專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法、使用此的發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及使用半導(dǎo)體的發(fā)光元件，特別涉及使用含氮的化合物半導(dǎo)體 的氮化物半導(dǎo)體的元件，涉及氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光元件是使用GaN、 A1N、 InN 或它們的混晶的第III-V主族氮化物半導(dǎo)體(InbAlcGal-b-cN， 0《b, 0《d， b +d<l。)的發(fā)光元件，用于發(fā)光裝置、投光器、集合燈、照明燈、光結(jié)合裝 置、光檢測裝置、光通信裝置、光纖組件的光源等的發(fā)光元件及該發(fā)光元件的 制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，使用GaN系半導(dǎo)體化合物的發(fā)光二極管，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紫外 區(qū)域、藍(lán)色光等較短波長區(qū)域?yàn)橹行牡膮^(qū)域。由于該GaN系化合物半導(dǎo)體是 直接遷移且發(fā)光效率高，所以其適用范圍得到擴(kuò)大。對(duì)于這樣的發(fā)光元件，提出了種種元件結(jié)構(gòu)，特別是半導(dǎo)體疊層體的形狀、 電極結(jié)構(gòu)、配置。發(fā)明內(nèi)容(第一發(fā)明)本發(fā)明是提供在具有半導(dǎo)體疊層體的發(fā)光元件中，該疊層體、疊層部的形 狀使發(fā)光元件的發(fā)光效率，特別是光排出效率、放熱特性優(yōu)異，在高輸出條件 下高可靠性的發(fā)光元件。作為具體的結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)，例如在發(fā)光元件 中包含具有由第一導(dǎo)電型層與第二導(dǎo)電型層夾持的發(fā)光層的結(jié)構(gòu)體，在該疊層 結(jié)構(gòu)體中具有發(fā)光層、第一、第二導(dǎo)電層的接合部(p-n接合部)、基板、以 及在電極形成面等面上具有傾斜的側(cè)面的結(jié)構(gòu)體，該傾斜結(jié)構(gòu)部底面為方形 狀、多邊形狀，在其底面的角部具有底面角部的圓角、倒角增大而向上面延伸
的傾斜側(cè)面。由此，可以得到在設(shè)置有比底面距上面近的發(fā)光部的發(fā)光元件結(jié) 構(gòu)體中，即使是該發(fā)光部所產(chǎn)生的光在該發(fā)光部附近有其角部傾斜面，也能夠 促進(jìn)光的散射，將光有效地排出到元件外部的結(jié)構(gòu)。 其具體的結(jié)構(gòu)如下。如圖53A 圖53D所示，在設(shè)置有具有由第一導(dǎo)電型層2與第二導(dǎo)電型層 3所夾持的發(fā)光層4的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光元件10000中，具有以下特征的半導(dǎo) 體發(fā)光元件設(shè)置有至少包含上述第一、第二導(dǎo)電型層2、 3、發(fā)光層4的一 部分，截面中結(jié)構(gòu)部寬度大的底面?zhèn)?0g與小的上面?zhèn)?0f，設(shè)置對(duì)向側(cè)面10x、 10y相互傾斜的結(jié)構(gòu)部10，同時(shí)，上述結(jié)構(gòu)部IO側(cè)面10x、 y具有上面?zhèn)?0x 的寬度比底面?zhèn)?0g大的第一側(cè)面10x、以及底面?zhèn)鹊膶挾缺壬厦鎮(zhèn)却蟮牡诙?側(cè)面10y。具體地，如圖53A、 C所示，在元件的結(jié)構(gòu)部10中，是面積比底 面?zhèn)?0g小的上面?zhèn)?0f，對(duì)圖中點(diǎn)畫線10x-l、 10x-2所夾持而區(qū)分的側(cè)面， 構(gòu)成各角部的側(cè)面10x，作為向著上面?zhèn)葘挾仍龃蟮膫?cè)面而形成，另一方面， 具有設(shè)置了向著上面?zhèn)葘挾葴p小的側(cè)面10y的結(jié)構(gòu)，由此如圖53B所示，來 自圖中箭頭所指的發(fā)光元件的光，在結(jié)構(gòu)部的高度方向上(隨著接近上面?zhèn)?， 其寬度反向變化的側(cè)面10x (增大)、10y (減小)，使在其結(jié)構(gòu)部內(nèi)中，由 結(jié)構(gòu)部的高度，使該高度的面(與上面平行的面或以高度方向軸為法線的面) 中由各側(cè)面構(gòu)成的各邊的長度比變化，而且設(shè)置于該高度面上面?zhèn)榷采w側(cè)面 的占有面積比變化，這樣使這些由側(cè)面向底面?zhèn)鹊墓獾姆瓷浔环稚?，在光發(fā)生 偏轉(zhuǎn)傾向的發(fā)光元件中，得到均勻性、光排出性優(yōu)異的發(fā)光元件。半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于上述第一側(cè)面10x在底面10g中設(shè)置于由構(gòu) 成邊10g-l、 10g-2所夾持的角部10g-x。作為其具體的例子，如圖53A的結(jié)構(gòu) 部10、及該部分的放大圖53B、說明其它方式的圖53C所示，由設(shè)置有從方 形狀、多邊形狀的底面部10g隨著向上面接近而截面寬度減小的傾斜側(cè)面的結(jié) 構(gòu)部10，其底面或上面的角部，設(shè)置形成切去棱角的四邊形或剪角形的第一 側(cè)面10x，而得到能夠?qū)⑸鲜霭l(fā)光元件中所傳送的光有效地向底面?zhèn)确较蚍瓷?的結(jié)構(gòu)，或從上面?zhèn)确较蚺懦龅慕Y(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于上述結(jié)構(gòu)部在其內(nèi)部配置有上述發(fā)光層。如圖 53A D的點(diǎn)線部4所示，在發(fā)光元件中，通過將作為發(fā)光源的發(fā)光層設(shè)置在 具有上述特有形狀的結(jié)構(gòu)部內(nèi)、上述上面與底面之間，能夠得到減少元件內(nèi)部
的無效傳輸，在距光源近的距離由上述側(cè)面所反射，排出光的效果，能夠得到 光排出效率優(yōu)異的發(fā)光元件。半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于上述結(jié)構(gòu)部的底面?zhèn)葹榉叫螤睢⒍噙呅螤睿?在該形狀的底面?zhèn)葮?gòu)成邊上設(shè)置有上述第二側(cè)面，該形狀的角部設(shè)置有上述第 一側(cè)面。如上所述，設(shè)置有隨著角部10x接近于上面?zhèn)?、高度變高，寬度增?的扇形的第一側(cè)面10x，寬度隨接近另一側(cè)底面?zhèn)葘挾仍龃蟮纳刃蔚牡诙?cè)面10y，形成底面構(gòu)成邊10g-l、 -2，由此能夠形成底面部為所希望的形狀，隨其角部的增高而擴(kuò)展(扇形)的側(cè)面，對(duì)于各種形狀能夠適用上述本發(fā)明。 發(fā)光元件的特征在于上述結(jié)構(gòu)體具有錐體形狀。與后述的第二、第三發(fā)明同樣，通過錐體形狀提高面內(nèi)聚集度，可得到加工精度優(yōu)異的適合的發(fā)光元件。 半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于上述第一側(cè)面是向結(jié)構(gòu)部外側(cè)凸出的彎曲面。如圖53B所示，第一側(cè)面與第二側(cè)面是相互不同的曲面、曲率半徑，或者第 二側(cè)面形成為平面，由此在光的反射、排出功能中，可以向不同方向發(fā)散，可 得到減輕光的集中的發(fā)光元件。半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于上述結(jié)構(gòu)部上面、底面中的第一側(cè)面形成帶有 圓形的構(gòu)成邊，上面?zhèn)鹊脑搱A形的曲率半徑大于底面?zhèn)?。如圖53B中可以看 到的那樣，作為具體的結(jié)構(gòu)，通過增大到上面?zhèn)鹊那?，在上面的法線方向上， 雖然在傾斜面(向該上述法線方向的投影像重疊的區(qū)域)上光的傳送特性不同， 但如圖所示，能夠促進(jìn)向上面的面內(nèi)方向的光傳送。而且，在后述的掩模形成 過程中，通過實(shí)施上面?zhèn)惹拾霃降拇蟮慕遣繄A形，能夠提高掩模的形成精度， 這樣，能夠提高傾斜面上形成電極、保護(hù)膜時(shí)的精度，制造精密的設(shè)備結(jié)構(gòu)， 得到特性優(yōu)異的元件。上述發(fā)光元件，是以形成具有多個(gè)上述結(jié)構(gòu)部，各結(jié)構(gòu)部大體同時(shí)發(fā)光的 電極結(jié)構(gòu)為特征的發(fā)光元件。上述發(fā)光元件是以在結(jié)構(gòu)部上面的同一面?zhèn)壬暇哂姓?fù)一對(duì)電極為特征 的發(fā)光元件?？沙蔀榕c后述的第二發(fā)明同樣的元件結(jié)構(gòu)。上述發(fā)光元件的一方的電極是以覆蓋上述結(jié)構(gòu)部側(cè)面的一部分而形成為 特征的發(fā)光元件。在基板上設(shè)置有多個(gè)相互分離的上述結(jié)構(gòu)部，設(shè)置各結(jié)構(gòu)部大體同時(shí)發(fā)光 的電極為特征的發(fā)光元件。 上述發(fā)光元件以結(jié)構(gòu)部上面?zhèn)茸鳛榘惭b面?zhèn)龋b載于安裝基體，上述結(jié) 構(gòu)部上設(shè)置的一方的電極設(shè)置在基板面的上面，另一方的電極將相互分離的多 個(gè)結(jié)構(gòu)部的上面而連接的配線設(shè)置于上述安裝基體側(cè)為特征的發(fā)光元件。如圖 16B所示，通過配線連接一方于半導(dǎo)體疊層基板側(cè)，另一方于安裝面?zhèn)?，能?有效地利用空間，能夠在結(jié)構(gòu)部間的空間內(nèi)具有各種設(shè)備功能，例如能夠設(shè)置 反射膜、光排出膜、光轉(zhuǎn)換部件等，而且，也能夠解決絕緣膜在基板側(cè)進(jìn)行正 負(fù)電極及其配線電極立體交叉時(shí)的遺漏問題。發(fā)光元件的特征在于，上述發(fā)光元件具有在結(jié)構(gòu)部上面、底面?zhèn)葘?duì)向配置 的一對(duì)電極，分別設(shè)置于第一、第二導(dǎo)電型層表面。能夠應(yīng)用于后述第三發(fā)明 那樣的對(duì)向配置電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中。發(fā)光元件的特征在于，通過覆蓋上述發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)部側(cè)面的透光性絕緣 膜具有填充材料。如上所述，在結(jié)構(gòu)部側(cè)面作為向內(nèi)部方向的光反射膜起功能 時(shí)，向外部射出的光也由覆蓋其的透光性膜、金屬等反射膜的結(jié)構(gòu)部側(cè)各面所 反射，能夠得到在元件外部設(shè)置多重反射結(jié)構(gòu)的元件，可得到光控制性、發(fā)光 效率優(yōu)異的發(fā)光元件。發(fā)光元件的特征在于，上述發(fā)光元件具有多個(gè)結(jié)構(gòu)部，在該結(jié)構(gòu)部之間具 有凸?fàn)畹奶畛洳考?。填充部件如后述的第三發(fā)明，可以使用金屬部件7等，由 此能夠得到元件的放熱性、光反射性、元件的強(qiáng)度優(yōu)異的元件。發(fā)光元件的特征在于，上述發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)部在內(nèi)部具有發(fā)光層，上述填 充部件比上述發(fā)光層向結(jié)構(gòu)部底面?zhèn)韧怀龆纬?。由此，與成為上述放熱源、 光源的發(fā)光元件相鄰接而設(shè)置填充劑，能夠成為可對(duì)其改善的結(jié)構(gòu)。 (第二發(fā)明)通常，GaN系化合物半導(dǎo)體存在有在絕緣基板的藍(lán)寶石基板上生長所引起的，在現(xiàn)有技術(shù)中的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中存在以下問題。第l:由于藍(lán)寶石基板是絕緣體，所以n側(cè)電極與p側(cè)電極，任意一個(gè)都必須在藍(lán)寶石基板 的GaN半導(dǎo)體的上面形成，特別是n側(cè)的電極部分成為非發(fā)光區(qū)域，從發(fā)光 區(qū)域所生成的光，由GaN層在橫向傳播時(shí)的多重反射所吸收，存在排出效率 降低的問題。第2:雖然通常是發(fā)出的光在對(duì)于基板面垂直方向上排出的構(gòu)成， 但從發(fā)光二極管的側(cè)面所射出的光的比例較高，存在不能夠有效地利用發(fā)出的 光的問題。
因此，本發(fā)明的第一目的在于提供消除n側(cè)電極下部中的多重反射，減低 由n側(cè)電極的吸收、排出效率高的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。而且，本發(fā)明的第二目的在于提供能夠有效地利用所發(fā)出的光的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。 為了解決以上現(xiàn)有問題，與本發(fā)明(第二發(fā)明)相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有在基板上層疊n型半導(dǎo)體層、活性層及p型半導(dǎo)體層而成的疊層部， 由該疊層部進(jìn)行發(fā)光的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述疊層部的側(cè)面是包含上 述n型半導(dǎo)體層的表面的傾斜面，在該n型半導(dǎo)體層的表面形成n電極。如上 構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠提高光的射出效率。在與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，優(yōu)選上述n電極包圍上述疊 層部而形成。由此，即使以少的面積的電極接觸面(向半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)體的電流供 給面)，也能夠?qū)崿F(xiàn)有效地向元件結(jié)構(gòu)體的電流注入。而且，在與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述n電極從上述基 板的側(cè)面到上述基板的下面連續(xù)形成。這樣，在p側(cè)歐姆電極作為透光性電極， 通過該透光性電極射出光的情況下，由于在上述基板的側(cè)面及上述基板的下面 所反射的光能夠通過透光性電極而輸出，所以能夠提高光的排出效率。而且，在與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，能夠形成多個(gè)成為上 述發(fā)光區(qū)域的疊層部，由此，能夠構(gòu)成大面積且發(fā)光效率高的氮化物半導(dǎo)體發(fā) 光元件。而且，在形成多個(gè)上述疊層部的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述各疊層中 形成的n電極可以作為相互連接的共通電極而形成。由此，上述發(fā)光區(qū)域的疊 層部能夠容易地并聯(lián)連接。而且，在形成多個(gè)上述疊層部的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述n電極相 互連接作為共通電極而形成，同時(shí)，與上述各疊層中形成的p型半導(dǎo)體層歐姆 接觸的歐姆電極也可以相互連接。由此，可以提供上述發(fā)光區(qū)域的疊層部在元 件上并聯(lián)連接的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。將各疊層部相電氣連接的配線電極， 可以是正負(fù)電極都配線設(shè)置于基板側(cè)，也可以是一方(基板側(cè)的第一導(dǎo)電型層 的n型層)配置于基板側(cè)，例如配置于基板上，從第一導(dǎo)電型層的疊層部露出 的露出面(電極形成面上等)上配線，另一方(比第一導(dǎo)電型層距基板遠(yuǎn)的第 二導(dǎo)電型層的p型層)配置于安裝發(fā)光元件的安裝基體，例如散熱片，輔助支 架等、或者發(fā)光裝置的元件安裝部、安裝側(cè)導(dǎo)線、 一側(cè)的發(fā)光元件中設(shè)置的多 個(gè)疊層部上側(cè)電極間可相互連接而設(shè)置配線。將另一方配置于發(fā)光元件外部的 安裝基體(安裝元件)側(cè)，在發(fā)光裝置安裝部側(cè)配線時(shí)，在發(fā)光元件中由凸?fàn)?的疊層部引起元件的上面起伏、凹凸大的情況下，即使是在高精度配線困難的 情況下，也能夠很好地連接多個(gè)疊層部，而且，其它結(jié)構(gòu)物，例如反射膜、絕 緣膜、保護(hù)膜的形成也比較容易，能夠得到更為適宜的元件結(jié)構(gòu)，所以優(yōu)選。而且，在與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在從基板側(cè)輸出光的 結(jié)構(gòu)的情況下，為了提高光的射出效率，優(yōu)選地形成覆蓋上述疊層部的反射層。 在這種情況下，選擇基板材料為對(duì)發(fā)光元件產(chǎn)生的光'電磁波的透過性優(yōu)異、 自吸收少、透明的基板即可。而且，在上述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述金屬層可以由與上述疊層部 的p型半導(dǎo)體層中分別形成的p歐姆電極相連接的連接電極所構(gòu)成。在與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述反射層可以是通過絕緣 膜形成覆蓋上述疊層部的金屬層而形成，也可以是由介電體多層膜所構(gòu)成。而 且，通過適當(dāng)調(diào)整光，電磁波透過性的絕緣膜的折射率與發(fā)光疊層部的半導(dǎo)體 材料的折射率，還可以將透過性絕緣膜作為反射膜，也可以構(gòu)成多層膜，還可 以將這些分布黑色反射膜(DBR)的介電體多層膜、光反射膜、絕緣膜進(jìn)行 組合而使用。在與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述傾斜側(cè)面還可以是向外 側(cè)膨脹的凸曲面。通過這樣的凸面、凸?fàn)畹那?、彎曲面、多面結(jié)構(gòu)，與上述 第一發(fā)明中結(jié)構(gòu)部的隅部、角部的凸?fàn)畈肯嘟M合，能夠進(jìn)一步有效地控制光反 射、提高光排出效率、進(jìn)行光密度控制(特別是發(fā)光部)成為可能，所以優(yōu)選。作為這樣的第二發(fā)明的效果，與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有可傾斜的側(cè)面的疊層部，通過在該疊層部的側(cè)面的n型半導(dǎo)體層的表面形成 n電極能夠抑制由n電極的對(duì)光的吸收，提高光的射出效率。特別是，基板與 疊層部有相互不同的折射率，通過基板上第一導(dǎo)電型層的電極(n電極)與設(shè) 置于疊層部的傾斜側(cè)面，能夠由傾斜面使發(fā)光疊層部的光在光學(xué)連接的基板中 傳送，而且，通過在結(jié)構(gòu)部側(cè)面與基板上跨越形成電極，能夠減少與元件接觸 的電極面積。(第三發(fā)明)而且，由于在日本專利特開2001—313422號(hào)公報(bào)(第6頁右欄第8行至
第7頁左欄42行，見圖8、圖9)中所示的方法，具有在分割為各個(gè)元件時(shí)的 切斷面上(分割后元件的側(cè)面)p側(cè)的層與n側(cè)的層容易短路的問題，所以作 為本發(fā)明的第二課題(第一與第二發(fā)光元件)，其目的在于提供能夠防止側(cè)面 短路的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)及其制造方法。作為其它現(xiàn)有技術(shù)中的 例，有日本專利特開平8 — 330629號(hào)公報(bào)(圖1 圖3)。為了達(dá)到這一目的(第二課題)，與本發(fā)明相關(guān)的第一氮化物半導(dǎo)體發(fā)光 元件，在n型氮化物半導(dǎo)體層與p型氮化物半導(dǎo)體層之間，具有由氮化物半導(dǎo) 體所構(gòu)成的發(fā)光層的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，其特征在于，形成至少包含上 述p型氮化物半導(dǎo)體層與上述發(fā)光層的臺(tái)錐形狀的疊層體，該疊層體埋入到金 屬部件，以使側(cè)面絕緣。由該填充部件所構(gòu)成的金屬部件，通過在晶片上、一 個(gè)元件內(nèi)設(shè)置多個(gè)凸?fàn)畹寞B層體，能夠增強(qiáng)外延層(生長層)的強(qiáng)度，而且， 填充部埋入到凸?fàn)畀B層體(發(fā)光結(jié)構(gòu)部)之間、或在其周圍設(shè)置的元件的凹部， 而成為比較接近于元件工作部(發(fā)光部)設(shè)置填充部件，能夠有助于從各工作 部(疊層體)的放熱，提高元件的放熱性，得到在高輸出、大電流驅(qū)動(dòng)優(yōu)異的 發(fā)光元件。進(jìn)而，通過將這樣的填充部件設(shè)置在發(fā)光部附近，還能夠具有作為 反射膜、反射功能的結(jié)構(gòu)物，或作為其基底、基礎(chǔ)而起功能。而且，與本發(fā)明(第三發(fā)明)相關(guān)的第二氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，在n 型氮化物半導(dǎo)體層與p型氮化物半導(dǎo)體層之間具有由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā) 光層的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，其特征在于，至少形成上述p型氮化物半導(dǎo) 體與上述發(fā)光層的臺(tái)錐形狀的疊層體，該疊層體由沿該疊層體的表面而對(duì)向設(shè) 置的金屬部件所保持。在如上構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由于上述疊層體埋入到金屬部件 中，以使側(cè)面絕緣，在切斷時(shí)或切斷后不會(huì)使疊層體的側(cè)面受到損傷，所以能 夠提高可靠性。而且，與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，由于能夠在兩側(cè)形成電極， 所以與一方的面上設(shè)置有正負(fù)電極的現(xiàn)有技術(shù)中的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件相 比，能夠使發(fā)光區(qū)域增大。在與本發(fā)明相關(guān)的第一、第二氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，優(yōu)選地位于上述 金屬部件的上述疊層體的相反側(cè)的面是平坦的面。這樣，在安裝元件時(shí)，通過將該平坦面與安裝基板對(duì)向安裝而使安裝變得容易。而且，在上述第一、第二氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，可以在上述n型氮化 物半導(dǎo)體層的對(duì)向的兩個(gè)面中位于上述疊層體的相反側(cè)的面上形成透明電極， 通過該透明電極射出光。而且，透明電極是透過元件的光、電磁波，作為將注 入電流作為在元件內(nèi)擴(kuò)散的透過性電流擴(kuò)散導(dǎo)體而起功能，除了透明導(dǎo)電膜之 外，還可以適用透過光、電磁波的開口部、具有窗部的金屬膜、例如格子狀、 樹枝狀、放射狀的電極。這樣能夠?qū)Πl(fā)光層整體均勻地注入電流，能夠均勻地發(fā)光。在這種情況下， 上述透明電極優(yōu)選的是能夠提髙光透過性、降低電阻值的ITO。也可以適用除 此之外的氧化物導(dǎo)電膜、氧化物半導(dǎo)體膜、透明導(dǎo)電膜等。而且，在本發(fā)明的第一、第二氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在上述疊層體與 上述金屬部件之間形成的與上述P型氮化物半導(dǎo)體層歐姆接觸的P型電極，優(yōu) 選含有Rh，由此，能夠防止電極的剝離。這樣，作為p型氮化物半導(dǎo)體的電 極的優(yōu)異材料，例如使用貴金屬、白金族元素，進(jìn)而從反射性、粘合性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選采用Rh。進(jìn)而，在本發(fā)明的第一、第二氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，上述疊層體可以包含上述n型氮化物半導(dǎo)體層的一部分而構(gòu)成，也可以包含上述n型氮化物半 導(dǎo)體層的全部而構(gòu)成。而且，在本發(fā)明的第一、第二氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，為了更加確定保 持發(fā)光區(qū)域的形狀，上述金屬部件的厚度優(yōu)選為50pm或其以上。而且，在本發(fā)明的第一、第二氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，可以設(shè)置多個(gè)上 述疊層體，通過使用多個(gè)疊層體來構(gòu)成發(fā)光元件，能夠構(gòu)成大面積的發(fā)光元件。進(jìn)而，在設(shè)置有多個(gè)上述疊層體的發(fā)光元件中，上述多個(gè)疊層體可以設(shè)置 在共通的n型氮化物半導(dǎo)體層的上面，也可以按每一個(gè)疊層體分離。作為這樣的第三發(fā)明的效果，與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，在 n型氮化物半導(dǎo)體層與p型氮化物半導(dǎo)體層之間，具有由氮化物半導(dǎo)體層所構(gòu) 成的發(fā)光層而構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由于形成包含上述P型氮化物 半導(dǎo)體與上述發(fā)光層的臺(tái)錐形狀的疊層體，該疊層體埋入到金屬部件中，以使 側(cè)面絕緣，所以切斷時(shí)與切斷后不會(huì)引起疊層體側(cè)面的損傷。所以，根據(jù)與本 發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠使可靠性得到提高。(第四發(fā)明)在本發(fā)明中，作為第四發(fā)明，是涉及使用上述第一至第三發(fā)明中發(fā)光元件 的發(fā)光裝置，具體的結(jié)構(gòu)如下。發(fā)光裝置是具有裝載上述本發(fā)明的發(fā)光元件的裝載部的發(fā)光裝置，其特征 在于，發(fā)光元件安裝在支撐基板上而裝載于上述裝載部上。發(fā)光裝置是使用上述本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置，其特征是，在發(fā)光裝 置中具有將來自發(fā)光元件的一部分光轉(zhuǎn)換為與其波長不同的光的光轉(zhuǎn)換部件。發(fā)光裝置具有以下特征上述光變換部件是包含Al、且包含從Y、 Lu、Sc、 La、 Gd、 Tb、 Eu及Sm中選擇的至少一種元素，以及從Ga及In中選擇 的一種元素的鋁*石榴石系熒光體，進(jìn)而具有包含從稀土類元素選擇的至少一 種元素的鋁*石榴石系熒光體。發(fā)光裝置的特征在于，上述光變換部件具有由(Rei-XRX) 3 (AluyGay) 5012 (0<x<l， 0《y《l，其中，Re是從由Y、 Gd、 La， Lu， Tb， Sm構(gòu)成的群 中選擇的至少一種元素，R是Ce或Ce與Pr)所表示的熒光體。發(fā)光裝置具有上述光變換部件是包含N、且包含從Be、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba 及Zn中所選擇的至少一種元素，以及從C、 Si、 Ge、 Sn、 Ti、 Zr及Hf中所 選擇的至少一種元素，由稀土類元素中所選擇的至少一種元素激活的氮化物熒 光體的。發(fā)光裝置的特征在于，上述氮化物系熒光體由通式LxSiyN (2/3x+4/3y) : Eu 或LxSiyOzN (2/3x+4/3y—2/3z) ; Eu (L是Sr或Ca，或Sr及Ca中任意一個(gè))來表示。而且，第一發(fā)明包括以下第二、第三發(fā)明，可以對(duì)各自適用。例如第二發(fā) 明是，在基板的同一面?zhèn)染哂姓?fù)一對(duì)電極，例如第一導(dǎo)電型層(p型層)的 電極(p側(cè)電極)與第二導(dǎo)電型層(n型層)的電極(n側(cè)電極)的第一發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方式，第三發(fā)明是，具有第一導(dǎo)電型層(p型層)的電極(p側(cè)電 極)與第二導(dǎo)電型層(n型層)的電極(n側(cè)電極)夾持發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)體而 對(duì)向配置的電極結(jié)構(gòu)的第一發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。而且，在第二、第三發(fā)明中， 作為第一發(fā)明中的發(fā)光元件，雖然是對(duì)使用氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光元件進(jìn)行說 明，但本發(fā)明(1、 2、 3)并不僅限于此。而且，在第二、三發(fā)明中，是以第 一導(dǎo)電型層為n型氮化物半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電型層為p型氮化物半導(dǎo)體層而進(jìn) 行具體說明，但也可以相反，而且，對(duì)于各導(dǎo)電型層(第一、第二導(dǎo)電型層)中設(shè)置的電極也是同樣。而且，在圖中，該圖關(guān)于本說明書的符號(hào)的下兩位表 示了各發(fā)明、各實(shí)施方式、各實(shí)施例、以及圖中各構(gòu)成要素，符號(hào)的下兩位相 同的構(gòu)成要素，是彼此相對(duì)的關(guān)系，而且，下兩位為"00"的情況下，對(duì)于上 三位或下四位移動(dòng)的數(shù)字與上述下兩位是同樣的關(guān)系。而且，還有下面第二位 是表示同樣結(jié)構(gòu)的變形例的情況，具體地，發(fā)光元件的疊層結(jié)構(gòu)io，表示該 第10臺(tái)中具體的層結(jié)構(gòu)，第20臺(tái)表示第一導(dǎo)電型層(n型層)的電極(n電 極)的各例，第30臺(tái)表示第二導(dǎo)電型層(p型層)的電極(p電極)的各例， 第60臺(tái)表示連接電極的各例。進(jìn)而，各圖中有模式地表示的圖，也有部分夸 大的表示的圖。與本發(fā)明相關(guān)的一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其是在n型氮化物半導(dǎo)體層 與p型氮化物半導(dǎo)體層之間具有由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā)光層而構(gòu)成的，其特 征在于形成包含上述p型氮化物半導(dǎo)體層、上述發(fā)光層和上述n型氮化物半導(dǎo)體 層的臺(tái)錐形狀的疊層體，在該疊層體的相互對(duì)向的底面和比該底面小的上底面上分別設(shè)置有電極， 該層疊體的側(cè)面由絕緣部件覆蓋，光由該側(cè)面反射而從上述底面?zhèn)壬涑觥?與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述疊層體的側(cè)面和上底面由金屬部件覆蓋并被埋起來。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其是在n型氮化物半導(dǎo)體層與p 型氮化物半導(dǎo)體層之間具有由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā)光層而構(gòu)成的，其特征在 于形成包含上述p型氮化物半導(dǎo)體層、上述發(fā)光層和上述n型氮化物半導(dǎo)體 層的臺(tái)錐形狀的疊層體，該疊層體由沿該疊層體的表面并隔著絕緣部件而對(duì)向設(shè)置的金屬部件所 支承，并且該金屬部件的側(cè)面形成該發(fā)光元件的側(cè)面，該層疊體的側(cè)面以與該發(fā)光元件的側(cè)面分離的方式設(shè)置。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述疊層體具有傾斜的側(cè)面，該傾斜的側(cè)面由上述絕緣部件的絕緣膜覆蓋并具有光反射功能。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述絕緣膜是無機(jī) 絕緣膜或者有機(jī)絕緣膜。
與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于具有上述光反射功 能的反射層是覆蓋上述傾斜的側(cè)面的上述絕緣部件的絕緣膜、或者該絕緣膜上的第一金屬膜。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于在位于上述n型氮 化物半導(dǎo)體層的對(duì)向的兩個(gè)面中的上述疊層體相反側(cè)的面上形成有與上述多 個(gè)疊層體對(duì)應(yīng)的共通的透明電極。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于在上述透明電極上， 上述疊層體以相互分離的方式配置有多個(gè)。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于具有將上述疊層體 之間相互連接起來的配線電極。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光元件具有一個(gè)上述疊層體，其側(cè)面從該疊層體的側(cè)面分離而設(shè)置。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光元件通過將n型氮化物半導(dǎo)體層分離的部分分割而形成。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述疊層體，在上 述金屬部件側(cè)的上底面的上述p型氮化物半導(dǎo)體層上，具有在上述疊層體與上 述金屬部件之間形成的p型電極。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述金屬部件是由從Ti、 Ag、 Al、 Ni、 Pt、 Au、 Rh、 Cu、 W等所構(gòu)成的群中選擇的金屬或至少 包含該金屬的合金構(gòu)成，覆蓋上述疊層體的上底面和側(cè)面，并且該金屬部件的 厚度為50pm以上。與本發(fā)明相關(guān)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述金屬部件是由 Ni構(gòu)成的電鍍層。與本發(fā)明相關(guān)的一種發(fā)光裝置，是使用與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光元件的發(fā)光裝置，其特征在于在發(fā)光裝置中具有將來自發(fā)光元件的光的一部分變換為與其 不同波長的光的光變換部件。與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光裝置，其特征在于上述光變換部件是包含Al、且包含從Y、 Lu、 Sc、 La、 Gd、 Tb、 Eu及Sm中選擇的至少一種元素，以及從 Ga及In中選擇的一種元素的鋁*石榴石系熒光體，該鋁'石榴石系熒光體還包 含從稀土類元素所選擇的至少一種元素。
與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光裝置，其特征在于上述鋁*石榴石系熒光體具有由下式所表示的熒光體，該式為(Ea-xRx) 3 (Ah-yGay) 5012 (0<x<l， 0《y 《1，其中，Re是從由Y、 Gd、 La， Lu， Tb， Sm而成的群中選擇的至少一種 元素，R是Ce或Ce與Pr)。與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光裝置，其特征在于上述光變換部件是包含N、且包 含從Be、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba及Zn中所選擇的至少一種元素，以及從C、 Si、 Ge、 Sn、 Ti、 Zr及Hf中所選擇的至少一種元素，并具有由從稀土類元素中所 選擇的至少一種元素所激活的氮化物系熒光體。與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光裝置，其特征在于上述氮化物系熒光體由通式 LxSiyN (2/3x+4/3y) : Eu或LxSiyOzN (2/3x+4/3y—2/3z) ; Eu(L是Sr或Ca，或Sr及Ga 中任意一個(gè))來表示。與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光元件的制造方法，其特征在于包含以下工序在基板上形成n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層的疊層構(gòu)造的第一工序；將上述疊層構(gòu)造的一部分在深度方向上全部除去，來形成包含上述p型半 導(dǎo)體層與上述發(fā)光層的臺(tái)錐形狀的疊層體的第二工序； 形成覆蓋上述疊層體的金屬部件的第三工序； 去除上述基板的工序；與上述疊層體的側(cè)面分離而分割成元件的工序。 與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光元件的制造方法，其特征在于還包含在上述第二工序后，形成覆蓋上述疊層體的金屬部件的第三工序， 通過切斷上述疊層體之間的金屬部件，而按每一個(gè)發(fā)光元件進(jìn)行分離。 與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光元件的制造方法，其特征在于在上述第三工序中，由電鍍形成上述金屬部件。與本發(fā)明相關(guān)的發(fā)光元件的制造方法，其特征在于還包含下述工序，即具有上述臺(tái)錐形狀的疊層體傾斜的側(cè)面，在該臺(tái)錐形狀的疊層體之間，在該傾斜的側(cè)面上形成透光性絕緣膜。


圖1是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式1的發(fā)光元件的平面圖。
圖2是沿圖1的A-A'線的截面圖。圖3是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式1的變形例的發(fā)光元件的平面圖。圖4是沿圖3的B-B'線的截面圖。圖5是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式2的發(fā)光元件的平面圖。 圖6是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式3的發(fā)光元件的平面圖。 圖7是沿圖6的C-C'線的截面圖。圖8是與實(shí)施方式3的變形例相關(guān)的發(fā)光元件的截面圖。 圖9是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式4的發(fā)光元件的平面圖。 圖10是與實(shí)施方式4的變形例相關(guān)的發(fā)光元件的平面圖。 圖11是對(duì)于與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式5的發(fā)光元件，省去p側(cè)電極而表 示的平面圖。圖12是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式5的發(fā)光元件的平面圖(包含p側(cè)電極)。 圖13是沿圖12的D-D'線的截面圖。圖14是與實(shí)施方式5的第一變形例相關(guān)的發(fā)光元件的平面圖。 圖15是與實(shí)施方式5的第二變形例相關(guān)的發(fā)光元件的平面圖。 圖16A是與實(shí)施方式5的第三變形例相關(guān)的發(fā)光元件的平面圖，圖16B 是表示在圖16A的G-G'線中發(fā)光元件安裝于安裝基體的例的截面圖。 圖17是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式6的發(fā)光元件的平面圖。 圖18是對(duì)圖17的一部分放大表示的平面圖。圖19A是沿圖18的E-E'線的截面圖，圖19B是沿圖18的F-F'線的截面圖。圖20A C是表示在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，具有傾斜側(cè)面的 疊層部的形成方法的 一側(cè)的工序圖。圖21是現(xiàn)有例子的發(fā)光元件的截面圖。圖22是在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，為了對(duì)傾斜側(cè)面的優(yōu)選傾 斜角度進(jìn)行說明的模式圖。圖23A C是在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，為了說明由(p側(cè)) 電極731的光吸收由疊層部形狀及其配列來抑制的各圖。圖24是與實(shí)施方式5的第四變形例相關(guān)的發(fā)光元件的平面圖。圖25是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式6中，測定排出效率所使用的發(fā)光元件的平面圖。圖26是作為與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式6的比較例(其一)，排出效率的 測定中所使用的發(fā)光元件的平面圖。圖27是作為與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式6的比較例(其二)，排出效率的 測定中所使用的發(fā)光元件的平面圖。圖28是在與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式6的排出效率的測定中，作為基準(zhǔn)而 使用的發(fā)光元件的平面圖。圖29A B是在與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式6中，作為比較例基準(zhǔn)而使用的 發(fā)光元件的平面圖。圖30是表示與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式6的排出效率的測定方法的概要的 模式圖。圖31是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式7的發(fā)光元件的平面圖。圖32是對(duì)實(shí)施方式7的發(fā)光元件進(jìn)行部分放大表示的平面圖。圖33A是說明與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式8的安裝基體中所安裝的發(fā)光元件的平面圖(元件結(jié)構(gòu)透視圖)。圖33B是從圖33A的H方向的側(cè)面圖。 圖34是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。 圖35是與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中，在藍(lán)寶石基板上形成半導(dǎo)體層后的截面圖。圖36是在實(shí)施方式9的制造方法中，在藍(lán)寶石基板上浸蝕半導(dǎo)體層，形成疊層體后的截面圖。圖37是在實(shí)施方式9的制造方法中，在各疊層體上形成(P側(cè))電極后的截面圖。圖38是在實(shí)施方式9的制造方法中，形成絕緣層5后的截面圖。 圖39是在實(shí)施方式9的制造方法中，形成反射層6后的截面圖。 圖40是在實(shí)施方式9的制造方法中，形成金屬部件7后的截面圖。 圖41是在實(shí)施方式9的制造方法中，疊層體10長大用基板1剝離后的截 面圖。圖42是在實(shí)施方式9的制造方法中，疊層體10長大用基板1剝離后，在 n型氮化物半導(dǎo)體層(第二導(dǎo)電型層)2上形成透明電極后的截面圖。圖43是在實(shí)施方式9的制造方法中，形成透明電極后再形成n襯墊電極 與絕緣膜4之后的截面圖。圖44A C是在實(shí)施形成9的制造方法中，表示臺(tái)錐形疊層體的形成方法的截面圖。圖45是實(shí)施方式9的變形例的氮化物半導(dǎo)體元件的截面圖。圖46是與實(shí)施方式9中圖45不同的變形例的氮化物半導(dǎo)體元件的截面圖。圖47是實(shí)施方式10的氮化物半導(dǎo)體元件的截面圖。 圖48是實(shí)施方式10的變形例1的氮化物半導(dǎo)體元件的截面圖。 圖49是實(shí)施方式10的變形例2的氮化物半導(dǎo)體元件的截面圖。 圖50是實(shí)施方式10的氮化物半導(dǎo)體元件的平面圖。 圖51是實(shí)施方式10的變形例3的氮化物半導(dǎo)體元件的平面圖。 圖52A B是說明第一發(fā)明中結(jié)構(gòu)部10的形狀例的模式立體圖。 圖53A、 C是說明第一發(fā)明中結(jié)構(gòu)部10的形狀例的模式立體圖，圖53B 是圖53A的一部分(結(jié)構(gòu)部側(cè)面10 x， y)放大的模式立體圖，圖53D是圖 53A中設(shè)置第二電極(n電極)21的狀態(tài)下的模式俯視圖。圖54A是說明第四發(fā)明(實(shí)施方式10)中發(fā)光裝置的模式截面圖，圖54B 是其等價(jià)電路圖。圖55是說明第四發(fā)明(實(shí)施方式ll)中發(fā)光裝置的模式截面圖。 圖56是說明第四發(fā)明中發(fā)光裝置的模式截面圖。圖57A D是對(duì)本發(fā)明的發(fā)光元件中凹凸部600進(jìn)行說明的模式截面圖。圖58是說明本發(fā)明的發(fā)光元件中元件結(jié)構(gòu)的模式截面圖。圖59A B是說明本發(fā)明的發(fā)光元件中基板去除的模式截面圖。圖60A E是說明本發(fā)明的發(fā)光元件中元件結(jié)構(gòu)與電極結(jié)構(gòu)的模式立體圖。
具體實(shí)施方式
(第一發(fā)明)本發(fā)明中的第一發(fā)明是發(fā)光元件結(jié)構(gòu)的至少一部分，優(yōu)選的是元件工作部 (電流注入部內(nèi))設(shè)置的凸?fàn)畹慕Y(jié)構(gòu)部，而且，還可以適用于元件疊層結(jié)構(gòu)的 非工作部(非電流注入部)，或還有，發(fā)光元件中所使用的透光性部件。具體 地，圖53A D中有模式地說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)部10的立體圖A、 C，與表示 該圖A的部分放大圖、俯視圖。另一方面，圖52A B是用于對(duì)第一發(fā)明進(jìn)行比較對(duì)照的結(jié)構(gòu)部10的例。 從圖52A可知，在底面10g為四邊形的錐體結(jié)構(gòu)中，如圖中的虛線10x-l、 2， 倒角后成為多角形時(shí)，從圖52B可知，成為從底面10g向著上面?zhèn)葘挾茸冃?的側(cè)面形狀，而且，在結(jié)構(gòu)部的高度上以高度方向軸為法線的切斷面中，將其 在側(cè)面與切斷面組成的構(gòu)成邊中，各邊的長度的比不論在怎樣的高度中都是同 樣的比例。這樣，在凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)部，例如在內(nèi)部設(shè)置發(fā)光層4的情況下，正處于 該發(fā)光層4的橫向的側(cè)面反射大，其它則為弱光的反射，進(jìn)而在上面平面部， 由于沒有充分的光的反射控制，所以上面的法線方向上光強(qiáng)度減弱，而且，來 自發(fā)光層4附近的反射比其它側(cè)面區(qū)域中的反射要強(qiáng)，圓環(huán)狀的強(qiáng)發(fā)光就成為 偏離的光。進(jìn)而，作為制造上的困難，如后述的第二發(fā)明所示，在側(cè)面設(shè)置電極的情 況下，如由圖52B的虛線21m所示，有該形狀精度惡化的傾向。這里，如圖 中所示在凸?fàn)畈?0上形成掩模M1的狀態(tài)，上面?zhèn)鹊牡菇堑膶挾刃r(shí)，保護(hù) 層等掩模向側(cè)面的旋入不充分，在凸?fàn)畈?0的窄的倒角部的肩部，掩模部件 有向橫向伸出的傾向，特別是在上面10f的邊短的情況下，突出的傾向更為顯 著，電極形狀21m形成不穩(wěn)定的形狀。這樣的電極形狀的不穩(wěn)定性，在不能 充分確保電極形成面積的第二發(fā)明的情況下，有成為深刻問題的傾向。而且，如圖52A所示，在上面部10f上形成電極，注入電流時(shí)，在變窄 的區(qū)域，例如上面的角，短邊構(gòu)成邊周圍，有容易發(fā)生電流不均勻的傾向。本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，具體的如圖52A所示，在具有傾 斜側(cè)面的凸?fàn)畈康慕Y(jié)構(gòu)部10中，其側(cè)面的寬度隨著接近上面?zhèn)榷鴾p小，或在 角部彎度中，以其曲率半徑增大的方式設(shè)置第一側(cè)面10x，由此，在結(jié)構(gòu)部高 度上切斷面的切斷形狀，根據(jù)高度，例如邊的長度比發(fā)生大的變化，就是說， 側(cè)面的包圍形狀有隨著高度而發(fā)生多樣性變化的形狀，所以，如上所述，改善 側(cè)面反射、射出區(qū)域中光的指向性的不一致，進(jìn)而，在電流注入中，形成上面 側(cè)的角部足夠大的區(qū)域，能夠改善發(fā)生電流的不均勻，進(jìn)而，通過增大上面?zhèn)?的構(gòu)成邊，或者是由彎曲的曲面所構(gòu)成，改善保護(hù)層的伸出，成為對(duì)于元件加 工、電極等設(shè)備加工優(yōu)異的結(jié)構(gòu)部，成為可靠性、批量生產(chǎn)性優(yōu)異的發(fā)光元件。作為第一發(fā)明的形成方法，如圖20A C、圖44A C等所作的說明，通
過適當(dāng)選擇掩模M1的厚度變化、形狀不同的掩模的多層結(jié)構(gòu)等掩模的形狀與 膜厚，從而可得到本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體。在本發(fā)明中側(cè)面構(gòu)成邊中，優(yōu)選地在底面10g —側(cè)設(shè)置有寬度向著上面10f—側(cè)而變窄的第二側(cè)面10y、以及與其相反的第一側(cè)面10x，此時(shí)，根據(jù) 上面?zhèn)鹊男螤?，例如如圖53C所示，底面10g—側(cè)的大寬度側(cè)面10y (其構(gòu)成 邊10g-l)的形狀變化，有二者的邊界線10x-l、 2在中途消失的情況，第二側(cè) 面并非一定到達(dá)上面?zhèn)取Ｒ虼?，如圖53C的虛線10f、 g所示，上面10f與底 面10g有成為不同平面形狀的場合。而且，通過在上面?zhèn)仍O(shè)置充分的曲面，本 發(fā)明也可適用于圓形形狀。此外，上面10f、底面10g可對(duì)于結(jié)構(gòu)部設(shè)定任意 的高度區(qū)域，優(yōu)選的是以與元件的疊層結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的突出全體作為本發(fā)明的構(gòu) 造部的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，優(yōu)選地在其寬度向著所述上面?zhèn)榷捫偷牡谝粋?cè)面中， 向結(jié)構(gòu)部IO的外側(cè)形成突出的曲面(凸面)，對(duì)所述光的反射、散射作用、 掩模的形成精度是有利，所以是優(yōu)選的。對(duì)第一、第二側(cè)面10x、 y的上面?zhèn)取?底面?zhèn)鹊臉?gòu)成邊的長度的關(guān)系，雖然沒有特別的限定，但是如圖53A所示， 通過使上面底面都是第一側(cè)面的邊小于第二側(cè)面的邊，從而得到合適的凸?fàn)钚?狀。而且，作為由此形成的電極形狀，在圖53D的平面中的影線表示(電極 21)，但其上面?zhèn)鹊倪吘?，比結(jié)構(gòu)部的角部(第一側(cè)面)的曲率半徑或邊的長 度，如圖中虛線(20g-x)所示，大的形狀形成電極，例如圖53C等。由此， 通過包圍電極的彎曲部中比結(jié)構(gòu)部10 (角部10f-x的下方)大的形狀彎曲，能 夠減輕該場所中的電流集中傾向。本發(fā)明(第一及使用第一的第二、第三發(fā)明)，如圖53A D所示，優(yōu)選 地通過在其結(jié)構(gòu)部10內(nèi)部設(shè)置發(fā)光層4，得到光控制性優(yōu)異的元件，進(jìn)而優(yōu) 選地設(shè)置第一導(dǎo)電型層2的一部分、和第二導(dǎo)電型層3與它們夾持的發(fā)光層4， 更優(yōu)選地在上面設(shè)置第二電極(第二導(dǎo)電型層3的電極、p型層的p電極)。 而且，結(jié)構(gòu)部的側(cè)面形狀，截面形狀不僅可以是圖53A D中所見到的直線狀， 還可以是彎曲狀，圖58所示的臺(tái)階狀、具有平臺(tái)部2s的形狀，還可以在這些 側(cè)面的突出部上面2s的表面及其下方側(cè)面延伸形成電極。 (第二發(fā)明)以下，參照附圖對(duì)與本發(fā)明(第一發(fā)明)相關(guān)的實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體
發(fā)光元件進(jìn)行說明。實(shí)施方式1 (第二發(fā)明)與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖1及圖2所示，將構(gòu)成發(fā)光區(qū)域的疊層部10的側(cè)面設(shè)為向內(nèi)側(cè)傾斜的傾斜面10a，形成n電 極21，使得該n電極21與從該傾斜面10a露出的n型接觸層12歐姆接觸。在實(shí)施方式1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，如圖2所示，疊層部10在藍(lán) 寶石基板1上依次生長緩沖層11、 n型接觸層12、 n型復(fù)合層13、發(fā)光層14、 p型復(fù)合層15及p型接觸層16而形成疊層結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行浸蝕使成為圖1所示 平面形狀(在大體矩形形狀中， 一個(gè)角切為圓弧狀的形狀)，由此來形成。構(gòu)成疊層部10的各層例如由如下的層而構(gòu)成。緩沖層lh在400 600。C的低溫生長的GaN或AlGaN層，n型接觸層12:摻雜Si的GaN (例如厚度為6(im)，n型復(fù)合層13: n型AlGaN，發(fā)光層14:包含沒有摻雜的InGaN井層(例如厚度約30A)的單一或多 重量子井結(jié)構(gòu)，p型復(fù)合層15: p型AlGaN，p型接觸層16:摻雜Mg的GaN (例如厚度約1200A)。而且，在本實(shí)施方式1中，用于形成疊層部10的浸蝕進(jìn)行至藍(lán)寶石的表 面露出，為了在疊層部10切為圓弧狀的一個(gè)角部形成n電極21而露出藍(lán)寶石 基板表面。還有，在本實(shí)施方式l中，與為了形成n電極21而露出的藍(lán)寶石 基板的表面連續(xù)地包圍疊層部10的周圍而露出藍(lán)寶石基板的表面。在本實(shí)施方式l中，如圖1及圖2所示，n電極21，從疊層部10的一個(gè) 角部露出的藍(lán)寶石基板1的表面越過疊層部10的傾斜面10a而連續(xù)形成，與 疊層部10上露出的n型接觸層12歐姆接觸。而且，p側(cè)的電極由全面電極31與p襯墊電極32構(gòu)成，全面電極31在 位于疊層部10的最上層的p型接觸層16的表面的大體整個(gè)面上形成，p襯墊 電極32在與全面電極31上的n電極21成對(duì)角的位置(另一角部)上形成。如上構(gòu)成的實(shí)施方式1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，由于能夠顯著減少由n 電極21的光的吸收，所以能夠高效率地輸出光。就是說，在圖21所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，在基板1與n電極521之間存在的n型接觸層512，由發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光泄漏而導(dǎo)波，在由基板l的上面與n電 極121的背面重復(fù)反射期間，(在圖21中，由符號(hào)Y100模式表示)，存在 有大部分的光被n電極121所吸收，結(jié)果不能排出到外部的問題。然而，在本 發(fā)明中，通過在傾斜側(cè)面10a上露出的n型接觸層12的表面與n電極的歐姆 接觸，消除在n型接觸層12中光導(dǎo)波部分(在圖2中，由符號(hào)Yl模式表示)， 可以解決現(xiàn)有的問題。而且，在發(fā)出的光從基板側(cè)射出的情況下，由疊層部10的傾斜側(cè)面10a 反射的光也能夠通過基板輸出，能夠提高射出效率。而且，在發(fā)出的光從基板射出的情況下，為了由傾斜側(cè)面10a能夠有效地 反射，考慮通常在傾斜側(cè)面10a中形成有Si02保護(hù)膜時(shí)，優(yōu)選地將傾斜側(cè)面 10a的傾斜角ot設(shè)定在60度或其以下，更優(yōu)選地設(shè)定在45度或其以下。在本說明書中，該傾斜角a，如圖22所示地定義，其優(yōu)選的范圍可根據(jù) 下式來求得，臨界角ec， sinec = ns/nG (nG :活性層的折射率；ns: Si02保 護(hù)膜的折射率)。例如，在發(fā)出波長為380nm的光的元件的情況下，對(duì)于波長380nm的光 AlxGai.xN的折射率，設(shè)x值為1 0的范圍內(nèi)時(shí)，為2.15 2.80。此時(shí)，使臨 界角ec最小的時(shí)候?yàn)檎凵渎蕿?.80的情況，此時(shí)的臨界角ec約為30。。所以，在臨界角ec設(shè)為30?；蚱湟陨?，即傾斜角a設(shè)定為60?；蚱湟韵?時(shí)，至少與半導(dǎo)體平行傳播的最強(qiáng)的光能夠全反射。如上所述在將傾斜角a設(shè)定在60°或其以下時(shí)，能夠?qū)⑴c半導(dǎo)體平行傳 播的最強(qiáng)的光全反射，使排出效率提高。但是，層內(nèi)傳播的光也存在與半導(dǎo)體 不平行的光，為了使這些光也有效地全反射，更優(yōu)選的是將傾斜角a設(shè)定在 45°或其以下。而且，在考慮到在傾斜側(cè)面10a上形成n電極的情況下的、從傾斜側(cè)面 10a的傾斜長度L的上方所看到的投影長W，優(yōu)選的為10)im或其以上。在以上的說明中，對(duì)在一個(gè)角部形成n電極21與n型接觸層21歐姆接觸 的例子進(jìn)行了說明，但在本實(shí)施方式1中，如圖3及圖4所示，優(yōu)選地n電極 22包圍疊層部IO而形成。這樣，能夠?qū)Πl(fā)光區(qū)域整體均勻地注入電流，能夠 高效率地發(fā)光。實(shí)施方式2 (第二發(fā)明)
與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖5所示，是使 構(gòu)成發(fā)光區(qū)域的疊層部10的形狀為圓形的元件。在本實(shí)施方式2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，n電極23與在疊層部110的內(nèi)側(cè)傾斜的側(cè)面即傾斜面110a 上露出的n型接觸層12歐姆接觸而形成，在這一點(diǎn)上與實(shí)施方式1相同。而且，在本實(shí)施方式2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，疊層部110的疊層結(jié) 構(gòu)(半導(dǎo)體層的構(gòu)成)與實(shí)施方式1的發(fā)光元件同樣，用于形成疊層部110 的浸蝕，進(jìn)行至藍(lán)寶石的表面露出。在實(shí)施方式2中，p側(cè)的電極由全面電極33與p襯墊電極34所構(gòu)成，全 面電極33在位于疊層部110最上層的p型接觸層16的圓形表面的大體整個(gè)面 上形成，p襯墊電極34在全面電極33的中央部形成。這里，全面電極33、 p襯墊電極34及圓形的疊層部110形成中心一致的 同心圓狀。如上構(gòu)成的實(shí)施方式2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有與實(shí)施方式1的發(fā) 光元件同樣的作用效果。就是說，能夠顯著減少由n電極23對(duì)光的吸收，高效率地輸出光，同時(shí)， 由疊層部110的傾斜側(cè)面110a反射的光也能夠通過基板輸出，能夠提高射出 效率。進(jìn)而，在本實(shí)施方式2中，從圖5可知，由于n電極23包圍疊層部110 而形成，所以能夠?qū)Πl(fā)光區(qū)域整體均勻地注入電流，能夠高效率地發(fā)光。 實(shí)施方式3 (第二發(fā)明)與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖6、圖7所示， 構(gòu)成發(fā)光區(qū)域的疊層部110的形狀為圓形，與本實(shí)施方式2的氮化物半導(dǎo)體發(fā) 光元件相比有以下的不同點(diǎn)。就是說，在實(shí)施方式3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在p型接觸層的表面 形成具有透光性的透光性歐姆電極33a，在其上形成p襯墊電極34。而且，在實(shí)施方式3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，如圖7所示，由傾斜側(cè) 面110a，與n型接觸層歐姆接觸的n電極24在基板1的側(cè)面及背面連續(xù)形成。在該實(shí)施方式3中，除了透光性歐姆電極33a及n電極24之外，與實(shí)施 方式2有同樣的結(jié)構(gòu)。如上構(gòu)成的實(shí)施方式3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠?qū)B層部110發(fā)出的光通過透光性歐姆電極而輸出，具有以下的效果。就是說，由于能夠顯著減少n電極24對(duì)光的吸收，能夠高效率地輸出光， 能夠由基板的側(cè)面及背面形成的n電極24對(duì)光進(jìn)行反射，通過透光性歐姆電 極33而輸出，所以能夠提高射出效率。而且，在本實(shí)施方式3中，從圖6可知，由于n電極23包圍疊層部110 而形成，所以能夠?qū)Πl(fā)光區(qū)域整體均勻地注入電流，能夠高效率地發(fā)光。在以上實(shí)施方式3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由n電極24覆蓋基板整 體而構(gòu)成，但本發(fā)明并非僅限于此，也可以是如圖8所示，由不同的金屬構(gòu)成 n電極25與覆蓋基板1的電極26。如上構(gòu)成也能夠得到與實(shí)施方式3同樣的作用效果，進(jìn)而還有如下效果。就是說，n電極25是從能夠與n型接觸層良好歐姆接觸的金屬中選擇而 構(gòu)成，覆蓋基板1的電極26能夠根據(jù)其功能選擇適當(dāng)?shù)慕饘俨牧蟻順?gòu)成。具體地，在由焊錫焊接安裝基板l的背面的情況下，作為電極26的材料 可以選擇焊接耐熱性優(yōu)異的材料，在重視光反射的情況下，可以選擇反射率高 的金屬材料來使用。實(shí)施方式4 (第二發(fā)明)與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式4的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖9所示，構(gòu)成 發(fā)光區(qū)域的疊層部111的形狀為矩形。就是說，在實(shí)施方式3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在p型接觸層的表面 形成全面電極35，在其上形成有p襯墊電極36。而且，如圖9所示，在矩形疊層部111的傾斜側(cè)面llla與n型接觸層歐 姆接觸的n電極27越過基板的表面與n型接觸層(從傾斜側(cè)面11 la上露出部 分)而形成。還有，在實(shí)施方式4中，疊層部的疊層結(jié)構(gòu)具有與實(shí)施方式1 3同樣的 結(jié)構(gòu)。如上構(gòu)成的實(shí)施方式4的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有與實(shí)施方式1 3 同樣的作用效果。而且，在圖9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，n電極27是由疊層部111的 一邊與n接觸層接觸而形成的，但在本實(shí)施方式4中，如圖10所示，也可以 由疊層部111的外圍整體形成與n接觸層歐姆接觸而形成n電極26，由此，
能夠?qū)Πl(fā)光區(qū)域整體均勻地注入電流，高效率地發(fā)光。 實(shí)施方式5(第二發(fā)明)實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖ll、圖12所示，是設(shè)置有多個(gè)(圖11、圖12中是18個(gè))疊層部210的發(fā)光面積大的發(fā)光元件，能夠增大發(fā)光區(qū)域在元件整體面積中所占的面積，具有使發(fā)光區(qū)域整體均勻發(fā)光的特 征。圖11是為了主要表示n電極221的方式，省略表示p側(cè)粘結(jié)電極251及 p側(cè)連接電極261的平面圖，圖12是未省略表示p側(cè)粘結(jié)電極251及p側(cè)連 接電極261的平面圖。而且，圖13是圖12的沿D-D，線截面圖。這樣，將發(fā)光區(qū)域分割成多個(gè)部分而形成，是為了解決在不將大面積的發(fā) 光區(qū)域進(jìn)行分割，而是以一個(gè)大的區(qū)域而形成的情況下所產(chǎn)生的從電極分離部 分電流低下而發(fā)光效率惡化的問題。但是，在將發(fā)光區(qū)域分割為多個(gè)部分而形 成的情況下，連接各發(fā)光區(qū)域之間的電極面積增大，存在有能否確保發(fā)光區(qū)域 的面積的問題。而且，在圖21所示結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的元件多個(gè)并列的情況下，在 n型接觸層中重復(fù)光導(dǎo)波反射時(shí)，由n電極所吸收的光使發(fā)光效率下降。但是， 在本實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，通過第一在各疊層部的傾斜的側(cè) 面上形成與n型接觸層歐姆接觸的n電極，能夠減少n電極所必要的面積，確 保發(fā)光區(qū)域的面積，且防止n電極對(duì)光的吸收。而且，在本實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由p側(cè)的全面電極的 吸收與現(xiàn)有例相比，也能夠得到抑制。就是說，在不將大面積的發(fā)光區(qū)域分割，而是以一個(gè)大區(qū)域形成的現(xiàn)有例 中，如圖23B所示，以臨界角以上入射到p側(cè)的全面電極的光，在p側(cè)全面 電極73K基板l與半導(dǎo)體層之間的境界間重復(fù)反射當(dāng)中，相當(dāng)?shù)牟糠钟蓀側(cè) 的全面電極31所吸收。而且，即使是將發(fā)光區(qū)域分割為多個(gè)部分而形成的情況下，在分割的發(fā)光 區(qū)域也沒有傾斜的側(cè)面的情況下，如圖23C所示，以臨界角以上入射到p側(cè) 全面電極731的光，從與基板大體垂直的方向射出而再次入射到鄰接發(fā)光區(qū)域 的概率增高。因此，由p側(cè)全面電極所吸收的比率增高。與此相比，本實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，由于各發(fā)光區(qū)域具有 傾斜側(cè)面，所以在從基板側(cè)發(fā)光的情況下，如圖23B中符號(hào)A2所示的光那樣，
而且，在從電極側(cè)發(fā)光的情況下，如圖23中符號(hào)A3所表示的光那樣，不會(huì) 再次入射到鄰接的區(qū)域(能夠降低再次入射到鄰接發(fā)光區(qū)域的概率)，向外部射出。由此，能夠降低由p側(cè)全面電極31的吸收比率。而且，在實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，構(gòu)成發(fā)光區(qū)域的疊層部 210的形狀為六邊形，該多個(gè)疊層部210以疊層部間的面積最小而配置(圖11、 12)。在本實(shí)施方式5中，鄰接的疊層部210之間浸蝕至基板的表面(圖13)， 多個(gè)疊層部210各自完全分離。還有，鄰接的疊層部210之間的間隔，例如設(shè) 定為10[im。而且，在實(shí)施方式5中，各疊層部210的側(cè)面，與實(shí)施方式1等同樣地都 是傾斜面210a，與該傾斜面210a上露出的n型接觸層歐姆接觸而形成n電極 221。在實(shí)施方式5中，如圖11所示，n電極221包圍全部的疊層部210而一 體形成。在實(shí)施方式5中，在各疊層部210的p型接觸層的大體整個(gè)面上形成全面 電極231，在其中央部形成p襯墊電極232。然后，在p襯墊電極232上形成 具有開口部的絕緣膜271而覆蓋元件整體，在該絕緣膜271上形成將p襯墊電 極232相互連接的連接電極261 (—端與p側(cè)粘結(jié)部連接)。還有，絕緣膜271 也具有在n電極221中開口粘結(jié)部241的開口部。如上構(gòu)成的實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，通過使發(fā)光區(qū)域疊層部 210的形狀為六邊形，使該疊層部210之間的面積最小而排列配置，且在各疊 層部210的傾斜的傾斜側(cè)面上形成n電極，能夠得到發(fā)光面積大的結(jié)構(gòu)。由此，將發(fā)光區(qū)域分割為能夠高效率發(fā)光的適當(dāng)大小的多個(gè)部分，且能夠 抑制為了形成n電極所必要的面積。所以，能夠不使發(fā)光面積低下，且使各發(fā) 光區(qū)域有效地發(fā)光，可構(gòu)成具有高亮度的大面積的發(fā)光元件。實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，可以從基板側(cè)射出光，也可以通過 使全面電極231為透明電極而從半導(dǎo)體側(cè)射出光。在任何一種情況下，由于發(fā) 光層所發(fā)出的光是向基板側(cè)與p型半導(dǎo)體側(cè)雙方傳播，所以優(yōu)選地在與射出側(cè) 相反的一側(cè)形成反射膜，由此能夠提高射出效率。圖14是在本實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，形成進(jìn)而連接在連 接電極261之間的第二連接電極262的元件。該第二連接電極262是為了防
止在離開p側(cè)粘結(jié)部251位置的疊層部210中的電流注入量的低下而形成的電極，是使各疊層部的發(fā)光強(qiáng)度均勻化的電極。但是，在從半導(dǎo)體側(cè)射出光的情況下，由于該第二連接電極262遮擋光，所以本結(jié)構(gòu)特別適合于從基板側(cè)射出光的情況。
圖15是表示適合于從半導(dǎo)體層側(cè)射出光的情況下的連接電極的例子。在 本例中，與p側(cè)粘結(jié)部251相連接的第一連接電極263在疊層部210之間的n 電極上通過絕緣膜與n電極不導(dǎo)通而形成。該第一連接電極263不在疊層部上 形成，所以不會(huì)遮擋疊層部發(fā)出的光。而且，各疊層部210的p襯墊電極與第 一連接電極263之間，由第二連接電極264所連接。這里，在一個(gè)p襯墊電極 232與第一連接電極263之間，由一個(gè)第二連接電極264所連接。
圖16A B是從基板側(cè)射出光的情況下電極結(jié)構(gòu)的更為優(yōu)選的例。
就是說，在圖16A的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，形成從絕緣膜271的上 面覆蓋全部多個(gè)疊層部的電極層265，取代實(shí)施方式5 (圖12)的連接電極261 (包含p側(cè)粘結(jié)部)。
這樣，能夠防止各疊層部的上面，特別是從傾斜側(cè)面的光的泄漏(能夠在 各疊層部的上面及傾斜側(cè)面反射)，能夠高效率地從基板側(cè)射出光。而且，如 圖16B所示，通過將這樣的連接電極265設(shè)置在安裝面?zhèn)?、安裝基體10300 側(cè)，能夠使基板側(cè)沒有正負(fù)電極的立體交叉，使多個(gè)結(jié)構(gòu)部210 (10)同時(shí)發(fā) 光，在其結(jié)構(gòu)部周圍配置保護(hù)膜、反射膜、透過膜、光變換部件等，能夠有效 地利用空間，進(jìn)而能夠解決由于配線的立體交叉而引起的泄漏問題，得到可靠 性優(yōu)異的發(fā)光元件。
在以上的實(shí)施方式5的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，示出各疊層部210為六 邊形的例，但也可以是四邊形或圓形等其它形狀。圖24是表示疊層部410為四邊形的具體例的平面圖。在本例中，p側(cè)粘 結(jié)部451分別設(shè)置在兩個(gè)角部形成的疊層部410上，由該p側(cè)粘結(jié)部451上 連接的連接電極461，使疊層部410的p襯墊電極之間連接。還有，連接電極 461在疊層部410的n電極上通過絕緣膜不與n電極導(dǎo)通而形成。而且，n電極421，包圍全部的疊層部410而一體形成，與各疊層部410 的傾斜面410a上露出的n型接觸層歐姆接觸而形成，在其一部分上形成n襯 墊電極441。
而且，作為圖24的變形例，如圖33A B所示，可以在安裝基體(保護(hù) 元件)10300上，以電極形成面?zhèn)茸鳛榘惭b面?zhèn)龋O(shè)置為倒裝式粘結(jié)(flipcnip bonding)形狀。在這里的圖33A中，原來安裝面?zhèn)壬媳换咫[去的部分也用 實(shí)線表示。在該圖中，形成有上述第一發(fā)明中的結(jié)構(gòu)部的第一、第二側(cè)面，具 體地，結(jié)構(gòu)部底面的角部圓角的曲率半徑小于上面?zhèn)?也比p型層表面)的角 部的曲率半徑，而且，n電極的形成外形，也形成比該形成部中結(jié)構(gòu)部的角部 曲率大的角部曲線。而且，在多個(gè)結(jié)構(gòu)部710 (10)內(nèi)，710x，如圖33B可知， n電極721 (21)覆蓋到上部，在粘結(jié)部11400a中，成為提供粘結(jié)面的結(jié)構(gòu)。 由此，可與其它結(jié)構(gòu)部的p電極聚齊高度，安裝于安裝基板等上。而且，該結(jié) 構(gòu)部710x，成為作為元件不工作的非工作部的結(jié)構(gòu)物。實(shí)施方式6 (第二發(fā)明)圖17是表示實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的整體結(jié)構(gòu)的平面圖。 圖18是對(duì)一個(gè)疊層部310放大表示的平面圖。而且，圖19A是沿圖18的E-E' 線的截面圖，圖19B是沿圖18的F-F'線的截面圖。在實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，疊層部310分別形成為圓形形 狀，其中心與縱橫都位于一條直線上而配置于基板上。而且，各疊層部310 的疊層結(jié)構(gòu)與其它實(shí)施方式同樣，其外圍側(cè)面成為傾斜于內(nèi)側(cè)的傾斜面(外圍 傾斜面310a)，其截面形狀如圖19A B所示，是以上面為上底的梯形。在各疊層部310中，n歐姆電極321a在外圍傾斜面310a的全周形成，使 得與外圍傾斜面310a上露出的n型接觸層歐姆接觸。而且，在疊層部310之 間的基板上分別形成n連接襯墊321b，各疊層部310上形成的n歐姆電極321a 與鄰接的四個(gè)n連接襯墊321b連接。就是說，在實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，n電極321由n歐姆 電極321a與n連接襯墊321b組成。而且，在各疊層部310的上面(p接觸層的上面)的大體整個(gè)面上，形成 全面電極331，在該全面電極331的中央部形成圓形的p襯墊電極332。以上，在形成n歐姆電極321a、 n連接襯墊電極321b、全面電極331及p 襯墊電極332之后，形成除了連接襯墊電極321b及其周邊以及p襯墊電極332 的上面之外，覆蓋元件整體的絕緣膜371，而形成將各疊層部310的p襯墊電 極332相互連接的p側(cè)連接電極361。還有，p側(cè)連接電極361，由p襯墊電
極332上連接的襯墊連接部361b和連接該襯墊連接部361b之間的連接部361 構(gòu)成。如上構(gòu)成的實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，與實(shí)施方式1同樣，能 夠防止由電極的吸收，能夠提高發(fā)出的光的排出效率。為了確認(rèn)實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中的光排出效率，進(jìn)行了以 下的比較研究。首先，作為本實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，制作了如圖25的平 面圖所示的形成9個(gè)(3X3個(gè))疊層部310的元件，與疊層部310為一個(gè)的 情況下的發(fā)光元件(圖28的平面圖所示)進(jìn)行了排出效率的比較。排出效率的測定，如圖30所示，在與負(fù)側(cè)接頭一體構(gòu)成的罩內(nèi)將發(fā)光元 件管芯焊接，由接合線W21連接n襯墊電極與負(fù)側(cè)接頭T2，由接合線W32 連接p襯墊電極與正側(cè)接頭Tl ，測定相對(duì)于發(fā)光光量排出到外部的光量。其結(jié)構(gòu)是，在疊層部310為一個(gè)的情況下的發(fā)光元件(圖28)的排出效 率為100的情況下，形成9個(gè)疊層部310的實(shí)施方式6的元件(圖25)的排 出效率為86。％。與此相比，如圖29A所示，設(shè)置一個(gè)疊層部的發(fā)光元件的排出效率為100 的情況下，作為比較例而制作的圖26所示的發(fā)光元件(形成9個(gè)疊層部的元 件)的排出效率為71%。還有，疊層部310為一個(gè)的情況的發(fā)光元件(圖28)的排出效率與圖29A 所示的設(shè)置有一個(gè)疊層部的發(fā)光元件的排出效率大體相等。這里，在比較例的發(fā)光元件中，各疊層部具有與實(shí)施方式6同樣的疊層結(jié) 構(gòu)，其平面形狀形成略為矩形。而且，n電極521，在各疊層部的一個(gè)角部， 露出n型接觸層的表面，在該露出的表面上形成。進(jìn)而，p歐姆電極531在p 型接觸層的大體整個(gè)面上形成，在與p歐姆電極531上的n電極521成對(duì)角的 位置上形成有p襯墊電極532。還有，在圖26所示的元件中，鄰接的疊層部 之間浸蝕至藍(lán)寶石基板露出，鄰接的疊層部之間完全被分離。而且，各疊層部 的側(cè)面相對(duì)于藍(lán)寶石基板的上面大體垂直形成。以上，確認(rèn)了設(shè)置有多個(gè)疊層部的實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件， 與相同集合狀態(tài)的比較例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件相比，能夠提高排出效率。而且，圖27是作為不同比較例而制作的元件，在圖26所示的比較例的發(fā)
光元件中，不是在鄰接的疊層部之間浸蝕至藍(lán)寶石基板露出，而是殘留有n 型接觸層的元件。在圖29B所示的設(shè)置有一個(gè)疊層部的發(fā)光元件的排出效率為100的情況下，該圖27的比較例的元件的排出效率為68%。還有，圖29A的元件的排出效率，與圖29B的元件的排出效率大體相等。 以上，設(shè)置有多個(gè)疊層部的比較例的發(fā)光元件，任意一個(gè)的排出效率都低于實(shí)施方式6的排出效率。而且，實(shí)施方式6的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有與實(shí)施方式5的發(fā)光元件同樣的作用效果，進(jìn)而具有以下特征。就是說，在晶片上形成各疊層部之后，由于能夠根據(jù)要求分割成包含所必要的個(gè)數(shù)的疊層部310的任意大小的元件，所以可以用同一圖形制作任意大小的元件。還有，在這種情況下，可以將任意位置的n連接襯墊電極321b和襯墊連 接部361b作為粘結(jié)電極來使用。如上所述，以上各實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，可以是從基板側(cè)輸 出光的結(jié)構(gòu)，而且，也可以是從半導(dǎo)體側(cè)輸出光的結(jié)構(gòu)。在任何一種情況下， 都優(yōu)選地在與射出光方向相反一側(cè)的面上形成反射層。在圖7、圖8及圖16A B所示結(jié)構(gòu)的情況下，如上所述，n電極24、 n電極26或電極256可以作為 反射層而起功能，在其它結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選地另外設(shè)置反射層，該反射層， 可以使用反射率高的金屬來構(gòu)成，也可以使用介電體多層膜來構(gòu)成。在使用介 電體多層膜的情況下，例如，可以通過由介電體多層膜構(gòu)成圖13的絕緣膜271， 由此增加絕緣功能，并使其具有反射功能。實(shí)施方式7 (第二發(fā)明)圖31是表示實(shí)施方式7的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的整體結(jié)構(gòu)的平面圖。 在實(shí)施方式7的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，疊層部310分別形成為圓形形狀， 其中心配置在基板上，使單位晶格位于六邊形的晶格點(diǎn)。而且，各疊層部610 的疊層結(jié)構(gòu)與其它實(shí)施方式同樣，其外圍側(cè)面是向內(nèi)側(cè)傾斜的傾斜面。各疊層部610中，n歐姆電極621a在外圍傾斜面的全圍形成，使得與在 外圍傾斜面露出的n型接觸層歐姆接觸。而且，在六個(gè)疊層部610所包圍的各 六邊形晶格的中心，分別形成n連接襯墊621b，各疊層部610上形成的n歐 姆電極621a與鄰接的三個(gè)n連接襯墊621b連接。
就是說，在實(shí)施方式7的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，n電極是由n歐姆電 極621a與n連接襯墊621b組成。而且，在各疊層部610的上面(p型接觸層的上面)的大體整個(gè)面上形成 全面電極，在該全面電極的中央部形成圓形的p襯墊電極632，各疊層部610 的p襯墊電極632由p側(cè)連接電極361而相互連接。還有，n歐姆電極621a、 n連接襯墊電極621b等n側(cè)電極，與全面電極 631、 p襯墊電極632、 p側(cè)連接電極361等p側(cè)電極，與實(shí)施方式6同樣為絕 緣。在如上構(gòu)成的實(shí)施方式7的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，對(duì)于一個(gè)n連接襯 墊電極621b而設(shè)置有兩個(gè)疊層部，與對(duì)于一個(gè)n連接襯墊電極設(shè)置一個(gè)疊層 部的實(shí)施方式6相比較，能夠增大作為發(fā)光元件整體的發(fā)光區(qū)域的面積。而且，在如實(shí)施方式7設(shè)置了疊層部的情況下，外形形狀可以分割為三角 形、六邊形、菱形、平行四邊形等，這樣分割時(shí)，由于能夠使GaN晶體的晶 體軸方向與畫線方向 一致，所以能夠提高分割時(shí)的成品率。接著，示出在上述各實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中具有傾斜側(cè)面的 疊層部的形成方法的一例。在本方法中，首先，在藍(lán)寶石基板l上，依次生長緩沖層ll、 n型接觸層 12、 n型復(fù)合層13、發(fā)光層14、 p型復(fù)合層15及p型接觸層16，而形成疊層 結(jié)構(gòu)。如圖20A所示，在其上形成截面為梯形的掩模M1。接著，由反應(yīng)性離子浸蝕，從掩模M1的上面對(duì)疊層體進(jìn)行浸蝕。此時(shí)， 在浸蝕疊層體的同時(shí)，掩模本身也因浸蝕而被逐漸去除。在圖20B中，虛線 與實(shí)線之間的用Rl符號(hào)表示的部分是被去除的部分。該浸蝕一直進(jìn)行到疊層部10的周圍的基板表面露出為止(圖20C)。這樣，形成與掩模M1的形狀對(duì)應(yīng)的形狀的、具有傾斜側(cè)面10a的疊層部10。在本方法中，考慮掩模材料和由氮化物半導(dǎo)體材料的RIE的浸蝕率，通 過設(shè)定掩模M1形狀，能夠形成具有所希望的傾斜側(cè)面的疊層部。例如，通過使掩模M1的側(cè)面為向外側(cè)膨脹的形狀，可以使疊層部的傾斜 側(cè)面成為向外側(cè)膨脹的凸曲面。這樣，通過使傾斜側(cè)面成為向外側(cè)膨脹的形狀，在從基板側(cè)輸出光時(shí)，能夠集中光而射出。在以上各實(shí)施方式中，作為最優(yōu)選的實(shí)施例，以將疊層部的周圍浸蝕到基 板的例子來進(jìn)行了說明，但本發(fā)明中重要的是使光不在疊層部的周圍傳送，也 可以將n型半導(dǎo)體層殘留在能夠抑制光的傳送的程度的厚度。 (第三發(fā)明)以下參照附圖對(duì)與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。 實(shí)施方式8 (第三發(fā)明)與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖34所示，構(gòu)成發(fā)光區(qū)域的氮化物半導(dǎo)體層的一部分埋入到金屬部件7而設(shè)置，由該金屬部 件7保持發(fā)光元件整體的形狀。在本實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，通過在n型氮化物半導(dǎo)體層 2與p型氮化物半導(dǎo)體層3之間設(shè)置發(fā)光層4，而構(gòu)成雙層異性結(jié)構(gòu)的發(fā)光區(qū) 域，該p型氮化物半導(dǎo)體層和發(fā)光層和n型氮化物半導(dǎo)體層的一部分加工成臺(tái) 錐形狀(截頭錐體形狀)。就是說，本發(fā)明至少形成包含p型氮化物半導(dǎo)體層 與發(fā)光層的臺(tái)錐形狀的疊層體。而且，在疊層體10中，在p型氮化物半導(dǎo)體 層3上的大體整個(gè)面上形成p型歐姆電極36，并形成絕緣層72(5)，使得覆 蓋p型歐姆電極36的周邊部與疊層體10的傾斜的側(cè)面10a及與該側(cè)面10a 連續(xù)的n型氮化物半導(dǎo)體層2。而且，如上構(gòu)成的疊層體10到埋入金屬部件7而保持。還有，疊層體IO 的側(cè)面，通過絕緣層72而埋入到金屬部件7，疊層體10的形成p型歐姆電極 36的面通過p型歐姆電極36與金屬部件7對(duì)向。而且，n型氮化物半導(dǎo)體層 2的對(duì)向的兩個(gè)面中位于疊層體10的相反一側(cè)的面上形成透明電極21，在該 透明電極21的一部分上形成有n襯墊電極29。在如上構(gòu)成的實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由疊層體10的發(fā) 光層4所發(fā)出的光，通過透明電極21從金屬部件7的相反一側(cè)射出。接著，對(duì)本實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法進(jìn)行說明。在本制造方法中，首先如圖35所示，在藍(lán)寶石基板1上例如通過緩沖層 (未圖示)而依次生長n型氮化物半導(dǎo)體層2、發(fā)光層4及p型氮化物半導(dǎo)體 層3。接著，在元件之間，通過浸蝕到n型氮化物半導(dǎo)體層露出，形成臺(tái)錐形狀
的疊層體IO (圖36)。該臺(tái)錐形的疊層體10，例如以既定的臺(tái)錐形狀形成掩模，通過使用該掩 模進(jìn)行浸蝕，能夠加工成與該掩模的形狀對(duì)應(yīng)的臺(tái)錐形狀。具體地，首先，如圖44A所示，在p型氮化物半導(dǎo)體層3上，形成截面 為梯形的掩模M1。該掩模M1是使用能夠由反應(yīng)性離子以一定的速率浸蝕的 材料所形成。接著，由反應(yīng)性離子浸蝕，從掩模M1的上方對(duì)藍(lán)寶石基板l上形成的半 導(dǎo)體層(p型氮化物半導(dǎo)體層3、發(fā)光層4及p型氮化物半導(dǎo)體層2)進(jìn)行浸 蝕。在該浸蝕工序中，與半導(dǎo)體層一起，掩模M1本身也因浸蝕而逐漸去除。 還有，在圖44B中，虛線與實(shí)線間的由符號(hào)R1表示的是去除的部分。該浸蝕進(jìn)行至疊層部10的周圍露出n型氮化物半導(dǎo)體層2的表面為止(圖 44C)。這樣，形成與掩模M1的形狀相對(duì)應(yīng)的臺(tái)錐形狀的疊層部10。在本方法中，考慮到掩模材料與由氮化物半導(dǎo)體材料的RIE的浸蝕率， 通過設(shè)定掩模M1的形狀，能夠形成所希望的臺(tái)錐形狀的疊層部10。作為由上述方法加工疊層體10浸蝕的方法，除了反應(yīng)性離子浸蝕外，還 可以使用反應(yīng)性離子束浸蝕，離子研磨等干式蝕刻。而且，臺(tái)錐形狀的疊層體10的加工，例如可以使用濕式浸蝕等各向同性 浸蝕方法，還可以使用凹割(側(cè)面蝕刻)現(xiàn)象。利用該凹割時(shí)，雖然能夠簡單 地加工成臺(tái)錐形狀，但加工精度與上述使用干式蝕刻的方法相比較差。而且，為提高通過n型氮化物半導(dǎo)體層輸出的光的排出效率，優(yōu)選地將疊 層體10的傾斜的側(cè)面10a的傾斜角(與藍(lán)寶石基板1的主面成的角度)設(shè)定 在30度 80度的范圍，更優(yōu)選的是設(shè)定在45度。而且，在本發(fā)明中，截頭錐體可以適用圓錐臺(tái)形錐體、角錐(四角、六角 及其它)臺(tái)形錐體等各種臺(tái)形錐體。以上，在形成臺(tái)錐形狀的疊層部10之后，在疊層部10的上底面(p型氮 化物半導(dǎo)體層3的表面)的大體整個(gè)面上形成p型歐姆電極36。這里，在本說明書中，所謂上底面，是指臺(tái)錐形狀中相互平行對(duì)向的兩個(gè) 面中較小的面，在稱作疊層體2的底面的情況下，是指對(duì)向的兩個(gè)面中較大的 一面。 p型歐姆電極36，可以使用由Ni/Au、 Ni/Pt、 Pd/Pt所構(gòu)成的電極，在本 發(fā)明中，優(yōu)選地使用如Rh/Au、 Rh/Pt等那樣，作為將Rh層連接于p型氮化 物半導(dǎo)體層3而形成的電極。這樣，作為將Rh連接于p型氮化物半導(dǎo)體層3 的第一層而形成時(shí)，在形成金屬部件7之后，能夠防止p型歐姆電極36從p 型氮化物半導(dǎo)體層3的剝離的情況。還有，在由"/"所表示的組合中，意味著"/"前面所記述的金屬作為連 接于p型半導(dǎo)體層3的第一層而形成，在該第一層上形成的第二層用"/"后 面所述的金屬所形成。在各疊層體10的p型氮化物半導(dǎo)體上形成p型歐姆電極36之后，如圖 38所示，形成絕緣膜72(5)，使得覆蓋除了各p型歐姆電極36的中央部(稱 為除去周邊部的部分)的基板上整體。該絕緣膜72、 73、 5，例如適合使用Si02、 Ti02、 A1203、 Si3N4、 Zr02等 無機(jī)絕緣膜而形成，但也可以使用有機(jī)絕緣膜形成。其后，根據(jù)需要形成連接多個(gè)疊層部10之間的配線電極65 (圖39)。接著，形成反射層65 (6),該反射層6使用Ag、 Pt、 Rh、 Al等光反射 性高的材料所形成。還有，在由多個(gè)疊層部構(gòu)成一個(gè)發(fā)光元件的情況下，該反 射層6也可以兼作配線用的電極。特別是由于臺(tái)錐形狀的疊層體的側(cè)面傾斜， 設(shè)置有與此相對(duì)向的反射層，所以能夠顯著提高光的利用效率。還有，在本實(shí)施方式中，絕緣膜5 (72、 73)還可以兼作反射層。能夠作為反射層而使用的絕緣膜5的具體材料，可以列舉出Si02、 Ti02、 A1203、 Ta205、 Zr02、 Nb205、 ￥203等，更優(yōu)選的是形成從這些材料中選擇兩 種折射率不同的材料進(jìn)行組合交互形成的多層結(jié)構(gòu)的反射層兼作的絕緣膜5。 例如，通過由Ti02/Si02組合疊層10 20層，形成多層結(jié)構(gòu)的反射層。接著，例如，由電鍍等整個(gè)面上形成金屬部件7 (圖40)。在本發(fā)明中， 該金屬部件7是以在后面的工序中去除藍(lán)寶石基板1后保持發(fā)光元件的形狀為 第一目的的部件，所以必須形成得厚一點(diǎn)(優(yōu)選為50pm以上，更優(yōu)選為100 200(im的范圍內(nèi))。在本發(fā)明中，金屬部件7能夠起到第一目的的作用即可，因此，例如可以 使用Ti、 Ag、 Al、 Ni、 Pt、 Au、 Rh、 Cu、 W等多種金屬。而且，在本實(shí)施方式8中，要求金屬部件7與反射膜6有良好的粘合性。 而且，在不形成反射膜6的情況下，要求金屬部件7與絕緣膜5 (73)和p型歐姆電極36，特別是與絕緣膜5 (73)有良好的粘合性。在這種情況下，作為 與由上述材料所構(gòu)成的絕緣膜5 (73)具有粘合性的材料，可以列舉出Ti、 W、 Al、 Ni等。而且，通過由反射性高的材料形成金屬部件7本身，還可以省去反射層6。 作為這樣的金屬材料，可以列舉出Ag、 Al、 Pt、 Rh等。而且，在本發(fā)明中，除了保持發(fā)光元件形狀的第一功能之外，為了達(dá)到光 反射功能等的效果，金屬部件7可以是疊層具有各種功能的多個(gè)層的疊層結(jié) 構(gòu)。例如，作為基底層，形成對(duì)于反射的光的反射率高、且與絕緣膜5、 p型 歐姆電極36等的粘合性良好的第一金屬膜，在其上形成能夠形成得厚一點(diǎn)的 第二金屬膜，這樣可以構(gòu)成金屬部件7。而且，在本發(fā)明中，由于金屬部件7形成得較厚，所以優(yōu)選地使用成膜速 度快的非電解鍍、電鍍等來形成。具體地，可以使用Ni、 Cu、 Al、 Au等電鍍，M、 Cu等非電解鍍。特別是，希望使用非電解鍍Ni，由于它與Au、 Cu、 Ag等相比，具有為 提高強(qiáng)度而減少晶片的翹曲，且不用電接點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，并且Ni是在鍍層的均勻 性、析出速率、焊錫潤濕性、抗彎強(qiáng)度、耐蝕性等方面也是優(yōu)異的材料。接著，如圖41所示，通過從基板1 一側(cè)照射激光而去除藍(lán)寶石基板1。 在該階段中，由于形成有較厚的金屬部件7，所以作為去除基板l的方法，除 了激光照射以外，還可以采用研磨、浸蝕等各種方法。然后，在去除基板1而露出的n型氮化物半導(dǎo)體層2的表面形成透明電極 的n型電極21 (8)(圖42)。該n型電極21 (8)可以由W/A1、 V/A1、 W/Pt/Au、 ZnO、 ITO、 Mo等所形成。為了提高光的排出效率，優(yōu)選使用ZnO或ITO等， 從價(jià)格便宜與容易到手等考慮，更優(yōu)選使用ITO。使用該ITO形成透明電極21 (8)的情況下，為了降低電阻值，優(yōu)選實(shí)施 熱處理，其優(yōu)選的熱處理溫度是100°C 500°C，更優(yōu)選的熱處理溫度是200 。C 400。C。接著，與各疊層體10對(duì)應(yīng)而分別形成n襯墊電極29，形成覆蓋該n襯墊 電極29的周邊部與透明電極21 (8)的絕緣膜72 (5)。而且，通過在疊層部之間分割晶片而得到各個(gè)發(fā)光元件。 這里，在本發(fā)明中，分割為各個(gè)元件時(shí)的分割位置，至少是從疊層部10的傾斜側(cè)面10a離開的位置，使得該傾斜面10a與分割后的元件的側(cè)面分離。如上構(gòu)成的與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，由于分 割為元件時(shí)的分割位置從疊層體10的傾斜側(cè)面10a分離，疊層體10的傾斜側(cè) 面10a的PN接合面不會(huì)受到損傷。而且，由于分割為元件時(shí)的分割位置從疊層體10的傾斜側(cè)面10a分離， 所以能夠防止切斷金屬部件7時(shí)由切削屑引起的PN接合面的短路。而且，在與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由于在 疊層體10的兩側(cè)形成有電極，所以沒有必要像在同一面?zhèn)刃纬呻姌O的元件那 樣，為了形成一方的電極而將發(fā)光層的一部分去除。由此，能夠不減小發(fā)光層 的面積而確保發(fā)光區(qū)域，因此能夠提高發(fā)光效率。而且，在與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由于在 疊層體10的兩側(cè)形成有電極，所以容易在整個(gè)發(fā)光層中流過均勻的電流，能 夠使發(fā)光層整體均勻且高效率地發(fā)光。特別是，在由多個(gè)疊層部構(gòu)成一個(gè)發(fā)光元件的情況下，能夠提供在較寬的 面積中發(fā)光面內(nèi)的均勻性優(yōu)異的發(fā)光元件。而且，在與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由于在 n型氮化物半導(dǎo)體層的大體整個(gè)面上形成有透明電極21 (8)，所以能夠?qū)Πl(fā) 光層整體均勻地注入電流，能夠使發(fā)光層整體均勻地發(fā)光。但是，本發(fā)明并不限于此，也可以不是在透明電極21 (8)中，而是在n 型氮化物半導(dǎo)體層的大體整個(gè)面上形成網(wǎng)格狀(格子狀)的n型電極，從該格 子之間輸出光，也可以在n型氮化物半導(dǎo)體層的一部分上形成n型電極。由于n型氮化物半導(dǎo)體與p型氮化物半導(dǎo)體相比，能夠減小電阻值，所以 電流容易在n型氮化物半導(dǎo)體層內(nèi)擴(kuò)散，即使是在使用格子狀的n型電極的情 況下，也能夠增大格子(不形成電極的部分的面積)，能夠使光不容易被電極 遮擋而射出。而且，即使是在n型氮化物半導(dǎo)體層的一部分上形成n型電極的 情況下，能夠在較寬范圍的發(fā)光層注入電流。變形例(第三發(fā)明實(shí)施方式8的變形例)在以上的實(shí)施方式8中，通過將n型氮化物半導(dǎo)體層2在厚度方向上浸蝕 到中途，至少包含上述n型氮化物半導(dǎo)體層的一部分而構(gòu)成上述疊層體。但是，
本發(fā)明并不限于此，還可以是如圖45所示，僅對(duì)p型氮化物半導(dǎo)體層3與發(fā) 光層4進(jìn)行浸蝕而形成疊層部810 — 1，還可以是如圖46所示，通過在對(duì)p型 氮化物半導(dǎo)體層3與發(fā)光層4進(jìn)行浸蝕之后，連續(xù)還對(duì)n型氮化物半導(dǎo)體層2 浸蝕至藍(lán)寶石基板露出，由此由p型氮化物半導(dǎo)體層3、發(fā)光層4及n型氮化 物半導(dǎo)體層2形成疊層部810—2。 實(shí)施方式9 (第三發(fā)明)與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖47所示，是 在一個(gè)例中排列配置了 4個(gè)疊層體810—3的發(fā)光元件。就是說，本實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如圖50所示，是在n 型氮化物半導(dǎo)體層2的一側(cè)的面上排列配置縱橫各4個(gè)、合計(jì)16個(gè)四邊棱臺(tái) 形狀的疊層體810 — 3 (由p型氮化物半導(dǎo)體層與發(fā)光層所構(gòu)成)并構(gòu)成較大 面積的發(fā)光元件。而且，在本實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在n型氮化物半導(dǎo)體 層2的另一面的整個(gè)面上，形成與全部疊層體810共通的透明電極21 (8)作 為歐姆電極，在其中央部形成有一個(gè)n襯墊電極23。而且，本實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，如由16個(gè)疊層體810構(gòu) 成一個(gè)發(fā)光元件那樣，且使得分割位置至少是從疊層體10 (810)的傾斜側(cè)面 10a離開的位置，而在疊層部之間進(jìn)行分割。如上構(gòu)成的本實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，由于分割為元件時(shí)分 割的位置從疊層部10的傾斜側(cè)面10a離開，所以疊層部10的傾斜側(cè)面10a 的PN接合面不會(huì)受到損傷，且能夠防止切斷金屬部件7時(shí)由切削屑引起PN 接合面的短路。而且，在與本發(fā)明相關(guān)的實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，由于與 實(shí)施方式8的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件同樣的理由，能夠提高發(fā)光效率，使發(fā)光 層整體能夠均勻且高效率地發(fā)光。在以上的實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，不包含n型氮化物半導(dǎo) 體層2，是使用由p型氮化物半導(dǎo)體層3與發(fā)光層4所疊層的疊層體810而構(gòu) 成發(fā)光元件。但是，本發(fā)明并不僅限于此，可以是如圖48所示，使用n型氮 化物半導(dǎo)體層2、 p型氮化物半導(dǎo)體層3與發(fā)光層4所疊層的疊層體810而構(gòu) 成疊層體810—4。
在以上的實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，還可以不是在一個(gè)發(fā)光元件內(nèi)按每個(gè)疊層體分離，而是在晶片上形成使得在發(fā)光元件間n型氮化物半 導(dǎo)體層2分離之后，由n型氮化物半導(dǎo)體層2的分離部分按每個(gè)元件分離(圖 49)。而且，實(shí)施方式9的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，是使用四角棱臺(tái)形狀的疊層 體810而構(gòu)成，但本發(fā)明并不限定于此，也可以使用圓臺(tái)形狀的疊層體810 — 4而構(gòu)成(圖51)。(本發(fā)明中中其它結(jié)構(gòu)) (本發(fā)明的發(fā)光元件10 000)在以上說明的各實(shí)施方式中，對(duì)其實(shí)施方式(發(fā)光元件10 000)的各結(jié)構(gòu) 以下進(jìn)行詳細(xì)的說明，本發(fā)明是對(duì)上述實(shí)施方式及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合而使用。 (元件結(jié)構(gòu)體10 100)本發(fā)明的發(fā)光元件10 000中使用的元件結(jié)構(gòu)體10 100，如圖59A B的 截面圖等所示，可以是在基板1上依次疊層第一導(dǎo)電型層2、活性層(發(fā)光層 4)、第二導(dǎo)電型層3的疊層結(jié)構(gòu)體10 100，也可以是第一、第二導(dǎo)電型層2、 3橫向接合，也可以是將它們組合的，截面例如可以是折線(連續(xù)直線)狀、 山狀、峽谷狀等各種面被復(fù)合的接合面。具體地，本發(fā)明的發(fā)光元件10 000，作為元件結(jié)構(gòu)體10 100，如圖59A B所示，元件結(jié)構(gòu)體10 100，具有在基板1上依次疊層第一導(dǎo)電型層2、發(fā)光 層3 (活性層)、第二導(dǎo)電型層3的疊層結(jié)構(gòu)10 100的元件，此時(shí)，在電極形 成面內(nèi)，發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110，如圖所示，疊層方向上第一、第二導(dǎo)電型層夾持 發(fā)光層的結(jié)構(gòu)，此外，如上所述，還可以是第一、第二導(dǎo)電型層橫向接合，還 可以是它們組合的形成縱橫復(fù)雜的復(fù)合接合面。而且，作為發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，可 以使用MIS結(jié)構(gòu)、p-n接合結(jié)構(gòu)、相同接合結(jié)構(gòu)、異型結(jié)構(gòu)(雙面異型結(jié)構(gòu))， PIN結(jié)構(gòu)等，還可以適用于單極元件，優(yōu)選地使用第一、第二導(dǎo)電型層為相互 不同的電型層的p-n接合結(jié)構(gòu)等的n型、p型層夾持活性層的結(jié)構(gòu)。構(gòu)成元件結(jié)構(gòu)體100 00的疊層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料，可以是InAlGaP系材 料、InP系材料、AlGaAs系材料、它們的混晶材料，也可以是GaN系氮化物 半導(dǎo)體材料。作為GaN系氮化物半導(dǎo)體材料，具體地可以表示為GaN、 A1N、 或InN，或它們的混晶III-V主族氮化物半導(dǎo)體(IriaAlpGLa-pN、 0《a, 0《(3， a
+ (3《1)，而且，還可以作為第III主族元素部分或全部使用B，作為第V主族 元素由P、 AS、 Sb置換部分的N的混晶。以下使用氮化物半導(dǎo)體來進(jìn)行說明， 但也適用于其它材料系。作為發(fā)光層，可以使用InGaN系材料，由多頻率間隙的發(fā)光層，可以得 到從綠色、藍(lán)色的可見光區(qū)域到紫色、及更短波長的紫外區(qū)域發(fā)光的層。在各實(shí)施方式中，將第一、第二導(dǎo)電型層2、 3作為n型層、p型層，但 也可以相反。而且，作為半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)10 100的生長方法，具有地有MOVPE (有機(jī)金屬氣相生長法)、HVPE (鹵化物氣相生長法)、MBE (分子線外延 附生(epitaxy)法)、MOCVD (有機(jī)金屬化學(xué)氣相生長法)等，優(yōu)選的是 MOCVD、 MBE。本發(fā)明的半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)io IOO的生長方法中所使用的基板，特別是作為外延生長用的基板l，作為與氮化物半導(dǎo)體不同材料的異種基板，現(xiàn)有方法中所知的有例如以C面、R面及A面中的任意一個(gè)作為主面的藍(lán)寶石、尖晶 石(MgAl204)等絕緣性基板、SiC (包含6H、 4H、 3C) 、 ZnS、 ZnO、 GaAs、 Si及與氮化物半導(dǎo)體晶格匹配的氧化物基板等，都可以生長氮化物半導(dǎo)體， 還可以使用與氮化物半導(dǎo)體不同的基板，優(yōu)選是藍(lán)寶石、尖晶石，而且，作為 異種基板之外，可以使用GaN、 A1N等氮化物半導(dǎo)體基板等。在其它半導(dǎo)體 材料中，還可以使用現(xiàn)有方法中所知的相同材料系的基板、或Si等異種基板。 (半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)10 100) 作為形成發(fā)光元件10 000的半導(dǎo)體疊層結(jié)構(gòu)10 100，例如如圖57A D、 圖39、圖59A B所示，在上述基板1上通過基底層500而生長，此時(shí)，可 在工作部中包含基底層500作為元件結(jié)構(gòu)10 100，但通常是僅作為元件結(jié)構(gòu) 生長用而形成，設(shè)置不作為元件起功能的非工作部?；讓犹貏e是使用異種基 板的情況下，是形成結(jié)晶核，作為核生長層，使用低溫生長緩沖層，合適的條 件是AlxGh.xN (0《x《l)在低溫(200 900°C)下生長的，接著在高溫下生 長，形成膜厚度為50A 0.1pm左右(單晶、高溫生長層)。而且，如作為 ELO (外延側(cè)部的過長大/Epitaxial Lateral Overgrowth)所知，在基板或基底 層上，島狀部(凸部、掩模開口部)等生長部比其它區(qū)域優(yōu)先生長，或選擇性 地生長，并各選擇生長部橫向生長而接合、會(huì)合，由此形成的生長層也可以作 為基底層500或元件疊層結(jié)構(gòu)10 100而使用，由此得到晶體性，特別是減低
晶體缺陷的元件結(jié)構(gòu)。作為氮化物半導(dǎo)體中使用的摻雜物，作為n型不純物質(zhì)可以使用Si、 Ge、 Sn、 S、 O、 Ti、 Zr等第IV主族元素，優(yōu)選的是Si、 Ge、 Sn，最優(yōu)選的是Si。 而且，作為p型摻雜物，雖然沒有特別的限制，但可以列舉出Be、 Zn、 Mn、 Cr、 Mg、 Ca等，優(yōu)選使用Mg。這些，通過添加接受體、給予體的各種摻雜 物，形成各導(dǎo)電型的氮化物半導(dǎo)體層，構(gòu)成后述的各導(dǎo)電型層。而且，即使氮 化物半導(dǎo)體是未摻雜不純物的無添加層，也可以作為n型層而使用，進(jìn)而在 AlGaAs等其它材料系中也可以使用適合這些的摻雜物。在本發(fā)明中的第一導(dǎo) 電型層、第二導(dǎo)電型層中，可以是部分疊層不摻雜層、半絕緣性的層，還可以 在電流阻止層的反向?qū)щ娦偷穆袢雽又?，在各?dǎo)電型層內(nèi)部分形成寄生的元件 部分。(第一導(dǎo)電型層2)如上述實(shí)施方式的元件結(jié)構(gòu)所示，作為第一導(dǎo)電型層2，可以包含各導(dǎo)電 型的摻雜物，形成向電極形成面內(nèi)及活性層供給載波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散的層結(jié)構(gòu)， 特別是在從電極形成部5200向發(fā)光結(jié)構(gòu)部5 110面內(nèi)擴(kuò)散并供給載波信號(hào)的 電流擴(kuò)散導(dǎo)體8 (接觸層)中，優(yōu)選地比其它區(qū)域高濃度的摻雜。而且，除了 這樣的電荷供給，面內(nèi)擴(kuò)散層(接觸層及附近的層)之外，如上述實(shí)施方式中 所示，優(yōu)選將疊層方向上向發(fā)光層移動(dòng)，供給電荷的中間層、或?qū)Πl(fā)光層關(guān)閉 第二導(dǎo)電型的載波的復(fù)合層等，與接觸層分別設(shè)置。作為這樣的在發(fā)光層4 與面內(nèi)擴(kuò)散層(區(qū)域)的接觸層之間設(shè)置的層，在氮化物半導(dǎo)體元件的情況下， 優(yōu)選設(shè)置比面內(nèi)擴(kuò)散層(區(qū)域)低濃度的摻雜量或非摻雜的低不純物濃度層(非 摻雜層)、及/或多層膜層。即使這是低不純物，它也能夠使高不純物層(面 內(nèi)擴(kuò)散層)的結(jié)晶性惡化情況得到改善，并使在其上生長的復(fù)合層、發(fā)光層結(jié) 晶性良好，在驅(qū)動(dòng)時(shí)通過與高濃度層鄰接地設(shè)置低濃度層而促進(jìn)面內(nèi)擴(kuò)散，而 且，還能夠使耐壓性提高。多層膜層形成為至少兩種層相互疊層的周期結(jié)構(gòu)， 具體地，優(yōu)選地由INxGauxN/InyGaLyN (0《x<y<l)所構(gòu)成，在發(fā)光層、特 別是包含In的氮化物半導(dǎo)體層，優(yōu)選作為井層而使用多個(gè)的情況下，能夠提 高其晶體性。作為這樣的多層膜，除了由成分不同的層構(gòu)成的周期結(jié)構(gòu)外，還 可以采用成分梯度結(jié)構(gòu)，或這些結(jié)構(gòu)中不純物濃度變化的結(jié)構(gòu)、使膜厚變化的 結(jié)構(gòu)等，優(yōu)選的是厚度為20nm或其以下的膜疊層的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而優(yōu)選的是10nm
或其以下厚度的膜疊層的結(jié)構(gòu)，對(duì)上述晶體性有利。 (發(fā)光層[活性層]3) 作為本發(fā)明的元件結(jié)構(gòu)10 100，優(yōu)選的是在第一、第二導(dǎo)電型層之間設(shè)置 發(fā)光層，由發(fā)光層發(fā)光的元件結(jié)構(gòu)，特別是優(yōu)選地在發(fā)光層中使用在氮化物半 導(dǎo)體層中包含In的氮化物半導(dǎo)體，能夠在從紫外線區(qū)域到可見光(紅光)區(qū)域得到合適的發(fā)光效率，特別是優(yōu)選使用InGaN層，通過改變In的混晶比而 得到所希望的發(fā)光波長。作為其他的氮化物半導(dǎo)體材料，可以使用GaN、AlGaN 等，比InGaN的波段間隙高的材料，作為紫外區(qū)域中所使用的發(fā)光元件。作為進(jìn)一步優(yōu)選的發(fā)光層，是使用量子井結(jié)構(gòu)的活性層，優(yōu)選采用井層是 一個(gè)單一量子井結(jié)構(gòu)，進(jìn)而優(yōu)選采用多層井層通過隔離壁層而疊層結(jié)構(gòu)的多重 量子井結(jié)構(gòu)。對(duì)于井層與上述發(fā)光層同樣，優(yōu)選使用InGaN層，作為隔離壁 層，優(yōu)選的是波段間隙(band gap)能量比井層大的層，例如，設(shè)置InGaN、 GeN、 AlGaN等。此時(shí)，作為井層、隔離壁層的膜厚在30nm或其以下，優(yōu)選 為20nm或其以下，進(jìn)而井層中優(yōu)選為10mn或其以下，這樣能夠得到量子效 率優(yōu)異的發(fā)光層。而且，井層、隔離壁層中也可以掾雜各導(dǎo)電型層的摻雜物， 隔離壁層也可以在井層之間設(shè)置一層或其以上。 (第二導(dǎo)電型層3)作為第二導(dǎo)電型層3，優(yōu)選設(shè)置對(duì)發(fā)光層關(guān)閉載波信號(hào)的復(fù)合層、電極形 成的接觸層，此時(shí)優(yōu)選地兩層分別設(shè)置，接觸層比復(fù)合層距發(fā)光層遠(yuǎn)，進(jìn)行高 濃度摻入摻雜物。在氮化物半導(dǎo)體層中，作為復(fù)合層優(yōu)選的是含A1的氮化物 半導(dǎo)體，進(jìn)而優(yōu)選使用AlGaN層，還接近發(fā)光層，優(yōu)選通過接近形成而提高 發(fā)光層的效率。進(jìn)而，優(yōu)選通過在接觸層與復(fù)合層之間設(shè)置不純物濃度比這些 層低的層，能夠得到耐壓性優(yōu)異的元件，還有即使是對(duì)接觸層高濃度摻雜也能 夠改善晶體性，所以是優(yōu)選的。如圖58所示，由于接觸層在電極形成面內(nèi)作 為發(fā)光部5110而設(shè)置，所以也具有在該面內(nèi)作為擴(kuò)散載波信號(hào)層的功能，但 在本發(fā)明中，通過設(shè)置電極2000，作為該面內(nèi)一部分延伸的上部電極2200、 與由比其面積大的、截面寬度大的層狀下部電極2100而作為面內(nèi)的電流擴(kuò)散 導(dǎo)層、擴(kuò)散導(dǎo)體起功能，由此輔助氮化物半導(dǎo)體中低移動(dòng)速度的p型載波信號(hào) 的擴(kuò)散，而且，通過使接觸層的膜厚小于其它層(復(fù)合層、中間低濃度層)， 且比其它層摻雜高濃度不純物，而形成高載波信號(hào)濃度的層，能夠?qū)崿F(xiàn)從電極良好的電荷注入，所以是優(yōu)選的。 (電源擴(kuò)散導(dǎo)體8， 9) 這樣在本發(fā)明的疊層結(jié)構(gòu)1000100中，電流擴(kuò)散導(dǎo)體8，可以設(shè)在元件結(jié)構(gòu)體(第一導(dǎo)電型層8)內(nèi)，也可以是設(shè)在元件結(jié)構(gòu)體上(下部電極2100)的 形式。具體地，如圖58等所示，在第一導(dǎo)電型層2中，在露出電極形成面5200 上設(shè)置第一電極1000，有作為設(shè)置有該第一電極1000的第一導(dǎo)電型層2內(nèi)， 在橫向電流擴(kuò)散的擴(kuò)散導(dǎo)體8的功能，另一方面，在第二導(dǎo)電型層3偵lj，有與 連接電極(配線電極，配線部)相電氣接合的歐姆接觸用的電極2100，在面 內(nèi)，有將電流從一部分上設(shè)置的配線電極，在面內(nèi)廣為擴(kuò)散的擴(kuò)散導(dǎo)體的功能。 可以在第二導(dǎo)電型層3內(nèi)設(shè)置擴(kuò)散層，也可以在第一導(dǎo)電型層上設(shè)置外部(電 極)的擴(kuò)散導(dǎo)體。(發(fā)光元件面內(nèi)結(jié)構(gòu))在本發(fā)明的發(fā)光元件中，是在元件結(jié)構(gòu)部5700中設(shè)置發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110 與電極形成部5200的結(jié)構(gòu)，可以是元件結(jié)構(gòu)部5700在電流擴(kuò)散導(dǎo)體8 (第一 導(dǎo)電型層2)上形成，在一個(gè)元件結(jié)構(gòu)部5700內(nèi)為一個(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110 (圖 1 10、 34、 45、 46)的形式，也可以是在一個(gè)元件結(jié)構(gòu)部5700內(nèi)形成多個(gè) 發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110的發(fā)光結(jié)構(gòu)體5110的集合結(jié)構(gòu)，只要是對(duì)于一個(gè)元件結(jié)構(gòu) 5700至少形成一對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110與電極形成部5200即可，進(jìn)而，還可以 集合多個(gè)元件結(jié)構(gòu)體5700，而作為集合型發(fā)光元件10 000。作為各電極的配線形式，優(yōu)選地各電極具有歐姆接觸的歐姆接觸部，使得 能夠在元件結(jié)構(gòu)體內(nèi)供給電流，還優(yōu)選地與該歐姆接觸部相一致而形成電極 (配線電極、臺(tái)座部)。作為其它形式，可以對(duì)于間離配置的歐姆接觸部設(shè)置 作為配線用的電極，使得它們導(dǎo)通。而且，這樣的配線用電極還可以設(shè)置在后 述的元件安裝基體一側(cè)。這樣的元件結(jié)構(gòu)體的電極形成位置，可以設(shè)置在各導(dǎo)電型層上設(shè)置的電極 形成面上，由于依存于上述元件結(jié)構(gòu)體的形狀*形式，將如圖所示的第二導(dǎo)電 型層、發(fā)光層的一部分去除而露出的第一導(dǎo)電型層作為電極形成面，在基板上， 是在發(fā)光層的上方、下方分別設(shè)置第一電極、第二電極形成面的形式。如果在 其它同一面?zhèn)刃纬蓛煞降碾姌O，還可以采取其它電極形成面的形式。(第一電極iooo)而且，第一電極IOOO，在第一導(dǎo)電型層2的露出部2s的至少一部分上作 為電極形成區(qū)域5200而形成，在第二發(fā)明中，在與發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110在面內(nèi) 分離而設(shè)置，作為歐姆接觸用而在第一導(dǎo)電型層2內(nèi)注入電流。第一導(dǎo)電型層 2的露出部2s，如圖所示，可以是包圍發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110而設(shè)置在元件結(jié)構(gòu)部 10 100的端部，如圖58等所示，基板l在元件端部露出(露出部4s)，使第 一導(dǎo)電型層2的側(cè)面6110a傾斜，并能夠作為光反射部、排出部起功能，在這 種情況下，在傾斜側(cè)面中，對(duì)于電極形成面、基板面的法線方向的角度比發(fā)光 結(jié)構(gòu)部5110的側(cè)面5110a大，由此能夠有效地排出第一導(dǎo)電型層2內(nèi)橫向傳 遞的光。而且，通過露出部2s，在元件工作部57內(nèi)，對(duì)于發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110， 從第一電極1000露出而設(shè)置(5110a)，由此也能夠作為光排出槽而起功能， 而且從這樣的電極1000露出的區(qū)域中的凸部，例如，作為未注入電流的非發(fā) 光結(jié)構(gòu)部(電極形成部5200等，或元件非工作部5800)而設(shè)置凸部時(shí)，有助 于反射功能、光排出端部。第一電極1000具有向發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110電流擴(kuò)散、注入的功能。通過在上 述第一導(dǎo)電型層2內(nèi)的面內(nèi)擴(kuò)散層(8、 9)、第二導(dǎo)電型層3內(nèi)及第二電極 2000 (下部電極層2100)的面內(nèi)擴(kuò)散，具體地，適當(dāng)調(diào)整層的電阻，由此能 夠調(diào)整第一電極、第二電極的間隔，能夠得到所希望的擴(kuò)散狀態(tài)，發(fā)光結(jié)構(gòu)部 5110的密度的發(fā)光元件。第一電極1000，可以是與襯墊部1100、連接電極部1200同樣的電極結(jié) 構(gòu)，例如，分別作為歐姆接觸用的電極的電極1000的形式而形成，可以是作 為僅在襯墊部1100上形成襯墊電極的結(jié)構(gòu)而形成。 (第二電極2000)下部電極2100，如上所述，通過在發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110內(nèi)第二導(dǎo)電型層3的 露出部2s的大體整個(gè)面上形成，能夠作為在發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110中在面內(nèi)使電流 擴(kuò)散的擴(kuò)散層而起功能。在第二導(dǎo)電型層3內(nèi)設(shè)置電流擴(kuò)散層的情況下，雖然 不需要面內(nèi)擴(kuò)散的電極2100，由于作為元件結(jié)構(gòu)困難的情況很多，所以也可 以同時(shí)使用元件結(jié)構(gòu)內(nèi)的電流擴(kuò)散層與電極擴(kuò)散層的雙方。由于在氮化物半導(dǎo) 體層中p型層內(nèi)面內(nèi)擴(kuò)散不充分的情況很多，所以最好設(shè)置與外部相連接的襯 墊部2200p、由此延伸使電流在發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110中擴(kuò)散的第二電極2000的上 部電極2200及配線電極2200a (2200b)、以及具有比配線電極2200a (2200b)寬的電極形成面以使第二電極2000在面內(nèi)擴(kuò)散的下部電極2100。如上所述，優(yōu)選地下部電極2100作為透光性電極而設(shè)置，如圖16B、圖 33B、圖54A、圖55所示，在以基板1側(cè)為光排出面的情況下，可以在透光 性電極上，或通過透光性的絕緣膜等設(shè)置反射膜，或者在透光性電極層上設(shè)置 反射性電極層的電極結(jié)構(gòu)，而能夠得到反射性電極。在光排出面是基板l側(cè)， 或第二導(dǎo)電型層3的任一種情況，都是優(yōu)選地在第二電極2000的下部電極層 2100上設(shè)置開口部而得到透光性電極，或者下部電極層2100的形成部2100a 也是透光性電極。作為第一、第二電極1000、 2000的電極材料，特別是p型氮化物半導(dǎo)體 層用的下部電極2100的材料，可以列舉出從鎳(NO 、鉬(Pt)、鈀(Pd)、 銠(Rh)、釕(Ru)、鋨(Os)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、 釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鈷(Co)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鉬(Mo)、 鉻(Cr)、鴿(W)、鑭(La)、銅(Cu)、銀(Ag)、釔(Y)所組成的 群中選擇的至少一種的金屬、合金、疊層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而還可以是它們的化合物， 例如為導(dǎo)電性的氧化物、氮化物等，還有導(dǎo)電性的金屬氧化物(氧化物半導(dǎo)體)， 慘雜錫的厚度為50A 10pm的氧化銦(氧化銦錫；ITO) 、 ZnO、 ln203、或 Sn02等，它們對(duì)透光性有利，所以適用。在氧化物半導(dǎo)體材料的情況下，成 為具有各導(dǎo)電型層2、 3與其電極1000、 2000的中間功能的形式，導(dǎo)電型2、 3可以具有相同的金屬氧化物的導(dǎo)電性，在以異種導(dǎo)電型的氧化物半導(dǎo)體層作 為電極的情況下，可以進(jìn)而通過元件結(jié)構(gòu)10 100方向的中間層(反向?qū)щ娦?層、氧化物半導(dǎo)體、金屬層)而使用，而且從作為擴(kuò)散導(dǎo)體2100 (9)起功能 來看，也可以作為第一導(dǎo)電型層2側(cè)的擴(kuò)散導(dǎo)體8，使用這樣的半導(dǎo)體層、電 極材料。在金屬層的情況下，下部電極2100可以由確保透光性的薄膜形成， 而且，在具有本發(fā)明的開口部2100b的下部電極2100的情況下，可以使用下 部電極2100的反射性大的金屬，例如A1、 Ag、 Rh。這里，圖60A E是說明第二電極2000與其下部電極2100、上部電極2200 (配線部2200a)的實(shí)施方式的圖，如上所述，可以將襯墊部2200p排列配置 為列狀2200a (點(diǎn)線部)而作為連接電極部2200a (圖58)，還可以由與元件 結(jié)構(gòu)部10100的開口部600相對(duì)應(yīng)的電極開口部2100b、以及電極形成部2100a 而形成下部電極2100 (圖60B)，如圖60D所示，也可以使下部電極2100 一部分開口 2100b，作為開口部2100b (第二導(dǎo)電型層3表面)與電極2100 的表面上跨越的電極2200a，形成配線部2200a (臺(tái)座部2200p)，在氧化物 等的化合物電極的情況下，能夠提高第二電極的接合性。而且，作為這樣的填 充開口部2100b的第二電極2200a的形式，如圖60E所示，在第二導(dǎo)電型層3 上設(shè)置凹部600而開口 ，能夠與下部電極開口部2100b —起，使第二電極2000 成為開口部2100b與跨越電極2100上形成的電極2200a (上部電極臺(tái)座部 2200p-l、 -2)。而且，第二電極的電極2100，由于設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110，所以為了使 光的排出、反射有效，使透光性、反射性適合起功能，使用透光性(光透過率) 大的電極(形成部2100a)(光吸收小的電極材料)，或調(diào)整其透過率(吸收 率)，和/或調(diào)整決定透過率的開口部2100b的面積比(開口部面積的總和/電 極形成[5300]面積)、開口率、分布狀態(tài)，對(duì)任何一個(gè)光排出方向上都是有 用的。而且，如圖60A所示，使電極形成部2s的光排出面為凹凸部600的方法， 如圖60C、E所示，與電極2300開口部2000b相對(duì)應(yīng)，在第二導(dǎo)電型層3上 也設(shè)置凹部600a，具有凸部上面600c (電極材料界面)與凹部底面600a (保 護(hù)膜、絕緣膜材料界面)，在不同材料間的界面形成凹凸部600，有利于合適 的光排出、反射，而且，通過增大側(cè)面600b的傾斜角，使在側(cè)面的反射加強(qiáng)， 提高光的排出效率。這樣的凹凸部600，可以在元件結(jié)構(gòu)10 IOO的端面、側(cè) 面、露出面、界面(層間、基板面、金屬形成面、絕緣膜等的膜形成面)的任 何一個(gè)上形成，例如如圖57所示，以控制圖中箭頭傳遞光的散亂方向，提高 排出效率為目的，通過對(duì)基板1實(shí)施凹凸加工600，在其上疊層元件結(jié)構(gòu)10 100，能夠在基板l與元件結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體之間形成凹凸界面，由除去部700去 除基板1并在露出的基底層500 (第一導(dǎo)電型層2)的去除面上也形成凹凸界 面600。形成這樣的凹凸部600，在本發(fā)明的發(fā)光元件中，提高光排出與輸出， 所以是優(yōu)選的。這里，作為凹凸部600的形狀、上述周期結(jié)構(gòu)的下部電極2100的開口部 2100b (形成部2000a)的形狀，可以是在面內(nèi)點(diǎn)狀、格子狀、蜂巢狀、枝狀、 矩形狀、多邊形狀、圓形狀等各種形狀的凸部(上面)或開口部2000b，以及， 或凹部(底面)為形成部2100a，作為其大小，為至少對(duì)于光反射、散亂、排
出的V(4n) (n為構(gòu)成凹凸部界面的材料的折射率，X為發(fā)光層的發(fā)光波長)或其以上的大小。具體地，開口部、凸部、凹部的間隔， 一邊的長度(矩形、多邊形)、直徑(點(diǎn)狀、圓形狀)為l 10pm，希望為2 5iim的大小。作為 截面的形狀雖然沒有特別的限制，作為大體垂直的凹部側(cè)面，可為傾斜面(臺(tái) 形狀、反臺(tái)形狀)。而且，本發(fā)明中的反射膜，是在與具有反射功能的元件的 端面、露出面、基板的界面上形成，是為了實(shí)現(xiàn)所希望(例如基板l一側(cè))的 光排出。具體地，與凹凸部600同樣，進(jìn)而可以在基板面上設(shè)置元件露出面的 第-一、第二導(dǎo)電型層露出面ls (5200) 、 2s (5300)、電極開口部2000b，此 外還有各半導(dǎo)體層(第一、第二導(dǎo)電型層，發(fā)光結(jié)構(gòu)部5110)的側(cè)面5110a 等，在側(cè)面等中作為傾斜面能夠向所希望的方向的反射光，進(jìn)而如上所述，能 夠使其他金屬層(例如電極)具有反射性，進(jìn)而還可以在上述凹凸部600的各 面600a c中使用。而且，作為反射膜的材料，可以使用金屬膜、氧化物膜(絕 緣膜)、多層膜反射膜(DBR)等，在可見光特別是發(fā)光層是InxGa,.xN (0^x ■1)的情況下，Al、 Ag作為高反射材料而起功能，此外，根據(jù)形成位置、形 成部分(元件的端部)的材料、發(fā)光波長等，選擇合適它的材料。這里，第一電極1000與第二電極2000，或者是，第一電極1000和第二 電極2000及上部電極2200 (臺(tái)座部2200p、連接電極)為同一結(jié)構(gòu)、材料的 電極，也可以同時(shí)形成，具體地從露出部2s側(cè)，依次如Ti/Au、 Ti/Al等那樣， 是與第一導(dǎo)電型層的歐姆用及粘合用的Ti層(第一層)與作為襯墊用的襯墊 層(第二層)的金、Al、白金族的結(jié)構(gòu)，而且，在歐姆用的第一層(例如對(duì) W、 Mo、 Ti與第一導(dǎo)電型層的歐姆接觸優(yōu)選)與襯墊用的第二層之間為阻擋 層，設(shè)置高熔點(diǎn)金屬層(W、 Mo、白金族)的結(jié)構(gòu)，例如使用W/Pt/Au、 Ti/Rh (第二層a) /Pt (第二層b) /Au，特別是作為第一電極(歐姆接觸用)很合 適。特別是在第二層中使用反射性、阻擋性優(yōu)異的Rh，能夠提高光排出效率， 所以是優(yōu)選的。而且，作為第二導(dǎo)電型層3的歐姆用的電極2300，從露出部 2s順序?yàn)?，Ni/Au、 Co/Au、此外還適合使用ITO等的導(dǎo)電性氧化物、白金族 元素的金屬、Rh/Ir、 Pt/Pd等。特別是，作為下部電極2100 (形成部2100a)，優(yōu)選的是M/Au (透光性 電極材料)、Rh/Ir (反射性電極材料)。 (第四發(fā)明)
本發(fā)明中的第四發(fā)明，是使用上述第一到第三發(fā)明所得到的發(fā)光元件的發(fā) 光裝置的發(fā)明，特別是對(duì)使用發(fā)光裝置的填充材料，在透鏡等中使用光變換部 件，至少將發(fā)光元件的光的一部分進(jìn)行光變換的發(fā)光裝置進(jìn)行說明的發(fā)明。實(shí)施方式10在實(shí)施方式10中，是將上述第一至第三的發(fā)明、實(shí)施方式1 9等的發(fā)光元件10 000在該電極形成面的疊層基體10 400上安裝、接合的元件疊層體10 300，其模式截面圖示于圖54A。將發(fā)光元件10 000作為元件疊層體10 300， 作為其它形式，如上所述，將元件側(cè)分離的第一電極21 (襯墊部29)(第一 導(dǎo)電型層2的電極與襯墊部)，如圖54A所示，與基體10 400側(cè)電極11200 相互連接，分離的第二電極31 (襯墊部32)(第二導(dǎo)電型層3的電極與襯墊 部)也同樣與基體10 400 —側(cè)相互電氣連接，安裝與接合也可?；w10 400 側(cè)電極11 200，與發(fā)光元件10 000側(cè)電極21 (29) 、 31 (32)相對(duì)應(yīng)，由絕 緣膜11100等而相互絕緣分離設(shè)置，設(shè)置有外部連接用的電極11 300。還可 以在基體10 400上設(shè)置元件部11 500，這里，如圖54B的等價(jià)電路所示，作 為電流、靜電保護(hù)元件(元件結(jié)構(gòu)部11 500)，設(shè)置有p型層(第一導(dǎo)電型層) 11 500a、 n型層(第二導(dǎo)電型層)11 500b。在這里，在基體10 400上僅設(shè)置 一個(gè)元件部11 500，但也可以是設(shè)置兩個(gè)或其以上，使由外部(元件10 000， 安裝基體20 100)的電極、基體10 400側(cè)配線等相連接的形式，而且，還可 以保護(hù)元件安裝于基體10 400上、發(fā)光裝置20 000內(nèi)(裝載部22 200)，與發(fā)光元件電線連接、配線連接。發(fā)光元件10 000側(cè)電極21、 31與基體10 400的電極11 200是通過接合 層11 400而接合，但也可以是元件10 000側(cè)電極的一部分，或基體10 400側(cè) 電極ll 200的一部分，作為接合層的一部分，取代襯墊部ll、 22p而形成接口 乂石。而且，基體10400，還可以是不具有元件結(jié)構(gòu)11 500的通常的輔助支架。 基體10 400與外部可以由連接用電極11 300進(jìn)行電線連接，還可以在安裝面 上側(cè)形成基體IO 400的元件結(jié)構(gòu)部的電極，或?qū)▋?nèi)部、外部的電極層，作 為電極11 300、接合層11 400而設(shè)置。 (支撐基板900)在本發(fā)明的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)10 000中，可以是除去了元件疊層結(jié)構(gòu)10 100
的形成時(shí)使用的生長用基板1的形式，具體地，如圖59B所示，基板400或基板400與疊層結(jié)構(gòu)10 100之間設(shè)置的中間層500的一部分或全部，或再加 上第一導(dǎo)電型層1的一部分作為去除區(qū)域700，也可以去除，就是說，元件疊 層部10 100以外不要的區(qū)域都可以去除。具體地，如圖16B所示，在向輔助 支架等元件疊層基體的接合、安裝的狀態(tài)，如圖59A B所示，在粘合于支撐 基板1700的狀態(tài)下，可以由研磨、磨削去除，由化學(xué)方法(蝕刻劑)使基板 1上的一部分疊層部潮解、溶解，由激光照射(激光切除或消融)而分解，使 去除部700與元件疊層結(jié)構(gòu)部10 IOO分離的方法，施加機(jī)械研磨與外力在面 內(nèi)、元件結(jié)構(gòu)內(nèi)、基板1與元件疊層結(jié)構(gòu)部10 IOO之間產(chǎn)生的應(yīng)力、由應(yīng)變 而使層破壞等剝離等的方法，以及由上述方法組合的方法來去除。優(yōu)選的是在支撐基板900上，通過接合層800等的貼合而復(fù)制，作為基板 l等的去除部700而去除。此時(shí)，作為支撐基板700的材料，根據(jù)其目的可以 使用各種材料，為了提高元件的放熱性，作為放熱性基板，適合使用A1N、 BN、 SiC、 GaAs、 Si、 C (金剛石)等。作為其他的材料，可以使用由Si、 SiC、 GaAs、 GaP、 InP、 ZnSe、 ZnS、 ZnO等半導(dǎo)體所構(gòu)成的半導(dǎo)體基板，而且， 可以使用金屬單體基板、或由相互非固溶或者固溶界限小的兩種或其以上的金 屬復(fù)合體構(gòu)成的金屬基板，作為金屬材料，具體地，可以使用由從Ag、 Cu、 Au、 Pt等高導(dǎo)電性金屬中選擇的一種或其以上的金屬，與從W、 Mo、 Cr、 Ni等高硬度金屬中選擇的一種或其以上的金屬所構(gòu)成的材料。進(jìn)而，作為金 屬基板，優(yōu)選使用Cu—W或Cu—MO的復(fù)合體。在考慮到由基板對(duì)發(fā)光元件 的光的吸收，損失、與元件結(jié)構(gòu)10 100的粘合性(元件結(jié)構(gòu)10 100與基板900 或安裝部材料20 300之間熱膨脹系數(shù)的差異等)，選擇支撐基板900的材料 及接合方法，從基板900側(cè)排出光的情況下，通過選擇透光性材料，而且通過 銀漿料等透光性的接合層800，或不使用接合層的接合方法，得到光損失減小 的機(jī)構(gòu)，而且，在以去除部700側(cè)作為光排出方向的情況下，通過在接合層 800或基板卯0，或在疊層結(jié)構(gòu)10 100的一部分上設(shè)置A1、 Ag等反射膜，能 夠提高外部排出效率。而且，如圖59B所示，在半導(dǎo)體層疊層順序由復(fù)制而 反向的情況下，本發(fā)明當(dāng)然可以如圖中箭頭所示，使第一、第二導(dǎo)電型層2、 3反向，而作為本發(fā)明中的元件結(jié)構(gòu)。(接合層800，接合層11 400，接合部件20 400)
在支撐基板900與元件結(jié)構(gòu)10 100的接合、元件結(jié)構(gòu)10 100 (10 000) 與疊層基體10 300的接合、發(fā)光元件10 000，支撐基板900，疊層基體10 300 與發(fā)光裝置20 000的安裝基體20 100 (容納部20 200)的接合、結(jié)合中，可 以使用接合層800 (11 400)、接合部件204 00。其材料作為結(jié)構(gòu)可以是Ag 漿料、碳漿料、ITO槳料等的混和、復(fù)合組成物(有機(jī)物)、焊錫材料，此外， 考慮從發(fā)光元件10 000的放熱性，可以是耐熱性優(yōu)異的材料，作為結(jié)構(gòu)，Au、 Sn、 Pd、 In等金屬或其他疊層體及合金等，在本發(fā)明的大面積、大電流驅(qū)動(dòng) 下，有高發(fā)熱性元件的效果。第一及第二共晶形成層的組合，優(yōu)選的是Au-Sn、 Sn-Pd或In-Pd。進(jìn)而優(yōu)選的是在第一共晶層中使用Sn，在第二共晶層中使用 Au的組合。此外，還可以使用金屬塊、Au-Au接合等的金屬一金屬接合等。而且，這樣的接合層，基底側(cè)(基板400、元件結(jié)構(gòu)10 100的表面、支撐 基板900、安裝基板20 100、疊層基體IOIOO)上，通過粘合性良好的層的金 屬接合層，或?yàn)榱松鲜霭l(fā)光元件的光反射的反射層，形成共晶膜、共晶多層膜、 合金膜等的接合膜(接合層)，也可在其表面?zhèn)仍O(shè)置防止氧化的表面保護(hù)膜， 而且，還可以在接合側(cè)的安裝側(cè)也形成金屬接合層(粘合性的層)、表面保護(hù) 層、接合膜(接合層)，而使二者粘結(jié)，接合。作為具體的例子，如圖56所示，在發(fā)明元件10 000的基板(藍(lán)寶石)10 與安裝部20 200的底面(例如Ag電鍍層的表面膜)上，作為接合層20 400， 從基板側(cè)依次形成Al (0.2pm、反射層)/W (0.2(im) /Pt (0.2jim)，與在它們 之上的Au (0.3|im) /Sn (0.2pm)等7對(duì)與在該表面上的Au (10nm)層，在 安裝部20 200側(cè)還形成Au層，加熱加壓接合由接合層20 400而接合發(fā)光元 件10 000。在圖59B中，作為將元件結(jié)構(gòu)10 100貼合于支撐基板1700的接合 層800的具體例，在第二導(dǎo)電型層(p型層)的p側(cè)電極的上面，形成 Ni-Pt-Au-Sn-Au的多層膜，膜厚為0.2pm—0.3|im—0.3|im—3.0|im—0.1(im，使 用厚度為200jim， Cu30X與W70X的復(fù)合體構(gòu)成的金屬板1700，在該金屬基 板的表面，按順序形成厚度為0.2|im—0.3pm—1.2(im的由Ti構(gòu)成的粘合層、 由Pt構(gòu)成的阻擋層、由Au構(gòu)成的第二共晶形成層，并加熱加壓接合。 (元件疊層體10 300)在本發(fā)明中，在將上述發(fā)光元件安裝于發(fā)光裝置20 OOO的情況下，如圖 16B、圖33B、圖54A、圖55所示，在散熱片、輔助支架等的疊層基體10 400
上，安裝發(fā)光元件10 000，作為元件的安裝疊層體，可以形成元件疊層體10
300。此時(shí)，作為疊層安裝發(fā)光元件10 000的基體10 400的材料，與上述支 撐基板同樣，考慮其目的，例如放熱性、光排出結(jié)構(gòu)而選擇。而且，這樣的元 件疊層體10 300，以與發(fā)光元件10 000的接合而相對(duì)向的面一側(cè)作為安裝側(cè)， 接合于發(fā)光裝置20 000的安裝部20 200。
在本發(fā)明的疊層基體10 400中，在發(fā)光元件10 000的電極形成面?zhèn)葘?duì)向 接合的情況下，與發(fā)光元件10000側(cè)的電極21 (29) 、 31 (32)相對(duì)應(yīng)地， 在基體10400側(cè)設(shè)置電極結(jié)構(gòu)11200a、 b，在與發(fā)光元件10 000的電極形成面 相對(duì)向的面?zhèn)?基板400)相對(duì)向而接合于基體10 400的情況下，不需要基 體10 400側(cè)電極11200，設(shè)置接合用接合層等，但也可以設(shè)置發(fā)光元件10 000 與電線連接用的電極?；w10 400側(cè)電極11 200，如圖所示，可以僅設(shè)置在 與發(fā)光元件IO OOO接合面?zhèn)?，也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)入到與接合面對(duì)向的安裝面?zhèn)?的安裝側(cè)電極、在安裝面?zhèn)仍O(shè)置的基體元件10 400的電極11 400、在基體IO 400上設(shè)置貫通孔、圓形孔并從發(fā)光元件10 000的接合面?zhèn)鹊桨惭b面?zhèn)冗B通、 連接或電氣連接的安裝面?zhèn)入姌O。
而且，在圖中是在一個(gè)疊層基體10 400上安裝一個(gè)發(fā)光元件10 100，但 也可以將集合多個(gè)發(fā)光元件10100，并在一個(gè)疊層基體IO 400中，由基體IO 400側(cè)配線電極而并聯(lián)、串聯(lián)或二者混合連接而安裝的作為疊層體10 300，還 可以對(duì)于一個(gè)發(fā)光元件IO 100，以多個(gè)疊層體10 400，例如不同功能的元件 作為基體，而且還可以是它們的組合，進(jìn)而，還可以形成使發(fā)光元件IOIOO、 疊層基體(元件)10 300在縱向上任意地多個(gè)疊層的元件疊層體10 300。
如圖55所示，發(fā)光元件IOOOO，可以是由覆蓋膜10 500所覆蓋，作為該 組成物是Si02、 AL203、 MSi03 (另外，作為M，可以列舉出Zn、 Ca、 Mg、 Ba、 Sr、 Zr、 Y、 Sn、 Pb等)等透光性無機(jī)材料，適合使用含有熒光體(光 變換部件10 600)的材料。由這些透光性無機(jī)材料使熒光體彼此之間連接，進(jìn) 而熒光體以層狀在LED10 000及支撐體10 400上堆積連接。作為其它的覆蓋 層，除了覆蓋元件結(jié)構(gòu)IOOOO的絕緣保護(hù)膜外，還可以設(shè)置反射膜(Al、 Ag 等的金屬反射膜)，作為其它的反射膜材料可以形成DBR等。 (光變換部件10 600，層23 100)
光變換部件10 600，或發(fā)光裝置20 000內(nèi)的光變換層23 100，是吸收發(fā)
光元件IO 000的光的一部分，發(fā)出不同波長的光的部件，可以使用含有熒光
體的部件。這樣的光變換部件IO 600、光變換層23 100，可以是將上述發(fā)光 元件10 000的一部分或整體，或再加上疊層基體10 400的一部分覆蓋，作為 覆蓋膜IO 500而形成。而且，在上述第一到第三發(fā)明中，除了覆蓋結(jié)構(gòu)部等 的透光性保護(hù)膜等之外，還可以在來自發(fā)光元件的光線路內(nèi)、例如透光性部件 (透鏡、密封材料)等中設(shè)置。作為熒光體的粘結(jié)劑，包含至少從Si、 Al、 Ga、 Ti、 Ge、 P、 B、 Zr、 Y、 Sn、 Pb或堿土類金屬的群中所選擇的一種以上 元素的氧化物及氫氧化物，是由包含至少從Si、 Al、 Ga、 Ti、 Ge、 P、 B、 Zr、 Y、 Sn、 Pb或堿土類金屬的群中所選擇的一種以上元素的有機(jī)金屬化合物(優(yōu) 選地還含有氧)所生成。這里，有機(jī)金屬化合物中，包含含有烷基、芳香基的 化合物。作為這樣的有機(jī)金屬化合物，可以列舉出例如金屬醇鹽、金屬diket， 金屬diket錯(cuò)體、羧酸金屬鹽等。
而且，如圖56所示，還可以作為發(fā)光裝置20 000的密封部件23 000的 一部分而設(shè)置，可以是如圖所示，與發(fā)光元件10 000離開，作為密封部件23 OOOa上、或與23 OOOb之間設(shè)置的層23 100而形成，還可以在密封部件23 000 內(nèi)分散并含有光變換部件，將密封部件23 000作為光變換層23 100，還可以 在裝置基體22 000、安裝基體20 100、凹部容納部20 200內(nèi)作為沉降層而設(shè) 置。
本發(fā)明的光變換部件中所使用的熒光體，是為了將從發(fā)光元件所發(fā)出的可 見光及紫外線變換為其它發(fā)光波長的元件，可以使用由從元件結(jié)構(gòu)IO 100的 半導(dǎo)體發(fā)光層發(fā)出的光激勵(lì)而發(fā)光的熒光體等，作為熒光體也可以使用由紫外 線、可見光激勵(lì)而產(chǎn)生規(guī)定色的光的熒光體。
作為具體的熒光體，可以列舉出由銅活化的硫化鎘鋅及鈰活化的釔、鋁、 石榴石系的熒光體(以下稱"YAG系熒光體")。特別是在高亮度長時(shí)間使 用時(shí)，優(yōu)選的是(Re,-xSmx) 3 (AlLyGay) 5012: Ce (0《x<l， 0《y《l，其 中Re是從Y、 Ga、 La所構(gòu)成的群中選擇的至少一種元素)。該熒光體由于 是石榴石結(jié)構(gòu)，所以對(duì)熱、光、及水分的能力強(qiáng)，能夠使激勵(lì)光譜的峰值在 470nm附近。而且，還可以具有發(fā)光峰值也在530nm附近，可以引伸到720nm 的寬發(fā)光光譜。在本發(fā)明中，熒光體可以是兩種或其以上熒光體的混合。就是 說，由Al、 Ga、 Y、 La及Gd或Sm的含有量不同的二種或其以上的(Rei—xSmx)
3 (AlLyGay) 5012: Ce熒光體的混合，能夠增加RGB的波長成分。在半導(dǎo)體 發(fā)光元件的發(fā)光波長中，由于有產(chǎn)生偏差的部分，所以將兩種或其以上的熒光 體混合調(diào)整，得到所希望的白色系的混合光等。具體地，通過與發(fā)光元件的發(fā) 光波長相吻合而調(diào)整含有色度點(diǎn)不同的熒光體的量，能夠使與該熒光體間由發(fā) 光元件所連接的色度圖上任一點(diǎn)發(fā)光。熒光體可以是在熒光裝置的表面上由一 層所構(gòu)成的覆蓋層10 500、光變換部層22 100、部件10 600中存在兩種或其 以上，也可以是在由兩層構(gòu)成的覆蓋層中分別存在一種或兩種或其以上。這樣， 可以得到由來自不同熒光體的光的混合而得到白色光。在這種情況下，為了使 從各熒光物質(zhì)所發(fā)出的光更好地混合、減少色的不均勻，優(yōu)選地各熒光體的平 均粒徑與形狀類似。也可以使用YAG系熒光體中代表性的鋁 石榴石系熒光 體、可發(fā)出紅色系光的熒光體、特別是與氮化物系熒光體組合而得到的物質(zhì)。 這些YAG系熒光體及氮化物熒光體，可以是混合含在覆蓋層中，也可以是分 別包含在由多個(gè)層所構(gòu)成的覆蓋層中。以下，對(duì)各個(gè)熒光體詳細(xì)說明。
本實(shí)施方式中所使用的所謂A1，石榴石系熒光體，是指包含A1，且包含 從Y、 Lu、 Sc、 La、 Gd、 Tb、 Eu及Sm中所選擇的至少一種元素，以及從 Ga與In中所選擇的一種元素，且由從稀土元素中所選擇的至少一種元素進(jìn)行 活化的熒光體，是由LED芯片10 100所發(fā)出的可見光或紫外線激勵(lì)而發(fā)光的 熒光體。例如，除了上述YAG系熒光體之外，還可以列舉出Tb2.95Ceo.o5Al5012、 Y2.90Ce,Tb,Al5O12、 Y2.94Ce,Pr。.01Al5O12、 Y2.9。Ce,Pr。.。sAl50,2等。其中， 特別是在本實(shí)施方式中，可以利用含有Y，且由Ce或Pr活化，兩種以上不同 成份的釔 鋁氧化物系熒光體。
發(fā)光層中使用氮化物系化合物半導(dǎo)體的發(fā)光元件所發(fā)出的藍(lán)色系的光，與 為了吸收藍(lán)色光而從主體顏色為黃色的熒光體所發(fā)出的綠色系及紅色系的光， 或由黃色系的光混色表示更綠色系及更紅色系的光，可以進(jìn)行所希望的白色系 發(fā)光色表示。發(fā)光裝置還可以含有在為了引起混色的熒光體的粉體及散裝環(huán)氧 樹脂、羥基樹脂或硅樹脂等各種樹脂及氧化性、氧化鋁等透光性的無機(jī)物之中。 這樣含有熒光體的物質(zhì)，根據(jù)用途可以薄到能夠透光LED芯片發(fā)出的光的程 度，而形成的點(diǎn)狀或?qū)訝睢Ｍㄟ^調(diào)整各種熒光體與透光性無機(jī)物的比例及涂敷、 填充量，以及選擇發(fā)光元件的發(fā)光波長，能夠提供包含白色的燈泡色的任意的 色調(diào)。
而且，通過對(duì)于各自的發(fā)光元件的入射光依次配置兩種或其以上的熒光 體，能夠得到高效發(fā)光的發(fā)光裝置。即，在具有反射部件的發(fā)光元件上，通過 疊層含有在光波長側(cè)有吸收波長、可在長波長發(fā)光的熒光體的色變換部件，以 及在此長波長側(cè)有吸收波長、在更長波長能夠發(fā)生的光變換部件等，能夠有效
地利用反射光。而且，發(fā)光峰值波長人p也在510nm附近，具有可到700nm 附近的寬發(fā)光光譜。另一方面，由Ce活化的釔，鋁氧化物系熒光體的紅色系 發(fā)光可能的YAG系熒光體，也是石榴石結(jié)構(gòu)，對(duì)熱、光、及水分較強(qiáng)，能夠 使激勵(lì)吸收光譜的峰值波長在420nm 470nm附近。而且發(fā)光峰值波長Xp在 600nm附近，具有可到750nm附近的寬發(fā)光光譜。
在具有石榴石結(jié)構(gòu)的YAG系熒光體的組成中，通過由Ga置換部分的Al 使發(fā)光光譜向短波長一側(cè)移動(dòng)，或由Ga及/或La置換部分的成分Y而使發(fā)光 光譜向長波長側(cè)移動(dòng)。這樣，通過成分的變化能夠?qū)Πl(fā)光色進(jìn)行連續(xù)的調(diào)節(jié)。 所以，具有利用長波長側(cè)的強(qiáng)度隨Gd的成分比而連續(xù)變化等的氮化物半導(dǎo)體 的藍(lán)色系發(fā)光，為了進(jìn)行白色光變換的理想條件。 (氮化物系熒光體)
本發(fā)明中所使用的熒光體，可以使用含有N，且含有從Be、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba及Zn中所選擇的至少一種元素，以及從C、 Si、 Ge、 Sn、 Ti、 Zr及Hf中 所選擇的至少一種元素，由從稀土元素中所選擇的至少一種元素所活化的氮化 物熒光體。而且，作為本實(shí)施方式中所使用的氮化物系熒光體，是指通過對(duì) LED芯片IO IOO所發(fā)出的可見光、紫外線，以及YAG系熒光體的發(fā)光的吸 收而激勵(lì)發(fā)光的熒光體。例如，可以制造以下各種組合的熒光體，即Ga—Ge —N; Eu， Z系、Sr—Ge—N; Eu， Z系、Sr—Ca—Ge—N; Eu， Z系、Ca— Ge—0—N; Eu， Z系、Sr—Ge—O—N; Eu， Z系、Sr—Ca—Ge—0—N; Eu， Z系、Ba—Si—N; Eu， Z系、Sr—Ba—Si—N; Eu， Z系、Ba—Si — O—N; Eu， Z系、Sr—Ba—Si — 0—N; Eu， Z系、Ca—Si — C—N; Eu， Z系、Sr— Si —C—N; Eu， Z系、Sr—Ca—Si—C—N; Eu， Z系、Ca_Si—C—0—N; Eu， Z系、Sr—Si — C—O—N; Eu， Z系、Sr—Ca—Si—C一0—N; Eu， Z系、 Mg—Si—N; Eu， Z系、Mg—Ca—Sr—Si—N; Eu， Z系、Sr—Mg—Si—N; Eu， Z系、Mg—Si—O—N; Eu， Z系、Mg—Ca—Sr—Si — 0—N; Eu， Z系、 Sr—Mg—Si—O—N; Eu， Z系、Ca—Zn—Si —C—N; Eu， Z系、Sr—Zn—Si
—C—N; Eu， Z系、Sr—Ca_Zn—Si—C—N; Eu， Z系、Ca—Zn—Si—C一 O—N; Eu， Z系、Sr_Zn—Si_C—N; Eu， Z系、Sr—Ca—Zn—Si — C—N; Eu， Z系、Ca—Zn—Si—C—O—N; Eu, Z系、Sr—Zn—Si—C—O—N; Eu， Z系、Sr_Ca—Zn—Si_C—O—N; Eu， Z系、Mg—Zn—Si—N; Eu， Z系、 Mg—Ca_Zn—Sr—Si_N; Eu， Z系、Sr—Zn—Mg—Si—N; Eu， Z系、Mg 一Zn—Si —O—N; Eu， Z系、Mg_Ca—Zn—Sr—Si—O—N; Eu， Z系、Sr —Mg—Zn—Si—O—N; Eu， Z系、Ca—Zn—Si — Sn—C—N; Eu， Z系、Sr —Zn—Si —Sn—C—N; Eu， Z系、Sr—Ca_Zn—Si_Sn—C—N; Eu， Z系、 Ca—Zn—Si — Sn—C — 0—N; Eu， Z系、Sr—Zn—Si — Sn—C一0—N; Eu， Z 系、Sr—Ca—Zn—Si —Sn—C —O—N; Eu， Z系、Mg—Zn—Si —Sn—N; Eu， Z系、Mg—Ca—Zn—Sr—Si —Sn—N; Eu， Z系、Sr—Zn—Mg—Si —Sn—N; Eu， Z系、Mg—Zn—Si —Sn—O—N; Eu， Z系、Mg—Ca—Zn—Sr—Si —Sn —O—N; Eu， Z系、Sr—Mg—Zn—Si—Sn_0—N; Eu， Z系等。優(yōu)選地稀 土元素Z包含Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Lu中的至少一 種元素，但也可以包含有Sc、 Sm、 Tm、 Yb等。這些稀土元素，除了單體之 外，還可以是以氧化物、酰亞胺，氨基化合物等狀態(tài)混合于原料。稀土元素主 要是有穩(wěn)定的3價(jià)電子配置，但Yb、 Sm等為2價(jià)，Ce、 Pr、 Tb等為具有4 價(jià)電子的配置。在使用氧化物的稀土類元素的情況下，氧的參與影響熒光體的 發(fā)光特性。就是說有因?yàn)楹醒醵拱l(fā)光亮度下降的情況。但與其相反也有將 殘光縮短等優(yōu)點(diǎn)。但是，在利用Mn的情況下，由Mn與O的光通量(flux) 效應(yīng)能夠使粒徑增大，實(shí)現(xiàn)提高發(fā)光亮度的效果。與本發(fā)明相關(guān)的熒光體，是 添加Mn的Sr—Ca—Si—N; Eu、 Ca—Si—N; Eu、 Sr—Si—N; Eu、 Sr—Ca 一Si — 0—N; Eu、 Ca—Si — O—N; Eu、 Sr—Si—O—N; Eu系氮化硅。該熒 光體的基本構(gòu)成元素，由通式LxSiYN(2/3x+4/3Y) ; Eu或LxSiYOzN(2/3x+4/3Y_2/3Z); Eu (L為Sr、 Ca、 Sr與Ca中任意一種)所表示。在通式中，X及Y優(yōu)選為X =2、 Y二5或X二1、 Y二7，但也可以使用任意的值。具體地，基本構(gòu)成元素， 優(yōu)選使用由添加Mn的(SrxGa!-x) 2Si5N8; Eu、 Sr2Si5N8; Eu、 Ca2Si5N8; Eu、 SrxGai-xSi7N10; Eu、 SrSi7N10; Eu、 CaSi7N10; Eu等所表示的熒光體，但在該 熒光體的組成中，可以含有從Mg、 Sr、 Ca、 Ba、 Zn、 B、 Al、 Cu、 Mn、 Cr 及Ni構(gòu)成的群中所選擇的至少一種或其以上的元素。但是，本發(fā)明并不僅限
于該實(shí)施方式及實(shí)施例。L是Sr、 Ca、 Sr與Ca中的任意一個(gè)。Sr與Ca可以根據(jù)希望而改變配比。 通過在熒光體的組成中使用Si，能夠提供低價(jià)格、結(jié)晶性良好的熒光體。 在發(fā)光中心使用稀土元素銪Eu。銪主要是具有二價(jià)與三價(jià)的能級(jí)。作為具體 的組成，可以制造Sr2Si5N8; Eu， Pr、 Ba2Si5N8; Eu， Pr、 Mg2Si5N8; Eu， Pr、 Zn2Si5N8; Eu， Pr、 SrSi7N10; Eu， Pr、 BaSi7N10; Eu， Ce、 MgSi7N10; Eu， Ce、 ZnSi7N10; Eu， Ce、 Sr2Ge5N8; Eu， Ce、 Ba2Ge5N8; Eu， Pr、 Mg2Ge5N8; Eu， Pr、 Zn2Ge5N8; Eu， Pr、 SrGe7N1(); Eu， Ce、 BaGe7N1(); Eu， Pr、 MgGe7N10; Eu， Pr、 ZnGe7N10; Eu， Ce、 SrL8Ca0.2Si5N8; Eu， Pr、 Ba18Ca0.2Si5N8; Eu， Ce、 MgLsCao.^bNs; Eu， Pr、 ZnL8Gaa2Si5N8; Eu， Ce、 Sra8Ga02Si7N1(); Eu， La、 Ba0.8Ca0.2Si7Ni0; Eu， La、 Mg0.8Ca0.2Si7N10; Eu， Nd、 ZnisCac^S^Nio; Eu， Nd、 Sr0.8Ca0.2Ge7Ni0; Eu， Tb、 Ba0.8Ca0.2Ge7N10; Eu， Tb、 Mg0.8Ca0.2Ge7N10; Eu， Pr、 Zno.8Gao.2Ge7Nio; Eu， Pr、 Sr0.8Ca0.2Si6GeN10; Eu， Pr、 Ba0.8Ga0.2 Si6GeN|0; Eu， Pr、 Mga8Ca0.2Si6GeN10; Eu， Y、 Zna8C%2Si6GeN10; Eu， Y、 Sr2Si5N8; Pr、 Ba2Si5N8; Pr、 Sr2Si5N8; Tb、 BaGe7N1(); Ce等，但并不限于此。氮化物系熒光體，將由LED芯片IOOOO發(fā)出的藍(lán)光的一部分吸收，發(fā)出 從黃色到紅色區(qū)域的光。將氮化物系熒光體與YAG系熒光體一起使用于具有 上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置20 000，能夠通過將LED芯片IOOOO所發(fā)出的藍(lán)光與氮 化物系熒光體所發(fā)出的黃色到紅色光混色，提高發(fā)出暖色系的混色光的發(fā)光裝 置。在由氮化物系熒光體以外所添加的熒光體中，優(yōu)選包含由鈰活化的釔-鋁 氧化物熒光物質(zhì)。這是因?yàn)橥ㄟ^含有所述釔，鋁氧化物熒光物質(zhì)，能夠調(diào)節(jié)所 希望的色度。由鈰所活化的釔，鋁氧化物熒光物質(zhì)，能夠?qū)ED芯片10 100 所發(fā)出的藍(lán)光的一部分吸收，而發(fā)出黃色區(qū)域的光。這里，通過將LED芯片 10 000所發(fā)出的藍(lán)光與釔'鋁氧化物熒光物質(zhì)的黃色光相混色而發(fā)出藍(lán)白色的 白光。所以，將該釔，鋁氧化物熒光物質(zhì)與發(fā)出紅光的熒光體，在具有透光性 的涂層部件10 500中一起混合，通過與由LED芯片10 000所發(fā)出的藍(lán)光的組 合，而提供發(fā)出白色系的混合光的發(fā)光裝置。特別優(yōu)選的是，色度位于色度圖 中黑體放射的軌跡上的白色發(fā)光裝置。但是，為了提供所希望色溫度的發(fā)光裝 置，也能夠適當(dāng)?shù)刈兏?鋁氧化物熒光物質(zhì)的熒光體量與發(fā)射紅色光的熒光 體量。該發(fā)出白色混合光的發(fā)光裝置，是為了改善特殊演色評(píng)價(jià)數(shù)R9?，F(xiàn)有元件與鈰活化的釔^呂氧化物熒光物質(zhì)的白色發(fā)光裝置，在色溫度Tcp = 4600K附近，特殊演色評(píng)價(jià)數(shù)R9大體接近于0，紅色成 分不足。為此提高特殊演色評(píng)價(jià)數(shù)R9成為要解決的課題，在本發(fā)明中通過將 紅色發(fā)光體的熒光體與釔*鋁氧化物熒光體共同使用，由此在色溫度Tcp = 4600K附近能夠?qū)⑻厥庋萆u(píng)價(jià)數(shù)R9提高到40附近。 (發(fā)光裝置20 000)圖55是本發(fā)明中將發(fā)光元件10 000及該疊層體10 300安裝于安裝基體20 100的發(fā)光裝置20 000，與本發(fā)明的實(shí)施方式11相關(guān)。發(fā)光裝置20 000， 由裝置基體22 000固定導(dǎo)線部21 000，導(dǎo)線部的一方作為裝配*導(dǎo)線21 000， 具有安裝基體20 100的功能，其容納部(凹部)20 200內(nèi)通過接合層11 400(接合層20 400)而安裝有發(fā)光元件10 000 (疊層體10 400)，以凹部(開 口部22 500)側(cè)面作為反射部20 300，且基體20 100作為放熱部20 500起功 能并連接于外部放熱器。而且，在裝置基體20 200上，也可以在光排出部22 300 開口 (開口部22 500)，平臺(tái)部22 200設(shè)置在基體20 100的外部，安裝保護(hù) 元件等其它元件，在凹部20 200、基體22 000開口部上，由透光性密封材料 23 000所密封，而且，在凹部20 200的外部也設(shè)置有反射部20 300。而且， 導(dǎo)線電極21 000通過基體22 000內(nèi)部的內(nèi)部導(dǎo)線21 100與將其向基體22 000 外部延長的外部導(dǎo)線21 200而與外部相連接。發(fā)光元件10 000 (疊層體10 300)，由電線25 000連接、電氣接合20 400而電氣連接于各導(dǎo)線21 000。作為實(shí)施方式11，如圖55所示，是在與導(dǎo)線21 000相絕緣分離的安裝基 體21 000上由接合部件20 400安裝發(fā)光元件10 000的發(fā)光裝置20 000，可以 在發(fā)光元件10 000的容納基體20 100上設(shè)置有反射部20 300，作為放熱部20 500而連接于外部放熱體，發(fā)光元件10 000由電線25 000連接于各內(nèi)部導(dǎo)線21 100，導(dǎo)線21 OOO向外部延伸，并與外部相電氣連接。這樣，通過將安裝 基體20 100與導(dǎo)線21 000分離，能夠得到熱設(shè)計(jì)優(yōu)異的發(fā)光裝置。而且，在 發(fā)光裝置中，通過光透過性的密封部件23 000密封形成凹部20 200、基體22 000的反射部22 100、平臺(tái)部22 200，在該密封部件23 000上光學(xué)連接光學(xué) 透鏡部，或?qū)⒚芊獠考?3 000形成光學(xué)透鏡的形狀，設(shè)置所希望的光學(xué)系(透 鏡)，從而能夠得到所希望的指向性的發(fā)光。預(yù)裝件22 000的凹部內(nèi)表面22 100、 22 200被錘壓凸出加工而增強(qiáng)接觸面積，或者等離子體處理而提高與鑄型部件23 000的粘合性。而且，預(yù)裝件22 000的凹部，優(yōu)選地如圖所示具有該側(cè)面向開口方向擴(kuò)大的形狀(錐體狀)。 這樣，由于從發(fā)光元件發(fā)出的光在凹部的側(cè)面22 100反射，而向著預(yù)裝件正 面，所以具有提高光排出效率的效果。預(yù)裝件22 000可以是與外部電極21 200 一體形成，也可以是預(yù)裝件22 OOO分為多個(gè)由插入而組合的結(jié)構(gòu)。這樣的預(yù) 裝件22 000，可以由插入成形而比較簡單地成形。作為預(yù)裝件材料，可以使用 聚碳酸酯樹脂、聚合亞苯基硫化物(PPS)、液晶聚合物(LCP) 、 ABS樹脂、 環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂、丙烯樹脂、PBT樹脂等的樹脂及陶瓷、金屬等。在將 使用發(fā)出包含紫外線的光的LED芯片的發(fā)光裝置用于高輸出的情況下，可以 考慮樹脂由紫外線而劣化，由樹脂的變黃等使發(fā)光效率低下、或由機(jī)械強(qiáng)度的 下降而使發(fā)光裝置壽命下降等的情況。因此，使用金屬材料作為預(yù)裝件材料， 即使是在高輸出下使用發(fā)出包含紫外線的光的LED芯片的情況下，也能夠不 發(fā)生像樹脂那樣，預(yù)裝件發(fā)生劣化的情況，所以是優(yōu)選的。而且，作為將預(yù)裝件22 OOO著色為暗色系的著色劑，適合使用各種染料 及顏料等。具體地，可以列舉出0203、 Mn03、 Fe203或碳黑等。LED芯片10 000與預(yù)裝件22 000的接合可以由熱硬化樹脂等來進(jìn)行。具 體地，可以列舉出環(huán)氧樹脂、丙烯樹脂及(酰)亞胺樹脂等。作為外部電極 21 200，適合使用在銅及磷青銅表面實(shí)施銀、鈀或金等金屬鍍或焊錫鍍等的電 極。在玻璃環(huán)氧樹脂及陶瓷等裝置基體22 000上等設(shè)置的外部電極21 200， 可以形成銅箔及鎢層。導(dǎo)電性電線25 000的直徑優(yōu)選地為OlOpm或其以上、<D70pm或其以下。 作為這樣的導(dǎo)電性電線25 000，具體地可以列舉出使用金、銅、白金、鋁等金 屬及它們的合金的導(dǎo)電性電線。這樣的導(dǎo)電性電線25 000，能夠由引線接合機(jī) 器容易地將各LED芯片10 000的電極與內(nèi)部導(dǎo)線及裝配導(dǎo)線相連接。鑄型部件23 OOO，可以對(duì)應(yīng)于發(fā)光裝置的使用用途并為了從外部保護(hù)LED 芯片10 000、導(dǎo)電性電線25 000、包含熒光體的覆蓋層22 100、 10 500等， 或?yàn)榱颂岣吖馀懦鲂识O(shè)置。鑄型部件23 OOO可以使用各種樹脂及玻璃等 所形成。作為鑄型部件23 OOO的具體材料，主要適合使用環(huán)氧樹脂、尿素樹 脂、硅樹脂、氟系樹脂等耐環(huán)境性優(yōu)異的透明樹脂及玻璃等。而且，通過在鑄 型部件中含有擴(kuò)散劑，也能使從LED芯片10 000的指向性緩和，而增大視角。 這樣的鑄型部件23 000，可以使用與覆蓋層的接合劑、粘結(jié)相同的材料，也可 以是不同的材料。還有，在使用金屬預(yù)裝件，與氮?dú)庖黄饘?duì)LED芯片IOOOO進(jìn)行氣體密封 的情況下，鑄型部件23 OOO不是本發(fā)明所必須的構(gòu)成部件。而且，在使用發(fā) 出紫外線的光的LED芯片而形成發(fā)光裝置的情況下，也可以將氟系樹脂等對(duì) 紫外線強(qiáng)的樹脂作為鑄型部件而使用。而且，作為其它發(fā)光裝置20 000，有在金屬制的基體22 OOO上設(shè)置安裝 部20 100(凹部20 200)或在導(dǎo)線的一側(cè)設(shè)置裝配導(dǎo)線，并安裝發(fā)光元件10 000 (疊層體10 300)，在基體22 000上設(shè)置絕緣分離的導(dǎo)線21 000,由作為設(shè) 置有窗部的頂蓋的密封體(金屬制等)，由氮?dú)獾榷栊詺怏w、氧或它們的混合 氣體進(jìn)行氣體密封的裝置，還有如COB那樣，在金屬制等的基板上的一個(gè)或 多個(gè)凹部容納部20 200中直接安裝發(fā)光元件10 000，而且在各容納部設(shè)置透 鏡等光學(xué)部件的裝置。作為發(fā)光元件10 000 (疊層部10 300)的安裝方式，能夠列舉出在一個(gè) 容納部20 200 (安裝基體20 100)上集中安裝多個(gè)元件10 000 (10 300)的方 式、設(shè)置多個(gè)安裝了發(fā)光元件10 000 (10 300)的基體20 100 (在基體20 100 上設(shè)置多個(gè)容納部20 200)并由一個(gè)裝置基體22 OOO而成形的方式等，能夠 根據(jù)所希望的特性而設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件，能夠?qū)⒐庀蛩Ｍ姆较蚍e極地且高 效地排出，得到光排出效率提高且能夠高輸出的發(fā)光元件。而且，使用該發(fā)光 元件的發(fā)光裝置也成為具有輸出特性優(yōu)異的裝置。
權(quán)利要求
1.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其是在n型氮化物半導(dǎo)體層與p型氮化物半導(dǎo)體層之間具有由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā)光層而構(gòu)成的，其特征在于形成包含上述p型氮化物半導(dǎo)體層、上述發(fā)光層和上述n型氮化物半導(dǎo)體層的臺(tái)錐形狀的疊層體，在該疊層體的相互對(duì)向的底面和比該底面小的上底面上分別設(shè)置有電極，該層疊體的側(cè)面由絕緣部件覆蓋，光由該側(cè)面反射而從上述底面?zhèn)壬涑觥?br> 2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述疊層體的側(cè)面和上底面由金屬部件覆蓋并被埋起來。
3. —種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其是在n型氮化物半導(dǎo)體層與p型氮化物半導(dǎo)體層之間具有由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā)光層而構(gòu)成的，其特征在于形成包含上述p型氮化物半導(dǎo)體層、上述發(fā)光層和上述n型氮化物半導(dǎo)體 層的臺(tái)錐形狀的疊層體，該疊層體由沿該疊層體的表面并隔著絕緣部件而對(duì)向設(shè)置的金屬部件所 支承，并且該金屬部件的側(cè)面形成該發(fā)光元件的側(cè)面，該層疊體的側(cè)面以與該發(fā)光元件的側(cè)面分離的方式設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在 于上述疊層體具有傾斜的側(cè)面，該傾斜的側(cè)面由上述絕緣部件的絕緣膜覆蓋并具有光反射功能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述絕緣膜是無機(jī)絕緣膜或者有機(jī)絕緣膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于具有上述光反射功能的反射層是覆蓋上述傾斜的側(cè)面的上述絕緣部件的絕緣膜、或者 該絕緣膜上的第一金屬膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在 于在位于上述n型氮化物半導(dǎo)體層的對(duì)向的兩個(gè)面中的上述疊層體相反側(cè)的面上形成有與上述多個(gè)疊層體對(duì)應(yīng)的共通的透明電極。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于在上述透明電極上，上述疊層體以相互分離的方式配置有多個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于具有將 上述疊層體之間相互連接起來的配線電極。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征 在于上述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件具有一個(gè)上述疊層體，其側(cè)面從該疊層體的 側(cè)面分離而設(shè)置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述 氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件通過將n型氮化物半導(dǎo)體層分離的部分分割而形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征 在于:上述疊層體，在上述金屬部件側(cè)的上底面的上述p型氮化物半導(dǎo)體層上， 具有在上述疊層體與上述金屬部件之間形成的p型電極。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征 在于上述金屬部件是由從Ti、 Ag、 Al、 Ni、 Pt、 Au、 Rh、 Cu、 W等所構(gòu)成 的群中選擇的金屬或至少包含該金屬的合金構(gòu)成，覆蓋上述疊層體的上底面和 側(cè)面，并且該金屬部件的厚度為50pm以上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于上述 金屬部件是由Ni構(gòu)成的電鍍層。
15. —種發(fā)光裝置，是使用權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光元件的發(fā)光裝置， 其特征在于:在發(fā)光裝置中具有將來自發(fā)光元件的光的一部分變換為與其不同 波長的光的光變換部件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述光變換部件是 包含A1、且包含從Y、 Lu、 Sc、 La、 Gd、 Tb、 Eu及Sm中選擇的至少一種元 素，以及從Ga及In中選擇的一種元素的鋁'石榴石系熒光體，該鋁'石榴石系 熒光體還包含從稀土類元素所選擇的至少一種元素。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述鋁'石榴石系熒 光體具有由下式所表示的熒光體，該式為(Re,—xRx) 3 (AlLyGay) 5012 (0 <x<l， 0《y《l，其中，Re是從由Y、 Gd、 La， Lu， Tb， Sm而成的群中選 擇的至少一種元素，R是Ce或Ce與Pr)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述光變換部件是 包含N、且包含從Be、 Mg、 Ca、 Sr、 Ba及Zn中所選擇的至少一種元素，以 及從C、 Si、 Ge、 Sn、 Ti、 Zr及Hf中所選擇的至少一種元素，并具有由從稀 土類元素中所選擇的至少一種元素所激活的氮化物系熒光體。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)光裝置，其特征在于上述氮化物系熒光體由通式LxSiyN (2/3x+4/3y) : Eu或LxSiyOzN (2/3x+4/3y-2/3Z) ; Eu (L是Sr或Ca，或 Sr及Ca中任意一個(gè))來表示。
20. —種發(fā)光元件的制造方法，其特征在于包含以下工序 在基板上形成n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層的疊層構(gòu)造的第一工序；將上述疊層構(gòu)造的一部分在深度方向上全部除去，來形成包含上述p型半 導(dǎo)體層與上述發(fā)光層的臺(tái)錐形狀的疊層體的第二工序； 形成覆蓋上述疊層體的金屬部件的第三工序； 去除上述基板的工序；與上述疊層體的側(cè)面分離而分割成元件的工序。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)光元件的制造方法，其特征在于 還包含在上述第二工序后，形成覆蓋上述疊層體的金屬部件的第三工序， 通過切斷上述疊層體之間的金屬部件，而按每一個(gè)發(fā)光元件進(jìn)行分離。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光元件的制造方法，其特征在于在上述 第三工序中，由電鍍形成上述金屬部件。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20~22中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件的制造方法，其特征 在于還包含下述工序，即具有上述臺(tái)錐形狀的疊層體傾斜的側(cè)面，在該臺(tái)錐 形狀的疊層體之間，在該傾斜的側(cè)面上形成透光性絕緣膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，在基板上具有由n型半導(dǎo)體層、活性層及p型半導(dǎo)體層層疊而成的疊層部，由該疊層部進(jìn)行發(fā)光，其中，疊層部的側(cè)面是包含n型半導(dǎo)體層的表面的傾斜面，在該n型半導(dǎo)體層的表面形成有n電極。根據(jù)這樣的元件結(jié)構(gòu)，能夠提高發(fā)光效率與光的射出效率。
文檔編號(hào)H01L33/20GK101150166SQ200710166948
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月1日
發(fā)明者坂本貴彥, 楠瀨健 申請(qǐng)人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社