CN102792466B - 半导体发光元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体发光元件及其制造方法。半导体发光元件在半导体层上具有焊盘电极，且至少半导体层被保护膜覆盖。在焊盘电极的上面周边部具有至少一个与保护膜分离开的阻挡部件。阻挡部件呈半弧状并被配置为弦侧与焊盘电极的中央侧面对。由此，在测量半导体发光元件的电特性/光学特性之际，即便探针在焊盘电极上滑动，也可以利用半弧状的凹面来引导探针，利用阻挡部件可靠地进行堵截，可以回避探针抵达保护膜的事态。再有，优选在正负电极上分别设置焊盘电极，一对阻挡部件设置在互相接近的位置上。因此，可以改善半导体发光元件的外观成品率。

Description

半导体发光元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体发光元件，尤其涉及具备焊盘电极(padelectrode)的半导体发光元件及其制造方法。
背景技术
在发光二极管(以下称为“LED”)或激光二极管(以下称为“LD”)等半导体发光元件中，在由多个半导体层构成的多层结构的半导体发光部之上，有时分别设置有用于向半导体层供给电流的焊盘电极以及将该焊盘电极与周围电绝缘且保护半导体层的绝缘性保护膜。
尤其是，在进行同一面侧形成焊盘电极且将焊盘电极形成面作为主光取出面的面朝上安装的情况下，由于焊盘电极吸收在发光层发出的光，故成为光取出效率降低的原因。此时，为了提高光输出而在焊盘电极的形状或材料、配置等方面进行了各种各样的研究开发。
作为与焊盘电极相关的技术，公开了以下半导体元件，其包括：载流子用电极，其与光透过性电极层电连接且通过光透过性电极层向半导体层供给载流子；以及焊盘电极，其与载流子用电极电连接且用于引线接合，在该半导体发光元件中将焊盘电极配置在基板的表面等、光透过性电极的表面以外的位置上(例如参照专利文献1)。由此，可以按照几乎不会遮蔽位于半导体层上面的光透过性电极层的方式使半导体发光元件的整个面发光。
再有，还公开了一种半导体发光元件用的正极，在面朝上型芯片的透过性正极中，由形成于半导体层上的透光性电极及形成于所述透光性电极上的接合焊盘电极构成，接合焊盘电极至少在与透光性电极相接的面上具有反射层(例如参照专利文献2)。由此，可以降低接合焊盘电极与透光性电极相接的面上的光吸收引起的光衰减的程度，可以提高光取出效率且提高发光强度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2004-281581号公报
专利文献2：JP特开2006-66903号公报
发明内容
发明要解決的技术课题
然而，在专利文献1的半导体发光元件中，在不改变半导体发光元件自身大小的情况下，由于需要设置焊盘电极的基板的区域，故无法在设置了焊盘电极的基板之上形成半导体层。因此，必然会导致半导体层(发光层)的面积减小且光输出降低。再有，由于即便在不改变半导体层的面积的情况下也需要设置焊盘电极的基板的区域，故必须增大基板的面积。因此，所得到的半导体发光元件的数量减少，不利于量产性。
进而，在专利文献2的半导体发光元件中，即便焊盘电极具有采用了反射率较高的金属的反射层，金属也存在光吸收作用，担心存在每次重复反射时被吸收的光。
因此，为了既不改变半导体发光元件自身大小、又抑制来自发光层的光的吸收，焊盘电极的直径越小则越有利。然而，伴随着焊盘电极的小径化，在测量发光元件的电特性/光学特性之际，有测量用探针在焊盘电极上滑动而超出范围所引起的测量异常的可能性，进而还有覆盖焊盘电极或半导体层的保护膜产生破损、导致外观成品率降低的可能性。
本发明正是为了解决这种问题而进行的。本发明的目的在于提供一种外观成品率方面优越的半导体发光元件及其制造方法。
用于解決课题的技术手段
根据本发明，通过以下的技术手段来解决上述技术课题。
本发明涉及的半导体发光元件，其在半导体层上具有焊盘电极且至少所述半导体层被保护膜覆盖，其中在所述焊盘电极的上面周边部具有至少一个与所述保护膜分离开的阻挡部件。由此，在测量半导体发光元件的电特性/光学特性之际，阻挡部件使探针停留在焊盘电极上，可以抑制保护膜的破损。
再有，半导体发光元件优选所述阻挡部件为半弧状。由此，可以更有效地使探针在焊盘电极上停留。还有，即便在焊盘电极上设置阻挡部件，也可以维持连接焊盘电极与外部电极的导电性引线和焊盘电极之间的接合强度。
进而，半导体发光元件可以将所述阻挡部件配置为半弧状的弦侧与所述焊盘电极的中央侧面对的姿势。由此，即便探针在焊盘电极上滑动，也可以利用半弧状的凹面来引导探针，利用阻挡部件可靠地进行堵截，可以回避探针抵达保护膜的事态。
另外，半导体发光元件优选具有至少一对所述焊盘电极，在一对所述焊盘电极上各设置一个所述阻挡部件，一对所述阻挡部件被设置于互相接近的位置处。由此，在利用一对探针并使其与每个焊盘电极接触来测量发光元件的电特性/光学特性之际，可以使得所测量的半导体发光元件的位置或平衡稳定。尤其是，优选一对所述阻挡部件以互相成为最短距离的方式面对。
此外，半导体发光元件可以利用与所述保护膜相同的材质来构成阻挡部件。由此，通过采用相同的材质而可以抑制制造成本的上升。
再者，通过将所述阻挡部件形成为与所述保护膜大致相同的高度，从而在制造保护膜时也能够形成阻挡部件，以不增加制造工序数的方式就可以追加阻挡部件，在制造成本方面是有利的。
再有，半导体发光元件可以在所述半导体层与焊盘电极之间设置有全面电极。由此，即便实现焊盘电极的小型化，也可以使电流通过全面电极而均衡地向半导体层扩散，可以有效地进行发光。
通过将所述全面电极设为透光性电极，从而可以使来自半导体层侧的光透过全面电极之后在半导体发光元件外部侧有效地取出，可以改善发光输出。
进而，半导体发光元件的制造方法可以包括：在基板上层叠半导体层的工序；在所述半导体层上局部地设置焊盘电极的工序；在所述半导体层上设置覆盖该半导体层的保护膜的工序；以及在所述焊盘电极上的周边部分设置阻挡部件的工序，其中阻挡部件从所述焊盘电极的表面突出。另外，还可以包括在设置所述阻挡部件的工序之后将探针按压在所述焊盘电极上而进行检查试验的工序。由此，在测量半导体发光元件的电特性/光学特性之际，阻挡部件使探针停留在焊盘电极上，可以抑制保护膜的破损。
发明的效果
根据本发明的半导体发光元件及其制造方法，可以提供在外观成品率方面优越的半导体发光元件。
附图说明
图1是表示第一实施方式涉及的半导体发光元件的焊盘电极与阻挡部件的示意俯视图。
图2是图1的II-II’线的示意剖视图。
图3是表示第二实施方式涉及的半导体发光元件的焊盘电极与阻挡部件的示意俯视图。
图4是表示第三实施方式涉及的半导体发光元件的焊盘电极与阻挡部件的示意俯视图。
图5是图4的III-III’线的示意剖视图。
图6是变形例涉及的图4的III-III’线的示意剖视图。
图7是表示第四实施方式涉及的半导体发光元件的示意俯视图。
图8是图7的IV-IV’线的示意剖视图。
图9是利用光学显微镜从上面拍摄了以探针对电特性/光学特性进行测量之后的半导体发光元件的保护膜破损的照片的影像图。
图10是表示焊盘电极的开口部直径和保护膜破损发生率的关系的图表。
图11是表示将导电性引线进行了引线接合之后的半导体发光元件的示意剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。其中，以下所示的实施方式都是例示用来将本发明的技术思想具体化的半导体发光元件及其制造方法，本发明并未限定于以下的内容。再有，本说明书也绝没有将权利要求范围中示出的部件特定为实施方式的部件。实施方式所记载的构成零件的尺寸、材质、形状及其相对配置等只要没有特别的特定记载，就没有将本发明的范围限定于这些的意思，仅仅只是说明而已。另外，各附图示出的部件的大小或位置关系等有时为了使说明明确而有所夸张。进而，在以下的说明中，对于相同名称、符号而言，表示相同或同质的部件，适当地省略详细的说明。进而，构成本发明的各要素既可以采取以同一部件来构成多个要素从而以一个部件兼用作多个要素的形式，相反还可以利用多个部件分担一个部件的功能来实现。
首先，对电特性/光学特性测量时的探针导致的保护膜破损进行说明。图9是利用光学显微镜从上面拍摄了以探针对电特性/光学特性进行测量之后的半导体发光元件的保护膜破损的照片的影像图。在图中，以粗线的框标示探针的测量位置偏差和表示由此引起的保护膜破损的探针针痕。如该图所示，可以确认：探针在焊盘电极上滑动而与焊盘电极上面外周部的保护膜接触，从而保护膜破损的样子。
再有，图10是表示焊盘电极的开口部直径和保护膜破损发生率的关系的图表。在此，焊盘电极的开口部直径表示焊盘电极上面的露出区域的直径。从图10可以判断出：若焊盘电极的开口部直径为60μm以下，则在测量电特性/光学特性之际，测量用探针引起的保护膜破损发生率极端地上升。
<第一实施方式>
接着，基于图1～图2详述第一实施方式。图1是表示第一实施方式涉及的半导体发光元件的焊盘电极与阻挡部件的示意俯视图。图2表示第一实施方式涉及的半导体发光元件的焊盘电极和阻挡部件，是图1的II-II’线的示意俯视图。
第一实施方式涉及的半导体发光元件至少具有焊盘电极10、半导体层11、保护膜12和阻挡部件13。该半导体发光元件包含发光部，在由多个半导体层构成的多层结构的半导体层11之上具有：用于向半导体层11供给电流的焊盘电极10；和将该焊盘电极10与周围电绝缘且保护半导体层11的绝缘性保护膜12。保护膜12覆盖焊盘电极10的侧面及上面外周、和半导体层11的上面，焊盘电极10露出上面的一部分。
焊盘电极10在俯视情况下呈大致圆形，上面外周被保护膜12覆盖。在焊盘电极10的上面周边部设有与保护膜12分离开的阻挡部件13。
如图1等所示，阻挡部件13配置于焊盘电极的角落部。优选通过形成沿着焊盘电极的边缘的形状，从而在焊盘电极上可以确保用于引线接合的区域。阻挡部件13沿着覆盖焊盘电极10的上面外周的保护膜的形状而呈半弧状，在俯视情况下优选阻挡部件13设于焊盘电极10的外侧。此时，焊盘电极10的上面在被阻挡部件13覆盖的区域以外可以确保已露出的足够的区域。
半弧状的阻挡部件13被配置为半弧状的凹陷下去的凹面部分面向配置探针的区域的姿势、换言之半弧的弦侧面向探针的姿势。通过采取这种配置，从而即便探针在焊盘电极上滑动并与阻挡部件13接触，也容易将探针引导至半弧状的凹面，容易进行补偿。因此，与直线状的情况相比易于发挥阻挡部件针对探针的堵截功能，可以回避与阻挡部件接触的探针进一步滑动并抵达保护膜的事态。
再有，阻挡部件13并未限定于这种半弧状。例如，可以适当地使用圆周状、“く”字型等的可以通过阻挡部件13使探针停留在焊盘电极10上且可确保设置用于将焊盘电极10与外部连接的导电性引线的区域的形状。进而，焊盘电极的上面无论是具有凹凸的粗糙面或平面的那一种都是可以的。
由此，在测量半导体发光元件的电特性/光学特性之际，由于在探针的滑动方向上设置了的阻挡部件13，故阻挡部件13可以抑制探针在焊盘电极10上的滑动量且使探针停留在焊盘电极10上。再有，通过将阻挡部件13设为半弧状，从而用于使探针停留在焊盘电极10上的面积扩大，即便探针滑动，也可以利用阻挡部件13有效地使探针停留。进而，在焊盘电极10上可以确保设置将焊盘电极10与外部电极连接的导电性引线的区域，可以维持焊盘电极10与导电性引线的接合强度。
还有，这样通过设置阻挡部件，从而即便焊盘电极的直径缩小，也可以抑制由探针引起的保护膜破损、探针在焊盘电极上滑动而超出焊盘电极的范围所引起的测量异常。因此，能够缩小焊盘电极的直径，使来自发光层的光在焊盘电极正下方被吸收的成分减少，无需改变发光层的大小、即半导体发光元件的大小本身就可以提高发光效率。
<第二实施方式>
接着，基于图3对第二实施方式涉及的半导体发光元件进行说明。图3是表示第二实施方式涉及的半导体发光元件的焊盘电极与阻挡部件的示意剖视图。第二实施方式涉及的半导体发光元件除了在半导体层11与焊盘电极10之间设置全面电极14以外，实质上都和第一实施方式同样。
第二实施方式涉及的半导体发光元件在半导体层11上具有全面电极14，在全面电极14上设置焊盘电极10。保护膜12覆盖焊盘电极10的侧面及上面外周、和全面电极14。在形成为大致圆形的焊盘电极10的上面周边部，设置有与保护膜12分离开的阻挡部件13。阻挡部件13沿着覆盖焊盘电极10的上面外周的保护膜的形状而呈现半弧状。焊盘电极10的上面在被阻挡部件13覆盖的区域以外可以确保已露出的足够的区域。
尤其是在半导体层11具有不同导电型的半导体层且在各半导体层上设有焊盘电极的半导体发光元件的情况下，在电阻较大的导电型半导体层中，来自焊盘电极的电流难以传递到半导体层整个面。因此，通过在焊盘电极10与半导体层11之间设置该全面电极14，从而即便焊盘电极10小型化，也可以使电流均衡地通过全面电极14向半导体层11扩散。进而，在全面电极14为透光性电极的情况下，来自半导体层11的发光部的光透过全面电极14，向半导体发光元件发光。
<第三实施方式>
接着，基于图4～图6对第三实施方式涉及的半导体发光元件进行说明。图4是表示第三实施方式涉及的半导体发光元件的焊盘电极与阻挡部件的示意俯视图。图5是图4的III-III’线的示意剖视图。图6是变形例涉及的图4的III-III’线的示意剖视图。第三实施方式涉及的半导体发光元件除了保护膜12覆盖焊盘电极10的区域不同以外，与第一实施方式实质上是同样的。
第三实施方式涉及的半导体发光元件在半导体层11上具有焊盘电极10，在焊盘电极10上设有阻挡部件13。在此，保护膜12只要至少覆盖半导体层11即可，在焊盘电极10的上面也可以采取设置了阻挡部件13的区域以外露出的结构。再有，保护膜12如图5的剖视图所示，既可以和位于与覆盖半导体层11的保护膜12的高度相同的高度的焊盘电极10的侧面相接，或者也可以如图6的剖视图所示两者离开，或者如上述第一、第二实施方式所示即便覆盖焊盘电极的侧面整体也是没有问题的。进而，第三实施方式涉及的半导体发光元件也与第二实施方式同样，在半导体层11与焊盘电极10之间也可以具有全面电极14。
<第四实施方式>
接下来，基于图7～图8对第四实施方式涉及的半导体发光元件进行说明。图7是表示第四实施方式涉及的半导体发光元件的示意俯视图。图8是图7的IV-IV’线的示意剖视图。
第四实施方式涉及的半导体发光元件在基板20上设置半导体层11。在半导体层11上设置有2个用于向半导体层11供给电流的焊盘电极10。另外，在该焊盘电极10与半导体层11之间也可以具有使焊盘电极10的欧姆接触成为可能的全面电极14。此外，具有使焊盘电极10与周围电绝缘且保护半导体层11或全面电极14的绝缘性保护膜12。绝缘膜12覆盖焊盘电极10的侧面及上面外周、全面电极14和半导体层11的侧面的一部分及上面。焊盘电极10露出上面的一部分。
焊盘电极10在俯视情况下呈现大致圆形，上面外周被保护膜12覆盖。在各焊盘电极10的上面周边部设有1个与保护膜12分离开的阻挡部件13。这样，阻挡部件不仅设于p侧电极，也可以设于n侧电极。再有，也可以采取仅在n侧电极设置的构成。
阻挡部件13沿着覆盖焊盘电极10的上面外周的保护膜12的形状而呈现为半弧状，在俯视情况下优选设于焊盘电极10的外侧。再有，这一对阻挡部件13按照成为最短距离的方式面对。由此，由于在探针PB滑动的方向上设置阻挡部件13，故即便探针PB滑动也可以利用阻挡部件13有效地使其停留。还有，在测量半导体发光元件的电特性/光学特性之际，即便伴随于使一对探针PB与焊盘电极10接触而产生的负荷，也可以维持负荷的平衡，可以使被测量的半导体发光元件的位置或平衡稳定。
以下详述本实施方式的各构成。
(半导体发光元件)
半导体发光元件可以利用LED或LD等，也可以使用在该技术领域可使用的任一元件。作为这种半导体发光元件，可以举出采用了ZnSe或GaN等各种各样的半导体的元件，作为优选的半导体可以举出能够以可有效地激励荧光体的短波长发光的氮化物半导体(InXAlYGa(1-X-Y)N，0≤X≤1，0≤Y≤1，X+Y≤1)。除此以外，还可以根据半导体层的材料或其混晶度来选择各种发光波长。
(保护膜)
半导体发光元件中可以形成SiO2等绝缘性的保护膜。保护膜只要至少覆盖半导体层及全面电极即可，在焊盘电极上具有呈现焊盘电极的俯视情况下的形状的开口部，在开口部焊盘电极的表面露出，在保护膜的开口部内露出的焊盘电极表面上可形成导电性部件，与封装件的导体布线等连接而被通电。保护膜的开口部的形状并未特别地限定，只要是可以在焊盘电极表面上形成导电性部件的形状或大小即可。于是，可以恰当地保护元件的上面。再有，若采取各电极上的开口部互相独立的形状，则可以防止由导电性部件的位置偏离等导致的各焊盘电极间的短路，可以形成难以短路的元件。
(焊盘电极)
焊盘电极可以采取圆形或形成为一部分曲线的矩形，除此以外还可以采取三角形、四边形等多边形等各种形状。焊盘电极的大小优选为60μm以下，设为可进行引线接合或凸块、共晶接合等的安装的大小。图11表示对导电性引线15进行引线接合之后的半导体发光元件的剖视图。如该图11所示，通过将阻挡部件设置在焊盘电极上偏心的位置上，从而可以在焊盘电极上确保对导电性引线15进行接合的区域。
焊盘电极优选由适于引线接合、凸块或共晶接合等接合的金属材料来形成。再有，这些焊盘电极虽然也可以由单一的金属材料形成，但也可以作成层叠了2个以上的层的结构。
另外，在焊盘电极与半导体层直接接触的情况下，焊盘电极的最下层需要选择可以与半导体层进行欧姆连接的材料。或者，通过在半导体层与焊盘电极之间形成全面电极，从而使焊盘电极的欧姆连接也成为可能。
(全面电极)
全面电极可以由金属薄膜或导电性氧化物形成。作为金属薄膜，优选将Ni/Au等金属形成为厚度的薄膜。再有，作为导电性氧化物膜，优选包含从由锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)及镁(Mg)组成的群里选择出的至少一种元素的氧化物膜。具体可以举出ZnO、AZO(掺杂Al(铝)的ZnO)、IZO(掺杂In的ZnO)、GZO(掺杂Ga(镓)的ZnO)、In2O3、ITO(掺杂Sn(锡)的In2O3)、IFO(掺杂F(氟)的In2O3)、SnO2、ATO(掺杂(Sb锑)的SnO2)、FTO(掺杂F的SnO2)、CTO(掺杂Cd(镉)的SnO2)、MgO等。这些材料可以通过物理成膜方法(蒸镀、溅射、脉冲激光器喷砂(PLD)等)或化学成膜方法(溶胶凝胶、喷雾等)来成膜。作为全面电极，也可以采用矩形的栅格状、条纹状等具有开口部的形状。
再有，该全面电极可以作为将半导体层与欧姆接触用的焊盘电极之间进行连接布线的布线部件来使用。
(阻挡部件)
阻挡部件是在测量半导体发光元件的电特性/光学特性之际用于抑制探针在焊盘电极上的滑动量且使探针停留在焊盘电极上的部件。由此，不但可以减轻探针在焊盘电极上滑动引起的保护膜破损的担忧，而且还可回避测量异常。
阻挡部件具有成为阻挡器的某种程度的高度，进而优选与保护膜相同的高度或保护膜以上的高度。
阻挡部件虽然采用的是绝缘性材料、优选采用SiO2，但也可以由与焊盘电极相同的材料或其他金属来形成，其材料并未特别地限定。在将阻挡部件设为与保护膜相同的材料且形成为与保护膜相同的高度的情况下，在制造工序中仅通过对保护膜进行蚀刻就可以设置阻挡部件，因此可以获得不需要新工序的优点。再有，在阻挡部件由金属形成的情况下，更牢固且具有导电性。因此，即便探针滑动也可以利用阻挡部件使探针牢固地停留。进而，即便探针骑在阻挡部件之上或者挂在阻挡部件之上，也可以测量半导体发光元件的电特性/光学特性。
(基板)
基板由适于使半导体层外延生长的材料形成，基板的大小或厚度等并未被特别限定。作为适于氮化物半导体的外延生长的基板，可以举出蓝宝石、尖晶石等绝缘性基板或SiC、氮化物半导体(例如GaN)等导电性基板。
(半导体发光元件的制造方法)
接着，对本发明涉及的半导体发光元件的制造方法进行说明。另外，对于以下所说明的内容以外的事项而言，与一般的半导体发光元件的制造方法是同样的。
首先，在基板20上层叠具有导电型相异的半导体层的半导体层11。接着，利用光致抗蚀剂或SiO2等在半导体层11上形成掩模，通过反应性离子蚀刻(RIE)使一个导电型半导体层露出。在除去了掩模之后，在另一导电型半导体层上形成全面电极14，在露出的半导体层上与全面电极14上分别设置焊盘电极10，用保护膜12覆盖元件上面。而且，在焊盘电极10的上面区域制作成为开口部及阻挡部件13的图案，通过蚀刻在焊盘电极10上同时形成开口部及阻挡部件13。最后，若割断基板20(晶片)分割为单个的元件，则半导体发光元件完成。
此外，在阻挡部件13为金属的情况下，用保护膜12覆盖元件上面，在通过蚀刻而形成了焊盘电极10的开口部之后，除了设置阻挡部件13的工序不同以外，都与上述制造方法同样，可以得到具有阻挡部件13的半导体发光元件。
<实施例1>
基于图7及图8对实施例1的半导体发光元件进行说明。图7是表示第四实施方式涉及的半导体发光元件的示意俯视图。图8表示第四实施方式涉及的半导体发光元件，是图7的IV-IV’线的示意剖视图。
实施例1的半导体发光元件21具有：基板20；可在基板20上生长的半导体层11；向半导体层11供给电流的焊盘电极10；将半导体层11与欧姆接触用的焊盘电极10之间进行连接并进行布线的全面电极14；将焊盘电极10与周围电绝缘并保护半导体层11及全面电极14的保护膜12；在焊盘电极10上与保护膜12分离开的阻挡部件13。
该半导体发光元件21在红宝石基板20上设置半导体层11。半导体层11设置采用了GaN的缓冲层(基底层)，在其上形成包含采用了GaN系化合物半导体的活性层在内的层叠结构。半导体层11具体是由按照n型半导体层、活性层、p型半导体层的顺序层叠的多个半导体层构成的多层结构。
在n型半导体层的一部分区域内，除去被层叠于其上的活性层及p型半导体层，进而除去n型半导体层自身的厚度方向的一部分后露出，在该露出的n型半导体层上形成有n侧焊盘电极。
在p型半导体层上，在几乎整个面上形成由ITO构成的导电性氧化膜、即全面电极14，在该全面电极14上的一部分形成有p侧焊盘电极。
n侧及p侧焊盘电极由同一材料构成，按照Rh(铑)、W、Au的顺序层叠形成。
半导体发光元件21的上表面被由SiO2构成的保护膜12覆盖。各电极的上面具有保护膜12的开口部，各焊盘电极的上面的一部分露出。在各焊盘电极的上面露出部分别设置与保护膜12分离开且呈半弧状的阻挡部件13。阻挡部件13由与保护膜12相同的材料、即SiO2构成，被设置为与保护膜12相同的高度。
该实施例1的半导体发光元件是通过以下的制造方法而制作出的。
(形成半导体层11)
利用MOVPE反应装置在红宝石基板20之上设置采用了GaN的缓冲层，在其上按照作为n型半导体层的n型接触层及n型包覆层、活性层、作为p型半导体层的p型包覆层及p型接触层的顺序使它们生长，以制作晶片。在反应容器内，在氮气气体环境中在600℃对所得到的晶片进行退火，进一步使p型包覆层及p型接触层低电阻化。
(形成n型半导体层露出部)
在退火之后，从反应容器中取出晶片，在最上层的p型接触层的表面上形成规定形状的掩模，利用蚀刻装置从掩模之上进行蚀刻，以使n型接触层的一部分露出。
(形成全面电极14)
除去掩模之后，将晶片设置到溅射装置中，在溅射装置内设置由In2O3与SnO2的烧结体构成的氧化物对电极(target)。利用溅射装置，在晶片的p型接触层的几乎整个面上作为导电性氧化物膜而形成ITO，由此作为全面电极14。
(形成p侧焊盘电极、n侧焊盘电极)
利用蒸镀法及光刻法，在全面电极14上的一部分形成由金属构成的大致圆形的p侧焊盘电极。再有，在n侧半导体层构成的n侧接触层的表面上也形成由与p侧焊盘电极相同的材料构成的大致圆形的n侧焊盘电极。虽然通过采用相同的材料而可以减少工序，但即便采用不同的材料也是没有任何问题的。
(形成阻挡部件13)
在半导体发光元件21的上表面使成为保护膜12的SiO2成膜，形成具有成为各焊盘电极开口部及阻挡部件13的规定图案的掩模。此时，一对阻挡部件13分别与保护膜12分离开，沿着保护膜12的焊盘电极开口部的形状而呈半弧状，以成为最短距离的方式面对。蚀刻之后若剥离抗蚀剂，则在焊盘电极上面可同时设置保护膜12的开口部及由与保护膜12相同的材料SiO2构成且高度与保护膜12相同的阻挡部件13。
通过在规定的场所分割如此得到的晶片，从而得到半导体发光元件21。半导体发光元件21由于可以利用阻挡部件13来抑制保护膜破损，故可以成为在外观成品率方面优越的元件。
<实施例2>
对实施例2的半导体发光元件进行说明。实施例2的半导体发光元件除了在实施例1的半导体发光元件中n侧及p侧焊盘电极由同一材料构成且按照Cr、Pt、Ru、Au的顺序层叠形成这一点以外，都和实施例1同样地构成。
<实施例3>
对实施例3的半导体发光元件进行说明。实施例3的半导体发光元件除了在实施例1的半导体发光元件中阻挡部件13由金属构成且如下所述地形成了阻挡部件13这一点以外，都和实施例1同样地构成。
(形成阻挡部件13)
在半导体发光元件21的上表面将SiO2成膜，形成具有成为各焊盘电极开口部的规定图案的掩模之后进行蚀刻，从而在各焊盘电极上面形成具有开口部的保护膜12。蚀刻之后，剥离抗蚀剂，在焊盘电极露出部使包含至少一种由与焊盘电极相同的材料构成的金属在内的金属成膜，在各焊盘电极的开口部形成具有分别成为阻挡部件13的规定图案的掩模，进行蚀刻或提升(liftoff)。此时，一对阻挡部件13分别与保护膜12分离开来，沿着保护膜12的焊盘电极开口部的形状而呈半弧状，并以成为最短距离的方式面对。蚀刻之后若剥离抗蚀剂，则在焊盘电极上面露出部形成由金属构成的阻挡部件13。
针对这样制作出的实施例1及2的半导体发光元件，将保护膜破损发生率及光输出同参考例进行比较。在实施例1及2中，将焊盘电极10的开口部直径设为43μm并在焊盘电极10的上面设置了阻挡部件13。另一方面，作为参考例，除了在实施例1的半导体发光元件中将焊盘电极的开口部直径设为60μm并在焊盘电极10的上面未设置阻挡部件13这一点以外，都与实施例同样地进行试做。针对这些实施例1及2、以及参考例分别计算光输出，并对实施例1及2的光输出相对于参考例的比率进行比较。结果如表1所示。
[表1]
在实施例1及2中由于设有阻挡部件13，故未发现保护膜破损。再有，通过减小焊盘电极10的开口部直径，从而与参考例相比，可以确认在实施例1及2中分别提高了光输出。还有，由于可以根据需要适当选择焊盘电极10的材料，故可以期待全面电极14或半导体层11进一步的密接、可靠性的提高。
综上所述，通过在焊盘电极上设置阻挡部件，从而可以获得抑制了探针引起的保护膜破损且外观成品率优越的半导体发光元件。进而，可以明确能够实现焊盘电极的小型化且光取出效率提高。
-工业可用性-
本发明可以适用于LED或LD等一切半导体发光元件中。
-符号说明-
10…焊盘电极
11…半导体层
12…保护膜
13…阻挡部件
14…全面电极
15…导电性引线
20…基板
21…半导体发光元件
30…探针针痕
PB…探针

Claims (10)

1.一种半导体发光元件，其在半导体层上具有焊盘电极且至少所述半导体层被保护膜覆盖，该半导体发光元件的特征在于，
在所述焊盘电极的上表面周边部具有与所述保护膜分离开的阻挡部件，
所述阻挡部件由绝缘性材料形成，
具有至少一对所述焊盘电极，
在一对所述焊盘电极的上表面各设置一个所述阻挡部件，
一对所述阻挡部件被设置在各焊盘电极上表面偏心的位置，使其互相接近。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述阻挡部件为半弧状。
3.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述阻挡部件被配置为半弧状的弦侧与所述焊盘电极的中央侧相面对的姿势。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述阻挡部件形成为沿着所述焊盘电极的边缘的形状。
5.根据权利要求4所述的半导体发光元件，其特征在于，
一对所述阻挡部件以互相成为最短距离的方式面对。
6.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述阻挡部件由与所述保护膜相同的材质构成，且被设置在所述焊盘电极的上表面的偏心的位置。
7.根据权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述阻挡部件形成为与所述保护膜相同的高度。
8.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
在所述半导体层与焊盘电极之间设置有全面电极。
9.根据权利要求8所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述全面电极是透光性电极。
10.一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括：
在基板上层叠半导体层的工序；
在所述半导体层上局部地设置一对焊盘电极的工序；
在所述半导体层上设置覆盖该半导体层的保护膜的工序；
在各所述焊盘电极上的周边部分，将由绝缘材料构成的阻挡部件分别设置在各焊盘电极上表面偏心的位置，使得一对阻挡部件互相接近的工序，其中该阻挡部件从所述焊盘电极的表面突出；以及
在设置所述阻挡部件的工序之后将探针按压在所述焊盘电极上而进行检查试验的工序。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013258177A (ja) * 2012-06-11 2013-12-26 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
JP6575065B2 (ja) * 2014-12-26 2019-09-18 日亜化学工業株式会社 発光装置
US9633960B2 (en) * 2015-06-30 2017-04-25 Sunasic Technologies Inc. Chip with I/O pads on peripheries and method making the same
JP6719090B2 (ja) * 2016-12-19 2020-07-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体素子
US11165224B2 (en) * 2017-06-26 2021-11-02 Mellanox Technologies, Ltd. Vertical-cavity surface-emitting laser layout for high bandwidth output
CN107390114B (zh) * 2017-08-31 2023-07-18 惠科股份有限公司 一种电路板及其测试点结构
JP7311276B2 (ja) * 2019-02-26 2023-07-19 ローム株式会社 半導体発光装置
DE212021000204U1 (de) * 2020-06-26 2022-01-24 Rohm Co., Ltd. Elektronische Komponente

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1866560A (zh) * 2005-05-19 2006-11-22 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体元件
CN1938869A (zh) * 2004-03-31 2007-03-28 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体发光元件

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333522B1 (en) * 1997-01-31 2001-12-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Light-emitting element, semiconductor light-emitting device, and manufacturing methods therefor
JP4203132B2 (ja) * 1997-03-31 2008-12-24 シャープ株式会社 発光素子及びその製造方法
JPH10325844A (ja) 1997-05-23 1998-12-08 Mitsubishi Electric Corp 集積回路テスト用プローブパッド
JP2000077790A (ja) 1998-08-31 2000-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化物半導体レーザ素子
JP2004281581A (ja) 2003-03-13 2004-10-07 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
JP4130163B2 (ja) * 2003-09-29 2008-08-06 三洋電機株式会社 半導体発光素子
JP4311173B2 (ja) 2003-11-20 2009-08-12 パナソニック電工株式会社 半導体発光素子
KR20050061866A (ko) * 2003-12-18 2005-06-23 삼성전자주식회사 프로브 핀이 접촉하는 패드를 갖는 반도체 소자 및 그형성 방법
US7615798B2 (en) * 2004-03-29 2009-11-10 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device having an electrode made of a conductive oxide
WO2006011672A1 (en) 2004-07-29 2006-02-02 Showa Denko K.K. Positive electrode for semiconductor light-emitting device
JP2006066903A (ja) 2004-07-29 2006-03-09 Showa Denko Kk 半導体発光素子用正極
JP4615283B2 (ja) 2004-10-18 2011-01-19 三菱電機株式会社 半導体デバイスの特性測定方法
JP2008078432A (ja) * 2006-09-22 2008-04-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 発光素子
JP5114969B2 (ja) * 2007-02-21 2013-01-09 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置、半導体ウエハ構造、及び半導体装置の製造方法
JP2011009502A (ja) 2009-06-26 2011-01-13 Showa Denko Kk 発光素子、その製造方法、ランプ、電子機器及び機械装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1938869A (zh) * 2004-03-31 2007-03-28 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体发光元件
CN1866560A (zh) * 2005-05-19 2006-11-22 日亚化学工业株式会社 氮化物半导体元件

Also Published As

Publication number Publication date
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US20120032225A1 (en) 2012-02-09

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