專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在同一側(cè)設(shè)置有一對(duì)焊盤電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件。另
外，本發(fā)明涉及具有GaN系半導(dǎo)體的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
目前，在同一側(cè)設(shè)置有一對(duì)焊盤電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件為公眾所知。例 如，在專利文獻(xiàn)l中，公開了一種在俯視呈長(zhǎng)方形的半導(dǎo)體發(fā)光元件的上表 面設(shè)置有一對(duì)焊盤電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件。該半導(dǎo)體元件的一個(gè)焊盤電極設(shè) 置于一側(cè)的短邊側(cè)的附近。另一個(gè)焊盤電極位于另一側(cè)的短邊側(cè)的附近，并 且形成為占據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光元件的上表面的約2 / 3 。
這種半導(dǎo)體發(fā)光元件中， 一旦向一對(duì)焊盤電極之間施加電壓，則電子及
空穴會(huì)經(jīng)由兩個(gè)焊盤電極注入半導(dǎo)體層。進(jìn)而，注入的電子與空穴在半導(dǎo)體 層重新結(jié)合并發(fā)光。
另外，現(xiàn)有還已知一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其具有反射層，用于反射來自 由GaN系半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體層及發(fā)光層的光。
例如，在專利文^i2中公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其具有n型半導(dǎo)體 層、發(fā)光層、p側(cè)電極、絕緣膜、反射層、p側(cè)焊盤電極、n側(cè)電極，由GaN 系半導(dǎo)體構(gòu)成。p側(cè)電極由能夠透過光的薄的層積金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且以歐姆 連接的狀態(tài)形成于p型半導(dǎo)體層上。絕緣層以局部形成開口的狀態(tài)形成在p 側(cè)電極上，以將p側(cè)電極的一部分露出。反射層以與p側(cè)電極的露出部分連 接的狀態(tài)形成在絕緣膜上。p側(cè)焊盤電極形成于反射層上的一部分。
專利文獻(xiàn)2的半導(dǎo)體發(fā)光元件， 一旦施加順向電壓，電子注入n側(cè)電極， 并且空穴注入p側(cè)焊盤電極。注入的電子經(jīng)由n型半導(dǎo)體層注入發(fā)光層。另 一方面，注入的空穴經(jīng)由反射層、p側(cè)電極及p型半導(dǎo)體層注入發(fā)光層。注 入發(fā)光層的電子及空穴重新結(jié)合，發(fā)出藍(lán)色或綠色的光。在發(fā)出的光中，射 向p側(cè)電極方向的光透過p側(cè)電極及絕緣膜后，到達(dá)反射層。光由反射層反 射而改變前進(jìn)方向，再次透過p側(cè)電極、各半導(dǎo)體層及村底后，向外部照射。專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-263754號(hào)公才艮 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-224297號(hào)7>才艮 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
但是，上述專利文獻(xiàn)l記載的半導(dǎo)體發(fā)光元件，由于另一個(gè)焊盤電極占 據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光元件的上表面的大約2/3，因而出現(xiàn)了在一對(duì)焊盤電極之間流 動(dòng)的電流的路徑小、有助于發(fā)光的半導(dǎo)體層的區(qū)域小、照射到外部的光量小 的問題。
另外，上述專利文獻(xiàn)2記載的半導(dǎo)體發(fā)光元件，因?yàn)閜側(cè)電極由與p型 半導(dǎo)體層歐姆連接的層積金屬構(gòu)成，所以當(dāng)光入射到p側(cè)電極的時(shí)候，在p 側(cè)電極與p型半導(dǎo)體層的界面光被吸收。另外，因?yàn)楣獗环瓷鋵臃瓷浜?，?次透過p側(cè)電極與p型半導(dǎo)體層之間的界面，所以光再次被吸收。因此，就 存在由于半導(dǎo)體發(fā)光元件的內(nèi)部吸收的光變多因而向外部的光的取出效率 很低的問題。
本發(fā)明是為了解決上述問題而作出的，以提供一種能夠使照射到外部的 光量增大的半導(dǎo)體發(fā)光元件為目的。
另外，本發(fā)明是為了解決上述問題而作出的，以提供一種能夠提高光的 取出效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件為目的。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
為了達(dá)成上述目的，權(quán)利要求1記載的發(fā)明為一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其 特征在于，其具有俯視呈長(zhǎng)方形的襯底；包含第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、發(fā)光 層及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層且形成在所述襯底上的半導(dǎo)體層；與所述第 一導(dǎo)電 型半導(dǎo)體層的上表面電連接的第一焊盤電極；與所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的 上表面電連接的第二焊盤電極；其中，所述第一焊盤電極的第一連接面與所 述第二焊盤電極的第二連接面，隔著俯^見與所述襯底的短邊平行的所述襯底 的中心線彼此相對(duì)地形成，所述第 一焊盤電極的第 一連接面為與所述第 一導(dǎo) 電型半導(dǎo)體層連接的面，所述第二焊盤電極的第二連接面為與所述第二導(dǎo)電
型半導(dǎo)體層連接的面。
此外，與各半導(dǎo)體層連接的各焊盤電極的連接面并不限于直接與半導(dǎo)體 層連接的面，還包含隔著金屬電極或透明電極等間接連接的面的概念。
另外，權(quán)利要求2記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，從所述村底的上表面至所述第一焊盤電極的上表面的高度與從所述襯底的上表面至所述第二焊盤電極的上表面的高度相等。
另外，權(quán)利要求3記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，所述第一焊盤電極的連接面及所述第二焊盤電極的連接面， 在所述襯底的短邊方向上俯視呈長(zhǎng)的長(zhǎng)方形。
另外，權(quán)利要求4記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，所述第二焊盤電極側(cè)的所述第一連接面的一邊與所述第一 焊盤電極側(cè)的所述第二連接面的 一邊平行。
另外，權(quán)利要求5記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，在俯視情況下，在將所述襯底沿長(zhǎng)邊方向四等分的第一區(qū) 域至第四區(qū)域中，所述第 一連接面位于距離所述襯底的一側(cè)的短邊最近的第 一區(qū)域，并且所述第二連接面位于距離所述襯底的另 一側(cè)的短邊最近的第四 區(qū)域。
另外，權(quán)利要求6記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，所述村底的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度是所述襯底的短邊的長(zhǎng)度的1.7倍~ 2.3倍。
另外，權(quán)利要求7記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，其具有透明電極，其由形成在所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層 上的導(dǎo)電性氧化物構(gòu)成；反射層，其具有形成在所述透明電極且使所述透明 電極的一部分露出的電介體多層膜；其中，所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成于 所述襯底上，所述發(fā)光層形成于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上，所述第二導(dǎo)電 型半導(dǎo)體層形成于所述發(fā)光層上，所述第二焊盤電極與所述透明電極的一部 分電連接，并且形成于所述反射層上。
另外，權(quán)利要求8記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，在所述反射層的最上層形成有凹部，并且在所述凹部中埋 入所述第二焊盤電極的一部分。
另夕卜，權(quán)利要求9記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于，所述反射層形成為覆蓋所述透明電極的側(cè)面。
另外，權(quán)利要求10記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光 元件，其特征在于，所述襯底能夠透過來自所述發(fā)光層的光。的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、由形成于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的GaN系半導(dǎo)體 構(gòu)成的發(fā)光層、及形成于發(fā)光層上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；透明電極，其由 形成于所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的導(dǎo)電性氧化物構(gòu)成；反射層，其具有形 成在所述透明電極上且使所述透明電極的 一部分露出的電介體多層膜；電 極，其與所述透明電極的一部分連接，并且形成于所述反射層上。
這里所謂的"形成于...上，，不限于直接在...上形成，也包含隔著其他層間 接形成的概念。例如"形成于襯底上，，也包含在襯底上隔著緩沖層形成的概 念。
另外，權(quán)利要求12記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光 元件，其特征在于，在所述反射層的最上層形成有凹部，并且在所述凹部埋 入所述電才及的一部分。
另外，權(quán)利要求13記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光 元件，其特征在于，所述反射層形成為覆蓋所述透明電極的側(cè)面。
另外，權(quán)利要求14記載的發(fā)明，為根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光 元件，其特征在于，所述襯底能夠透過來自所述發(fā)光層的光。
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榈谝贿B接面與第二連接面隔著襯底的中心線彼此相對(duì) 地形成，所以能夠使在第一焊盤電極與第二焊盤電極之間流動(dòng)的電流的路徑 變大。由此，因?yàn)槭褂兄诎l(fā)光的發(fā)光層的區(qū)域變大，所以能夠使向外部照 射的光量增大。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于將由氧化物構(gòu)成的透明電極形成在第二導(dǎo)電型 半導(dǎo)體層與反射層之間，從發(fā)光層發(fā)出透過第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層到達(dá)透明電
極的光基本不被吸收，而是到達(dá)反射層。由此，因?yàn)榇蟛糠值墓馔ㄟ^反射層 反射并向外部照射，所以能夠提高光的取出效率。


圖l是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。 圖2是第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面圖。 圖3是發(fā)光層的剖面圖。 圖4是反射層的剖面圖。
圖5是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。 圖6是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。圖7是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。
圖8是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。
圖9是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。
圖IO是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。
圖ll是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。
圖12是第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。
圖13是第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面圖。
圖14是說明第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造工序的剖面圖。
圖15是第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面圖。
附圖標(biāo)記說明
1、 1A、 1B 半導(dǎo)體發(fā)光元件
2 村底 2a 長(zhǎng)邊 2b 短邊 2c 上表面
3 n型半導(dǎo)體層 4發(fā)光層
5 p型半導(dǎo)體層
6 n順'J電才及
7 n側(cè)焊盤電極 7a 連接面
7b —邊 7c 上表面
8 p側(cè)電極
9 、 9A、 9B反射層 9a 開口部
9b 上表面
10、 IOA、 10B p側(cè)焊盤電^ L 10a 連4矣面 10b —邊 10c 上表面10Ad、 lOBd —部分
21 阱層
22 勢(shì)壘層
23 第一電介體層
24、 24A、 24B 第二電介體層
24Aa、 24Ba 凹部
31 Al/Ni膜
33 Ti/Au及Au/Sn膜
51-56保護(hù)膜
Arl Ar4 區(qū)域
PB 印刷基板
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖來說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件。圖1 是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。圖2是半導(dǎo)體發(fā)光元 件的平面圖。圖3是發(fā)光層的剖面圖。圖4是反射層的剖面圖。在下面的說 明中，以圖1的印刷基板PB側(cè)為上方，以襯底2側(cè)為下方。另外，在下方 取出光。另外，所謂俯視是指從上方向下看半導(dǎo)體發(fā)光元件。
如圖1及圖2所示，半導(dǎo)體發(fā)光元件l具有村底2、n型半導(dǎo)體層(相 當(dāng)于權(quán)利要求的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層)3、發(fā)光層4、 p型半導(dǎo)體層(相當(dāng)于 權(quán)利要求的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層)5、 n側(cè)電極6、 n側(cè)焊盤電極(相當(dāng)于權(quán) 利要求1的第一焊盤電極)7、 p側(cè)電極(相當(dāng)于權(quán)利要求的透明電極)8、 反射層9、 p側(cè)焊盤電極(相當(dāng)于權(quán)利要求1的第二焊盤電極及權(quán)利要求11 的電極)10。 n型半導(dǎo)體層3、發(fā)光層4及p型半導(dǎo)體層5相當(dāng)于權(quán)利要求 記載的半導(dǎo)體層。此外，在印刷基板PB與半導(dǎo)體發(fā)光元件1之間，設(shè)置有 樹脂制的保護(hù)部件(圖示略)，以包圍半導(dǎo)體發(fā)光元件l。
襯底2由能夠透過來自發(fā)光層4的光的藍(lán)寶石(A203)襯底構(gòu)成。如 圖2所示，村底2形成為俯視為長(zhǎng)方形，其中，長(zhǎng)邊2a的長(zhǎng)為L(zhǎng)!，短邊2b 的長(zhǎng)為L(zhǎng)2，滿足L產(chǎn)ax" (a=2.0±0.3 )。此外，作為長(zhǎng)邊2a的長(zhǎng)"及短邊 2b的長(zhǎng)L2的例子，可以構(gòu)成為L(zhǎng)產(chǎn)170jim士10jxm、 L2=90}xm±10|im，更具體 為L(zhǎng)尸180fim、 L2=100nm。n型半導(dǎo)體層3用于向發(fā)光層4注入電子，形成于襯底2上。n型半導(dǎo) 體層3具有大約4拜的厚度、由摻雜有濃度大約為3xl0"cm-s的Si的n型 GaN構(gòu)成。
發(fā)光層4用于發(fā)出藍(lán)色光，形成于n型半導(dǎo)體層3上。如圖3所示，發(fā) 光層4由厚度約50nm ~約250nm的MQW( Multi Quantum Well:多量子阱) 結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中，MQW結(jié)構(gòu)由厚度為約2nm 約3nm的InxGa,.xN (0.05SXS0.2)構(gòu)成的多個(gè)阱層21與厚度約為20nm以下的GaN構(gòu)成的多個(gè)勢(shì) 壘層22相互層積構(gòu)成。
p型半導(dǎo)體層5用于向發(fā)光層4注入空穴，形成于發(fā)光層4上。具有約 200nm的厚度、由摻雜有濃度約為3xl019cnf3的Mg的p型GaN構(gòu)成。
n側(cè)電極6由形成于n型半導(dǎo)體層3上的、由厚度約500nrn ~約3000nm 的A1/Ni構(gòu)成。n側(cè)電極6與n型半導(dǎo)體層3的上表面歐姆連接。n側(cè)電極 6配置在箭頭B方向側(cè)的短邊2b的附近，并且形成為俯^L沿襯底2的短邊 2b延伸的長(zhǎng)方形。n側(cè)電極6和發(fā)光層4及p型半導(dǎo)體層5形成為相隔指定 的間距。
n側(cè)焊盤電極7將形成于印刷基板PB上的配線(圖示略)與n側(cè)電極6 電連接。另外，n側(cè)焊盤電極7通過n側(cè)電極6與n型半導(dǎo)體層3的上表面 電連接。n側(cè)焊盤電極7形成于n側(cè)電極6上，形成為俯視與n側(cè)電極6相 同的長(zhǎng)方形。n側(cè)焊盤電極7由厚度約500nm ~約3000nm的Ti / Au及Au / Sn的金屬層積結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
作為n側(cè)焊盤電極7的下表面的連接面(相當(dāng)于權(quán)利要求1的第一連接 面)7a通過n側(cè)電極6與n型半導(dǎo)體層3電連接。n側(cè)焊盤電極7的連接面 7a形成為俯視沿襯底2的短邊2b延伸的長(zhǎng)方形。n側(cè)焊盤電極7的連接面 7a形成為配置在沿長(zhǎng)邊2a的方向?qū)⒁r底2分割成四份的第一區(qū)域Arl ~第 四區(qū)域Ar4中、最靠近箭頭方向B方向側(cè)的短邊2b的第一區(qū)域Arl內(nèi)。
p側(cè)電極8形成于p型半導(dǎo)體層5上，與p型半導(dǎo)體層5電連接。p側(cè) 電極8具有約50nm 約1000nm的厚度，由能夠透過光的導(dǎo)電性ZnO構(gòu)成。
反射到襯底2側(cè)。反射層9形成為覆蓋p側(cè)電極8的上表面及側(cè)面。在反射 層9上形成有使p側(cè)電極8的上表面的一部分露出的長(zhǎng)方形開口部9a。如圖 4所示，反射層9具有DBR ( distribute Bragg reflector:分布布拉格反射)型結(jié)構(gòu)，所述DBR型結(jié)構(gòu)由多個(gè)第一電介體層23與第二電介體層24相互層 積而形成的電介體多層膜構(gòu)成。第一電介體層23的折射率為n,、第二電介 體層24的折射率為112、從發(fā)光層4發(fā)出的光的波長(zhǎng)為X,第一電介體層23 的厚度山及第二電介體層24的厚度d2形成為<formula>formula see original document page 12</formula>
作為一例，當(dāng)由Zr02(n尸2.12)構(gòu)成第一電介體層23,由Si02( n2=1.46 ) 構(gòu)成第二電介體層24,并且構(gòu)成為從發(fā)光層4發(fā)出藍(lán)色光時(shí)，滿足 d產(chǎn)53nm d2^77nm。
p側(cè)焊盤電極IO用于將形成于印刷襯底PB的配線(圖示略)與p側(cè)電 極8電連接。另外，p側(cè)焊盤電極10通過p側(cè)電極8與p型半導(dǎo)體層5的上 表面電連接。p側(cè)焊盤電極10由厚度約500nm ~約3000nm的Ti / Au及Au / Sn的金屬層積結(jié)構(gòu)構(gòu)成。p側(cè)焊盤電極10形成為覆蓋反射層9的上表面 9b的一半以上且掩埋開口部9a。作為p側(cè)焊盤電極10的下表面的連接面(相 當(dāng)于權(quán)利要求1的第二連接面)10a通過p側(cè)電極8與p型半導(dǎo)體層5電連 接。連接面10a形成于反射層9的開口部9a,且形成為沿襯底2的短邊2b 延伸的長(zhǎng)方形。連接面10a形成為配置在最靠近箭頭方向A方向側(cè)的短邊 2b的第四區(qū)域Ar4內(nèi)。由此，p側(cè)焊盤電極10的連接面10a隔著與半導(dǎo)體 發(fā)光元件1的襯底2的短邊2b平行的襯底2的中心線CL、形成在與n側(cè)焊 盤電極7的連接面7a相反的一側(cè)。
俯視情況下，長(zhǎng)方形的p側(cè)焊盤電極10的連接面10a的四條邊中n側(cè) 焊盤電極7側(cè)的一邊10b、與長(zhǎng)方形的n側(cè)焊盤電極7的連接面7a的四條邊 中p側(cè)焊盤電極10側(cè)的一邊7b,形成為互相平行。襯底2的上表面2c至p 側(cè)焊盤電極10的上表面10c的高、與村底2的上表面2c至n側(cè)焊盤電極7 的上表面7c的高，都形成為"H"。另外，p側(cè)焊盤電極10與n側(cè)焊盤電極7 之間最短的距離構(gòu)成為約為30(im，優(yōu)選約為50|im。
下面，說明上述第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1的動(dòng)作。
首先， 一旦在n側(cè)焊盤電極7與p側(cè)焊盤電極10之間施加順向電壓， 則會(huì)向n側(cè)焊盤電極7注入電子，并且向p側(cè)焊盤電極10注入空穴。注入 到n側(cè)焊盤電極7的電子從形成于第一區(qū)域Arl的連接面7a經(jīng)由n側(cè)電極6及n型半導(dǎo)體層3注入發(fā)光層4。注入到p側(cè)焊盤電極10的空穴從形成于第 四區(qū)域Ar4的連接面10a經(jīng)由p側(cè)電極8及p型半導(dǎo)體層5注入發(fā)光層4。 在本實(shí)施方式中，由于連4婁面7a與連接面10a之間的距離大，所以電子和 空穴的流即、電流的路徑長(zhǎng)。而且，注入到發(fā)光層4的電子及空穴在阱層21 重新結(jié)合，發(fā)出大約450nm的藍(lán)色光L。這里，本實(shí)施方式中，由于電流的 路徑長(zhǎng)，所以有助于發(fā)光的阱層21的區(qū)域大、發(fā)光的光量大。
發(fā)光層4發(fā)出的光L中，射向襯底2側(cè)的光L透過n型半導(dǎo)體層3及襯 底2然后向外部照射。另一方面，發(fā)光層4發(fā)出的光L中，射向p側(cè)電極8 側(cè)的光L幾乎沒有被p型半導(dǎo)體層5及p側(cè)電極8吸收，而是透過p型半導(dǎo) 體層5及p側(cè)電極8后，到達(dá)反射層9。這樣，到達(dá)反射層9的光L被反射 后透過p側(cè)電極8 ~ 一十底2然后照射到外部。
接著，參照

上述第 一 實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1的制造方法。 圖5~圖11是各制造工序中半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。
首先，將藍(lán)寶石襯底構(gòu)成的襯底2導(dǎo)入MOCVD裝置(圖示略)，將生 長(zhǎng)溫度設(shè)定為約1050°C。在此狀態(tài)下，如圖5所示，通過載氣供給硅烷氣體、 三曱基鎵(以下稱之為TMG)氣體及氨氣，在襯底2上形成由摻雜Si的n 型GaN構(gòu)成的半導(dǎo)體層3。
接著，將生長(zhǎng)溫度設(shè)定為約760。C的狀態(tài)下，通過載氣供給三曱基銦(以 下稱之為TMI)氣體、TMG氣體及氨氣，在n型半導(dǎo)體層3上形成無(wú)摻雜 InGaN構(gòu)成的阱層21。而且，在保持生長(zhǎng)溫度約76(TC的狀態(tài)下，通過載氣 供給TMG氣體及氨氣，在阱層21上形成由無(wú)摻雜的GaN構(gòu)成的勢(shì)壘層22。 其后，在相同的條件下將多個(gè)阱層21及勢(shì)壘層22相互層積，而形成發(fā)光層 4。
然后，在將生長(zhǎng)溫度設(shè)定約為1010。C的狀態(tài)下，供給二茂鎂(bis (cyclopentadienyl)magnesium) ( Cp2Mg)氣體、TMG氣體及氨氣，在發(fā)光層 4上形成由摻雜Mg的p型GaN構(gòu)成的p型電導(dǎo)體層5。
然后，在設(shè)定為室溫 約900。C的狀態(tài)下，通過濺射法等在p型半導(dǎo)體 層5上形成ZnO膜。其后，如圖6所示，在所需要的構(gòu)圖上形成保護(hù)膜51 的狀態(tài)下，通過蝕刻ZnO膜將p側(cè)電極8構(gòu)圖。
然后，在設(shè)定為約100°C ~約300。C的狀態(tài)下，通過濺射法等將由Zr02 構(gòu)成的第一電介體層23及由Si02構(gòu)成的第二電介體層24相互層積。其后，如圖7所示，在所需要的構(gòu)圖上形成抗蝕劑膜52的狀態(tài)下，通過蝕刻第一電介體層23及第二電介體層24，在反射層9形成開口部9a，并且進(jìn)行構(gòu)圖以使p型半導(dǎo)體層5的一部分露出。
然后，如圖8所示，在所需要的構(gòu)圖上形成抗蝕劑膜53的狀態(tài)下，通過蝕刻反射層9至n型半導(dǎo)體層3，在臺(tái)萄型綣狗上進(jìn)行構(gòu)圖。
然后，如圖9所示，形成保護(hù)膜54后并4吏n型半導(dǎo)體3的一部分露出后，通過蒸鍍法等，形成由Al/Ni構(gòu)成的n側(cè)電極6。其后，除去抗蝕劑膜54和抗蝕劑膜54上的Al / Ni膜31 。
然后，如圖IO所示，形成保護(hù)膜55并使n側(cè)電極6的上表面和反射層9的開口部9a及上表面9b的一部分露出后，通過蒸鍍法等，形成由Ti/Au及Au / Sn的層積結(jié)構(gòu)構(gòu)成的n側(cè)焊盤電極7及p側(cè)焊盤電極10。其后，如圖IO及 圖ll所示，除去抗蝕劑膜55上的Ti/Au及Au/Sn膜33，從而完成半導(dǎo)體發(fā)光元件1。最后，如圖1所示，將n側(cè)焊盤電極7的上表面7c及p側(cè)焊盤電極10的上表面10c與印刷基板PB的布線電連接。
如上述所示，第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1中，n側(cè)焊盤電極7的連接面7a與p側(cè)焊盤電極10的連接面10a隔著襯底2的中心線形成為位于彼此相對(duì)的一側(cè)。而且，通過將連接面7a配置于第一區(qū)域Arl，將連接面10a配置于第四區(qū)域Ar4，能夠使連接面7a與連接面10a的距離增大。由此，能夠使在n側(cè)焊盤電極7與p側(cè)焊盤電極10之間流過的電流的路徑變長(zhǎng)。其結(jié)果則是，因?yàn)槟軌蛟龃笥兄诎l(fā)光的發(fā)光層4的區(qū)域，所以能夠增大向外部照射的光量。
另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件1中，通過使襯底2的上表面2c至n側(cè)焊盤電極7的上表面7c的高與襯底2的上表面2c至p側(cè)焊盤電極10的上表面10c的高形成為相同的"H"，在將兩上表面7c、 10c連接至印刷基板PB的時(shí)候，半導(dǎo)體發(fā)光元件1與印刷基板PB能夠容易地呈水平狀態(tài)。由此，即使在印刷基板PB上連接著多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件1，也容易使照射的光的方向一致。
另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件1中，因?yàn)閚側(cè)焊盤電極7的連接面7a的一邊7b與p側(cè)焊盤電極10的連接面10a的一邊10b構(gòu)成為平行，所以能夠抑制流過發(fā)光層4的電流的差異。由此，能夠抑制發(fā)光層4發(fā)光的光量的差異，所以能夠抑制照射光的不均現(xiàn)象。
另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件1中，通過將n側(cè)焊盤電極7的連接面7a及p側(cè)焊盤電極10的連接面10a沿襯底2的短邊2b的方向形成為長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，能夠使電流的路徑變得更長(zhǎng)。
另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件l中，通過將襯底2的長(zhǎng)邊2a設(shè)定為短邊2b的2.0士0.3倍，即，約2倍，將兩個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件1配置為長(zhǎng)邊2a與長(zhǎng)邊2a連接，由此，能夠設(shè)置包含兩個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件1的正方形發(fā)光裝置。此外，
列設(shè)置的情況等。
另外，第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1中，因?yàn)橥ㄟ^具有導(dǎo)電性且能夠透過光的ZnO構(gòu)成p側(cè)電極8，所以在p側(cè)電極8與p型半導(dǎo)體層5之間的界面被吸收的光減少。由此，即使發(fā)光層4發(fā)出的光L射向p側(cè)電極8側(cè)，因?yàn)榇蟛糠值墓饽軌蛴煞瓷鋵?反射而被取出至外部，所以能夠提高光的取出效率。
另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件1中，通過利用反射層9不僅覆蓋由易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的ZnO構(gòu)成的p側(cè)電極8的上表面而且也覆蓋其側(cè)面，能夠抑制蝕刻液等導(dǎo)致的p側(cè)電極8的劣化。(第二實(shí)施方式)
下面，參照附圖來說明將上述第一實(shí)施方式的一部分進(jìn)行變更而構(gòu)成的第二實(shí)施方式。圖12是第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。圖13是第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面圖。
如圖12及圖13所示，第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1A構(gòu)成為反射層9A和p側(cè)焊盤電極10A與第一實(shí)施方式不同。最上層的第二電介體層24A比下層的第二電介體層24A (參照?qǐng)D4)的厚度(約77nm)要厚，形成為厚度大約為500nm ~ 3000nm。通過蝕刻在第二電介體層24A上形成有多個(gè)凹部24Aa。凹部24Aa形成為俯視邊長(zhǎng)為5|im的正方形。凹部24Aa中埋入有p側(cè)焊盤電4及10A的上部的下表面的一部分10Ad。
說明這種半導(dǎo)體發(fā)光元件1A的制造工序。圖14是說明第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造工序的剖面圖。
如圖14所示，在第一實(shí)施方式中的圖7所示的工序之后，在對(duì)應(yīng)凹部24Aa的構(gòu)圖上形成保護(hù)膜56。其后，通過蝕刻反射層9A的第二電介體層24A形成多個(gè)凹部24Aa。然后，進(jìn)行與第一實(shí)施方式中的圖8以后的工序大致相同的工序。如上所述，在反射層9A的最上層的第二電介體層24A上形成多個(gè)凹部 24Aa,并且通過在該凹部24Aa中埋入p側(cè)焊盤電極10A的上部的下表面的 一部分10Ad，能夠增大第二電介體層24A與p側(cè)焊盤電極10A的連接面積。 由此，能夠提高第二電介體層24A與p側(cè)焊盤電極10A的緊密結(jié)合性。另 外，通過形成為使第二電介體層24A的上表面與p側(cè)焊盤電極10A的上部 的下表面嚙合的結(jié)構(gòu)，能夠形成對(duì)于來自水平方向的外力具有很強(qiáng)抵御能力 的結(jié)構(gòu)。
(第三實(shí)施方式)
下面，參照附圖來說明對(duì)上述第二實(shí)施方式的一部分進(jìn)行變更而構(gòu)成的 第三實(shí)施方式。圖15是第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面圖。
如圖15所示，第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1B中，在反射層9B的 最上層的第二電介體層24B中形成有凹部24Ba。這里，凹部24Ba形成為沿 多個(gè)正方形的各邊分布的四個(gè)溝槽狀。在該凹部24Ba中埋入有p側(cè)焊盤電 極10B的上部的下表面的一部分10Bd。
上述所示的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1B中，在反射層9B的最 上層的第二電介體層24B中形成有四個(gè)凹部24Ba，并且凹部24Ba中埋入有 p側(cè)焊盤電極10B的上部的下表面的一部分10Bd,因此能夠起到與第二實(shí) 施方式相同的效果。
上面，通過實(shí)施方式詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于本說明書 中說明的實(shí)施方式。本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求書的記載及與權(quán)利要求書的 記載等同的范圍決定的。以下說明將上記實(shí)施方式進(jìn)行部分變更而得到的變 形例。
例如，也可以在第二區(qū)域形成n側(cè)焊盤電極的連接面，在第三區(qū)域形成 p側(cè)焊盤電極的連接面。
另夕卜，也可以使襯底的上表面至n側(cè)焊盤電極的上表面的高度與襯底的 上表面至p側(cè)焊盤電極的上表面的高度不同。
另外，也可以使n側(cè)焊盤電極的連接面及p側(cè)焊盤電極的連接面形成為 長(zhǎng)方形以外的形狀。
另外，能夠變更基板俯視所呈現(xiàn)的形狀，可以形成為長(zhǎng)方形以外的形狀。
另外，能夠適當(dāng)變更構(gòu)成上述各層的材料。例如，作為構(gòu)成反射層的電 介體，上述材料之外能夠舉出Ti02、八1203等。另外，作為構(gòu)成p側(cè)電極的能夠透過光的導(dǎo)電性氧化物材料，可以舉出ITO及IZO等。
另外，能夠適當(dāng)變更各層的厚度及形狀。
另外，能夠適當(dāng)變更發(fā)光層發(fā)出的光的波長(zhǎng)。例如，通過變更構(gòu)成阱層
的InxGai-XN的In的比率X，能夠發(fā)出綠色光(0.2^X^0.5 )。另外，也可以 通過由不同比率X的In構(gòu)成的InxGa"xN來構(gòu)成多個(gè)阱層。
另外，構(gòu)成襯底的材料，并不限于藍(lán)寶石，只要是能夠透過來自發(fā)光層 的光的材料即可。例如，作為滿足這樣的條件的、構(gòu)成襯底的材料，可以舉 出ZnO、 SiC、 GaP等。
工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榈谝贿B接面與第二連接面隔著村底的中心線彼此相對(duì) 地形成，所以能夠使在第 一焊盤電極與第二焊盤電極之間流動(dòng)的電流的路徑 變長(zhǎng)。由此，使有助于發(fā)光的發(fā)光層的區(qū)域變大，所以能夠使向外部照射的 光量增大。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于將由氧化物構(gòu)成的透明電極形成在第二導(dǎo)電型 半導(dǎo)體層與反射層之間，從發(fā)光層發(fā)出透過第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層而到達(dá)透明 電極的光基本上不被吸收，而是到達(dá)反射層。由此，因?yàn)橥ㄟ^反射層反射更 多的光并照射到外部，所以能夠提高光的取出效率。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，其具有俯視呈長(zhǎng)方形的襯底，包含第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、發(fā)光層及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，且形成在所述襯底上的半導(dǎo)體層，與所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面電連接的第一焊盤電極，與所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面電連接的第二焊盤電極；在俯視情況下，所述第一焊盤電極的第一連接面與所述第二焊盤電極的第二連接面，隔著與所述襯底的短邊平行的所述襯底的中心線彼此相對(duì)地形成，所述第一焊盤電極的第一連接面為與所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層連接的面，所述第二焊盤電極的第二連接面為與所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層連接的面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，從所述襯底的上表面至所述第一焊盤電極的上表面的高度與從所述襯底的上表面至所述第二焊盤電極的上表面的高度相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述第一焊盤電極的連接面及所述第二焊盤電極的連接面，在所述襯底的短邊方向上俯視呈長(zhǎng)的長(zhǎng)方形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述第二焊盤電極側(cè)的所述第一連接面的一邊與所述第一焊盤電極側(cè)的所述第二連接面的一邊平行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，在俯視情況下，在將所述襯底沿長(zhǎng)邊方向四等分的第一區(qū)域至第四區(qū)域中，所述第一連接面位于距離所述襯底的一側(cè)的短邊最近的第一區(qū)域，并且所述第二連接面位于距離所述村底的另 一側(cè)的短邊最近的第四區(qū)域。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述村底的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度是所述襯底的短邊的長(zhǎng)度的1.7倍~ 2.3倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，其具有透明電極，其由形成在所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的導(dǎo)電性氧化物構(gòu)成；反射層，其具有形成在所述透明電極上且使所述透明電極的一部分露出的電介體多層膜；其中，所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成于所述襯底上，所述發(fā)光層形成于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上，所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成于所述發(fā)光層上，所述第二焊盤電極與所述透明電極的一部分電連接，并且形成于所述反射層上。
8. 才艮據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，在所述反射層的最上層形成有凹部，并且在所述凹部中埋入所述第二焊盤電才及的一部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述反射層形成為覆蓋所述透明電極的側(cè)面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述襯底能夠透過來自所述發(fā)光層的光。
11. 一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，其具有村底；半導(dǎo)體層，其包含形成于所述村底上的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、由形成于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的GaN系半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā)光層、及形成于所述發(fā)光層上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；透明電極，其由形成于所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的導(dǎo)電性氧化物構(gòu)成；反射層，其具有形成在所述透明電極上且使所述透明電極的一部分露出的電介體多層膜；電極，其與所述透明電極的一部分電連接，并且形成于所述反射層上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，在所述反射層的最上層形成有凹部，并且在所述凹部埋入所述電極的一部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述反射層形成為覆蓋所述透明電極的側(cè)面。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述襯底能夠透過來自所述發(fā)光層的光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其能夠增大向外部照射的光量。半導(dǎo)體發(fā)光元件(1)具有襯底(2)、n型半導(dǎo)體層(3)、發(fā)光層(4)、p型半導(dǎo)體層(5)、n側(cè)電極(6)、n側(cè)焊盤電極(7)、p側(cè)電極(8)、反射層(9)和p側(cè)焊盤電極(10)。n側(cè)焊盤電極(7)通過n側(cè)電極(6)與n型半導(dǎo)體層(3)電連接。p側(cè)焊盤電極(10)通過p側(cè)電極(8)與p型半導(dǎo)體層(5)電連接。與n型半導(dǎo)體層(3)連接的n側(cè)焊盤電極(7)的連接面(7a)，配置在將襯底(2)四等分的第一區(qū)域(Ar1)～第四區(qū)域(Ar4)中靠近箭頭B方向一側(cè)的短邊(2b)的第一區(qū)域(Ar1)，并且與p型半導(dǎo)體層(5)連接的p側(cè)焊盤電極(10)的連接面(10a)配置在最靠近箭頭A方向的短邊(2b)的第四區(qū)域(Ar4)。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101689587SQ20088002033
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
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