CN105810790A - 半导体发光元件及其制造方法 - Google Patents

半导体发光元件及其制造方法 Download PDF

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CN105810790A CN201610020688.9A CN201610020688A CN105810790A CN 105810790 A CN105810790 A CN 105810790A CN 201610020688 A CN201610020688 A CN 201610020688A CN 105810790 A CN105810790 A CN 105810790A
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Abstract

本发明的实施方式提供一种提高电力效率的半导体发光元件及其制造方法。实施方式的半导体发光元件具备:第1导电型的第1半导体层;发光层;第2导电型的第2半导体层,在与所述第1半导体层之间夹持所述发光层;第1导电层,与未设置所述发光层的所述第1半导体层电连接,且从连接的所述第1半导体层延伸至所述第1半导体层的外侧;第1层,设置在延伸至所述第1半导体层的外侧的所述第1导电层上,且包含金属;及焊垫电极,经由所述第1层而与所述第1导电层电连接。

Description

半导体发光元件及其制造方法
[相关申请案]
本申请案享受以日本专利申请案2015-6647号(申请日:2015年1月16日)为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的所有内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种半导体发光元件及其制造方法。
背景技术
LED(LightEmittingDiode,发光二极管)等半导体发光元件具有包含p型半导体层、发光层、及n型半导体层的积层体。发光层设置在n型半导体层与p型半导体层之间。在n型半导体层,连接有导电层,导电层延伸至积层体的外侧为止。在该导电层,连接有作为连接用端子的焊垫电极。另外,导电层也作为使从发光层释出的光反射的反射层而发挥功能。作为导电层的材料,有效的是使用显示对氮化物半导体的欧姆特性、具有较高的反射率的材料。
然而,包含此种材料的导电层存在在表面形成有自然氧化膜的情况。如果形成自然氧化膜,则焊垫电极与导电层之间的电阻变高。另外,在制造过程中,存在导电层曝露在药品或蚀刻气体等的情况。于是,导电层腐蚀,导电层的反射率降低。如果产生此种现象,则存在半导体发光元件的电力效率降低的情况。
发明内容
本发明的实施方式提供一种提高电力效率的半导体发光元件及其制造方法。
实施方式的半导体发光元件具备:第1导电型的第1半导体层;发光层;第2导电型的第2半导体层,在与所述第1半导体层之间夹持所述发光层;第1导电层,与未设置所述发光层的所述第1半导体层电连接,且从连接的所述第1半导体层延伸至所述第1半导体层的外侧;第1层,设置在延伸至所述第1半导体层的外侧的所述第1导电层上,且包含金属;及焊垫电极,经由所述第1层而与所述第1导电层电连接。
附图说明
图1(a)是本实施方式的半导体发光元件的主要部分的模式性剖视图,图1(b)是本实施方式的半导体发光元件的主要部分的模式性俯视图。
图2(a)~(c)是表示本实施方式的半导体发光元件的主要部分的制造过程的模式性剖视图。
图3(a)~(c)是表示本实施方式的半导体发光元件的主要部分的制造过程的模式性剖视图。
图4(a)及(b)是表示本实施方式的半导体发光元件的主要部分的制造过程的模式性剖视图。
图5(a)及(b)是表示本实施方式的保护层的制造过程的第1例的模式性剖视图。
图6(a)及(b)是表示本实施方式的保护层的制造过程的第2例的模式性剖视图。
图7是表示本实施方式的半导体发光元件的动作电压(Vf)的不均的图表。
图8(a)及(b)是表示本实施方式的半导体发光元件的动作电压(Vf)的时间经过的图表。
图9是表示本实施方式的半导体发光元件的薄膜电阻的保护层的厚度依存的图表。
具体实施方式
以下,一面参照附图,一面对实施方式进行说明。在以下的说明中,对于相同的部件标注相同的符号,关于已经说明了一次的部件适当省略其说明。在附图中,存在表示XYZ坐标的情况。在实施方式中,既可为第1导电型为p型,第2导电型为n型,也可为第1导电型为n型,第2导电型为p型。在以下的例中,第1导电型为n型,第2导电型为p型。
图1(a)是本实施方式的半导体发光元件的主要部分的模式性剖视图,图1(b)是实施方式的半导体发光元件的主要部分的模式性俯视图。
图1(a)表示沿着图1(b)的A1-A2线的位置中的截面。
图1(b)是透过模式图,表示实施方式的半导体发光元件的一部分的透过图与俯视图。图1(a)、(b)所例示的构造为一例,并不限定于所例示的构造。
本实施方式的半导体发光元件1具备第1半导体层(以下,例如半导体层10)、发光层30、第2半导体层(以下,例如半导体层20)、第1导电层(以下,例如导电层41)、第1层(以下,例如保护层45)、及焊垫电极44。
半导体层10具有第1面(以下,例如上表面14)及与上表面14相反的第2面(以下,例如下表面16)。半导体层10的导电型为第1导电型(以下,例如n型)。发光层30选择性地设置在半导体层10的下表面16。半导体层20在与半导体层10之间夹持发光层30。半导体层20的导电型为第2导电型(以下,例如p型)。在实施方式中,包含半导体层20、发光层30、及半导体层10,而形成为半导体发光部15。
导电层41与未设置发光层30的半导体层10的下表面16电连接。导电层41从电连接有导电层41的半导体层10延伸至半导体层10的外侧。也就是说,导电层41从半导体层10的下表面16延伸至半导体层10的外侧。保护层45设置在延伸至半导体层10的外侧的导电层41上。保护层45包含金属。焊垫电极44经由保护层45而与导电层41电连接。
导电层41例如为按照Ti膜(例如,膜厚;50nm)/Al膜(例如,膜厚;200nm)的顺序积层而成的层。另外,导电层41例如也可为Al膜(例如,膜厚;200nm)的单层。导电层41例如也可为从下层起,按照Ti膜(例如,膜厚;50nm)/Ag膜(例如,膜厚;200nm)的顺序积层而成的层。导电层41例如也可为Ag膜(例如,膜厚;200nm)的单层。
保护层45包含镍(Ni)、金(Au)、钛(Ti)、铂(Pt)的至少一种。保护层45为在包含金(Au)的层上积层包含镍(Ni)的层而成的层,或在包含金(Au)的层上,交替地积层包含铂(Pt)的层与包含钛(Ti)的层而成的层。
例如,保护层45例如为按照Au膜(例如,膜厚;50nm)/Ni膜(例如,膜厚;10nm)的顺序积层而成的层。保护层45例如为按照Au膜(例如,膜厚;50nm)/Pt膜(例如,膜厚;20nm以上50nm以下)/Ti膜(例如,膜厚;10nm)的顺序积层而成的层。保护层45例如为按照Au膜(例如,膜厚;50nm)/Pt膜(例如,膜厚;20nm以上50nm以下)/Ti膜(例如,膜厚;10nm)/Pt膜(例如,膜厚;20nm以上50nm以下)/Ti膜(例如,膜厚;10nm)的顺序积层而成的层。
保护层45包含氮及氧的至少任一种。例如,保护层45包含氮化钛(TiN)。包含氮化钛(TiN)的保护层45例如为单层。在保护层45包含氮的情况下,其厚度为50nm以上,优选为100nm以上。例如,在保护层45包含氮化钛的情况下,其厚度为50nm以上,优选为100nm以上。包含氮化钛(TiN)的保护层45中,例如也可包含氧(O)。
在保护层45上设置有绝缘层89。焊垫电极44与从绝缘层89露出的保护层45连接。
对半导体发光元件1更加详细地进行说明。
在半导体发光元件1中,在背面电极65上,设置有支撑基板64。支撑基板64在投影至X-Y平面时,与半导体层10重叠。支撑基板64的面积为半导体层10的面积以上。支撑基板64例如使用Si等半导体基板。作为支撑基板64,也可使用Cu或CuW等金属基板。支撑基板64也可使用镀敷层(厚膜镀敷层)。也就是说,支撑基板64也可利用镀敷来形成。
在支撑基板64的与半导体发光部15相反侧,设置有背面电极65。背面电极65例如使用Ti膜/Pt膜/Au膜的积层膜。此时,在Au膜与支撑基板64之间配置Pt膜,在Pt膜与支撑基板64之间配置Ti膜。
在支撑基板64上,设置有金属层51。在金属层51的半导体发光部15侧,能够使用反射率较低、但密接性较高的金属。在该密接性较高的金属中,与金属层52、及层间绝缘层80、85的密接性良好。作为该金属,例如,使用Ti(钛)或TiW(钛-钨)。另外,金属层51例如也可使用Ti膜/Pt膜/Au膜的积层膜。此时,在Au(金)膜与半导体发光部15之间,配置Pt(铂)膜,在Pt膜与半导体发光部15之间配置Ti(钛)膜。
也可在支撑基板64与金属层51之间设置接合层。支撑基板64为导电性。背面电极65经由支撑基板64而与金属层51连接。
在金属层51上设置有金属层52。金属层51配置在支撑基板64与半导体发光部15之间。支撑基板64与金属层52经由金属层51而电连接。
金属层52设置在半导体层20与金属层51之间。金属层52包含接触金属部52c与设置在其下方的周边金属部52p。金属层52成为p侧电极。金属层52为光反射性。金属层52例如能够使用Al及Ag的至少任一种。
接触金属部52c例如相对于半导体层20欧姆接触。优选为,接触金属部52c相对于发光光具有较高的反射率。通过提高接触金属部52c的反射率,而提高光取出效率。所谓光取出效率,是指由发光层30产生的光的所有光束中能够向半导体发光元件1的外部取出的光的所有光束的比例。接触金属部52c例如包含Ag。
周边金属部52p例如覆盖接触金属部52c的至少一部分。周边金属部52p与接触金属部52c电连接。优选为,周边金属部52p相对于发光光具有较高的反射率。通过提高周边金属部52p的反射率,而提高光取出效率。周边金属部52p例如包含Ag。
在金属层52上,设置有半导体发光部15。半导体发光部15至少具有配置在接触金属部52c上的部分。接触金属部52c与半导体发光部15接触。
在实施方式中,将从金属层51朝向半导体发光部15的方向设为第1方向(以下,例如Z轴方向)。另外,将与Z轴方向垂直的1个方向设为X轴方向。将与Z轴方向及X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。例如,半导体发光部15在Z轴方向与金属层51离开。将金属层51投影至X-Y平面(与Z轴方向垂直的平面)时的形状例如为矩形(未图示)。另外,将半导体发光部15投影至X-Y平面时的形状例如为矩形。但是,在实施方式中,金属层51及半导体发光部15的各自的形状为任意。
半导体层10包含第1半导体部分11及第2半导体部分12。第2半导体部分12在与X-Y平面平行的方向,与第1半导体部分11排列。半导体层20设置在第1半导体部分11与金属层52(接触金属部52c)之间。发光层30设置在第1半导体部分11与半导体层20之间。
半导体层20设置在半导体层10与接触金属部52c之间。发光层30设置在半导体层10与半导体层20之间。
半导体层10、半导体层20及发光层30分别包含氮化物半导体。半导体层10、半导体层20及发光层30例如包含AlxGa1-x-yInyN(x≧0,y≧0,x+y≦1)。
半导体层10例如包含Si掺杂n型GaN接触层及Si掺杂n型AlGaN包层。在Si掺杂n型GaN接触层与发光层30之间,配置Si掺杂n型AlGaN包层。半导体层10也可还包含GaN缓冲层,在GaN缓冲层与Si掺杂n型AlGaN包层之间,配置Si掺杂n型GaN接触层。在该情况下,在GaN缓冲层设置有开口部,导电层41经由开口部而与Si掺杂n型GaN接触层连接。
发光层30例如具有多重量子井(MQW)构造。在MQW构造中,例如,多个障壁层与多个井层交替地积层。例如,井层使用AlGaInN。例如,井层使用GaInN。
在本申请说明书中,积层状态除了直接接触的状态以外,还包含在之间插入其他的要素的状态。
障壁层例如使用Si掺杂n型AlGaN。例如,障壁层使用Si掺杂n型Al0.11Ga0.89N。障壁层的厚度例如为2nm以上30m以下。多个障壁层中最接近半导体层20的障壁层(p侧障壁层)与其他的障壁层既可不同,也可比其他的障壁层厚,也可比其他的障壁层薄。
从发光层30释出的光(发光光)的波长(峰值波长)例如为210nm以上700nm以下。发光光的峰值波长例如也可为370nm以上480nm以下。
半导体层20例如包含非掺杂AlGaN间隔层、Mg掺杂p型AlGaN包层、Mg掺杂p型GaN接触层、及高浓度Mg掺杂p型GaN接触层。在高浓度Mg掺杂p型GaN接触层与发光层30之间,配置Mg掺杂p型GaN接触层。在Mg掺杂p型GaN接触层与发光层30之间,配置Mg掺杂p型AlGaN包层。在Mg掺杂p型AlGaN包层与发光层30之间,配置非掺杂AlGaN间隔层。例如,半导体层20包含非掺杂Al0.11Ga0.89N间隔层、Mg掺杂p型Al0.28Ga0.72N包层、Mg掺杂p型GaN接触层、及高浓度Mg掺杂p型GaN接触层。
此外,在所述半导体层中,以组成、组成比、杂质的种类、杂质浓度、及厚度为例,能够进行各种变化。
所述导电层41设置在金属层51与第2半导体部分12之间。导电层41与焊垫电极44电连接。优选为,导电层41的反射率较高。例如,导电层41包含Al及Ag的至少任一种。在实施方式中,也可在导电层41与第2半导体部分12之间,设置其他的导电层。通过设置导电层41,而在半导体发光元件1中,可不在半导体发光部15的上表面设置电极等光遮蔽膜。因此,在半导体发光元件1中,获得较高的光取出效率。另外,作为导电层41的材料,使用兼备对半导体层10的欧姆接触性与较高的光反射率的铝(Al)。
焊垫电极44设置在金属层51的与半导体发光部15对向的面(上表面51u)侧。在投影至X-Y平面时,焊垫电极44与半导体发光部15不重叠。焊垫电极44例如为按照Ti膜(例如,膜厚;10nm)/Pt膜(膜厚;100nm)/Au膜(膜厚;1000nm)的顺序积层而成的电极。
在半导体发光元件1中,设置有光反射性的金属层53。金属层53例如能够使用铝(Al)及银(Ag)的至少任一种。在将金属层53投影至X-Y平面时,金属层53例如与半导体发光部15的周边部重叠(未图示)。在将半导体发光部15投影至X-Y平面时,例如,半导体发光部15的中心部与光反射性的金属层52重叠,周边部与金属层53重叠(未图示)。
半导体发光元件1中,从半导体发光部15释出的光能够由金属层52、53及导电层41反射并向上方前进。由此,无向元件的下侧(支撑基板64侧)漏出的光,能够提高光取出效率。
层间绝缘层80包含第1绝缘部分81及第2绝缘部分82。第1绝缘部分81设置在金属层53与半导体发光部15之间。第2绝缘部分82设置在金属层53与金属层51之间。存在观察到第1绝缘部分81与第2绝缘部分82之间的交界的情况,与观察不到的情况。
层间绝缘层80例如使用介电体等。具体而言,层间绝缘层80能够使用氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。也可使用Al、Zr、Ti、Nb及Hf等的至少任一种金属的氧化物、所述的至少任一种金属的氮化物、或所述的至少任一种金属的氮氧化物。
层间绝缘层85包含第1层间绝缘部分86、第2层间绝缘部分87、及第3层间绝缘部分88。层间绝缘层85利用使用于层间绝缘层80的材料。层间绝缘层85的至少一部分能够与层间绝缘层80的至少一部分一起形成。
第1层间绝缘部分86设置在半导体发光部15与第2层间绝缘部分87之间。第2层间绝缘部分87设置在导电层41与金属层51之间。第3层间绝缘部分88设置在焊垫电极44与金属层51之间。利用层间绝缘层85,而将焊垫电极44及导电层41与金属层51电绝缘。
半导体发光部15的上表面14成为凹凸。凹凸具有多个凸部14p。优选为,多个凸部14p中的相邻的2个凸部14p彼此之间的距离为从半导体发光部15放射的发光光的发光波长以上。发光波长为半导体发光部15(半导体层10)中的峰值波长。通过设置此种凹凸,而光取出效率提高。
如果凸部14p彼此之间的距离比发光波长短,则入射至凹凸的发光光显示在凹凸的界面散射或衍射等波动光学上说明的行为。因此,在凹凸中,发光光的一部分不被取出。如果凸部14p彼此之间的距离进一步短,则凹凸被视为折射率连续地变化的层。因此,与无凹凸的平坦的面相同,光取出效率的改善效果变小。
凹凸的多个凸部14p的各自的平面形状例如为六边形。例如,凹凸例如通过使用KOH溶液对半导体层10进行各向异性蚀刻而形成。由此,在半导体层10与外界的界面中,从发光层30释出的发光光被朗伯反射。
凹凸也可通过使用掩模的干式蚀刻而形成。在该方法中,由于能够形成如设计的凹凸,所以再现性提高,容易提高光取出效率。
半导体发光元件1也可还包含覆盖半导体层10的侧面、发光层30的侧面、及半导体层20的侧面的绝缘层(未图示)。该绝缘层例如包含与第1绝缘部分81相同的材料。例如,该绝缘层包含SiO2。该绝缘层作为半导体发光部15的保护层而发挥功能。由此,抑制半导体发光元件1中的劣化或泄漏。
半导体发光元件1也可还包含覆盖半导体发光部15的密封部(未图示)。该密封部例如使用树脂。密封部也可还包含波长转换体。波长转换体吸收从半导体发光元件1出射的发光光的一部分,并释出与发光光的波长(峰值波长)不同的波长(峰值波长)的光。波长转换体例如使用荧光体。
通过对背面电极65与焊垫电极44之间施加电压,而经由金属层51、金属层52、及半导体层20,或经由导电层41、及半导体层10对发光层30施加电压。由此,从发光层30释出光。
释出的光主要朝向上方出射至元件的外部。也就是说,从发光层30释出的光的一部分向上方前进,出射至元件外。另一方面,从发光层30释出的光的另一部分由光反射性的金属层52高效率地反射,向上方前进,出射至元件外。
对半导体发光元件1的制造过程进行说明。
图2(a)~图4(b)是表示本实施方式的半导体发光元件的主要部分的制造过程的模式性剖视图。在图2(a)~图4(b)中表示了与图1(b)的A1-A2线截面对应的图。
例如,如图2(a)所示,在成长基板66按照半导体层10、发光层30、半导体层20的顺序外延生长。然后,将半导体层20的一部分与发光层30的一部分利用蚀刻去除。由此,形成包含半导体层10、发光层30、及半导体层20的积层体,也就是说半导体发光部15。
接着,形成设置在半导体层10的下表面16,覆盖半导体层10的下表面16,进而覆盖发光层30及半导体层20的绝缘层83。
其次,如图2(b)所示,形成选择性地覆盖设置在半导体层10的下表面16的绝缘层83的保护层45。保护层45包含金属。
其次,如图2(c)所示,将设置在半导体层10的下表面16的绝缘层83选择性地去除。其次,形成与未设置发光层30的半导体层10的下表面16电连接,覆盖保护层45的导电层41。在导电层41与半导体层10之间形成绝缘层89。绝缘层89的材料与绝缘层83的材料相同。另外,形成选择性地覆盖绝缘层83的金属层53。然后,形成覆盖绝缘层83、导电层41、绝缘层89、及金属层53的绝缘层84。
其次,如图3(a)所示,将与半导体层20的绝缘层83及跟与半导体层20接触的绝缘层83接触的绝缘层84选择性地去除。在该阶段中,形成层间绝缘层80及层间绝缘层85。然后,形成与半导体层20电连接的金属层52。其次,形成覆盖金属层52、层间绝缘层80、及层间绝缘层85的金属层51a。
其次,如图3(b)所示,使形成有金属层51b的支撑基板64与金属层51a接合。例如,使金属层51a与金属层51b接合,形成金属层51a与金属层51b成为一体的金属层51。然后,将成长基板66从半导体层10去除。
其次,如图3(c)所示,将半导体层10的一部分去除。由此,保护层45上的绝缘层89露出。导电层41从半导体层10的下表面16延伸至半导体层10的外侧。而且,在半导体层10的上表面14形成凸部14p。
其次,如图4(a)所示,形成选择性地覆盖半导体层10及绝缘层89的掩模层90。掩模层90例如包含抗蚀剂。掩模层90具有开口90h。在开口90h中,绝缘层89露出。
其次,如图4(b)所示,使用缓冲氢氟酸溶液(BHF溶液)对从掩模层90露出的绝缘层89进行蚀刻。由此,保护层45从绝缘层89露出。然后将抗蚀剂去除。另外,为了清洗露出的保护层45的表面,也可将该表面曝露在干燥清洗用的蚀刻气体。
然后,如图1(a)所示,形成与保护层45电连接的焊垫电极44。而且,形成与支撑基板64电连接的背面电极65。
此处,对保护层45的制造过程详细地进行说明。
图5(a)~图5(b)是表示本实施方式的保护层的制造过程的第1例的模式性剖视图。
例如,如图5(a)所示,在绝缘层83上,利用光刻法及蚀刻而形成掩模层91。掩模层91例如包含抗蚀剂。接着,在绝缘层83上及掩模层91上,形成按照Au膜45a/Pt膜45p/Ti膜45t/Pt膜45p/Ti膜45t的顺序积层而成的层。积层膜利用真空蒸镀、溅镀、CVD(ChemicalVaporDeposition,化学气相沉积)等而形成。
其次,如图5(b)所示,利用剥离,将掩模层91及与掩模层91接触的积层膜去除。由此,在绝缘层83上选择性地形成保护层45。
图6(a)~图6(b)是表示本实施方式的保护层的制造过程的第2例的模式性剖视图。
例如,在保护层45包含TiN的情况下,如图6(a)所示,在绝缘层83上形成保护层45。接着,在保护层45上,利用光刻法及蚀刻形成掩模层91。
其次,如图6(b)所示,将从掩模层91露出的保护层45利用RIE(ReactiveIonEtching,反应性离子蚀刻)而去除。然后,将掩模层91去除。由此,在绝缘层83上选择性地形成保护层45。
根据本实施方式,在图4(b)所示的过程中,保护层45从绝缘层89露出,而导电层41不露出。也就是说,导电层41由保护层45覆盖。
例如,在导电层41包含Al,且不设置保护层45的情况下,在图4(b)所示的过程中,导电层41的连接面露出。在此种情况下,存在在与导电层41的焊垫电极44连接的连接面形成自然氧化膜(例如,AlOx)的情况。另外,也存在连接面直接曝露在缓冲氢氟酸溶液或干燥制程所使用的气体的情况。在此种情况下,存在连接面腐蚀的情况。由此,导电层41与焊垫电极44之间的接触电阻增加,或导电层41的光反射率降低。
相对于此,在本实施方式中,在图4(b)所示的过程中,导电层41的连接面由保护层45覆盖。因此,不会在导电层41形成自然氧化膜。由此,导电层41与焊垫电极44之间的电阻与形成自然氧化膜的情况相比不会增加。因此,半导体发光元件的动作电压(Vf)不会增加。另外,导电层41不会直接曝露在缓冲氢氟酸溶液、蚀刻气体。由此,导电层41不易腐蚀,其光反射率不会降低。
也就是说,根据本实施方式的半导体发光元件1,抑制其电力效率的降低。根据本实施方式的半导体发光元件1,其电力效率更稳定。此处,电力效率例如由将半导体发光元件1释出至半导体发光元件1的外部的光的所有光束除以投入至半导体发光元件1的电力所得的比例来定义。或者,电力效率也可由将半导体发光元件1释出至半导体发光元件1的外部的特定的方向的光的光束除以投入至半导体发光元件1的电力所得的比例来定义。
另外,通过抑制导电层41的自然氧化及腐蚀,而半导体发光元件的制造良率提高,进而其可靠性提高。
以下对本实施方式的效果的具体例进行说明。
图7是表示本实施方式的半导体发光元件的动作电压(Vf)的不均的图表。
保护膜A为包含Ti膜45t/Pt膜45p/Au膜45a的积层膜的保护层45。保护层B为包含TiN的单层的保护层45。此外,在图7中表示了不设置保护层45的情况的例。
如图7所示,在将保护层A及保护层B设置在半导体发光元件的情况下,其动作电压(Vf)的不均与不将保护层A及保护层B设置在半导体发光元件的情况相比,成为三分之一左右。这样,根据本实施方式的半导体发光元件1,其动作电压的不均大幅降低。
图8(a)及图8(b)是表示本实施方式的半导体发光元件的动作电压(Vf)的时间经过的图表。
此处,本实施方式的半导体发光元件设置在55℃的环境下,对半导体发光元件流通1500mA的电流作为动作电流(If)。图表的横轴为试验时间(动作时间)/时间(h),纵轴为动作电压(Vf)。
如图8(a)所示,在使用保护层A的情况下,半导体发光元件的动作电压(Vf)稳定170小时。在此后的时间中,半导体发光元件的动作电压(Vf)也稳定。
如图8(b)所示,在使用保护层B的情况下,半导体发光元件的动作电压(Vf)稳定500小时。在此后的时间中,半导体发光元件的动作电压(Vf)也稳定。
图9是表示本实施方式的半导体发光元件的薄膜电阻的保护层的厚度依存的图表。
此处,作为保护层45,使用保护层B。保护层45(保护层B)的薄膜电阻(Ω/sq.)随着层厚的上升而减少。例如,为了获得具有较高的电力效率的半导体发光元件1,而使保护层45(保护层B)的层厚为50nm以上,优选为100nm以上更有效。
另外,保护层45例如为按照Au膜45a/Pt膜45p/Ti膜45t的顺序积层而成的层,或按照Au膜45a/Pt膜45p/Ti膜45t/Pt膜45p/Ti膜45t的顺序积层而成的层的情况下,发挥以下所示的效果。
在此种情况下,由于Ti膜45t的存在,而保护层45与跟保护层45接触的层间绝缘层的密接良好。另外,Ti膜45t防止向Pt的导电层41扩散。另外,由于Pt膜45p的存在,而保护层45与跟保护层45接触的导电层41的密接良好。
此外,在实施方式中,所谓“氮化物半导体”,是指包含在BxInyAlzGa1-x-y-zN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z≦1)的化学式中使组成比x、y及z在各自的范围内变化的所有组成的半导体。另外,在所述化学式中,也还包含N(氮)以外的V族元素的物质、还包含为了控制导电型等各种物性而添加的各种元素的物质、及还包含未意图地包含的各种元素的物质也包含在“氮化物半导体”中。
在实施方式中,“垂直”及“平行”并不仅是严格的垂直及严格的平行,例如包含制造步骤中的偏差等,只要实质上垂直及实质上平行即可。
在所述实施方式中,所谓“部位A设置在部位B上”的表达的情况下的“上”,存在除了部位A与部位B接触,部位A设置在部位B上的情况以外,还以部位A不与部位B接触,部位A设置在部位B的上方的情况的意思使用的情况。另外,“部位A设置在部位B上”,存在也应用于使部位A与部位B发转而部位A位于部位B下的情况、或部位A与部位B相邻排列的情况的情况。这是因为,即便使实施方式的半导体装置旋转,在旋转前后半导体装置的构造也不变。
以上,一面参照具体例一面对实施方式进行了说明。然而,实施方式并不限定于这些具体例。也就是说,业者对这些具体例适当增加设计变更而成的内容只要具备实施方式的特征,则包含在实施方式的范围中。所述各具体例所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的内容,能够适当变更。
另外,所述各实施方式所具备的各要素只要在技术上可能则能够复合,将这些组合而成的内容也只要包含实施方式的特征则包含在实施方式的范围中。另外,在实施方式的思想的范畴中,只要为业者,则可想到各种变更例及修正例,且了解关于这些变更例及修正例也属于实施方式的范围。
对本发明的若干实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例而提示的,并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施,能够在不脱离发明的主旨的范围内,进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变化包含在发明的范围或主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明与其均等的范围中。
[符号的说明]
1半导体发光元件
10、20半导体层
11第1半导体部分
12第2半导体部分
14、51u上表面
14p凸部
15半导体发光部
16下表面
30发光层
41导电层
44焊垫电极
45保护层
45aAu膜
45pPt膜
45tTi膜
51、51a、51b、52、53金属层
52c接触金属部
52p周边金属部
64支撑基板
65背面电极
66成长基板
80、85层间绝缘层
81第1绝缘部分
82第2绝缘部分
83、84、89绝缘层
86第1层间绝缘部分
87第2层间绝缘部分
88第3层间绝缘部分
90、91掩模层
90h开口

Claims (9)

1.一种半导体发光元件,其特征在于具备:
第1导电型的第1半导体层;
发光层;
第2导电型的第2半导体层,在与所述第1半导体层之间夹持所述发光层;
第1导电层,与未设置所述发光层的所述第1半导体层电连接,且从连接的所述第1半导体层延伸至所述第1半导体层的外侧;
第1层,设置在延伸至所述第1半导体层的外侧的所述第1导电层上,且包含金属;及
焊垫电极,经由所述第1层而与所述第1导电层电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:还具备设置在所述第1层上的绝缘层,
所述焊垫电极与从所述绝缘层露出的所述第1层连接。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件,其特征在于:所述第1层包含镍(Ni)、金(Au)、钛(Ti)、铂(Pt)的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件,其特征在于:所述第1层为在包含金(Au)的层上积层有包含镍(Ni)的层而成的层,或在包含金(Au)的层上交替地积层包含铂(Pt)的层与包含钛(Ti)的层而成的层。
5.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件,其特征在于:所述第1层包含氮及氧的至少任一种。
6.根据权利要求5所述的半导体发光元件,其特征在于:所述第1层包含氮化钛(TiN)。
7.根据权利要求5所述的半导体发光元件,其特征在于:包含所述氮的所述第1层的厚度为50nm以上。
8.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件,其特征在于:所述第1导电层包含铝(Al)及银(Ag)的至少任一种。
9.一种半导体发光元件的制造方法,其特征在于具备如下步骤:
在具有第1导电型的第1半导体层、发光层、及在与所述第1半导体层之间夹持所述发光层的第2导电型的第2半导体层的积层体中,形成覆盖未设置所述发光层的所述第1半导体层的绝缘层;
形成选择性地覆盖所述绝缘层,且包含金属的第1层;
形成与未设置所述发光层的所述第1半导体层连接,且覆盖所述第1层的第1导电层;
将所述第1半导体层的一部分去除,使所述第1层上的所述绝缘层露出;
使所述第1层从所述绝缘层露出;及
形成与所述第1层电连接的焊垫电极。
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