半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造技術(shù)，例如可以優(yōu)選用于具有透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造。
【背景技術(shù)】
[0002]例如日本特開2008-10546號公報(專利文獻I)中記載了一種半導(dǎo)體發(fā)光兀件，其依次層疊有:半導(dǎo)體基板、發(fā)光層形成部、構(gòu)成光提取面的窗口層、第一透光性層和具有導(dǎo)電性的第二透光性層。該半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一透光性層作為阻止第二透光性層的構(gòu)成原子向窗口層側(cè)擴散的防擴散膜發(fā)揮功能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2008-10546號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]作為光電耦合器用光源，使用具有透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件。該半導(dǎo)體發(fā)光元件具有例如在η型基板的第一面上依次層疊有半導(dǎo)體層和透明電極的結(jié)構(gòu)，并設(shè)置有在透明電極上與透明電極的一部分電連接的P側(cè)焊盤電極(〃 y K電極)、以及與和η型基板的第一面的相反一側(cè)的第二面電連接的η側(cè)電極。上述半導(dǎo)體層例如由從η型基板側(cè)開始依次層疊的η型包覆層、有源層、P型包覆層和P型接觸層構(gòu)成。但是，由P側(cè)焊盤電極正下方的半導(dǎo)體層發(fā)出的光被P側(cè)焊盤電極隔斷，無法向半導(dǎo)體發(fā)光元件的外部充分提取出，具有無法得到高發(fā)光效率的課題。
[0008]其他課題和新特征從本說明書的記載和附圖可知。
[0009]解決課題的手段
[0010]一個實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件具備:基板形成在基板的第一面上的半導(dǎo)體層、形成在半導(dǎo)體層的第一區(qū)域上的第一透明電極、形成在半導(dǎo)體層的第一區(qū)域以外的第二區(qū)域上的第二透明電極、形成在第一透明電極上且與第一透明電極的一部分電連接的第一電極、和形成在基板的第二面上的第二電極。第二透明電極包含濃度為10重量％以下的金屬原子。第二透明電極與半導(dǎo)體層的接觸電阻為IX 10_4Ω.cm2以下。
[0011]發(fā)明效果
[0012]根據(jù)一個實施方式，能夠提供發(fā)光效率高、并且元件電阻低的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【附圖說明】
[0013]圖1是實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部俯視圖。
[0014]圖2是實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖(沿圖1的A-A'線所得的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖)。
[0015]圖3是實施方式I所涉及的制造工序中的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖。
[0016]圖4是與圖3接續(xù)的、制造工序中的與圖3相同部位的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖。
[0017]圖5是圖4接續(xù)的、制造工序中的與圖3相同部位的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖。
[0018]圖6是與圖5接續(xù)的、制造工序中的與圖3相同部位的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖。
[0019]圖7的(a)、(b)、(C)、和(d)是分別說明第二透明電極在俯視下的形狀的要部俯視圖。
[0020]圖8是實施方式I的變形例所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖。
[0021]圖9是實施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部俯視圖。
[0022]圖10是實施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖(沿圖9的A-A'線所得的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖)。
【具體實施方式】
[0023]在以下的實施方式中，方便起見在必要時分割為多個部分或?qū)嵤┓绞絹磉M行說明，但除特別說明的情況外，它們并不是相互無關(guān)聯(lián)的，而是一方為另一方的一部分或全部的變形例、詳細說明、補充說明等關(guān)系。
[0024]另外，在以下的實施方式中，在提及要素的數(shù)目等(包括個數(shù)、數(shù)值、量、范圍等)時，除特別說明的情況和在原理上明確地限定為特定的數(shù)目的情況外，并不限定為該特定的數(shù)目，可以為特定數(shù)目的以上或以下。
[0025]另外，在以下的實施方式中，其構(gòu)成要素(也包括要素步驟等)，除特別說明的情況和認為在原理上明確需要的情況外，自然不一定是必需的。
[0026]另外，提及“包含A”、“由A構(gòu)成”、“具有A”、“含有A”時，除特別明確說明僅為該要素的情況等外，自然不是指排除其以外的要素。同樣地，在以下的實施方式中，在提及構(gòu)成要素等的形狀、位置關(guān)系等時，除特別說明的情況和認為在原理上明確不是那樣的情況外，包括實質(zhì)上與其形狀等近似或類似的情況。這對于上述數(shù)值和范圍而言也是同樣的。
[0027]另外，在以下的實施方式中使用的附圖中，俯視圖中也有時為了使附圖易于觀看而打上陰影線。另外，在用于說明以下實施方式的全部附圖中，具有相同功能的要素原則上標注相同的符號，并省略其重復(fù)說明。以下基于附圖對本實施方式進行詳細說明。
[0028](課題的詳細說明)
[0029]所述專利文獻I中記載了具有透明電極(所述專利文獻I中相當(dāng)于第一透光性層和第二透光性層)的半導(dǎo)體發(fā)光元件。該半導(dǎo)體發(fā)光元件中，設(shè)置有貫通第一透光性層和第二透光性層的多個貫通孔。而且，通過這些多個貫通孔，對窗口層形成歐姆接觸的島狀的多個接觸電極形成于除焊盤電極正下方的區(qū)域外的第一透光性層和第二透光性層。由焊盤電極注入的電流通過第一透光性層、第二透光性層和多個接觸電極向窗口層及其下層的有源層注入。
[0030]但是，具有透明電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件通常存在以下所示的應(yīng)解決的課題。
[0031](I)透明電極與半導(dǎo)體層的接觸電阻高，因此元件電阻高。
[0032](2)由焊盤電極正下方的有源層發(fā)出的光被焊盤電極隔斷而無法貢獻于外部發(fā)光，因此發(fā)光效率差。
[0033]所述專利文獻I中，對于上述⑴的課題，通過使多個接觸電極與窗口層接觸，來得到低接觸電阻。另外，所述專利文獻I中，對于上述(2)的課題，通過使用多個接觸電極向除焊盤電極正下方的區(qū)域外的第一透光性層和第二透光性層分散注入電流，由此防止發(fā)光效率的下降。但是，由于多個接觸電極會隔斷由有源層發(fā)出的光，因此光提取效率下降，從而無法得到高發(fā)光效率。
[0034](實施方式I)
[0035]半導(dǎo)體發(fā)光元件
[0036]使用圖1和圖2對實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部俯視圖。圖2是半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖(沿圖1的A-A'線所得的半導(dǎo)體發(fā)光元件的要部截面圖)。
[0037]如圖1和圖2所示，半導(dǎo)體發(fā)光元件LEl具有如下的結(jié)構(gòu):在η型基板nSUB的第一面(表面、主面)上依次層疊有η型包覆層nCL、有源層(發(fā)光層)AC、P型包覆層pCL、P型接觸層PCN和透明電極TE。
[0038]另外，在透明電極TE上形成有與透明電極TE的一部分電連接的P側(cè)焊盤電極(P側(cè)電極、焊盤電極、第一電極)pED，并形成有與η型基板nSUB的與第一面相反一側(cè)的第二面(背面)的整個面電連接的η側(cè)電極(第二電極)nED。P側(cè)焊盤電極pED在俯視下為配置于半導(dǎo)體發(fā)光元件LEl的中央部，P側(cè)焊盤電極pED在俯視下的形狀(以下稱為俯視形狀)為單純的圓形。
[0039]η型基板nSUB例如包含GaAs (砷化鎵)，η型包覆層nCL例如包含添加有Si (硅)的AlGaAs (砷化鎵鋁)。有源層AC例如包含AlGaAs。P型包覆層pCL例如包含AlGaAs。p型接觸層PCN例如包含添加有C (碳)的GaAs。
[0040]半導(dǎo)體發(fā)光元件LEl中，從P側(cè)焊盤電極pED注入的電流在透明電極TE處擴散，被注入至P型接觸層pCN、P型包覆層pCL和有源層AC，在P型包覆層pCL與有源層AC的接合面發(fā)出的光從P側(cè)焊盤電極pED側(cè)被提取出。
[0041]實施方式I所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件LEl中，透明電極TE的構(gòu)成為主要特征，關(guān)于其詳細內(nèi)容和效果等在下文中明確地進行說明。
[0042]透明電極TE例如為氧化銦錫(Indium Tin Oxide ；以下稱為ΙΤ0)膜，其厚度例如為約0.Ιμπι?ΙΟμπι。而且，該透明電極TE由形成于第一區(qū)域的第一透明電極TElJPB成于第一區(qū)域以外的第二區(qū)域的第二透明電極ΤΕ2構(gòu)成。
[0043]10重量％以下濃度的金屬原子例如Ti (鈦)在第二透明電極ΤΕ2內(nèi)進行擴散。第二透明電極ΤΕ2含有Ti，由此第二透明電極ΤΕ2與P型接觸層pCN的接觸電阻低于第一透明電極TEl與P型接觸層pCN的接觸電阻。第一透明電極TEl與P型接觸層pCN的接觸電阻例如為1Χ10_2Ω Mm2NSXKT2Q.cm2的范圍。與此相對，第二透明電極TE2與p型接觸層pCN的接觸電阻例如為1Χ10_4Ω.cm2以下。
[0044]在半導(dǎo)體發(fā)光元件LEl中，在俯視下與P側(cè)焊盤電極pED重疊的區(qū)域形成有第一透明電極TE1，在俯視下與P側(cè)焊盤電極pED重疊的區(qū)域以外的區(qū)域形成有第二透明電極TE2。具體而言，在俯視下從距P側(cè)焊盤電極pED的周緣向外側(cè)具有規(guī)定距離的位置到半導(dǎo)體發(fā)光元件LEl的周緣之間，形成有連續(xù)地包圍P側(cè)焊盤電極pED的周圍的第二透明電極TE2。
[0045]換言之，在俯視下第二透明電極TE2為由四邊形的外形(外側(cè)的輪廓)與圓形的內(nèi)形(內(nèi)側(cè)的輪廓)包圍的形狀，構(gòu)成內(nèi)形的圓形小于構(gòu)成外形的四邊形，在俯視下P側(cè)焊盤電極PED內(nèi)包于構(gòu)成內(nèi)形的圓形中。另外，在俯視下P側(cè)焊盤電極pED不與第二透明電極TE2重疊，P側(cè)焊盤電極pED配置在由第二透明電極TE2包圍的閉合區(qū)