半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實施方式提供一種高可靠性的半導(dǎo)體發(fā)光元件。根據(jù)實施方式，半導(dǎo)體發(fā)光元件包含積層體、第一電極、第二電極、以及第一導(dǎo)電層。所述積層體包含第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、以及設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的第三半導(dǎo)體層。所述積層體包含第一區(qū)域、以及在與所述第二半導(dǎo)體層和所述第一半導(dǎo)體層積層的第一方向交叉的第二方向上與所述第一區(qū)域排列的第二區(qū)域。所述第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接。所述第二電極設(shè)置在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間。所述第一導(dǎo)電層將所述第二半導(dǎo)體層與所述第二電極連接。所述第一導(dǎo)電層的外緣位于較所述積層體的外緣更靠內(nèi)側(cè)。
【專利說明】半導(dǎo)體發(fā)光元件
[0001][相關(guān)申請案]
[0002]本申請案享受以日本專利申請案2014-180308號(申請日:2014年9月4日)為基礎(chǔ)申請案的優(yōu)先權(quán)。本申請案通過參照該基礎(chǔ)申請案而包含基礎(chǔ)申請案的全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的實施方式涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0004]對于發(fā)光二極管(LED:Light Emitting D1de)等半導(dǎo)體發(fā)光元件，要求提高效率并且提尚可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施方式提供一種高可靠性的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，半導(dǎo)體發(fā)光元件包含積層體、第一電極、第二電極、以及第一導(dǎo)電層。所述積層體包含第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、以及設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的第三半導(dǎo)體層。所述積層體包含第一區(qū)域、以及在與所述第二半導(dǎo)體層和所述第一半導(dǎo)體層積層的第一方向交叉的第二方向上與所述第一區(qū)域并排的第二區(qū)域。所述第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接。所述第二電極設(shè)置在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間。所述第一導(dǎo)電層將所述第二半導(dǎo)體層與所述第二電極連接。所述第一導(dǎo)電層的外緣位于較所述積層體的外緣更靠內(nèi)側(cè)。
【附圖說明】
[0007]圖1 (a)及(b)是例示第一實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意圖。
[0008]圖2(a)及(b)是例示第一實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一部分的示意性剖視圖。
[0009]圖3(a)?(f)是例示第一實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的步驟順序的示意性剖視圖。
[0010]圖4是例示第一實施方式的另一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性剖視圖。
[0011]圖5是例示第一實施方式的另一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性俯視圖。
[0012]圖6(a)及(b)是例示第二實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的各實施方式進行說明。
[0014]另外，附圖為示意性或概念性的附圖，各部分的厚度與寬度的關(guān)系、部分間的大小的比率等未必與實物相同。而且，即便是在表示相同部分的情況下，也存在相互的尺寸或比率視各附圖而差別表示的情況。
[0015]另外，在本申請的說明書與各圖中，對與關(guān)于已給出的圖在上文已述的要素相同的要素標注相同的符號，并且適當省略詳細的說明。
[0016](第一實施方式)
[0017]圖1 (a)及圖1 (b)是例示第一實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意圖。
[0018]圖1 (b)為平面。圖1 (a)是圖1 (b)的A1-A2線剖視圖。圖1 (b)是從圖1 (a)所示的箭頭Ar的方向觀察的俯視圖。在圖1(b)中，利用虛線表示透視一部分要素的狀態(tài)。
[0019]如圖1 (a)及圖1 (b)所示，本實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件110包含積層體15、第一電極41、第二電極55、以及第一導(dǎo)電層51。
[0020]積層體15包含第一半導(dǎo)體層10、第二半導(dǎo)體層20、以及第三半導(dǎo)體層30。第一半導(dǎo)體層10為第一導(dǎo)電型。第二半導(dǎo)體層20為第二導(dǎo)電型。例如，第一導(dǎo)電型為η型，第二導(dǎo)電型為P型。在實施方式中，也可以為第一導(dǎo)電型為P型，第二導(dǎo)電型為η型。下面，設(shè)定為第一導(dǎo)電型為η型，第二導(dǎo)電型為P型。
[0021]第三半導(dǎo)體層30設(shè)置在第一半導(dǎo)體層10的至少一部分與第二半導(dǎo)體層20之間。第三半導(dǎo)體層30為活化層。第三半導(dǎo)體層30例如為發(fā)光部。第三半導(dǎo)體層30的例子將在下文敘述。
[0022]將從第二半導(dǎo)體層20朝向第一半導(dǎo)體層10的方向設(shè)為第一方向D1。第一方向Dl為第二半導(dǎo)體層20與第一半導(dǎo)體層10積層的方向。將第一方向Dl設(shè)為Z軸方向。將相對于Z軸方向而垂直的一個方向設(shè)為X軸方向。將相對于Z軸方向及X軸方向而垂直的方向設(shè)為Y軸方向。
[0023]第一半導(dǎo)體層10、第二半導(dǎo)體層20以及第三半導(dǎo)體層30例如可以使用氮化物半導(dǎo)體。
[0024]積層體15沿著X-Y平面而擴展。積層體15包含第一區(qū)域11、及第二區(qū)域12。第二區(qū)域12在與第一方向Dl交叉的第二方向D2上與第一區(qū)域11并排。連結(jié)第一區(qū)域11與第二區(qū)域12的方向?qū)?yīng)于第二方向D2。在該例中，第二方向D2相對于第一方向Dl (Ζ軸方向)而垂直。第一區(qū)域11與第二區(qū)域12在與第二方向D2不同的方向上連續(xù)。例如，在第一區(qū)域與第二區(qū)域12之間設(shè)置孔15h。在積層體15中，在第一區(qū)域與第二區(qū)域12之間設(shè)置不連續(xù)部。該不連續(xù)部對應(yīng)于孔15h。
[0025]第一電極41與第一半導(dǎo)體層10電連接。
[0026]在本說明書中，電連接的狀態(tài)除了第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體直接相接的狀態(tài)以外，還包括在第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體之間插入第三導(dǎo)體而經(jīng)由第三導(dǎo)體在第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體之間流通電流的狀態(tài)。
[0027]第二電極55設(shè)置在積層體15的第一區(qū)域11與第二區(qū)域12之間。例如，在設(shè)置在積層體15上的孔15h中設(shè)置第二電極55。例如，第二電極55在第一方向Dl上貫通積層體15。在實施方式中，第二電極55也可以在第一方向Dl上貫通積層體15的至少一部分。例如，第二電極55的Z軸方向的厚度既可以厚于積層體15的Z軸方向的厚度，也可以與積層體15的Z軸方向的厚度相等，還可以薄于積層體15的Z軸方向的厚度。以第一方向Dl為軸，在第二電極55的周圍設(shè)置積層體15。
[0028]第一導(dǎo)電層51將第二半導(dǎo)體層20與第二電極55連接。第一導(dǎo)電層51沿著與第一方向Dl交叉的平面(例如X-Y平面)而擴展。
[0029]第一導(dǎo)電層51包含第一導(dǎo)電部分51a、及第二導(dǎo)電部分51b。第二導(dǎo)電部分51b在第二方向D2上與第一導(dǎo)電部分51a并排。第一導(dǎo)電層51還包含第一導(dǎo)電部分51a與第二導(dǎo)電部分51b之間的部分51c。
[0030]第一導(dǎo)電部分51a在Z軸方向上與積層體15的第一區(qū)域11并排。第二導(dǎo)電部分51b在Z軸方向上與積層體15的第二區(qū)域12并排。設(shè)置在第一導(dǎo)電部分51a與第二導(dǎo)電部分51b之間的部分51c在Z軸方向上與第二電極55并排。
[0031]第二電極55與設(shè)置在第一導(dǎo)電部分51a和第二導(dǎo)電部分51b之間的部分51C電連接。由此，第二電極55經(jīng)由第一導(dǎo)電層51與第二半導(dǎo)體層20電連接。第二電極55例如作為焊墊電極而發(fā)揮功能。
[0032]在該例中，在第一電極41與第一導(dǎo)電層51之間配置積層體15。在第一電極41與第一導(dǎo)電層51之間配置第一半導(dǎo)體層10。在第一半導(dǎo)體層10與第一導(dǎo)電層51之間配置第三半導(dǎo)體層30。在第三半導(dǎo)體層30與第一導(dǎo)電層51之間配置第二半導(dǎo)體層20。
[0033]在該例中，還設(shè)置著另一個焊墊電極45。焊墊電極45與第一電極41電連接。
[0034]向第二電極55與焊墊電極45 (第一電極41)之間施加電壓。經(jīng)由第一導(dǎo)電層51對積層體15供給電流。由此，從第三半導(dǎo)體層30釋出光。半導(dǎo)體發(fā)光元件110例如為LED。
[0035]在該例中，還設(shè)置著第一絕緣層61。第一導(dǎo)電層51的至少一部分(第一導(dǎo)電部分51a及第二導(dǎo)電部分57b的至少一部分)配置在第二半導(dǎo)體層20與第一絕緣層61之間。
[0036]第一導(dǎo)電部分51a配置在第一區(qū)域11與第一絕緣層61之間。第二導(dǎo)電部分51b配置在第二區(qū)域12與第一絕緣層61之間。設(shè)置在第一導(dǎo)電部分51a與第二導(dǎo)電部分51b之間的部分51c配置在第二電極55與第一絕緣層61之間。
[0037]在本實施方式中，第一導(dǎo)電層51的外緣51r位于積層體15的外緣15r的內(nèi)側(cè)。例如，投影到與第一方向Dl交叉的平面(例如X-Y平面)上時的第一導(dǎo)電層51的外緣51r位于投影到該平面上時的積層體15的外緣15r的內(nèi)側(cè)。例如，當在Z軸方向上觀察時，外緣51r在外緣15r的內(nèi)側(cè)。例如，當投影到X-Y平面上時，外緣15r設(shè)置在外緣51r的周圍。
[0038]也就是說，第一導(dǎo)電層51的外緣51r是由積層體15所覆蓋。由此，抑制第一導(dǎo)電層51的剝離等。剝離多發(fā)生在外緣51r。在實施方式中，例如，抑制在外緣51r的剝離。
[0039]通過利用積層體15覆蓋外緣51r，第一導(dǎo)電層51的實質(zhì)整個面被積層體15及第二電極55覆蓋。抑制第一導(dǎo)電層51的劣化(例如迀移等)。抑制化學(xué)反應(yīng)等。
[0040]根據(jù)實施方式，例如，可以提高半導(dǎo)體發(fā)光元件的動作可靠性?？梢蕴峁└呖煽啃缘陌雽?dǎo)體發(fā)光元件。
[0041]在該例中，第一導(dǎo)電層51的外緣51r位于第一絕緣層61的外緣61r的內(nèi)側(cè)。外緣51r被夾在第一絕緣層61與積層體15之間。第一導(dǎo)電層51中的外緣部分被第一絕緣層61與積層體15覆蓋，由此可以獲得更高的可靠性。
[0042]在實施方式中，第一導(dǎo)電層51的外緣51r與積層體15的外緣15r之間的距離dr(相對于第一方向Dl而垂直的方向上的距離)為0.1微米(μm)以上10 μm以下。當考慮到曝光機的位置對準精度時，通過使用步進式曝光機等投影型曝光裝置，可以期待最小0.1 μπι以下的精度。在使用接觸型曝光裝置的情況下，存在設(shè)置10 μm左右的容限的情況。距離dr越短，越能擴大發(fā)光面積，從而提高光輸出。距離dr越長，再現(xiàn)性變得越好，因此可以提高良率。由此，即便在制造步驟存在偏差的情況下，也可以將第一導(dǎo)電層51的外緣51r確實地配置在積層體15的外緣15r的內(nèi)側(cè)。而且，可以確保大的發(fā)光面積。
[0043]例如，第一導(dǎo)電層51的外緣51r與積層體15的外緣15r之間的距離dr例如為積層體15的第一方向Dl的厚度的0.2倍以上5倍以下。積層體15的側(cè)面的錐角例如為30度以上80度以下的范圍。錐角是積層體15的側(cè)面與X-Y平面之間的角度。該錐角的范圍既可以在濕式加工中獲得，也可以在干式加工中獲得。有在制造步驟的途中，利用光學(xué)顯微鏡觀察外緣51r與外緣15r的位置關(guān)系的情況。當錐角為80度時，如果距離dr為第一方向Dl的厚度的0.2倍以上，那么易于進行觀察。當錐角為30度時，如果距離dr為第一方向Dl的厚度的2倍以上，那么易于進行觀察。如果距離dr長，那么觀察時的精度提高。通過延長距離dr，例如易于獲得高良率。如果距離dr過長，那么發(fā)光面積變窄。因此，距離dr優(yōu)選為第一方向Dl的厚度的5倍以下。既可以獲得高可靠性，也可以獲得大的發(fā)光面積。
[0044]在該例中，還設(shè)置著金屬層52。金屬層52設(shè)置在第二半導(dǎo)體層20與第一導(dǎo)電層51之間。金屬層52含有銀、銠及銀合金中的至少任一種。作為金屬層52，可以使用銀層、銠、或銀合金層。可以獲得高光反射率。在金屬層52與第二半導(dǎo)體層20之間，可以獲得低接觸電阻。
[0045]例如，金屬層52對從第三半導(dǎo)體層30釋出的光的反射率高于第一導(dǎo)電層51對該光的反射率。
[0046]另一方面，第一導(dǎo)電層51可以使用銀、銠、鋁、銅及金中的至少任一種。由此，在第一導(dǎo)電層51，可以獲得低電阻及高穩(wěn)定性。
[0047]如下所述，在實施方式中，也可以省略金屬層52。
[0048]第一電極41例如可以使用鋁、鈦、鉑、及金中的至少任一種。
[0049]焊墊電極45例如可以使用鋁、鈦、鉑、及金中的至少任一種。
[0050]在該例中，還設(shè)置著第二絕緣層81，第二絕緣層81設(shè)置在積層體15的第一區(qū)域11與第二電極55之間。第二絕緣層81還設(shè)置在積層體15的第二區(qū)域12與第二電極55之間。例如，在積層體15的孔15h的側(cè)面設(shè)置第二絕緣層81。在孔15h內(nèi)側(cè)，在由第二絕緣層81包圍的區(qū)域配置第二電極55。通過第二絕緣層81，使第二電極55與積層體15絕緣?？煽啃蕴嵘?。
[0051]第二絕緣層81覆蓋積層體15的側(cè)面15s。側(cè)面15s與X-Y平面交叉。例如，側(cè)面15s為錐形。側(cè)面15s與X-Y平面之間的角度為30度以上80度以下。第二絕緣層81的被覆性提尚。可靠性進一步提尚。
[0052]第二絕緣層81的一部分與第一絕緣層61相接。由此，積層體15的側(cè)面15s及第一導(dǎo)電層51的外緣51r可被第一絕緣層61及第二絕緣層81覆蓋?？梢垣@得更高的可靠性。
[0053]在第一絕緣層61及第二絕緣層81中，例如也可以使用含有選自由硅、鋁、鋯、鉿及鈦所組成的群中的至少一種的氧化物、含有選自該群中的至少一種的氮化物、以及含有選自該群中的至少一種的氮氧化物中的至少任一種。在第一絕緣層61及第二絕緣層81中，例如可以使用氧化硅。光的吸收少。而且，可以獲得高可靠性。在使用氮化硅的情況下，可以獲得高導(dǎo)熱性。而且，可以獲得低熱阻。
[0054]在該例中，在積層體15的表面設(shè)置著凹凸。凹凸包含多個凸部10p。例如，第一半導(dǎo)體層10具有第一面10a、以及第二面10b。第一面1a與第三半導(dǎo)體層30對向。第二面1b是與第一面1a為相反側(cè)的面。凹凸(多個凸部1p)設(shè)置在第二面1b上。積層體15具有第一面15a以及第二面15b。第一面15a與金屬層52對向。第二面15b是與第一面15a為相反側(cè)的面。凹凸(多個凸部1p)設(shè)置在第二面15b上。
[0055]相對于第一方向Dl而垂直的方向(例如也可以為第二方向D2)上的凸部1p的寬度1w是從第三半導(dǎo)體層30釋出的光的波長(峰值波長)的0.5倍以上30倍以下。由此，可以改變光的行進方向，光的提取效率提高。從第三半導(dǎo)體層30釋出的光的強度在峰值波長時實質(zhì)上達到峰值(最高)。
[0056]在實施方式中，也可以還設(shè)置低雜質(zhì)濃度膜(下述)。在低雜質(zhì)濃度膜與第三半導(dǎo)體層30之間配置第一半導(dǎo)體層10。所述凹凸(多個凸部1p)也可以設(shè)置在低雜質(zhì)濃度膜的表面。
[0057]在該例中，還設(shè)置著基體72 (例如支持襯底)。第一導(dǎo)電層51配置在基體72與積層體15之間。第一絕緣層61配置在基體72與第一導(dǎo)電層51之間。基體72例如可以使用硅襯底等。作為基體72，也可以使用金屬板。由此，可以獲得高導(dǎo)熱性。作為基體72，也可以使用絕緣板(藍寶石襯底、氧化鋁襯底、或陶瓷板等)。
[0058]在該例中，還設(shè)置著鍵合層73。鍵合層73設(shè)置在基體72與第一絕緣層61之間。鍵合層73將基體72與第一絕緣層61鍵合。在鍵合層73中，例如可以使用焊料。例如，可以使用電介體彼此的絕緣鍵合(insulator bonding)。
[0059]在該例中，設(shè)置著背面層71。例如，介隔背面層71將半導(dǎo)體發(fā)光元件110固定在安裝零件上。
[0060]在實施方式中，作為基體72，也可以使用鍍敷層等。在這種情況下，可以省略鍵合層73。
[0061]在該例中，第一電極41為細線狀。第一電極41例如包含在X軸方向上延伸的部分、以及在Y軸方向上延伸的部分。利用細線狀的第一電極41，可以使電流在X-Y面內(nèi)擴散?？梢钥s小光的遮蔽區(qū)域。可以獲得高發(fā)光效率。
[0062]圖2 (a)及圖2 (b)是例示第一實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一部分的示意性剖視圖。
[0063]圖2 (a)例示有包含第三半導(dǎo)體層30的部分。圖2 (b)例示有包含第一導(dǎo)電層51的部分。
[0064]如圖2(a)所示，第三半導(dǎo)體層30包含多個障壁層31、以及設(shè)置在多個障壁層31彼此之間的井層32。例如，多個障壁層31與多個井層32沿著Z軸方向而交替地排列。
[0065]井層32 例如含有 AlxlGai_xl-x2Inx2N(0 ^ xl ^ 1,0 ^ x2 ^ l，xl+x2 ^ I)。障壁層 31 包含 AlylGai_yl_y2Iny2N(0 ^ yl ^ 1,0 ^ y2 ^ I, yl+y2 ^ I)。障壁層 31 的帶隙能大于井層32的帶隙能。
[0066]例如，第三半導(dǎo)體層30具有單量子井(SQW:Single Quantum Well)構(gòu)成。這時，第三半導(dǎo)體層30包含兩個障壁層31、以及設(shè)置在該障壁層31之間的井層32。
[0067]例如，第三半導(dǎo)體層30也可以具有多量子井(MQW =Multi Quantum Well)構(gòu)成。這時，第三半導(dǎo)體層30包含三個以上的障壁層31、以及設(shè)置在障壁層31彼此之間的井層32。
[0068]例如，第三半導(dǎo)體層30包含(n+1)個障壁層31、以及η個井層32 (η為2以上的整數(shù))。第(i+1)障壁層BL(i+l)配置在第i障壁層BLi與第二半導(dǎo)體層20之間(i為I以上(η — I)以下的整數(shù))。第(i+1)井層WL(i+l)配置在第i井層WLi與第二半導(dǎo)體層20之間。第一障壁層BLl設(shè)置在第一半導(dǎo)體層10與第一井層WLl之間。第η井層WLn設(shè)置在第η障壁層BLn與第(n+1)障壁層BL (n+1)之間。第(n+1)障壁層BL (n+1)設(shè)置在第η井層WLn與第二半導(dǎo)體層20之間。
[0069]從第三半導(dǎo)體層30釋出的光(發(fā)出的光)的峰值波長例如為210納米(nm)以上780nm以下。但是，在實施方式中，峰值波長任意。
[0070]第一半導(dǎo)體層10例如可以使用含有η型雜質(zhì)的GaN層。η型雜質(zhì)可以使用S1、0、Ge、Te及Sn中的至少任一種。第一半導(dǎo)體層10例如包含η側(cè)接觸層。
[0071]第二半導(dǎo)體層20例如可以使用含有P型雜質(zhì)的GaN層。P型雜質(zhì)可以使用Mg、Zn及C中的至少任一種。第二半導(dǎo)體層20例如包含P側(cè)接觸層。
[0072]第一半導(dǎo)體層10的厚度例如為10nm以上1000nm以下。
[0073]第二半導(dǎo)體層20的厚度例如為1nm以上5000nm以下。
[0074]第三半導(dǎo)體層30的厚度例如為0.3nm以上100nm以下。
[0075]障壁層31的厚度例如為0.1nm以上50nm以下。
[0076]井層32的厚度例如為0.1nm以上1nm以下。
[0077]在圖2(b)所不的例中，第一導(dǎo)電層51包含第一金屬膜56p、第二金屬膜56q以及第三金屬膜56r。第二金屬膜56q設(shè)置在第一金屬膜56p與第二半導(dǎo)體層20之間。第三金屬膜56r設(shè)置在第二金屬膜56q與第二半導(dǎo)體層20之間。
[0078]例如，第一金屬膜56p也可以使用相對于金屬層52的密接性優(yōu)異的金屬。例如，第二金屬膜56q也可以使用電阻率低的金屬。由此，例如，可以使電流擴散。第三金屬膜56r例如也可以使用相對于金屬層52的密接性優(yōu)異的金屬。
[0079]第一金屬膜56p例如含有N1、Ti及Al中的至少任一種。
[0080]第二金屬膜56q例如含有T1、Pt、Au、Al、Ag、Rh及Cu中的至少任一種。
[0081]第三金屬膜56r例如含有N1、Ti及Al中的至少任一種。
[0082]第一導(dǎo)電層51具有積層構(gòu)造，因此容易獲得低電阻以及高可靠性。
[0083]金屬層52也可以具有積層構(gòu)造。金屬層52也可以包含金屬膜52a、以及設(shè)置在金屬膜52a與第二半導(dǎo)體層20之間的金屬膜52b。例如，金屬膜52b中的Pt的濃度高于金屬膜52a中的Pt的濃度。金屬膜52b也可以呈島狀而散布。
[0084]下面，對半導(dǎo)體發(fā)光元件110的制造方法的例子進行說明。
[0085]圖3 (a)?圖3 (f)是例示第一實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的步驟順序的示意性剖視圖。
[0086]如圖3(a)所示，在襯底18上形成低雜質(zhì)濃度膜16f。低雜質(zhì)濃度膜16f例如包含緩沖膜(例如，含有Al的氮化物半導(dǎo)體膜的積層膜等)。低雜質(zhì)濃度膜16f也可以還包含非摻雜的氮化物半導(dǎo)體膜(非摻雜的GaN層等)。在低雜質(zhì)濃度膜16f上形成成為第一半導(dǎo)體層10的第一半導(dǎo)體膜1f。在第一半導(dǎo)體膜1f上形成成為第三半導(dǎo)體層30的活化膜30f。在活化膜30f上形成成為第二半導(dǎo)體層20的第二半導(dǎo)體膜20f。由此，可以獲得積層膜15f。
[0087]在形成這些膜時，進行外延晶體生長。例如，可以使用有機金屬氣相沉積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposit1n:M0CVD)法、有機金屬氣相生長(Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy:M0VPE)法、分子束外延法(Molecular BeamEpitaxy:MBE)法、以及齒化物氣相外延(Halide Vapor Phase Epitaxy:HVPE)法等。
[0088]襯底18例如可以使用S1、S12, AlO2、石英、藍寶石、GaN、SiC及GaAs中的任一種襯底。襯底18也可以使用將這些組合所得的襯底。襯底18的面方位任意。
[0089]如圖3(b)所示，在第二半導(dǎo)體膜20f上形成特定形狀的金屬層52。在金屬層52上以及第二半導(dǎo)體層20上，形成第一導(dǎo)電層51。在第一導(dǎo)電層51上形成第一絕緣層61。
[0090]如圖3(c)所示，經(jīng)由鍵合層73將第一絕緣層61與基體72固定。
[0091]如圖3(d)所示，將襯底18除去。在該例中，殘存有低雜質(zhì)濃度膜16f的至少一部分。低雜質(zhì)濃度膜16f的表面露出。在實施方式中，也可以將低雜質(zhì)濃度膜16f除去。在這種情況下，第一半導(dǎo)體膜1f (第一半導(dǎo)體層10)的表面露出。在實施方式中，為了方便起見，也可以使低雜質(zhì)濃度膜16f包含在第一半導(dǎo)體層10中。
[0092]如圖3(e)所示，將積層膜15f的一部分除去。除去時例如可以使用RIE(Reactive1n Etching，反應(yīng)式離子蝕刻)等。這時，形成孔15h(積層體15的非連續(xù)部)。由此，可以由積層膜15f獲得積層體15。
[0093]這時，在實施方式中，使積層體15的外緣15r位于第一導(dǎo)電層51的外緣51r的外偵1|。例如，可以通過加工積層膜15f時的掩膜的形狀來實施這一操作。
[0094]在實施方式中，第一導(dǎo)電層51的外緣51r由積層體15的外緣15r所覆蓋，因此在積層膜15f的加工中，難以對第一導(dǎo)電層51的外緣51r造成損傷。例如，在第一導(dǎo)電層51的外緣51r未被積層體15覆蓋的情況下，因積層膜15f的加工方法及加工條件，有時會對第一導(dǎo)電層51的外緣分部造成損傷。例如，有于第一導(dǎo)電層51的外緣部分發(fā)生剝離的情況。在實施方式中，可以抑制損傷或剝離，因此例如可以獲得高良率。
[0095]形成凹凸(多個凸部1p)。例如，通過使用酸的濕式處理，可以形成凹凸。
[0096]如圖3 (f)所示，形成第二絕緣層81。
[0097]然后，形成第一電極41、焊墊電極45、第二電極55以及背面層71。按照特定的形狀切分晶片。由此，可以獲得半導(dǎo)體發(fā)光元件110。
[0098]在所述制造步驟中，也可以在技術(shù)上可以實現(xiàn)的范圍內(nèi)，調(diào)換處理的順序。也可以適當?shù)剡M行退火處理。
[0099]圖4是例示第一實施方式的另一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性剖視圖。
[0100]如圖4所示，在實施方式的另一種半導(dǎo)體發(fā)光元件111中，省略了金屬層52。在這種情況下，第一導(dǎo)電層51例如可以使用銠膜。由此，即可以獲得高光反射率，也可以獲得低接觸電阻。
[0101]圖5是例示第一實施方式的另一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意性俯視圖。
[0102]如圖5所示，在實施方式的另一種半導(dǎo)體發(fā)光元件112中，第一電極41的形狀與半導(dǎo)體發(fā)光元件110的情況不同。
[0103]在半導(dǎo)體發(fā)光元件112中，第一電極41包含沿著芯片的外緣(例如，基體72及鍵合層73的外緣)延伸的部分。而且，第一電極41的其他部分橫截芯片之中心部而延伸。此夕卜，第一電極41的一部分在第二電極55的附近，以按照第二電極55的平面形狀的方式延伸。發(fā)光強度在面內(nèi)的均勻性提高。
[0104]在本實施方式中，半導(dǎo)體發(fā)光元件110?112包含電極(第二電極55)。積層體15在第一面(X-Y平面)內(nèi)，設(shè)置在電極(第二電極55)的周圍。在積層體15中，第二半導(dǎo)體層20在與第一面(X-Y平面)交叉的第一方向Dl上與第一半導(dǎo)體層10相隔。第一導(dǎo)電層51沿著第一面(X-Y面)而擴展，將第二半導(dǎo)體層20與電極(第二電極55)連接。而且，投影到第一面上時的第一導(dǎo)電層51的外緣51r位于投影到第一面上時的積層體15的外緣15r的內(nèi)側(cè)。
[0105](第二實施方式)
[0106]圖6(a)及圖6(b)是例示第二實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意圖。
[0107]圖6(b)為平面。圖6(a)是圖6(b)的A1-A2線剖視圖。圖6 (b)是從圖6(a)所示的箭頭Ar的方向觀察的俯視圖。在圖6(b)中，利用虛線表示透視一部分要素的狀態(tài)。
[0108]如圖6 (a)及圖6(b)所示，本實施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件120也包含積層體15、第一電極41、第二電極55、以及第一導(dǎo)電層51。下面，對半導(dǎo)體發(fā)光元件120中的與第一實施方式不同的部分進行說明。
[0109]第一半導(dǎo)體層10包含第一部分17a、以及第二部分17b。第一部分17a是第一半導(dǎo)體層10中的一部分(供第三半導(dǎo)體層30設(shè)置的部分)。第三半導(dǎo)體層30設(shè)置在第一部分17a與第二半導(dǎo)體層20之間。
[0110]第二部分17b在與第一方向Dl交叉的方向(例如也可以是第二方向D2)上與第一部分17a并排。
[0111]例如，在積層體15 (積層膜15f)中設(shè)置凹部。凹部是將第二半導(dǎo)體層20的一部分及第三半導(dǎo)體層30的一部分除去而設(shè)置。在該凹部設(shè)置第一電極41。設(shè)置凹部的部分對應(yīng)于第二部分17b。
[0112]第一電極41與第二部分17b連接。例如，當投影到X-Y平面上時，第一電極41與第二部分17b重疊。
[0113]設(shè)置相互隔開的多個第二部分17b。與此對應(yīng)地，設(shè)置相互隔開的多個第一電極41。多個第一電極41分別設(shè)置成島狀。多個第二部分17b在X-Y平面內(nèi)排列(例如配置成矩陣狀)。與此對應(yīng)地，多個第一電極41在X-Y平面內(nèi)排列(例如配置成矩陣狀)。
[0114]例如，還設(shè)置第二導(dǎo)電層76。第一導(dǎo)電層51配置在第二導(dǎo)電層76與第二半導(dǎo)體層20之間。第一絕緣層61配置在第二導(dǎo)電層76與第一導(dǎo)電層51之間。第一電極41配置在第二部分17b與第二導(dǎo)電層76之間。
[0115]在該例中，還設(shè)置基體75。在基體75與第一絕緣層61之間，配置第二導(dǎo)電層76。在基體75與第一電極41之間，配置第二導(dǎo)電層76的一部分，基體75例如為導(dǎo)電性?；w75經(jīng)由第二導(dǎo)電層76與第一電極41電連接。第二導(dǎo)電層76通過第一絕緣層61與第一導(dǎo)電層51絕緣。
[0116]向基體75與第二電極55之間施加電壓。經(jīng)由第一導(dǎo)電層51及第二導(dǎo)電層76對積層體15供給電流。由此從第三半導(dǎo)體層30釋出光。
[0117]在該例中，第一導(dǎo)電層51的外緣51r也位于積層體15的外緣15r的內(nèi)側(cè)。例如，投影到X-Y平面上時的第一導(dǎo)電層51的外緣51r位于投影到X-Y平面上時的積層體15的外緣15r的內(nèi)側(cè)。另外，在該例中，第一導(dǎo)電層51的外緣51r位于第一絕緣層61的外緣61r的內(nèi)側(cè)。
[0118]在半導(dǎo)體發(fā)光元件120中，第一導(dǎo)電層51的外緣51r也是由積層體15所覆蓋，因此可以獲得高可靠性。而且，抑制第一導(dǎo)電層51的外緣51r的剝離等，可以獲得高良率。
[0119]第一絕緣層61覆蓋積層體15的側(cè)面。例如，第二半導(dǎo)體層20具有第二半導(dǎo)體端部20s。第二半導(dǎo)體端部20s例如包含與相對于第一方向Dl而垂直的平面(X-Y平面)交叉的側(cè)面。第三半導(dǎo)體層30具有第三半導(dǎo)體層端部30s。第三半導(dǎo)體端部30s例如包含與X-Y平面交叉的側(cè)面。第一絕緣層61覆蓋第二半導(dǎo)體端部20s及第三半導(dǎo)體層端部30s。由此，在第一導(dǎo)電層51與第二半導(dǎo)體層20之間、以及第一導(dǎo)電層51與第三半導(dǎo)體層30之間，可以獲得電絕緣。
[0120]例如，第二半導(dǎo)體層20的一部分(部分20p)與第一導(dǎo)電層51相接。而且，第二半導(dǎo)體層的其他部分(部分20q)與第一絕緣層61相接。第二半導(dǎo)體層20的部分20q與第一導(dǎo)電層51之間因第一絕緣層61而絕緣。
[0121]在該例中，省略了金屬層52。在半導(dǎo)體發(fā)光元件120中，也可以還設(shè)置金屬層52。
[0122]根據(jù)實施方式，可以提供一種高可靠性的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0123]另外，在本說明書中，所謂“氮化物半導(dǎo)體”包括在BxInyAlzGai_x_y-zN(0 ^ x ^ I,O ^ y ^ 1,0 ^ z ^ I, x+y+z ^ I)的化學(xué)式中使組成比x、y及ζ在各自的范圍內(nèi)變化的全部組成的半導(dǎo)體。而且，進而如下半導(dǎo)體也包含在“氮化物半導(dǎo)體”中:在所述化學(xué)式中還含有N(氮)以外的V族元素的半導(dǎo)體、還含有為了控制導(dǎo)電型等各種物性而添加的各種元素的半導(dǎo)體、以及還含有意外包含的各種元素的半導(dǎo)體。
[0124]另外，在本申請的說明書中，“垂直”及“平行”并不只是嚴格的垂直及嚴格的平行，例如還包含制造步驟中的偏差等，只要是實質(zhì)上垂直及實質(zhì)上平行即可。
[0125]上面，一邊參照具體例，一邊對本發(fā)明的實施方式進行了說明。但是，本發(fā)明并不限定于這些具體例。例如，關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光元件中所包含的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、第三半導(dǎo)體層、積層體、第一電極、第二電極、第一導(dǎo)電層、金屬層、第一絕緣層、以及第二絕緣層等各要素的具體的構(gòu)成，只要通過業(yè)者從公知的范圍中適當選擇，可以同樣地實施本發(fā)明，并獲得相同的效果，便也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0126]而且，將各具體例的任意兩個以上要素在技術(shù)上可以實現(xiàn)的范圍內(nèi)組合所得的發(fā)明只要包含本發(fā)明的主旨，便也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0127]此外，基于上文中作為本發(fā)明的實施方式敘述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，業(yè)者可適當設(shè)計變更而實施的全部半導(dǎo)體發(fā)光元件只要包含本發(fā)明的主旨，便都屬于本發(fā)明的范圍。
[0128]此外，在本發(fā)明的思想的范疇中，只要是業(yè)者就應(yīng)該能夠想到各種變更例及修正例，應(yīng)該了解這些變更例及修正例也屬于本發(fā)明的范圍。
[0129]對本發(fā)明的若干實施方式進行了說明，但這些實施方式是作為例子而提出，并非企圖限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實施方式可以通過其他各種形態(tài)而實施，可在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變化包含在發(fā)明的范圍及主旨中，并且包含在權(quán)利要求所記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。
[0130][符號的說明]
[0131]10第一半導(dǎo)體層
[0132]1a第一面
[0133]1b第二面
[0134]1f第一半導(dǎo)體膜
[0135]1p凸部
[0136]1w寬度
[0137]11第一區(qū)域
[0138]12第二區(qū)域
[0139]15積層體
[0140]15a第一面
[0141]15b第二面
[0142]15f積層膜
[0143]15h孔
[0144]15r外緣
[0145]15s側(cè)面
[0146]16f低雜質(zhì)濃度膜
[0147]17a第一部分
[0148]17b第二部分
[0149]18襯底
[0150]20第二半導(dǎo)體層
[0151]20f第二半導(dǎo)體膜
[0152]20p、20q部分
[0153]20s第二半導(dǎo)體端部
[0154]30第三半導(dǎo)體層
[0155]30f活化膜
[0156]30s第三半導(dǎo)體層端部
[0157]31障壁層
[0158]32井層
[0159]41第一電極
[0160]45焊墊電極
[0161]51第一導(dǎo)電層
[0162]51a第一導(dǎo)電部分
[0163]51b第二導(dǎo)電部分
[0164]51c部分
[0165]5 Ir外緣
[0166]52金屬層
[0167]52a、52b金屬膜
[0168]55第二電極
[0169]56p第一金屬膜
[0170]56q第二金屬膜
[0171]56r第三金屬膜
[0172]61第一絕緣層
[0173]6 Ir外緣
[0174]71背面層
[0175]72基體
[0176]73鍵合層
[0177]75基體
[0178]76第二導(dǎo)電層
[0179]81第二絕緣層
[0180]110、111、112、120半導(dǎo)體發(fā)光元件
[0181]BL障壁層
[0182]Dl第一方向
[0183]D2第二方向
[0184]WL井層
[0185]dr距離
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于包括積層體、第一電極、第二電極、以及第一導(dǎo)電層； 該積層體包含: 第一半導(dǎo)體層； 第二半導(dǎo)體層；以及 設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的第三半導(dǎo)體層；并且包含第一區(qū)域、以及在與所述第二半導(dǎo)體層和所述第一半導(dǎo)體層積層的第一方向交叉的第二方向上與所述第一區(qū)域并排的第二區(qū)域； 該第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接； 該第二電極設(shè)置在所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間； 該第一導(dǎo)電層將所述第二半導(dǎo)體層與所述第二電極連接；并且 所述第一導(dǎo)電層的外緣位于較所述積層體的外緣更靠內(nèi)側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含第一絕緣層；并且 所述第一導(dǎo)電層的至少一部分配置在所述第二半導(dǎo)體層與所述第一絕緣層之間； 所述第一導(dǎo)電層的所述外緣位于較所述第一絕緣層的外緣更靠內(nèi)側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含第一絕緣層；并且 所述第一導(dǎo)電層包括: 第一導(dǎo)電部分；以及 第二導(dǎo)電部分，在所述第二方向上與所述第一導(dǎo)電部分并排；并且 所述第一導(dǎo)電部分配置在所述第一區(qū)域與所述第一絕緣層之間； 所述第二導(dǎo)電部分配置在所述第二區(qū)域與所述第一絕緣層之間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于:所述第一導(dǎo)電層的所述外緣位于較所述第一絕緣層的外緣更靠內(nèi)側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含基體；并且 所述第一導(dǎo)電層配置在所述基體與所述積層體之間； 所述第一絕緣層配置在所述基體與所述第一導(dǎo)電層之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含鍵合層，該鍵合層設(shè)置在所述基體與所述第一絕緣層之間，將所述基體與所述第一絕緣層鍵合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于:在所述第一電極與所述第一導(dǎo)電層之間配置所述積層體。8.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于: 所述第一半導(dǎo)體層包括: 第一部分，成為所述第一半導(dǎo)體層的所述至少一部分；以及 第二部分，在與所述第一方向交叉的方向上與所述第一部分并排；并且 所述第三半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一部分與所述第二半導(dǎo)體層之間； 所述第一電極與所述第二部分連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含第二導(dǎo)電層；并且 所述第一導(dǎo)電層配置在所述第二導(dǎo)電層與所述第二半導(dǎo)體層之間； 所述第一絕緣層配置在所述第二導(dǎo)電層與所述第一導(dǎo)電層之間； 所述第一電極配置在所述第二部分與所述第二導(dǎo)電層之間。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于:所述第一絕緣層覆蓋第二半導(dǎo)體層的端部及所述第三半導(dǎo)體層的端部。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于:所述第二半導(dǎo)體層的一部分與所述第一導(dǎo)電層相接，所述第二半導(dǎo)體層的其他部分與所述第一絕緣層相接。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含設(shè)置在所述第一區(qū)域與所述第二電極之間、以及所述第二區(qū)域與所述第二電極之間的第二絕緣層。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含覆蓋所述積層體的側(cè)面的第二絕緣層；并且 所述第二絕緣層的一部分與所述第一絕緣層相接。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于還包含設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo)電層之間的金屬層；并且 所述金屬層對從所述第三半導(dǎo)體層釋出的光的反射率高于所述第一導(dǎo)電層對所述光的反射率。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:所述金屬層含有銀、銠、及銀合金中的至少任一種。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于:所述第一導(dǎo)電層含有銀、銠、鋁、銅及金中的至少任一種。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于:所述第一導(dǎo)電層的所述外緣與所述積層體的所述外緣之間的距離為所述積層體的所述第一方向的厚度的0.2倍以上5倍以下。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于:所述第一導(dǎo)電層的所述外緣與所述積層體的所述外緣之間的距離為0.1微米以上10微米以下。19.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于包括積層體、第一電極、第二電極、以及第一導(dǎo)電層； 該積層體包含: 第一半導(dǎo)體層； 第二半導(dǎo)體層；以及 第三半導(dǎo)體層，設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層的至少一部分與所述第二半導(dǎo)體層之間； 該第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接； 該第二電極在從所述第二半導(dǎo)體層朝向所述第一半導(dǎo)體層的第一方向上貫通所述積層體的至少一部分； 該第一導(dǎo)電層沿著與所述第一方向交叉的平面方向擴展而將所述第二半導(dǎo)體層與所述第二電極連接；并且 所述第一導(dǎo)電層的外緣位于較所述積層體的外緣更靠內(nèi)側(cè)。20.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于包括電極、積層體、以及第一導(dǎo)電層； 該積層體在第一面內(nèi)設(shè)置在所述電極的周圍，并且包含: 第一半導(dǎo)體層；第二半導(dǎo)體層，在與所述第一面交叉的第一方向上與所述第一半導(dǎo)體層隔開；以及第三半導(dǎo)體層，設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層的至少一部分與所述第二半導(dǎo)體層之間；該第一導(dǎo)電層沿著所述第一面擴展而將所述第二半導(dǎo)體層與所述電極連接；并且所述第一導(dǎo)電層的外緣位于較所述積層體的外緣更靠內(nèi)側(cè)。
【文檔編號】H01L33/48GK105990483SQ201510100254
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月6日
【發(fā)明人】勝野弘, 石黑陽
【申請人】株式會社東芝