CN1630109A - 半导体发光元件、其制造方法以及半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有半导体压层的半导体发光元件，该压层包括有源层以及阶梯，其中，该有源层发射出预定发射波长的光，该阶梯位于超过该有源层的深度位置处。该元件还具有相对发射波长透明的衬底，位于该半导体压层的一个表面上的第一电极，以及位于该阶梯上的第二电极。相对发射波长透明的衬底提高了外发射效率。该第一和第二电极的位置基本阻止了电流流过半导体压层和衬底之间的直接连接介面。即使在该直接连接介面中由于小丘等而产生不完全连接的情况下，该元件也展现了良好的电特性。

Description

半导体发光元件、其制造方法以及半导体装置

技术领域

本发明涉及一种半导体发光元件及其制造方法，其中所述半导体发光元件设置有相对其发射波长透明的衬底。此类半导体发光元件适于用作光学传输、显示器件的组件，CCD(电荷耦合器件)照相机的辅助光源，LCD(液晶显示器)的背光组件等。

本发明还涉及一种具有这种半导体发光元件的半导体装置。近年来，半导体发光元件中的发光二极管(LED)已经广泛用于光通信、LED信息显示面板等。这种发光二极管具有高亮度是很重要的。亮度、即发光二极管的外量子效率由内量子效率和外发射效率决定。其中，由于外发射效率是从元件中获取发光层中产生的光的效率，所以元件结构很大地影响了外发射效率。

背景技术

为了提高外发射效率，在发光二极管中使用相对发射波长透明的衬底。这是因为在使用相对发射波长透明的衬底时，不仅上表面可以发光，而且四个侧面也可以发光，而在使用相对发射波长不透明的衬底时，仅仅上表面发光。此外，在下表面上也能发射上表面和侧表面反射的光。此方法应用于使用基于InGaAsP的半导体材料的红外发光二极管、使用基于AlGaAs的半导体材料的红和红外发光二极管、使用基于GaAsP的半导体材料的黄发光二极管、使用基于GaP的半导体材料的绿发光二极管等等。

作为一种用于制造基于AlGaInP的发光二极管的制造方法，其中该发光二极管具有相对发射波长透明的衬底，图5A至5D所示的方法是一种公知的方法(例如，参考JP3230638A)。即，如图5A所示，首先在n-型GaAs衬底101上外延生长n-型半导体层103、基于AlGaInP的有源层104以及p-型半导体层105(包括GaP层(未示出))，而该衬底101相对发射波长是透明的。接着，将p-型半导体层105的衬底抛光成镜面加工面，此后，将相对发射波长透明的p-型GaP衬底110与此表面相接触，用以执行热处理。因此，如图5B所示，p-型GaP衬底110就直接与p-型半导体层105的表面相连。接着，如图5C所示，除去n-型GaAs衬底101，之后，如图5D所示，在顶部和底部分别形成电极111和112。根据该方法，由于在与GaP衬底110直接连接后除去GaAs衬底101，所以在处理期间，晶片(wafer)并没有被制成仅由外延生长层103、104、105组成的薄片状。因此防止了晶片破裂。

在这种半导体发光元件中，由于有源层104与p-型半导体层105的晶格失配，在外延生长处理期间，该表面并不仅仅成为一种完整的镜面加工面，还可能产生小丘(hilllock)，该小丘是一种突出来的晶体缺陷。一旦产生小丘，无论怎样抛光表面，p-型半导体层105的表面都不是完全平坦的。因此，小丘的边缘部分并没有被直接连接，导致形成不完全的连接。由于上述原因，当制成元件后在电极111和112之间通电时，电流不是在直接连接的介面中均匀分布的。这就不利地导致了正向电压V_F的增加以及输出的降低。

发明内容

因此本发明的一个目的在于提供一种半导体发光元件及其制造方法，其中，在包括有源层的半导体压片和相对发射波长透明的衬底之间的直接连接介面上，即使由于小丘或其它因素产生不完全连接时，也可以表现出令人满意的电特性，并且从而获得高输出。

此外，本发明的另一个目的在于提供一种具有这种半导体发光元件的半导体装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种半导体发光元件，其包括：

半导体压层，其包括有源层，该有源层发出预定发射波长的光；以及

衬底，该衬底相对发射波长透明，并且与半导体压层直接相连，

其中：

在所述半导体压层中形成有阶梯，该阶梯位于从所述半导体压层的一个表面超过所述有源层的一个深度位置，该表面与所述半导体压层和所述衬底之间的直接连接介面相对，以及

在半导体压层的所述表面和所述阶梯上分别形成有第一电极和第二电极。

根据本发明的半导体发光元件，工作时在所述第一电极和第二电极之间施加电源，换句话说，通过包括于所述半导体压层中的有源层，在半导体压层的所述表面和所述阶梯之间通电(electrification)，这样，该有源层就发出具有预定发射波长的光。该半导体发光元件具有相对该发射波长透明的衬底。因此，不仅上表面可以发光，四个侧表面也可以发光，并且下表面也可以发出由上表面和侧表面反射的光。因此，可以提高外发射效率。此外，由于在该半导体压层的所述表面和阶梯之间通电，因此电流基本上不流过半导体压层和衬底之间的直接连接介面。因此，该直接连接介面的状态几乎不影响电特性。因此，即使在由于小丘或类似因素而在该直接连接介面产生不完全连接时，也可以显示出令人满意的电特性，从而可获得高的输出。

对于该有源层的一种材料，这里可列举出，例如，基于AlGaInP的半导体。基于AlGaInP的半导体就是一种其成分公式为(Al_yGa_1-y)_zIn_1-zP(0≤y≤1，0＜z＜1)的半导体。

例如，列举GaP为衬底材料。

此外，例如，最好从衬底侧依次层压n-型半导体层、有源层和p-型半导体层，从而将该半导体压层就形成为发光二极管。

在一个实施例的半导体发光元件中，该第一电极具有半透明电极层，该半透明电极层相对发射波长透明，并且位于该半导体压层除阶梯之外的整个表面上。

在此实施例的半导体发光元件中，该第一电极的半透明电极层相对发射波长透明，因此，向芯片上表面发射的光不会被该半透明电极层干扰。因此，进一步提高了外发射效率。此外，在工作期间通过该半透明层传送电流，从而使电流均匀地注入有源层。因此，提高了内量子效率。从而，提高了该半导体发光元件的性能，并获得了高亮度。

在一个实施例的半导体发光元件中，通过组成p-n结的组分将所述半导体压层和所述衬底电隔离。

术语“电隔离”是指，p-n结插入其间的层由于该p-n结产生的耗尽层而变得不导电。如果该p-n结反向偏压，那么该p-n结产生的耗尽层扩展，从而确保电隔离。

在本实施例的半导体发光元件中，半导体压层和衬底被构成该p-n结的组分电隔离，因此，直接连接介面的状态对电特性具有较小的影响。

在一个实施例的半导体发光元件中，构成该p-n结的组分由n-型衬底和沉积在该衬底上的p-型半导体层组成。

在此实施例的半导体发光元件中，例如，通过在n-型衬底上预先沉积p-型半导体层，并且通过将位于该衬底p-型半导体层一侧的表面直接连接到半导体压层，就简单地形成了构成p-n结的组分。

例如，可列举GaP作为衬底材料。同时，也可列举p-型(Al_yGa_1-y)_zIn_1-zP(0≤y≤1，0＜z＜1)作为p型半导体层的材料。

在一实施例的半导体发光元件中，构成p-n结的组分由n-型衬底和p-型扩散层组成，通过在衬底的一个表面上掺杂扩散而形成该p-型扩散层。

在该实施例的半导体发光元件中，例如，通过利用掺杂扩散在n-型衬底上的表面上预先形成p-型半导体层，并通过将位于衬底p-型半导体层一侧的表面直接连接到半导体压层，就简单地形成了构成p-n结的组分。

在一个实施例的半导体发光元件中，半导体压层的阶梯和直接连接介面之间的厚度不小于1μm且不大于4μm。

在此实施例的半导体发光元件中，半导体压层的阶梯和衬底的直接连接介面之间的厚度不大于4μm。因此，通过在半导体压层的表面上进行蚀刻，该阶梯可稳固地设置在超过源层的一个深度位置处。此外，半导体压层的阶梯和衬底的直接连接介面之间的厚度不小于1μm。因此，可以可靠地确保半导体压层和阶梯上的第二电极之间的电传导。

在一个实施例的半导体发光元件中，半导体压层包括电流扩散层，该电流扩散层位于有源层和第一电极之间，并且其表面就是半导体压层的表面。

在一个实施例的半导体发光元件中，电流扩散层由(Al_yGa_1-y)_zIn_1-zP(0≤y≤1，0≤z≤1)组成。

在一个实施例的半导体发光元件中，电流扩散层的厚度不小于0.2μm且不大于10μm。

本发明提供一种具有半导体发光元件的半导体装置，该半导体发光元件包括：

半导体压层，其包括发出预定发射波长的光的有源层；以及

衬底，该衬底相对发射波长透明，并且与该半导体压层直接连接，其中：

在所述半导体压层中形成有阶梯，该阶梯位于从所述半导体压层的一个表面超过所述有源层的一个深度位置，该表面与所述半导体压层和所述衬底之间的直接连接介面相对，

在半导体压层的所述表面和阶梯上分别设置有第一电极和第二电极，以及

与直接连接介面相对的衬底表面与电绝缘散热装置相连。

在这种具有半导体发光元件的半导体装置中，该散热装置不会成为半导体发光元件的任何通电路径，这样散热装置就仅仅需要具有散热和安装功能。这就允许扩展可采用封装的各种改变。换句话说，根据本发明，电绝缘散热装置可用在半导体装置中。

在一个实施例的半导体装置中，电绝缘散热装置由氮化铝制成。

由于散热装置是由氮化铝(AIN)制成的，所以散热装置的导热性比其他类型的绝缘材料高。因此，提高了半导体的温度特性。

本发明提供了一种半导体发光元件制造方法，该方法包括：

在第一半导体衬底上生长包括有源层的半导体压层，该有源层发出预定发射波长的光；

将第二半导体衬底与所述半导体压层的一个表面直接相连，该第二半导体衬底相对该有源层的发射波长透明，该半导体压层的所述表面与该半导体压层接触第一半导体衬底的另一个表面相对；

除去所述第一半导体衬底；

通过蚀刻在半导体压层中形成阶梯，该阶梯位于从所述半导体压层的一个表面超过所述有源层的一个深度位置，该表面与所述半导体压层和所述衬底之间的直接连接介面相对；以及

在该半导体压层的所述表面和所述阶梯上分别设置第一电极和第二电极。

根据本发明的制造方法，可以很容易地制造出本发明的上述半导体发光元件。

附图说明

通过以下结合附图的详细说明可更加充分理解本发明，附图仅仅是示例性的，因此其并不限制本发明，附图中：

图1是示出根据本发明的一个实施例的、在制造过程中正在加工的半导体发光元件的示图；

图2是示出根据该实施例的、在制造过程中正在加工的半导体发光元件的示图；

图3是表示根据该实施例的、在制造过程中正在加工中的半导体发光元件的示图；

图4是示出根据该实施例的、在制造过程中的半导体发光元件的示图；

图5A是示出在制造过程中正在加工的传统半导体发光元件的示图；

图5B是示出在制造过程中正在加工的传统半导体发光元件的示图；

图5C是示出在制造过程中正在加工的传统半导体发光元件的示图；

图5D是示出在制造过程中的传统半导体发光元件的示图；

图6是示出根据不同实施例的、在制造过程中正在加工的半导体发光元件的示图；

图7是示出根据该不同实施例的、在制造过程中正在加工的半导体发光元件的示图；

图8是示出根据该不同实施例的、在制造过程中正在加工的半导体发光元件的示图；以及

图9是示出根据该不同实施例的、在制造过程中的半导体发光元件的示图。

具体实施方式

下面将根据附图中所示的实施例详细描述本发明。

图1-4示出根据本发明一实施例的、处于制造过程中的基于AlGaInP的半导体发光元件的剖面图。

i)首先，如图1所示，在用作第一半导体衬底的n-型GaAs衬底1上，通过利用金属有机化学气相沉积方法(MOCVD方法)的外延生长，按照如下顺序依次层压作为半导体层的以下各层：p-型GaAs缓冲层2(厚度为1μm)、p型(Al_0.15Ga_0.85)_0.53In_0.47P电流扩散层3(厚度为0.2μm)、p-型Al_0.5In_0.5P覆盖层4(厚度为0.2μm)、用作有源层的p-型量子势阱有源层5、n-型Al_0.5In_0.5P覆盖层6(厚度为1μm)、n-型(Al_0.2Ga_0.8)_0.77In_0.23P中间层7(厚度为0.15μm)、n-型(Al_0.1Ga_0.9)_0.93In_0.07P接触层8(厚度为10μm)以及防止氧化的n-型GaAs顶层9(厚度为0.01μm)。为了构成发光二极管，在形成量子势阱有源层5之前生长的半导体层4和3是p-型的，但是在形成量子势阱有源层5之后生长的半导体层6、7和8是n-型的(注意在随后的处理中要除去缓冲层2和顶层9)。在这种情况下，Zn被用作p-型掺杂物，而Si被用作n-型掺杂物。

尽管没有详细示出，但是量子势阱有源层5是通过交替层压多个由(Al_0.6Ga_0.4)_0.5In_0.5P制成的阻挡层和多个由(At_0.2Ga_0.8)_0.5In_0.5P制成的阱层形成的。如果量子势阱有源层5是由Al_yGa_1-y)_zIn_1-zP(0≤y≤1并且0＜z＜1)制成的，那么就能得到550nm至670nm的发射波长。应当注意的是，GaAs衬底1相对于此量子势阱有源层5的550nm至670nm的发射波长是不透明的。

ii)接着，如图2所示，抛光外延生长层的表面(图2的上表面)以使其平整，此后，接触层8被暴露的表面受到表面处理，该表面处理使用蚀刻剂去除氧化物。另一方面，还设置n-型GaP衬底10，该衬底10用作相对量子势阱有源层5的550nm至670nm的发射波长透明的第二半导体衬底，并且该GaP衬底10的表面也要进行利用蚀刻剂去除氧化物的类似表面处理。

随后，这两个表面都被充分地清洗和干燥。其后，在加压状态下，位于GaAs衬底1上的接触层8的表面和GaP衬底10的表面紧密地粘接在一起，并在真空或者吹入氢气或氮气的环境中，在750至800℃的温度下进行一小时的热处理。从而使两个衬底彼此直接相连。

iii)接着，如图3所示，通过利用蚀刻剂蚀刻，去除n-型GaAs衬底1和p-型GaAs缓冲层2，所述蚀刻剂包括氨水和过氧化氢水溶液的混合溶液。应当注意的是，图3相对于图1和2是倒置的。

iv)接着，通过利用蚀刻剂蚀刻半导体层3的一侧表面(与GaP衬底10相对的一侧)，去除半导体层3、4、5、6、7和8的部分区域(图中由双点划线表示的区域)，其中该蚀刻剂包括盐酸、乙酸和过氧化氢水溶液或者包括硫酸、磷酸、过氧化氢水溶液和纯净水。由此，在接触层8中形成阶梯8a，其中阶梯8s位于超过量子势阱有源层5的深度位置。

在这种情况下，阶梯8a和直接连接介面14之间的厚度(这里被称作“剩余厚度”)优选地被设置为不小于1μm并且不大于4μm，所述直接连接介面14位于接触层8和GaP衬底10之间。在剩余厚度不大于4μm情况下，阶梯8a可以可靠地设置在超过量子势阱有源层5的位置的深度位置。在剩余厚度不小于1μm情况下，可靠地确保下面将要描述的第二电极和接触层8之间的连续性。

v)接着，如图4所示，在电流扩散层3的整个表面区域上形成作为第一电极的半透明电极层13，该半透明电极层13层由ITO(掺杂锡的氧化铟)、GZO(掺杂镓的氧化锌)或其它等制成，相对于量子势阱有源层5的550nm至670nm的发射波长是透明的，其中电流扩散层3位于阶梯8a上部的部分被切掉。在半透明电极层13的一部分上形成第一焊垫(bonding pad)11，该焊垫11由AuZn、Mo和Au的压层构成。

随后，在接触层8的阶梯8a上形成由AuSi制成的第二焊垫12，作为第二电极(完成元件的制作)。

vi)接着，为了应用到半导体装置中，利用公知的导热粘接剂19将半导体发光元件(也就是芯片)粘接到散热装置20上，所述导热粘接剂19的主要成分例如是底部具有GaP衬底10的硅树脂。此外，利用线焊使金属线连接到第一焊垫11和第二焊垫12上。

在该半导体发光元件的工作期间，通过第一焊垫11和第二焊垫12施加电源。结果，通过半透明电极层13、电流扩散层3、覆盖层4、量子势阱有源层5、覆盖层6、中间层7以及接触层8从第一焊垫11至第二焊垫12导电。由此，量子势阱有源层5发出发射波长为550nm至670nm的光。

此半导体发光元件具有相对于550nm至670nm的发射波长透明的GaP衬底10。因此，该半导体发光元件不仅可以从芯片的上表面发光，而且可以从四个侧面发光，并且可以从下表面发出由上表面和侧表面反射的光，从而提高了外发射效率。此外，半透明电极层13相对于550nm至670nm的发射波长是透明的，因此向芯片上表面发出的光就不会被半透明层13干扰。从而能进一步提高外发射效率。并且，在工作期间，利用此半透明层13导电，并且电流均匀地注入量子势阱有源层5。因此，提高了内量子效率。结果，提高了半导体发光元件的特性，由此得到高亮度。

此外，在第一焊垫11和第二焊垫12之间导电，换句话说，也就是在半透明电极13和接触层8之间导电。因此，实际上没有电流流过直接连接介面14。因此，直接连接介面14的状态几乎不影响电特性。因此，即使由于小丘或其它因素在直接连接介面14中产生不完全连接，也能表现出令人满意的电特性，并获得高的输出。

图6至9示出了根据本发明另一实施例的、处于制作过程中的基于AlGaInP的半导体发光元件的剖面图。

首先，如图6所示，在用作第一半导体衬底的n-型GaAs衬底1上，通过利用金属有机化学气相沉积方法(MOCVD方法)的外延生长，按照如下顺序连续层压作为半导体层的以下各层：p-型GaAs缓冲层2(厚度为1μm)、p型Al_0.5Ga_0.5As电流扩散层23(厚度为5μm)、p-型Al_0.5In_0.5P覆盖层4(厚度为1μm)、用作有源层的p-型量子势阱有源层5、n-型Al_0.5In_0.5P覆盖层6(厚度为1μm)、n-型(Al_0.2Ga_0.8)_0.77In_0.23P中间层7(厚度为0.15μm)、n-型(Al_0.1Ga_0.9)_0.93In_0.07P接触层8(厚度为10μm)以及防止氧化的n-型GaAs顶层9。为了构成发光二极管，在形成量子势阱有源层5之前生长的半导体层4和23是p-型的，但是在形成量子势阱有源层5之后生长的半导体层6、7和8是n-型的(注意在随后的处理中要除去缓冲层2和顶层9)。在这种情况下，Zn被用作p-型掺杂物，而Si被用作n-型掺杂物。

为了获得充分的电流扩散，p型Al_0.5Ga_0.5As电流扩散层23最好具有不大于10μm的层厚，并且在进行蚀刻和其它处理中具有不小于5μm的层厚。

尽管没有详细表述，但是量子势阱有源层5是通过交替层压多个由(Al_0.6Ga_0.4)_0.5In_0.5P制成的阻挡层和多个由(At_0.2Ga_0.8)_0.5In_0.5P制成的阱层形成的。如果量子势阱有源层5是由(Al_yGa_1-y)_zIn_1-zP(0≤y≤1并且0＜z＜1)制成的，那么就能获得550nm至670nm的发射波长。应当注意的是，GaAs衬底1相对于此量子势阱有源层5的550nm至670nm的发射波长是不透明的。

接着，如图7所示，将外延生长层的表面(图6的上表面)抛光以使其平整，之后接触层8被暴露的表面受到表面处理，该表面处理使用蚀刻剂去除氧化物。另一方面，准备n-型GaP衬底10，该衬底10用作第二半导体衬底，其相对量子势阱有源层5的550nm至670nm的发射波长是透明的，并且此GaP衬底10的表面进行类似的用蚀刻剂去除氧化物的表面处理。

随后，这两个表面都被充分地清洗和干燥。其后，在加压状态下，位于GaAs衬底1上的接触层8的表面和GaP衬底10的表面紧密地粘接在一起，并在真空或者吹入氢气或氮气的环境中，在750至800℃的温度下进行一小时的热处理。从而使两个衬底彼此直接相连。

接着，如图8所示，通过利用蚀刻剂蚀刻，去除n-型GaAs衬底1和p-型GaAs缓冲层2，该蚀刻剂包括氨水和过氧化氢水溶液的混合溶液。应当注意的是，图8相对于图6和7是倒置的。

接着，通过利用蚀刻剂蚀刻半导体层3的一侧表面(与GaP衬底10相对的一侧)，去除半导体层23、4、5、6、7和8的部分区域(图中由双点划线表示的区域)，其中该蚀刻剂包括硫酸、过氧化氢水溶液和纯净水或者包括硫酸、磷酸、过氧化氢水溶液和纯净水。从而在接触层8中形成了阶梯8a，其中阶梯8s位于超过量子势阱有源层5的深度位置。

在这种情况下，阶梯8a和直接连接介面14之间的厚度(这里被称作“剩余厚度”)优选地被设置为不小于1μm并且不大于4μm，该直接连接介面14位于接触层8和GaP衬底10之间。在剩余厚度不大于4μm情况下，阶梯8a可靠地设置在超过量子势阱有源层5的深度位置。在剩余厚度不小于1μm情况下，可靠地确保下面将要描述的第二电极和接触层8之间的连续性。

接着，如图9所示，在上部部分区域上形成第一焊垫11，该第一焊垫11是由AuZn、Mo和Au构成的压层。

随后，在接触层8内的阶梯8a上形成由AuSi制成的第二焊垫12，作为第二电极(完成元件的制作)。

接着，为了应用到半导体装置中，利用公知的导热粘接剂19将半导体发光元件(也就是芯片)粘接到散热装置20上，该导热粘接剂19的主要成分例如是底部具有GaP衬底10的硅树脂(参见图4)。此外，通过线焊使金属线与第一焊垫11和第二焊垫12相连。

在该半导体发光元件工作期间，通过第一焊垫11和第二焊垫12施加电源。结果，通过电流扩散层23、覆盖层4、量子势阱有源层5、覆盖层6、中间层7以及接触层8从第一焊垫11至第二焊垫12导电。因此，量子势阱有源层5发出发射波长为550nm至670nm的光。

此半导体发光元件具有相对于550nm至670nm的发射波长透明的GaP衬底10。因此，该半导体发光元件不仅可以从该芯片的上表面发光，而且可以从四个侧面发光，并且可以从下表面发出由上表面和侧表面反射的光，从而提高了外发射效率。此外，电流扩散层23扩散电流，并且电流被均匀地注入量子势阱有源层5。因此，提高了内量子效率。结果，提高了半导体发光元件的特性，由此得到高亮度。

当半导体压层被固定在有源层和第一电极之间，半导体发光元件的半导体压层可构成该半导体压层的表面，并且包括由Al_xGa_1-xAS(0≤x≤1)制成的电流扩散层。

当上述半导体发光元件位于散热装置20上时，在该半导体装置中，该散热装置20不会成为该半导体发光元件的导电路径，因此仅需要其散热和安装功能。因此该散热装置20的材料可以是金属或绝缘体。这允许扩展可采用封装的各种改变。为了提高温度特性，散热装置20优选地由具有较高导热系数的材料制成，例如氮化铝(AlN)。

以上已经对本发明进行描述，但是显而易见，可以对本发明进行各种改变。这些修改并不背离本发明的精神和范围，对于本领域技术人员来说显而易见的修改都视为包含在权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种半导体发光元件，包括：

半导体压层，其包括发射预定发射波长的光的有源层；以及

衬底，其相对所述发射波长透明，并且与所述压层直接相连，

其中：

在所述半导体压层中形成有阶梯，该阶梯位于从所述半导体压层的一个表面超过所述有源层的一个深度位置，该表面与所述半导体压层和所述衬底之间的直接连接介面相对，以及

所述半导体压层的所述表面和所述阶梯上分别形成有第一电极和第二电极。

2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其中，所述第一电极具有半透明电极层，该半透明电极层相对所述发射波长透明，并且设置在所述半导体压层除所述阶梯之外的整个表面上。

3.如权利要求1所述的半导体发光元件，其中，所述半导体压层和所述衬底通过构成p-n结的组分彼此电隔离。

4.如权利要求3所述的半导体发光元件，其中，构成所述p-n结的所述组分由所述n-型衬底和沉积在所述n-型衬底上的p-型半导体层组成。

5.如权利要求3所述的半导体发光元件，其中，构成所述p-n结的所述组分由所述n-型衬底和通过杂质扩散形成在所述衬底的表面上的p-型扩散层组成。

6.如权利要求1所述的半导体发光元件，其中，所述半导体压层的所述阶梯和所述直接连接介面之间的厚度不小于1μm且不大于4μm。

7.如权利要求1所述的半导体发光元件，其中，所述半导体压层包括电流扩散层，该电流扩散层位于所述有源层和所述第一电极之间，并且其表面就是所述半导体压层的所述表面。

8.如权利要求7所述的半导体发光元件，其中，所述电流扩散层由(Al_yGa_1-y)_zIn_1-zP(0≤y≤1，0≤z≤1)组成。

9.如权利要求7所述的半导体发光元件，其中，所述电流扩散层的厚度不小于0.2μm且不大于10μm

10.一种具有半导体发光元件的半导体装置，所述半导体发光元件包括：

半导体压层，其包括发射预定发射波长的光的有源层；以及

衬底，其相对所述发射波长透明，并且与所述压层直接相连，

其中：

在所述半导体压层中形成有阶梯，该阶梯位于从所述半导体压层的一个表面超过所述有源层的一个深度位置，该表面与所述半导体压层和所述衬底之间的直接连接介面相对，

所述半导体压层的所述表面和所述阶梯上分别形成有第一电极和第二电极，

以及

与所述直接连接介面相对的所述衬底的表面与电绝缘散热装置粘接。

11.如权利要求10所述的半导体装置，其中，所述电绝缘散热装置由氮化铝制成。

12.一种半导体发光元件的制作方法，包括如下步骤：

在第一半导体衬底上生长半导体压层，该压层包括发出预定发射波长的光的有源层；

将第二半导体衬底与所述半导体压层的一个表面直接相连，所述第二半导体衬底相对所述有源层的所述发射波长透明，所述半导体压层的表面与所述半导体压层接触所述第一半导体衬底的另一个表面相对；

除去所述第一半导体衬底；

通过蚀刻在半导体压层中形成阶梯，使该阶梯位于从所述半导体压层的一个表面超过所述有源层的一个深度位置，该表面与所述半导体压层和所述第二衬底之间的直接连接介面相对；以及

在所述半导体压层的所述表面和所述阶梯上分别设置第一电极和第二电极。

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