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公開番号2025090672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-17
出願番号2025035752,2023531761
出願日2025-03-06,2022-06-13
発明の名称半導体素子の製造方法
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H01S 5/042 20060101AFI20250610BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発光効率、信頼性を高めることができる、窒化物半導体を含むベース半導体部と、窒化物半導体を含む化合物半導体部と有する発光体を提供する。
【解決手段】発光体は、窒化物半導体を含むベース半導体部8と、窒化物半導体を含み、ベース半導体部よりも上方に位置する化合物半導体部9と、第1電極E1および第2電極E2とを備え、ベース半導体部は、第1部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が第1部よりも少ない第2部とを有し、第1電極の少なくとも一部と、第2電極の少なくとも一部とが化合物半導体部上に位置するとともに、第1電極の少なくとも一部が第2部の上方に位置する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下地基板と、前記下地基板上に位置する複数のマスク部と、前記下地基板の上面のうち前記複数のマスク部の間に露出した領域から延在するベース半導体部と、を備え、前記ベース半導体部は前記露出した領域から上方に延在する第１部と、前記第１部から前記複数のマスク部のうち１つ以上のマスク部上に延在する第２部と、を備える半導体基板を準備する工程と、
前記ベース半導体部上に化合物半導体部を形成する工程と、
前記ベース半導体部の上方に、第１電極および第２電極を、前記第１電極の少なくとも一部が前記第２部の上方に位置するように形成する工程と、
第１パッドおよび第２パッドを備える支持基板を準備する工程と、
前記ベース半導体部、前記化合物半導体部、前記第１電極、および前記第２電極を含む積層体を、前記第１電極および前記第１パッドを接続させるとともに前記第２電極および前記第２パッドを接続させながら支持基板に接合し、前記ベース半導体部と前記下地基板とを離隔する工程と、を含む、半導体素子の製造方法。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記第２部の貫通転位密度は、前記第１部の貫通転位密度の１／５以下である、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記ベース半導体部および前記化合物半導体部を分割する工程を含む、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記離隔する工程よりも前に、前記下地基板上で前記ベース半導体部および前記化合物半導体部を分割する工程を行う、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記ベース半導体部および前記化合物半導体部を分割して半導体素子の共振器端面を形成する、請求項３に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記ベース半導体部は窒化物半導体を含み、前記ベース半導体部は前記窒化物半導体の＜１－１００＞方向を長手方向とする長手形状である、請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記ベース半導体部および前記化合物半導体部は窒化物半導体を含み、
前記ベース半導体部および前記化合物半導体部を、前記窒化物半導体のｍ面に沿う断面が生じるように分割する工程を含む、請求項５に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項８】
前記ベース半導体部および前記化合物半導体部は窒化物半導体を含み、
前記離隔する工程よりも前に、前記下地基板上で前記ベース半導体部および前記化合物半導体部を、前記窒化物半導体のｍ面に沿う断面が生じるように分割する工程を行う、請求項５に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１電極および前記第２電極を、前記第１電極の少なくとも一部と、前記第２電極の少なくとも一部とが、前記化合物半導体部の（０００１）面上に位置するように形成する、請求項１～８のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記複数のマスク部が第１方向に並び、
平面視において、前記第１電極および前記第２電極が前記第１方向に並ぶ、請求項１～８のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の窒化物半導体レーザでは、半導体層を含むチップの片面にアノードおよびカソードが形成されている。アノードからカソードへの電流経路に、半導体層のｃ面平行な向きとなる部分が含まれると、発光効率が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
日本国特開２０００－４９４１５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示にかかる発光体は、窒化物半導体を含むベース半導体部と、窒化物半導体を含み、前記ベース半導体部よりも上方に位置する化合物半導体部と、第１電極および第２電極とを備え、前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも少ない第２部とを有し、前記第１電極の少なくとも一部と、前記第２電極の少なくとも一部とが、前記化合物半導体部上に位置するとともに、前記第１電極の少なくとも一部が、前記第２部の上方に位置する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本実施形態に係る発光体の構成を示す斜視図である。
本実施形態に係る発光デバイスの構成を示す模式図である。
本実施形態にかかる発光体の製造方法の一例を示すフローチャートである。
本実施形態にかかる発光体の製造装置の一例を示すブロック図である。
実施例１に係る発光体の構成を示す斜視図である。
化合物半導体部の構成を示す平面図である。
実施例１に係る発光体の構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す斜視図である。
図１６の上面図および断面図である。
実施例１の発光体の別構成を示す斜視図である。
図１８の上面図および断面図である。
実施例１に係る発光素子の構成を示す断面図である。
実施例１に係る発光素子の構成を示す斜視図である。
実施例１に係る発光素子の別構成を示す断面図である。
実施例１に係る発光素子の別構成を示す断面図である。
実施例１に係る発光素子の別構成を示す断面図である。
実施例１に係る発光基板（半導体レーザアレイ）の構成を示す斜視図である。
実施例１に係る発光基板の別構成を示す斜視図である。
実施例１にかかる発光デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
図２７の発光デバイスの製造方法を示す模式的断面図である。
図２７の発光デバイスの製造方法を示す平面図である。
実施例１にかかる発光デバイスの製造方法の別例を示す模式的な断面図である。
実施例１にかかる発光デバイスの製造方法の別例を示す模式的な断面図である。
実施例１における、ベース半導体部（ＥＬＯ半導体層）の横方向成長の一例を示す断面図である。
実例例２に係る発光体の構成を示す断面図である。
実施例４の発光モジュールの構成を示す斜視図である。
実施例４の発光モジュールの別構成を示す斜視図である。
実施例５に係る電子機器の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
〔発光体〕
図１は、本実施形態に係る発光体の構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る発光体２１は、窒化物半導体を含むベース半導体部８と、窒化物半導体を含み、ベース半導体部８よりも上方に位置する化合物半導体部９と、第１電極Ｅ１および第２電極Ｅ２とを備える。ベース半導体部８は、第１部Ｂ１と、厚み方向（Ｚ方向）に伸びた貫通転位の密度が第１部Ｂ１よりも少ない第２部Ｂ２とを有する。第１電極Ｅ１の少なくとも一部と、第２電極Ｅ２の少なくとも一部とが化合物半導体部９上に位置する。第１電極Ｅ１の少なくとも一部が第２部Ｂ２の上方に位置していてもよい。以下では、ベース半導体部８から化合物半導体部９への方向を上方向とする。発光体２１では、ベース半導体部８がベース半導体層８であってもよく、化合物半導体部９が化合物半導体層９であってもよい。発光体２１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ、あるいは半導体レーザチップであってもよい。
【０００７】
発光体２１のベース半導体部８は、貫通転位の密度が少ない第２部Ｂ２（低欠陥部）を含むため、チップの片面に第１および第２電極Ｅ１・Ｅ２を設ける構成において発光効率、信頼性を高めることができる。貫通転位は、発熱の原因となるからである。
【０００８】
本実施形態では、平面視において、ベース半導体部８の第２部Ｂ２と第１電極Ｅ１とが重なっていてもよい。「２つの部材が重なる」とは、各部材の厚み方向に視る平面視（透視的平面視を含む）において一方の部材の少なくとも一部が他の部材に重なることを意味しており、これらの部材が接触していてもよいし、接触していなくてもよい。
【０００９】
ベース半導体部８および化合物半導体部９に含まれる窒化物半導体は、例えば、ＡｌｘＧａyＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１；０≦ｙ≦１；０≦ｚ≦１；ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表すことができ、具体例として、ＧａＮ系半導体、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＩｎＡｌＮ（窒化インジウムアルミニウム）、ＩｎＮ（窒化インジウム）を挙げることができる。ＧａＮ系半導体とは、ガリウム原子（Ｇａ）および窒素原子（Ｎ）を含む半導体であり、典型的な例として、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＩｎＧａＮを挙げることができる。ベース半導体部８は、ドープ型（例えば、ドナーを含むｎ型）でもノンドープ型でもよい。
【００１０】
窒化物半導体を含むベース半導体部８は、ＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）法によって形成することができる。ＥＬＯ法においては、例えば、開口部およびマスク部を含むマスクパターン（選択成長マスク）を有するテンプレート基板上に、ベース半導体部８を横方向に成長させる（後述）。こうすれば、マスク部上に貫通転位密度が小さい低欠陥部（第２部Ｂ２）を形成することができる。第２部Ｂ２上の化合物半導体部９（例えば、ＧａＮ系半導体層）に引き継がれる貫通転位（厚み方向に伸びる転位）は少なくなるため、発光効率を高めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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