半導(dǎo)體發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置具備包含發(fā)光層在內(nèi)的層疊體、設(shè)在上述層疊體之上的第1及第2電極、將上述層疊體、上述第1及第2電極覆蓋的絕緣層、電連接在上述第1電極上的第1再配線、電連接在上述第2電極上的第2再配線、和將上述層疊體的側(cè)面覆蓋的遮光部。上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部在與上述絕緣層接觸的面上包含對(duì)于上述發(fā)光層的放射光的反射率為80％以上的部件。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體發(fā)光裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)基于2014年9月19日提出的日本專利申請(qǐng)第2013 — 194108號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，這里引用其全部?jī)?nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體發(fā)光裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]已開發(fā)了使用LED (Light Emitting D1de)等的半導(dǎo)體發(fā)光元件的照明裝置。例如，通過(guò)將放出藍(lán)色的光的氮化物半導(dǎo)體LED與吸收藍(lán)色光而放出黃色系的光的熒光體組合，能夠構(gòu)成放出白色的光的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。在這樣的半導(dǎo)體發(fā)光裝置中，提高從發(fā)光層放出的光的提取效率是重要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種提高從發(fā)光層放出的光的提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
[0006]一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，具備:層疊體，具有第I部分和第2部分，所述第I部分包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層的一部分、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層、和設(shè)在上述第I半導(dǎo)體層的一部分與上述第2半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層，所述第2部分與上述第I部分并排設(shè)置，包括上述第I半導(dǎo)體層的其余的部分；第I電極，在上述第I部分中，設(shè)在上述第2半導(dǎo)體層的與上述發(fā)光層相反側(cè)的面上；第2電極，上述第2部分中，設(shè)在上述第I半導(dǎo)體層的與上述發(fā)光層接觸側(cè)的面上；絕緣層，將上述層疊體的設(shè)有上述第I電極及上述第2電極一側(cè)的表面和與該表面接觸的側(cè)面覆蓋；第I再配線，在上述第I部分中設(shè)在上述絕緣層上，電連接在上述第I電極上；第2再配線，在上述第2部分中設(shè)在上述絕緣層上，與上述第2電極電連接；以及遮光部，在上述絕緣層上，將上述第I再配線和上述第2再配線包圍，將上述層疊體的上述側(cè)面覆蓋；上述第I再配線、上述第2再配線及上述遮光部在與上述絕緣層接觸的面上，包含對(duì)于上述發(fā)光層的放射光的反射率為80%以上的部件。
[0007]通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，能夠提供一種提高了從發(fā)光層放出的光的提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光
>J-U ρ?α裝直。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1 (a)及圖1 (b)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意圖。
[0009]圖2(a)及圖2(b)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0010]圖3(a)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的一部分的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3(b)是表示再配線的反射特性的曲線圖。
[0011]圖4是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的一部分的結(jié)構(gòu)的曲線圖。
[0012]圖5是例示有關(guān)實(shí)施方式的變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意剖視圖。
[0013]圖6 (a)?圖6(d)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造過(guò)程的示意剖視圖。
[0014]圖7(a)?圖7(d)是表示接著圖6(d)的制造過(guò)程的示意剖視圖。
[0015]圖8(a)?圖8(d)是表示接著圖7(d)的制造過(guò)程的示意剖視圖。
[0016]圖9(a)?圖9(c)是表示接著圖8(d)的制造過(guò)程的示意剖視圖。
[0017]圖10(a)及圖10(b)是例示有關(guān)實(shí)施方式的另一變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的示意剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置具備包括發(fā)光層的層疊體、設(shè)在上述層疊體之上的第I及第2電極、將上述層疊體、上述第I及第2電極覆蓋的絕緣層、電連接在上述第I電極上的第I再配線、電連接在上述第2電極上的第2再配線、和將上述層疊體的側(cè)面覆蓋的遮光部。上述層疊體具有--第I部分和第2部分，所述第I部分包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層的一部分、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層、和設(shè)在上述第I半導(dǎo)體層的一部分與上述第2半導(dǎo)體層之間的上述發(fā)光層；所述第2部分與上述第I部分并排設(shè)置，并包括上述第I半導(dǎo)體層的其余的部分。上述第I電極在上述第I部分中，設(shè)在上述第2半導(dǎo)體層的與上述發(fā)光層相反側(cè)的面上。上述第2電極在上述第2部分中，設(shè)在上述第I半導(dǎo)體層的與上述發(fā)光層接觸側(cè)的面上。上述絕緣層將上述層疊體的設(shè)有上述第I電極及上述第2電極一側(cè)的表面和與該表面接觸的側(cè)面覆蓋。上述第I再配線在上述第I部分中設(shè)在上述絕緣層上，與上述第I電極電連接。上述第2再配線在上述第2部分中設(shè)在上述絕緣層上，與上述第2電極電連接。上述遮光部在上述絕緣層上，將上述第I再配線和上述第2再配線包圍，將上述層疊體的上述側(cè)面覆蓋。上述第I再配線、上述第2再配線及上述遮光部在與上述絕緣層接觸的面上包含對(duì)于上述發(fā)光層的放射光的反射率為80%以上的部件。
[0019]以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于圖中的相同部分賦予相同的標(biāo)號(hào)，適當(dāng)省略其詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)不同的部分進(jìn)行說(shuō)明。另外，圖是示意性或概念性的，各部分的厚度與寬度的關(guān)系、部分間的大小的比率等并不一定與現(xiàn)實(shí)相同。此外，即使是表示相同部分的情況，也有根據(jù)附圖而相互的尺寸或比率不同地表示的情況。
[0020]圖1 (a)及圖1 (b)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100的示意圖。圖1 (a)是平面圖，圖1(b)是沿著圖1(a)的A —A線的剖視圖。
[0021]如圖1(a)及圖1(b)所示，有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100包括層疊體15、第I電極40、第2電極50、第I再配線43、第2再配線53、遮光部57、第I柱45、第2柱55和封固部80。
[0022]層疊體15包括第I導(dǎo)電型的第I半導(dǎo)體層10、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層20和發(fā)光層30。并且，層疊體15具有第I部分15a和第2部分15b。第I部分15a包括第I半導(dǎo)體層10的一部分、第2半導(dǎo)體層20、和設(shè)在第I半導(dǎo)體層10的一部分及第2半導(dǎo)體層20之間的發(fā)光層30。第2部分15b包括第I半導(dǎo)體層10的其余的部分。
[0023]這里，第I導(dǎo)電型例如是η型，第2導(dǎo)電型是與第I導(dǎo)電型不同的P型。實(shí)施方式并不限定于此，也可以使第I導(dǎo)電型為P型，使第2導(dǎo)電型為η型。
[0024]第I半導(dǎo)體層10、第2半導(dǎo)體層20及發(fā)光層30例如包括氮化物半導(dǎo)體。第I半導(dǎo)體層10例如包括η型包覆層。第2半導(dǎo)體層20例如包括P型包覆層。發(fā)光層30例如包括將組分不同的氮化物半導(dǎo)體層疊而成的量子阱。
[0025]層疊體15例如具有第I面15f、和與第I面15f相反側(cè)的第2面15g。第I面15f是第I半導(dǎo)體層10的與發(fā)光層30相反側(cè)的面。第2面15g是第2半導(dǎo)體層20的與發(fā)光層30相反側(cè)的面。
[0026]這里，將從第I半導(dǎo)體層10朝向第2半導(dǎo)體層20的方向設(shè)為Z軸方向(第I方向)。將相對(duì)于Z軸垂直的I個(gè)軸設(shè)為X軸(第2軸)。將相對(duì)于Z軸和X軸垂直的軸設(shè)為Y軸(第3軸)。Z軸(第I軸)相對(duì)于第I面15f垂直，相對(duì)于第2面15g垂直。
[0027]例如，在基板上，依次結(jié)晶生長(zhǎng)第I半導(dǎo)體層10、發(fā)光層30及第2半導(dǎo)體層20，形成層疊體15。并且，將該層疊體15的一部分從第2面15g側(cè)除去，直到達(dá)到第I半導(dǎo)體層
10。由此，第I半導(dǎo)體層10的一部分(第2部分15b)露出。并且，在第I部分15a上殘留發(fā)光層30及第2半導(dǎo)體層20。由此，第2部分15b與第I部分15a在X — Y平面內(nèi)并列放置。
[0028]第I電極40設(shè)在第2半導(dǎo)體層20的第2面15g側(cè)。在該例中，第I電極40具有P側(cè)電極41和P側(cè)導(dǎo)電層42。P側(cè)導(dǎo)電層42設(shè)在第2面15g側(cè)的第2半導(dǎo)體層20之上。在P側(cè)電極41與第2半導(dǎo)體層20之間，設(shè)有P側(cè)導(dǎo)電層42的一部分。
[0029]第2電極50設(shè)在層疊體15的第2部分15b的第2面15g側(cè)的面上。S卩，在上述露出的第I半導(dǎo)體層的一部分之上設(shè)有第2電極50。
[0030]但是，實(shí)施方式并不限定于此，也可以在第I電極40上不設(shè)置P側(cè)導(dǎo)電層42。在此情況下，P側(cè)電極41接觸在第2半導(dǎo)體層20上。
[0031]第I再配線43與第I電極40電連接。第2再配線53與第2電極50電連接。遮光部57設(shè)在第I再配線43及第2再配線53的周圍，將層疊體15的外緣側(cè)面15s覆蓋。遮光部57電連接在第I再配線43及第2再配線53的某一方上。此外，遮光部57也可以與第I再配線43及第2再配線53隔離而不電連接。第I再配線43、第2再配線53及遮光部57例如通過(guò)電解鍍(日文:電界A ^爸)形成。
[0032]第I再配線43、第2再配線53及遮光部57包括未圖示的鍍層種子層47 (參照?qǐng)D3(a))。第I再配線43、第2再配線53及遮光部57包括對(duì)從發(fā)光層30放出的光進(jìn)行反射的部件。各再配線43、53及遮光部57在與絕緣層70接觸的面上包含例如在光波長(zhǎng)為400納米(nm)到700nm的范圍中具有80%以上的反射率的部件，例如鋁，上述絕緣層70設(shè)在各再配線43、53及遮光部57與層疊體15之間。
[0033]此外，層疊體15優(yōu)選的是其外緣側(cè)面15s朝向第I面15f側(cè)傾斜而形成。即，層疊體15優(yōu)選的是具有以第2面15g側(cè)變得比第I面15f側(cè)窄的方式傾斜的錐狀的外緣側(cè)面15s。由此,從發(fā)光層30放射的光中的朝向外緣側(cè)面15s傳播的光被覆蓋外緣側(cè)面15s的遮光部57向第I面15f的方向反射。結(jié)果，能夠使發(fā)光裝置100的發(fā)光效率提高。此外，還能夠改善由沿著第I面15f橫向放出的光引起的顏色不勻。
[0034]第I柱45設(shè)在第I再配線43之上，兩者被電連接。第I柱45在Z軸方向上延伸。第2柱55設(shè)在第2再配線53之上，兩者被電連接。第2柱55在Z軸方向上延伸。
[0035]在圖1 (a)及圖1(b)中，表示了在各再配線之上分別設(shè)有I個(gè)柱的例子，但實(shí)施方式并不限定于此。設(shè)在第I再配線43之上的第I柱45的數(shù)量是任意的。此外，設(shè)在第2再配線53之上的第2柱55的數(shù)量也是任意的。
[0036]封固部80使第I柱45的端部45e及第2柱55的端部55e露出，而將第I再配線43、第I柱45、第2再配線53和第2柱55覆蓋。第I柱45的端部45e位于第I柱45的與第I電極40相反側(cè)。第2柱55的端部55e位于第2柱55的與第2電極50相反側(cè)。SP,封固部80將第I柱45的側(cè)面覆蓋，將第2柱55的側(cè)面覆蓋。
[0037]封固部80對(duì)于從發(fā)光層30放射的光的反射率是第I再配線43、第2再配線53及遮光部57的反射率以下。換言之，第I再配線43、第2再配線53及遮光部57的反射率比封固部80的反射率高。由此，能夠使從發(fā)光層30放射的光中的被封固材料吸收的部分在第I再配線43、第2再配線及遮光部57中反射而向外部提取。即，能夠使發(fā)光層30的放射光的提取效率提聞。
[0038]半導(dǎo)體發(fā)光裝置100還包括絕緣層70。絕緣層70將層疊體15及設(shè)在其上的第I電極40、第2電極50覆蓋。絕緣層70對(duì)于發(fā)光層30的放射光的反射率比各再配線及遮光部57的反射率低。絕緣層70具有絕緣性，例如包括硅氧化膜。
[0039]在圖1 (a)、圖1(b)所示的例子中，半導(dǎo)體發(fā)光裝置100的沿著X軸的長(zhǎng)度Lx例如是約600微米(μπι)。此外，沿著Y軸的長(zhǎng)度例如是長(zhǎng)度300 μ m。但是，實(shí)施方式并不限定于此，半導(dǎo)體發(fā)光裝置100的尺寸是任意的。
[0040]如上述那樣，半導(dǎo)體發(fā)光裝置110在層疊體15的第2面15g側(cè)具備第I電極40及第2電極50，發(fā)光層30的放射光被從第I面15f射出。
[0041]圖2(a)及圖2(b)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100的結(jié)構(gòu)的示意圖。在這些圖中，為了說(shuō)明第I再配線43、第2再配線53及遮光部57的結(jié)構(gòu)，例示了將第I柱45、第2柱55及封固部80除去的狀態(tài)下的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100。圖2 (a)是平面圖，圖2 (b)是圖2(a)的B— B線剖視圖。
[0042]如圖2(a)及圖2(b)所示，在該例中，第I再配線43及第2再配線53設(shè)在層疊體15的第2面15g側(cè)。遮光部57將層疊體15的外緣側(cè)面15s的至少一部分覆蓋。此外，第2再配線53將第I電極40與第2電極50之間的邊界側(cè)面15t的至少一部分覆蓋。
[0043]絕緣層70將外緣側(cè)面15s和層疊體15的第2面15g側(cè)覆蓋。進(jìn)而，絕緣層70將邊界側(cè)面15t的至少一部分覆蓋。在該例中，絕緣層70將邊界側(cè)面15t的全部覆蓋。由此，第I電極40與第2電極50之間的絕緣性提高，例如能夠使可靠性提高。
[0044]第2再配線53以經(jīng)由絕緣層70將第I電極40與第2電極50之間覆蓋的方式設(shè)置。并且，第2再配線53將從第I電極40與第2電極50之間泄漏的光反射。此外，遮光部57形成為，將外緣側(cè)面15s的至少一部分和邊界側(cè)面15t的至少一部分覆蓋。由此,能夠?qū)耐饩墏?cè)面15s及邊界側(cè)面15t泄漏的光反射而提取。由此，能夠使半導(dǎo)體發(fā)光裝置100的發(fā)光效率提高。
[0045]絕緣層70將第I電極40的一部分和第2電極50的一部分覆蓋。具體而言，絕緣層70將第I電極40中的除了與第I再配線43連接的部分以外的其他部分覆蓋。絕緣層70將第2電極50中的除了與第2再配線53連接的部分以外的其他部分覆蓋。
[0046]并且，第I再配線43形成為，將絕緣層70和第I電極40的接觸部覆蓋。第2再配線53也形成為，將絕緣層70與第2電極50的接觸部覆蓋。并且，在兩者之間設(shè)置空間，以將第I再配線43與第2再配線53之間電絕緣。
[0047]在有關(guān)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100中，發(fā)光層30的放射光的一部分直接從第I面15f向外部射出。并且，放射光的另一部分例如被第I電極40及第2電極50反射，改變行進(jìn)方向而從第I面15f射出。進(jìn)而，朝向第I電極40與第2電極50之間的放射光被第2再配線53反射，從第I面15f向外部射出。此外，朝向外緣側(cè)面15s的放射光被遮光部57反射，改變行進(jìn)方向而從第I面15f射出。
[0048]這樣,在半導(dǎo)體發(fā)光裝置100中構(gòu)成為，發(fā)光層30的放射光從第I面15f射出。即，能夠抑制來(lái)自其他面的射出，使光的提取效率提高，得到較高的光輸出。
[0049]例如，作為P側(cè)導(dǎo)電層42而使用對(duì)于發(fā)光層30的放射光的反射率較高的材料，例如銀(Ag)。此外，作為P側(cè)導(dǎo)電層42，也可以使用光透射性的材料，例如ΙΤ0。在此情況下，發(fā)光層30的放射光穿過(guò)P側(cè)導(dǎo)電層42被第I再配線43及第2再配線53的一部分反射而朝向第I面15f。由此，能夠使光提取效率提高。
[0050]進(jìn)而，在半導(dǎo)體發(fā)光裝置100中，使由層疊體15產(chǎn)生的熱經(jīng)由第I再配線43及第2再配線53、還有連接在它們上的第I柱45及第2柱55而向外部效率良好地散熱。由此，能夠抑制發(fā)光層30的溫度上升，使發(fā)光效率(內(nèi)部量子效率)提高。
[0051]如圖1(a)及圖2(a)所例示那樣，在層疊體15的第2面15g上，第I再配線43及第2再配線53將包括發(fā)光層30在內(nèi)的層疊體15的第I部分15a的大部分覆蓋。由此，能夠使層疊體15的熱效率良好地釋放。
[0052]如圖1 (b)所示，第I柱45經(jīng)由第I再配線43設(shè)在層疊體15的第I部分15a之上。此外,第2柱55經(jīng)由第2再配線53將層疊體15的第I部分15a的一部分覆蓋。由此，將由層疊體15發(fā)生的熱經(jīng)由第I柱45及第2柱55這兩方效率良好地釋放。
[0053]這樣，在有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100中，能夠使發(fā)光層30的放射光的提取效率及內(nèi)部量子效率提高。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光效率高的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。
[0054]發(fā)光層30包括多個(gè)阱層、和設(shè)在相鄰的兩個(gè)阱層之間的阻擋層。即，具有多個(gè)阱層和多個(gè)阻擋層在Z軸方向上交替地層疊的多重量子阱(MQW:Multi Quantum Well)構(gòu)造。
[0055]阱層的能帶隙比阻擋層的能帶隙小。并且，在阱層中，空穴及電子再結(jié)合而將光放出。
[0056]阱層例如包括由組分式InxGanN(0<χ<1)表示的氮化物半導(dǎo)體。阻擋層例如包括氮化鎵(GaN)。此外，在阻擋層中也可以使用由組分比InyGa1INOK5Kl)表示的氮化物半導(dǎo)體，阻擋層中的In組分比y小于阱層中的In組分比X。這樣構(gòu)成的發(fā)光層30放射例如具有350nm以上且700nm以下的峰值波長(zhǎng)的光。
[0057]另外，在實(shí)施方式中，發(fā)光層30的結(jié)構(gòu)并不限定于該例。例如，發(fā)光層30也可以是單一量子講(SQW:Single Quantum Well)構(gòu)造。在此情況下,發(fā)光層30包括兩個(gè)阻擋層、和設(shè)在其之間的阱層。
[0058]圖3(a)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的一部分的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3(a)表示再配線43(53)及柱45 (55)的結(jié)構(gòu)。圖3 (b)是表示再配線的反射特性的曲線圖。
[0059]如圖3(a)所示，在絕緣層70之上，依次設(shè)有種子層47、鍍層49和柱45(55)。各再配線包括用來(lái)在電解鍍中將電流通電的種子層47和鍍層49。
[0060]種子層47既可以是單一的金屬層，也可以是將多個(gè)金屬層疊而成的層疊構(gòu)造。但是，在與絕緣層70接觸的面中，含有在光波長(zhǎng)400nm?700nm的范圍中的反射率較高的材料，例如鋁(Al)或其合金、銀(Ag)或其合金、鉬(Pt)或其合金、鎳(Ni)或其合金等。
[0061]圖3 (b)示出了在玻璃板之上依次層疊Al (10nm)及鈦(Ti:200nm)并從玻璃板側(cè)照射光而測(cè)量的反射率(曲線A)、將Ti/Al/Ti(5nm/100nm/200nm)層疊的情況下的反射率(曲線B)、和形成了 Ti (200nm)的單層膜的情況下的反射率(曲線C)。橫軸是光波長(zhǎng)，縱軸是反射率。
[0062]如曲線A所示，通過(guò)包含與玻璃板接觸的Al膜，能夠使可見光區(qū)域(光波長(zhǎng):450?750nm)中的反射率為80%以上。此外，曲線B表示，即使形成在玻璃板上的層疊膜包含Al膜，只要與玻璃板接觸的層是Ti膜，反射率也下降。
[0063]圖4是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的一部分的結(jié)構(gòu)的曲線圖。例如表示種子層47中包含的Al膜的厚度與其反射率的關(guān)系。曲線D是將光垂直入射到Al膜的情況下的反射率，曲線E是對(duì)于立體角進(jìn)行積分后的反射率。如該圖所示，如果Al膜的厚度是30nm以上，則可得到89%以上的反射率。
[0064]這樣，種子層47在與絕緣層70接觸的面上，優(yōu)選的是使用在光波長(zhǎng)400nm?750nm的范圍中的反射率為80%以上的鋁或其合金、或者反射率比鋁高的銀或其合金。并且，種子層47優(yōu)選的是包含具有例如30nm以上的厚度的Al膜。
[0065]第I再配線43及第2再配線53的厚度例如為I μ m以上且100 μ m以下。各再配線的厚度可以考慮散熱性、電氣特性和生產(chǎn)性而適當(dāng)設(shè)定。
[0066]絕緣層70可以包括硅氧化物及硅氮化物的至少某種。在絕緣層70中，可以使用例如Si02、SiN、磷硅玻璃(PSG)及硼磷硅玻璃(BPSG)等的無(wú)機(jī)材料。絕緣層70例如由CVD形成。絕緣層70的厚度例如是1nm以上1000nm以下，優(yōu)選的是400nm。在絕緣層70的形成中，除了 CVD以外，也可以使用蒸鍍或?yàn)R射等。
[0067]進(jìn)而，作為絕緣層70，也可以使用有機(jī)SOG(旋涂玻璃，Spin on Glass)或無(wú)機(jī)SOG等的玻璃材料。作為有機(jī)SOG膜,例如可以使用甲基倍半娃氧燒(methylsiIsesqu1xane)膜。作為無(wú)機(jī)SOG膜,可以使用氫化倍半娃氧燒(hydrogenated silsesqu1xane)膜。作為無(wú)機(jī)SOG膜，例如可以使用涂敷硅烷醇的乙醇溶液并進(jìn)行了熱處理的膜。
[0068]此外，作為絕緣層70，還可以使用低介電常數(shù)層間絕緣膜(Low — k膜)等。進(jìn)而，作為絕緣層70,也可以使用聚酰亞胺、聚苯并惡唑(polybenzoxazole, ΡΒ0)及娃類材料等的樹脂類材料。在此情況下，絕緣層70的厚度例如是100nm以上且20000nm以下。
[0069]絕緣層70的對(duì)于放射光的反射率比第I再配線43及第2再配線53的反射率低，在絕緣層70中可以使用例如透光性的材料。
[0070]在P側(cè)導(dǎo)電層42中可以使用任意的導(dǎo)電材料。P側(cè)導(dǎo)電層42作為對(duì)于第2半導(dǎo)體層20的接觸電極發(fā)揮功能。
[0071]作為P側(cè)導(dǎo)電層42，可以使用例如含有N1、Au、Ag、Al及Pd中的至少某種的膜。作為P側(cè)導(dǎo)電層42，可以使用包含從Ni膜、Au膜、Ag膜、Al膜及Pd膜中選擇的至少兩種以上的層疊膜。優(yōu)選的是，作為P側(cè)導(dǎo)電層42，可以使用Ag膜、Al膜及Pd膜中的某種，或包含Ag膜、Al膜及Pd膜的至少兩種以上的層疊膜的某種。由此，能夠得到對(duì)于短波長(zhǎng)的光(紫外光?藍(lán)色光)的較高的反射率。由此，能夠得到較高的光提取效率。
[0072]此外，作為P側(cè)導(dǎo)電層42，可以使用透光性的金屬氧化物。例如作為P側(cè)導(dǎo)電層42 可以使用 ITO (Indium Tin Oxide)、Sn02、In2O3 及 ZnO 中的至少某種。
[0073]在p側(cè)導(dǎo)電層42的形成中，可以使用例如濺射及蒸鍍等。在P側(cè)導(dǎo)電層42是單層的情況下，P側(cè)導(dǎo)電層42的厚度例如是0.2 μ m。
[0074]在p側(cè)電極41及第2電極50中，可以使用例如Ni膜和Au膜的層疊膜。此時(shí)，Ni膜的厚度例如是約lOOnm，Au膜的厚度例如是約lOOnm?；蛘撸趐側(cè)電極41及第2電極50中，例如可以使用Ti膜、Ni膜和Au膜的層疊膜。此時(shí)，Ti膜的厚度例如是50nm，Ni膜的厚度例如是約lOOnm，Au膜的厚度例如是約lOOnm。
[0075]P側(cè)電極41的材料、厚度及結(jié)構(gòu)優(yōu)選的是與第2電極50的材料、厚度及結(jié)構(gòu)相同。在P側(cè)電極41及第2電極50的形成中，例如可以使用濺射及蒸鍍。
[0076]在封固部80中，例如可以使用環(huán)氧樹脂等的絕緣性的樹脂。封固部80例如可以含有石英填充物或氧化鋁填充物等。通過(guò)含有這些填充物，封固部80的熱傳導(dǎo)性提高，能夠提高散熱性。
[0077]此外，封固部80也可以含有包括例如從由ZnO、T12, ZrO2, A1203、MgO, CaT12,BaSO4, ZnS及CaCO3構(gòu)成的群中選擇的至少某種在內(nèi)的填充物。由此，封固部80的反射率提高，能夠進(jìn)一步抑制來(lái)自層疊體15的第I面15f以外的面的漏光。
[0078]此外，也可以將上述使熱傳導(dǎo)性提高的填充物和使反射率提高的填充物混合使用。但是，實(shí)施方式并不限定于此，在封固部80中可以使用任意的絕緣材料。此外，也可以不含有填充物。
[0079]圖5是例示有關(guān)實(shí)施方式的變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置110的結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置110還包含波長(zhǎng)變換層90。其他構(gòu)成要素及其組合與半導(dǎo)體發(fā)光裝置100相同。
[0080]波長(zhǎng)變換層90設(shè)在層疊體15的第I面15f的至少一部分之上。波長(zhǎng)變換層90將發(fā)光層30的放射光的一部分吸收，放出與該放射光的波長(zhǎng)不同波長(zhǎng)的光。例如，波長(zhǎng)變換層90例如含有熒光。波長(zhǎng)變換層90中含有的熒光體也可以含有放出相互不同波長(zhǎng)的光的多個(gè)突光體。此外，波長(zhǎng)變換層90也可以是將分別含有不同種類的突光體的多個(gè)突光體層層疊的構(gòu)造。例如，從發(fā)光層30放出的光是紫外線、紫光或藍(lán)光，從熒光體放出的光是黃光或紅光。從波長(zhǎng)變換層90放出的光(變換光)和發(fā)光層30的放射光的合成光例如實(shí)質(zhì)上是白色光。
[0081]在該例中，波長(zhǎng)變換層90將第I面15f的全體覆蓋。實(shí)施方式并不限定于此，第I面15f的一部分也可以不被波長(zhǎng)變換層90覆蓋。
[0082]以下，參照?qǐng)D6?圖9，說(shuō)明有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的制造方法。圖6(a)?圖9(c)是表示半導(dǎo)體發(fā)光裝置110的制造過(guò)程的一例的示意剖視圖。在該例中，將多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光裝置HO —起形成在I個(gè)晶片內(nèi)。
[0083]圖6 (a)是表示形成在基板5之上的第I半導(dǎo)體層10、第2半導(dǎo)體層20及發(fā)光層
30的剖視圖。例如，使用 MOCVD(metal organic chemical vapor deposit1n)法，在基板5之上使第I半導(dǎo)體層10、發(fā)光層30及第2半導(dǎo)體層20依次生長(zhǎng)?；?例如是硅基板。此外，作為基板5也可以使用藍(lán)寶石基板。第I半導(dǎo)體層10、發(fā)光層30及第2半導(dǎo)體層20例如是氮化物半導(dǎo)體，含有氮化鎵(GaN)。
[0084]第I半導(dǎo)體層10例如是η型GaN層。此外，第I半導(dǎo)體層10可以具有包含設(shè)在基板5之上的緩沖層和設(shè)在緩沖層之上的η型GaN層的層疊構(gòu)造。第2半導(dǎo)體層20例如包含設(shè)在發(fā)光層30之上的P型AlGaN層和設(shè)在其上的p型GaN層。
[0085]圖6 (b)表示將第2半導(dǎo)體層20及發(fā)光層30有選擇地除去、使第I半導(dǎo)體層10露出的狀態(tài)。例如，使用未圖示的蝕刻掩模，將第2半導(dǎo)體層20及發(fā)光層30有選擇地蝕刻，使第I半導(dǎo)體層10露出。在第2半導(dǎo)體層20及發(fā)光層30的蝕刻中，例如使用RIE (Reactive1n Etching)法。
[0086]接著，如圖6(c)所示，將第I半導(dǎo)體層10有選擇地除去，在基板5之上形成多個(gè)層疊體15。例如，在第I半導(dǎo)體層10之上設(shè)置將第2半導(dǎo)體層20及發(fā)光層30覆蓋的蝕刻掩模(未圖示)。接著，使用RIE法將第I半導(dǎo)體層10蝕刻，形成達(dá)到基板5的深度的槽19。槽19是對(duì)基板5進(jìn)行蝕刻而比第I面15f更深地形成的。槽19也可以在形成第I電極40及第2電極50之后形成。此外，作為槽19的側(cè)壁的層疊體15的外緣側(cè)面15s例如設(shè)為以第2面15g側(cè)變窄的方式傾斜的錐形狀。
[0087]此外，如圖6(c)所示，層疊體15的第I面15f是與基板5接觸的面，第2面15g是第I半導(dǎo)體層10及第2半導(dǎo)體層20的表面。
[0088]接著，如圖6(d)所示，在層疊體15的第2面15g上形成第I電極40和第2電極50。第I電極40形成在第2半導(dǎo)體層20之上。第2電極50形成在第I半導(dǎo)體層10之上。第I電極40形成為，具有比第2電極50大的面積。
[0089]第I電極40及第2電極50例如由濺射法、蒸鍍法等形成。第I電極40及第2電極50將哪個(gè)先形成都可以，也可以用相同的材料同時(shí)形成。
[0090]接著，如圖7(a)所示，在基板5之上形成將層疊體15覆蓋的絕緣層70。進(jìn)而，在絕緣層70上，形成與設(shè)在層疊體15之上的第I電極40連通的開口、以及與第2電極50連通的開口。
[0091]接著，如圖7(b)所示，在絕緣層70之上形成金屬膜(種子層47)。種子層47將在絕緣層70的開口露出的第I電極40及第2電極50覆蓋。種子層47優(yōu)選的是在與絕緣層70接觸的面上包含例如對(duì)于發(fā)光層30的放射光的反射率是80%以上的部件。
[0092]接著，如圖7(c)所示，在種子層47上形成抗蝕劑掩模91?？刮g劑掩模91包括開口 91a和開口 91b。開口 91a設(shè)在第I電極40之上，開口 91b設(shè)在第2電極50之上。
[0093]接著，如圖7(d)所示，使用電解鍍，形成第I再配線43、第2再配線53和將槽19的內(nèi)面覆蓋的遮光部57。即，將種子層47作為電流路徑，在抗蝕劑掩模91的開口 91a、91b及槽19的內(nèi)部中，例如將銅(Cu)鍍層而有選擇地形成第I再配線43、第2再配線53及遮光部57。
[0094]第I再配線43經(jīng)由絕緣層70的開口而與第I電極40電連接。第2再配線53經(jīng)由絕緣層70的開口而與第2電極50電連接。
[0095]接著，如圖8(a)所示，形成具有開口 92a和開口 92b的抗蝕劑掩模92。例如，將抗蝕劑掩模91使用溶劑或氧等離子體除去后，使用光刻法而新形成抗蝕劑掩模91。此外，也可以在抗蝕劑掩模91之上重疊形成抗蝕劑掩模92。
[0096]接著，如圖8 (a)所示，在開口 92a及92b的內(nèi)部中分別形成第I柱45及第2柱55。第I柱45及第2柱55例如使用電解鍍形成。第I柱45及第2柱55例如通過(guò)銅鍍層形成。
[0097]接著，如圖8(b)所示，將抗蝕劑掩模92例如使用溶劑或氧等離子體除去。接著，如圖8 (c)所示，以第I柱45、第2柱55、第I再配線43及第2再配線53為掩模，將種子層47露出的部分通過(guò)濕式蝕刻除去。由此，將第I再配線43與第2再配線53之間的電連接切斷。
[0098]接著，如圖8 (d)所示，形成將絕緣層70之上及第I柱45、第2柱55覆蓋的封固部80。封固部80例如含有碳黑，將發(fā)光層30的放射光遮光。此外，封固部80也可以含有例如氧化鈦等、將發(fā)光層30的放射光反射的部件。
[0099]如圖9(a)所示，從層疊體15將基板5除去。另外，在圖9(a)?圖9(c)中，將圖8(d)所示的截面的上下相反地表示。
[0100]在基板5是硅基板的情況下，例如可以通過(guò)濕式蝕刻將基板5有選擇地除去。在基板5是藍(lán)寶石基板的情況下，例如通過(guò)激光光刻法將基板5除去。
[0101]接著，在層疊體15的第I面15f上形成微細(xì)的凹凸。例如用KOH(氫氧化鉀)水溶液或TMAH(四甲基氫氧化銨)等將第I半導(dǎo)體層10濕式蝕刻。在該蝕刻中，發(fā)生依賴于結(jié)晶面方位的蝕刻速度的差異。因此，如圖9(a)所示，能夠在第I面15f上形成凹凸。此夕卜，也可以在第I面15f之上形成抗蝕劑掩模，將第I半導(dǎo)體層10的表面有選擇地蝕刻。這樣，通過(guò)在第I面15f上形成凹凸，能夠使發(fā)光層30的放射光的提取效率提高。
[0102]接著，如圖9(b)所示，在第I面15f之上形成波長(zhǎng)變換層90。波長(zhǎng)變換層90例如是分散有熒光體95的樹脂層。波長(zhǎng)變換層90例如使用印刷、澆灌、模鑄、壓縮成形等的方法形成。
[0103]接著，在層疊體15的第2面15g側(cè)，將封固部80的表面磨削，使第I柱45及第2柱55的各自的端部露出。第I柱45的端部45e例如作為p側(cè)外部端子發(fā)揮功能，第2柱55的端部55e例如作為η側(cè)外部端子發(fā)揮功能。
[0104]接著，如圖9(c)所示，在相鄰的層疊體15之間，將波長(zhǎng)變換層90、絕緣層70及封固部80切斷。由此，將包括層疊體15的半導(dǎo)體發(fā)光裝置100單片化。波長(zhǎng)變換層90、絕緣層70及封固部80的切斷例如使用切割刀片進(jìn)行。此外，也可以通過(guò)激光照射來(lái)切斷。
[0105]接著，參照?qǐng)D10，說(shuō)明有關(guān)實(shí)施方式的另一變形例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置120。圖10(a)及圖10(b)是例示有關(guān)實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光裝置120的結(jié)構(gòu)的示意圖。在這些圖中，為了說(shuō)明第I再配線43、第2再配線53及遮光部57的結(jié)構(gòu)，例示了將第I柱45、第2柱55及封固部80除去后的狀態(tài)的半導(dǎo)體發(fā)光裝置120。圖10(a)是平面圖，圖10(b)是圖10(a)的C — C線剖視圖。
[0106]在該例中，第2電極50設(shè)在層疊體15的中央。即，在層疊體15的X方向上的中央部設(shè)有第2部分15b，在其兩側(cè)設(shè)有第I部分15a。
[0107]絕緣層70將外緣側(cè)面15s和層疊體15的第2面15g側(cè)覆蓋。進(jìn)而，絕緣層70將第I部分15a與第2部分15b之間的邊界側(cè)面15t的至少一部分覆蓋。在該例中，絕緣層70將邊界側(cè)面15t的全部覆蓋。
[0108]第I再配線43及第2再配線53設(shè)在層疊體15的第2面15g側(cè)。第I再配線43設(shè)在兩個(gè)第I部分15a的第2面?zhèn)龋苑謩e將第I電極40覆蓋。第2再配線53設(shè)在第2部分15b的第2面?zhèn)?，越過(guò)邊界側(cè)面15t延伸到第I部分15a側(cè)。
[0109]遮光部57將層疊體15的外緣側(cè)面15s的至少一部分覆蓋。此外，第2再配線53將第I電極40與第2電極50之間的邊界側(cè)面15t的至少一部分覆蓋。
[0110]第2再配線53設(shè)置為，將兩個(gè)第I電極40和設(shè)在其之間的第2電極50的間隙覆蓋。并且，第2再配線53將從第I電極40與第2電極50之間漏出的光反射。此外，遮光部57形成為，將外緣側(cè)面15s的至少一部分覆蓋。由此，能夠?qū)耐饩墏?cè)面15s及邊界側(cè)面15t漏出的光反射并提取。由此，能夠使半導(dǎo)體發(fā)光裝置120的發(fā)光效率提高。
[0111]這里所述的“氮化物半導(dǎo)體”包括BxInyAlzGamN(O ^ x ^ I, O ^ y ^ I,O彡z彡1，O彡x+y+z ( I)的III — V族合成半導(dǎo)體，并且還包括含有除N(氮)外的V族元素的混合晶體，如磷(P)和砷(As)。進(jìn)而，“氮化物半導(dǎo)體”還包括那些添加以控制各種材料的性能如導(dǎo)電型的各種元素、以及各種意想之外的元素。
[0112]這里敘述了一些實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式只是用來(lái)例示的，并不意味著限定發(fā)明的范圍。事實(shí)上，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠以各種形式實(shí)施這里給出的實(shí)施方式，而且可以對(duì)這里給出的實(shí)施方式進(jìn)行各種省略、替代及變更。權(quán)利要求書和其等價(jià)物包含本發(fā)明的技術(shù)范圍和主旨內(nèi)的這些形式或變更。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 具備: 層疊體，具有第1部分和第2部分，所述第1部分包括第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層的一部分、第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層、和設(shè)在上述第1半導(dǎo)體層的一部分與上述第2半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層，所述第2部分與上述第1部分并排設(shè)置，包括上述第1半導(dǎo)體層的其余的部分； 第1電極，在上述第1部分中，設(shè)在上述第2半導(dǎo)體層的與上述發(fā)光層相反側(cè)的面上；第2電極，上述第2部分中，設(shè)在上述第1半導(dǎo)體層的與上述發(fā)光層接觸側(cè)的面上；絕緣層，將上述層疊體的設(shè)有上述第1電極及上述第2電極一側(cè)的表面和與該表面接觸的側(cè)面覆蓋； 第1再配線，在上述第1部分中設(shè)在上述絕緣層上，與上述第1電極電連接； 第2再配線，在上述第2部分中設(shè)在上述絕緣層上，與上述第2電極電連接；以及遮光部，在上述絕緣層上，將上述第1再配線和上述第2再配線包圍，將上述層疊體的上述側(cè)面覆蓋； 上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部在與上述絕緣層接觸的面上，包含對(duì)于上述發(fā)光層的放射光的反射率為80%以上的部件。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第2再配線從上述第2部分延伸到上述第1部分，將上述發(fā)光層及上述第2半導(dǎo)體層的側(cè)面覆蓋。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部包括接觸在上述絕緣層上的含有鋁的第1金屬層、和設(shè)在上述第1金屬層之上的第2金屬層。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1金屬層具有30=0以上的厚度。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述遮光部與上述第1再配線及上述第2再配線中的某1個(gè)電連接。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述遮光部與上述第1再配線及上述第2再配線中的任一個(gè)都不電連接。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述層疊體的側(cè)面以上述第1半導(dǎo)體層的上述發(fā)光層側(cè)的面積比其相反側(cè)窄的方式傾斜。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1電極包含含有附、八11、仏、八1及？(1中的至少某種在內(nèi)的膜。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1電極包含^膜、八1膜及膜中的至少兩種以上。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1電極含有使上述發(fā)光層的放射光透射的金屬氧化物。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1電極含有110、31102、111203及2=0中的某種。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述發(fā)光層放射具有350納米以上且700納米以下的峰值波長(zhǎng)的光。
13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部包含與上述絕緣層接觸的含有銀的第1金屬層、和設(shè)在上述第1金屬層之上的第2金屬層。
14.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第1再配線及第2再配線的厚度是1微米以上且100微米以下。
15.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述絕緣層含有無(wú)機(jī)材料。
16.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述絕緣層含有硅氧化物及硅氮化物中的至少某種。
17.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述第2再配線將上述第1電極與上述第2電極之間的空間覆蓋。
18.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 還具備: 第1柱，設(shè)在上述第1再配線上，在從上述第1半導(dǎo)體層朝向上述第2半導(dǎo)體層的第1方向上延伸； 第2柱，設(shè)在上述第2再配線上，在上述第1方向上延伸；以及封固部，使上述第1柱的端部及上述第2柱的端部露出，將上述層疊體及上述第1柱、上述第2柱覆蓋， 上述第1再配線具有上述第1電極與上述第1柱之間的部分； 上述第2再配線具有上述第2電極與上述第2柱之間的部分。
19.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 上述封固部含有填充物； 上述填充物含有從由2=0、及0^03構(gòu)成的群中選擇的至少某種。
20.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其特征在于， 還具備設(shè)在上述層疊體的與上述第1電極及上述第2電極相反側(cè)的面上的波長(zhǎng)變換層。
【文檔編號(hào)】H01L33/60GK104465970SQ201410407696
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】小幡進(jìn), 藤井孝佳, 樋口和人, 小島章弘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝