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)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光元件小型、功率效率良好且發(fā)出鮮明的顏色的光。另外，作為半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光元件沒(méi)有用壞的擔(dān)心等。進(jìn)而，具有初始驅(qū)動(dòng)特性優(yōu)良、應(yīng)對(duì)振動(dòng)和接通/斷開(kāi)點(diǎn)亮的反復(fù)能力強(qiáng)。為了具有這樣優(yōu)良的特性，使用發(fā)光二極管(Light EmittingDiode :下面也稱作“LED”)、激光二極管(Laser Diode :下面也稱作“LD”)等半導(dǎo)體發(fā)光元件作為各種光源。特別是，近年來(lái)，作為取代熒光燈的照明用光源，作為更低消耗功率且長(zhǎng)壽命的次世代照明而受到人們關(guān)注，正謀求進(jìn)一步的發(fā)光輸出的提升以及發(fā)光效率的改
盡
口 ο在GaN系發(fā)光元件中，利用組合了 ITO等的透光性電極和電介質(zhì)反射膜的反射型電極。特別是，由于以GaN為基底的倒裝芯片型的LED裸片具有在組裝中不用接線的這樣的特征，因此能實(shí)現(xiàn)封裝的小型化，能期待LED裸片的集成化所帶來(lái)的亮度提高和成本降低等。另外，由于沒(méi)有接線發(fā)生斷線的擔(dān)心，因此來(lái)自發(fā)光面的散熱也變得較為容易，因此，在高電流使用時(shí)的可靠性也較高，也能用在車載用途中。另外，最近，對(duì)用于進(jìn)一步提高提取效率輸出的構(gòu)造進(jìn)行了研究，例如由于為了提高反射效率，根據(jù)組合了 ITO和金屬電極的構(gòu)成，提出了組合電介質(zhì)反射膜的構(gòu)造，還提出了進(jìn)一步組合電介質(zhì)和金屬反射層的構(gòu)造。今后，雖然還期待在照明領(lǐng)域的進(jìn)展，但需要進(jìn)一步的提取效率的提聞、和成本降低。參照如下專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開(kāi)2009-164423號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開(kāi)2005-197289號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 JP特開(kāi)2005-45038號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 JP特開(kāi)2005-191326號(hào)公報(bào)在這樣的背景下，提出了將作為透明電極的ΙΤ0、和作為電介質(zhì)多層膜的DBR(Distributed Bragg Ref lector,分布布拉格反射器)進(jìn)行組合的發(fā)光元件。由于電介質(zhì)多層膜具有角度依賴性，因此，通過(guò)組合Al等的金屬反射膜，能謀求提高提取效率。另一方面，為了使半導(dǎo)體元件自身高效率地發(fā)光，需要在P型層的整個(gè)面使電流擴(kuò)散。在適于這樣的電流擴(kuò)散的材質(zhì)中，由于要使與GaN層之間的歐姆特性良好、透過(guò)率較高，因此，如上所述，一般使用ΙΤ0。本發(fā)明的發(fā)明者們率先開(kāi)發(fā)了具備組合了 ITO和電介質(zhì)膜的反射型電極構(gòu)造的倒裝芯片型的發(fā)光元件(專利文獻(xiàn)I)。在圖29A、B示出該專利文獻(xiàn)I所涉及的發(fā)光元件的截面圖。該圖所示的發(fā)光元件在ITO膜2913和金屬電極層2923之間插入由Nb205/Si02的3對(duì)構(gòu)造所構(gòu)成的電介質(zhì)膜294。在電介質(zhì)膜294形成有多個(gè)開(kāi)口部2921，通過(guò)開(kāi)口部2921與金屬電極2923保持導(dǎo)通。進(jìn)而，由于電介質(zhì)膜294具有上述的角度依存性，因此，在其下表面、即與ITO膜2913之間，組合由Si02、Al2O3等相同的電介質(zhì)膜構(gòu)成的利用了全反射作用的反射層2916。通過(guò)如此構(gòu)成，在電介質(zhì)層294組合反射層2916的構(gòu)造2920，對(duì)從發(fā)光層298發(fā)出的傾斜分量的光也能維持高反射率，能實(shí)現(xiàn)來(lái)自光提取面2918的高提取效率。若在該發(fā)光元件上進(jìn)一步追加壓焊用的焊盤電極，則通過(guò)焊盤電極，能夠以將發(fā)光元件倒裝芯片形式，通過(guò)使用了 Au-Sn等的共晶接合而安裝在安裝基板上。進(jìn)而，在圖30示出了本申請(qǐng)的申請(qǐng)人先行開(kāi)發(fā)的其它的發(fā)光元件的截面圖。該發(fā)光元件構(gòu)造為在設(shè)于ITO膜3013的上表面的電介質(zhì)膜304上層疊Al等金屬反射層3022和絕緣性的電介質(zhì)膜3028，從而提高了垂直方向的提取效率。另外，在圖31的截面圖中還示出了在圖30的發(fā)光元件上基礎(chǔ)上進(jìn)一步在金屬電極層3023上追加了壓焊用的焊盤電極303，用保護(hù)膜3014覆蓋覆蓋起周圍的構(gòu)造。但是，在該構(gòu)造中，在端面的露 出部分、絕緣膜成為形成不良的部分等的絕緣不充分的區(qū)域中，由于反射構(gòu)造所具有的導(dǎo)電性，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生非本意的導(dǎo)通。由此，由于需要在PN間隙間避免產(chǎn)生非本意的短路，因此，不能跨PN間隙，用反射構(gòu)造3020來(lái)覆蓋發(fā)光元件的整個(gè)面，反射構(gòu)造3020的成膜區(qū)域在P層、N層上分開(kāi)地形成。其結(jié)果，在發(fā)光元件中必然就存在未被反射構(gòu)造3020覆蓋的區(qū)域。一般，在倒裝芯片型的發(fā)光元件中，將半導(dǎo)體發(fā)光元件的生長(zhǎng)基板305即藍(lán)寶石基板的用于使半導(dǎo)體層生長(zhǎng)的生長(zhǎng)面的背面?zhèn)茸鳛楣獾某錾涿婕垂馓崛∶?018。因此，若在生長(zhǎng)面?zhèn)却嬖谖幢环瓷錁?gòu)造3020覆蓋的區(qū)域，則光從這里泄漏，例如在發(fā)光元件的封裝和裸片之間反射等，從而存在無(wú)法將光有效地提取到外部的問(wèn)題。為了說(shuō)明該樣子，圖32示出在將圖31的發(fā)光元件倒裝芯片安裝到安裝基板309上的狀態(tài)下，發(fā)光層308的光被反射的樣子。如該圖所示，從發(fā)光層308出射的光雖然在反射構(gòu)造3020反射的分量(在圖32中右側(cè)的箭頭所示的分量)能有效地從光提取面3018提取出，但未被反射的分量在例如安裝基板309的安裝面反射后，會(huì)產(chǎn)生被金屬層等的發(fā)光元件的內(nèi)部吸收的情況(在圖32中的左側(cè)的箭頭所示的分量)。對(duì)這樣的問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明者們?nèi)鐖D33的截面圖所示，研究在ITO膜3313設(shè)置電介質(zhì)膜334，并使其直接與金屬反射層3322接合，在p側(cè)電極使用高反射率的金屬反射膜與焊盤電極333進(jìn)行連接的構(gòu)成。但是，已經(jīng)判明，若在金屬反射層3322使用Al，則在Al和ITO膜3313的接觸面，會(huì)因?qū)〞r(shí)的接觸電位差而產(chǎn)生腐蝕，Al氧化，從而反射率降低。另外，即使使用Ag，也會(huì)產(chǎn)生離子遷移而同樣地產(chǎn)生劣化。如此，已經(jīng)明確，由于高反射率的金屬反射層產(chǎn)生劣化，因此在要求高可靠性的照明等的領(lǐng)域中難以得到利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了進(jìn)一步消除這樣的問(wèn)題點(diǎn)而提出。本發(fā)明的主要目的在于提供提高了提取效率并使元件可靠性良好的半導(dǎo)體發(fā)光元件。為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明的第I半導(dǎo)體發(fā)光元件具備包含活性區(qū)域8的半導(dǎo)體構(gòu)造11 ;形成于所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的上表面的透光性導(dǎo)電層13 ;形成于所述透光性導(dǎo)電層13的上表面的電介質(zhì)膜4 ;和形成于所述電介質(zhì)膜4的上表面的金屬反射層22 ;所述電介質(zhì)膜4設(shè)有I個(gè)以上的開(kāi)口部，以使得所述透光性導(dǎo)電層13部分地露出到外部，所述透光性導(dǎo)電層13介由開(kāi)口部21與所述金屬反射層22電接合，按照覆蓋所述開(kāi)口部21的方式部分地形成阻擋層24，使該阻擋層24介于所述透光性導(dǎo)電層13和所述金屬反射層22之間。由此，通過(guò)隔著有阻擋層而避免了透光性導(dǎo)電層和金屬反射層的直接接觸的事態(tài)，防止了金屬反射層的劣化，從而提高了氮化物系化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性。另外，根據(jù)該構(gòu)成，金屬反射層除了作為導(dǎo)電體的功能以外，還可以具有用于反射輸出光的功能，能達(dá)成高的光輸出。另外，第2半導(dǎo)體發(fā)光元件優(yōu)選的是所述電介質(zhì)膜4由多層構(gòu)成。由于電介質(zhì)多層膜具有角度依存性，因此對(duì)傾斜分量的光也能維持高反射率，能實(shí)現(xiàn)高的提取效率。進(jìn)而，第3半導(dǎo)體發(fā)光元件能由鋁或其合金構(gòu)成所述金屬反射層22。由此，能利用反射率高的金屬，并能通過(guò)阻擋層來(lái)抑制因與透光性導(dǎo)電層的接觸而引起的劣化。進(jìn)而，另外，第4半導(dǎo)體發(fā)光元件能由Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、0s的群中的至少一種金屬或其合金構(gòu)成所述阻擋層24。 進(jìn)而，另外，第5半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以在所述阻擋層24和所述透光性導(dǎo)電層13之間還具有由Ti、Ni、Cr、Mo的群中的至少一種金屬或其合金構(gòu)成的粘附層。進(jìn)而，另外，第6半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以由ITO構(gòu)成所述透光性導(dǎo)電層13。進(jìn)而，另外，第7半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以使所述阻擋層24的膜厚形成得比所述電介質(zhì)膜4的膜厚薄。進(jìn)而，另外，第8半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以使所述阻擋層24僅形成在所述開(kāi)口部21內(nèi)。進(jìn)而，另外，第9半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以使所述電介質(zhì)膜4形成在所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的大致整個(gè)面。進(jìn)而，另外，第10半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以使所述透光性導(dǎo)電層13形成在所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的大致整個(gè)面。由此，能使電流在半導(dǎo)體構(gòu)造的整體均勻擴(kuò)散。進(jìn)而，另外，第11半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以是，通過(guò)所述電介質(zhì)膜4來(lái)覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的側(cè)面。由此，能通過(guò)藍(lán)寶石面提取從活性層端朝橫方向出射的光。進(jìn)而，另外，第12半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以還具備形成于所述金屬反射層22的上表面的焊盤電極3，使構(gòu)成所述焊盤電極3的η側(cè)電極3a成為被分割為多個(gè)的小直徑化電極，并分散配置。由此，使η側(cè)電極小直徑化來(lái)降低光的吸收，能提高提取效率。另外，通過(guò)分散配置能使發(fā)光分布均勻化，并能降低正向電壓來(lái)改善線性度。進(jìn)而，另外，第13半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以用所述金屬反射層22來(lái)覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的側(cè)面。進(jìn)而，另外，第14半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以是覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的側(cè)面的所述金屬反射層22覆蓋構(gòu)成所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的η型半導(dǎo)體層6，且與覆蓋構(gòu)成所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的P型半導(dǎo)體層7的第2金屬反射層22η分隔開(kāi)。進(jìn)而，另外，第15半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以在覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造11的側(cè)面的所述金屬反射層22的上表面，還設(shè)有電極絕緣膜26，所述電極絕緣膜26按照覆蓋使所述金屬反射層22以及第2金屬反射層22η分隔開(kāi)的區(qū)域的方式延長(zhǎng)，在該電極絕緣膜26的上表面還分隔開(kāi)地設(shè)有η側(cè)焊盤電極3Α以及P側(cè)焊盤電極3Β，作為所述焊盤電極3。由此，能使η側(cè)焊盤電極和P側(cè)焊盤電極構(gòu)成立體布線構(gòu)造，以更寬的面積來(lái)設(shè)置焊盤電極，能較大地取得共晶的安裝下的接合面積，有利于散熱性。進(jìn)而，另外，第16半導(dǎo)體發(fā)光元件也可以是設(shè)于所述電介質(zhì)膜4的側(cè)面的所述阻擋層24的厚度按照在所述開(kāi)口部21中上部窄而下部寬的方式構(gòu)成。根據(jù)與添加的附圖協(xié)同的下面的適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式的說(shuō)明，能更明確上述的目的以及其它的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。


圖I是實(shí)施例I所涉及的發(fā)光裝置的概略截面圖。圖2是表示圖I所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖3是表示圖2所示的電介質(zhì)膜的層疊構(gòu)造的放大截面圖。圖4是表示實(shí)施例2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意截面圖。 圖5是構(gòu)成實(shí)施例2的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的俯視圖。圖6A是圖5中的VI-VI線處的截面圖。圖6B是表示在開(kāi)口部設(shè)置阻擋層后直接使金屬反射層生長(zhǎng)的示例的示意圖。圖7是圖5的VII-VII線處的截面圖。圖8是表示在實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件和比較例中比較了光輸出和正向電壓的結(jié)果的圖表。圖9是表示實(shí)施例3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖10是表示圖9的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的流程圖。圖IlA E是表示圖9的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的截面圖。圖12F I是表示圖9的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的截面圖。圖13是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖14是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖15是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖16是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖17是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖18是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖19是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖20是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖21是表示實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖22是表示實(shí)施例5所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖23是表示實(shí)施例5所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖24是表示圖23的XXIV-XXIV線處的水平截面圖。圖25是實(shí)施例7所涉及的發(fā)光元件的俯視圖。圖26是表示圖25的XXVI-XXVI線處的垂直截面圖。圖27是表示實(shí)施例8所涉及的發(fā)光元件的俯視圖。圖28是表示圖27的XXVIII-XXVIII線處的截面圖。圖29A是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖，圖29B是表示圖29的圈包圍的部分的放大截面圖。圖30是表示現(xiàn)有的在透光性電極中使用由電介質(zhì)以及金屬反射層構(gòu)成的反射膜的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。
圖31是表示現(xiàn)有的其它的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。圖32是表示從圖31的半導(dǎo)體發(fā)光元件中的PN間隙間泄漏的光引起的光損耗的垂直截面圖。圖33是表示本發(fā)明的發(fā)明者們?cè)囍频闹苯邮狗瓷淠づcITO接合的構(gòu)造的垂直截面圖。符號(hào)的說(shuō)明I 發(fā)光裝置3 電極3a η側(cè)電極 3b P側(cè)電極3A η側(cè)焊盤電極3Β P側(cè)焊盤電極303、333 焊盤電極4,294,304,334 電介質(zhì)膜4a I組的電介質(zhì)4n、4m 材料膜5、305生長(zhǎng)基板6 η型半導(dǎo)體層7 P型半導(dǎo)體層8活性區(qū)域298、308 發(fā)光層9 布線基板309安裝基板10、10'、10"半導(dǎo)體發(fā)光元件11半導(dǎo)體構(gòu)造13透光性導(dǎo)電層2913、3013、3313 ITO膜14,3014 保護(hù)膜16、2916 反射層18,2918 光提取面2920、3020 反射構(gòu)造21,2921 開(kāi)口部22,3022,3322 金屬反射層22η第2金屬反射層23,2923,3023 金屬電極層24阻擋層26電極絕緣膜27共晶焊盤電極3028絕緣性電介質(zhì)膜
MK 掩模
具體實(shí)施例方式下面，基于附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。但是，以下所示的實(shí)施例是用于將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的例示半導(dǎo)體發(fā)光元件的示例，本發(fā)明并非將半導(dǎo)體發(fā)光元件限定于以下的構(gòu)成。絕非將權(quán)利要求的范圍所示的部件特定為實(shí)施例的部件。特別是，在實(shí)施例中記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對(duì)配置，只要沒(méi)有特別進(jìn)行特定的記載，就意味著并非將本發(fā)明的范圍僅限定于此，僅是單純的說(shuō)明例。另外，各圖面所示的部件的大小、位置關(guān)系等有時(shí)為了明確地進(jìn)行說(shuō)明會(huì)夸張表現(xiàn)。進(jìn)而，在以下的說(shuō)明中，關(guān)于同一名稱、符號(hào)，表示相同或同質(zhì)的部件，適宜地省略詳細(xì)說(shuō)明。進(jìn)而，構(gòu)成本發(fā)明的各要素既可以通過(guò)用同一部件來(lái)構(gòu)成多個(gè)要素，從而將一個(gè)部件兼用作多個(gè)要素來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以反之用多個(gè)部件來(lái)分擔(dān)一個(gè)部件的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，“層上”等中所涉及的“上”并不一定限于與上表面接觸形成的情況，還以包含與上表面分隔開(kāi)而形成于上方的情況下的意義來(lái)使用，還以包括在層與層之間存在隔層的情況下的意義來(lái)使用。進(jìn)而，另外，在一部分的實(shí)施例、實(shí)施方式中說(shuō)明的內(nèi)容能在其它的實(shí)施例、實(shí)施方式等中利用。 (實(shí)施例I)在圖I的截面圖表示本發(fā)明的實(shí)施例I所涉及的發(fā)光裝置I。搭載于該圖的發(fā)光裝置I的發(fā)光元件10采用氮化物半導(dǎo)體元件的一例即LED芯片，將該LED芯片倒裝芯片式安裝在布線基板9的其中之一即墊片上。倒裝芯片安裝是將與電極形成面對(duì)置的生長(zhǎng)基板5 一側(cè)設(shè)為主光提取面的安裝方式，也被稱作倒裝。圖I的發(fā)光元件10表示是倒裝芯片安裝，上下相反地顯示。圖2是表示圖I的發(fā)光元件10的倒裝芯片安裝前的狀態(tài)，即，使生長(zhǎng)基板5成為最下層，在其上方層疊半導(dǎo)體構(gòu)造11的狀態(tài)的概略截面圖。在實(shí)際的發(fā)光裝置的制造工序中，使在生長(zhǎng)基板5的上表面層疊了隔層的氮化物半導(dǎo)體元件進(jìn)行上下顛倒來(lái)進(jìn)行圖I的安裝。下面，使用圖2來(lái)說(shuō)明發(fā)光元件10的概略。另外，對(duì)在圖I的發(fā)光元件10中與圖2所示的發(fā)光元件10相同的構(gòu)成賦予相同的符號(hào)，并適當(dāng)省略說(shuō)明。圖2所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件10由生長(zhǎng)基板5、在該生長(zhǎng)基板的上表面上生長(zhǎng)的半導(dǎo)體構(gòu)造11、和與半導(dǎo)體構(gòu)造11電連接的電極構(gòu)成。半導(dǎo)體構(gòu)造11具備第I半導(dǎo)體層、活性區(qū)域8和第2半導(dǎo)體層。例如在第I半導(dǎo)體層是η型半導(dǎo)體層6的情況下，第2半導(dǎo)體層就是P型的半導(dǎo)體層7。另外，活性區(qū)域8相當(dāng)于發(fā)光層?；钚詤^(qū)域8所發(fā)出的光的中心波長(zhǎng)例如為360nm 650nm。發(fā)光元件10具備具有活性區(qū)域8的半導(dǎo)體構(gòu)造11。在圖2的發(fā)光元件10中，在具有對(duì)置的一對(duì)主面的生長(zhǎng)基板5的一方的主面上，層疊形成有作為半導(dǎo)體構(gòu)造11的氮化物半導(dǎo)體層。具體地，發(fā)光元件10在生長(zhǎng)基板5的上表面?zhèn)葘盈B有氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造11，該氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造11依次具有作為第I半導(dǎo)體層的η型半導(dǎo)體層6、活性區(qū)域8、作為第2半導(dǎo)體層的第2氮化物半導(dǎo)體層7。另外，作為與η型半導(dǎo)體層6電連接的第I電極具備η側(cè)焊盤電極3Α，作為與第2氮化物半導(dǎo)體層7電連接的第2電極具有ρ側(cè)焊盤電極3Β。發(fā)光元件10介由η側(cè)焊盤電極3Α以及ρ側(cè)焊盤電極3Β從外部提供電力后，從活性區(qū)域8放出光，主要從圖2中的生長(zhǎng)基板5的下表面?zhèn)忍崛」狻卩，在圖2的發(fā)光元件10中，在生長(zhǎng)基板5，將與電極3A、3B的安裝面?zhèn)?圖2的上側(cè))對(duì)置的另一方的主面?zhèn)?圖2的下側(cè))作為主要的光提取面18。(電介質(zhì)膜4)并且，由η側(cè)焊盤電極3Α、ρ側(cè)焊盤電極3Β構(gòu)成的一組的電極3分別具有電介質(zhì)膜4。圖3中示出圖2的粗體的圈所示的電介質(zhì)膜4的附近的放大截面圖。如圖3所示，電介質(zhì)膜4是將由折射率不同的2種以上的材料膜4n、4m構(gòu)成的I組的電介質(zhì)4a連續(xù)多組而層疊的多層構(gòu)造。電介質(zhì)膜4的詳細(xì)的構(gòu)造在后面敘述，但電介質(zhì)膜4設(shè)于半導(dǎo)體構(gòu)造11和電極3之間的至少一部分，能選擇性地反射規(guī)定波長(zhǎng)的光。電介質(zhì)膜能彼此分開(kāi)地形成。另外，電介質(zhì)膜4也可以是Si02、Al203等單層膜。由于在單層膜的情況下，光不進(jìn)行反射而透過(guò)，因此，特別是在非倒裝芯片型的安裝方法的正裝型的半導(dǎo)體元件中，電介質(zhì)膜4的形成面的光提取效率提高。 (發(fā)光元件10)在作為發(fā)光元件10的例如圖2所示的LED那樣的氮化物半導(dǎo)體元件中，具有氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造11和進(jìn)一步形成在氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造11上的透光性導(dǎo)電層13，其中該氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造11依次使第I氮化物半導(dǎo)體層即η型半導(dǎo)體層6、活性區(qū)域8即發(fā)光層、第2氮化物半導(dǎo)體層即P型半導(dǎo)體層7依次外延生長(zhǎng)在生長(zhǎng)基板5即藍(lán)寶石基板上。另外，在電介質(zhì)層4和透光性導(dǎo)電層13之間設(shè)有反射層16。該反射層16也由Si02、Al203等的電介質(zhì)膜構(gòu)成，發(fā)揮全反射作用。通過(guò)構(gòu)成如此在電介質(zhì)膜4上組合了反射層的反射構(gòu)造，對(duì)傾斜分量的光也能維持高反射率，能實(shí)現(xiàn)高的提取效率。接下來(lái)，選擇性地蝕刻除去活性區(qū)域8以及ρ型半導(dǎo)體層7的一部分，從而使η型半導(dǎo)體層6的一部分露出，進(jìn)而形成η側(cè)焊盤電極3Α。另外，在與η側(cè)焊盤電極3Α相同面?zhèn)鹊耐腹庑詫?dǎo)體層13上，形成ρ側(cè)焊盤電極3Β。進(jìn)而，僅露出η型焊盤電極3Α以及ρ型焊盤電極3Β的規(guī)定的表面，其它的部分通過(guò)絕緣性的保護(hù)膜14進(jìn)行覆蓋。另外，η側(cè)焊盤電極3Α也可以在η型半導(dǎo)體層6的露出區(qū)域隔著透光性導(dǎo)電層13而形成。下面，具體說(shuō)明半導(dǎo)體發(fā)光元件10的各構(gòu)成要素。(生長(zhǎng)基板5)生長(zhǎng)基板5是能使半導(dǎo)體構(gòu)造11外延生長(zhǎng)的基板，對(duì)于基板的大小和厚度等沒(méi)有特別的限定。作為氮化物半導(dǎo)體中的基板，有將C面、R面以及A面的任一者作為主面的藍(lán)寶石或尖晶石(MgAl2O4)這樣的絕緣性基板，另外，還有與碳化硅(6H、4H、3C)、-、ZnS、Zn0、Si、GaAs、金剛石、以及氮化物半導(dǎo)體晶格接合的鈮酸鋰、鎵酸釹等的氧化物基板、GaN和AlN等的氮化物基板，還能使用其帶傾斜的基板(例如在藍(lán)寶石C面為O. 01° 3. 0° )。另外，可以是在半導(dǎo)體構(gòu)造形成后除去生長(zhǎng)基板的無(wú)基板的半導(dǎo)體元件構(gòu)造、將取出的半導(dǎo)體構(gòu)造粘接或倒裝芯片安裝到支承基板例如導(dǎo)電性基板上的構(gòu)造等，還可以是將半導(dǎo)體構(gòu)造粘接到其它的透光性部件/透光性基板上的構(gòu)造。具體地，在半導(dǎo)體構(gòu)造的光提取側(cè)的主面具有生長(zhǎng)基板、粘接的部件/基板的情況下，使生長(zhǎng)基板為透光性，在是非透光性、遮光性、光吸收性的生長(zhǎng)基板的情況下，除去該生長(zhǎng)基板，在這樣的基板上粘接半導(dǎo)體構(gòu)造的情況下，使之成為設(shè)置在半導(dǎo)體構(gòu)造主面的光反射側(cè)的構(gòu)造。在從光提取側(cè)的透光性基板/部件向半導(dǎo)體構(gòu)造提供電荷的情況下，使用導(dǎo)電性的基板即可。此外，也可以是通過(guò)玻璃、樹(shù)脂等的透光性部件來(lái)粘接/覆蓋半導(dǎo)體構(gòu)造，進(jìn)而支撐半導(dǎo)體構(gòu)造的構(gòu)造的元件。生長(zhǎng)用基板的除去，例如通過(guò)保持在裝置或裸片的芯片載置部，并通過(guò)拋光、LLO(Laser LiftOff，激光剝離)來(lái)實(shí)施。另外，即使是透光性的不同種類基板，也能通過(guò)除去基板來(lái)提高光提取的效率、及輸出，從而是優(yōu)選。(半導(dǎo)體構(gòu)造11)作為半導(dǎo)體構(gòu)造11，實(shí)施例以及以下說(shuō)明的氮化物半導(dǎo)體為可見(jiàn)光域的短波長(zhǎng)域、近紫外域、或比其短的短波長(zhǎng)域，并適合在組合了這一點(diǎn)和光變換部件(熒光體等)的發(fā)光裝置中使用?；蛘撸⒉幌抻谒鼈?，也可以是InGaAs系、GaP系等的半導(dǎo)體。(發(fā)光元件的構(gòu)造)
半導(dǎo)體構(gòu)造11下的發(fā)光元件的構(gòu)造為在后述的第I導(dǎo)電型(η型)層和第2導(dǎo)電型(P型)層之間具有活性區(qū)域8的構(gòu)造，這在輸出和效率上優(yōu)選，但并不限于此，也可以是后述的構(gòu)造等的其它的發(fā)光構(gòu)造。也可以在各導(dǎo)電型層部分地設(shè)置絕緣、半絕緣性、相反導(dǎo)電型構(gòu)造，另外也可以是將它們添加性地設(shè)于第I、第2導(dǎo)電型層，也可以添加性地具有其它的電路構(gòu)造、例如保護(hù)元件構(gòu)造，另外，也可以是上述基板承擔(dān)發(fā)光元件的導(dǎo)電型層的一部分這樣的構(gòu)造。設(shè)于半導(dǎo)體構(gòu)造11的電極，優(yōu)選為實(shí)施例以及下面說(shuō)明的在一方的主面?zhèn)仍O(shè)置第I導(dǎo)電型(η型)層、第2導(dǎo)電型(ρ型)層的電極，但并不限于此，也可以是與半導(dǎo)體構(gòu)造的各主面對(duì)置地設(shè)置各個(gè)電極，例如，在上述基板除去構(gòu)造中，也可以是在除去側(cè)設(shè)置電極的構(gòu)造。另外，作為半導(dǎo)體構(gòu)造11的構(gòu)造，能舉出具有MIS結(jié)、PIN結(jié)或PN結(jié)的同質(zhì)結(jié)構(gòu)造、異質(zhì)結(jié)構(gòu)造或雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)造。另外，還能設(shè)為使各層為超晶格構(gòu)造、或使作為發(fā)光層的活性區(qū)域8形成為使量子效應(yīng)產(chǎn)生的薄膜的量子阱構(gòu)造。(氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造)作為氮化物半導(dǎo)體,一般式為InxAlyGa1TyN(O彡χ,Ο彡y, x+y ( I),也可以混合有B、P或As。另外，η型半導(dǎo)體層6、p型半導(dǎo)體層7并不特別限定于單層或多層。氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造11具有作為發(fā)光層的活性區(qū)域8，使該活性區(qū)域8為單量子阱構(gòu)造(SQW)或多量子阱構(gòu)造(MQW)。下面，示出氮化物半導(dǎo)體構(gòu)造11的詳細(xì)。在生長(zhǎng)基板5上，隔著阻擋層等的氮化物半導(dǎo)體的基底層，例如低溫生長(zhǎng)薄膜GaN和GaN層，具有n型氮化物半導(dǎo)體層，例如Si摻雜GaN的η型接觸層和GaN/InGaN的η型多層膜層、P型氮化物半導(dǎo)體層，例如Mg摻雜的InGaN/AlGaN的ρ型多層膜層和Mg摻雜GaN的P型的接觸層，進(jìn)而，使用在該P(yáng)型、η型層之間具有活性區(qū)域8的構(gòu)造。另外，氮化物半導(dǎo)體的活性區(qū)域(發(fā)光層)8例如具有量子阱構(gòu)造，該量子講構(gòu)造包含由AlaInbGa1IbN(O ^ a ^ 1,0 ^ b ^ I, a+b彡I)構(gòu)成的講層、由AlcIndGa1J(O彡c彡1，O彡d彡1，c+d彡I)構(gòu)成的勢(shì)壘層。在活性區(qū)域8中使用的氮化物半導(dǎo)體可以為無(wú)摻雜、η型雜質(zhì)摻雜、ρ型雜質(zhì)摻雜的任一者，優(yōu)選為通過(guò)使用無(wú)摻雜或η型雜質(zhì)摻雜的氮化物半導(dǎo)體而能使發(fā)光元件高輸出化。勢(shì)壘層使用帶隙能量比阱層大的氮化物半導(dǎo)體。通過(guò)使阱層中含有Al，比能得到GaN的帶隙能量的波長(zhǎng)365nm短的波長(zhǎng)。從活性區(qū)域8放出的光的波長(zhǎng)根據(jù)發(fā)光元件的目的、用途等，設(shè)為360nm 650nm附近，優(yōu)選為380nm 560nm的波長(zhǎng)。阱層的組成在可視光/近紫外域中適于使用InGaN，此時(shí)的勢(shì)壘層的組成可以是GaN> InGaN。講層的膜厚優(yōu)選為Inm以上30nm以下，更優(yōu)選為2nm以上20nm以下。接下來(lái),在ρ型半導(dǎo)體層7的表面,形成構(gòu)成規(guī)定的形狀的掩模,對(duì)ρ型半導(dǎo)體層7以及作為發(fā)光層的活性區(qū)域8進(jìn)行蝕刻。由此，使規(guī)定位置的構(gòu)成η型半導(dǎo)體層6的η型接觸層露出。(透光性導(dǎo)電層13)
透光性導(dǎo)電層13分別形成在η型半導(dǎo)體層6、ρ型半導(dǎo)體層7上。在圖2的示例中，通過(guò)在P型半導(dǎo)體層7以及露出的η型半導(dǎo)體層6的大致整個(gè)面形成透光性導(dǎo)電層13，能使電流均勻地在P型半導(dǎo)體層7整體性擴(kuò)散。另外，由于使導(dǎo)電層具備透光性，能進(jìn)一步在其上設(shè)置電介質(zhì)膜4。另外，在本說(shuō)明書(shū)中的大致“整個(gè)面形成”是指，形成于半導(dǎo)體構(gòu)造的上方。透光性導(dǎo)電層13有透明電極等多種類型，優(yōu)選為包含從由Zn、In、Sn構(gòu)成的群中選擇的至少一種的元素的氧化物。具體地，期望形成IT0、Zn0、In203、Sn02等的包含Zn、In、Sn的氧化物的透光性導(dǎo)電層13，優(yōu)選使用ΙΤ0。由此，得到與抵接的部件之間的良好的歐姆接觸?；蛘咭部梢允怯蒒i、Au、Pt等的金屬構(gòu)成的3nm程度的薄膜的金屬膜、其它的金屬氧化物、氮化物、它們的化合物、光透過(guò)構(gòu)造、或這些的復(fù)合物。如此，透光性導(dǎo)電層13形成于各導(dǎo)電型層例如P型半導(dǎo)體層7的大致整個(gè)面，能使電流整體性均勻擴(kuò)散。另外，透光性導(dǎo)電層13的厚度設(shè)為考慮了該層的光吸收性和電阻/薄膜電阻的厚度，即考慮了光的電介質(zhì)膜4和電流擴(kuò)散的厚度，例如為I μ m以下，具體設(shè)為IOnm到500nm。另外，由于使該厚度相對(duì)于從活性區(qū)域8放出的光的波長(zhǎng)λ而設(shè)為λ/4的大約整數(shù)倍，從而能提高光提取效率，因此優(yōu)選。在此，設(shè)透光性導(dǎo)電層13即ITO膜的膜厚為TOOAfi另外，電介質(zhì)膜4如圖3的放大截面圖所示，在作為ITO膜上的反射層16形成厚膜的Si02、A1203、Nb2O5等之后，按照Nb205/Si02/Nb205/Si02/Nb205/Si02的方式構(gòu)成3對(duì)的(Nb205/Si02)，優(yōu)選配合發(fā)光波長(zhǎng)來(lái)調(diào)整膜厚。作為阻擋層24，使Rh成膜IOOJke金屬反射層22和焊盤電極3以層疊構(gòu)造成為Al-Cu合金/Ti/Pt/Au的構(gòu)造。在阻擋層2利用Ag層時(shí)，能降低吸收，進(jìn)一步提升提取效率。(電介質(zhì)膜4)電介質(zhì)板4在反射層16上層疊2 5對(duì)的折射率不同的2種類的電介質(zhì)層,優(yōu)選層疊3 4對(duì)而構(gòu)成。另外，電介質(zhì)膜4的總膜厚優(yōu)選為O. 2 I μ m,更優(yōu)選為O. 3 O. 6 μ m。由此，能抑制電介質(zhì)膜4的干涉作用而引起的光透過(guò)率的急劇下降的發(fā)生，能增大連續(xù)的高反射率的波長(zhǎng)域。其結(jié)果，即使使電介質(zhì)膜4的中心波長(zhǎng)偏離到比光源的發(fā)光峰值波長(zhǎng)更長(zhǎng)的波長(zhǎng)側(cè)，也能抑制垂直入射的反射率的減少。即，不僅是具有入射角而入射到電介質(zhì)膜4的光源的入射分量，即使入射角較小的入射分量都能反射，相對(duì)地提高了發(fā)光兀件的光輸出。優(yōu)選的是，電介質(zhì)膜4由SiO2和Nb2O5的對(duì)構(gòu)成。該電介質(zhì)膜4發(fā)揮基于波長(zhǎng)以及方向依存的反射功能。另外，電介質(zhì)膜4優(yōu)選形成在半導(dǎo)體發(fā)光元件10的電極形成側(cè)的面的大致整個(gè)面。另外，優(yōu)選用電介質(zhì)膜4覆蓋半導(dǎo)體構(gòu)造11的側(cè)面,進(jìn)而覆蓋η電極和ρ電極之間。由此，能抑制PN間隙間的光的泄漏。(開(kāi)口部21)
另外，在電介質(zhì)膜4設(shè)有開(kāi)口部21。開(kāi)口部21如圖2的截面圖所示，使透光性導(dǎo)電層13部分地露出。其結(jié)果，透光性導(dǎo)電層13介由開(kāi)口部21而與金屬反射層22以及焊盤電極3電接合。(阻擋層24)阻擋層24設(shè)于未設(shè)電介質(zhì)膜4的開(kāi)口部21,在開(kāi)口部21覆蓋所露出的透光性導(dǎo)電層13。進(jìn)而，用金屬反射層22覆蓋其上表面。由此，阻擋層24介于透光性導(dǎo)電層13和金屬反射層22之間，能避免金屬反射層22直接與透光性導(dǎo)電層13接觸的事態(tài)，能防止由于導(dǎo)通使金屬反射層22在與透光性導(dǎo)電層13的接觸面的劣化。這樣的阻擋層24由從Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os的群構(gòu)成的至少一種金屬或其合金構(gòu)成。優(yōu)選地,能適當(dāng)?shù)乩肦h。另外，阻擋層24的膜厚優(yōu)選形成得比電介質(zhì)膜4薄。 阻擋層24能通過(guò)濺鍍、無(wú)電場(chǎng)鍍、蒸鍍等形成。在濺鍍中，彎曲成U字狀。另一方面，在無(wú)電場(chǎng)鍍中，平坦地形成。另外，在阻擋層24和透光性導(dǎo)電層13之間，也可以具有由Ti、Ni、Cr、Mo的群中的至少一種金屬或其合金構(gòu)成的粘附層。通過(guò)該粘附層，阻擋層24和透光性導(dǎo)電層13的緊密接觸性提高。粘附層為O. 3 50nm,優(yōu)選為O. 3 3nm。在粘附層的膜厚薄的情況下，由于光從活性區(qū)域8通過(guò)粘附層而在阻擋層24反射，因此能利用阻擋層24的高反射率的特性，使輸出較高。此時(shí)，阻擋層尤其能適合利用Rh。(金屬反射層22)另一方面，金屬反射層22隔著阻擋層24以及透光性導(dǎo)電層13與構(gòu)成半導(dǎo)體構(gòu)造11的η型層、P型層電連接。如此，金屬反射層22除了作為導(dǎo)電層的功能以外，還能起到發(fā)射輸出光的功能。通過(guò)該構(gòu)造，半導(dǎo)體發(fā)光元件10能提高提取效率，并能提高可靠性。金屬反射層22從Al、Cu、Au、Pt、Pd、Rh、Ni、W、Mo、Cr、Ti構(gòu)成的群中選擇。優(yōu)選選擇鋁或其
么么
I=I -Wl O也可以個(gè)別地形成金屬反射層22和焊盤電極3。金屬反射層22使用Al或其合金。另外，金屬反射層22形成在發(fā)光區(qū)域的大致整個(gè)面。在焊盤電極3以與金屬反射層22不同的圖案形成的情況下，能配合倒裝芯片安裝時(shí)使用的基板布線來(lái)設(shè)計(jì)。這種情況下，在未形成焊盤電極3的區(qū)域，為了確保絕緣性，設(shè)置由SiO2構(gòu)成的保護(hù)膜14。另一方面，阻擋層24分別形成在各開(kāi)口部21內(nèi)。該阻擋層24僅形成在開(kāi)口部21內(nèi)，另外，阻擋層24與開(kāi)口部21的個(gè)數(shù)相同。在圖2的示例中，以相同的掩模來(lái)進(jìn)行電介質(zhì)膜4和阻擋層24的圖案的形成，以相同的圖案來(lái)形成焊盤電極3和金屬反射層22。其結(jié)果，能在電介質(zhì)膜4的開(kāi)口部21正確地形成阻擋層24，能使掩模公共化進(jìn)而削減成本，并能以一次的作業(yè)完成掩模的位置對(duì)準(zhǔn)。特別是，通過(guò)以與電介質(zhì)膜4相同的掩模來(lái)進(jìn)行阻擋層24的圖案的形成，不會(huì)發(fā)生位置偏離，能提高成品率從而制作出高品質(zhì)的產(chǎn)品。另外，由于能連續(xù)作業(yè)，因此制造工序也變得簡(jiǎn)單。另外，由于在阻擋層設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮相對(duì)于位置偏離的裕量(margin)，因此能提高金屬反射層的有效面積，能提高提取效率。如此，在形成于電介質(zhì)膜4的開(kāi)口部21的內(nèi)部，形成與開(kāi)口直徑一致的阻擋層24，能避免透光性導(dǎo)電層13和金屬反射層22的直接接觸，并能利用反射率高的金屬作為金屬反射層22。另外，通過(guò)分離電介質(zhì)膜4和金屬反射層22，能在半導(dǎo)體發(fā)光元件10的整個(gè)面形成電介質(zhì)膜4。其結(jié)果，能降低PN間隙間的光的泄漏。另外，通過(guò)使用更高反射率的Ag系材料作為阻擋層24，能進(jìn)一步提高提取效率。由于在元件構(gòu)造的內(nèi)部形成該阻擋層24，因此，能避免離子遷移。以上，說(shuō)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件10是以倒裝芯片(倒裝)進(jìn)行使用的。但是，本發(fā)明并不限于倒裝芯片構(gòu)造，也能使用正裝構(gòu)成。(實(shí)施例2)進(jìn)而，能在焊盤電極上設(shè)置共晶焊盤電極。在圖4 圖7中示出該例作為實(shí)施例
2。在這些圖中，圖4示出示意截面圖。另外，圖5 圖7是實(shí)際的層構(gòu)成的一例，圖5示出俯視圖，圖6A示出圖5的VI-VI線處的截面圖，圖7示出圖5的VII-VII線處的截面圖。這 些圖中所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件10'具備與圖2大致相同的構(gòu)成，對(duì)同一部件賦予相同的符號(hào)，并省略詳細(xì)說(shuō)明。在圖4中，在半導(dǎo)體發(fā)光元件10'的表面，除了形成焊盤電極的部分以外，都被絕緣性的保護(hù)膜14覆蓋。另外，形成于開(kāi)口部21的阻擋層24在圖4的示例中僅在開(kāi)口部21的底面形成為平板狀，但如圖6A所示，還能從開(kāi)口部21的底面到周壁形成為凹狀。由此，在與阻擋層24相接的電介質(zhì)膜4的側(cè)面也能反射光，進(jìn)而，在圖6A中，在焊盤電極3的上表面設(shè)置共晶焊盤電極27。另外，通過(guò)在開(kāi)口部設(shè)置阻擋層，能得到可以防止層疊在其上的金屬反射層發(fā)生斷線的優(yōu)點(diǎn)。基于圖6B對(duì)其樣子進(jìn)行說(shuō)明。圖6B表示在開(kāi)口部21設(shè)置阻擋層24后再直接使金屬反射層22生長(zhǎng)的示例的示意截面圖。若在沒(méi)有阻擋層的狀態(tài)下，在開(kāi)口部21直接使金屬反射層22生長(zhǎng),貝U雖然金屬反射層22在垂直方向上生長(zhǎng),但在橫方向難以生長(zhǎng)，特別是在電介質(zhì)膜4的側(cè)面和上表面的邊界即邊緣部分，金屬反射層22部分地變薄。其結(jié)果，在金屬反射層22的較薄的部分電阻值部分地變高，難以流過(guò)電流。另外，在該部分，等同于在金屬反射層22產(chǎn)生毛刺，還存在物理性接觸不良和斷線的可能性。特別是電介質(zhì)膜4的側(cè)面越接近于垂直，該狀態(tài)就越顯著。因此，通過(guò)使電介質(zhì)膜4的側(cè)面如圖6A那樣傾斜，來(lái)使電介質(zhì)膜的邊緣部分成為鈍角，從而緩和開(kāi)口部21的高低差。由此，能降低金屬反射層22在邊緣部分急劇改變生長(zhǎng)方向從而變薄的事態(tài)，能漂亮地使金屬反射膜22進(jìn)行成膜。另外，通過(guò)在開(kāi)口部21的底面設(shè)置阻擋層24，使得開(kāi)口部21的深度變淺，這也能減輕在邊緣部分金屬反射層22部分地變薄。另外，除了使電介質(zhì)膜4的側(cè)面傾斜來(lái)使邊緣部分成為鈍角以外，通過(guò)在電介質(zhì)膜4的側(cè)面設(shè)置阻擋層24，能使該角度進(jìn)一步增大，通過(guò)使鈍角增大來(lái)進(jìn)一步緩和開(kāi)口部21的高低差，由此能進(jìn)一步改善提高金屬反射層22的可靠性的效果。但是，本發(fā)明中，電介質(zhì)膜的側(cè)面并不特定為傾斜面，也可以設(shè)為垂直面或接近垂直面的角度，用電介質(zhì)膜側(cè)面的阻擋層來(lái)緩和開(kāi)口部的高低差。進(jìn)而，如圖6A所示，不僅是開(kāi)口部21的底面，通過(guò)在開(kāi)口部21的周壁設(shè)置阻擋層，同樣也能在電介質(zhì)膜4的邊緣部分，降低金屬反射層22變薄的事態(tài)。S卩，如圖6B所示，由于從電介質(zhì)膜4的邊緣部分到開(kāi)口部21的底面使阻擋層24成為斜面的方式來(lái)設(shè)置阻擋層24，也能使邊緣部分成為鈍角，因此，同樣能避免金屬反射層22部分地變薄的事態(tài)，從而漂亮地進(jìn)行成膜。具體地，如圖6B所示，優(yōu)選使設(shè)于電介質(zhì)膜4的側(cè)面的阻擋層24的傾斜面的角度α大于電介質(zhì)膜4的側(cè)面的傾斜角度β。另外，優(yōu)選設(shè)于電介質(zhì)膜4的側(cè)面的阻擋層24的厚度在開(kāi)口部21中上部窄(厚度C)，下部寬(厚度d)。下部的厚度d例如能以使阻擋層24的傾斜面朝向開(kāi)口部21的底面?zhèn)妊娱L(zhǎng)的情況下的交點(diǎn)與電介質(zhì)膜4的距離來(lái)規(guī)定。在此，作為比較例，將圖5的半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性與使用了圖31的構(gòu)造的發(fā)光元件進(jìn)行比較。在圖8的圖表中示出比較它們的光輸出和正向電壓的結(jié)果。如該圖表所示，能看到光輸出得到提高，另一方面，確認(rèn)了正向電壓降低，實(shí)施例2所涉及的構(gòu)造的有用性得到了確信。(實(shí)施例3)進(jìn)而，半導(dǎo)體發(fā)光元件還能在用于外部連接的焊盤電極彼此間設(shè)置間隙。在圖9中示出這樣的半導(dǎo)體發(fā)光元件10"作為實(shí)施例3。在此，基于圖10的流程圖和圖IlA E、圖12F I的截面圖來(lái)說(shuō)明實(shí)施例3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。另外，在這些圖中，為了說(shuō)明而示出了裸片單體，省略晶片加工后的芯片化工序。作為大致的順序 如下步驟SI:接受外延生長(zhǎng)步驟S2:生長(zhǎng)出η型層步驟S3 :形成ITO歐姆電極步驟S4 整個(gè)面DBR成膜步驟S5 :形成開(kāi)口部形成用抗蝕掩模
步驟S6 =DBR膜干式蝕刻步驟S7 :阻擋金屬成膜步驟S8:剝離步驟S9:焊盤電極形成首先，如圖IlA所示，使GaN層生長(zhǎng)，并如圖IlB所示，在GaN層上形成SiO2或抗蝕層等的掩模，通過(guò)RIE等使η型半導(dǎo)體層6露出，用在η接觸中。然后，除去RIE掩模后，如圖IlC所示，成膜ITO電極作為透光性導(dǎo)電層13，進(jìn)行圖案形成。作為ITO電極的成膜方法，能舉出蒸鍍、濺鍍等。另外，關(guān)于圖案形成，能適當(dāng)?shù)剡x擇蝕刻或剝離等。接下來(lái)，如圖IlD所示，整個(gè)面(包含半導(dǎo)體構(gòu)造11的上方與側(cè)面的兩者)地形成電介質(zhì)膜4。作為成膜方法，能利用濺鍍以及蒸鍍等。然后，在電介質(zhì)膜4成膜后，如圖IlE所示，通過(guò)光刻膠，與導(dǎo)通部一致地形成設(shè)置了開(kāi)口部21的掩模ΜΚ。然后，如圖12F所示進(jìn)行電介質(zhì)膜4的蝕亥IJ。該蝕刻能選擇濕式蝕刻或基于RIE的干式蝕刻。另外，若在蝕刻時(shí)在電介質(zhì)膜4形成錐面，則在后面的工序就能容易地進(jìn)行剝離作業(yè)。在干式蝕刻結(jié)束后，如圖12G所示，除去掩模ΜΚ，直接使用該掩模MK來(lái)剝離形成阻擋層24。作為阻擋層24而使用的金屬，由于為了避免與ITO電極的反應(yīng)，因此期望Au、Rh、Pt、Pd、Au、Ag等的功函數(shù)高的金屬。在如此地在開(kāi)口部21形成阻擋層24后，如圖12H所示，除去掩模MK，進(jìn)而如圖121所示，形成由Al或其合金構(gòu)成的反射層22、連接用的焊盤電極3A、3B。通過(guò)這樣的順序，能使得用于形成阻擋層24的掩模MK和用于在電介質(zhì)膜4形成開(kāi)口部21的掩模MK公共化，能降低制造工序數(shù)。此外，由于在阻擋層24的形成時(shí)不需要與開(kāi)口部21的位置對(duì)準(zhǔn)作業(yè)，因此能實(shí)現(xiàn)高精度的阻擋層24的成形。(實(shí)施例4)進(jìn)而，在圖13 圖21的截面圖示出實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件(圖21的截面圖)的制造順序。首先，在圖13中，在使半導(dǎo)體構(gòu)造11外延生長(zhǎng)后，對(duì)構(gòu)成η型半導(dǎo)體層6的GaN層進(jìn)行蝕刻，使其露出。在半導(dǎo)體構(gòu)造11上成膜ITO作為透光性導(dǎo)電層13。接下來(lái)，在圖14中，形成電介質(zhì)膜4 (DBR)，并進(jìn)一步形成Al層作為金屬反射層22。進(jìn)而，在圖15中，通過(guò)光刻法等形成抗蝕層作為掩模MK，并使其覆蓋表面，蝕刻金屬反射層22。接下來(lái)，在圖16中除去抗蝕層，進(jìn)而在圖17中，形成絕緣膜。進(jìn)而如圖18所示，通過(guò)光刻法等形成抗蝕層，進(jìn)行絕緣膜和電介質(zhì)膜4的蝕刻。接下來(lái)，在圖19中成膜阻擋層24，在圖20中進(jìn)行剝離來(lái)使抗蝕層剝離。最后，在圖21中進(jìn)行光刻，在阻擋層24的上表面形成Al膜作為焊盤電極，通過(guò)剝離除去抗蝕層。由此，制造了實(shí)施例4所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件。(實(shí)施例5)進(jìn)而，還能在更寬的面積設(shè)置Al反射膜。在圖22的截面圖示出這樣的示例作為實(shí)施例5。在圖22的構(gòu)造中，將Al反射膜作為多層布線來(lái)使Al反射膜的縫隙消失，因此，能抑制光的泄漏，在提高光輸出的方面有利。 (實(shí)施例6)(共晶安裝)另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件還能應(yīng)對(duì)共晶安裝。在圖23的截面圖示出這樣的示例作為實(shí)施例6。如該圖所示的發(fā)光元件，首先在生長(zhǎng)基板5上層疊η型層后，對(duì)η型層的一部分進(jìn)行蝕刻從而使其露出，層疊作為透光性導(dǎo)電層13的ITO層。進(jìn)而，在層疊DBR和阻擋層24并形成金屬反射層22之后，設(shè)置電極絕緣膜26，最后層疊共晶焊盤電極。(η 側(cè)電極 3a)另外，η側(cè)電極3a優(yōu)選小直徑化并分散配置。η側(cè)電極3a還與η側(cè)焊盤電極3Α連接，由此能使電極的面積增大，能成為散熱性和安裝性良好的元件。在圖24的水平截面圖中示出這樣的示例。如該圖所示，通過(guò)使η側(cè)電極3a小直徑化，降低了輸出光被η側(cè)電極3a吸收的情況，結(jié)果能提高光的提取效率。此外，通過(guò)使小直徑化的η側(cè)電極3a分散配置，能降低電阻值從而降低Vf，提高了輸出的線性度，另外，通過(guò)分散配置吸收輸出光的η側(cè)電極3a，還能得到使發(fā)光分布均勻化的效果。在此“分散配置”也可以是將多個(gè)η側(cè)電極3a聚集而成的群分散配置，也可以不作為集合體而將各個(gè)η側(cè)電極3a分散配置。(實(shí)施例7)(立體布線)(電極絕緣膜26)另外，半導(dǎo)體發(fā)光元件還能應(yīng)對(duì)立體布線。在圖25、26示出這樣的示例作為實(shí)施例7。在這些圖中，圖25是發(fā)光元件的俯視圖，圖26是圖25的XXVI-XXVI線處的垂直截面圖。在立體布線中，在將ρ側(cè)電極3b、η側(cè)電極3a暫時(shí)用電極絕緣膜26覆蓋后，通過(guò)在該電極覆蓋膜上開(kāi)口的導(dǎo)通窗，設(shè)置P側(cè)焊盤電極3B、n側(cè)焊盤電極3A。通過(guò)如此構(gòu)成，即使焊盤電極較寬，由于其下表面被電極絕緣膜26絕緣，因而也不會(huì)短路，結(jié)果上能確保電極面積較寬，得到在通過(guò)共晶等進(jìn)行的固定、導(dǎo)通中容易確保充分的面積的優(yōu)點(diǎn)。例如，在圖26的截面圖所示的示例中，能夠經(jīng)由電極絕緣膜26，使η側(cè)電極3a擴(kuò)大成較寬的η焊盤電極，能將用于共晶的面積確保得較寬，提高了共晶的可靠性，從而能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的安裝。在共晶以外的安裝，例如使用了 Au凸點(diǎn)的超聲波接合中，也能增加凸起數(shù)，從而改善散熱性。其結(jié)果，能通過(guò)高電流。另外，由于在PN間隙之間電流集中從而容易帶熱，因此若包圍多個(gè)η側(cè)電極3a地來(lái)在η側(cè)電極3Α上形成凸點(diǎn),則能進(jìn)一步提高散熱性。這些圖所示的發(fā)光元件，首先在生長(zhǎng)基板5上層疊η型層后，對(duì)η型層的一部分進(jìn)行蝕刻來(lái)使其露出，并層疊ITO層。以下，在與圖23相同地層疊DBR和阻擋層24，形成金屬反射層22后，設(shè)置電極絕緣膜26，最后層疊共晶焊盤電極。如此，通過(guò)采用立體布線構(gòu)造以使得η電極和ρ電極重疊，雖然本來(lái)如η側(cè)電極3a那樣，η電極較小，但由于能如圖25的η側(cè)焊盤電極3Α那樣擴(kuò)大成為寬的面積，因此，通過(guò)較寬地取得電極面積，能有利于共晶安裝。進(jìn)而，通過(guò)構(gòu)成為將電介質(zhì)膜4作為層間絕緣膜而利用的立體布線構(gòu)造，能使不貢獻(xiàn)于發(fā)光的η型接觸層的面積盡可能小，并能確保倒裝芯片接合所需的接合面積。
(實(shí)施例8)進(jìn)而，在圖27 圖28中示出另外其它的實(shí)施例作為實(shí)施例8。在這些圖中，圖27是發(fā)光元件的俯視圖，圖28是圖27的XXVIII-XXVIII線處的截面圖。如此，即使在俯視圖不是正方形而是長(zhǎng)方形的發(fā)光元件中，也能通過(guò)立體布線而取得較寬的電極面積，能有利于共晶安裝。(電極絕緣膜26)半導(dǎo)體構(gòu)造11的側(cè)面被金屬反射層22覆蓋。覆蓋了半導(dǎo)體構(gòu)造11的側(cè)面的金屬反射層22覆蓋η型半導(dǎo)體層6。另外，與覆蓋ρ型半導(dǎo)體層7的第2金屬反射層22η分離，金屬反射層22和第2金屬反射層22η分隔開(kāi)。進(jìn)而，在覆蓋半導(dǎo)體構(gòu)造11側(cè)面的金屬反射層22的上表面設(shè)有電極絕緣膜26。電極絕緣膜26按照覆蓋使金屬反射層22以及第2金屬反射層22η分隔開(kāi)的區(qū)域的方式而延長(zhǎng)。在該電極絕緣膜26的上表面使η側(cè)焊盤電極以及P側(cè)焊盤電極分隔開(kāi)。由此，使η側(cè)電極3a和ρ側(cè)電極3b作為立體布線構(gòu)造，能以更寬的面積設(shè)置焊盤電極，有利于共晶。通過(guò)如此構(gòu)成將電介質(zhì)膜4作為層間絕緣膜的立體布線構(gòu)造，能避免電極阻斷光的事態(tài)，能進(jìn)一步提聞光提取效率。本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件適于利用在照明用光源、LED顯示器、背光光源、信號(hào)機(jī)、照明式開(kāi)關(guān)、各種傳感器以及各種指示器等中。以上說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式只是例示而已，并不對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍構(gòu)成限定。本發(fā)明也可以采用其它的各種的實(shí)施方式，進(jìn)而，能在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行省略、置換等各種的變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在本說(shuō)明書(shū)所記載的發(fā)明的范圍和要旨中，還包含在權(quán)利要求的范圍所記載的發(fā)明及其等同的范圍內(nèi)。本申請(qǐng)主張2011年8月31日在日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?011-189889的申請(qǐng)和2012年7月30日在日本申請(qǐng)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?012-168944的申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，并在此通過(guò)援引將其全部?jī)?nèi)容包含在本申請(qǐng)中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其具備 包含活性區(qū)域的半導(dǎo)體構(gòu)造； 形成于所述半導(dǎo)體構(gòu)造的上表面的透光性導(dǎo)電層； 形成于所述透光性導(dǎo)電層的上表面的電介質(zhì)膜；和 形成于所述電介質(zhì)膜的上表面的金屬反射層， 所述電介質(zhì)膜設(shè)有I個(gè)以上的開(kāi)口部，以使得所述透光性導(dǎo)電層部分地露出， 所述透光性導(dǎo)電層介由所述開(kāi)口部與所述金屬反射層電接合， 按照覆蓋開(kāi)口部的方式部分地形成阻擋層，使該阻擋層介于所述透光性導(dǎo)電層和所述金屬反射層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述電介質(zhì)膜由多層構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述金屬反射層由鋁或其合金構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述阻擋層由Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os的群中的至少一種金屬或其合金構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 在所述阻擋層和所述透光性導(dǎo)電層之間還具有由Ti、Ni、Cr、Mo的群中的至少一種金屬或其合金構(gòu)成的粘附層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述透光性導(dǎo)電層由ITO構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述阻擋層的膜厚形成得比所述電介質(zhì)膜的膜厚薄。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述阻擋層僅形成在所述開(kāi)口部?jī)?nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述電介質(zhì)膜形成于所述半導(dǎo)體構(gòu)造的大致整個(gè)面。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述透光性導(dǎo)電層形成于所述半導(dǎo)體構(gòu)造的大致整個(gè)面。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 通過(guò)所述電介質(zhì)膜來(lái)覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造的側(cè)面。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件還具備形成于所述金屬反射層的上表面的焊盤電極， 使構(gòu)成所述焊盤電極的η側(cè)電極成為被分割為多個(gè)的小直徑化電極，并分散配置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 通過(guò)所述金屬反射層來(lái)覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造的側(cè)面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造的側(cè)面的所述金屬反射層覆蓋構(gòu)成所述半導(dǎo)體構(gòu)造的η型半導(dǎo)體層， 且與覆蓋構(gòu)成所述半導(dǎo)體構(gòu)造的P型半導(dǎo)體層的第2金屬反射層分隔開(kāi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 在覆蓋所述半導(dǎo)體構(gòu)造的側(cè)面的所述金屬反射層的上表面還設(shè)有電極絕緣膜， 所述電極絕緣膜按照覆蓋使所述金屬反射層以及第2金屬反射層分隔開(kāi)的區(qū)域的方式延長(zhǎng)， 在該電極絕緣膜的上表面還分隔開(kāi)地設(shè)有η側(cè)焊盤電極以及P側(cè)焊盤電極，作為所述焊盤電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，其特征在于， 設(shè)于所述電介質(zhì)膜的側(cè)面的所述阻擋層的厚度按照在所述開(kāi)口部中上部窄而下部寬的方式構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體發(fā)光元件。該發(fā)光元件具備包含活性區(qū)域(8)的半導(dǎo)體構(gòu)造(11)；形成在半導(dǎo)體構(gòu)造(11)的上表面的透光性導(dǎo)電層(13)；形成在透光性導(dǎo)電層(13)的上表面的電介質(zhì)膜(4)；和形成在電介質(zhì)膜(4)的上表面的金屬反射層(22)，電介質(zhì)膜(4)設(shè)有1個(gè)以上的開(kāi)口部(21)，以使得透光性導(dǎo)電層(13)部分地露出到外部，透光性導(dǎo)電層(13)介由開(kāi)口部(21)與金屬反射層(22)電接合，按照覆蓋開(kāi)口部(21)的方式部分地形成阻擋層(24)，使該阻擋層(24)介于透光性導(dǎo)電層(13)和金屬反射層(22)之間。
文檔編號(hào)H01L33/10GK102969414SQ20121031348
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者楠瀨健, 東直樹(shù), 小川利昭, 笠井久嗣 申請(qǐng)人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社