JP2013201156A - Semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.
窒化物半導体を用いたLED(Light Emitting Diode)などの半導体発光素子が開発されている。また、例えば、青色の光を放出するLEDと、青色光を吸収して黄色系の光を放出する蛍光体と、を組み合わせることで、白色の光を放出する半導体発光素子も開発されている。このような半導体発光素子において、発光効率の向上が望まれている。 Semiconductor light emitting devices such as LEDs (Light Emitting Diodes) using nitride semiconductors have been developed. In addition, for example, a semiconductor light emitting element that emits white light by combining an LED that emits blue light and a phosphor that absorbs blue light and emits yellow light has been developed. In such a semiconductor light emitting device, improvement in light emission efficiency is desired.
本発明の実施形態は、高効率の半導体発光素子及びその製造方法を提供する。 Embodiments of the present invention provide a highly efficient semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the same.
本発明の実施形態によれば、基板と、積層体と、電極部と、第1金属ピラーと、第2金属ピラーと、を備えた半導体発光素子が提供される。前記基板は、上面と、前記上面に設けられた凹部と、を有する。前記積層体は、第1半導体層と、発光部と、第2半導体層と、を含む。前記第1半導体層は、前記凹部内において前記凹部の底面の上に設けられる。前記第1半導体層は、第1導電形である。前記発光部は、前記第1半導体層の上に設けられる。前記第2半導体層は、前記発光部の上に設けられる。前記第2半導体層は、第2導電形である。前記積層体において、前記発光部と前記第2半導体層との界面は、前記上面よりも下に位置する。前記電極部の少なくとも一部は、前記上面上に設けられる。前記電極部は、前記第2半導体層に電気的に接続される。前記第1金属ピラーは、前記積層体の積層方向に沿って前記基板を貫通する。前記第1金属ピラーは、前記第1半導体層に電気的に接続される。前記第2金属ピラーは、前記積層方向に沿って前記基板を貫通する。前記第2金属ピラーは、前記電極部に電気的に接続される。 According to the embodiment of the present invention, a semiconductor light emitting device including a substrate, a stacked body, an electrode portion, a first metal pillar, and a second metal pillar is provided. The substrate has an upper surface and a recess provided on the upper surface. The stacked body includes a first semiconductor layer, a light emitting unit, and a second semiconductor layer. The first semiconductor layer is provided on the bottom surface of the recess in the recess. The first semiconductor layer is of a first conductivity type. The light emitting unit is provided on the first semiconductor layer. The second semiconductor layer is provided on the light emitting unit. The second semiconductor layer is of a second conductivity type. In the stacked body, an interface between the light emitting unit and the second semiconductor layer is located below the upper surface. At least a part of the electrode part is provided on the upper surface. The electrode part is electrically connected to the second semiconductor layer. The first metal pillar penetrates the substrate along the stacking direction of the stacked body. The first metal pillar is electrically connected to the first semiconductor layer. The second metal pillar penetrates the substrate along the stacking direction. The second metal pillar is electrically connected to the electrode part.
(第1の実施形態)
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(First embodiment)
Each embodiment will be described below with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
Note that, in the present specification and each drawing, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
図1は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。 図2は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
図2(a)は、模式的平面図であり、図2(b)は、模式的底面図である。図1は、図2(a)及び図2(b)のA1−A2線断面を模式的に示す。
図1と図2(a)及び図2(b)とに表したように、本実施形態に係る半導体発光素子110は、基板5と、積層体15と、電極部40と、第1金属ピラー41と、第2金属ピラー42と、を備える。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the semiconductor light emitting element according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic view illustrating the configuration of the semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 2A is a schematic plan view, and FIG. 2B is a schematic bottom view. FIG. 1 schematically shows a cross section taken along line A1-A2 of FIGS. 2 (a) and 2 (b).
As shown in FIG. 1, FIG. 2A, and FIG. 2B, the semiconductor
基板5は、例えば、直方体状である。基板5は、第1主面(上面)5aと、第1主面5aと反対側の第2主面5bと、第1主面5aに設けられた凹部44と、を含む。第1主面5aは、例えば、底面44aを囲む。凹部44の内側の側面44sは、例えば、底面44aに対して実質的に垂直な方向に沿う。基板5は、例えば、絶縁性を有する。基板5の導電性は、積層体15、電極部40、第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42の導電性よりも低い。基板5には、例えば、シリコン基板が用いられる。基板5は、例えば、単結晶シリコンを含む。基板5は、例えば、絶縁膜の上に単結晶シリコンを積層させたSOI(Silicon on Insulator)基板でもよい。
The
基板5は、シリコンを含む本体部5mと、絶縁膜6と、を含む。例えば、絶縁膜6の導電率は、本体部5mの導電率よりも低い。絶縁膜6は、例えば、第1主面5aと第2主面5bとに形成される。絶縁膜6は、例えば、底面44aと側面44sとに形成される。絶縁膜6は、例えば、第1金属ピラー41を形成するための第1貫通孔71(図3参照)の内壁に形成される。絶縁膜6は、例えば、第2金属ピラー42を形成するための第2貫通孔72(図3参照)の内壁に形成される。絶縁膜6には、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、及び、TEOSなどが用いられる。これにより、例えば、基板5の絶縁性が向上する。
The
第1主面5aは、例えば、底面44aを囲む枠部5wを含む。この例では、第1主面5aは、枠部5wで囲まれた内側部分に向かって突出した突出部5tをさらに含む。枠部5wは、例えば、矩形状である。突出部5tは、例えば、矩形状の枠部5wの角に位置する。突出部5tは、例えば、矩形状である。突出部5tの位置及び形状は、任意である。
The first
底面44aの形状は、第1主面5aの形状に対応する。この例では、底面44aの形状は、例えば、矩形の角の一部を切り取った形状である。
The shape of the
積層体15は、第1半導体層10と、第2半導体層20と、発光部30と、を含む。
第1半導体層10は、凹部44内において底面44aの上に設けられる。発光部30は、第1半導体層10の上に設けられる。第2半導体層20は、発光部30の上に設けられる。例えば、底面44aの上に、第1半導体層10、発光部30及び第2半導体層20が、この順で結晶成長される。これにより、積層体15が、底面44aの上に形成される。
The
The
第1半導体10、第2半導体20及び発光部30において、上から見た形状は、実質的に同じである。これにより、積層体15の形成が容易になる。積層体15を上から見た形状は、底面44aの形状と、実質的に同じである。すなわち、この例では、積層体15を上から見た形状は、例えば、矩形の角の一部を切り取った形状である。
In the
第1半導体層10は、第1導電形を有する。第2半導体層20は、第2導電形を有する。第2導電形は、第1導電形とは異なる導電形である。例えば、第1導電形はn形であり、第2導電形はp形である。実施形態はこれに限らず、第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でも良い。以下では、第1導電形がn形であり、第2導電形がp形である場合として説明する。
The
発光部30と第2半導体層20との界面45(発光部30の上面30aに相当)は、第1主面5aよりも下に位置する。界面45と第1主面5aとの間の積層方向に沿った距離は、0より大きい。界面45と第1主面5aとの間の積層方向に沿った距離は、例えば、5nm以上1mm以下である。より好ましくは、例えば、5nm以上200μm以下である。これにより、例えば、電極部40などの配線形成が容易になる。例えば、配線の段切れを抑えることができる。第2半導体層20がp形である場合、界面45と第1主面5aとの間の積層方向に沿った距離は、例えば、1μm以下である。第2半導体層20がn形である場合、界面45と第1主面5aとの間の積層方向に沿った距離は、例えば、10μm以下である。
An interface 45 (corresponding to the
第2半導体層20の上面20aの位置は、例えば、第1主面5aより上でもよい。第2半導体層20の上面20aの位置が第1主面5aよりも下である場合、第2半導体層20の上面20aと、第1主面5aと、の間の積層方向に沿った距離は、例えば、約5nm以上約1000nm以下である。
The position of the
界面45の端部45eは、凹部44の側面44sと対向する。発光部30の側面30sは、凹部44の側面44sと対向する。この例では、積層体15の側面15sが、凹部44の側面44sと対向する。側面15sの少なくとも一部は、側面44sに覆われる。発光部30の側面30sは、少なくとも側面44sに覆われる。
The
第1半導体層10から第2半導体層20に向かう積層体15の積層方向をZ軸方向とする。Z軸方向に対して垂直な1つの方向をX軸方向とする。Z軸方向とX軸方向とに対して垂直な方向をY軸方向とする。この例では、例えば、Z軸方向は、発光部30の上面30aに対して実質的に垂直である。
A stacking direction of the stacked
この例では、積層体15の側面15sは、例えば、Z軸方向と平行である。側面15sは、Z軸方向と非平行でもよい。例えば、側面15sは、上面30aの面積よりも上面20aの面積の方が広くなるように傾斜したテーパ面でもよい。
In this example, the
第1半導体層10、第2半導体層20及び発光部30は、例えば、窒化物半導体を含む。第1半導体層10は、例えばn形クラッド層を含む。第2半導体層20は、例えば、p形クラッド層を含む。発光部30は、例えば、単一量子井戸(SQW:Single Quantum Well)構成、または、多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)構成を有する。
The
単一量子井戸構成を有する発光部30は、例えば、2つの障壁層と、障壁層どうしの間に設けられた井戸層と、を含む。多重量子井戸構成を有する発光部30は、例えば、3つ以上の障壁層と、障壁層どうしのそれぞれの間に設けられた井戸層と、を含む。障壁層には、例えば、GaNの化合物半導体が用いられる。井戸層には、例えば、InGaNの化合物半導体が用いられる。障壁層がInを含む場合は、障壁層におけるInの組成比は、井戸層におけるInの組成比よりも低い。
The
第1半導体層10の厚さ(Z軸方向に沿う長さ)は、例えば、1μm以上10μm以下である。この例では、第1半導体層10の厚さは、例えば、5μmである。第2半導体層20の厚さは、例えば、5nm以上1000nm以下である。この例では、第2半導体層20の厚さは、例えば、100nmである。発光部30の厚さは、例えば、5nm以上1000nm以下である。この例では、発光部30の厚さは、例えば、200nmである。
The thickness (length along the Z-axis direction) of the
電極部40の少なくとも一部は、第1主面5a上に設けられる。この例では、電極部40は、第2半導体層20の上面20aの上、及び、第1主面5aの上に、設けられる。電極部40は、X−Y平面に沿って延びる成分を少なくとも有する。。電極部40は、第2半導体層20の上に延在する第1部分40aと、第1主面5aの上に延在する第2部分40bと、を含む。第2部分40bは、例えば、第1主面5aの突出部5tの上に延在する。
At least a part of the
電極部40は、例えば、第2半導体層20の上面20aに接触する。これにより、電極部40は、第2半導体層20に電気的に接続される。第2半導体層20と電極部40との間に、導電層を設けてもよい。第2半導体層20と電極部40との電気的な接続は、例えば、間に設けられた導電層などを介してもよい。以下、本明細書における「電気的な接続」は、直接接触している場合と、間に設けられた導電層などを介する場合と、を含む。
The
電極部40は、金属配線50を含む。金属配線50は、第2半導体層20の上面20aの外縁20bに沿う外縁部50aと、外縁部50aと接続され外縁部50aで囲まれた領域内に延びる内側部50bと、を含む。この例では、金属配線の外縁部50aは、上面20aの外縁20bよりも内側に設けられる。このため、外縁部50aは、第1主面5aの突出部5tの部分を除いて、第2半導体層20に重なる。金属配線50には、例えば、Ni、Cu、Al、Au、Pd、Pb、Zn、Sn、Fe、Ti、及び、Agの少なくともいずれかが用いられる。
The
外縁部50aは、例えば、外縁20bに沿う矩形の環状である。内側部50bは、例えば、外縁部50aの内側をX軸方向及びY軸方向に沿って網目状(または格子状)に仕切る。内側部50bの網目の向きは、X軸方向及びY軸方向に限ることなく、Z軸方向に対して垂直な任意の方向でよい。また、内側部50bの形状は、網目状(または格子状)に限らない。金属配線50は、外縁部50a及び内側部50bの少なくともいずれかを含む。
The
第1金属ピラー41は、第1半導体層10と対向して基板5に埋め込まれている。第1金属ピラー41は、Z軸方向に延びる柱状である。第1金属ピラー41は、基板5を貫通する。第1金属ピラー41は、第1半導体層10に電気的に接続される。第1金属ピラー41のX−Y平面に射影した面積は、積層体15のX−Y平面に射影した面積より大きくてもよい。これにより、例えば、放熱性を向上させることができる。
The
第2金属ピラー42は、電極部40と対向して基板5に埋め込まれている。第2金属ピラー42は、例えば、電極部40のうちの第2部分40bと対向する。第2金属ピラー42は、第1主面5aの突出部5tの部分に設けられる。第1主面5aの突出部5tは、第2金属ピラー42を配置するための部分である。これにより、積層体15及び第2金属ピラー42が、半導体発光素子110に効率良く配置される。これにより、発光部30の上面30aの面積を広くすることができる。
The
第2金属ピラー42は、Z軸方向に延びる柱状である。第2金属ピラー42は、基板5を貫通する。第2金属ピラー42は、電極部40(この例では金属配線50)に接触している。これにより、第2金属ピラー42は、電極部40に電気的に接続される。第2金属ピラー42は、電極部40を介して第2半導体層20に電気的に接続される。
The
第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42は、半導体発光素子110と外部の機器との電気的な接続に用いられる。この例では、第1金属ピラー41が、n側のカソードであり、第2金属ピラー42が、p側のアノードである。第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42には、例えば、Cuが用いられる。第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42は、複数設けてもよい。第2金属ピラー42は、円柱状でもよいし、角柱状でもよい。第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42は、Z軸方向に沿って延びる任意の形状でよい。
The
第2主面5bには、第1端子部61と、第2端子部62と、が設けられる。
第1端子部61は、第1金属ピラー41と対向して配置される。この例では、第1端子部61は、第1金属ピラー41と接触している。これにより、第1端子部61は、第1金属ピラー41に電気的に接続される。
A
The first
第2端子部62は、第2金属ピラー42と対向して配置される。この例では、第2端子部62は、第2金属ピラー42と接触している。これにより、第2端子部62は、第2金属ピラー42に電気的に接続される。第2端子部62のX−Y平面に射影した面積は、第2金属ピラー42のX−Y平面に射影した面積よりも大きい。これにより、第2金属ピラー42に対する電気的な接続が容易になる。第1端子部61及び第2端子部62には、例えば、Ti及びNiAuの少なくともいずれかが用いられる。
The
第1金属ピラー41と第1半導体層10との間には、反射層63が設けられる。反射層63は、例えば、発光部30から放出される光に対する光反射性と、導電性と、を有する。発光光に対する反射層63の反射率は、基板5の反射率よりも高い。第1金属ピラー41は、例えば、反射層63を介して第1半導体層10と電気的に接続される。反射層63は、発光部30から第1半導体層10側に向かって放出される光を反射させることにより、光の取り出し効率を向上させる。反射層63のZ軸方向に見た形状は、第1金属ピラー41のZ軸方向に見た形状と実質的に同じである。反射層63には、例えば、銀、アルミニウム及びパラジウムの少なくともいずれかが用いられる。反射層63の膜厚は、例えば、50nm以上600nm以下である。この例において、反射膜63の膜厚は、例えば、200nmである。これにより、反射層63において、発光部30から放出される光に対する光反射性を確保することができる。反射層63と第1半導体層10との間に、導電性の下地層を、さらに設けてもよい。反射層63と第1金属ピラー41との間に、導電性のバリア層を、さらに設けてもよい。バリア層には、例えば、NiやTiなどを用いることができる。
A
この例では、底面44aと第1半導体層10との間に、バッファ層64が設けられている。バッファ層64は、例えば、第1半導体層10の膜質を向上させる。第1半導体層10が窒化物半導体を含む場合、バッファ層64には、例えば、GaNが用いられる。バッファ層64の電気抵抗が比較的低く設定される。バッファ層64は、省略しても良い。
In this example, a
この例では、第2半導体層20の上面20aの上、電極部40の上、及び、第1主面5aの上に、絶縁層65が設けられる。絶縁層65は、例えば、絶縁性と光透過性とを有する。絶縁層65は、例えば、発光部30から放出される光を透過させる。絶縁層65は、例えば、積層体15を保護する。絶縁層65は、例えば、電極部40を覆って絶縁する。絶縁層65には、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン窒化膜、リン・シリケート・ガラス(PSG)、または、ボロン・リン・シリケート・ガラス(BPSG)などが用いられる。絶縁層65の形成には、例えば、CVD、蒸着またはスパッタなどが用いられる。絶縁層65は、必要に応じて設けられる。絶縁層65は、省略可能である。
In this example, the insulating
絶縁層65の上には、波長変換層66が設けられる。波長変換層66は、第2半導体層20の上側において、積層体15を覆う。波長変換層66は、例えば、発光部30の発光光の少なくとも一部を吸収し、発光光のピーク波長とは異なるピーク波長の光を放出する。すなわち、波長変換層66は、発光部30から放出された光のピーク波長を変換する。波長変換層66は、例えば、発光光のピーク波長とは異なる複数のピーク波長の光を放出してもよい。波長変換層66には、例えば、蛍光体層が用いられる。波長変換層66は、例えば、放出する光のピーク波長が異なる複数の蛍光体層の積層体としてもよい。
A
発光部30の発光光は、例えば、紫外光、紫色光または青色光であり、波長変換層66から放出される光は、例えば、黄色光、青色光、または赤色光または緑色光である。波長変換層66から放出される光と、発光光と、の合成光は、例えば、実質的に白色光である。合成光は、例えば、黄色光、赤色光、緑色光または青色光でもよい。なお、図1(b)では、図を見やすくするために、絶縁層65及び波長変換層66を省略している。
The light emitted from the
半導体発光素子110の使用時には、第1端子部61(第1金属ピラー41)と、第2端子部62(第2金属ピラー42)との間に電圧を印加する。これにより、発光部30に電流が供給され、発光部30から光が放出される。この電流は、積層体15を積層方向に沿って流れる。すなわち、半導体発光素子110は、縦通電型の半導体発光素子である。これにより、高い発光効率が得やすくなる。
When the semiconductor
半導体発光素子110では、第2半導体層20の上面20aが、光取り出し面となる。すなわち、この例では、発光部30から放出される光は、上面20aから半導体発光素子110の外部に出射する。
In the semiconductor
半導体発光素子110においては、電極部40の第1部分40aと第1金属ピラー41とが対向し、発光部30に対して縦方向(Z軸方向)に電流を供給することができる。さらに、半導体発光素子110においては、第2半導体層20の上に設けられた金属配線50により、第2半導体層20の上面20a内で電流を広げることができる。これにより、半導体発光素子110においては、例えば横通電型の半導体発光素子よりも高い発光効率が得られる。
In the semiconductor
例えば、基板5に凹部44を形成することなく、第1主面5aの上に、積層体15を形成する構成も考えられる。この構成では、第2半導体層20の上に延在する電極部40を形成する際に、積層体15の側面15sにおいて、第1半導体層10と第2半導体層20とが導通してしまう。このため、凹部44を形成しない構成においては、積層体15と電極部40との間に、絶縁層を設ける必要がある。
For example, the structure which forms the
半導体発光素子110においては、発光部30と第2半導体層20との界面45が、第1主面5aよりも下に位置する。そして、側面15sが、絶縁性の側面44sに覆われる。これにより、半導体発光素子110においては、第2半導体層20の上に延在する電極部40を形成する場合にも、積層体15の側面15sにおいて、第1半導体層10と第2半導体層20との導通が抑制できる。半導体発光素子110では、積層体15と電極部40との間に絶縁層を設けなくても高い絶縁性が得られる。これにより、半導体発光素子110の構成は簡単であり、例えば製造コストが抑えられる。
In the semiconductor
以下、半導体発光素子110の製造方法の例を説明する。
図3(a)〜図3(j)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する模式的断面図である。
図3(a)に表したように、例えば、リソグラフィ処理及びエッチング処理により、例えば、シリコン基板に凹部44を設け、基板5を形成する。本体部5mの第1主面5a、第2主面5b、底面44a、及び、側面44sの部分に、絶縁膜6を形成する。絶縁膜6の形成には、例えば、CVD、スパッタリング、及び、熱酸化処理などが用いられる。
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the semiconductor
FIG. 3A to FIG. 3J are schematic cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3A, the
図3(b)に表したように、例えば、成膜処理、リソグラフィ処理及びエッチング処理により、第1主面5aの上に、保護膜68を形成する。保護膜68は、凹部44の底面44aを除いて設けられる。保護膜68は、例えば、底面44aの上に積層体15を選択的に結晶成長させるための膜である。保護膜68には、例えば、SiO2が用いられる。
As shown in FIG. 3B, the
図3(c)に表したように、底面44aの上に、バッファ層64(例えばGaN層)を形成する。バッファ層64の上に、第1半導体層10(例えばn形GaN層)と、発光部30(例えばGaN層とInGaN層との積層膜)と、第2半導体層20(例えばp形GaN層)と、を、この順に積層し、積層体15を形成する。バッファ層64、第1半導体層10、第2半導体層20及び発光部30の形成には、例えば、有機金属気層成長(MOCVD)法が用いられる。これにより、例えば、シリコンを含む基板5の上に、窒化物半導体を含む結晶層がエピタキシャル成長される。
As shown in FIG. 3C, a buffer layer 64 (for example, a GaN layer) is formed on the
図3(d)に表したように、保護膜68を除去する。第2半導体層20の上面20aの上、及び、第1主面5aの上に、電極部40を形成する。例えば、電極部40として、金属配線50を形成する。金属配線50は、例えば、スパッタリングによって形成する。
As shown in FIG. 3D, the
図3(e)に表したように、第2半導体層20の上面20a、電極部40及び第1主面5aの上に、絶縁層65を形成する。絶縁層65は、例えば、スパッタリングまたはCVDによって形成する。前述のように、絶縁層65は、省略可能である。従って、絶縁層65を形成するプロセスは、必要に応じて行われ、省略可能である。
As illustrated in FIG. 3E, the insulating
図3(f)に表したように、第1貫通孔71と、第2貫通孔72と、を基板5に形成する。第1貫通孔71は、基板5のうちの、第1半導体層10と対向する部分に形成される。第1貫通孔71は、例えば、基板5の第2主面5bの側から第1半導体層10に到達するまでエッチングを行うことによって形成される。第1貫通孔71の形成により、バッファ層64の一部が除去される。第2貫通孔72は、基板5のうちの、電極部40の第2部分40bと対向する部分に形成される。第2貫通孔72は、例えば、基板5の第2主面5bの側から第1主面5aに到達するまでエッチングを行うことによって形成される。第1貫通孔71の内壁及び第2貫通孔72の内壁に、絶縁膜6を形成する。第1貫通孔71及び第2貫通孔72は、同時に形成してもく、別々に形成してもよい。
As shown in FIG. 3F, the first through
図3(g)に表したように、第1半導体層10のうちの、第1貫通孔71によって露呈された部分に、反射層63を形成する。反射層63は、例えば、スパッタリングによって形成される。これにより、反射層63のZ軸方向に見た形状が、第1金属ピラー41のZ軸方向に見た形状と実質的に同じになる。
As shown in FIG. 3G, the
図3(h)に表したように、第1貫通孔71に、例えば、銅を埋め込むことにより、第1金属ピラー41を形成する。第2貫通孔72に、例えば、銅を埋め込むことにより、第2金属ピラー42を形成する。第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42は、同時に形成してもよく、別々に形成してもよい。
As illustrated in FIG. 3H, the
図3(i)に表したように、第2主面5bに、第1端子部61と、第2端子部62と、を形成する。このように、半導体発光素子110においては、光取り出し面である第2半導体層20の上面20aと反対側の第2主面5b側に、外部機器との接続端子が設けられる。
As shown in FIG. 3I, the first
図3(j)に表したように、絶縁層65の上に、波長変換層66を形成する。
絶縁層65を省略する場合には、第2半導体層20の上面20a、電極部40及び第1主面5aの上に、波長変化層66を形成する。
以上により、半導体発光素子110が完成する。
As shown in FIG. 3J, the
When the insulating
Thus, the semiconductor
図4は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示するフローチャートである。
図4に表したように、本製造方法は、基板5と積層体15とを準備するステップS110と、電極部40を形成するステップS120と、第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42を形成するステップS130と、を含む。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
As shown in FIG. 4, in the present manufacturing method, step S <b> 110 for preparing the
ステップS110は、例えば、基板5を形成する処理と、積層体15を形成する処理と、をさらに含むことができる。ステップS110は、例えば、予め製造された基板5及び積層体15において、電極部40を形成できる状態にすることを含む。ステップS120とステップS130との順序は、技術的に可能な範囲で入れ替えることができる。
Step S110 can further include, for example, a process of forming the
ステップS110では、例えば、図3(a)〜図3(c)に関して説明した処理を実施する。ステップS120では、例えば、図3(d)に関して説明した処理を実施する。ステップS130では、例えば、図3(f)及び図3(h)に関して説明した処理を実施する。
これにより、高効率の半導体発光素子110が製造される。
In step S110, for example, the processing described with reference to FIGS. 3A to 3C is performed. In step S120, for example, the processing described with reference to FIG. In step S130, for example, the processing described with reference to FIGS. 3F and 3H is performed.
Thereby, the highly efficient semiconductor
図5(a)〜図5(d)は、第1の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的上面図である。
図5(a)に表したように、外縁部50aは、例えば、環状の一部を途切れさせた形状でもよい。この際、外縁部50aは、第2金属ピラー42との接触部分からなるべく離れた位置で途切れさせることが好ましい。図5(a)に表したように、内側部50bは、例えば、一部を途切れさせた形状でもよい。この際、内側部50bは、例えば、外縁部50aとの接触部分からなるべく離れた位置で途切れさせることが好ましい。図5(b)に表したように、内側部50bの形状は、ストライプ状でもよい。図5(c)に表したように、内側部50cの形状は、スパイラル状でもよい。図5(d)に表したように、外側部50a及び内側部50bは、例えば、波状に湾曲していてもよい。また、外側部50a及び内側部50bは、例えば、ジグザグ状に屈曲していてもよい。
FIG. 5A to FIG. 5D are schematic top views illustrating the configuration of another semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
As illustrated in FIG. 5A, the
図6(a)〜図6(c)は、第1の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的上面図である。
図6(a)〜図6(c)においては、図を見やすくするために、電極部40、絶縁層65及び波長変換層66の図示を省略している。
図6(a)に表したように、半導体発光素子112においては、積層体15のZ軸方向に見た形状は、矩形状である。半導体発光素子112においては、第1主面5aは、枠部5wにより形成されている。半導体発光素子112においては、矩形状の底面44aが形成される。この底面44aに結晶成長させることで、Z軸方向に見た形状が矩形状の積層体15を形成することができる。
FIG. 6A to FIG. 6C are schematic top views illustrating the configuration of another semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
In FIG. 6A to FIG. 6C, the
As shown in FIG. 6A, in the semiconductor
図6(b)に表したように、半導体発光素子114においては、複数の第2金属ピラー42が設けられる。
As shown in FIG. 6B, the semiconductor
図6(c)に表したように、半導体発光素子116において、第1主面5aに複数の突出部5tが設けられる。そして、複数の突出部5tのそれぞれに第2金属ピラー42を設けてもよい。第2金属ピラー42は、円柱状でもよいし、角柱状でもよい。
As shown in FIG. 6C, in the semiconductor
図7(a)及び図7(b)は、第1の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
図7(a)は、模式的断面図であり、図7(b)は、模式的底面図である。図7(a)は、図7(b)のB1−B2線断面を模式的に示す。
図7(a)及び図7(b)に表したように、半導体発光素子118は、基板5と第1端子部61との間、及び、基板5と第2端子部62との間に、絶縁層75が設けられている。絶縁層75は、第2主面5bの上に設けられる。
FIG. 7A and FIG. 7B are schematic views illustrating the configuration of another semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view, and FIG. 7B is a schematic bottom view. FIG. 7A schematically shows a cross section taken along line B1-B2 of FIG.
As shown in FIG. 7A and FIG. 7B, the semiconductor
絶縁層75は、第1金属ピラー41の一部を露呈させる第1開口75aと、第2金属ピラー42を露呈させる第2開口75bと、を含む。この例において、第1端子部61は、第1開口75aを介して第1金属ピラー41と電気的に接続される。第2端子部62は、第2開口75bを介して第2金属ピラー42と電気的に接続される。この例において、第2端子部62の一部は、X−Y平面に射影したときに、第1金属ピラー41の一部と重なる。絶縁層75は、X−Y平面に射影したときに重なる第2端子部62の一部と第1金属ピラー41の一部との間に少なくとも設けられ、第2端子部62と第1金属ピラー41とを電気的に絶縁する。
The insulating
このように、絶縁層75を設けることによって、例えば、半導体発光素子110の構成に比べて、第2端子部62の面積を広くすることができる。これにより、例えば、第2端子部62に対する半田付けをより適切に行うことができる。これにより、例えば、半導体発光素子118の利便性が向上する。例えば、半導体発光素子118の信頼性を向上させることができる。
Thus, by providing the insulating
図8(a)及び図8(b)は、第1の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
図8(a)は、模式的断面図であり、図8(b)は、模式的上面図である。図8(a)は、図8(b)のC1−C2線断面を模式的に示す。
図8(a)及び図8(b)に表したように、本実施形態の別の半導体発光素子120は、後退部(この例では第1後退部81と、第2後退部82と、)を含む。
第1後退部81及び第2後退部82は、基板5の側面5sの一部に設けられる。第1後退部81は、例えば、基板5の1つの側面5sに1つまたは複数設けられる。第1後退部81は第2主面5bに連続している。
FIG. 8A and FIG. 8B are schematic views illustrating the configuration of another semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view, and FIG. 8B is a schematic top view. FIG. 8A schematically shows a cross section taken along line C1-C2 of FIG.
As shown in FIG. 8A and FIG. 8B, another semiconductor
The
第2後退部82は、例えば、基板5のうちの、突出部5tが形成された角部に設けられる。第2後退部82は、例えば、基板5の連続する2つの側面5sに、連続して設けられる。第2後退部82は、基板5の第2主面5bに連続している。
For example, the second receding
この例では、第1端子部61は、基板5の側面5sに露出する側面部61sを含む。側面部61sは、例えば、第1後退部81と対向する。第2端子部62は、基板5の側面5sに露出する側面部62sを含む。側面部62sは、例えば、第2後退部82と対向する。また、この例では、第1後退部81の部分及び第2後退部82の部分にも絶縁膜6が設けられる。
In this example, the first
第1端子部61と基板5との間には、下地となる第1導電層83が設けられる。第2端子部62と基板5との間には、下地となる第2導電層84が設けられる。第1導電層83及び第2導電層84には、例えば、銅が用いられる。
A first
このように、半導体発光素子120においては、第1端子部61及び第2端子部62は、それぞれ、側面5sに露出する側面部61s及び側面部62sを含む。これにより、半導体発光素子120においては、外部機器との電気的な接続を、より適切に行うことができる。例えば、半導体発光素子120と外部機器とをハンダ付けする場合に、第2主面5b側に露出する第1端子部61及び第2端子部62に塗布したハンダの一部が、側面部61s及び側面部62sに現れる。これにより、例えば、第1端子部61及び第2端子部62にハンダが適切に接合されていることを確認することができる。
Thus, in the semiconductor
以下、半導体発光素子120の製造方法の例を説明する。
図9(a)〜図9(c)は、第1の実施形態に係る別の半導体発光素子の製造方法を例示する模式的断面図である。
半導体発光素子120の製造方法においては、第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42を形成するまでの手順は、半導体発光素子110の製造方法と実質的に同じとすることができる(図3(h)参照)。
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the semiconductor
FIG. 9A to FIG. 9C are schematic cross-sectional views illustrating another method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
In the method for manufacturing the semiconductor
図9(a)に表したように、第1金属ピラー41及び第2金属ピラー42が形成された基板5に、第1後退部81及び第2後退部82を形成する。例えば、リソグラフィ処理及びエッチング処理により、第2主面5b側からエッチングを行う。これにより、基板5に第1後退部81及び第2後退部82が形成される。第1後退部81及び第2後退部82は、同時に形成してもよく、個別に形成してもよい。この後、第1後退部81の部分及び第2後退部82の部分に、絶縁膜6を形成する。
As shown in FIG. 9A, the first receding
図9(b)に表したように、第2主面5bの側に、第1導電層83及び第2導電層84を形成する。例えば、スパッタリングにより、第2主面5bの側に、銅を含む導電膜を堆積させる。この導電膜を、リソグラフィ処理及びエッチング処理によってパターニングする。これにより、第1導電層83及び第2導電層84が形成される。第1導電層83及び第2導電層84は、同時に形成してもよく、個別に形成してもよい。
As shown in FIG. 9B, the first
図9(c)に表したように、第1導電層83の上に、第1端子部61を形成する。第2導電層84の上に、第2端子部62を形成する。図3(j)に関して説明したように、絶縁層65の上に、波長変換層66を形成する。
以上により、半導体発光素子120が完成する。
As shown in FIG. 9C, the first
Thus, the semiconductor
図10(a)及び図10(b)は、第1の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
図10(a)は、模式的平面図であり、図10(b)は、模式的底面図である。
図10(a)及び図10(b)に表したように、半導体発光素子122は、2つの第2金属ピラー42を有する。半導体発光素子122は、2つの第2金属ピラー42に対応する2つの第2後退部82を有する。半導体発光素子122は、2つの第2後退部82に対応する2つの第2端子部62を有する。この例では、2つの第2端子部62のそれぞれの側面部62sが、基板5の1つの側面5sに露出する。また、この例では、第1端子部61が、3つの側面部61sを含む。
FIG. 10A and FIG. 10B are schematic views illustrating the configuration of another semiconductor light emitting element according to the first embodiment.
FIG. 10A is a schematic plan view, and FIG. 10B is a schematic bottom view.
As illustrated in FIGS. 10A and 10B, the semiconductor
こうすれば、例えば、p側の端子とn側の端子とを区別し易くさせることができる。例えば、半導体発光素子122の利便性を向上させることができる。側面部61s及び側面部62sの数は、上記に限ることなく、任意の数でよい。この例では、側面部61sの数を側面部62sの数よりも多くしたが、側面部62sの数を側面部61sの数より多くしてもよい。また、この例では、側面部61sの数と側面部62sの数との差が1つであるが、側面部61sの数と側面部62sの数との差は、2つ以上でもよい。
In this way, for example, the p-side terminal and the n-side terminal can be easily distinguished. For example, the convenience of the semiconductor
(第2の実施形態)
図11(a)及び図11(b)は、第2の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
図11(a)は、模式的断面図であり、図11(b)は、模式的上面図である。図11(a)は、図11(b)のD1−D2線断面を模式的に示す。
図11(a)及び図11(b)に表したように、半導体発光素子210は、電極部40において、透明導電層52を含む。透明導電層52は、導電性と光透過性とを有する。発光光に対する透明導電層52の透過率は、基板5の透過率よりも高い。また、積層体15の透過率よりも高くても良い。透明導電層52には、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)などが用いられる。
(Second Embodiment)
FIG. 11A and FIG. 11B are schematic views illustrating the configuration of the semiconductor light emitting element according to the second embodiment.
FIG. 11A is a schematic cross-sectional view, and FIG. 11B is a schematic top view. Fig.11 (a) shows typically the D1-D2 line cross section of FIG.11 (b).
As illustrated in FIG. 11A and FIG. 11B, the semiconductor
透明導電層52は、例えば、第2半導体層20の上面20aの外縁20bよりも内側に設けられる。この例では、透明導電層52は、外縁20bに沿う矩形の環状である。透明導電層52の一部は、第2半導体層20の上に延在する。透明導電層52は、第2半導体層20と接触する。透明導電層52は、第2半導体層20に電気的に接続される。透明導電層52の一部は、例えば、第1主面5aの突出部5tの上に延在する。透明導電層52は、第2金属ピラー42と接触する。透明導電層52は、第2金属ピラー42に電気的に接続される。
The transparent
電極部40に透明導電層52を用いた場合にも、半導体発光素子110と同様に、縦方向に電圧を印加することができる。また、第2半導体層20の上に設けられた透明導電層52により、第2半導体層20の上面20a内で電流を広げることができる。半導体発光素子210においても、高い発光効率が得られる。
Even when the transparent
半導体発光素子210を製造する場合は、例えば、図3(d)に関して説明した処理において、電極部40として透明導電層52を形成する。例えば、透明導電層52となるITO膜をスパッタ法などにより形成し、所定の形状に加工して透明導電層52が得られる。この後、半導体発光素子110と実質的に同じ手順により、半導体発光素子210を製造することができる。
When the semiconductor
図12(a)〜図12(c)は、第2の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的上面図である。
図12(a)〜図12(c)においては、図を見やすくするために、絶縁層65及び波長変換層66の図示を省略している。
図12(a)に表したように、半導体発光素子212においては、透明導電層52の形状は、矩形状である。このように、透明導電層52の形状は、環状に限らない。半導体発光素子212における透明導電層52のX軸方向の幅(X軸方向に沿う長さ)は、例えば、外縁20bのX軸方向の幅と、実質的に同じである。半導体発光素子212における透明導電層52のY軸方向の幅(Y軸方向に沿う長さ)は、例えば、外縁20bのY軸方向の幅と、実質的に同じである。半導体発光素子212の透明導電層52の大きさは、例えば、上面20aの大きさと、実施的に同じサイズである。
FIG. 12A to FIG. 12C are schematic top views illustrating the configuration of another semiconductor light emitting element according to the second embodiment.
In FIG. 12A to FIG. 12C, the insulating
As shown in FIG. 12A, in the semiconductor
図12(b)に表したように、半導体発光素子214においては、透明導電層52のX軸方向の幅は、外縁20bのX軸方向の幅より大きく、第1主面5aのX軸方向の幅より小さい。透明導電層52のY軸方向の幅は、外縁20bのY軸方向の幅より大きく、第1主面5aのY軸方向の幅より小さくてもよい。透明導電層52の大きさは、上面20aより大きく、かつ第1主面5aより小さいサイズでもよい。
As shown in FIG. 12B, in the semiconductor
図12(c)に表したように、半導体発光素子216においては、透明導電層52のX軸方向の幅は、第1主面5aのX軸方向の幅と、実質的に同じである。透明導電層52のY軸方向の幅は、第1主面5aのY軸方向の幅と、実質的に同じでもよい。透明導電層52の大きさは、第1主面5aと、実質的に同じでもよい。
As shown in FIG. 12C, in the semiconductor
透明導電層52の形状は、環状及び矩形状に限ることなく、第2半導体層20の上面20aに電流を広げることが可能な任意の形状でよい。
The shape of the transparent
(第3の実施形態)
図13(a)及び図13(b)は、第3の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
図13(a)は、模式的断面図であり、図13(b)は、模式的上面図である。図13(a)は、図13(b)のE1−E2線断面を模式的に示す。
図13(a)及び図13(b)に表したように、半導体発光素子310においては、電極部40は、金属配線50と透明導電層52とを含む。半導体発光素子310において、透明導電層52は、例えば、金属配線50の上に設けられる。透明導電層52の上に、金属配線50を設けてもよい。
(Third embodiment)
FIG. 13A and FIG. 13B are schematic views illustrating the configuration of the semiconductor light emitting device according to the third embodiment.
FIG. 13A is a schematic cross-sectional view, and FIG. 13B is a schematic top view. Fig.13 (a) shows typically the E1-E2 line cross section of FIG.13 (b).
As shown in FIGS. 13A and 13B, in the semiconductor
半導体発光素子310においては、金属配線50と透明導電層52とにより、例えば電流を広げつつ光取り出し効率とを向上できる。これにより、半導体発光素子310において、高い発光効率が得られる。
In the semiconductor
半導体発光素子310を製造する場合は、例えば、図3(d)に関して説明した処理において、金属配線50を形成した後、金属配線50の上に、透明導電層52を形成する。それ以降は、半導体発光素子110と実質的に同じ手順により、半導体発光素子310を製造することができる。
When manufacturing the semiconductor
図14(a)〜図14(c)は、第3の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的上面図である。
図14(a)〜図14(c)においては、図を見やすくするために、絶縁層65及び波長変換層66の図示を省略している。
図14(a)に表したように、半導体発光素子312においては、金属配線50には、外縁部50aが設けられる。
FIG. 14A to FIG. 14C are schematic top views illustrating the configuration of another semiconductor light emitting element according to the third embodiment.
In FIG. 14A to FIG. 14C, the insulating
As shown in FIG. 14A, in the semiconductor
図14(b)に表したように、半導体発光素子314においては、外縁部50aと内側部50bとを含む金属配線50において、上面20aの外縁20bよりも外側に外縁部50aが設けられる。すなわち、外縁部50aは、第1主面5aの枠部5wの上に設けてもよい。
As shown in FIG. 14B, in the semiconductor
図14(c)に表したように、半導体発光素子316においては、金属配線50として、上面20aの外縁20bよりも外側に設けられた外縁部50aが用いられる。この場合、透明導電層52は、金属配線50と重なる形状を有する。発光部30から放出される光が、金属配線50によって遮られることを抑制することができる。一方、上面20aの外縁20bよりも内側に外縁部50aを設けた場合には、例えば、半導体発光素子のパッケージサイズを無駄に広げることなく、輝度を向上させることができる。
As shown in FIG. 14C, in the semiconductor
金属配線50の形状は、任意である。透明導電層52は、例えば、環状である。透明導電層52の形状は、矩形状でもよい。透明導電層52の形状、及び、大きさは、任意である。例えば、図5(d)で説明した波状に湾曲する金属配線50と、図12(c)で説明した第1主面5aと実質的に同じ大きさの透明導電層52と、を組み合わせて電極部40を形成してもよい。このように、電極部40は、上記各実施形態で説明した金属配線50と、上記各実施形態で説明した透明電極層52と、を任意に組み合わせて形成することができる。金属配線50には、例えば、図2(a)、図5(a)〜図5(d)、及び、図14(a)〜図14(c)で説明した形状を任意に用いることができる。透明導電層52には、例えば、図11(b)、図12(a)〜図12(c)、及び、図14(a)〜図14(c)で説明した形状を任意に用いることができる。
The shape of the
図15(a)〜図15(d)は、第3の実施形態に係る別の半導体発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。
図15(a)〜図15(d)は、図13(b)のE1−E2線断面に相当する。図15(a)〜図15(d)においては、電極部40、第1金属ピラー41、及び、第2金属ピラーは、省略されている。
図15(a)に表したように、絶縁膜6は、例えば、本体部5mとバッファ層64との間のみに設けてもよい。
FIG. 15A to FIG. 15D are schematic cross-sectional views illustrating the configuration of a part of another semiconductor light emitting element according to the third embodiment.
FIG. 15A to FIG. 15D correspond to a cross section taken along line E1-E2 of FIG. In FIG. 15A to FIG. 15D, the
As shown in FIG. 15A, the insulating
図15(b)に表したように、絶縁膜6は、底面44a上、及び、側面44s上に設けてもよい。この例では、積層体15の側面15sが、絶縁膜6によって覆われる。こうすれば、積層体15のリークが、より適切に抑えられる。
As shown in FIG. 15B, the insulating
図15(c)に表したように、基板5は、本体部5mと、絶縁膜6と、シリコン膜7と、を含んでもよい。シリコン膜7は、例えば、絶縁膜6の上に設けられる。シリコン膜7は、例えば、底面44aと対向する。シリコン膜7は、例えば、絶縁膜6とバッファ層64との間に設けられる。シリコン膜7は、例えば、単結晶シリコンを含む。シリコン膜7の膜厚は、例えば、1μm以上200μm以下である。
As shown in FIG. 15C, the
図15(d)に表したように、シリコン膜7は、例えば、底面44aと側面44sとに対向させてもよい。この例では、積層体15の側面15sが、シリコン膜7によって覆われる。このように、基板5は、例えば、バルクシリコンでもよいし、SOI基板でもよい。基板5は、例えば、凹部44において積層体15の結晶成長が可能であればよい。
As shown in FIG. 15D, the
実施形態によれば、高輝度の半導体発光素子及びその製造方法が提供される。 According to the embodiment, a semiconductor light emitting device with high brightness and a method for manufacturing the same are provided.
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、BxInyAlzGa1−x−y−zN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z≦1)なる化学式において組成比x、y及びzをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、N(窒素)以外のV族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。 In this specification, “nitride semiconductor” means B x In y Al z Ga 1-xyz N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z ≦ 1) Semiconductors having all compositions in which the composition ratios x, y, and z are changed within the respective ranges are included. Furthermore, in the above chemical formula, those further containing a group V element other than N (nitrogen), those further containing various elements added for controlling various physical properties such as conductivity type, and unintentionally Those further including various elements included are also included in the “nitride semiconductor”.
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。 In the present specification, “vertical” and “parallel” include not only strictly vertical and strictly parallel, but also include, for example, variations in the manufacturing process, and may be substantially vertical and substantially parallel. is good.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる、基板、積層体、第1半導体層、発光部、第2半導体層、電極部、第1金属ピラー、第2金属ピラー、金属配線及び透明導電層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, embodiments of the present invention are not limited to these specific examples. For example, each element included in a semiconductor light emitting device, such as a substrate, a laminate, a first semiconductor layer, a light emitting unit, a second semiconductor layer, an electrode unit, a first metal pillar, a second metal pillar, a metal wiring, and a transparent conductive layer With respect to the specific configuration, as long as a person skilled in the art can carry out the present invention in a similar manner and appropriately obtain the same effect by appropriately selecting from the well-known ranges, it is included in the scope of the present invention.
Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all semiconductor light-emitting devices and methods for manufacturing the same that can be implemented by those skilled in the art based on the semiconductor light-emitting devices and methods for manufacturing the same described above as embodiments of the present invention are also included in the gist of the present invention. As long as it is included, it belongs to the scope of the present invention.
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
5…基板、 5a…第1主面(上面)、 5b…第2主面、 5m…本体部、 5s…側面、 5t…突出部、 5w…枠部、 6…絶縁膜、 7…シリコン膜、 10…第1半導体層、 15…積層体、 15s…側面、 20…第2半導体層、 20a…上面、 20b…外縁、 30…発光部、 30a…上面、 30s…側面、 40…電極部、 40a…第1部分、 40b…第2部分、 41…第1金属ピラー、 42…第2金属ピラー、 44…凹部、 44a…底面、 44s…側面、 45…界面、 50…金属配線、 50a…外縁部、 50b…内側部、 52…透明導電層、 61…第1端子部、 61s…側面部、 62…第2端子部、 62s…側面部、 63…反射層、 64…バッファ層、 65…絶縁層、 66…波長変換層、 68…保護膜、 71…第1貫通孔、 72…第2貫通孔、 75…絶縁層、 75a…第1開口、 75b…第2開口、 81…第1後退部、 82…第2後退部、 83…第1導電層、 84…第2導電層、 110、112、114、116、118、120、122、210、212、214、216、310、312、314、316…半導体発光素子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記凹部内において前記凹部の底面の上に設けられた第1導電形の第1半導体層と、前記第1半導体層の上に設けられた発光部と、前記発光部の上に設けられた第2導電形の第2半導体層と、を含み、前記発光部と前記第2半導体層との界面が、前記上面よりも下に位置する積層体と、
少なくとも一部が前記上面上に設けられ、前記第2半導体層に電気的に接続される電極部と、
前記積層体の積層方向に沿って前記基板を貫通し、前記第1半導体層に電気的に接続される第1金属ピラーと、
前記積層方向に沿って前記基板を貫通し、前記電極部に電気的に接続される第2金属ピラーと、
を備えた半導体発光素子。 A substrate having an upper surface and a recess provided on the upper surface;
A first semiconductor layer of a first conductivity type provided on the bottom surface of the recess in the recess, a light emitting part provided on the first semiconductor layer, and a first semiconductor layer provided on the light emitting part. A stacked body in which an interface between the light emitting unit and the second semiconductor layer is located below the upper surface;
An electrode part provided on at least a part of the upper surface and electrically connected to the second semiconductor layer;
A first metal pillar penetrating the substrate along a stacking direction of the stacked body and electrically connected to the first semiconductor layer;
A second metal pillar that penetrates the substrate along the stacking direction and is electrically connected to the electrode portion;
A semiconductor light emitting device comprising:
前記凹部内において前記凹部の底面の上に設けられた第1導電形の第1半導体層と、前記第1半導体層の上に設けられた発光部と、前記発光部の上に設けられた第2導電形の第2半導体層と、を含み、前記発光部と前記第2半導体層との界面が、前記上面よりも下に位置する積層体と、
を準備する工程と、
前記上面上と前記第2半導体層上とに電極部を形成する工程と、
前記積層体の積層方向に沿って前記基板を貫通し前記第1半導体層に電気的に接続される第1金属ピラーを形成し、前記積層方向に沿って前記基板を貫通し前記電極部に電気的に接続される第2金属ピラーを形成する工程と、
を備えた半導体発光素子の製造方法。 A substrate having an upper surface and a recess provided on the upper surface;
A first semiconductor layer of a first conductivity type provided on the bottom surface of the recess in the recess, a light emitting part provided on the first semiconductor layer, and a first semiconductor layer provided on the light emitting part. A stacked body in which an interface between the light emitting unit and the second semiconductor layer is located below the upper surface;
The process of preparing
Forming an electrode portion on the upper surface and on the second semiconductor layer;
Forming a first metal pillar penetrating the substrate along the stacking direction of the stacked body and electrically connected to the first semiconductor layer; passing through the substrate along the stacking direction; Forming a second metal pillar to be connected electrically,
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising:
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