合、基板の反り量Hが、−10μm<H<0の範囲から選ばれることが好ましい。
また、基板は、III族化合物半導体と異なる材料から構成されることが好ましい。
さらに、基板は、サファイアから構成されることが好ましい。
Next, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device to which the present invention is applied, it is preferable that the warpage amount H of the substrate is selected from the ranges of 0 <H ≦ 30 μm and −30 μm ≦ H <0.
Furthermore, it is preferable that the warpage amount H of the substrate is selected from a range of −10 μm <H <0.
Furthermore, when the substrate diameter D is 50 mm to 51 mm, the warpage amount H of the substrate is selected from the range of 0 <H ≦ 30 μm and −30 μm ≦ H <0, and when the substrate diameter D is 100 mm to 102 mm, The warp amount H of the substrate is preferably selected from the range of −10 μm <H <0.
The substrate is preferably made of a material different from that of the group III compound semiconductor.
Furthermore, the substrate is preferably made of sapphire.

次に、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法において、基板とIII族化合物半導体層との間に、スパッタ法により中間層を成膜する中間層形成工程を有することが好ましい。
また、III族化合物半導体層は、基板上に順に下地層、n型半導体層、発光層、p型半導体層を積層して成膜することが好ましい。
さらに、III族化合物半導体層は、有機金属化学気相成長法により基板上に成膜されることが好ましい。
Next, the method for manufacturing a semiconductor light emitting device to which the present invention is applied preferably includes an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer between the substrate and the group III compound semiconductor layer by a sputtering method.
The group III compound semiconductor layer is preferably formed by sequentially stacking a base layer, an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer on a substrate.
Further, the group III compound semiconductor layer is preferably formed on the substrate by metal organic chemical vapor deposition.

本発明によれば、半導体発光素子の製造方法において、半導体層を構成する材料と異なる材料の基板上にIII族化合物半導体層を成膜する際に、反り量Hが±30μmの範囲内にあり、且つ、基板の直径Dと厚さdとの関係が前述した式(1)を満たすような基板を使用することにより、製造工程における複数の処理の影響を受けることなく、発光波長の波長分布σが小さい半導体ウエーハ(半導体発光素子)を製造することができる。特に本発明の半導体発光素子の製造方法によれば、波長分布σが6nm以下、好ましくは5nm以下にすることができる。   According to the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device, when the group III compound semiconductor layer is formed on the substrate made of a material different from the material constituting the semiconductor layer, the warp amount H is in the range of ± 30 μm. Further, by using a substrate in which the relationship between the diameter D and the thickness d of the substrate satisfies the above-described formula (1), the wavelength distribution of the emission wavelength is not affected by a plurality of processes in the manufacturing process. A semiconductor wafer (semiconductor light emitting device) having a small σ can be manufactured. In particular, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, the wavelength distribution σ can be 6 nm or less, preferably 5 nm or less.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement by changing variously within the range of the summary. Further, the drawings to be used are for explaining the present embodiment and do not represent the actual size.

(半導体発光素子)
本実施の形態において製造される半導体発光素子は、通常、所定の基板と基板上に成膜された化合物半導体層とを有している。化合物半導体層を構成する化合物半導体としては、例えば、III−V族化合物半導体、II−VI族化合物半導体、IV−IV族化合物半導体等が挙げられる。本実施の形態では、III−V族化合物半導体が好ましく、中でも、III族窒化物化合物半導体が好ましい。以下に、III族窒化物化合物半導体を有する半導体発光素子を例に挙げて説明する。
(Semiconductor light emitting device)
The semiconductor light emitting device manufactured in the present embodiment usually has a predetermined substrate and a compound semiconductor layer formed on the substrate. Examples of the compound semiconductor constituting the compound semiconductor layer include a III-V group compound semiconductor, a II-VI group compound semiconductor, a IV-IV group compound semiconductor, and the like. In the present embodiment, a III-V group compound semiconductor is preferable, and among these, a group III nitride compound semiconductor is preferable. Hereinafter, a semiconductor light emitting device having a group III nitride compound semiconductor will be described as an example.

図1は、本実施の形態において製造される半導体発光素子の一例を説明する図である。図1に示すように、半導体発光素子1は、基板11上に形成された中間層12の上に、下地層13、n型半導体層14、発光層15、p型半導体層16が順次積層され、これらは化合物半導体層(III族化合物半導体層)20を構成している。
さらに、p型半導体層16上に透光性正極17が積層され、その上に正極ボンディングパッド18が形成されるとともに、n型半導体層14のn型コンタクト層14aに形成された露出領域14dに負極19が積層されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device manufactured in the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the semiconductor light emitting device 1, a base layer 13, an n-type semiconductor layer 14, a light emitting layer 15, and a p-type semiconductor layer 16 are sequentially stacked on an intermediate layer 12 formed on a substrate 11. These constitute the compound semiconductor layer (group III compound semiconductor layer) 20.
Further, a translucent positive electrode 17 is laminated on the p-type semiconductor layer 16, a positive electrode bonding pad 18 is formed thereon, and an exposed region 14d formed in the n-type contact layer 14a of the n-type semiconductor layer 14 is formed. A negative electrode 19 is laminated.

ここで、III族化合物半導体からなる下地層13上に成膜されたn型半導体層14は、n型コンタクト層14a及びn型クラッド層14bを有する。発光層15は、障壁層15a及び井戸層15bが交互に積層された構造を有する。p型半導体層16は、p型クラッド層16a及びp型コンタクト層16bが積層されている。
本実施の形態では、基板11上に成膜された化合物半導体層(III族化合物半導体層)20の合計の厚さは、少なくとも8μm以上、好ましくは、8.5μm以上、さらに好ましくは9μm以上である。また、これらの合計の厚さは、15μm以下、好ましくは14μm以下、さらに好ましくは13μm以下である。
化合物半導体層(III族化合物半導体層)20の合計の厚さが過度に薄いと、特に、下地層13及びn型半導体層14の膜厚が薄いと、その後に積層する発光層15及びP型半導体層16の結晶性が悪くなるため、半導体発光素子1を形成した場合は発光強度が弱くなる傾向がある。
Here, the n-type semiconductor layer 14 formed on the base layer 13 made of a group III compound semiconductor has an n-type contact layer 14a and an n-type cladding layer 14b. The light emitting layer 15 has a structure in which barrier layers 15a and well layers 15b are alternately stacked. In the p-type semiconductor layer 16, a p-type cladding layer 16a and a p-type contact layer 16b are stacked.
In the present embodiment, the total thickness of the compound semiconductor layers (group III compound semiconductor layers) 20 formed on the substrate 11 is at least 8 μm or more, preferably 8.5 μm or more, more preferably 9 μm or more. is there. Moreover, the total thickness of these is 15 micrometers or less, Preferably it is 14 micrometers or less, More preferably, it is 13 micrometers or less.
When the total thickness of the compound semiconductor layer (group III compound semiconductor layer) 20 is excessively thin, in particular, when the film thickness of the base layer 13 and the n-type semiconductor layer 14 is thin, the light emitting layer 15 and the P-type to be stacked thereafter. Since the crystallinity of the semiconductor layer 16 is deteriorated, the emission intensity tends to be weak when the semiconductor light emitting element 1 is formed.

(基板11)
基板11は、III族窒化物化合物半導体とは異なる材料から構成され、基板11上にIII族窒化物半導体結晶がエピタキシャル成長される。基板11を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化ケイ素(シリコンカーバイド:SiC)、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、ハフニウム、タングステン、モリブデン等が挙げられる。これらの中でも、サファイア、炭化ケイ素(シリコンカーバイド:SiC)が好ましい。
また、基板11の表面は半導体層を積層する側の面(表面)とその反対側の面(裏面)の表面粗さRa(算術平均粗さ)が異なっている方が好ましい。特に、表面粗さRaの関係は表面≦裏面となっている基板を用いると良い。
(Substrate 11)
The substrate 11 is made of a material different from the group III nitride compound semiconductor, and a group III nitride semiconductor crystal is epitaxially grown on the substrate 11. Examples of the material constituting the substrate 11 include sapphire, silicon carbide (silicon carbide: SiC), silicon, zinc oxide, magnesium oxide, manganese oxide, zirconium oxide, manganese zinc iron oxide, magnesium aluminum oxide, zirconium boride, and oxidation. Examples include gallium, indium oxide, lithium gallium oxide, lithium aluminum oxide, neodymium gallium oxide, lanthanum strontium aluminum tantalum, strontium titanium oxide, titanium oxide, hafnium, tungsten, and molybdenum. Among these, sapphire and silicon carbide (silicon carbide: SiC) are preferable.
Further, the surface of the substrate 11 is preferably different in surface roughness Ra (arithmetic mean roughness) between the surface (front surface) on which the semiconductor layer is laminated and the opposite surface (back surface). In particular, it is preferable to use a substrate in which the surface roughness Ra is such that the front surface ≦ the back surface.

(中間層12)
前述したように、本実施の形態では、基板11はIII族窒化物化合物半導体とは異なる材料から構成される。このため、後述するように化合物半導体層20を有機金属化学気相成長法(MOCVD)により成膜する際に、バッファ機能を発揮する中間層12を基板11上に設けることが好ましい。特に、中間層12が単結晶構造であることは、バッファ機能の面から好ましい。単結晶構造を有する中間層12を基板11上に成膜した場合、中間層12のバッファ機能が有効に作用し、中間層12上に成膜される下地層13と化合物半導体層20は、良好な配向性及び結晶性を持つ結晶膜となる。
中間層12は、A1を含有することが好ましく、III族窒化物であるA1Nを含むことが特に好ましい。中間層12を構成する材料としては、一般式A1GaInNで表されるIII族窒化物化合物半導体であれば特に限定されない。さらに、V族として、AsやPが含有されても良い。中間層12が、A1を含む組成の場合、GaA1Nとすることが好ましく、A1の組成が50%以上であることが好ましい。
(Intermediate layer 12)
As described above, in the present embodiment, the substrate 11 is made of a material different from that of the group III nitride compound semiconductor. For this reason, it is preferable to provide the intermediate layer 12 that exhibits a buffer function on the substrate 11 when the compound semiconductor layer 20 is formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) as described later. In particular, the intermediate layer 12 preferably has a single crystal structure from the viewpoint of the buffer function. When the intermediate layer 12 having a single crystal structure is formed on the substrate 11, the buffer function of the intermediate layer 12 works effectively, and the base layer 13 and the compound semiconductor layer 20 formed on the intermediate layer 12 are good. It becomes a crystal film having a good orientation and crystallinity.
The intermediate layer 12 preferably contains A1, and particularly preferably contains A1N which is a group III nitride. The material constituting the intermediate layer 12 is not particularly limited as long as it is a group III nitride compound semiconductor represented by the general formula A1GaInN. Furthermore, As and P may be contained as a group V. In the case where the intermediate layer 12 has a composition containing A1, GaA1N is preferable, and the composition of A1 is preferably 50% or more.

下地層13に用いる材料としては、Gaを含むIII族窒化物(GaN系化合物半導体)が用いられ、特に、A1GaN、又はGaNを好適に用いることができる。下地層13の膜厚は0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上、さらに好ましくは1μm以上である。   As a material used for the underlayer 13, a group III nitride (GaN-based compound semiconductor) containing Ga is used, and in particular, A1GaN or GaN can be suitably used. The film thickness of the underlayer 13 is 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more.

(n型半導体層14)
n型半導体層14は、n型コンタクト層14a及びn型クラッド層14bから構成される。n型コンタクト層14aとしては、下地層13と同様にGaN系化合物半導体が用いられる。また、下地層13及びn型コンタクト層14aを構成する窒化ガリウム系化合物半導体は同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を0.1μm〜20μm、好ましくは0.5μm〜15μm、さらに好ましくは1μm〜12μmの範囲に設定することが好ましい。
(N-type semiconductor layer 14)
The n-type semiconductor layer 14 includes an n-type contact layer 14a and an n-type cladding layer 14b. As the n-type contact layer 14a, a GaN-based compound semiconductor is used in the same manner as the base layer 13. Moreover, it is preferable that the gallium nitride compound semiconductor which comprises the base layer 13 and the n-type contact layer 14a is the same composition, The total film thickness of these is 0.1 micrometer-20 micrometers, Preferably it is 0.5 micrometer-15 micrometers, Preferably, it is set in the range of 1 μm to 12 μm.

n型クラッド層14bは、A1GN、GaN、GaInN等によって形成することが可能である。また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造としてもよい。GaInNとする場合には、後述する発光層15を構成する井戸層15bのGaInNのバンドギャップよりも大きくすることが望ましい。n型クラッド層14bの膜厚は、好ましくは5nm〜500nm、より好ましくは5nm〜100nmの範囲である。   The n-type cladding layer 14b can be formed of A1GN, GaN, GaInN, or the like. Alternatively, a heterojunction of these structures or a superlattice structure in which a plurality of layers are stacked may be used. In the case of using GaInN, it is desirable to make it larger than the GaInN band gap of the well layer 15b constituting the light emitting layer 15 described later. The film thickness of the n-type cladding layer 14b is preferably in the range of 5 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 100 nm.

(発光層15)
発光層15は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる障壁層15aと、インジウムを含有する窒化ガリウム系化合物半導体からなる井戸層15bとが交互に繰り返して積層され、且つ、n型半導体層14側及びp型半導体層16側に障壁層15aが配される順で積層して形成される。本実施の形態では、発光層15は、6層の障壁層15aと5層の井戸層15bとが交互に繰り返して積層され、発光層15の最上層及び最下層に障壁層15aが配され、各障壁層15a間に井戸層15bが配される構成とされている。
(Light emitting layer 15)
The light emitting layer 15 includes a barrier layer 15a made of a gallium nitride-based compound semiconductor and a well layer 15b made of a gallium nitride-based compound semiconductor containing indium, which are alternately stacked. The barrier layers 15a are stacked in the order in which the barrier layers 15a are arranged on the type semiconductor layer 16 side. In the present embodiment, the light emitting layer 15 includes six barrier layers 15a and five well layers 15b that are alternately and repeatedly stacked, and the barrier layer 15a is disposed on the uppermost layer and the lowermost layer of the light emitting layer 15, A well layer 15b is arranged between the barrier layers 15a.

障壁層15aとしては、例えば、インジウムを含有した窒化ガリウム系化合物半導体からなる井戸層15bよりもバンドギャップエネルギーが大きいA1Ga1−cN(0≦c≦0.3)等の窒化ガリウム系化合物半導体を好適に用いることができる。
また、井戸層15bには、インジウムを含有する窒化ガリウム系化合物半導体として、例えば、Ga1−sInN(0<s<0.4)等の窒化ガリウムインジウムを用いることができる。
井戸層15bの膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚、即ち臨界膜厚領域であることが好ましい。例えば、井戸層15bの膜厚は、1nm〜10nmの範囲であることが好ましく、2nm〜6nmの膜厚であればより好ましい。
The barrier layer 15a, for example, the well layer 15b larger bandgap energy A1 c Ga 1-c N ( 0 ≦ c ≦ 0.3) than that of a gallium nitride-based compound semiconductor containing indium gallium nitride, such as A compound semiconductor can be suitably used.
Furthermore, the well layer 15b can be formed using indium as the semiconductor gallium nitride-based compound containing, for example, can be used Ga 1-s In s N ( 0 <s <0.4) GaN such as indium.
The film thickness of the well layer 15b is not particularly limited, but is preferably a film thickness at which a quantum effect can be obtained, that is, a critical film thickness region. For example, the thickness of the well layer 15b is preferably in the range of 1 nm to 10 nm, and more preferably 2 nm to 6 nm.

(p型半導体層16)
p型半導体層16は、p型クラッド層16a及びp型コンタクト層16bから構成される。p型クラッド層16aとしては、好ましくは、A1Ga1−dN(0<d≦0.4)のものが挙げられる。p型クラッド層16aの膜厚は、好ましくは1nm〜400nmであり、より好ましくは5nm〜100nmである。
p型コンタクト層16bとしては、少なくともA1Ga1−eN(0≦e<0.5)を含んでなる窒化ガリウム系化合物半導体層が挙げられる。p型コンタクト層16bの膜厚は、特に限定されないが、10nm〜500nmが好ましく、より好ましくは50nm〜200nmである。
(P-type semiconductor layer 16)
The p-type semiconductor layer 16 includes a p-type cladding layer 16a and a p-type contact layer 16b. As the p-type cladding layer 16a, preferably, one having A1 d Ga 1-d N (0 <d ≦ 0.4) is mentioned. The film thickness of the p-type cladding layer 16a is preferably 1 nm to 400 nm, more preferably 5 nm to 100 nm.
The a p-type contact layer 16b, at least A1 e Ga 1-e N ( 0 ≦ e <0.5) comprising gallium nitride-based compound semiconductor layer. The film thickness of the p-type contact layer 16b is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 500 nm, and more preferably 50 nm to 200 nm.

(透光性正極17)
透光性正極17を構成する材料としては、例えば、ITO(In−SnO)、AZO(ZnO−Al)、IZO(In−ZnO)、GZO(ZnO−Ga)等の従来公知の材料が挙げられる。また、透光性正極17の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。透光性正極17は、p型半導体層16上のほぼ全面を覆うように形成しても良く、格子状や樹形状に形成しても良い。
(Translucent positive electrode 17)
Examples of the material constituting the translucent positive electrode 17 include ITO (In 2 O 3 —SnO 2 ), AZO (ZnO—Al 2 O 3 ), IZO (In 2 O 3 —ZnO), and GZO (ZnO—Ga). Conventionally known materials such as 2 O 3 ) can be mentioned. Moreover, the structure of the translucent positive electrode 17 is not specifically limited, A conventionally well-known structure is employable. The translucent positive electrode 17 may be formed so as to cover almost the entire surface on the p-type semiconductor layer 16, or may be formed in a lattice shape or a tree shape.

(正極ボンディングパッド18)
透光性正極17上に形成される電極としての正極ボンディングパッド18は、例えば、従来公知のAu、Al、Ni、Cu等の材料から構成される。正極ボンディングパッド18の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。
正極ボンディングパッド18の厚さは、100nm〜1000nmの範囲内であり、好ましくは300nm〜500nmの範囲内である。
(Positive electrode bonding pad 18)
The positive electrode bonding pad 18 as an electrode formed on the translucent positive electrode 17 is made of, for example, a conventionally known material such as Au, Al, Ni, or Cu. The structure of the positive electrode bonding pad 18 is not particularly limited, and a conventionally known structure can be adopted.
The thickness of the positive electrode bonding pad 18 is in the range of 100 nm to 1000 nm, preferably in the range of 300 nm to 500 nm.

(負極19)
図1に示すように、負極19は、基板11上に成膜された中間層12及び下地層13の上にさらに成膜された化合物半導体層20(n型半導体層14、発光層15及びp型半導体層16)において、n型半導体層14のn型コンタクト層14aに接するように形成される。このため、負極19を形成する際は、p型半導体層16、発光層15及びn型半導体層14の一部を除去し、n型コンタクト層14aの露出領域14dを形成し、この上に負極19を形成する。
負極19の材料としては、各種組成および構造の負極が周知であり、これら周知の負極
を何ら制限無く用いることができ、この技術分野でよく知られた慣用の手段で設けること
ができる。
(Negative electrode 19)
As shown in FIG. 1, the negative electrode 19 includes a compound semiconductor layer 20 (n-type semiconductor layer 14, light emitting layer 15, and p) further formed on the intermediate layer 12 and the base layer 13 formed on the substrate 11. The n-type semiconductor layer 16) is formed so as to be in contact with the n-type contact layer 14a of the n-type semiconductor layer 14. Therefore, when forming the negative electrode 19, the p-type semiconductor layer 16, the light emitting layer 15, and the n-type semiconductor layer 14 are partially removed to form an exposed region 14 d of the n-type contact layer 14 a, and the negative electrode is formed thereon. 19 is formed.
As the material of the negative electrode 19, negative electrodes having various compositions and structures are well known, and these known negative electrodes can be used without any limitation, and can be provided by conventional means well known in this technical field.

(半導体発光素子の製造方法)
本実施の形態において半導体発光素子1は、通常、基板11上に化合物半導体層20を成膜し(半導体層成膜工程)、次いで、基板11を所定の厚さになる迄研削し、その後、適当な大きさに切断して形成される。
先ず、所定の直径Dと厚さdとを有するサファイア製の基板11上に、V族元素を含むガスと金属材料とをプラズマで活性化して反応させることによりIII族窒化物からなる中間層12を成膜する。続いて、成膜した中間層12上に、下地層13、n型半導体層14、発光層15、及びp型半導体層16を順次積層する。
(Manufacturing method of semiconductor light emitting device)
In the present embodiment, the semiconductor light emitting device 1 usually forms the compound semiconductor layer 20 on the substrate 11 (semiconductor layer forming step), and then grinds the substrate 11 to a predetermined thickness, It is formed by cutting into an appropriate size.
First, on a sapphire substrate 11 having a predetermined diameter D and thickness d, a gas containing a group V element and a metal material are activated and reacted with plasma to cause an intermediate layer 12 made of a group III nitride. Is deposited. Subsequently, the base layer 13, the n-type semiconductor layer 14, the light emitting layer 15, and the p-type semiconductor layer 16 are sequentially stacked on the formed intermediate layer 12.

本実施の形態では、化合物半導体層20を成膜する際に使用する基板11の直径Dは、通常、50mm〜155mmの範囲から選択される。また、基板11の厚さdは、通常、0.4mm〜1.5mm、好ましくは0.4mm〜1.2mmの範囲から選択される。
このとき、使用する基板11は、反り量Hが、0<H≦30μm及び−30μm≦H<0の範囲から選ばれることが好ましい。また、基板11の反り量Hが、−10μm<H<0の範囲から選ばれることが好ましい。
本実施の形態では、特に、基板11の直径Dが50mm〜51mm(約2インチ)程度の場合、基板11の反り量Hが、0<H≦30μm及び−30μm≦H<0の範囲から選ばれることが好ましい。また、基板11の直径Dが100mm〜102mm(約4インチ)程度の場合、基板11の反り量Hが、−10μm<H<0の範囲から選ばれることが好ましい。
In this Embodiment, the diameter D of the board | substrate 11 used when forming the compound semiconductor layer 20 into a film is normally selected from the range of 50 mm-155 mm. The thickness d of the substrate 11 is usually selected from the range of 0.4 mm to 1.5 mm, preferably 0.4 mm to 1.2 mm.
At this time, it is preferable that the substrate 11 to be used has a warpage amount H selected from the ranges of 0 <H ≦ 30 μm and −30 μm ≦ H <0. Further, it is preferable that the warpage amount H of the substrate 11 is selected from the range of −10 μm <H <0.
In the present embodiment, particularly when the diameter D of the substrate 11 is about 50 mm to 51 mm (about 2 inches), the warpage amount H of the substrate 11 is selected from the ranges of 0 <H ≦ 30 μm and −30 μm ≦ H <0. It is preferable that Further, when the diameter D of the substrate 11 is about 100 mm to 102 mm (about 4 inches), the warp amount H of the substrate 11 is preferably selected from the range of −10 μm <H <0.

ここで、基板の反りとは、基板を水平な基準面に置いた時の、基準面とウェーハ表面との距離の最大値と最小値の差と定義される。本願においては、基板11の反り量Hの測定は、NIDEK社製のレーザ光斜入射干渉計(フラットネステスターFT−17)によりSORI値を測定することで行った。そして、反りの方向が凸形状の場合にはプラス値、凹形状の場合はマイナス値とした。   Here, the warpage of the substrate is defined as the difference between the maximum value and the minimum value of the distance between the reference surface and the wafer surface when the substrate is placed on a horizontal reference surface. In the present application, the amount of warpage H of the substrate 11 was measured by measuring the SORI value with a laser beam oblique incidence interferometer (flatness tester FT-17) manufactured by NIDEK. A positive value is used when the warping direction is convex, and a negative value is used when the direction of warping is concave.

次に、本実施の形態では、化合物半導体層20を成膜する際に使用する基板11の直径D及び厚さdが、下記式(1)の関係を満たしてる。
0.7×10≦(D/d)≦1.5×10 (1)
本実施の形態において、化合物半導体層20を構成する材料と異なる材料の基板11上に化合物半導体層20を成膜する際に、直径Dと厚さdとの関係が上記式(1)を満たすような基板11を選択することにより、製造工程における複数の処理の影響を受けることなく、発光波長の波長分布σが小さい化合物半導体ウェーハを製造することができる。ここで、化合物半導体ウェーハとは、基板11上に、化合物半導体層20を成膜したものである。
ここで、化合物半導体層20を成膜する際に使用する基板11の直径Dと基板11の厚さdとの比(D/d)が、過度に小さいと、発光波長の波長分布σは変動が小さく安定するものの、基板11そのものの原材料使用量が増加するため基板11のコストアップ要因となる。さらに、後述する基板11の研削処理によって研削する量が増加するため、スループットが悪くなる傾向がある。
また、(D/d)が、過度に大きいと、化合物半導体ウェーハの反り量が大きくなるため、発光波長の波長分布σが大きくなり、半導体発光素子1の歩留まりが低下する傾向がある。さらに、基板11の厚さdのバラツキが厚さ公差内であっても発光波長の波長分布σが変動し、安定した化合物半導体ウェーハの製造が困難となる。また、化合物半導体ウェーハの反り量が大きくなると、半導体発光素子1を製造する過程において、フォトレジストの露光不良、ロボット搬送ミス、プローブによる電気特性測定の不安定化、レーザ加工時のフォーカシング不安定化等の収率低下の要因となる。この場合、基板11の厚さ公差を狭く管理する方法もあるが、基板11の製造が非常に難しくなり、コストアップの要因となる。
Next, in the present embodiment, the diameter D and the thickness d of the substrate 11 used when forming the compound semiconductor layer 20 satisfy the relationship of the following formula (1).
0.7 × 10 2 ≦ (D / d) ≦ 1.5 × 10 2 (1)
In the present embodiment, when the compound semiconductor layer 20 is formed over the substrate 11 made of a material different from the material constituting the compound semiconductor layer 20, the relationship between the diameter D and the thickness d satisfies the above formula (1). By selecting such a substrate 11, a compound semiconductor wafer having a small wavelength distribution σ of emission wavelength can be manufactured without being affected by a plurality of processes in the manufacturing process. Here, the compound semiconductor wafer is obtained by forming the compound semiconductor layer 20 on the substrate 11.
Here, when the ratio (D / d) of the diameter D of the substrate 11 to the thickness d of the substrate 11 used when forming the compound semiconductor layer 20 is excessively small, the wavelength distribution σ of the emission wavelength varies. However, since the amount of raw material used for the substrate 11 itself increases, the cost of the substrate 11 increases. Furthermore, the amount of grinding increases due to the grinding process of the substrate 11 to be described later, so that the throughput tends to deteriorate.
On the other hand, if (D / d) is excessively large, the amount of warpage of the compound semiconductor wafer increases, so that the wavelength distribution σ of the emission wavelength increases, and the yield of the semiconductor light emitting device 1 tends to decrease. Furthermore, even if the variation in the thickness d of the substrate 11 is within the thickness tolerance, the wavelength distribution σ of the emission wavelength varies, making it difficult to manufacture a stable compound semiconductor wafer. In addition, when the amount of warpage of the compound semiconductor wafer increases, in the process of manufacturing the semiconductor light emitting device 1, exposure failure of the photoresist, robot transport error, unstable measurement of electrical characteristics by the probe, and unstable focusing during laser processing. It becomes a factor of yield reduction. In this case, there is a method of managing the thickness tolerance of the substrate 11 narrowly, but it becomes very difficult to manufacture the substrate 11, which causes an increase in cost.

本実施の形態では、前述した基板11上にIII族窒化物半導体結晶をエピタキシャル成長させる際、中間層12は、スパッタ法を用いて、プラズマで活性化して反応した原料を基板11上に成膜することが好ましい(中間層形成工程)。ここで、V族元素を窒素とし、中間層12を成膜する際のガス中における窒素のガス分率を50%〜99%以下の範囲とするとともに、中間層12を単結晶組織として形成する。これにより、短時間で良好な結晶性を有する中間層12を、特定の異方性を持つ配向膜として基板11上に成膜することができる。その結果、中間層12上に、結晶性の良好なIII族窒化物半導体を効率良く成長させることが可能となる。   In the present embodiment, when the group III nitride semiconductor crystal is epitaxially grown on the substrate 11 described above, the intermediate layer 12 is formed on the substrate 11 by a sputtering method to react and react with the raw material. It is preferable (intermediate layer forming step). Here, the group V element is nitrogen, the nitrogen gas fraction in the gas when forming the intermediate layer 12 is in the range of 50% to 99% or less, and the intermediate layer 12 is formed as a single crystal structure. . Thereby, the intermediate layer 12 having good crystallinity can be formed on the substrate 11 as an alignment film having specific anisotropy in a short time. As a result, a group III nitride semiconductor with good crystallinity can be efficiently grown on the intermediate layer 12.

本実施の形態では、中間層12をスパッタ法によって形成した後、その上に、有機金属化学気相成長法(MOCVD)によって、下地層13、n型半導体層14、発光層15及びp型半導体層16を順次成膜することが好ましい。
MOCVD法では、キャリアガスとして水素(H)又は窒素(N)、III族原料であるGa源としてトリメチルガリウム(TMG)又はトリエチルガリウム(TEG)、Al源としてトリメチルアルミニウム(TMA)又はトリエチルアルミニウム(TEA)、In源としてトリメチルインジウム(TMI)又はトリエチルインジウム(TEI)、V族原料であるN源としてアンモニア(NH)、ヒドラジン(N)等が用いられる。
ドーパントとしては、n型にはSi原料としてモノシラン(SiH)又はジシラン(Si)、Ge原料としてゲルマンガス(GeH)、テトラメチルゲルマニウム((CHGe)、テトラエチルゲルマニウム((CGe)等の有機ゲルマニウム化合物を利用できる。
In the present embodiment, after the intermediate layer 12 is formed by sputtering, an underlayer 13, an n-type semiconductor layer 14, a light-emitting layer 15, and a p-type semiconductor are formed thereon by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Layer 16 is preferably deposited sequentially.
In the MOCVD method, hydrogen (H 2 ) or nitrogen (N 2 ) is used as a carrier gas, trimethyl gallium (TMG) or triethyl gallium (TEG) is used as a Ga source as a group III source, trimethyl aluminum (TMA) or triethyl aluminum is used as an Al source. (TEA), trimethylindium (TMI) or triethylindium (TEI) as an In source, ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 H 4 ), or the like as an N source that is a group V material.
As the dopant, for n-type, monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) as a Si raw material, germanium gas (GeH 4 ), tetramethyl germanium ((CH 3 ) 4 Ge), tetraethyl germanium (Ge) as a Ge raw material An organic germanium compound such as (C 2 H 5 ) 4 Ge) can be used.

尚、窒化ガリウム系化合物半導体は、Al、Ga、In以外にも、他のIII族元素が含有された構成とすることができ、必要に応じてGe、Si、Mg、Ca、Zn、Be等のドーパント元素を含有することができる。さらに、意図的に添加した元素に限らず、成膜条件等に依存して必然的に含まれる不純物、並びに原料、反応管材質に含まれる微量不純物を含む場合もある。   The gallium nitride-based compound semiconductor can be configured to contain other group III elements in addition to Al, Ga, and In, and Ge, Si, Mg, Ca, Zn, Be, and the like as necessary. The dopant element can be contained. Furthermore, it is not limited to the element added intentionally, but may include impurities that are inevitably included depending on the film forming conditions and the like, as well as trace impurities that are included in the raw materials and reaction tube materials.

尚、化合物半導体層20の内、下地層13をMOCVD法によって形成した後、n型コンタクト層14a及びn型クラッド層14bの各層をスパッタ法で形成し、その上の発光層15をMOCVD法で形成し、そして、p型半導体層16を構成するp型クラッド層16a及びp型コンタクト層16bの各層を反応性スパッタ法で形成してもよい。   In addition, after forming the base layer 13 in the compound semiconductor layer 20 by the MOCVD method, each layer of the n-type contact layer 14a and the n-type cladding layer 14b is formed by the sputtering method, and the light emitting layer 15 thereon is formed by the MOCVD method. The p-type cladding layer 16a and the p-type contact layer 16b constituting the p-type semiconductor layer 16 may be formed by reactive sputtering.

前述した直径D及び厚さdを有する基板11上に中間層12、下地層13及び化合物半導体層20を成膜した後、化合物半導体層20のp型半導体層16上に透光性正極17が積層され、その上に正極ボンディングパッド18が形成される。さらに、n型半導体層14のn型コンタクト層14aに形成された露出領域14dに負極19が設けられたウェーハが形成される。
その後、基板11の被研削面を、所定の厚さになるまで研削及び研磨する。本実施の形態では、約20分間程度の研削工程により、ウェーハの基板11が研削され、基板11の厚さは、例えば、約900μmから約120μm迄減少する。さらに、本実施の形態では、研削工程に続き、約15分間の研磨工程により、基板11の厚さは、約120μmから約80μm迄に研磨される。
次いで、基板11の厚さが調整されたウェーハは、例えば、350μm角の正方形に切断することにより、基板11上に中間層12、下地層13及び化合物半導体層20が成膜された半導体発光素子1が形成される。
After the intermediate layer 12, the base layer 13, and the compound semiconductor layer 20 are formed on the substrate 11 having the diameter D and the thickness d described above, the translucent positive electrode 17 is formed on the p-type semiconductor layer 16 of the compound semiconductor layer 20. The positive electrode bonding pad 18 is formed thereon. Further, a wafer in which the negative electrode 19 is provided in the exposed region 14d formed in the n-type contact layer 14a of the n-type semiconductor layer 14 is formed.
Thereafter, the surface to be ground of the substrate 11 is ground and polished until it reaches a predetermined thickness. In the present embodiment, the wafer substrate 11 is ground by a grinding process of about 20 minutes, and the thickness of the substrate 11 is reduced from about 900 μm to about 120 μm, for example. Furthermore, in this embodiment, the thickness of the substrate 11 is polished from about 120 μm to about 80 μm by a polishing process for about 15 minutes following the grinding process.
Next, the wafer in which the thickness of the substrate 11 is adjusted is cut into a square of 350 μm square, for example, so that the intermediate layer 12, the base layer 13, and the compound semiconductor layer 20 are formed on the substrate 11. 1 is formed.

以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例において使用したサファイア基板の反り量Hと化合物半導体ウェーハから得られた発光波長の分布(波長分布σ)の評価方法は以下の通りである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
Evaluation methods of the warpage amount H of the sapphire substrate used in the examples and the emission wavelength distribution (wavelength distribution σ) obtained from the compound semiconductor wafer are as follows.

(1)サファイア基板の反り量H
サファイア基板の反り量Hは、レーザ光斜入射干渉計(株式会社ニデック社製:フラットネステスターFT−17)により測定したSORI値により評価した。SORI値は、サファイア基板をフラットネステスターのバウチャックに吸着し、垂直より手前方向に8度傾斜した状態で測定した。測定はサファイア基板の外周1mmを除いた(インサイド値1mm)範囲とした。
(1) Warpage amount H of sapphire substrate
The amount of warpage H of the sapphire substrate was evaluated based on the SORI value measured with a laser beam oblique incidence interferometer (manufactured by Nidec Co., Ltd .: Flatness Tester FT-17). The SORI value was measured in a state where the sapphire substrate was attracted to a bow tester of a flatness tester and tilted 8 degrees from the vertical to the near side. The measurement was performed in a range excluding the outer periphery of 1 mm of the sapphire substrate (inside value of 1 mm).

(2)化合物半導体ウェーハから得られた発光波長の分布(波長分布σ)
発光波長の波長分布σの測定は、本発明において限定されないが、好ましくはPLマッパー(ACCENT社製:RPM−Σ)を用いて測定することができる。
(2) Distribution of emission wavelength obtained from compound semiconductor wafer (wavelength distribution σ)
The measurement of the wavelength distribution σ of the emission wavelength is not limited in the present invention, but it can be preferably performed using a PL mapper (manufactured by ACCENT: RPM-Σ).

(実施例1〜9及び比較例)
表1に示す直径Dと厚さdとを有するサファイア製の基板11を使用し、図1に示すように、この基板11上に、スパッタ法によりAlNからなる中間層12を0.05μm成膜し、その上に、有機金属化学気相成長法(MOCVD)によって、厚さ8μmのアンドープGaNからなる下地層13及び厚さ2μmのSiドープGaNからなるn型コンタクト層14aを成膜したウェーハを作成した。さらに、その上に、MOCVDによって厚さ250nmのIn0.1Ga0.9Nからなるn型クラッド層14bを形成した後、厚さ16nmのSiドープGaNからなる障壁層15aおよび厚さ2.5nmのIn0.2Ga0.8Nからなる井戸層15bを5回積層し、最後に障壁層15aを設けた多重量子井戸構造の発光層15を形成した。
さらに、厚さ10nmのMgドープAl0.07Ga0.93Nからなるp型クラッド層16a、厚さ150nmのMgドープGaNからなるp型コンタクト層16bを順に形成した。
尚、窒化ガリウム系化合物半導体層の積層は、MOCVD法により、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で行なった。
その後、前述のPLマッパー(ACCENT社製:RPM−Σ)により波長分布σを測定し、表1に記載の結果を得た。
次に、GaNからなるp型コンタクト層16b上に、厚さ250nmのIZOからなる透光性正極17を形成した後、SiOからなる保護膜を形成する等、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で発光素子用のチップを製造した。
(Examples 1-9 and comparative examples)
A sapphire substrate 11 having a diameter D and a thickness d shown in Table 1 is used, and as shown in FIG. 1, an intermediate layer 12 made of AlN is formed on the substrate 11 by a sputtering method to a thickness of 0.05 μm. A wafer on which an underlayer 13 made of undoped GaN having a thickness of 8 μm and an n-type contact layer 14a made of Si-doped GaN having a thickness of 2 μm were formed by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Created. Further, an n-type cladding layer 14b made of In 0.1 Ga 0.9 N having a thickness of 250 nm is formed thereon by MOCVD, and then a barrier layer 15a made of Si-doped GaN having a thickness of 16 nm and a thickness of 2. A well layer 15b made of 5 nm of In 0.2 Ga 0.8 N was stacked five times, and finally a light emitting layer 15 having a multiple quantum well structure in which a barrier layer 15a was provided was formed.
Further, a p-type cladding layer 16a made of Mg-doped Al 0.07 Ga 0.93 N having a thickness of 10 nm and a p-type contact layer 16b made of Mg-doped GaN having a thickness of 150 nm were sequentially formed.
The gallium nitride-based compound semiconductor layer was laminated by MOCVD under normal conditions well known in the technical field.
Thereafter, the wavelength distribution σ was measured by the above-mentioned PL mapper (manufactured by ACCENT: RPM-Σ), and the results shown in Table 1 were obtained.
Next, a light-transmitting positive electrode 17 made of IZO having a thickness of 250 nm is formed on the p-type contact layer 16b made of GaN, and then a protective film made of SiO 2 is well-known in the art. A chip for a light emitting device was manufactured under normal conditions.

Figure 2010092934
Figure 2010092934

表1に示す結果から、直径Dと厚さdとが、前述した式(1)の関係を満たし、反り量Hが±30μmの範囲である基板11を使用し、且つ基板11上に合計の厚さが8μm以上(10μm)の化合物半導体層20を成膜して調製した化合物半導体ウェーハ(実施例1〜9)は、発光波長の波長分布σが5nm以下の良好な数値を示すことが分かる。
この場合、例えば、基板直径Dが100mmの基板11の反り形状が凸形状の場合(実施例6,7)よりも凹形状の場合(実施例4,5)の方が、発光波長の波長分布σがより良好となる傾向がある。
また、D/dの値が小さい方が発光波長の波長分布σがより良好となる傾向がある。特に同一直径で比較した場合は顕著である(実施例1と2との比較、実施例3と4との比較、実施例8と9との比較)。
比較例として、反り量Hが±30μmの範囲であっても、前述した式(1)の関係を満たさない場合は波長分布は測定できないほど大きく乱れた。
From the results shown in Table 1, the substrate 11 in which the diameter D and the thickness d satisfy the relationship of the formula (1) described above and the warpage amount H is in the range of ± 30 μm is used, and the total amount on the substrate 11 is It can be seen that the compound semiconductor wafers (Examples 1 to 9) prepared by forming the compound semiconductor layer 20 having a thickness of 8 μm or more (10 μm) show favorable numerical values of the wavelength distribution σ of the emission wavelength of 5 nm or less. .
In this case, for example, the wavelength distribution of the emission wavelength is greater in the case of the concave shape (Examples 4 and 5) than in the case of the convex shape (Examples 6 and 7) of the substrate 11 having a substrate diameter D of 100 mm. σ tends to be better.
Further, the smaller the D / d value, the better the wavelength distribution σ of the emission wavelength tends to be better. In particular, it is remarkable when compared at the same diameter (comparison between Examples 1 and 2, comparison between Examples 3 and 4, and comparison between Examples 8 and 9).
As a comparative example, even when the amount of warpage H is in the range of ± 30 μm, the wavelength distribution was greatly disturbed so that it could not be measured when the relationship of the above-described formula (1) was not satisfied.

本実施の形態において製造される半導体発光素子の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the semiconductor light emitting element manufactured in this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体発光素子、11…基板、12…中間層、13…下地層、14…n型半導体層、15…発光層、16…p型半導体層、17…透光性正極、18…正極ボンディングパッド、19…負極、20…化合物半導体層(III族化合物半導体層) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor light emitting element, 11 ... Substrate, 12 ... Intermediate layer, 13 ... Underlayer, 14 ... N-type semiconductor layer, 15 ... Light emitting layer, 16 ... P-type semiconductor layer, 17 ... Translucent positive electrode, 18 ... Positive electrode bonding Pad, 19 ... negative electrode, 20 ... compound semiconductor layer (group III compound semiconductor layer)

Claims (12)

III族化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法であって、
反り量Hが±30μmの範囲であり且つ直径Dと厚さdを有する基板上に、合計の厚さが8μm以上のIII族化合物半導体層を成膜する半導体層成膜工程を有し、
前記基板の前記直径Dと前記厚さdとが、下記式(1)の関係を満たす
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
0.7×10≦(D/d)≦1.5×10 (1)
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device having a group III compound semiconductor layer,
A semiconductor layer forming step of forming a group III compound semiconductor layer having a total thickness of 8 μm or more on a substrate having a warpage amount H of ± 30 μm and a diameter D and a thickness d;
The method for manufacturing a semiconductor light emitting element, wherein the diameter D and the thickness d of the substrate satisfy a relationship of the following formula (1).
0.7 × 10 2 ≦ (D / d) ≦ 1.5 × 10 2 (1)
前記III族化合物半導体層が、III族窒化物を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the group III compound semiconductor layer contains a group III nitride. 前記基板の前記直径Dが、50mm〜155mmの範囲から選ばれることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the diameter D of the substrate is selected from a range of 50 mm to 155 mm. 前記基板の前記厚さdが、0.4mm〜1.5mmの範囲から選ばれることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the thickness d of the substrate is selected from a range of 0.4 mm to 1.5 mm. 5. 前記基板の反り量Hが、0<H≦30μm及び−30μm≦H<0の範囲から選ばれることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   5. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the warpage amount H of the substrate is selected from the ranges of 0 <H ≦ 30 μm and −30 μm ≦ H <0. 前記基板の反り量Hが、−10μm<H<0の範囲から選ばれることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   6. The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein a warpage amount H of the substrate is selected from a range of −10 μm <H <0. 前記基板の前記直径Dが50mm〜51mmの場合、当該基板の反り量Hが、0<H≦30μm及び−30μm≦H<0の範囲から選ばれ、当該基板の当該直径Dが100mm〜102mmの場合、当該基板の反り量Hが、−10μm<H<0の範囲から選ばれることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   When the diameter D of the substrate is 50 mm to 51 mm, the warpage amount H of the substrate is selected from the range of 0 <H ≦ 30 μm and −30 μm ≦ H <0, and the diameter D of the substrate is 100 mm to 102 mm. 7. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the warpage amount H of the substrate is selected from a range of −10 μm <H <0. 前記基板は、III族化合物半導体と異なる材料から構成されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the substrate is made of a material different from that of the group III compound semiconductor. 前記基板は、サファイアから構成されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the substrate is made of sapphire. 前記基板と前記III族化合物半導体層との間に、スパッタ法により中間層を成膜する中間層形成工程を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   10. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising an intermediate layer forming step of forming an intermediate layer between the substrate and the group III compound semiconductor layer by a sputtering method. Manufacturing method. 前記III族化合物半導体層は、前記基板上に順に下地層、n型半導体層、発光層、p型半導体層を積層して成膜することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   11. The group III compound semiconductor layer is formed by stacking a base layer, an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p-type semiconductor layer in order on the substrate. The manufacturing method of the semiconductor light-emitting device of description. 前記III族化合物半導体層は、有機金属化学気相成長法により前記基板上に成膜されることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の半導体発光素子の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the group III compound semiconductor layer is formed on the substrate by metal organic chemical vapor deposition.
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