[发明专利]发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种发光元件及其制造方法。 

背景技术

专利文献1：日本特开2002—203987号公报 

以(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP混晶(其中，0≦x≦1，0≦y≦1；以下亦记载为AlGaInP混晶，或仅为AlGaInP)形成发光层部的发光元件，是通过采用以能带间隙(band GaP)大于AlGaInP有源层的n型AlGaInP包覆层与p型AlGaInP包覆层夹持薄AlGaInP有源层成三明治状之双异质结构，而可实现高亮度之元件。 

AlGaInP发光元件之情形，是使用GaAs基板作为发光层部之生长基板，惟GaAs在AlGaInP发光层部之发光波长区域之光吸收大。因此，在专利文献1中，揭示了一种将GaAs基板剥离，重新贴合GaP基板之方法。又，在专利文献1中，贴合GaP基板之侧为p型，为了降低贴合界面之串联电阻，故在发光层部之贴合面侧生长由InGaP(高浓度地添加了作为p型掺杂物之Zn)所构成之中间层，使该中间层贴合于GaP基板。 

发明内容

发明所解决的技术课题 

如上所述的直接接合型发光元件，贴合所使用的中间层为p型，作为掺杂物，可以使用抗氧化性高的Zn。然而，用以外延生长AlGaInP发光层之GaAs单结晶基板难以得到p型者，在实际生产时只能使用n型者，如是 说亦不为过。此时，贴合GaP基板者是已去除GaAs单结晶基板之发光层部为n型的第二主表面，必须将贴合所使用的InGaP中间层与GaP基板一起置换成n型者。 

然而，在III—V族化合物半导体中，多使用Si作为n型的掺杂物，而必须以Si对InGaP中间层进行高浓度掺杂。经过本发明人等进行研究后，发现难以将Si均匀掺杂于InGaP中间层之整体，除了在作为贴合面之表面容易产生Si浓度不均的现象外，且由于因在贴合环境气氛中所混入的氧气使表面之Si氧化而造成不活性化，故较p型InGaP中间层不易降低贴合界面之串联电阻。 

再者，以高浓度将Si掺杂于InGaP中间层时，通过贴合所得之发光元件之串联电阻不只仅是增加，且随着继续通电，串联电阻亦容易随时间渐减等，可知其缺乏安定性。当串联电阻无法在短时间内降低至安定程度时，在以高速切换(PWM控制等)对发光元件进行调光驱动时，会发生对其切换反应性造成巨大影响的问题。 

本发明之课题，在于提供一种发光元件及其制造方法，其中，发光层部与透明导电性半导体基板之贴合面侧为n型，即使形成于贴合面侧之InGaP中间层是利用Si掺杂成为n型时，亦可充分降低在贴合界面之元件串联电阻，且可谋求其切换反应性。 

解决课题的方法及发明效果 

为了解决上述课题，本发明的发光元件，其特征在于：具有发光层部，其具有依次积层AlGaInP(由III—V族化合物半导体所构成，具有与GaAs晶格匹配之组成)所分别构成之n型包覆层、有源层及p型包覆层的双异质结构；且具有下述结构，是以部分覆盖第一主表面侧为p型、第二主表面侧为n型之贴合对象层第一主表面的形式，形成光取出侧电极，另一方面在该贴合对象层之第二主表面，贴合由III—V族化合物半导体所构成之n型透明元件基板(能带间隙能量大于有源层)；并且在透明元件基板与贴合对象层之一侧，形成与中至少一个上形成贴合面，使得两者贴合，且形成贴合面侧形成有n型掺杂物Si浓化之高浓度Si掺杂层的InGaP中间层。 

又，本发明的发光元件的制造方法，是用以制造上述本发明的发光元件，其特征在于，依次实施以下步骤： 

贴合对象层生长步骤，是在由GaAs构成的生长用单结晶基板的第一主表面上，外延生长贴合对象层以得到中间积层体； 

基板去除步骤，是从中间积层体将生长用单结晶基板去除； 

贴合连接层生长步骤，是在n型透明元件基板的第一主表面或经去除生长用单结晶基板的贴合对象层的第二主表面，外延生长贴合连接层，且在该贴合连接层之贴合面侧形成高浓度Si掺杂层； 

贴合步骤，是在形成有该高浓度Si掺杂层的贴合连接层的贴合面，将n型透明元件基板与贴合对象层加以贴合。