半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法。根據(jù)一實(shí)施例，半導(dǎo)體發(fā)光元件包括光反射層、第一至第四半導(dǎo)體層、第一和第二發(fā)光層、以及第一光傳輸層。第二半導(dǎo)體層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和光反射層之間。第一發(fā)光層設(shè)置在第一和第二半導(dǎo)體層之間。第一光傳輸層設(shè)置在第二半導(dǎo)體層和光反射層之間。第三半導(dǎo)體層設(shè)置在第一光傳輸層和光反射層之間。第四半導(dǎo)體層設(shè)置在第三半導(dǎo)體層和光反射層之間。第二發(fā)光層設(shè)置在第三和第四半導(dǎo)體層之間。光反射層電連接到從第三和第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)基于2013年3月7日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2013-046009，并且要求其優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]此處描述的實(shí)施例總體上涉及半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體發(fā)光元件應(yīng)用于照明等。例如，希望控制從半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光的顏色以提高照明的顏色再現(xiàn)性。希望實(shí)現(xiàn)可以獲得均勻顏色的光的高效率和實(shí)用的半導(dǎo)體發(fā)光元件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]不范性實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體發(fā)光兀件,包括光反射層、第一發(fā)光單兀和第二發(fā)光單元。第一發(fā)光單元包括:第一半導(dǎo)體層；設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層和所述光反射層之間的第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于所述第一半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型；設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間的第一發(fā)光層，所述第一發(fā)光層配置為發(fā)出第一峰值波長(zhǎng)的第一光；以及設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層和所述光反射層之間的第一光傳輸層，所述第一光傳輸層對(duì)于所述第一光是光透射性的。所述第二發(fā)光單元包括:設(shè)置在所述第一光傳輸層和所述光反射層之間的第三半導(dǎo)體層；
[0006]設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和所述光反射層之間的第四半導(dǎo)體層，所述第四半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于所述第三半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型；以及設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層之間的第二發(fā)光層，所述第二發(fā)光層配置為發(fā)出不同于所述第一峰值波長(zhǎng)的第二峰值波長(zhǎng)的第二光。所述光反射層電連接到從所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)。所述第一光傳輸層的厚度不小于所述第二發(fā)光層和所述光反射層之間的距離的10倍。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0008]圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性的曲線圖；
[0009]圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0010]圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性的曲線圖；
[0011]圖5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0012]圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0013]圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0014]圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性透視圖；[0015]圖9是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性透視圖；
[0016]圖1OA和圖1OB是不出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光兀件的不意圖；
[0017]圖1lA和圖1lB是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意圖；
[0018]圖12是示出根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0019]圖13是示出根據(jù)第二實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0020]圖14是示出根據(jù)第二實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖；
[0021]圖15是示出根據(jù)第三實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法的流程圖；以及
[0022]圖16A和圖16B是示出根據(jù)第三實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法的一部分的示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]根據(jù)一實(shí)施例，半導(dǎo)體發(fā)光兀件包括光反射層、第一發(fā)光單兀和第二發(fā)光單兀。第一發(fā)光單兀包括第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第一光傳輸層。第二發(fā)光單兀包括第三半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層和第二發(fā)光層。第二半導(dǎo)體層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和光反射層之間，第二半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于第一半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型。第一發(fā)光層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間，并且配置為發(fā)射第一峰值波長(zhǎng)的第一光。第一光傳輸層設(shè)置在第二半導(dǎo)體層和光反射層之間，并且對(duì)第一光是光透射性的。第三半導(dǎo)體層設(shè)置在第一光傳輸層和光反射層之間。第四半導(dǎo)體層設(shè)置在第三半導(dǎo)體層和光反射層之間，第四半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于第三半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型。第二發(fā)光層設(shè)置在第三半導(dǎo)體層和第四半導(dǎo)體層之間，并且配置為發(fā)射不同于第一峰值波長(zhǎng)的第二峰值波長(zhǎng)的第二光。光反射層電連接到從第三半導(dǎo)體層和第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)。第一光傳輸層的厚度不小于第二發(fā)光層和光反射層之間的距離的10倍。
[0024]根據(jù)一實(shí)施例，公開(kāi)了一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法，該元件包括光反射層、第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第一光傳輸層、第三半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層以及第二發(fā)光層，第二半導(dǎo)體層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和光反射層之間，第二半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于第一半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型，第一發(fā)光層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間，并且配置為發(fā)射第一峰值波長(zhǎng)的第一光，第一光傳輸層設(shè)置在第二半導(dǎo)體層和光反射層之間，并且對(duì)第一光是光透射性的，第三半導(dǎo)體層設(shè)置在第一光傳輸層和光反射層之間，第四半導(dǎo)體層設(shè)置在第三半導(dǎo)體層和光反射層之間，第四半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于第三半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型，第二發(fā)光層設(shè)置在第三半導(dǎo)體層和第四半導(dǎo)體層之間，并且配置為發(fā)射不同于第一峰值波長(zhǎng)的第二峰值波長(zhǎng)的第二光，光反射層電連接到從第三半導(dǎo)體層和第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)，第一光傳輸層的厚度不小于第二發(fā)光層和光反射層之間的距離的10倍。該方法可包括通過(guò)在第二發(fā)光單元生長(zhǎng)襯底上按順序執(zhí)行第三半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層以及第四半導(dǎo)體層的晶體生長(zhǎng)，通過(guò)在第四半導(dǎo)體層上提供光反射層，以及通過(guò)去除第二發(fā)光單元生長(zhǎng)襯底，來(lái)形成包括光反射層和第二發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)體。該方法可包括在結(jié)構(gòu)體的第三半導(dǎo)體層上設(shè)置第一發(fā)光單元，第一發(fā)光單元是通過(guò)在第一光傳輸層上按順序執(zhí)行第二半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層以及第一半導(dǎo)體層的晶體生長(zhǎng)而形成的。
[0025]下面將參考附圖來(lái)描述各實(shí)施例。
[0026]附圖是示意性的或概念性的；各部份的厚度和寬度之間的關(guān)系、各部份之間的尺寸比例等不一定與其實(shí)際值相同。此外，甚至對(duì)于相同部份，大小和/或比例可以在各附圖之間不同地示出。
[0027]在本申請(qǐng)的附圖和說(shuō)明書(shū)中，與關(guān)于附圖在先描述的那些組件類(lèi)似的組件用相似的附圖標(biāo)記指示，并且詳細(xì)描述被適當(dāng)?shù)厥÷浴?br> [0028]第一實(shí)施例
[0029]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0030]如圖1所示，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件110包括第一發(fā)光單元10、第二發(fā)光單元20、光反射層40以及散熱構(gòu)件45。
[0031]光反射層40設(shè)置在散熱構(gòu)件45上。第二發(fā)光單兀20設(shè)置在光反射層40上。第一發(fā)光單元10設(shè)置在第二發(fā)光單元20上。
[0032]在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中，“設(shè)置在...上的狀態(tài)”包括直接設(shè)置在...上的狀態(tài)以及其中另一組件插置在它們之間的狀態(tài)。
[0033]第一發(fā)光單元10包括第一半導(dǎo)體層11、第二半導(dǎo)體層12、第一發(fā)光層13以及第一光傳輸層15。
[0034]例如，從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的堆疊方向被作為Z軸方向。與Z軸方向垂直的一個(gè)方向被作為X軸方向。與Z軸方向和X軸方向垂直的方向被作為Y軸方向。
[0035]第一半導(dǎo)體層11具有第一導(dǎo)電類(lèi)型。
[0036]第二半導(dǎo)體層12設(shè)置在第一半導(dǎo)體層11和光反射層40之間。第二半導(dǎo)體層12具有第二導(dǎo)電類(lèi)型。第二導(dǎo)電類(lèi)型不同于第一半導(dǎo)體層11的導(dǎo)電類(lèi)型(第一導(dǎo)電類(lèi)型)。
[0037]第一發(fā)光層13設(shè)置在第一半導(dǎo)體層11和第二半導(dǎo)體層12之間。第一發(fā)光層13發(fā)射第一峰值波長(zhǎng)的第一光LlO。
[0038]第一光傳輸層15設(shè)置在第二半導(dǎo)體層12和光反射層40之間。第一光傳輸層15至少對(duì)第一光LlO是光透射性的。第一光傳輸層15例如是絕緣的。
[0039]第二發(fā)光單元20包括第三半導(dǎo)體層21、第四半導(dǎo)體層22和第二發(fā)光層23。
[0040]第三半導(dǎo)體層21設(shè)置在第一光傳輸層15和光反射層40之間。第三半導(dǎo)體層21具有第三導(dǎo)電類(lèi)型。第三導(dǎo)電類(lèi)型是從第一導(dǎo)電類(lèi)型和第二導(dǎo)電類(lèi)型中選擇的一個(gè)。
[0041]第四半導(dǎo)體層22設(shè)置在第三半導(dǎo)體層21和光反射層40之間。第四半導(dǎo)體層22具有第四導(dǎo)電類(lèi)型。第四導(dǎo)電類(lèi)型不同于第三半導(dǎo)體層21的導(dǎo)電類(lèi)型(第三導(dǎo)電類(lèi)型)。第四導(dǎo)電類(lèi)型是從第一導(dǎo)電類(lèi)型和第二導(dǎo)電類(lèi)型中選擇的另一個(gè)。
[0042]第二發(fā)光層23設(shè)置在第三半導(dǎo)體層21和第四半導(dǎo)體層22之間。第二發(fā)光層23發(fā)射第二峰值波長(zhǎng)的第二光L20。第二峰值波長(zhǎng)不同于第一峰值波長(zhǎng)。
[0043]光反射層40例如是導(dǎo)電的。光反射層40電連接到從第三半導(dǎo)體層21和第四半導(dǎo)體層22中選擇的一個(gè)。光反射層40可以充當(dāng)電極。
[0044]在示例中，光反射層40電連接到第四半導(dǎo)體層22。光反射層40具有與第四半導(dǎo)體層22的歐姆接觸。在光反射層40具有多層膜結(jié)構(gòu)的情況下，光反射層40的接觸第四半導(dǎo)體層22的膜具有與第四半導(dǎo)體層22的歐姆接觸。在光反射層40電連接到第三半導(dǎo)體層21的情況下，光反射層40的接觸第三半導(dǎo)體層21的膜具有與第三半導(dǎo)體層21的歐姆接觸。
[0045]光反射層40設(shè)置在散熱構(gòu)件45和第二發(fā)光單元20之間，即，在散熱構(gòu)件45和第四半導(dǎo)體層22之間。散熱構(gòu)件45熱連接到光反射層40。例如，光反射層40接觸散熱構(gòu)件45。或者，導(dǎo)熱層(未示出)可以設(shè)置在光反射層40和散熱構(gòu)件45之間；導(dǎo)熱層可以接觸光反射層40和散熱構(gòu)件45。散熱構(gòu)件45的導(dǎo)熱率例如高于第一光傳輸層15的導(dǎo)熱率。在提供導(dǎo)熱層的情況下，導(dǎo)熱層的導(dǎo)熱率例如高于第一光傳輸層15的導(dǎo)熱率。
[0046]散熱構(gòu)件45例如是導(dǎo)電的。散熱構(gòu)件45可以電連接到導(dǎo)電的光反射層40。
[0047]半導(dǎo)體發(fā)光元件110包括下面將描述的電極；通過(guò)將電流傳導(dǎo)到第一發(fā)光層13和第二發(fā)光層23來(lái)發(fā)光。第一發(fā)光單兀10和第二發(fā)光單兀20例如是LED (發(fā)光二極管)。
[0048]現(xiàn)在將描述半導(dǎo)體發(fā)光元件110的光路的示例。在圖1中，可以按與實(shí)際狀態(tài)不同的方式示出折射和反射光路的角度，以便更容易地查看附圖。
[0049]從第一發(fā)光層13發(fā)出的第一光LlO的一部分(第一分量LU)穿過(guò)第一半導(dǎo)體層11而發(fā)射到外。
[0050]第一光LlO的另一部分(第二分量L12)進(jìn)入第二發(fā)光單兀20,被光反射層40反射，返回到第一發(fā)光單元10，穿過(guò)第一半導(dǎo)體層11，并被發(fā)射到外。第一光LlO的另一部分(第三分量L13)進(jìn)入第二發(fā)光單兀20,被光反射層40反射,通過(guò)第一光傳輸層15傳播,并且從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外。
[0051]第一光LlO的另一部分(第四分量L14)通過(guò)第一光傳輸層15傳播，而不進(jìn)入第二發(fā)光單兀20,并且從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外。如此,在該實(shí)施例中,第一光LlO的一部分從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射。
[0052]另一方面，從第二發(fā)光層23發(fā)射的第二光L20的一部分(第五分量L21)穿過(guò)第一發(fā)光單兀10 (例如，第一半導(dǎo)體層11)發(fā)射到外。
[0053]第二光L20的另一部分(第六分量L22)進(jìn)入第四半導(dǎo)體層22，被光反射層40反射，穿過(guò)第二發(fā)光單元20和第一發(fā)光單元10 (第一半導(dǎo)體層11)，并且發(fā)射到外。
[0054]第二光L20的另一部分(第七分量L23)進(jìn)入第四半導(dǎo)體層22，被光反射層40反射，通過(guò)第一光傳輸層15傳播,并且從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外。
[0055]半導(dǎo)體發(fā)光元件110的光主要從第一半導(dǎo)體層11 一側(cè)發(fā)射。一部分光從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射。半導(dǎo)體發(fā)光元件110的在第一半導(dǎo)體層11 一側(cè)的表面用作發(fā)光表面。
[0056]在該實(shí)施例中，第一光傳輸層15的厚度tl是厚的。例如，厚度tl不小于第二發(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2的10倍。進(jìn)一步地，厚度tl可以是距離t2的50倍或更大；或者厚度tl可以是距離t2的100倍或更大。
[0057]例如，厚度tl不小于50 μ m并且不超過(guò)250 μ m。另一方面，例如，距離t2不小于50nm并且不超過(guò)500nm。距離t2可以不小于10nm并且不超過(guò)200nm?？梢员舜霜?dú)立地修改厚度tl和距離t2。在這樣的情況下，在該實(shí)施例中，厚度tl被設(shè)置為距離t2的10倍或更大。進(jìn)一步地，厚度tl可以是距離t2的50倍或更大；或者厚度tl可以是距離t2的100倍或更大。
[0058]在該實(shí)施例中，第四分量L14的比例可以通過(guò)將第一光傳輸層15的厚度tl設(shè)置得厚一些來(lái)增大。第二分量L12的比例和第三分量L13的比例可以通過(guò)將第一光傳輸層15的厚度tl設(shè)置得厚一些來(lái)設(shè)置為低。
[0059]第二分量L12的光進(jìn)入第二發(fā)光單元20，被光反射層40反射，并且返回到第一發(fā)光單元10。第二分量L12的一部分光通過(guò)沿光路被吸收而損失掉。另一方面，第三分量L13的光進(jìn)入第二發(fā)光單元20，被光反射層40反射，并且進(jìn)入第二發(fā)光單元20。第三分量L13的一部分光通過(guò)沿光路被吸收而損失掉。
[0060]在該實(shí)施例中，可以通過(guò)將第一光傳輸層15的厚度tl設(shè)置得厚一些以降低第二分量L12的比例和第三分量L13的比例，來(lái)減小損耗。由此，獲得高效率的光發(fā)射。
[0061]此外，由于第一光傳輸層15的厚度tl是厚的，所以第四分量L14的光可以通過(guò)經(jīng)第一光傳輸層15傳播而從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外，而幾乎不經(jīng)歷反射。換言之，在第四分量L14被引導(dǎo)穿過(guò)第一光傳輸層15時(shí),第四分量L14的吸收被抑制。由此，效率得到進(jìn)一步提聞。
[0062]此外，通過(guò)將第一光傳輸層15的厚度設(shè)置為厚，從第二發(fā)光層23發(fā)射的第七分量L23可以從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外，而幾乎不經(jīng)歷反射。換言之，當(dāng)?shù)谄叻至縇23被引導(dǎo)穿過(guò)第一光傳輸層15時(shí)，第七分量L23的吸收被抑制。由此，效率得到進(jìn)一步提聞。
[0063]因此,在該實(shí)施例中，從第一發(fā)光層13發(fā)射的第一光LlO和從第二發(fā)光層23發(fā)射的第二光L20可以高效率地提取到元件外。
[0064]然后，通過(guò)調(diào)整第一發(fā)光層13的第一光LlO的強(qiáng)度和第二發(fā)光層23的第二光L20的強(qiáng)度，獲得任何類(lèi)型的光且獲得高的顏色再現(xiàn)性。
[0065]另一方面，在該實(shí)施例中，第二發(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2是短的。光反射層40熱連接到散熱構(gòu)件45。通過(guò)將第二發(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2設(shè)置得短一些，例如，在第二發(fā)光單元20處生成的熱通過(guò)光反射層40被有效地傳導(dǎo)到散熱構(gòu)件45。由此，可以抑制第二發(fā)光單元20的溫度升高；第二發(fā)光單元20 (第二發(fā)光層23)的發(fā)光效率得到提高。
[0066]另一方面，在第一發(fā)光單元10處生成的熱的一部分通過(guò)第二發(fā)光單元20并且通過(guò)光反射層40也有效地傳導(dǎo)到散熱構(gòu)件45。由此，可以抑制第一發(fā)光單元10的溫度升高；第一發(fā)光單兀10 (第一發(fā)光層13)的發(fā)光效率得以提高。在第一發(fā)光單兀10處生成的熱被傳導(dǎo)到第二發(fā)光單元20。由于距離t2在該實(shí)施例中是短的，因此第二發(fā)光單元20的熱耗散高；從第一發(fā)光單元10傳導(dǎo)到第二發(fā)光單元20的熱也有效地傳導(dǎo)到散熱構(gòu)件45。
[0067]另一方面，有這樣的參考示例配置，其中布置具有相互不同的波長(zhǎng)特性的多個(gè)LED以獲得各種顏色的光。換言之，LED未堆疊。在這樣的情況下，發(fā)生顏色隨發(fā)射光的方向而變化的現(xiàn)象。此現(xiàn)象有時(shí)稱為“顏色分離(color breakup)”。在顏色分離中，例如，光的顏色在垂直于LED主表面(例如發(fā)光表面)的方向和傾斜方向之間變化。例如，顏色在繞與主表面垂直的方向旋轉(zhuǎn)的方向(例如，X-Y平面中的方向)之間變化。例如，光在向前方向是白的，在向右傾斜方向是白色泛藍(lán)的，在向上傾斜方向是白色泛黃的。這是因?yàn)?，由于布置了多個(gè)LED，所以當(dāng)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，來(lái)自LED的光的角度發(fā)生了變化。
[0068]在該實(shí)施例中，發(fā)出相互不同波長(zhǎng)的光的第一發(fā)光單元10和第二發(fā)光單元20疊置。因此，顏色分離得到抑制。換言之，獲得了基本上不依賴于方向的均勻多色光。
[0069]因此，根據(jù)該實(shí)施例，獲得了高效率并且均勻的多色光。
[0070]在第一發(fā)光單兀10中提供的第一光傳輸層15可以包括例如藍(lán)寶石襯底或GaN襯底。例如，通過(guò)在用于形成第一光傳輸層15的藍(lán)寶石襯底上按順序執(zhí)行外延生長(zhǎng)來(lái)形成第二半導(dǎo)體層12、第一發(fā)光層13以及第一半導(dǎo)體層11。該生長(zhǎng)襯底可以用作第一光傳輸層
15。例如，第一發(fā)光單元10是具有面朝上結(jié)構(gòu)的LED。
[0071]這樣的第一發(fā)光單元10設(shè)置在第二發(fā)光單元20上。對(duì)第一發(fā)光單元10的操縱是容易的，因?yàn)榈谝话l(fā)光單元10的結(jié)構(gòu)包括厚的第一光傳輸層15 (例如，藍(lán)寶石襯底等)。因此，將第一發(fā)光單元10置于第二發(fā)光單元20上的過(guò)程是容易的；獲得了高生產(chǎn)率。
[0072]另一方面，第二發(fā)光單元20可以包括具有薄膜結(jié)構(gòu)的LED。在第二發(fā)光單元20中，例如，通過(guò)在未示出的生長(zhǎng)襯底上按順序執(zhí)行外延生長(zhǎng)來(lái)形成第三半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層23以及第四半導(dǎo)體層22。然后，例如，在第四半導(dǎo)體層22的表面上形成光反射層40之后，生長(zhǎng)襯底被去除?？梢栽趯⑸針?gòu)件45連接到光反射層40之后實(shí)施生長(zhǎng)襯底的去除。
[0073]在第二發(fā)光單元20中，在通過(guò)外延生長(zhǎng)來(lái)形成第三半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層23以及第四半導(dǎo)體層22之后，生長(zhǎng)襯底被去除。由此，第二發(fā)光單元20和第一發(fā)光單元10之間的距離得到縮短，同時(shí)縮短了第二發(fā)光單元20的第二發(fā)光層23與光反射層40之間的距離t2。由此，獲得了高熱導(dǎo)率。
[0074]此時(shí)，第二發(fā)光單元20至少結(jié)合到光反射層40。光反射層40充當(dāng)支承薄的第二發(fā)光單元20的支承體。進(jìn)一步地，例如，散熱構(gòu)件45也充當(dāng)支承薄的第二發(fā)光單元20的支承體。由此，第二發(fā)光單元20的機(jī)械強(qiáng)度是高的。因此，可以容易地實(shí)施第二發(fā)光單元20和第一發(fā)光單元10的堆疊過(guò)程。
[0075]另一方面，還可以考慮其中第一發(fā)光單元10具有薄膜結(jié)構(gòu)的參考示例。在薄膜結(jié)構(gòu)中，提供支承薄的半導(dǎo)體層的支承體。在光透射率低的襯底(例如，硅襯底、金屬襯底等)用作支承體的情況下，第二發(fā)光單元20的光(第二光L20)不能穿過(guò)該襯底。
[0076]因此，在該實(shí)施例中，使用這樣的面向上的結(jié)構(gòu)作為第一發(fā)光單元10:其中光透射性的生長(zhǎng)襯底可用作第一光傳輸層15。由此，可以獲得合適的機(jī)械強(qiáng)度，并且制造是容易的，同時(shí)通過(guò)使第二發(fā)光單元20的光穿過(guò)第一光傳輸層15而獲得了期望的光提取效率。
[0077]如此，在該實(shí)施例中，制造過(guò)程是容易的；實(shí)際應(yīng)用性高。根據(jù)該實(shí)施例，可以提供能獲得均勻多色光的高效實(shí)用的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0078]例如，可以考慮這樣的參考示例:其中疊置具有面朝上結(jié)構(gòu)的多個(gè)LED。在這樣的情況下，例如，也為散熱構(gòu)件45附近的LED提供生長(zhǎng)襯底。不能獲得良好的熱耗散，因?yàn)樯L(zhǎng)襯底厚。
[0079]此外，在其中具有面朝上結(jié)構(gòu)的多個(gè)LED疊置的參考示例中，還可以考慮通過(guò)在多個(gè)LED之間提供特殊光學(xué)功能層來(lái)嘗試提高光提取效率。光學(xué)功能層透射來(lái)自下側(cè)的LED的光，并且反射來(lái)自上側(cè)的LED的光。在這樣的結(jié)構(gòu)中，有更多的構(gòu)件(光學(xué)功能層)。
[0080]在該實(shí)施例中，可以從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s提取光，因?yàn)樵谏蟼?cè)在第一發(fā)光層13和光反射層40之間提供的第一光傳輸層15的厚度tl被設(shè)置為厚(不小于距離t2的10倍)，所以能獲得高的光提取效率。同時(shí)，通過(guò)將第二發(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2設(shè)置為短(不超過(guò)厚度tl的1/10)，獲得了高的散熱效率。于是，在該實(shí)施例中，提供了其中能獲得聞的光提取效率和聞的散熱效率的特殊結(jié)構(gòu)。
[0081]在該實(shí)施例中，從第二發(fā)光層23發(fā)出的第二光L20主要沿Z軸方向(垂直于光反射層40的主表面的方向)發(fā)出，因?yàn)榈诙l(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2短。第二光L20的Z軸方向分量的比例高于第二光L20的X-Y平面分量的比例。另一方面，從第一發(fā)光層13發(fā)出的第一光LlO的展開(kāi)角度大，因?yàn)榈谝还鈧鬏攲?5的厚度tl厚并且第一發(fā)光層13和光反射層40之間的距離長(zhǎng)。換言之，第二光L20的方向性高于第一光LlO的方向性。由此，第一光LlO和第二光L20的合成光的顏色均勻性得到提高。
[0082]例如，在來(lái)自光反射層40附近的發(fā)光層的光的方向性低于來(lái)自遠(yuǎn)離光反射層40的發(fā)光層的光的方向性的情況下，顏色在沿Z軸方向的方向和離Z軸方向大角度的方向之間大幅變化。
[0083]在該實(shí)施例中，第二光L20的方向性可以設(shè)置為高于第一光LlO的方向性；并且由此，在沿Z軸方向的方向和離Z軸方向大角度的方向之間顏色的變化是小的。
[0084]在該實(shí)施例中，第一光傳輸層15的厚度tl是第二發(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2的1000倍或更小是有利的。厚度tl可以是距離t2的500倍或更小。在第一光傳輸層15的厚度tl太厚的情況下,在第一發(fā)光層13處生成的熱不能通過(guò)第一光傳輸層15容易地傳導(dǎo)到光反射層40。因此，散熱差。通過(guò)將厚度tl設(shè)置為距離t2的1000倍或更小，獲得了良好的散熱。通過(guò)將厚度tl設(shè)置為距離t2的500倍或更小進(jìn)一步改善了散熱。
[0085]在該實(shí)施例中，從第一發(fā)光層13發(fā)出的第一光LlO的波長(zhǎng)(第一峰值波長(zhǎng))比從第二發(fā)光層23發(fā)出的第二光L20的波長(zhǎng)(第二峰值波長(zhǎng))短是有利的。
[0086]在該實(shí)施例中，第一光LlO的一部分穿過(guò)第二發(fā)光單元20，被光反射層40反射，并且再次穿過(guò)第二發(fā)光單元20。換言之，第一光LlO的一部分穿過(guò)第二發(fā)光單元20兩次。因此，在第二發(fā)光單元20對(duì)第一光LlO的波長(zhǎng)的光的吸收率高的情況下，光損失變得非常大。另一方面，第二光L20的一部分穿過(guò)第一發(fā)光單兀10。第二光L20的該部分穿過(guò)第一發(fā)光單兀10 —次。因此,第二光L20的一部分在第一發(fā)光單兀10處被吸收對(duì)效率的影響相對(duì)較小。
[0087]在該實(shí)施例中，例如，第一光LlO的第一峰值波長(zhǎng)設(shè)置為比第二光的第二峰值波長(zhǎng)短。例如，第一發(fā)光單元10的第一發(fā)光層13中包括的阱層的帶隙能設(shè)置為大于第二發(fā)光單元20的第二發(fā)光層23中包括的阱層的帶隙能。由此，第二發(fā)光層23中包括的阱層對(duì)第一光LlO的波長(zhǎng)的光的吸收率可以是低的。由此，可以抑制光損失；并且可以提高發(fā)光效率。
[0088]圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性的曲線圖。
[0089]圖2示出第一光LlO和第二光L20的光譜。在圖2中，水平軸是波長(zhǎng)λ (納米(nm))。垂直軸是光強(qiáng)度Int (任意單位)。
[0090]如圖2所示，第一光LlO的第一峰值波長(zhǎng)Lpl大約是440nm。第二光L20的第二峰值波長(zhǎng)Lp2大約是560nm。第一光LlO是藍(lán)光；第二光L20是黃光。通過(guò)混合這樣的第一光LlO和這樣的第二光L20，獲得基本白色的光。
[0091]雖然在上面列舉的半導(dǎo)體發(fā)光元件110中提供了兩個(gè)發(fā)光單元，即兩個(gè)發(fā)光層，但是發(fā)光單元(發(fā)光層)的數(shù)量可以是三個(gè)或更多。
[0092]圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0093]如圖3所示，除了第一發(fā)光單元10、第二發(fā)光單元20、光反射層40以及散熱構(gòu)件45之外，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件111還包括第三發(fā)光單元30。第三發(fā)光單元30設(shè)置在第一發(fā)光單元10和第二發(fā)光單元20之間。關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光元件110描述的結(jié)構(gòu)適用于半導(dǎo)體發(fā)光兀件111的第一發(fā)光單兀10、第二發(fā)光單兀20、光反射層40以及散熱構(gòu)件45的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在將描述第三發(fā)光單元30。
[0094]第三發(fā)光單元30包括第五半導(dǎo)體層31、第六半導(dǎo)體層32、第三發(fā)光層33以及第二光傳輸層35。
[0095]第五半導(dǎo)體層31設(shè)置在第一光傳輸層15和第三半導(dǎo)體層21之間。第五半導(dǎo)體層31具有第五導(dǎo)電類(lèi)型。第五導(dǎo)電類(lèi)型是從第一導(dǎo)電類(lèi)型和第二導(dǎo)電類(lèi)型中選擇的一個(gè)。
[0096]第六半導(dǎo)體層32設(shè)置在第五半導(dǎo)體層31和第三半導(dǎo)體層21之間。第六半導(dǎo)體層32具有第六導(dǎo)電類(lèi)型。第六導(dǎo)電類(lèi)型不同于第五半導(dǎo)體層31的導(dǎo)電類(lèi)型(第五導(dǎo)電類(lèi)型)。第六導(dǎo)電類(lèi)型是從第一導(dǎo)電類(lèi)型和第二導(dǎo)電類(lèi)型中選擇的另一個(gè)。
[0097]第三發(fā)光層33設(shè)置在第五半導(dǎo)體層31和第六半導(dǎo)體層32之間。第三發(fā)光層33發(fā)出第三峰值波長(zhǎng)的第三光L30。第三峰值波長(zhǎng)不同于第一峰值波長(zhǎng)并且不同于第二峰值波長(zhǎng)。
[0098]第二光傳輸層35設(shè)置在第六半導(dǎo)體層32和第三半導(dǎo)體層21之間。第二光傳輸層35至少對(duì)第三光L30是光透射性的。
[0099]第二光傳輸層35的厚度被設(shè)置為厚。第二光傳輸層35的厚度t3不小于第二發(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2的10倍。進(jìn)一步地，厚度t3可以是距離t2的50倍或更大；或者厚度t3可以是距離t2的100倍或更大。
[0100]甚至在這樣的情況下，藍(lán)寶石襯底或GaN襯底可以用作第二光傳輸層35。換言之，例如，通過(guò)在藍(lán)寶石等襯底上按順序執(zhí)行外延生長(zhǎng)來(lái)形成包括在第三發(fā)光單元30中的第六半導(dǎo)體層32、第三發(fā)光層33以及第五半導(dǎo)體層31。該生長(zhǎng)襯底用作第二光傳輸層35。可以使用具有面朝上結(jié)構(gòu)的LED作為第三發(fā)光單元30。
[0101]甚至在這樣的情況下，第三光L30的一部分從第二光傳輸層35的側(cè)表面35s發(fā)出。例如，作為第三光L30的一部分的光L31穿過(guò)第一發(fā)光單元10 (第一半導(dǎo)體層11)發(fā)射到外。
[0102]作為第三光L30的另一部分的光L32穿過(guò)第二光傳輸層35和第二發(fā)光單兀20,被光反射層40反射，穿過(guò)第二發(fā)光單兀20、第三發(fā)光單兀30和第一發(fā)光單兀(第一半導(dǎo)體層11)，并被發(fā)射到外。
[0103]作為第三光L30的另一部分的光L33穿過(guò)第二光傳輸層35和第二發(fā)光單兀20,被光反射層40反射，穿過(guò)第二發(fā)光單兀20,隨后通過(guò)第二光傳輸層35傳播,并且從第二光傳輸層35的側(cè)表面35s發(fā)射到外。
[0104]作為第三光L30的又一部分的光L34穿過(guò)第二光傳輸層35和第二發(fā)光單兀20,被光反射層40反射，穿過(guò)第二發(fā)光單兀20和第三發(fā)光單兀30,隨后通過(guò)第一光傳輸層15傳播，并且從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外。
[0105]另一方面，第一光LlO的一部分和第二光L20的一部分也可以從第二光傳輸層35的側(cè)表面35s發(fā)出。
[0106]例如，作為第一光LlO的一部分的光L15可以穿過(guò)第三發(fā)光單兀30和第二發(fā)光單兀20,被光反射層40反射，穿過(guò)第二發(fā)光單兀20,隨后通過(guò)第二光傳輸層35傳播,而從第二光傳輸層35的側(cè)表面35s發(fā)射到外。例如，作為第二光L20的一部分的光L24可以穿過(guò)第四半導(dǎo)體層22,被光反射層40反射，穿過(guò)第二發(fā)光單兀20,隨后通過(guò)第二光傳輸層35傳播，而從第二光傳輸層35的側(cè)表面35s發(fā)射到外。
[0107]類(lèi)似于半導(dǎo)體發(fā)光元件110，第一光LlO的一部分光可以從半導(dǎo)體發(fā)光元件111中的第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外。此外，第二光L20的一部分光可以從第一光傳輸層15的側(cè)表面15s發(fā)射到外。
[0108]在半導(dǎo)體發(fā)光元件111中，類(lèi)似于半導(dǎo)體發(fā)光元件110，也獲得了高的光提取效率和高的熱導(dǎo)率。此外，還可以抑制顏色分離的發(fā)生；獲得了均勻的多色光。進(jìn)一步地，制造是容易和實(shí)用的，因?yàn)榫w生長(zhǎng)襯底用作第三發(fā)光單元30的第二光傳輸層35，并且應(yīng)用了面朝上結(jié)構(gòu)。
[0109]在半導(dǎo)體發(fā)光元件111中，也可以提供可以獲得均勻多色光的高效率且實(shí)用的半導(dǎo)體發(fā)光兀件。
[0110]在半導(dǎo)體發(fā)光元件111中，第二光傳輸層35的厚度t3是第二發(fā)光層23和光反射層40之間的距離t2的1000倍或更小是有利的。厚度t3是距離t2的500倍或更小是更有利的。由此，獲得了良好的散熱。
[0111]在半導(dǎo)體發(fā)光元件111中，顏色的可控性得到提高，因?yàn)樘峁┝巳齻€(gè)發(fā)光單元(發(fā)光層)。獲得了更高的顏色再現(xiàn)性。
[0112]在半導(dǎo)體發(fā)光元件111中，第三光L30的第三峰值波長(zhǎng)設(shè)置在第一光LlO的第一峰值波長(zhǎng)和第二光L20的第二峰值波長(zhǎng)之間是有利的。由此，可以抑制光的吸收；獲得更高的發(fā)光效率。
[0113]圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性的曲線圖。圖4示出了第一光L10、第二光L20以及第三光L30的光譜。在圖4中，水平軸是波長(zhǎng)λ ;垂直軸是光強(qiáng)度Int。
[0114]如圖4所示，第一光LlO的第一峰值波長(zhǎng)Lpl大約是450nm。第二光L20的第二峰值波長(zhǎng)Lp2大約是630nm。第三光L30的第三峰值波長(zhǎng)Lp3大約是530nm。第一光LlO是藍(lán)光；第二光L20是紅光；第三光L30是綠光。
[0115]第一光LlO是藍(lán)波帶的光。第一光LlO具有例如小于495nm并且不小于400nm的波長(zhǎng)。
[0116]第二光L20是紅波帶的光。第二光L20具有例如不小于570nm并且不超過(guò)750nm的波長(zhǎng)。
[0117]第三光L30是綠波帶的光。第三光L30具有例如小于570nm并且不小于495nm的波長(zhǎng)。
[0118]在實(shí)施例中，可以堆疊四個(gè)或更多發(fā)光單元。例如，可以在第三發(fā)光單元30和第二發(fā)光單元20之間提供第四發(fā)光單元。
[0119]第一半導(dǎo)體層11的第一導(dǎo)電類(lèi)型例如是P型；第二半導(dǎo)體層12的第二導(dǎo)電類(lèi)型例如是η型。第一導(dǎo)電類(lèi)型可以是η型；第二導(dǎo)電類(lèi)型可以是P型。下面，將第一導(dǎo)電類(lèi)型作為P型；將第二導(dǎo)電類(lèi)型作為η型。
[0120]第三半導(dǎo)體層21的第三導(dǎo)電類(lèi)型例如是η型；第四半導(dǎo)體層22的第四導(dǎo)電類(lèi)型例如是P型。第三導(dǎo)電類(lèi)型可以是P型；第四導(dǎo)電類(lèi)型可以是η型。下面，將第三導(dǎo)電類(lèi)型作為η型；將第四導(dǎo)電類(lèi)型作為P型。
[0121]第五半導(dǎo)體層31的第五導(dǎo)電類(lèi)型例如是P型；第六半導(dǎo)體層32的第六導(dǎo)電類(lèi)型例如是η型。第五導(dǎo)電類(lèi)型可以是η型；第六導(dǎo)電類(lèi)型可以是ρ型。下面，將第五導(dǎo)電類(lèi)型作為P型；將第六導(dǎo)電類(lèi)型作為η型。
[0122]圖5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0123]在根據(jù)圖5所示實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件112中，第一發(fā)光單元10還包括第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17和第二半導(dǎo)體層側(cè)電極18。第一半導(dǎo)體層11設(shè)置在第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17和第一發(fā)光層13之間。第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17電連接到第一半導(dǎo)體層11。第二半導(dǎo)體層側(cè)電極18電連接到第二半導(dǎo)體層12。
[0124]例如，第二半導(dǎo)體層12具有第一部分12a和第二部分12b。第二部分12b沿與Z軸方向(從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11堆疊的方向)交叉的方向與第一部分12a布置在一起。例如，第二部分12b在X-Y平面中與第一部分12a布置在一起。
[0125]第一半導(dǎo)體層11設(shè)置在第二半導(dǎo)體層12的第一部分12a與第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17之間。第一發(fā)光層13設(shè)置在第一部分12a和第一半導(dǎo)體層11之間。第二半導(dǎo)體層側(cè)電極18設(shè)置在第二半導(dǎo)體層12的第二部分12b上。
[0126]第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17例如是光透射性的。第二半導(dǎo)體層側(cè)電極18可以是光透射性的、光反射性的、或光阻擋性的。
[0127]第二發(fā)光單元20還包括第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27。在該示例中，第三半導(dǎo)體層21設(shè)置在第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27和第二發(fā)光單元20之間。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27電連接到第三半導(dǎo)體層21。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27例如是光透射性的。
[0128]在示例中，光反射層40電連接到第四半導(dǎo)體層22。換言之，光反射層40充當(dāng)?shù)谒陌雽?dǎo)體層側(cè)電極28。
[0129]第三發(fā)光單元30還包括第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37和第六半導(dǎo)體層側(cè)電極38。第五半導(dǎo)體層31設(shè)置在第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37和第三發(fā)光層33之間。第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37電連接到第五半導(dǎo)體層31。第六半導(dǎo)體層側(cè)電極38電連接到第六半導(dǎo)體層32。
[0130]例如，第六半導(dǎo)體層32具有第三部分32a和第四部分32b。第四部分32b沿與Z軸方向交叉的方向與第三部分32a設(shè)置在一起。例如，第四部分32b在X-Y平面中與第三部分32a設(shè)置在一起。
[0131]第五半導(dǎo)體層31設(shè)置在第六半導(dǎo)體層32的第三部分32a和第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37之間。第三發(fā)光層33設(shè)置在第三部分32a和第五半導(dǎo)體層31之間。第六半導(dǎo)體層側(cè)電極38設(shè)置在第六半導(dǎo)體層32的第四部分32b上。
[0132]第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37例如是光透射性的。第六半導(dǎo)體層側(cè)電極38可以是光透射性的、光反射性的、或光阻擋性的。
[0133]第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17、第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27以及第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37可以包括氧化物，該氧化物包括從包括In、Sn、Zn以及Ti的組中選擇的至少一種元素。這些光透射性電極可以包括例如氧化銦(ITO)膜。這些電極的厚度例如不小于0.1 μπι并且不超過(guò)0.4 μ m，例如大約0.2 μ m。通過(guò)使用這樣的材料和厚度，獲得了高透射率和低電阻。
[0134]第二半導(dǎo)體層側(cè)電極18和第六半導(dǎo)體層側(cè)電極38包括例如Ti/Pt/Au的層疊膜。在這樣的層疊膜中，例如，Pt膜設(shè)置在Au膜和半導(dǎo)體層之間。Ti膜設(shè)置在Pt膜和半導(dǎo)體層之間。
[0135]光反射層40包括例如與第四半導(dǎo)體層22歐姆接觸的反射金屬層41。反射金屬層41包括從Ag (銀)、A1 (鋁)以及銠(Rh)中選擇的至少一種。例如，光反射層40可以包括從Ag、Al以及銠中選擇的至少一種。光反射層40可以包括例如層疊膜，該層疊膜包括從Ag膜、Al膜以及Rh膜中選擇的至少一種膜。如下所述，可以使用光透射膜和光反射膜的層疊膜作為光反射層40。
[0136]驅(qū)動(dòng)單元46連接到這些電極。在該示例中，驅(qū)動(dòng)單元46包括第一到第三驅(qū)動(dòng)電路46a到46c。第一驅(qū)動(dòng)電路46a連接到第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17和第二半導(dǎo)體層側(cè)電極
18。第二驅(qū)動(dòng)電路46b連接到第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27和光反射層40 (第四半導(dǎo)體層側(cè)電極28)。第三驅(qū)動(dòng)電路46c連接到第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37和第六半導(dǎo)體層側(cè)電極38。
[0137]例如，第一到第三驅(qū)動(dòng)電路46a到46c向分別連接到第一到第三驅(qū)動(dòng)電路46a到46c的電極施加電壓。電壓可彼此獨(dú)立地改變。由此，對(duì)于第一發(fā)光層13、第二發(fā)光層23以及第三發(fā)光層33，發(fā)出的光的強(qiáng)度可以獨(dú)立地變化。由此，獲得了所需顏色的光。
[0138]例如，使用鍵合導(dǎo)線作為第一驅(qū)動(dòng)電路46a與第一半導(dǎo)體層側(cè)電極17之間的連接以及第一驅(qū)動(dòng)電路46a與第二半導(dǎo)體層側(cè)電極18之間的連接。例如，使用鍵合導(dǎo)線作為第三驅(qū)動(dòng)電路46c與第五半導(dǎo)體層側(cè)電極37之間的連接以及第三驅(qū)動(dòng)電路46c與第六半導(dǎo)體層側(cè)電極38之間的連接?？梢允褂萌魏畏椒ㄗ鳛榈诙?qū)動(dòng)電路46b與第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27之間的連接以及第二驅(qū)動(dòng)電路46b與光反射層40 (第四半導(dǎo)體層側(cè)電極28)之間的連接。鍵合導(dǎo)線可以用于這些連接。
[0139]分別將上述電極連接到驅(qū)動(dòng)電路的導(dǎo)體(包括導(dǎo)線和/或互連層)可以被共享。例如,連接到第一驅(qū)動(dòng)電路46a的多個(gè)導(dǎo)體之一可以連接到第三驅(qū)動(dòng)電路46c。例如，連接到第二驅(qū)動(dòng)電路46b的多個(gè)導(dǎo)體之一可以連接到第三驅(qū)動(dòng)電路46c。
[0140]半導(dǎo)體發(fā)光元件112還包括支承層43。光反射層40設(shè)置在支承層43和第四半導(dǎo)體層22之間。支承層43包括例如Si襯底等等?？梢允褂媒饘賹?例如，Cu層)等作為支承層43。支承層43結(jié)合到光反射層40。支承層43支承光反射層40、第四半導(dǎo)體層22、第二發(fā)光層23以及第三半導(dǎo)體層21。S卩，光反射層43設(shè)置在支承層43和第二半導(dǎo)體層20之間。例如，支承層43的導(dǎo)熱率高于第一光傳輸層15的導(dǎo)熱率。
[0141]散熱構(gòu)件45可以包括例如由AlN等制成的封裝。散熱構(gòu)件45可以包括金屬。
[0142]在發(fā)光單元處生成的熱通過(guò)光反射層40和支承層43有效地傳導(dǎo)到散熱構(gòu)件45。
[0143]根據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光元件112，也可以提供可獲得均勻多色光的高效率且實(shí)用的半導(dǎo)體發(fā)光兀件。
[0144]根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件可以發(fā)出多色光。在半導(dǎo)體發(fā)光元件中提供了光反射層40和具有相互不同波長(zhǎng)的多個(gè)發(fā)光單兀。光反射層40設(shè)置在與發(fā)光表面相反一側(cè)的背表面處。多個(gè)發(fā)光單兀堆疊在光反射層40上。散熱構(gòu)件45設(shè)置在光反射層40下面。
[0145]最靠近散熱構(gòu)件45的第二發(fā)光單元20包括例如紅光LED (具有大約630nm的波長(zhǎng))。第二發(fā)光單元20包括例如具有薄膜結(jié)構(gòu)的LED。光反射層40設(shè)置在散熱構(gòu)件45和第二發(fā)光單元20的第四半導(dǎo)體層22之間。光反射層40包括例如Ag膜。S1、金屬等的支承層43可以設(shè)置在光反射層40和散熱構(gòu)件45之間。第二發(fā)光單元20具有垂直導(dǎo)電電極結(jié)構(gòu)。從第二發(fā)光單元20發(fā)出的紅光主要朝上傳播。
[0146]第三發(fā)光單元30設(shè)置在發(fā)紅光的第二發(fā)光單元20上。第三發(fā)光單元30包括綠光LED (具有大約530nm的波長(zhǎng))。第三發(fā)光單元30的第二光傳輸層35包括例如藍(lán)寶石襯底。第三發(fā)光單元30基本上是透明的。從下面照射的紅光可以穿過(guò)第三發(fā)光單元30而沒(méi)有大的損失。第二光傳輸層35 (藍(lán)寶石襯底)是絕緣的；與第二光傳輸層35下面的第二發(fā)光單元20的電氣獨(dú)立性可以得到維持。
[0147]第一發(fā)光單兀10設(shè)置在發(fā)綠光的第三發(fā)光單兀30上。第一發(fā)光單兀10包括藍(lán)光LED (具有大約450nm的波長(zhǎng))。第一發(fā)光單元10的第一光傳輸層15也包括例如藍(lán)寶石襯底。第一發(fā)光單元10也是基本透明的。從下面照射的紅光和綠光可以穿過(guò)第一發(fā)光單兀10而沒(méi)有大損失。第一光傳輸層15 (藍(lán)寶石襯底)是絕緣的；與第一光傳輸層15下面的第三發(fā)光單元30的電氣獨(dú)立性可以得到維持。
[0148]這些發(fā)光單元可以通過(guò)例如光透射性的結(jié)合層而彼此結(jié)合。例如，可以在第一發(fā)光單元10和第三發(fā)光單元30之間提供第一結(jié)合層44a?？梢栽诘谌l(fā)光單元30和第二發(fā)光單元20之間提供第二結(jié)合層44b。從第一結(jié)合層44a和第二結(jié)合層44b中選擇的至少一個(gè)可以包括例如絕緣有機(jī)膜、絕緣無(wú)機(jī)膜(例如，二氧化硅膜)、導(dǎo)電無(wú)機(jī)膜(例如，ITO膜)等。從第一粘結(jié)層44a和第二粘結(jié)層44b中選擇的至少一個(gè)可以包括例如硅酮膜。
[0149]在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，可以省略用于改善顏色分離的擴(kuò)散板等，因?yàn)轭伾蛛x得到抑制。進(jìn)一步地，因?yàn)樵诓皇褂脽晒?劑的情況下獲得了所需顏色(白)的光，因此沒(méi)有Stokes位移損失；并且獲得了高發(fā)光效率。進(jìn)一步地，因?yàn)槎鄠€(gè)發(fā)光單元可以被獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)，所以獲得了所需顏色的光。元件可以小一些，因?yàn)槎鄠€(gè)發(fā)光單元被疊置。
[0150]在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體層和發(fā)光層可以包括例如氮化物半導(dǎo)體。例如，半導(dǎo)體層可以包括GaN。適當(dāng)?shù)叵虬雽?dǎo)體層添加雜質(zhì)，以提供帶有導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層。
[0151]在使用氮化物半導(dǎo)體的情況下，η型雜質(zhì)包括例如從S1、Ge以及Sn中選擇的至少一種。P型雜質(zhì)包括例如從Mg和Zn中選擇的至少一種。
[0152]發(fā)光層包括阱層和沿Z軸方向與阱層堆疊的勢(shì)壘層。阱層包括例如AlxlInylGanylN (O ( xl<l 并且 0〈yl〈l)。勢(shì)壘層包括例如 Α1χ2Ιη#&1_χ2_?2Ν (O ( χ2〈1，O ( y2〈l,并且y2〈yl)。勢(shì)魚(yú)層的帶隙能大于講層的帶隙能。
[0153]例如，第一發(fā)光層13中包括的阱層的In成分比率低于第二發(fā)光層23中包括的阱層的In成分比率。例如，第一發(fā)光層13中包括的講層的In成分比率低于第三發(fā)光層33中包括的阱層的In成分比率。例如，第三發(fā)光層33中包括的阱層的In成分比率低于第二發(fā)光層23中包括的阱層的In成分比率。
[0154]發(fā)光層可以具有單量子阱(SQW)配置?；蛘?，發(fā)光層可以具有多量子阱(MQW)配置。
[0155]這些氮化物半導(dǎo)體層通過(guò)在生長(zhǎng)襯底(例如，藍(lán)寶石襯底或GaN襯底)上的外延生長(zhǎng)而形成。例如，可以使用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD )、金屬有機(jī)氣相處延(MOVPE )、分子束外延(MBE )、氫化物氣相處延(HVPE )等來(lái)執(zhí)行晶體生長(zhǎng)。
[0156]例如，在使用MOCVD或MOVPE的情況下，當(dāng)形成半導(dǎo)體層時(shí)，可以使用下列源材料。例如，可以使用TMGa (三甲基鎵)和TEGa (三乙基鎵)作為Ga的源材料。例如，可以使用TMIn (三甲基銦)、TEIn (三乙基銦)等作為In的源材料。例如，可以使用TMAl (三甲基鋁)等作為Al的源材料。例如，可以使用NH3 (氨)、MMHy (單甲基肼)、DMHy (二甲基阱)等作為N的源材料?？梢允褂肧iH4 (甲硅烷)、Si2H6 (乙硅烷)等作為Si的源材料。
[0157]發(fā)射長(zhǎng)波長(zhǎng)光的發(fā)光單元可以包括除氮化物半導(dǎo)體之外的半導(dǎo)體。[0158]例如，第二發(fā)光單元20可以包括GaP半導(dǎo)體。例如，第三半導(dǎo)體層21可以包括η型ΙηΑΙΡ。例如，第二發(fā)光層23可以包括GaAlP。例如，第四半導(dǎo)體層22可以包括ρ型ΙηΑΙΡ。
[0159]這樣的半導(dǎo)體層是通過(guò)例如用MOCVD等在例如η型GaAs襯底上的晶體生長(zhǎng)形成的。例如，可以使用諸如TMG、TMA、TMI等之類(lèi)的有機(jī)金屬和諸如胂(AsH3)、磷化氫(PH3)等之類(lèi)的氫化氣體來(lái)形成這樣的半導(dǎo)體層。例如，向η型半導(dǎo)體中添加Si ;例如，向ρ型半導(dǎo)體中添加Zn。例如，使用硅烷作為Si的源材料。例如，使用二甲基鋅作為Zn的源材料。使用氫氣等作為載氣。
[0160]在這些半導(dǎo)體層的形成中，在生長(zhǎng)襯底上形成緩沖層；在緩沖層上形成各種半導(dǎo)體層。
[0161]圖6是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0162]圖6示出光反射層40的示例。發(fā)光單元的配置與上述配置相同；因此將省略對(duì)其的描述。圖6沒(méi)有不出第一發(fā)光單兀10和第三發(fā)光單兀30。在不例中，光反射層40電連接到第四半導(dǎo)體層22。
[0163]在根據(jù)圖6所示實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件113中，光反射層40包括反射性金屬層41和光透射性導(dǎo)電膜42。光透射性導(dǎo)電膜42設(shè)置在反射性金屬層41和第四半導(dǎo)體層22之間。光透射性導(dǎo)電膜42至少對(duì)第二光是光透射性的。光透射性導(dǎo)電膜42接觸第四半導(dǎo)體層22。光透射性導(dǎo)電膜42是導(dǎo)電的。光透射性導(dǎo)電膜42與第四半導(dǎo)體層22歐姆接觸。反射性金屬層41電接觸光透射性導(dǎo)電膜42。
[0164]如此,光反射層40可以包括反射性金屬層41和光透射性導(dǎo)電膜42的層疊膜。在半導(dǎo)體發(fā)光元件113中，也可以提供可獲得均勻多色光的高效率和實(shí)用的半導(dǎo)體發(fā)光元件。半導(dǎo)體發(fā)光元件110到112和半導(dǎo)體發(fā)光元件110到112的變型的光反射層40的層疊配置適用于半導(dǎo)體發(fā)光元件113。
[0165]圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0166]圖7示出光反射層40的示例。發(fā)光單元的配置可以與上述配置相同；因此將省略對(duì)其的描述。圖7沒(méi)有示出第一發(fā)光單元10和第三發(fā)光單元30。在該示例中，光反射層40電連接到第三半導(dǎo)體層21。
[0167]如圖7所示，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件114中，光反射層40包括反射性金屬層41和光透射性導(dǎo)電膜42。光透射性導(dǎo)電膜42設(shè)置在反射性金屬層41和第三半導(dǎo)體層21之間。光透射性導(dǎo)電膜42至少對(duì)第二光是光透射性的。光透射性導(dǎo)電膜42接觸第三半導(dǎo)體層21。光透射性導(dǎo)電膜42是導(dǎo)電的。光透射性導(dǎo)電膜42具有與第三半導(dǎo)體層21的歐姆接觸。反射性金屬層41電接觸光透射性導(dǎo)電膜42。
[0168]在半導(dǎo)體發(fā)光元件114中，絕緣層26設(shè)置在第四半導(dǎo)體層22和光反射層40之間以及在第二發(fā)光層23和光反射層40之間。絕緣層26在第四半導(dǎo)體層22和支承層43之間延伸。第四半導(dǎo)體層22和第二發(fā)光層23通過(guò)絕緣層26與支承層43(以及光反射層40)絕緣。
[0169]在半導(dǎo)體發(fā)光元件114中，也可以提供可獲得均勻多色光的高效率和實(shí)用的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0170]在半導(dǎo)體發(fā)光元件113和114中，反射性金屬層41可以包括從銀、鋁以及銠中選擇的至少一種。光透射性導(dǎo)電膜42可以包括其中包括從由In、Sn、Zn以及Ti構(gòu)成的組中選擇的至少一種元素的氧化物。光透射性導(dǎo)電膜42包括例如ITO。光透射性導(dǎo)電膜42的厚度例如不小于0.1 μ m并且不超過(guò)0.4 μ m,例如大約0.2 μ m。
[0171]現(xiàn)在將描述第二發(fā)光單元20的電極的示例。
[0172]圖8是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性透視圖。
[0173]圖8沒(méi)有不出第一發(fā)光單兀10和第三發(fā)光單兀30的一部分。
[0174]在根據(jù)圖8所示實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件115中，第二發(fā)光單元20包括第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27和第三半導(dǎo)體層側(cè)墊(pad)單元27p。光反射層40電連接到第四半導(dǎo)體層22。
[0175]第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27設(shè)置在第三半導(dǎo)體層21和第一光傳輸層15之間。在提供第三發(fā)光單元30的情況下，第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27設(shè)置在第三半導(dǎo)體層21和第二光傳輸層35之間。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27電連接到第三半導(dǎo)體層21。
[0176]第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p設(shè)置在第一光傳輸層15—側(cè)的第三半導(dǎo)體層21的表面21a上。在示例中，當(dāng)投影到X-Y平面(垂直于從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的層疊方向的平面)中時(shí)，第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p設(shè)置在表面21a的不與第一光傳輸層15重疊的部分21r上。第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p電連接到第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27。
[0177]在該示例中，第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27包括例如金屬膜。在該示例中，第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27具有從第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p延伸的精細(xì)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27的光吸收可以得到抑制。當(dāng)投影到X-Y平面上時(shí)，第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p不重疊第一光傳輸層15。例如，導(dǎo)線等連接到第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p。
[0178]圖9是示出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性透視圖。
[0179]圖9沒(méi)有示出第一發(fā)光單元10和第三發(fā)光單元30的一部分。
[0180]如圖9所示，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件116中，也提供了第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27和第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p。在這樣的情況下，光反射層40也電連接到第四半導(dǎo)體層22。
[0181 ] 在該示例中，第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27包括光透射性導(dǎo)電膜。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27具有大的表面積。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27的光吸收可以得到抑制。在該示例中，當(dāng)投影到X-Y平面上時(shí)，第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p也不重疊第一光傳輸層15。例如，導(dǎo)線等連接到第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p。
[0182]在半導(dǎo)體發(fā)光元件115和116中，在第二發(fā)光單元20的半導(dǎo)體層中流動(dòng)的電流主要沿Z軸方向流動(dòng)。這些半導(dǎo)體發(fā)光元件是垂直傳導(dǎo)型半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0183]圖1OA和圖1OB是不出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光兀件的不意圖。
[0184]圖1OA是示意性透視圖。圖1OB是沿圖1OA的線A1-A2的截面圖。在這些附圖中沒(méi)有不出第一發(fā)光單兀10和第三發(fā)光單兀30的一部分。
[0185]在根據(jù)圖1OA和圖1OB所示實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件117中，第二發(fā)光單元20包括絕緣層26、第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27和第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p。光反射層40電連接到第四半導(dǎo)體層22。
[0186]當(dāng)投影到X-Y平面(垂直于從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的層疊方向的平面)上時(shí)，絕緣層具有重疊第一光傳輸層15的部分26a和不重疊第一光傳輸層15的部分26b。
[0187]第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27設(shè)置在第三半導(dǎo)體層21和絕緣層26的上述重疊部分26a之間。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27電連接到第三半導(dǎo)體層。
[0188]第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p設(shè)置在第一光傳輸層15 —側(cè)的上述絕緣層26的不重疊部分26b的表面26bu上。第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元27p電連接到第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27。
[0189]絕緣層26將第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27與第四半導(dǎo)體層22絕緣，并且將第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27與第二發(fā)光層23絕緣。
[0190]圖1lA和圖1lB是不出根據(jù)第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光兀件的不意圖。
[0191]圖1lA是示意性透視圖。圖1lB是沿圖1lA的線B1-B2的截面圖。在這些附圖中沒(méi)有不出第一發(fā)光單兀10和第三發(fā)光單兀30的一部分。
[0192]在根據(jù)圖1IA和圖1IB所示實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件118中，第二發(fā)光單元20包括第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27、第四半導(dǎo)體層側(cè)墊單元28p以及絕緣層26。在該示例中，光反射層40電連接到第三半導(dǎo)體層21。
[0193]第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27設(shè)置在光反射層40和第三半導(dǎo)體層21之間。第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27將光反射層40電連接到第三半導(dǎo)體層21。
[0194]當(dāng)投影到X-Y平面(垂直于從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的層疊方向的平面)上時(shí)，第四半導(dǎo)體層22具有不重疊第一光傳輸層15的部分22b。第四半導(dǎo)體層側(cè)墊單元28p設(shè)置在上述第四半導(dǎo)體層22的不重疊部分22b上。第四半導(dǎo)體層側(cè)墊單元28p電連接到第四半導(dǎo)體層22。
[0195]絕緣層26具有將第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27與第四半導(dǎo)體層22絕緣并且將第三半導(dǎo)體層側(cè)電極27與第二發(fā)光層23絕緣的部分26c。在該示例中，絕緣層26還具有將第四半導(dǎo)體層側(cè)墊單元28p與第三半導(dǎo)體層21絕緣并且將第四半導(dǎo)體層側(cè)墊單元28p與第二發(fā)光層23絕緣的部分26d。
[0196]在半導(dǎo)體發(fā)光元件117和118中，在第二發(fā)光單元20的半導(dǎo)體層中流動(dòng)的電流例如沿X-Y平面并且沿Z軸方向流過(guò)第三半導(dǎo)體層21。這些半導(dǎo)體發(fā)光元件是橫向?qū)щ娦桶雽?dǎo)體發(fā)光元件。
[0197]第二實(shí)施例
[0198]圖12是示出根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。
[0199]如圖12所示，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件121包括光反射層40、第一發(fā)光單元10、第二發(fā)光單元20以及第三發(fā)光單元30。雖然在該示例中提供了第三發(fā)光單元30，但是，第三發(fā)光單元30在需要時(shí)提供，其可以省略。這些發(fā)光單元中包括的半導(dǎo)體層和發(fā)光層的配置類(lèi)似于關(guān)于第一實(shí)施例所描述的那些。現(xiàn)在將描述向第一實(shí)施例添加的配置。
[0200]在該示例中，第一發(fā)光單元10包括第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv和第一半導(dǎo)體層絕緣層lli。第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv沿Z軸方向(從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的方向)穿透第二半導(dǎo)體層12、第一發(fā)光層13以及第一光傳輸層15。第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv電連接到第一半導(dǎo)體層11。
[0201]第一半導(dǎo)體層絕緣層Ili設(shè)置在第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv和第二半導(dǎo)體層12之間以及在第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv和第一發(fā)光層13之間。在該示例中，第一半導(dǎo)體層絕緣層Ili還設(shè)置在第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv和第一光傳輸層15之間。[0202]在該示例中，第一發(fā)光單元10還包括第一半導(dǎo)體層互連電極lip。第一半導(dǎo)體層互連電極Ilp設(shè)置在第二發(fā)光單元20 —側(cè)的第一光傳輸層15的表面15b上。第一半導(dǎo)體層互連電極Ilp電連接到第一半導(dǎo)體層穿通電極llv。例如，第一半導(dǎo)體層互連電極Ilp投影到X-Y平面(垂直于層疊方向的平面)上的表面積大于第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv投影到X-Y平面上的表面積。例如，當(dāng)被X-Y平面切割時(shí)第一半導(dǎo)體層互連電極Ilp的表面積大于當(dāng)被X-Y平面切割時(shí)第一半導(dǎo)體層穿通電極Ilv的表面積。
[0203]在該示例中，第一發(fā)光單元10還包括第二半導(dǎo)體層穿通電極12v。第二半導(dǎo)體層穿通電極12v沿Z軸方向(從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的方向)穿透第一光傳輸層
15。第二半導(dǎo)體層穿通電極12v電連接到第二半導(dǎo)體層12。
[0204]在該示例中進(jìn)一步提供了第二半導(dǎo)體層絕緣層12i。第二半導(dǎo)體層絕緣層12i設(shè)置在第二半導(dǎo)體層穿通電極12v和第二光傳輸層15之間。可以省略第二半導(dǎo)體層絕緣層12i。
[0205]在該示例中，第一發(fā)光單元10還包括第二半導(dǎo)體層互連電極12p。第二半導(dǎo)體層互連電極12p設(shè)置在第二發(fā)光單元20 —側(cè)的第一光傳輸層15的表面15b上。第二半導(dǎo)體層互連電極12p電連接到第二半導(dǎo)體層穿通電極12v。例如，當(dāng)投影到X-Y平面(垂直于層疊方向的平面)上時(shí)第二半導(dǎo)體層互連電極12p的表面積大于當(dāng)投影到X-Y平面上時(shí)第二半導(dǎo)體層穿通電極12v的表面積。例如，當(dāng)被X-Y平面切割時(shí)第二半導(dǎo)體層互連電極12p的表面積大于當(dāng)被X-Y平面切割時(shí)第二半導(dǎo)體層穿通電極12v的表面積。
[0206]在該示例中，第三發(fā)光單元30包括第五半導(dǎo)體層穿通電極31v和第五半導(dǎo)體層絕緣層31i。第五半導(dǎo)體層穿通電極31v沿Z軸方向(從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的方向)穿透第六半導(dǎo)體層32、第三半導(dǎo)體層33以及第二光傳輸層35。第五半導(dǎo)體層穿通電極31v電連接到第五半導(dǎo)體層31。
[0207]第五半導(dǎo)體層絕緣層31i設(shè)置在第五半導(dǎo)體層穿通電極31v和第六半導(dǎo)體層32之間以及在第五半導(dǎo)體層穿通電極31v和第三半導(dǎo)體層33之間。在該示例中，第五半導(dǎo)體層絕緣層31i還設(shè)置在第五半導(dǎo)體層穿通電極31v和第二光傳輸層35之間。
[0208]在該示例中，第三發(fā)光單元30還包括第五半導(dǎo)體層互連電極31p。第五半導(dǎo)體層互連電極31p設(shè)置在第二發(fā)光單兀20 —側(cè)的第二光傳輸層35的表面35b上。第五半導(dǎo)體層互連電極31p電連接到第五半導(dǎo)體層穿通電極31v。例如，當(dāng)投影到X-Y平面(垂直于層疊方向的平面)上時(shí)第五半導(dǎo)體層互連電極31p的表面積大于當(dāng)投影到X-Y平面上時(shí)第五半導(dǎo)體層穿通電極31v的表面積。
[0209]在該示例中，第三發(fā)光單元30還包括第六半導(dǎo)體層穿通電極32v。第六半導(dǎo)體層穿通電極32v沿Z軸方向(從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的方向)穿透第二光傳輸層35。第六半導(dǎo)體層穿通電極32v電連接到第六半導(dǎo)體層32。
[0210]在該示例中還提供了第六半導(dǎo)體層絕緣層32i。第六半導(dǎo)體層絕緣層32i設(shè)置在第六半導(dǎo)體層穿通電極32v和第二光傳輸層35之間?？梢允÷缘诹雽?dǎo)體層絕緣層32i。
[0211]在該示例中，第三發(fā)光單元30還包括第六半導(dǎo)體層互連電極32p。第六半導(dǎo)體層互連電極32p設(shè)置在第二發(fā)光單兀20 —側(cè)的第二光傳輸層35的表面35b上。第六半導(dǎo)體層互連電極32p電連接到第六半導(dǎo)體層穿通電極32v。例如，當(dāng)投影到X-Y平面(垂直于層疊方向的平面)上時(shí)第六半導(dǎo)體層互連電極32p的表面積大于當(dāng)投影到X-Y平面上時(shí)第六半導(dǎo)體層穿通電極32v的表面積。
[0212]在半導(dǎo)體發(fā)光元件121中，連接到第一發(fā)光單元10的半導(dǎo)體層的穿通電極延伸到第一光傳輸層15的下表面(表面15b)處。連接到第三發(fā)光單兀30的半導(dǎo)體層的穿通電極延伸到第二光傳輸層35的下表面(表面35b)處。在半導(dǎo)體發(fā)光兀件121中，互連的安裝更容易。進(jìn)一步地，可以使元件小型化。
[0213]圖13是示出根據(jù)第二實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。在根據(jù)圖13所示實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件122中，在第一發(fā)光單元10中提供的穿通電極通過(guò)在第三發(fā)光單元30中提供的穿通電極和在第二發(fā)光單元20中提供的穿通電極，被電引導(dǎo)至光反射層40—側(cè)的第二發(fā)光單元20的表面22a處。此外，在第三發(fā)光單元30中提供的穿通電極通過(guò)在第二發(fā)光單元20中提供的穿通電極被電引導(dǎo)至光反射層40 —側(cè)的第二發(fā)光單元20的表面22a處。
[0214]在該示例中，在第三發(fā)光單元30中提供了穿通電極Ilva和絕緣層Ilia。穿通電極Ilva沿Z軸方向穿透第五半導(dǎo)體層31、第三發(fā)光層33、第六半導(dǎo)體層32以及第二光傳輸層35。穿通電極Ilva通過(guò)第一半導(dǎo)體層互連電極Ilp和互連電極Ilpa電連接到第一半導(dǎo)體層穿通電極llv?；ミB電極Ilpa設(shè)置在第一光傳輸層15 —側(cè)的第五半導(dǎo)體層31的表面31a上?；ミB電極Ilpa電連接到第一半導(dǎo)體層互連電極lip。絕緣層Ilia設(shè)置在穿通電極Ilva和第五半導(dǎo)體層31之間、在穿通電極Ilva和第三發(fā)光層33之間、以及在穿通電極Ilva和第六半導(dǎo)體層32之間。
[0215]此外,在第三發(fā)光單元30中提供了穿通電極12va和絕緣層12ia。穿通電極12va沿Z軸方向穿透第五半導(dǎo)體層31、第三發(fā)光層33、第六半導(dǎo)體層32以及第二光傳輸層35。穿通電極12va通過(guò)第二半導(dǎo)體層互連電極12p和互連電極12pa電連接到第二半導(dǎo)體層穿通電極12v?；ミB電極12pa設(shè)置在第一光傳輸層15 —側(cè)的第五半導(dǎo)體層31的表面31a上?；ミB電極12pa電連接到第二半導(dǎo)體層互連電極12p。絕緣層12ia設(shè)置在穿通電極12va和第五半導(dǎo)體層31之間、在穿通電極12va和第三發(fā)光層33之間、以及在穿通電極12va和第六半導(dǎo)體層32之間。
[0216]另一方面，在第二發(fā)光單元20中提供了穿通電極Ilvb和絕緣層llib。穿通電極Ilvb沿Z軸方向穿透第三半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層23以及第四半導(dǎo)體層22。穿通電極Ilvab通過(guò)互連電極Ilpb和互連電極Ilpc電連接到穿通電極llva。換言之，穿通電極Ilvb電連接到第一半導(dǎo)體層穿通電極llv?；ミB電極Ilpb設(shè)置在第二發(fā)光單元20 —側(cè)的第二光傳輸層35的表面35b上?；ミB電極Ilpc設(shè)置在第一光傳輸層15 —側(cè)的第三半導(dǎo)體層21的表面21a上?；ミB電極Ilpb電連接到互連電極llpc。絕緣層Ilib設(shè)置在穿通電極Ilvb和第三半導(dǎo)體層21之間、在穿通電極Ilvb和第二發(fā)光層23之間、以及在穿通電極Ilvb和第四半導(dǎo)體層22之間。
[0217]第二發(fā)光單元20還包括穿通電極12vb和絕緣層12ib。穿通電極12vb沿Z軸方向穿透第三半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層23以及第四半導(dǎo)體層22。穿通電極12vb通過(guò)互連電極12pb和互連電極12pc電連接到穿通電極12va。換言之，穿通電極12vb電連接到第二半導(dǎo)體層穿通電極12v?；ミB電極12pb設(shè)置在第二發(fā)光單兀20 —側(cè)的第二光傳輸層35的表面35b上?；ミB電極12pc設(shè)置在第一光傳輸層15 —側(cè)的第三半導(dǎo)體層21的表面21a上?；ミB電極12pb電連接到互連電極12pc。絕緣層12ib設(shè)置在穿通電極12vb和第三半導(dǎo)體層21之間、在穿通電極12vb和第二發(fā)光層23之間、以及在穿通電極12vb和第四半導(dǎo)體層22之間。
[0218]在該示例中，第二發(fā)光單元20包括穿通電極31va和絕緣層31ia。穿通電極31va沿Z軸方向穿透第三半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層23以及第四半導(dǎo)體層22。穿通電極31va通過(guò)第五半導(dǎo)體層互連電極31p和互連電極31pa電連接到第五半導(dǎo)體層穿通電極31v?；ミB電極31pa設(shè)置在第一光傳輸層15 —側(cè)的第三半導(dǎo)體層21的表面21a上?；ミB電極31pa電連接到第五半導(dǎo)體層互連電極31p。絕緣層31ib設(shè)置在穿通電極31va和第三半導(dǎo)體層21之間、在穿通電極31va和第二發(fā)光層23之間、以及在穿通電極31va和第四半導(dǎo)體層22之間。
[0219]第二發(fā)光單元20還包括穿通電極32va和絕緣層32ia。穿通電極32va沿Z軸方向穿透第三半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層23以及第四半導(dǎo)體層22。穿通電極32va通過(guò)第六半導(dǎo)體層互連電極32p和互連電極32pa電連接到第六半導(dǎo)體層穿通電極32v?；ミB電極32pa設(shè)置在第一光傳輸層15 —側(cè)的第三半導(dǎo)體層21的表面21a上?；ミB電極32pa電連接到第六半導(dǎo)體層互連電極32p。絕緣層32ia設(shè)置在穿通電極32va和第三半導(dǎo)體層21之間、在穿通電極32va和第二發(fā)光層23之間、以及在穿通電極32va和第四半導(dǎo)體層22之間。
[0220]在該示例中，互連電極llpd、12pd、31pb以及32pb設(shè)置在光反射層40 —側(cè)的第四半導(dǎo)體層22的表面221上?；ミB電極Ilpd電接觸穿通電極llvb?；ミB電極12pd電接觸穿通電極12vb?；ミB電極31pb電接觸穿通電極31va?；ミB電極32pb電接觸穿通電極32va。當(dāng)投影到X-Y平面上時(shí)互連電極的表面積大于穿通電極的表面積。
[0221]在該示例中，絕緣層51設(shè)置在互連電極I Ipd和光反射層40之間以及在互連電極3Ipb和光反射層40之間。絕緣層52設(shè)置在互連電極12pd和光反射層40之間以及在互連電極32pb和光反射層40之間。
[0222]例如，當(dāng)投影到X-Y平面(垂直于層疊方向的平面)上時(shí)互連電極的表面積大于當(dāng)投影到X-Y平面上時(shí)穿通電極的表面積。由此，甚至在當(dāng)發(fā)光單元層疊時(shí)發(fā)生位移的情況下，層疊的發(fā)光單元的穿通電極也容易地彼此連接。
[0223]上述各種穿通電極包括例如從Cu (銅)、W (鎢)、Au (金)以及Si (例如，多晶硅)中選擇的至少一種。絕緣層包括氧化物(例如，二氧化硅)、氮化物(例如，氮化硅)、氮氧化硅等等?；ミB電極包括例如從Cu、W、Au以及Si (例如，多晶娃)中選擇的至少一種。在該實(shí)施例中，互連電極在需要時(shí)提供，其可以被省略。
[0224]圖14是示出根據(jù)第二實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性截面圖。根據(jù)圖14所示的實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件123包括導(dǎo)熱柱70p。
[0225]導(dǎo)熱柱70p沿Z軸方向穿透發(fā)光單元的至少某些部分，以將在發(fā)光單元處生成的熱朝向例如散熱構(gòu)件45傳導(dǎo)。在導(dǎo)熱柱70p和半導(dǎo)體層之間提供了柱絕緣層70i。
[0226]在該示例中，第一發(fā)光單元10包括第二半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱72p和第二半導(dǎo)體層柱絕緣層72i。
[0227]第二半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱72p沿Z軸方向(從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的方向)穿透第一光傳輸層15。第二半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱72p至少與第二半導(dǎo)體層12絕緣。第二半導(dǎo)體層柱絕緣層72i具有至少設(shè)置在第二半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱72p和第二半導(dǎo)體層12之間的部分。[0228]在該不例中，第一發(fā)光單兀10還包括第一半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱71p和第一半導(dǎo)體層柱絕緣層71i。第一半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱71p沿Z軸方向穿透第一發(fā)光層13、第二半導(dǎo)體層12以及第一光傳輸層15。第一半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱71p至少與第一半導(dǎo)體層U、第一發(fā)光層13以及第二半導(dǎo)體層12絕緣。第一半導(dǎo)體層基柱絕緣層71i具有至少設(shè)置在第一半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱71p和第一半導(dǎo)體層11之間的部分。
[0229]另一方面，第三發(fā)光單元30還包括第六半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱76p和第六半導(dǎo)體層柱絕緣層76i。第六半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱76p沿Z軸方向(從光反射層40朝向第一半導(dǎo)體層11的方向)穿透第二光傳輸層35，并且至少與第六半導(dǎo)體層32絕緣。第六半導(dǎo)體層柱絕緣層76i具有至少設(shè)置在第六半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱76p和第六半導(dǎo)體層32之間的部分。
[0230]在該示例中，第三發(fā)光單元30還包括第五半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱75p和第五半導(dǎo)體層柱絕緣層75i。第五半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱75p沿Z軸方向穿透第三發(fā)光層33、第六半導(dǎo)體層32以及第二光傳輸層35。第五半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱75p至少與第五半導(dǎo)體層31、第三發(fā)光層33以及第六半導(dǎo)體層32絕緣。第五半導(dǎo)體層柱絕緣層75i具有至少設(shè)置在第五半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱75p和第五半導(dǎo)體層31之間的部分。
[0231 ] 在該示例中，設(shè)置在第一發(fā)光單元10中的上述導(dǎo)熱柱70p連接到設(shè)置在第三發(fā)光單元30中的導(dǎo)熱柱70p。然后，在第三發(fā)光單元30中提供的導(dǎo)熱柱70p通過(guò)在第二發(fā)光單元20中提供的導(dǎo)熱柱70p連接到光反射層40。光反射層40連接到散熱構(gòu)件45。
[0232]在發(fā)光單元處生成的熱通過(guò)導(dǎo)熱柱70p有效率地傳導(dǎo)到光反射層40 (散熱構(gòu)件45)。由此，改善了散熱；并且獲得了較高的效率。
[0233]導(dǎo)熱柱70p可以包括關(guān)于穿通電極描述的材料。柱絕緣層70i可以包括關(guān)于與穿通電極一起使用的絕緣層描述的材料。
[0234]可以與關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光元件121和122描述的穿通電極、絕緣層和互連電極一起提供上述導(dǎo)熱柱70p和柱絕緣層70i。
[0235]也可以在根據(jù)第一和第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件中設(shè)置與半導(dǎo)體層的側(cè)表面相對(duì)的反射層。由此，從半導(dǎo)體層的側(cè)表面發(fā)出的光朝上反射；獲得了高效率。此外，可以控制發(fā)出的光的方向性。
[0236]第三實(shí)施例
[0237]該實(shí)施例涉及用于制造從根據(jù)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件以及根據(jù)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件的變型中選擇的一個(gè)的方法。
[0238]圖15是示出根據(jù)第三實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法的流程圖。
[0239]圖16A和圖16B是示出根據(jù)第三實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法的一部分的示意性截面圖。
[0240]在圖15所示的制造方法中，形成包括上述光反射層40和第二發(fā)光單元20的結(jié)構(gòu)體(步驟SI 10)。
[0241]在該過(guò)程中，如圖16A所示，通過(guò)在第二發(fā)光單元生長(zhǎng)襯底29上按順序執(zhí)行晶體生長(zhǎng)，形成第三半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層23以及第四半導(dǎo)體層22。
[0242]如圖16B所示，在第四半導(dǎo)體層22上提供光反射層40 ;去除第二發(fā)光單元生長(zhǎng)襯底29。由此，形成了包括光反射層40和第二發(fā)光單元20的結(jié)構(gòu)體20st。
[0243]如圖15所示，第一發(fā)光單元10設(shè)置在結(jié)構(gòu)體20st的第三半導(dǎo)體層21上(步驟S120)。通過(guò)，例如在第一光傳輸層15 (例如，藍(lán)寶石襯底或GaN襯底)上按順序執(zhí)行第二半導(dǎo)體層12、第一發(fā)光層13以及第一半導(dǎo)體層11的晶體生長(zhǎng)，形成第一發(fā)光單兀10。
[0244]根據(jù)該制造方法，可以提供用于制造可獲得均勻多色光的高效率和切實(shí)可行的半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法。
[0245]根據(jù)各實(shí)施例，可以提供可獲得均勻多色光的高效率和切實(shí)可行的半導(dǎo)體發(fā)光元件以及用于制造該半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法。
[0246]在說(shuō)明書(shū)中，“氮化物半導(dǎo)體”包括化學(xué)式BxInyAlzGai_x_y_zN(0≤x≤1，0≤y≤1，O≤ z ≤ 1，并且x+y+z ≤1)的半導(dǎo)體的所有成分，成分比率X、y和z在相應(yīng)范圍內(nèi)變化?！暗锇雽?dǎo)體”還包括上述化學(xué)式中除N (氮)以外的五族元素、添加來(lái)控制諸如導(dǎo)電類(lèi)型等之類(lèi)的各種屬性的各種元素、以及無(wú)意地包括的各種元素。
[0247]在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中，“垂直”和“平行”不僅指示嚴(yán)格垂直和嚴(yán)格平行，而且包括例如由于制造工藝等導(dǎo)致的波動(dòng)?；敬怪焙突酒叫芯妥銐蛄?。
[0248]在上文中，參考具體示例描述了本發(fā)明的各實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于這些具體示例。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)從已知技術(shù)中適當(dāng)?shù)剡x擇半導(dǎo)體發(fā)光元件中所包括的諸如光反射層、散熱構(gòu)件、發(fā)光單元、半導(dǎo)體層、發(fā)光層、光傳輸層、金屬層、光透射性導(dǎo)電膜、絕緣層、穿通電極、互連電極、導(dǎo)熱柱等之類(lèi)的組件的特定配置，來(lái)類(lèi)似地實(shí)施本發(fā)明；這樣的實(shí)施落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要獲得類(lèi)似的效果。
[0249]此外，具體示例的任何兩個(gè)或更多組件可以在技術(shù)可行的范圍內(nèi)組合，并且在包括本發(fā)明的主旨的程度上包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0250]此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上面作為本發(fā)明的實(shí)施例描述的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變型可實(shí)施的所有半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法在包括本發(fā)明的思想的程度上也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0251]本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的思想范圍內(nèi)可以構(gòu)思各種其他變化和修改，應(yīng)理解，這樣的變化和修改也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0252]盡管描述了某些實(shí)施例，但是這些實(shí)施例只作為示例呈現(xiàn)，而不限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，可以以各種其他形式實(shí)現(xiàn)此處描述的新穎的實(shí)施例；此外，在不偏離本發(fā)明的思想的情況下，可以作出此處所描述的各實(shí)施例的形式的省略、替換和變化。所附權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物旨在涵蓋這樣的形式或修改方案，它們都將落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，包括: 光反射層； 第一發(fā)光單元，包括 第一半導(dǎo)體層， 設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層和所述光反射層之間的第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于所述第一半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型， 設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間的第一發(fā)光層，所述第一發(fā)光層配置為發(fā)出第一峰值波長(zhǎng)的第一光，以及 設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層和所述光反射層之間的第一光傳輸層，所述第一光傳輸層對(duì)于所述第一光是光透射性的；以及第二發(fā)光單元，包括 設(shè)置在所述第一光傳輸層和所述光反射層之間的第三半導(dǎo)體層， 設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和所述光反射層之間的第四半導(dǎo)體層，所述第四半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于所述第三半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型，以及 設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層之間的第二發(fā)光層，所述第二發(fā)光層配置為發(fā)出不同于所述第一峰值波長(zhǎng)的第二峰值波長(zhǎng)的第二光； 所述光反射層電連接到從所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)， 所述第一光傳輸層的厚度不小于所述第二發(fā)光層和所述光反射層之間的距離的10倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述元件配置為從所述第一光傳輸層的側(cè)表面發(fā)出所述第一光的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述第一光傳輸層是藍(lán)寶石襯底或GaN襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述第一峰值波長(zhǎng)比所述第二峰值波長(zhǎng)短。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，還包括: 第三發(fā)光單元，所述第三發(fā)光單元包括: 設(shè)置在所述第一光傳輸層和所述第三半導(dǎo)體層之間的第五半導(dǎo)體層； 設(shè)置在所述第五半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層之間的第六半導(dǎo)體層，所述第六半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于所述第五半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型； 設(shè)置在所述第五半導(dǎo)體層和所述第六半導(dǎo)體層之間的第三發(fā)光層；所述第三發(fā)光層配置為發(fā)出不同于所述第一峰值波長(zhǎng)并且不同于所述第二峰值波長(zhǎng)的第三峰值波長(zhǎng)的第三光；以及 設(shè)置在所述第六半導(dǎo)體層和所述第三半導(dǎo)體層之間的第二光傳輸層，所述第二光傳輸層對(duì)于所述第三光是光透射性的， 所述第二光傳輸層的厚度不小于所述第二發(fā)光層和所述光反射層之間的距離的10倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的元件，其中，所述元件配置為從所述第二光傳輸層的側(cè)表面發(fā)出所述第三光的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的元件，其中，所述第二光傳輸層是藍(lán)寶石襯底或GaN襯底。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的元件，其中，所述第三峰值波長(zhǎng)在所述第一峰值波長(zhǎng)和所述第二峰值波長(zhǎng)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的元件，其中，所述第三發(fā)光單元還包括: 沿從所述光反射層朝向所述第一半導(dǎo)體層的層疊方向，穿透所述第六半導(dǎo)體層、所述第二發(fā)光層以及所述第二光傳輸層且電連接到所述第五半導(dǎo)體層的第五半導(dǎo)體層穿通電極；以及 設(shè)置在所述第五半導(dǎo)體層穿通電極和所述第六半導(dǎo)體層之間以及在所述第五半導(dǎo)體層穿通電極和所述第二發(fā)光層之間的第五半導(dǎo)體層絕緣層。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的元件，其中，所述第三發(fā)光單元還包括: 沿從所述光反射層朝向所述第一半導(dǎo)體層的層疊方向穿透所述第二光傳輸層的、至少與所述第六半導(dǎo)體層絕緣的第六半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱；以及 具有至少設(shè)置在所述第六半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱和所述第六半導(dǎo)體層之間的部分的第六半導(dǎo)體層柱絕緣層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中 所述第二發(fā)光單元還包括 設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和所述第一光傳輸層之間的、電連接到所述第三半導(dǎo)體層的第三半導(dǎo)體層側(cè)電極，以及 設(shè)置在所述第一光傳輸層一側(cè)的所述第三半導(dǎo)體層的表面的一部分上的第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元，所述一部分在投影到與從所述光反射層朝向所述第一半導(dǎo)體層的層疊方向垂直的平面上時(shí)不重疊所述第一光傳輸層，所述第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元電連接到所述第三半導(dǎo)體層側(cè)電極，且 所述光反射層電連接到所述第四半導(dǎo)體層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中 所述第二發(fā)光單元還包括: 絕緣層，所述絕緣層具有在投影到與從所述光反射層朝向所述第一半導(dǎo)體層的層疊方向垂直的平面上時(shí)重疊所述第一光傳輸層的部分和不重疊所述第一光傳輸層的部分；設(shè)置在所述重疊部分和所述第三半導(dǎo)體層之間以電連接到所述第三半導(dǎo)體層的第三半導(dǎo)體層側(cè)電極；以及 設(shè)置在所述第一光傳輸層一側(cè)的所述不重疊部分的表面上以電連接到所述第三半導(dǎo)體層側(cè)電極的第三半導(dǎo)體層側(cè)墊單元， 所述絕緣層將所述第三半導(dǎo)體層側(cè)電極與所述第四半導(dǎo)體層絕緣，并且將所述第三半導(dǎo)體層側(cè)電極與所述第二發(fā)光層絕緣，且 所述光反射層電連接到所述第四半導(dǎo)體層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述第二發(fā)光單元還包括: 設(shè)置在所述光反射層和所述第三半導(dǎo)體層之間以將所述光反射層電連接到所述第三半導(dǎo)體層的第三半導(dǎo)體層側(cè)電極； 設(shè)置在所述第四半導(dǎo)體層的當(dāng)投影到與從所述光反射層朝向所述第一半導(dǎo)體層的層疊方向垂直的平面上時(shí)不重疊所述第一光傳輸層的部分上的第四半導(dǎo)體層側(cè)墊單元，所述第四半導(dǎo)體層側(cè)墊單元電連接到所述第四半導(dǎo)體層；以及 配置為將所述第三半導(dǎo)體層側(cè)電極與所述第四半導(dǎo)體層絕緣并且將所述第三半導(dǎo)體層側(cè)電極與所述第二發(fā)光層絕緣的絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中 所述光反射層包括與從所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)具有歐姆接觸的反射性金屬層，且 所述反射性金屬層包括從銀、鋁以及銠中選擇的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述光反射層包括: 反射性金屬層，包括從銀、鋁以及銠中選擇的至少一種；以及 設(shè)置在所述反射性金屬層和所述第四半導(dǎo)體層之間的光透射性導(dǎo)電膜，所述光透射性導(dǎo)電膜對(duì)于所述第二光是光透射性的并且與從所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)具有歐姆接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，還包括支承層， 所述光反射層設(shè)置在所述支承層和所述第二半導(dǎo)體層之間， 所述支承層的導(dǎo)熱率高于所述第一光傳輸層的導(dǎo)熱率。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述第一發(fā)光單元還包括: 沿從所述光反射層朝 向所述第一半導(dǎo)體層的層疊方向穿透所述第二半導(dǎo)體層、所述第一發(fā)光層以及所述第一光傳輸層以電連接到所述第一半導(dǎo)體層的第一半導(dǎo)體層穿通電極；以及 設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層穿通電極和所述第二半導(dǎo)體層之間以及在所述第一半導(dǎo)體層穿通電極和所述第一發(fā)光層之間的第一半導(dǎo)體層絕緣層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的元件，其中 所述第一發(fā)光單元還包括設(shè)置在所述第二發(fā)光單元一側(cè)的所述第一光傳輸層的表面上以電連接到所述第一半導(dǎo)體層穿通電極的第一半導(dǎo)體層互連電極，且 當(dāng)投影到與所述層疊方向垂直的平面上時(shí)所述第一半導(dǎo)體層互連電極的表面積大于當(dāng)投影到所述平面上時(shí)所述第一半導(dǎo)體層穿通電極的表面積。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的元件，其中，所述第一發(fā)光單元還包括: 沿從所述光反射層朝向所述第一半導(dǎo)體層的層疊方向穿透所述第一光傳輸層的、至少與所述第二半導(dǎo)體層絕緣的第二半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱；以及 具有至少設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層導(dǎo)熱柱和所述第二半導(dǎo)體層之間的部分的第二半導(dǎo)體層柱絕緣層。
20.一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光元件的方法，所述元件包括光反射層、第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第一光傳輸層、第三半導(dǎo)體層、第四半導(dǎo)體層以及第二發(fā)光層，所述第二半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層和所述光反射層之間，所述第二半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于所述第一半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型，所述第一發(fā)光層設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層之間，并且配置為發(fā)出第一峰值波長(zhǎng)的第一光，所述第一光傳輸層設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層和所述光反射層之間，并且對(duì)于所述第一光是光透射性的，所述第三半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一光傳輸層和所述光反射層之間，所述第四半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和所述光反射層之間，所述第四半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型不同于所述第三半導(dǎo)體層的導(dǎo)電類(lèi)型，所述第二發(fā)光層設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層之間，并且配置為發(fā)出不同于所述第一峰值波長(zhǎng)的第二峰值波長(zhǎng)的第二光，所述光反射層電連接到從所述第三半導(dǎo)體層和所述第四半導(dǎo)體層中選擇的一個(gè)，所述第一光傳輸層的厚度不小于所述第二發(fā)光層和所述光反射層之間的距離的10倍，所述方法包括: 通過(guò)在第二發(fā)光單元生長(zhǎng)襯底上按順序執(zhí)行所述第三半導(dǎo)體層、所述第二發(fā)光層以及所述第四半導(dǎo)體層的晶體生長(zhǎng)，通過(guò)在所述第四半導(dǎo)體層上提供所述光反射層，以及通過(guò)去除所述第二發(fā)光單元生長(zhǎng)襯底，形成包括所述光反射層和所述第二發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)體，將所述第一發(fā)光單元設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)體的所述第三半導(dǎo)體層上，所述第一發(fā)光單元通過(guò)在所述第一光傳輸層上按順序執(zhí)行所述第二半導(dǎo)體層、所述第一發(fā)光層以及所述第一半導(dǎo)體層的晶 體生長(zhǎng)而形成。
【文檔編號(hào)】H01L33/02GK104037281SQ201410079574
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月7日
【發(fā)明者】橋本玲, 木村重哉, 黃鐘日, 勝野弘, 齋藤真司, 布上真也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝