Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法、Ⅲ族氮化物半导体发光元件、灯和中间掩模.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103296154A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103296154103296154A(43)申请公布日2013.09.11(21)申请号201310056600.5(22)申请日2013.02.22(30)优先权数据038612/20122012.02.24JP(71)申请人丰田合成株式会社地址日本爱知县(72)发明人田中和文(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人段承恩杨光军(51)Int.Cl.H01L33/00(2010.01)H01L33/22(2010.01)H01L33/32(2010.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书27页说明书27页附图10页附图10页(54)发明名称Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法、Ⅲ族氮化物半导体发光元件、灯和中间掩模(57)摘要本发明的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，具备：在基板（10）上形成由平面和凸部（13）构成的主面的基板加工工序；在基板（10）的主面上，以覆盖平面和凸部（13）的方式使基底层外延生长的外延工序；和通过使Ⅲ族氮化物半导体外延生长来形成LED结构的LED层叠工序，基板加工工序采用步进曝光法，使用俯视时相对的两对端部平行的多边形的中间掩模（51），在平面上的各区域（R1、R2）依次形成掩模图案（15）后，对平面进行蚀刻，由此将相邻地排列的任意3处的凸部（13）间以俯视等腰三角形配置形成。CN103296154ACN10329654ACN103296154A权利要求书1/2页1.一种Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，是在由蓝宝石构成的基板上形成单晶的Ⅲ族氮化物半导体层，并在该Ⅲ族氮化物半导体层上形成LED结构的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，具备：基板加工工序，该工序通过在所述基板的由（0001）C面构成的平面上，周期性地形成具有基部宽度d1、高度h的多个凸部，从而在所述基板上形成由所述平面和所述凸部构成的主面；外延工序，该工序在所述基板的主面上，以覆盖所述平面和所述凸部的方式使所述Ⅲ族氮化物半导体外延生长；和LED层叠工序，该工序与所述外延工序接续，通过使Ⅲ族氮化物半导体外延生长来形成所述LED结构，所述基板加工工序具备：图案化工序，该工序采用步进曝光法，使用俯视时相对的两对端部平行的多边形的中间掩模，在所述平面上的各区域依次形成掩模图案；和蚀刻工序，该工序通过使用所述掩模图案对所述平面进行蚀刻，从而形成所述多个凸部，所述多个凸部，在所述基板的平面的面内方向，沿相对于所述中间掩模的相互平行的两对端部分别平行、且相交的一个排列轴和另一个排列轴这两轴的轴向周期性地排列，并且，所述多个凸部之中、相邻地以俯视三角形排列的任意3处的所述凸部间，以俯视等腰三角形配置形成。2.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述任意3处的凸部间以俯视等腰三角形配置形成时的该等腰三角形的顶角为45~75°的范围。3.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述基板加工工序通过使用俯视平行四边形的中间掩模在所述基板的平面上的各区域依次形成掩模图案后，对所述平面进行蚀刻，从而形成所述多个凸部。4.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述基板加工工序通过使用俯视六边形的中间掩模在所述基板的平面上的各区域依次形成掩模图案后，对所述平面进行蚀刻，从而形成所述多个凸部。5.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，一边使所述中间掩模的一边，相对于所述基板的劈开方向，在该基板的平面方向以5~25°的角度倾斜的状态下依次移动，一边在所述基板的平面上形成掩模图案。6.根据权利要求5所述的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述基板加工工序，作为所述中间掩模，使用在该中间掩模的角部之中的任意至少1处形成有缺口部的中间掩模，采用步进曝光法在所述基板上使所述中间掩模依次移动时，一边以所述中间掩模的所述缺口部的位置和移动后的该中间掩模的角部之中的至少1处的位置重合的方式移动，一边在所述基板的表面上形成掩模图案。7.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述基板加工工序，以基部宽度d1为0.05~1.5μm的范围、高度h为0.05~1μm的范围而形成所述凸部。2CN103296154A权利要求书2/2页8.根据权利要求1所述的Ⅲ族氮化物半导体发光元件的制造方法，其特征在于，所述基板加工工序，以进一步使高度h为所述基部宽度d1的1/4以上、相邻的所述凸部间的间隔d2为所述基部宽度d1的0.5~5倍的方式形成所述凸部。9.根据权利要求1所述的Ⅲ族