[发明专利]发光元件的制造方法、化合物半导体晶圆及发光元件

说明书

技术领域

本发明是关于一种发光元件的制造方法、化合物半导体晶圆及发光元件。 

背景技术

(专利文献1)美国专利第5,008,718号公报 

〔专利文献2〕日本特开平2004-128452号公报 

发光层部由(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP固溶体(其中，0≤x≤1，0＜y≤1，以下亦记载成AlGaInP固溶体，或仅记载成AlGaInP)所形成的发光元件，是采用以能带间隙大于薄AlGaInP有源层的n型AlGaInP包覆层与p型AlGaInP包覆层，挟持该薄AlGaInP有源层成三明治状的双异质结构，由此而可实现高亮度的元件。 

例如，以AlGaInP发光元件为例，是以在n型GaAs基板上形成异质的方式，依次积层n型GaAs缓冲层、n型AlGaInP包覆层、AlGaInP有源层、p型AlGaInP包覆层，以形成具有双异质结构的发光层部。对发光层部进行通电，则是透过元件表面所形成的金属电极。此处，由于金属电极为一遮光体，因此以例如仅覆盖在发光层部主表面之中央部的方式形成，而使光线从其周围非电极形成区域射出。 

此时，由于尽可能缩小金属电极的面积，可使电极周围所形成的光亮区域面积变得较大，因此从提升光取出效率的观点来看是有利的。以往，虽尝试设计电极形状以在元件内有效增大电流使光取出量增加，但是也无 法避免造成电极面积的增大，而因光亮面积的缩减，反而陷入光取出量受到限制的困境。又，为了使有源层内载子的发光再结合最佳化，包覆层之掺杂剂的载子浓度甚至导电率多少受到抑制，而造成在面内方向电流不易增大。此将导致电流密度集中在电极覆盖区域，光亮区域的实质光取出量降低。 

因此，已知如下方法，即，在发光层部与电极之间，设置厚且具导电性的透光窗户层(电流扩散层)，由此使电流密度为最小的方法(专利文献1)。另外，也已知如下方法，即，为了有效率地形成电流扩散层，以有机金属气相成长法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy，以下亦称为MOVPE法)形成薄的发光层，另以氢化物气相成长法(Hydride Vapor Phase EpitaxialGrowth Method，以下亦称为HVPE法)来形成厚的电流扩散层之方法(专利文献2)。 

发明内容

发明所解决的技术课题 

然而，当使用氢化物气相成长法在高速下形成厚的电流扩散层时，则容易在电流扩散层的表面产生称为凸起(Hillock)的结晶缺陷。由于凸起具有凹凸形状，因此为了方便进行光微影步骤等，需要对电流扩散层的表面加以研磨，使其平坦化。因此会预先估计到研磨费用，将电流扩散层成长为越厚，效率将越差。又，若以高速形成电流扩散层，则会容易使得所制得之发光元件的顺向电压(Vf)增高。 

本发明之目的，在于提供一种使用氢化物气相成长法形成厚的电流扩散层时，可抑制凸起产生的发光元件的制造方法、用于制造该发光元件的化合物半导体晶圆、及以该发光元件的制造方法所制得且可降低顺向电压的发光元件。 

解决课题的方法及作用·效果

为了解决上述问题，本发明第一之发光元件的制造方法，是依次外延生长分别由III—V族化合物半导体所构成的发光层部与电流扩散层，其特征在于，依次实施以下两步骤： 

有机金属气相成长步骤，是在该成长用单结晶基板上以有机金属气相成长法外延生长发光层部； 

氢化物气相成长步骤，是在发光层部上以氢化物气相成长法外延生长电流扩散层； 

且使电流扩散层成长为具有位于靠近发光层部侧的低速成长层与连接该低速成长层的高速成长层。