半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在支承基板上具有η型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層以及形成在它們之間的發(fā)光層的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在使用氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光元件中主要使用GaN。此時，從晶格匹配的觀點出發(fā)，通過在藍(lán)寶石基板上外延成長而形成缺陷少的GaN膜，來形成由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的發(fā)光元件。這里，由于藍(lán)寶石基板為絕緣材，因此，在向GaN系的發(fā)光元件供電時，削去P型半導(dǎo)體層的一部分從而使η型半導(dǎo)體層露出，并在P型半導(dǎo)體層以及η型半導(dǎo)體層的各半導(dǎo)體層上形成供電用電極。這樣，將供電用電極被配置成相同朝向的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件稱為“橫型結(jié)構(gòu)”，例如在下記的專利文獻(xiàn)I中公開了這種技術(shù)。
[0003]另一方面，以改善發(fā)光元件的發(fā)光效率以及提高光提取效率為目的，在正被面配置P型半導(dǎo)體層和η型半導(dǎo)體層并進(jìn)行供電，即“縱型結(jié)構(gòu)”的發(fā)光元件的開發(fā)正在被推進(jìn)。在制造該縱型結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件時，在藍(lán)寶石基板上從下依次配置η型半導(dǎo)體層、發(fā)光層(也稱為“活性層”。)、Ρ型半導(dǎo)體層，在該P型半導(dǎo)體層側(cè)結(jié)合由Si或CuW構(gòu)成的支承基板后，除去藍(lán)寶石基板。此時，元件表面成為η型半導(dǎo)體層，在該η型半導(dǎo)體側(cè)設(shè)置電極(η側(cè)電極)，通過將供電線即引線與該η側(cè)電極連接來進(jìn)行電壓供給。
[0004]在縱型的結(jié)構(gòu)中，在向P型半導(dǎo)體層側(cè)的電極(以下稱為“P側(cè)電極”ο)與η側(cè)電極之間施加電壓時，電流從P側(cè)電極經(jīng)由發(fā)光層流向η側(cè)電極。通過在發(fā)光層內(nèi)流過電流，發(fā)光層發(fā)光。
[0005]P側(cè)電極和η側(cè)電極被配置成在鉛直方向上對置的位置關(guān)系。因此，在對兩電極間施加電壓時，從P側(cè)電極向η側(cè)電極形成幾乎以最短距離前往的鉛直方向的電流經(jīng)路。此時，大部分電流流過位于η側(cè)電極正下的發(fā)光層內(nèi)，其他發(fā)光層內(nèi)電流幾乎不流過，存在發(fā)光區(qū)域被限定且發(fā)光效率低的問題。
[0006]針對上述課題，下述專利文件2中公開了如下結(jié)構(gòu)，以使電流在與支承基板的基板面平行的方向擴(kuò)展為目的將絕緣層設(shè)置在η側(cè)電極的正下位置。
[0007]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本專利第2976951號說明書
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本專利第4207781號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012]圖9是模式地表示專利文獻(xiàn)2中所公開的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面圖。以往的半導(dǎo)體發(fā)光元件90在支承基板91上具備導(dǎo)電層92、反射膜93、絕緣層94、反射電極95、半導(dǎo)體層99以及η側(cè)電極100而構(gòu)成。半導(dǎo)體層99從下依次層疊有P型半導(dǎo)體層96、發(fā)光層97以及η型半導(dǎo)體層98而構(gòu)成。反射電極95為與前述的“p側(cè)電極”對應(yīng)的電極。
[0013]絕緣層94被形成在包含形成有η側(cè)電極100的位置的正下位置的區(qū)域。在絕緣層94的下層形成有由金屬材料構(gòu)成的反射膜93，但該反射膜93不會作為不具有歐姆特性的電極發(fā)揮作用。另一方面，反射電極95由金屬材料構(gòu)成，P型半導(dǎo)體層96之間通過實現(xiàn)歐姆接觸而作為電極(P側(cè)電極)發(fā)揮作用。
[0014]支承基板91與η側(cè)電極100之間被施加電壓時，由于η側(cè)電極100的正下位置設(shè)置有絕緣層94，因此能夠防止在η側(cè)電極100的正下位置大部分電流沿鉛直方向在發(fā)光層97內(nèi)流動。即，電流通過反射電極95后，向與支承基板91的基板面平行的方向(水平方向)一邊擴(kuò)展一邊向η側(cè)電極100流動。由此，能夠得到使在發(fā)光層97內(nèi)流動的電流向水平方向擴(kuò)展的效果，發(fā)光層97內(nèi)的發(fā)光區(qū)域向水平方向擴(kuò)展。
[0015]反射電極95使由發(fā)光層97發(fā)光的光中、朝向支承基板91的方向(圖面朝下)放射的光反射而提取到η側(cè)半導(dǎo)體層98側(cè)(圖面朝上)，由此兼顧提高光提取效率的目的。反射膜93也以相同的目的形成，使通過未形成反射電極95的部位而朝下行進(jìn)的光反射，從而向η側(cè)半導(dǎo)體層98側(cè)改變行進(jìn)方向，由此提高光提取效率。
[0016]但是，從發(fā)光層97朝下放射的光通過反射膜93反射而朝上提取時，該光通過反射膜93反射前和反射后兩次通過絕緣膜94內(nèi)。專利文獻(xiàn)2中，作為絕緣膜94的材料，可以舉出S12、Al2O3、ZrO2、T12等材料。通過這些材料形成絕緣膜94時，絕緣膜94以透明膜構(gòu)成，但光通過該絕緣膜94內(nèi)時百分之幾的光被絕緣膜94吸收。更詳細(xì)地講，從發(fā)光層97通過絕緣膜94而到達(dá)反射膜93之前，3-4 %左右的光被吸收，進(jìn)而，通過反射膜93反射后的光通過絕緣膜94而被提取到η型半導(dǎo)體層98側(cè)的外部之前，還有3-4%的光被吸收。
[0017]即，在以往的構(gòu)成中，使從發(fā)光層97放射的光中朝下放射的光反射而提高提取效率，但一部分光在絕緣膜94內(nèi)被吸收，因此，并不能說提取效率被充分提高。
[0018]本發(fā)明是鑒于上述課題而做出的，其目的是提供一種一邊確保在發(fā)光層流動的電流向水平方向擴(kuò)展，一邊進(jìn)一步提高光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0019]解決問題的手段
[0020]本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件，在支承基板上具有η型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層、形成在上述η型半導(dǎo)體層以及上述P型半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于，具備:η側(cè)電極，形成為底面與上述η型半導(dǎo)體層的上表面接觸;反射電極，上表面與上述P型半導(dǎo)體層的底面接觸，并形成在包含上述η側(cè)電極形成部位的正下位置的區(qū)域；以及第I絕緣層，在上述η側(cè)電極形成部位的正下位置，形成為上表面與反射電極的底面接觸。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，反射電極形成到η側(cè)電極的正下位置為止，但在該位置，在底面上形成有第I絕緣層，因此在η側(cè)電極的正下位置電流不會流過相比反射電極的底面靠下方。電流路徑形成在沒有形成第I絕緣層的區(qū)域，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使反射電極與η側(cè)電極為在鉛直方向上對置的位置關(guān)系，也不會出現(xiàn)僅在被反射電極和η側(cè)電極夾著的區(qū)域的發(fā)光層內(nèi)大部分電流流過的情況。即，即使在上述結(jié)構(gòu)中，也能得到使在發(fā)光層內(nèi)流動的電流在與支承基板的基板面平行的方向(水平方向)擴(kuò)展的效果。
[0022]如果是參照圖9說明的以往的結(jié)構(gòu)，通過在反射膜93的上層所形成的絕緣層94，實現(xiàn)了使在發(fā)光層97內(nèi)流動的電流向水平方向擴(kuò)展的效果。并且，通過在該反射膜93的上層設(shè)置絕緣層94，從發(fā)光層97放射的光被反射膜93反射而被提取為止的期間，在絕緣層94內(nèi)不得不通過兩次，在該絕緣層94內(nèi)百分之幾的光被吸收。
[0023]如果是上述結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置在反射電極的下層的第I絕緣層能夠?qū)崿F(xiàn)使在發(fā)光層內(nèi)流動的電流向水平方向擴(kuò)展的效果。由此，反射電極的上層上并非一定設(shè)置絕緣層。其結(jié)果，從發(fā)光層向支承基板側(cè)放射的光通過反射電極被反射而被提取到η型半導(dǎo)體層側(cè)的外部之前，由于不會出現(xiàn)由絕緣層吸收的情況，因此，相比以往能夠提高提取效率。
[0024]另外，在圖9所示的以往的半導(dǎo)體發(fā)光元件90中，絕緣層94被形成為與反射電極95的底面的一部分接觸，在反射電極95的上表面形成P型氮化物層96。因此，對于從發(fā)光層97朝下(支承基板91側(cè))放射的光中被反射電極95反射的光，不會被絕緣層94吸收。但是，圖9的結(jié)構(gòu)中，在η側(cè)電極100的正下位置沒有形成反射電極95，而形成絕緣層94。因此，對于從發(fā)光層97放射的光中朝下通過位于η側(cè)電極100的正下區(qū)域內(nèi)的光，不會被反射電極95反射，因此成為在絕緣層94的底面設(shè)置反射膜93的結(jié)構(gòu)。但是，通過該反射膜93反射的光被提取到外部之前，一部分在絕緣層94被吸收這一點如上所述。
[0025]圖9所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件90中，設(shè)成在η側(cè)電極100的正下位置沒有形成反射電極95的結(jié)構(gòu)，可以考慮到，當(dāng)在鉛直方向上使η側(cè)電極100和反射電極95對置時，僅位于其間的發(fā)光層97的區(qū)域重點流過電流，可想而知發(fā)光層97內(nèi)的發(fā)光區(qū)域被限定。但是，“【具體實施方式】”中如后所述，通過本發(fā)明發(fā)明人的專心研究發(fā)現(xiàn)，即使在η側(cè)電極的正下位置形成反射電極，通過在η側(cè)電極的正下位置且在反射電極的底面形成絕緣層(第I絕緣層)，也能夠?qū)崿F(xiàn)使在發(fā)光層流動的電流向水平方向擴(kuò)展的效果。本發(fā)明即是基于此事實而做成的。
[0026]特別是，在上述結(jié)構(gòu)中能夠構(gòu)成為，上述反射電極能夠在整個上表面與上述P型半導(dǎo)體層的底面接觸。
[0027]通過這樣的結(jié)構(gòu)，從發(fā)光層朝下放射的光通過反射電極反射而被向η型半導(dǎo)體層的上方提取之前，不會被絕緣層吸收。因此，與以往結(jié)構(gòu)相比能夠使光提取效率大大提高。
[0028]并且，作為其他結(jié)構(gòu)能夠構(gòu)成為，
[0029]在上述η側(cè)電極形成部位的正下位置，具備在由上述反射電極和上述P型半導(dǎo)體層夾著的位置所形成的第2絕緣層，
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