CN1619850A - 半导体发光元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

要提高半导体发光元件的发光效率是困难的。半导体发光元件(1)具有包含n型半导体层(15)、有源层(16)、p型半导体层(17)、第1、第2及第3辅助层(13)、(14)及(18)和欧姆接触层(19)的半导体区(2)。阴极电极(8)与具有半导体区(2)的光取出面的功能的一个主面(11)的中央连接。金属光反射膜(4)经具有导电性的光透射膜(3)与半导体区(2)的另一主面(12)结合。硅支撑衬底(7)经第1和第2结合金属层(5)、(6)与金属反射膜(4)结合。阳极电极(9)与硅支撑衬底(7)连接。光透射膜(3)抑制了金属光反射膜(4)与半导体区(2)之间的合金化。由此,金属光反射膜(4)的反射率被良好地保持且阴极电极(8)与阳极电极(9)之间的正向电压降低。

Description

半导体发光元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及例如包含由AlGaAs系、AlGaInP系、GaN系等的半导体构成的发光层的半导体发光元件及其制造方法。
背景技术
用AlGaInP系化合物半导体形成发光层即有源层的现有的典型的半导体发光元件具有由GaAs构成的支撑衬底和包含配置在该支撑衬底上的发光所需的多个AlGaInP系化合物半导体层的主半导体区。AlGaInP系化合物半导体相对于GaAs支撑衬底能够进行比较良好的外延生长。
但是,GaAs支撑衬底在从主半导体区中所包含的发光层发出的光的波段内的光吸收系数极高。因此,在从发光层发射到支撑衬底侧的光中的多数被GaAs支撑衬底吸收,可得到具有高发光效率的发光元件。
作为防止上述GaAs支撑衬底的光吸收、提高发光效率的方法,已知有在上述基本结构的半导体发光元件中对GaAs等支撑衬底上包含发光层的主半导体区进行外延生长后除去GaAs支撑衬底、在包含发光层的主半导体区贴附例如由GaP构成的光透射性衬底、进而在该光透射性衬底的下表面形成具有光反射性的电极的方法。但是,设置该光透射性衬底和光反射性电极的结构具有下述缺点:因包含发光层的主半导体区与光透射性衬底的界面处的电阻,使阳极电极与阴极电极之间的正向电压变得较大。
解决上述缺点的方法在特开2002-217450号公报(以下称为专利文献1)中予以公开。即,在上述专利文献1中,公开了在包含发光层的半导体区的下表面侧分散地形成欧姆性优越而反射性低下的AuGeGa合金层,用反射性优越的Al等的金属反射膜覆盖AuGeGa合金层的下表面及包含未被它覆盖的发光层的主半导体区的下表面双方,进而,将例如由具有导电性的硅构成的导电性支撑衬底贴附在该金属反射膜上。由Al构成的金属反射膜对半导体区的欧姆接触性差。但是,AuGeGa合金层对例如AlGaInP等半导体区和光反射膜形成比较良好的欧姆接触。从而,按照该结构,可降低阳极电极与阴极电极之间的的正向电压。
另外,从发光层发射到导电性支撑衬底侧的光可受到由Al构成的金属反射膜良好的反射。
但是,对上述专利文献1所述的发光元件而言,在经过制造工艺中的各种热处理工序的过程中,在金属反射膜及AuGeGa合金层同与之邻接的主半导体区之间往往发生反应,降低了其界面处的反射率。因此,无法像所期待的那样,以良好的成品率生产出发光效率高的半导体发光元件。另外,由于欧姆接触用的AuGeGa合金层分散地形成于主半导体区的下表面,所以无法充分地满足发光效率和正向电压两个方面。即,如果增大对半导体区的下表面的欧姆接触用的AuGeGa的比例,则正向电压降低,但因Al反射膜的面积减少,反射量降低,从而招致发光效率的降低。因而,在现有技术中,难以同时改善发光效率和正向电压两个方面。
[专利文献1]特开2002-217450号公报
发明内容
因此,鉴于无法得到发光效率高的半导体发光元件,乃形成了本发明的课题。
为了解决上述课题,本发明涉及一种半导体发光元件,其特征在于,包括:
具有有发光用的多个半导体层并且取出光用的一个主面和与该个主面相反一侧的另一主面的半导体区;
与上述半导体区的一个主面一侧的半导体层电连接的第1电极;
具有与上述半导体区的另一主面进行欧姆接触、具有导电性并且对上述半导体区中所发生的光具有透射性的光透射膜;
被配置成覆盖住上述光透射膜并且具有反射上述半导体区中所发生的光的功能的金属光反射膜;以及
与上述光透射膜或上述金属光反射膜进行电连接的第2电极。
本发明中的半导体发光元件不仅可以是已完成的发光元件,而且可以是作为中间产品的发光芯片。
希望上述半导体区由3-5族化合物半导体构成。
另外,希望露出于上述半导体区的上述另一主面的半导体层由含砷(As)的化合物半导体构成。砷化镓(GaAs)、铝镓砷(AlGaAs)等含As的化合物半导体与光透射膜具有良好的低电阻性接触。其结果是,能够更可靠地得到低工作电压。
希望上述光透射膜由具有光透射性的金属氧化物构成。
希望上述光透射膜由从In2O3即氧化铟或三氧化二铟与SnO2即氧化锡或二氧化锡的混合物(以下,称为ITO)、掺铝的氧化锌(ZnO)(以下,称为AZO)、掺氟的氧化锡(SnO2)(以下,称为FTO)、ZnO即氧化锌、SnO即氧化锡或氧化亚锡、ZnSe即硒化锌、以及GaO即氧化镓中选择的至少1种构成。由这些材料构成的光透射膜与金属反射膜和半导体区具有良好的低电阻性接触,同时具有光透射性优越、抑制光的衰减、可将半导体区中所发生的光良好地导至金属光反射膜一侧及与之相反的方向、且良好地抑制向金属光反射膜的金属的半导体区一侧漫射的功能。
希望上述光透射膜具有10nm~1μm的厚度。厚度为10nm以上的光透射膜具有抑制金属光反射膜与半导体区的反应即半导体与金属的相互扩散的功能,防止在这些界面处形成光吸收大的合金层。另外,如果将上述光透射膜的厚度限制在1μm以下,则可使上述光透射膜中的光的衰减变少,并且可提高外部量子效率。
希望上述金属光反射膜是包含从铝(Al)、银(Ag)、金(Au)和铜(Cu)中选择的至少1种的层。用此等金属膜形成的金属光反射膜在与光透射膜的界面处形成良好的光反射面。即,由Al膜和Ag膜构成的金属光反射膜对于从短波长到长波长的较宽的波段的可见光具有良好的反射特性。另外,由Cu膜和Au膜构成的金属光反射膜对于较长波长的可见光具有良好的反射特性。
希望上述半导体发光元件还具有与上述金属光反射膜结合在一起的导电性支撑衬底。如果上述半导体发光元件具有导电性支撑衬底,则上述半导体区、上述光透射膜和上述金属光反射膜得到稳定的机械上的支撑。
希望上述第2电极与上述导电性支撑衬底结合在一起,经上述导电性支撑衬底和上述金属光反射膜,与上述光透射膜电连接。由此,上述第2电极的形成变得容易。
希望上述半导体区具有露出于上述另一主面的接触层。另外,希望上述接触层的厚度T和折射率n1由下式决定:
T=(2m+1)±(λ/4n1)±λ/8n1
n1=(n2×n3)1/2×0.8至(n2×n3)1/2×1.2
式中,m为0或1或2中的某个值,
      n2为上述光透射膜的折射率,
      n3为在上述半导体区中与上述接触层相接的层的折射率,
      λ为从上述半导体区中发生的光的波长。若如此设定接触层的厚度T和折射率n1,则可防止光透射膜与金属光反射膜之间所反射的光在接触层与光透射膜的界面处发生全反射。其结果是,可将在光透射膜与金属光反射膜的界面处所反射的光良好地导至半导体区的一个主面一侧。
希望制造上述半导体发光元件用的方法具有下述工序:
准备半导体衬底的工序;
形成具有有在半导体衬底上发光用的多个半导体层并且取出光用的一个主面和与该个主面相反一侧的另一主面的半导体区的工序;
形成具有有与上述半导体区的另一主面进行欧姆接触、具有导电性并且对上述半导体区中所发生的光具有透射性的光透射膜的工序;
在上述光透射膜上形成具有反射上述半导体区中所发生的光的功能的金属光反射膜的工序;
将具有导电性的支撑衬底与上述金属光反射膜结合在一起的工序;
除去上述半导体衬底的工序;
形成与上述半导体区的一个主面一侧的半导体层连接的第1电极的工序;以及
在上述支撑衬底上形成第2电极的工序。由此,可容易地形成上述半导体发光元件。
对本发明的半导体发光元件而言,在上述半导体区与上述金属光反射膜之间配置的具有导电性的光透射膜由于与上述半导体区和上述金属光反射膜这两个方面进行欧姆接触并且抑制了上述半导体区与上述金属光反射膜的合金化,所以与现有的使金属光反射膜与半导体区直接接触的情形相比,可构成优越的光反射面。另外,光透射膜中的光的吸收比现有的AuGeGa合金层为少。因此,可将从半导体区发射到金属光反射膜一侧的光良好地返回到半导体区的一个主面一侧,可增大外部发光效率。
另外,与上述专利文献1的半导体发光元件相比,金属光反射膜可使发生欧姆接触的区域的面积增大。这样,如果使欧姆接触区的面积增大,则发光时的电流通路的电阻减小,正向电压降低,功率损耗变小,发光效率得到提高。
附图说明
图1是表示本发明实施例1的半导体发光元件的剖面图。
图2是表示图1的半导体发光元件的制造阶段的状态的剖面图。
图3是表示本发明实施例2的半导体发光元件的剖面图。
具体实施方式
接着,参照图1~图3,说明本发明实施形态的半导体发光元件即发光二极管及其制造方法。
(实施例1)
如图1概略地表示的,本发明实施例1的双异质结型半导体发光元件1由发光所需的半导体区2,本发明的光透射膜3,金属光反射膜4,第1及第2结合金属层5、6,导电性硅支撑衬底7,作为第1电极的阴极电极8,以及作为第2电极的阳极电极9构成。
半导体区2由P(磷)或N(氮)或As(砷)等5族元素与从Al(铝)、Ga(镓)、In(铟)、B(硼)等中选择的1个或多个3族元素的化合物半导体构成,也可称之为主半导体区或发光半导体衬底。图1的实施例1的半导体区2具有一个主面11和另一主面12,从一个主面11向另一主面12依次配置的n型(第1导电类型)的第1辅助层13、n型的第2辅助层14、也可称为n型包层或第1导电类型半导体层的n型半导体层15、也可称为发光层的有源层16、也可称为p型(第2导电类型)包层或第2导电类型半导体层的p型半导体层17、p型的第3辅助层18、以及p型接触层19。
对双异质结型发光二极管用的半导体区2而言,发光用的最重要的部分是n型半导体层15、有源层16和p型半导体层17。从而,可省略掉半导体区2的n型的第1辅助层13、n型的第2辅助层14、p型的第3辅助层18、以及p型接触层19的全部或者一部分。另外,在不是双异质结型的情况下,也可省略掉有源层16。从而,半导体区2 只要至少包含n型半导体层15和p型半导体层17即可。
该发光元件1被构成为将有源层16所发射的光从半导体区2的一个主面11一侧取出。
接着,详细说明发光元件1的各个部分。
在n型半导体层15与p型半导体层17之间配置的有源层16由3-5族化合物半导体构成。希望该3-5族化合物半导体是可用如下化学式表示的材料:
AlxGayIn1-x-yP
式中,x、y为满足0≤x≤1
                0≤y≤1
                0≤x+y≤1的数值。
但是,也可用AlxGayIn1-x-yN等另外的3-5族化合物半导体构成有源层16。
在本实施形态中,不将决定导电类型的杂质掺于有源层16中。但是,可将其浓度比p型半导体层17低的p型杂质掺于有源层16中,或者也可将其浓度比n型半导体层15低的n型杂质掺于有源层16中。另外,虽然为了简化图示,在图1中有源层16用单一的层表示,但实际上,具有熟知的多量子阱(MQW)结构,或者单一量子阱(SQW)结构。
在有源层16的一侧配置的n型半导体层15由掺了n杂质(例如Si)的3-5族化合物半导体构成。希望该3-5族化合物半导体是可用例如如下化学式表示的材料:
AlxGayIn1-x-yP
式中,x、y为满足0≤x≤1
                0≤y≤1
                0≤x+y≤1的数值。
为了将有源层16中所发生的光良好地取出到外部,n型半导体层15的Al的比例x要具有比有源层16的Al的比例x大的值,最好是0.15~0.45,如为0.2~0.4则更好。另外,Ga的比例y最好是0.05~0.35,如为0.1~0.3则更好。希望n型半导体层15的n型杂质的浓度为5×1017cm-3以上。n型半导体层15的带隙比有源层16的带隙大。
再有,也可用AlxGayIn1-x-yN等另外的3-5族化合物半导体构成n型半导体层15。
配置于有源层12的另一侧的p型半导体层17由掺了p型杂质(例如Zn)的3-5族化合物半导体构成。希望该3-5族化合物半导体是可用例如如下化学式表示的材料:
AlxGayIn1-x-yP
式中,x、y为满足0≤x≤1
                0≤y≤1
                0≤x+y≤1的数值。
为了将有源层16中所发生的光良好地取出到外部,p型半导体层17的Al的比例x要具有比有源层16的Al的比例x大的值,最好设定为0.15~0.5的范围。决定p型半导体层17的p型杂质的浓度例如为5×1017cm-3以上。p型半导体层17的带隙比有源层16的带隙大。
再有,也可用AlxGayIn1-x-yN等另外的3-5族化合物半导体构成p型半导体层17。
配置于n型半导体层15上的第2辅助层14也可称为电流扩散层或缓冲层,主要具有提高正向电流分布的均匀性的作用。即,从对半导体区2的一个主面11垂直的方向看第2辅助层14,具有使电流扩展到阴极电极8的外围侧的作用。另外,该第2辅助层14具有将有源层16中所发生的光扩展到元件的外围侧并取出的作用。该实施例1的第2辅助层14由n型GaAs构成。但是,第2辅助层14例如可用GaAs以外的例如GaP、或GaxIn1-xP、或AlxGa1-xAs、或GaN、或GaxIn1-xN、或AlxGa1-xN等n型的另外的3-5族化合物半导体构成。
配置于第2辅助层14上的n型的第1辅助层13也可称为n型接触层,主要具有与阴极电极8进行良好的欧姆接触的功能,此外,还具有作为后述发光元件的制造工序中的刻蚀的中止层的功能。该第1辅助层13系将n型杂质掺入可用例如如下化学式表示的3-5族化合物半导体中而成:
        AlxGayIn1-x-yP
        式中,x、y为满足0≤x≤1
                        0≤y≤1
                        0≤x+y≤1的数值。
再有,也可用AlxGayIn1-x-yN等另外的3-5族化合物半导体构成第1辅助层13。
与p型半导体层17相邻配置的第3辅助层18也可称为电流扩散层或缓冲层,主要具有提高正向电流分布的均匀性的作用。即,从对半导体区2的一个主面11垂直的方向看第3辅助层18,具有使电流扩展到阴极电极8的外围侧的作用。第3辅助层18用p型GaP(磷化镓)或p型GaN等另外的3-5族化合物半导体构成。
与第3辅助层18相邻配置的p型接触层19是露出于半导体区2的另一主面12的半导体层,是为了得到与本发明的光透射膜3的良好的欧姆接触而设置的。希望该p型接触层19由含As的3-5族化合物半导体构成。在本实施例中,虽然使用p型GaAs(砷化镓),但不限于此,也可使用p型AlGaAs、p型GaN、p型AlGaN等另外的3-5族化合物半导体。
当假设接触层19的厚度为T、折射率为n1、光透射膜3的折射率为n2、第3辅助层18的折射率为n3、从有源层16发生的光的波长为λ时,希望决定接触层19的厚度T和折射率n1,使之满足以下条件:
T=(2m+1)±(λ/4n1)±λ/8n1
式中,m为0或1或2中的某个值。
n1=(n2×n3)1/2×0.8至(n2×n3)1/2×1.2
若如此设定接触层19的厚度T和折射率n1,则可防止光透射膜3与金属光反射膜4之间所反射的光在接触层19与光透射膜3的界面处被全反射。其结果是,可将在光透射膜3与金属光反射膜4的界面处所反射的光良好地导入半导体区2的一个主面11一侧。
光透射膜3具有导电性并且具有对半导体区2中所发生的光的透射性,与半导体区2的另一主面12即p型接触层19的全体进行欧姆接触。该光透射膜3用对半导体区2中所发生的光的透射率比半导体区2的透射率大的材料形成。希望该光透射膜3的透射率在60%以上。光透射膜3用在半导体区2与金属光反射膜4之间不生成或者仅些微生成合金化部分或相互扩散部分的材料和方法形成。光透射膜3的理想材料是金属氧化物或金属化合物,较好的材料例如是从ITO、AZO、FTO、ZnO、SnO、ZnSe和GaO中选择的至少1种,最好的材料是ITO。另外,光透射膜3的理想的形成方法是溅射或CVD(化学气相淀积)或蒸镀。
希望光透射膜3的厚度为10nm~1μm。如光透射膜3的厚度为10nm以上,则可良好地抑制金属光反射膜4与半导体区2的合金化。另外,如将光透射膜3的厚度限制为1μm以下,则可使光透射膜3中的光的衰减变少,提高量子效率。虽然最希望光透射膜3在半导体区2的另一主面12的整个面上形成,但也可在另一主面12的50~100%的范围内形成。
金属光反射膜4具有使半导体区2中所发生的光反射的功能,被配置成覆盖住光透射膜3的整个面。希望该金属光反射膜4用从铝(Al)、银(Ag)、金(Au)和铜(Cu)中选择的至少1种金属,或者包含从铝(Al)、银(Ag)、金(Au)和铜(Cu)中选择的至少1种金属的合金形成。在该实施例中,采用在成本方面有利的铝(Al)形成金属光反射膜4。虽然最希望金属光反射膜4在光透射膜3的整个面上形成,但也可在光透射膜3或另一主面12的50~100%的范围内形成。为了得到充分的光反射功能,金属光反射膜4最好形成为0.05μm~1μm的厚度。
为了用机械的方法保护并且支撑半导体区2、光透射膜3和金属光反射膜4,导电性支撑衬底7经第1和第2结合金属层5、6,与金属光反射膜4结合在一起。第1结合金属层5例如由金(Au)构成,被形成为覆盖住金属光反射膜4。第2结合金属层6例如由金(Au)构成,被形成为覆盖住导电性支撑衬底7。第1和第2结合金属层5、6用热压法相互结合在一起。在本实施例中,使用掺以决定导电类型的杂质并且具有300μm厚度的硅衬底作为导电性支撑衬底7。硅衬底具有价廉且加工容易的特点。
作为第1电极的阴极电极8由金属层构成,对半导体区2的一个主面11即第1辅助层13的中央进行欧姆接触。从而,半导体区2的一个主面11的未形成阴极电极8的部分成为光取出面。再有,也可用ITO等光透射性电极与焊区电极的组合构成阴极电极8。另外,也可将阴极电极8连接到从n型的第1辅助层13、第2辅助层14和n型半导体层15中选择的1个任意位置上。
作为第2电极的阳极电极9在硅支撑衬底7的整个下表面上形成。在设置金属支撑衬底以代替硅支撑衬底7的情况下,由于它成为阴极电极,所以可省掉图1的阴极电极9。
在制造图1的半导体发光元件1时,首先形成半导体区2。即,准备如图2所示的例如由GaAs构成的半导体衬底10,使用熟知的MOCVD(金属有机化学气相淀积)装置,在GaAs半导体衬底10上依次外延生长n型的第1辅助层13、n型的第2辅助层14、n型半导体层15、有源层16、p型半导体层17、p型第3辅助层18和p型接触层19,得到半导体区2。
接着,用溅射法或CVD法或蒸镀法等在p型接触层19的整个露出主面上覆盖ITO,形成光透射膜3,接着,在光透射膜3上形成由Al构成的金属光反射膜4,进而,形成由Au构成的第1结合金属层5。
接着,在图2所示的由含杂质的Si衬底构成的支撑衬底7的一个主面上准备真空蒸镀了由Au构成的第2结合金属层6的层,使第1和第2结合金属层5、6加压接触,通过在300℃以下温度进行热处理,使Au相互扩散,将第1和第2结合金属层5、6贴合在一起,使带有光透射膜3、金属光反射膜4和第1结合金属层5的半导体区2与带有第2结合金属层6的支撑衬底7一体化。
接着,用刻蚀法除去由GaAs构成的半导体衬底10。由此,得到带有光透射膜3、金属光反射膜4和第1结合金属层5的半导体区2。再有,也可在将带有第2结合金属层6的支撑衬底7与第1结合金属层结合之前,去除掉由GaAs构成的半导体衬底10。
然后,形成图1的阴极电极8和阳极电极9,完成半导体发光元件。
本实施例具有如下的效果。
(1)由于在金属光反射膜4与半导体区2之间形成具有导电性的光透射膜3,所以可阻止或抑制在制造工艺的各种热处理工序中在金属反射膜4与半导体区2之间产生的合金化反应。如果生成合金化部分,则反射率降低,但在本实施例中,并未发生这样的问题。因此,能够容易地并且以高成品率生产出具有高发光效率的发光元件。
(2)由于光透射膜3用溅射法或CVD法或蒸镀法通过覆盖金属氧化物而形成,所以在抑制或阻止了合金化反应的状态下对金属光反射膜4和半导体区2进行欧姆接触。从而,光透射膜3的欧姆接触部分中的光吸收减少并且电阻变小,可抑制发光效率的降低和工作电压的增大。
(3)由于光透射膜3和金属光反射膜4与半导体区2的另一主面12的实质整个面相向,所以欧姆接触面积增大,可减少在对半导体发光元件1施加正向电压时的阳极电极9与阴极电极8之间的电阻。
(4)由于在半导体区2的另一主面12的实质整个面上设置接触层19,所以与局部地设置接触层19的上述专利文献1的半导体发光元件相比,半导体区2的另一主面12的平坦性变得良好,可良好地实现硅支撑衬底7的贴合。
(5)由于无需局部地设置接触层19,所以无需局部地设置接触层19用的构图,简化了制造工序。
(实施例2)
接着,参照图3说明实施例2的半导体发光元件1a。但是,在图3中,对于与图1和图2共同的部分标以同一参照符号而省略其说明。
图3的半导体发光元件1a设置变形了的半导体区2a和变形了的支撑衬底7a,并且除改变阳极电极9的连接位置外,与图1同样地形成。图3的变形了的半导体区2a相当于从图1的半导体区1中省略了第1及第3辅助层13、18和p型接触层19的区域。从而,作为第1电极的阴极电极8跟与图1的第2辅助层14相同的结构的电流扩散层14的主面连接。支撑衬底7a、光透射膜3和金属光反射膜4被形成为具有从半导体区2a在横向突出的部分。阳极电极9与光透射膜3直接连接。另外,金属光反射膜4与支撑衬底7a直接结合。为了提高散热性,支撑衬底7a用导热性良好的金属材料形成。
在图3的半导体发光元件1a中,由于经光透射膜3还将金属光反射膜4与半导体区2a的另一主面12结合在一起,所以可得到与图1的实施例1相同的效果。
本发明不限定于上述的实施例,例如可进行如下的变形。
(1)在半导体区2或2a的机械强度充分的情况下,可省掉图1和图3的支撑衬底7或7a。这时,金属光反射层4具有阴极电极的功能。
(2)可使半导体区2或2a的各层13、14、15、17、18、19的导电类型与实施例反过来。

Claims (10)

1.一种半导体发光元件,其特征在于,包括:
具有有发光用的多个半导体层并且取出光用的一个主面和与该个主面相反一侧的另一主面的半导体区;
与配置于上述半导体区的一个主面一侧的半导体层电连接的第1电极;
具有与上述半导体区的另一主面进行欧姆接触、具有导电性并且对上述半导体区中所发生的光具有透射性的光透射膜;
被配置成覆盖住上述光透射膜并且具有反射上述半导体区中所发生的光的功能的金属光反射膜;以及
与上述光透射膜或上述金属光反射膜进行电连接的第2电极。
2.如权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:
露出于上述半导体区的上述另一主面的半导体层由含As的化合物半导体构成。
3.如权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:
上述光透射膜由具有光透射性的金属氧化物构成。
4.如权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:
上述光透射膜由从氧化铟与氧化锡的混合物(ITO)、掺铝的氧化锌(AZO)、掺氟的氧化锡(FTO)、ZnO、SnO、ZnSe以及GaO中选择的至少1种构成。
5.如权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:
上述光透射膜具有10nm~1μm的厚度。
6.如权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:
上述金属光反射膜是包含从Al、Ag、Au和Cu中选择的至少1种的层。
7.如权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:
还具有与上述金属光反射膜结合在一起的导电性支撑衬底。
8.如权利要求7所述的半导体发光元件,其特征在于:
上述第2电极与上述导电性支撑衬底结合在一起,经上述导电性支撑衬底和上述金属光反射膜,与上述光透射膜电连接。
9.如权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于:
上述半导体区具有露出于上述另一主面的接触层,
上述接触层的厚度T和折射率n1由下式决定:
T=(2m+1)±(λ/4n1)±λ/8n1
n1=(n2×n3)1/2×0.8至(n2×n3)1/2×1.2
式中,m为0或1或2中的某个值,
n2为上述光透射膜的折射率,
n3为在上述半导体区中与上述接触层相接的层的折射率,
λ为从上述半导体区中发生的光的波长。
10.一种半导体发光元件的制造方法,其特征在于,具有下述工序:
准备半导体衬底的工序;
形成具有有在半导体衬底上发光用的多个半导体层并且取出光用的一个主面和与该个主面相反一侧的另一主面的半导体区的工序;
形成具有有与上述半导体区的另一主面进行欧姆接触、具有导电性并且对上述半导体区中所发生的光具有透射性的光透射膜的工序;
在上述光透射膜上形成具有反射上述半导体区中所发生的光的功能的金属光反射膜的工序;
将具有导电性的支撑衬底与上述金属光反射膜结合在一起的工序;
除去上述半导体衬底的工序;
形成与上述半导体区的一个主面一侧的半导体层连接的第1电极的工序;以及
在上述支撑衬底上形成第2电极的工序。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009117849A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Lattice Power (Jiangxi) Corporation Semiconductor light-emitting device with a highly reflective ohmic-electrode
CN102334203A (zh) * 2009-02-25 2012-01-25 Lg伊诺特有限公司 发光器件的制造方法
CN103137809A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 联胜光电股份有限公司 一种具电流扩散结构的发光二极管与其制造方法
CN103383982A (zh) * 2012-05-03 2013-11-06 联胜光电股份有限公司 发光二极管的电极接触结构
CN105990484A (zh) * 2015-03-23 2016-10-05 株式会社东芝 Gan-类led用反射接触
CN114183724A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 株式会社小糸制作所 灯具单元以及车辆用灯具

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7067849B2 (en) 2001-07-17 2006-06-27 Lg Electronics Inc. Diode having high brightness and method thereof
US6949395B2 (en) 2001-10-22 2005-09-27 Oriol, Inc. Method of making diode having reflective layer
US7148520B2 (en) 2001-10-26 2006-12-12 Lg Electronics Inc. Diode having vertical structure and method of manufacturing the same
TWI299914B (en) * 2004-07-12 2008-08-11 Epistar Corp Light emitting diode with transparent electrically conductive layer and omni directional reflector
CN100372137C (zh) * 2005-05-27 2008-02-27 晶能光电(江西)有限公司 具有上下电极结构的铟镓铝氮发光器件及其制造方法
JP4225510B2 (ja) * 2005-07-06 2009-02-18 昭和電工株式会社 化合物半導体発光ダイオードおよびその製造方法
TWI253770B (en) * 2005-07-11 2006-04-21 Univ Nat Central Light emitting diode and manufacturing method thereof
KR100736623B1 (ko) * 2006-05-08 2007-07-09 엘지전자 주식회사 수직형 발광 소자 및 그 제조방법
US7615789B2 (en) * 2006-05-09 2009-11-10 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Vertical light emitting diode device structure
DE102006035627A1 (de) * 2006-07-31 2008-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Halbleiterkörper
US8716728B2 (en) * 2006-10-20 2014-05-06 Mitsubishi Chemical Corporation Nitride semiconductor light-emitting diode device
DE102008024517A1 (de) 2007-12-27 2009-07-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender Körper und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Körpers
KR101438812B1 (ko) * 2008-01-16 2014-09-05 엘지이노텍 주식회사 반사 구조물 및 이를 구비하는 발광 장치
CN101222015B (zh) * 2008-01-19 2010-05-12 鹤山丽得电子实业有限公司 发光二极管、具有其的封装结构及其制造方法
CN101257076B (zh) * 2008-03-27 2011-03-23 鹤山丽得电子实业有限公司 发光二极管的制造方法
JP2010080817A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Hitachi Cable Ltd 発光素子
JP5304662B2 (ja) * 2009-02-18 2013-10-02 日立電線株式会社 発光素子
JP2010278112A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Hitachi Cable Ltd 半導体発光素子
FR2953328B1 (fr) * 2009-12-01 2012-03-30 S O I Tec Silicon On Insulator Tech Heterostructure pour composants electroniques de puissance, composants optoelectroniques ou photovoltaiques
KR101047652B1 (ko) * 2009-12-18 2011-07-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자 및 그 제조방법
TWI453949B (zh) * 2009-12-30 2014-09-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 發光二極體製作方法
TWI408732B (zh) * 2010-12-23 2013-09-11 Nat Univ Chung Hsing The epitaxial structure with easy removal of the sacrificial layer and its manufacturing method
JP6803411B2 (ja) * 2017-02-17 2020-12-23 Dowaエレクトロニクス株式会社 深紫外発光素子およびその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5351255A (en) * 1992-05-12 1994-09-27 North Carolina State University Of Raleigh Inverted integrated heterostructure of group II-VI semiconductor materials including epitaxial ohmic contact and method of fabricating same
US6222207B1 (en) * 1999-05-24 2001-04-24 Lumileds Lighting, U.S. Llc Diffusion barrier for increased mirror reflectivity in reflective solderable contacts on high power LED chip
JP2002217450A (ja) 2001-01-22 2002-08-02 Sanken Electric Co Ltd 半導体発光素子及びその製造方法
US6522063B2 (en) * 2001-03-28 2003-02-18 Epitech Corporation Light emitting diode
TW541710B (en) * 2001-06-27 2003-07-11 Epistar Corp LED having transparent substrate and the manufacturing method thereof
US6869820B2 (en) * 2002-01-30 2005-03-22 United Epitaxy Co., Ltd. High efficiency light emitting diode and method of making the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009117849A1 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 Lattice Power (Jiangxi) Corporation Semiconductor light-emitting device with a highly reflective ohmic-electrode
CN102119449B (zh) * 2008-03-26 2013-01-23 晶能光电(江西)有限公司 具有高反射欧姆电极的半导体发光器件
CN102334203A (zh) * 2009-02-25 2012-01-25 Lg伊诺特有限公司 发光器件的制造方法
CN102334203B (zh) * 2009-02-25 2015-05-20 Lg伊诺特有限公司 发光器件的制造方法
CN103137809A (zh) * 2011-12-05 2013-06-05 联胜光电股份有限公司 一种具电流扩散结构的发光二极管与其制造方法
CN103383982A (zh) * 2012-05-03 2013-11-06 联胜光电股份有限公司 发光二极管的电极接触结构
CN105990484A (zh) * 2015-03-23 2016-10-05 株式会社东芝 Gan-类led用反射接触
CN105990484B (zh) * 2015-03-23 2019-10-18 阿尔发得株式会社 Gan-类led用反射接触
CN114183724A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 株式会社小糸制作所 灯具单元以及车辆用灯具

Also Published As

Publication number Publication date
US20050110037A1 (en) 2005-05-26
US7087933B2 (en) 2006-08-08
TWI305425B (zh) 2009-01-11
TW200520266A (en) 2005-06-16
CN100420046C (zh) 2008-09-17

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