CN103403888A - 半导体发光器件及用于制造其的方法 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施例，一种半导体发光器件包括：半导体层、p侧电极（16）、n侧电极（17）、和无机膜（30）。半导体层包括具有不平坦性的第一表面（15a）、与第一表面相对的第二表面、以及发光层（13）。该半导体层包括氮化镓。p侧电极（16）被设置在包括发光层（13）的区域中的第二表面上。n侧电极（17）被设置在不包括发光层的区域中的第二表面上。无机膜被设置为遵从第一表面的不平坦性，并与所述第一表面接触。无机膜的主要成分为硅和氮。无机膜的折射率介于氮化镓的折射率和空气的折射率之间。也在无机膜的表面中形成不平坦性。

Description

半导体发光器件及用于制造其的方法
技术领域
本文描述的实施例总体上涉及一种半导体发光器件及用于制造其的方法。
背景技术
存在许多种情况，其中使用基于氮化镓（GaN）的材料的发光层是形成在蓝宝石衬底上。在倒装芯片型器件中（其中将p侧电极和n侧电极设置在与光的提取表面相反的侧上），将光从GaN层通过蓝宝石衬底提取到空气中。GaN层、蓝宝石衬底和空气的折射率分别是2.4、1.8和1.0；在提取光的方向上，介质的折射率以阶段性改变。
另一方面，这样的结构已经被提出，其中蓝宝石衬底被去除，以缩小尺寸和减小器件的厚度。在这种情况下，因为没有蓝宝石衬底，介质的折射率在从GaN层向着空气的方向上极大地改变；而且光提取效率可能降低。
引用列表
专利文献
PTL1：美国专利申请公开文本No.2010/0148198
附图说明
图1A和1B是实施例的半导体发光器件的示意性截面图。
图2A至图13B为示出了一种用于制造该实施例的半导体发光器件的方法的示意图。
图14是另一个实施例的半导体发光器件的示意性截面图。
具体实施方式
根据一个实施例，半导体发光器件包括：半导体层、p侧电极、n侧电极和无机膜。半导体层包括具有不平坦性（unevenness）的第一表面、与第一表面相对的第二表面、和发光层。该半导体层包括氮化镓。p侧电极被设置在包括所述发光层的区域中的所述第二表面上。该n侧电极被设置在不包括所述发光层的区域中的所述第二表面上。无机膜被设置为遵从第一表面的不平坦性，并与所述第一表面接触。无机膜具有的主要成分为硅和氮。无机膜的折射率介于氮化镓的折射率和空气的折射率之间。不平坦性还形成于无机膜的表面中。
现在将参照附图描述实施例。附图中类似的部件标有相同的附图标记。
示出制造过程的附图中示出了包括多个半导体层15（芯片）的一部分晶片的区域。
图1A为实施例的半导体发光器件10的示意性截面图；图1B是图1A的主要部件的放大图。
半导体发光器件10包括半导体层15。半导体层15包括第一表面15a和与第一表面15a相对的第二表面。电极和互连层被设置在第二表面一侧上；光主要从与第二表面相对的第一表面15a被发射到外部。
半导体层15包括第一半导体层11和第二半导体层12。第一半导体层11和第二半导体层12包括氮化镓。第一半导体层11包括例如基础缓冲层、n型层等；所述n型层用作电流的横向路径。第二半导体层12包括堆叠结构，在堆叠结构中发光层（有源层）13被置于n型层和p型层之间。
半导体层15的第二表面侧被图案化为不平坦的结构。形成在第二表面侧上的突起包括发光层13。p侧电极16被设置于第二半导体层12的顶面上，即该突起的顶面上。p侧电极16被设置在包括发光层13的区域中。
没有包括发光层13的第二半导体12的区域被设置在半导体层15的第二表面侧上的突起旁边；并且n侧电极17被设置在该区域的第一半导体层11的顶面上。该n侧电极17被设置在不包括发光层13的区域内。
在如图4B所示的半导体层15的第二表面侧上，包括发光层13的第二半导体层12的表面区域大于不包括发光层13的第一半导体层11的表面区域。
在如图5B所示的半导体层15之一中，设置在包括发光层13的区域中的p侧电极16具有比设置在不包括发光层13的区域中的n侧电极17更大的表面面积。因此，获得了宽的发光区域。图5B中示出的p侧电极16和n侧电极17的布局是示例并且不受限于该布局。
第一绝缘层（下文中简称为绝缘层）18被设置在半导体层15的第二表面侧上。绝缘层18覆盖半导体层15、p侧电极16和n侧电极17。存在这样的情况，其中另一绝缘膜（例如氧化硅膜）被设置在绝缘层18和半导体层15之间。例如，绝缘层18是树脂，例如具有优异的超精细开口的图案形成性的聚酰亚胺。可替代地，无机物质，如二氧化硅、氮化硅等，可以被用作绝缘层18。
绝缘层18包括在与半导体层15相反的侧上的互连表面18c。p侧互连层21和n侧互连层22被彼此间隔地设置在互连表面18c上。
p侧互连层21还被设置在绝缘层18中制成的第一通孔18a内，以到达p侧电极16，并电连接到p侧电极16。并不总是需要p侧互连层21形成在绝缘层18上。例如，可以采用这样的结构，其中所述p侧互连层21仅设置在p侧电极16上。
n侧互连层22也被设置在绝缘层18中制成的第二通孔18b内，以到达n侧电极17，并电连接到n侧电极17。
p侧金属柱23被设置在与p侧电极16相反的侧上的p侧互连层21的表面上。p侧互连层21和p侧金属柱23被包括在该实施例的p侧互连单元中。
n侧金属柱24被设置在与n侧电极17相反的侧上的n侧互连层22的表面上。n侧互连层22和n侧金属柱24被包括在该实施例的n侧互连单元中。
树脂层25被提供作为绝缘层18的互连表面18c上的第二绝缘层。树脂层25覆盖p侧互连层21和n侧互连层22。树脂层25被填充在p侧金属柱23与n侧金属柱24之间，以覆盖p侧金属柱23的侧表面和n侧金属柱24的侧表面。
在与p侧互连层21相反的侧上的p侧金属柱23的表面用作p侧外部端子23a。在与n侧互连层22相反的侧上的n侧金属柱24的表面用作n侧外部端子24a。
p侧外部端子23a和n侧外部端子24a从绝缘层18和树脂层25暴露出来，并用键合剂键合于形成在安装衬底中的焊盘，键合剂例如是焊料、另一金属、导电材料等。
暴露在同一表面处的p侧外部端子23a和n侧外部端子24a之间的距离大于绝缘层18的互连表面18c上的p侧互连层21和n侧互连层22之间的距离。换句话说，p侧外部端子23a和n侧外部端子24a被分开一定距离，使得当安装到安装衬底时，该p侧外部端子23a和n侧外部端子24a不会通过焊料等相互短路。
p侧互连层21的平面尺寸大于p侧外部端子23a的平面尺寸。p侧互连层21可以使用低电阻金属（例如铜）形成。因此，可以随着p侧互连层21的表面面积增加而利用更加均匀的分布将电流供应到包括发光层13的第二半导体层12。此外，p侧互连层21的导热率也可以被增加；并且，能够有效地释放第二半导体层12的热量。
p侧电极16在包括发光层13的区域中展开。因此，通过将p侧互连层21穿过多个第一通孔18a连接到p侧电极16，可以改善到发光层13的电流分布；而且也可以改善发光层13的热的散热。
n侧互连层22的表面面积大于n侧电极17的表面面积；而且n侧互连层22和n侧金属柱24之间的接触面积大于n侧互连层22和n侧电极17之间的接触面积。n侧互连层22的一部分在绝缘层18的互连表面18c之上延伸到发光层13下的重叠位置。
因而，更宽的引线电极可形成自n侧电极17，n侧电极17经由第一n侧互连层22设置在不包括发光层13的窄的区域中，同时由于该发光层13形成在宽的区域中，获得高的光输出。
p侧互连层21和p侧金属柱23之间的接触面积可以大于或小于p侧互连层21和p侧电极16之间的接触面积。
第一半导体层11经由n侧电极17和n侧互连层22被电连接到包括n侧外部端子24a的n侧金属柱24。包括发光层13的第二半导体层12经由p侧电极16和p侧互连层21被电连接到包括p侧外部端子23a的p侧金属柱23。
p侧金属柱23比p侧互连层21厚；n侧金属柱24比n侧互连层22厚。p侧金属柱23、n侧金属柱24和树脂层25的厚度大于半导体层15的厚度。在此，厚度是在图1A和1B的垂直方向上的厚度。
p侧金属柱23与n侧金属柱24的厚度大于包括半导体层15、p侧电极16、n侧电极17和绝缘层18的堆叠体的厚度。金属柱23和24中的每个的纵横比（厚度与平面尺寸的比）并不限于是不小于1；而且该比可以小于1。换言之，该金属柱23和24的厚度可以小于其平面尺寸。
因此，半导体层15可稳定地由p侧金属柱23、n侧金属柱24和树脂层25支撑，半导体发光器件10的机械强度甚至可以在没有下述衬底5的情况下增加，衬底5被用来形成所述半导体层15。
铜、金、镍、银等可用作p侧互连层21、n侧互连层22、p型金属柱23和n侧金属柱24的材料。其中，当使用铜时，可获得良好的导热性、高抗迁移性、以及优良的与绝缘材料的粘附性。
树脂层25加固了p侧金属柱23和n侧金属柱24。值得注意的是，树脂层25应当具有接近或相同于安装衬底的热膨胀系数。这种树脂层25的示例包括例如环氧树脂、硅树脂、氟碳树脂等。
在该半导体发光器件10经由p侧外部端子23a和n侧外部端子24a被安装到安装衬底的状态下经由焊料等施加到半导体层15的应力，可以通过由p侧金属柱23与n侧金属柱24吸收而得到缓解。
在第一表面15a中形成了微小的不平坦性。通过在第一表面15a上使用例如碱性溶液执行湿蚀刻（结霜）形成不平坦性。不平坦性的突起高度或凹陷深度是约1.0至1.2微米。通过在第一表面15a（其是从发光层13发出的光的主要提取表面）中提供不平坦性，以各种角度入射在第一表面15a上的光可在第一表面15a之外提取，而不进行全内反射。
具有的主成分为硅（Si）和氮（N）的无机膜30形成在第一表面15a上。例如，氧氮化硅膜（SiON膜）、氮化硅膜（SiN膜）等可被用作无机膜30。
无机膜30的折射率介于用于半导体层15的氮化镓的折射率和空气的折射率之间。所述无机膜30是折射率为例如1.5-2.4的膜。所述无机膜30关于从发光层13发出的光是透明（透射）的。
无机膜30被设置为遵从第一表面15a的不平坦性，并且不填充第一表面15a的不平坦性中的凹陷。换句话说，反映第一表面15a不平坦度的不平坦性也被形成在无机膜30的顶面上。所述无机膜30在第一表面15a上具有基本相同的厚度。
半导体层15的周边覆盖有绝缘层18。绝缘层18包括第一表面，该第一表面与半导体层15的第一表面15a朝向相同的方向（图1A和1B中的向上方向）。无机膜30也设置在绝缘层18的第一表面上。
荧光粉（phosphor）层27被设置在无机膜30上，作为透过从发光层13发出的光的透明体。透镜可以被提供在无机膜30上作为上述的透明体。荧光粉层27也被填充在无机膜30顶面的不平坦性中的凹陷内。
荧光粉层27包括透明树脂和分散在所述透明树脂中的荧光粉。荧光粉层27能够吸收从发光层13发出的光，并发射波长被转换的光。因此，半导体发光器件10能够发射来自发光层13的光与荧光粉层27的波长被转换的光的混合光。
荧光粉层27内部的透明树脂的折射率介于无机膜30的折射率和空气的折射率之间。透明树脂是具有折射率为例如1.4-1.6的树脂。例如，具有折射率为1.53的树脂可以用作上述透明树脂。
例如，在发光层13是基于GaN的材料而荧光粉是被配置为发射黄光的黄色荧光粉的情况下，白色、灯（lamp）等可以被获得，作为来自发光层13的蓝色光与荧光粉层27的波长被转换光的黄色光的混合颜色。荧光粉层27可以具有这样的配置，该配置包括多个类型的荧光粉（例如，被配置为发射红光的红色荧光粉和被配置为发射绿光的绿色荧光粉）。
从发光层13发出的光通过主要经由第一半导体层11、第一表面15a、无机膜30和荧光粉层27传播，从而被发射到外界。
如下所述，当形成所述半导体层15时使用的衬底5被从所述第一表面15a去除。因此，半导体发光器件10可以是更薄的。
然后，在本实施例中，折射率介于氮化镓和空气的折射率之间的无机膜30被设置在包括氮化镓的第一表面15a上。由此，可以通过防止在光穿过第一表面15a的提取方向上的介质折射率的大幅改变，可以增加光提取效率。
光提取效率的仿真结果表明，相比于不平坦性仅形成在第一表面15a中而不提供无机膜30的情况，针对如下的结构，光提取效率增加约2%，在该结构中，具有1.0-1.2微米的突起高度或凹陷深度的不平坦性形成在具有2.48的折射率的GaN的顶面中（对应于第一表面15a），折射率为1.90的SiON膜具有200nm的膜厚度，作为无机膜30以遵从不平坦性，折射率为1.41的树脂形成在无机膜30上。
所述无机膜30被形成为遵从第一表面15a的不平坦性；而且不平坦性也形成在无机膜30的顶面上。因此，以各种角度入射在第一表面15a上的光能够穿过第一表面15a和无机膜30而不经历全内反射。
由于半导体层15通常是薄的，大约若干微米，所以在第一表面15a中形成不平坦性时，裂纹可能出现，或在该半导体层15和绝缘层18之间可能发生剥离。
在实施例中，第一表面15a涂敷有无机膜30。因此，第一表面15a中出现的裂纹和由于从绝缘层18剥离而出现的间隙可以被无机膜30覆盖。因此，荧光粉层27等可以形成在第一表面15a上，具有良好的粘附性而不出现空隙。
现在将参考附图2A至13B描述一种用于制造实施例的半导体发光器件10的方法。示出过程的附图中示出了晶片状态的一部分的区域。
图2A示出了堆叠体，其中第一半导体层11和第二半导体层12形成在所述衬底5的主表面上。图2B对应于图2A的底视图。
第一半导体层11形成在衬底5的主表面上；包括发光层13的第二半导体层12形成在第一半导体层11上。例如可采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）在蓝宝石衬底上进行包括氮化镓的第一半导体层11和第二半导体层12的晶体生长。
第一半导体层11包括基础缓冲层和n型GaN层。第二半导体层12包括发光层（有源层）13和p型GaN层。发光层13可以包括被配置为发射蓝光、紫光、蓝紫光、和紫外光等的物质。
接触衬底5的第一半导体层11的表面是半导体层15的第一表面15a；第二半导体层12的顶面是半导体层15的第二表面15b。
然后，如图3A和图3B所示（图3B是图3A的底视图），通过穿透所述半导体层15，例如通过使用未示出的抗蚀剂的反应性离子蚀刻（RIE），在分割（dicing）区域d1和d2中制成沟槽以到达基板5。分割区域d1和d2被形成为例如在晶片状态的衬底5上的格子构造。分割区域d1和d2中制成的沟槽也被制成格子结构，以将半导体层15分离成多个芯片。
多样地分离半导体层15的过程可在第二半导体层12的选择性去除之后或在下述电极的形成之后进行。
然后，如图4A和图4B所示（图4B是图4A的底视图），通过去除第二半导体层12的一部分，例如通过使用未示出的抗蚀剂的RIE，第一半导体层11的一部分被暴露出来。从中暴露了第一半导体层11的区域不包括发光层13。
继续如图5A和图5B所示（图5B是图5A的底视图），p侧电极16和n侧电极17形成于第二表面上。p侧电极16形成在第二半导体层12的顶面上。n侧电极17形成在第一半导体层11的暴露表面上。
使用例如溅射、气相沉积等形成p侧电极16和n侧电极17。p侧电极16和n侧电极17中的任一个可以首先形成；p侧电极16和n侧电极17可以由相同的材料同时形成。
p侧电极16包括例如关于从发光层13发出的光是反射性的银、银合金、铝、铝合金等。一种包括金属保护膜的构造还可以用来防止p侧电极16的硫化和氧化。
例如，通过使用化学气相沉积（CVD），氮化硅膜或氧化硅膜可以形成为在p侧电极16和n侧电极17之间和在发光层13的端表面（侧表面）上的钝化膜。如果必要，实施活化退火等，以提供电极和半导体层之间的欧姆接触。
然后，如图6A所示，衬底5的主表面上的所有暴露部分都覆盖有绝缘层18；随后通过使用例如湿法蚀刻来图案化该绝缘层18，在绝缘层18中选择性地制造第一通孔18a和第二通孔18b。第一通孔18a被多个地制造。每个第一通孔18a到达p侧电极16。第二通孔18b到达n侧电极17。
例如光敏聚酰亚胺、苯并环丁烯等的有机材料可以被用作绝缘层18。在这种情况下，绝缘层18可直接暴露和显露而不使用抗蚀剂。可替代地，例如氮化硅膜、氧化硅膜等的无机膜可以被用作绝缘层18。在无机膜的情况下，第一通孔18a和第二通孔18b是在图案化抗蚀剂之后利用蚀刻制成。
然后，如图6B所示，在下述电镀期间作为种子金属的金属膜19形成在互连表面18c上，互连表面18c是在与半导体层15相对的侧上的绝缘层18的表面。金属膜19还形成于第一通孔18a的内壁和底部上，以及第二通孔18b的内壁和底部上。
使用例如溅射形成金属膜19。金属膜19包括例如从绝缘层18侧依次堆叠的钛（Ti）和铜（Cu）的堆叠膜。
然后，如图6C所示，抗蚀剂41选择性地形成在金属膜19上；并且使用金属膜19作为电流路径，来执行Cu电镀。
由此，如图7A和图7B所示（图7B是7A的底视图），p侧互连层21和n侧互连层22被选择性地形成在绝缘层18的互连表面18c上。p侧互连层21和n侧互连层22由例如使用电镀同时形成的铜材料制成。
p侧互连层21也形成于第一通孔18a的内侧，并经由金属膜19电连接到p侧电极16。n侧互连层22也形成于第二通孔18b的内侧，并且经由金属膜19电连接到n侧电极17。
p侧互连层21可以靠近n侧互连层22以致达到工艺极限；并且可以增加p侧互连层21的表面区域。作为结果，p侧互连层21和p侧电极16可以经由多个第一通孔18a连接；并且能够改善电流分布和散热。
通使用溶剂或氧等离子体来去除在p侧互连层21和n侧互连层22的电镀中使用的抗蚀剂41。
然后，如图8A和图8B所示（图8B是图8A的底视图），形成用于形成金属柱的抗蚀剂42。抗蚀剂42的厚度大于上述的抗蚀剂41的厚度。在之前的工艺中，抗蚀剂41可以保持而不被去除；并且抗蚀剂42可以形成为覆盖所述抗蚀剂41。第一开口42a和第二开口42b被制作在抗蚀剂42中。
然后，使用金属膜19作为电流路径，并通过使用抗蚀剂42作为掩模，来执行Cu电镀。由此，如图9A和图9B所示（图9B是图9A的底视图），形成了p侧金属柱23与n侧金属柱24。
p侧金属柱23形成于在抗蚀剂42中制成的第一开口42a内部的p侧互连层21的表面上。n侧金属柱24形成于在抗蚀剂42中制成的第二开口42b内部的n侧互连层22的表面上。p侧金属柱23与n侧金属柱24由例如使用电镀同时形成的铜材料制成。
然后，使用例如溶剂或氧等离子体去除抗蚀剂42（图10A）。随后，通过湿法蚀刻，使用p侧金属柱23、n侧金属柱24以及p侧互连层21从p侧金属柱23伸出的一部分作为掩模，来将金属膜19的暴露部分去除。由此，如图10B所示，p侧互连层21和n侧互连层22之间经由金属膜19的电连接被破坏。
然后，如图11A所示，树脂层25堆叠在绝缘层18上。树脂层25覆盖p侧互连层21、n侧互连层22、p侧金属柱23和n侧金属柱24。
树脂层25是绝缘的。通过含有例如炭黑，树脂层25可被设置有关于从发光层发出的光的光屏蔽属性。树脂层25可以包含关于从发光层发出的光是反射性的粉末。
然后，如图11B所示，去除衬底5。衬底5可以通过例如激光剥离而去除。具体地，激光从衬底5的后表面侧向着第一半导体层11照射。激光关于衬底5是透射的，并且具有在第一半导体层11的吸收区域内的波长。
当激光到达衬底5和第一半导体层11之间的界面时，接近所述界面的第一半导体层11通过吸收激光能量而分解。第一半导体层11分解成镓（Ga）和氮气。通过分解反应在衬底5与第一半导体层11之间制成微小的间隙；并且衬底5与第一半导体层11分离。
通过针对每组区域多次执行，来在整个晶片上执行所述激光的照射；并去除衬底5。
由于形成在衬底5主表面上的上述堆叠体由厚树脂层25加固，所以甚至可以在没有衬底5的情况下保持晶片状态。树脂层25和包括在所述互连层和所述金属柱中的金属是比所述半导体层15更加柔性的材料。因此，即使产生于在衬底5上形成半导体层15的外延过程中的大的内部应力，在剥离衬底5时被一次全部释放的情况下，也可以避免器件的毁灭。
对从中去除了衬底5的半导体层15的第一表面15a进行清洗。例如，使用稀释的氢氟酸等去除附着到第一表面15a的镓（Ga）。
随后，在第一表面15a上使用例如KOH（氢氧化钾）水溶液、TMAH（四甲基氢氧化铵）等，来执行湿法蚀刻。因此，由于依赖于晶体平面取向的蚀刻速率的不同，在第一表面15a中形成不平坦性（图12A）。
可替代地，可通过在使用抗蚀剂进行图案化之后执行蚀刻来在第一表面15a中形成不平坦性。可以通过第一表面15a中形成的不平坦性来增加光提取效率。
然后，如图12B所示，无机膜30在形成不平坦性的第一表面15a上形成。无机膜30也形成在于相互邻近的半导体层15之间暴露的绝缘层18的顶面上。
无机膜30被形成为遵从上述的第一表面15a的不平坦性，并且不填充不平坦性的凹陷。因此，例如，可以使用CVD作为形成无机膜30的方法。值得注意的是，当考虑到树脂部分的耐热性时，应当使用例如在不超过250℃下等离子体CVD来形成无机膜30。
然后，如图13A所示，荧光粉层27被形成在无机膜30上以及形成在被暴露于相互相邻的半导体层15之间的绝缘层18上。如果必要的话，形成透镜。
可以通过例如提供液体透明树脂（其中通过使用如印刷、灌封、成型、挤压成型等方法将荧光粉微粒分散在其中），并且通过随后的热固化，来形成荧光粉层27。透明树脂关于从发光层发出的光以及由荧光粉发出的光是可透射的，并且可以包括例如硅树脂、丙烯酸树脂、苯基树脂、液体玻璃等的材料。
然后，通过抛光树脂层25的后表面，p侧外部端子23a和n侧外部端子24a如图13A和图13B（图13B是图13A的底视图）所示那样被暴露。
随后，通过在以格子构造形成的分割区域d1和d2的位置处切割所述荧光粉层27、绝缘层18、和树脂层25，来执行到多个半导体发光器件10的切割成形（singulation）。例如，使用分割刀片来执行切割。可替代地，可以使用激光照射来执行切割。例如，从被粘附到分割带的状态下的树脂层25一侧开始，而荧光粉层27在更低侧上，来执行所述切割。
在分割时衬底5已经被去除。此外，分割时对半导体层15的损伤可以被避免，因为该半导体层15不存在于分割区域d1和d2中。在切割成形后，获得这样一种结构，其中半导体层15的端部（侧表面）通过覆盖有树脂而被保护。
切割成形后的半导体发光器件10可以具有包括一个半导体层15的单芯片结构，并且可以具有包括多个半导体层15的多芯片结构。
因为上面描述的直到切割的每个过程可以在晶片状态下共同地执行，所以对于每个切割成形后的单个器件来说，无需执行互连和封装；且能大大降低生产成本。换句话说，互连和封装已经在切割成形后的状态中完成。因此，可以提高生产率；并且因此降价变得容易。
如图14所示，无机膜30可以在第一表面15a中不形成不平坦性的情况下形成在第一表面15a上。同样在这样的情况下，可以通过防止在穿过第一表面15a的光的提取方向上介质折射率的大的变化，来增加光提取效率。
p侧互连层21和n侧互连层22可以在不提供p侧金属柱23与n侧金属柱24的情况下被键合到安装衬底的焊盘上。可替代地，p侧电极16和n侧电极17可以在不提供p侧互连层21和n侧互连层22的情况下被键合到安装衬底的焊盘上。p侧金属柱23与n侧金属柱24可以在不提供p侧互连层21和n侧互连层22的情况下分别连接到p侧电极16和n侧电极17。
下述的红色荧光粉层、黄色荧光粉层、绿色荧光粉层和蓝色荧光粉层可以用作上述的荧光粉层。
红色荧光粉层可包含例如CaAlSiN3:Eu的基于氮化物的荧光粉或基于SiAlON的荧光粉。
在使用基于SiAlON的荧光粉的情况下，可以使用
(M1-x,Rx)a1AlSib1Oc1Nd1成分化学式（1）
（其中M是除了Si和Al之外的至少一种类型的金属元素，且值得注意的是，M应当是选自Ca和Sr的至少一种；R为发光中心元素，值得注意的是，R应当是Eu；并且x、a1、b1、c1和d1满足以下关系式：x大于0且小于等于1，a1大于0.6且小于0.95，b1大于2且小于3.9，c1大于0.25且小于0.45，d1大于4并且小于5.7）。
通过使用成分化学式（1）的基于SiAlON的荧光粉，波长转换效率的温度特性可以提高；且高电流密度区域中的效率可进一步增加。
黄色荧光粉层可包含例如(Sr,Ca,Ba)2SiO4:Eu的基于硅酸盐的荧光粉。
绿色荧光粉层可包含例如(Ba,Ca,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu的基于卤代磷酸盐的荧光粉或基于SiAlON的荧光粉。
在使用基于SiAlON的荧光粉的情况下，可以使用
(M1-x,Rx)a2AlSib2Oc2Nd2成分化学式（2）
（其中M是除了Si和Al之外的至少一种类型的金属元素，且值得注意的是，M应当是选自Ca和Sr的至少一种；R为发光中心元素，值得注意的是，R应当是Eu；并且x、a2、b2、c2和d2满足以下关系式：x大于0且小于等于1，a2大于0.93且小于1.3，b1大于4.0且小于5.8，c2大于0.6且小于1，d2大于6并且小于11）。
通过使用成分化学式（2）的基于SiAlON的荧光粉，波长转换效率的温度特性可以提高；高电流密度区域中的效率可进一步增加。
蓝色荧光粉层可包含例如BaMgAl10O17:Eu的基于氧化物的荧光粉。

Claims (20)

1.一种半导体发光器件，包括：
半导体层，其包括具有不平坦性的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及发光层，所述半导体层包括氮化镓；
p侧电极，其被设置在包括所述发光层的区域中的所述第二表面上；
n侧电极，其被设置在不包括所述发光层的区域中的所述第二表面上；以及
无机膜，其被设置为遵从所述第一表面的所述不平坦性并且与所述第一表面接触，所述无机膜的主要成分为硅和氮，而且所述无机膜的折射率介于氮化镓的折射率和空气的折射率之间，
不平坦性也被形成在所述无机膜的表面中。
2.根据权利要求1所述的器件，还包括被设置在所述半导体层周围的绝缘层，所述绝缘层包括与所述半导体层的第一表面面向同一方向的第一表面，
所述无机膜还被设置在所述绝缘层的第一表面上。
3.根据权利要求1所述的器件，还包括透明体，所述透明体被设置在所述半导体层的第一表面上，而所述无机膜被置于其间，所述透明体对于从所述发光层发射的光来说是透明的。
4.根据权利要求3所述的器件，其中，所述透明体包括透明树脂和分散在所述透明树脂中的荧光粉。
5.根据权利要求4所述的器件，其中，所述透明树脂的折射率介于所述无机膜的折射率和空气的折射率之间。
6.根据权利要求1所述的器件，还包括：
被设置在所述第二表面侧上的第一绝缘层，所述第一绝缘层包括与所述第一p侧电极连通的第一通孔、与所述n侧电极连通的第二通孔、以及被设置在与所述半导体层相对的侧上的互连表面；
p侧互连单元，其被设置在所述第一绝缘层的所述互连表面上，所述p侧互连单元通过所述第一通孔电连接到所述p侧电极；
n侧互连单元，其被设置在远离所述p侧互连单元的所述互连表面上，所述n侧互连单元通过所述第二通孔电连接到所述n侧电极；以及
第二绝缘层，其被设置在所述p侧互接单元和所述n侧互连单元之间。
7.根据权利要求6所述的器件，其中，所述第二绝缘层比所述半导体层厚。
8.根据权利要求6所述的器件，其中，所述p侧互连单元通过多个所述第一通孔连接到所述p侧电极。
9.根据权利要求6所述的器件，其中：
所述p侧互连单元包括
p侧互连层，其被设置在所述第一通孔内部和所述互连表面上，以及
p侧金属柱，其被设置在所述p侧互连层上，所述p侧金属柱比所述p侧互连层厚；并且
所述n侧互连单元包括
n侧互连层，其被设置在所述第二通孔内部和所述互连表面上，以及
n侧金属柱，其被设置在所述n侧互连层上，所述n侧金属柱比所述n侧互连层厚。
10.根据权利要求9所述的器件，其中，所述n侧互连层的表面面积大于所述n侧电极的表面面积。
11.根据权利要求9所述的器件，其中，所述p侧互连层的平面尺寸大于所述p侧金属柱的平面尺寸。
12.根据权利要求9所述的器件，其中所述p侧金属柱的厚度和所述n侧金属柱的厚度大于所述半导体层的厚度。
13.根据权利要求9所述的器件，其中
所述p侧金属柱包括从所述第一绝缘层和所述第二绝缘层暴露出来的p侧外部端子，并且
所述n侧金属柱包括在与所述p侧外部端子相同的表面处从所述第一绝缘层和所述第二绝缘层暴露出来的n侧外部端子。
14.根据权利要求13所述的器件，其中，被暴露的p侧外部端子与被暴露的n侧外部端子之间的距离大于所述p侧互连层与所述n侧互连层之间的距离。
15.根据权利要求1所述的器件，其中，所述p侧电极的表面面积大于所述n侧电极的表面面积。
16.根据权利要求1所述的器件，其中，所述无机膜的不平坦性被形成以致反映所述半导体层的第一表面的不平坦性。
17.根据权利要求1所述的器件，其中，所述无机膜并不填充所述半导体层的第一表面的不平坦性中的凹陷。
18.一种用于制造半导体发光器件的方法，包括：
在衬底上形成堆叠体，所述堆叠体包括多个半导体层、p侧电极和n侧电极，所述多个半导体层被分割区域划分式分离并且包括氮化镓，所述多个半导体层中的每个包括接触所述衬底的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及发光层，所述p侧电极被设置在包括所述发光层的区域中的所述第二表面上，所述n侧电极被设置在不包括所述发光层的区域中的所述第二表面上；
通过去除所述衬底，来暴露所述第一表面；
在被暴露的所述第一表面上形成无机膜，所述无机膜具有的主要成分为硅和氮，而且所述无机膜的折射率介于氮化镓的折射率和空气的折射率之间；以及
在所述分割区域中切割所述堆叠体。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括通过在去除所述衬底之后并且在形成所述无机膜之前在所述第一表面上执行湿法蚀刻，而在第一表面中形成不平坦性。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述无机膜被形成为遵从所述不平坦性，并且在所述无机膜的表面中也形成不平坦性。
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