JP2016167504A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐電圧を向上できる半導体発光素子を提供する。【解決手段】実施形態によれば、半導体発光素子は、基体と、第1〜第3半導体層と、第1導電層と、第1、第2絶縁層と、を含む。第2半導体層は、第1半導体層と基体との間に設けられる。第3半導体層は、第1、第2半導体層の間に設けられる。第1導電層は、第2半導体層の一部と基体との間に設けられ、第2半導体層と電気的に接続される。第1絶縁層は、第2半導体層の別の一部と基体との間、及び、第1導電層と基体との間に設けられる。第2絶縁層は、第1絶縁層と基体との間に設けられる。第1導電層と重なる第1位置での第1絶縁層の第1厚さは、第1導電層と重ならない第2位置での第1絶縁層の第2厚さよりも薄い。第1位置での第2絶縁層の第3厚さと、第2位置での第2絶縁層の第4厚さと、の差の絶対値は、第1、第2厚さの差の絶対値よりも小さい。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの半導体発光素子において、耐電圧の向上が求められている。
本発明の実施形態は、耐電圧を向上できる半導体発光素子を提供する。
本発明の実施形態によれば、半導体発光素子は、基体と、第1〜第3半導体層と、第1導電層と、第1、第2絶縁層と、を含む。前記第1半導体層は、第1導電形の領域を含む。前記第2半導体層は、前記第1半導体層と前記基体との間に設けられ、第2導電形である。前記第3半導体層は、前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられる。前記第1導電層は、前記第2半導体層の一部と前記基体との間に設けられる。前記第1導電層は、前記第2半導体層と電気的に接続される。前記第1絶縁層は、前記第2半導体層の別の一部と前記基体との間、及び、前記第1導電層と前記基体との間に設けられる。前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層と前記基体との間に設けられる。前記第2半導体層から前記第1半導体層に向かう第1方向において前記第1導電層と重なる第1位置での前記第1絶縁層の第1厚さは、前記第1方向において前記第1導電層と重ならない第2位置での前記第1絶縁層の第2厚さよりも薄い。前記第1位置での前記第2絶縁層の第3厚さと、前記第2位置での前記第2絶縁層の第4厚さと、の差の第2絶対値は、前記第1厚さと前記第2厚さとの差の第1絶対値よりも小さい。
以下に、本発明の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。
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。
(第1の実施形態)
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子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を例示する模式的平面図である。
図1(a)は、図2のA1−A2線断面図である。図1(b)は、図1(a)の一部APを拡大して示している。図2は、図1(a)に示す矢印AAの方向からみた平面図である。図2において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
図1(a)及び図1(b)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子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を例示する模式的平面図である。
図1(a)は、図2のA1−A2線断面図である。図1(b)は、図1(a)の一部APを拡大して示している。図2は、図1(a)に示す矢印AAの方向からみた平面図である。図2において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
図1(a)、図1(b)及び図2に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子110は、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層50と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。
基体70として、例えば、Siなどの半導体基板が用いられる。基体70の例については、後述する。
第1半導体層10は、第1導電形の領域を含む。
第2半導体層20は、第1半導体層10と基体70との間に設けられる。第2半導体層20は、第2導電形である。
第2半導体層20は、第1半導体層10と基体70との間に設けられる。第2半導体層20は、第2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。第1導電形がp形であり、第2導電形がn形でも良い。以下の例では、第1導電形がn形であり、第2導電形がp形とする。
第3半導体層30は、第1半導体層10と第2半導体層20との間に設けられる。第3半導体層30は、例えば、活性層を含む。第3半導体層30は、例えば発光部である。第3半導体層30の例については、後述する。
第2半導体層20から第1半導体層10に向かう方向をZ軸方向(第1方向D1)とする。Z軸方向は、第2半導体層20と第1半導体層10とが積層される方向である。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。
第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30は、積層体15に含まれる。積層体15は、X−Y平面に沿って広がっている。
第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30は、例えば窒化物半導体を含む。
第1導電層50は、第2半導体層20の一部(第1部分20a)と、基体70との間に設けられる。
すなわち、第2半導体層20は、第1部分20aと、第2部分20bと、を含む。第2部分20bは、第1方向D1に対して交差する方向(例えば第2方向D2)において、第1部分20aと並ぶ。第1導電層50は、第2部分20bと基体70との間には、設けられていない。
第1導電層50は、第2半導体層20と電気的に接続される。
本明細書において、電気的に接続されている状態は、第1導体と第2導体とが直接接している状態を含む。さらに、電気的に接続されている状態は、第1導体と第2導体との間に第3導体が挿入されて、第3導体を介して第1導体及び第2導体の間に電流が流れる状態を含む。
第1導電層50の少なくとも一部は、第2半導体層20とオーミック接触する。第1導電層50は、光反射性である。
第1絶縁層81は、第2半導体層20の別の一部(第2部分20b)と、基体70と、の間(第1設置位置)、及び、第1導電層50と基体70との間(第2設置位置)に設けられる。
第2絶縁層82は、第1絶縁層81と基体70との間に設けられる。
第1絶縁層81及び第2絶縁層82は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、または、酸窒化シリコンなどを含む。これらの絶縁層の材料の例については、後述する。
この例では、半導体発光素子110には、第1パッド45と、第2パッド55と、が設けられている。
第1パッド45と第3半導体層30との間に、第1半導体層10が配置される。第1パッド45は、第1半導体層10と電気的に接続される。第1半導体層10がn形半導体である場合、第1パッド45は、n側パッドとなる。
図2に示すように、この例では、線状の電極46が設けられる。電極46は、第1パッド45と接続されている。電極46と第3半導体層30との間に、第1半導体層10が配置される。電極46は、例えば、電流を広げる機能を有する。
図1(a)に示すように、第1導電層50の一部(第1導電部分50a)は、第2半導体層20の上記の一部(第1部分20a)と、基体70との間に配置される。
第1導電層50の別の一部(第2導電部分50b)は、第2パッド55と基体70との間に配置される。
すなわち、第1導電層50の第1導電部分50aは、第1方向D1において第2半導体層20と重なる。一方、第1導電層50の第2導電部分50bは、第1方向D1において、第2半導体層20と重ならず、第1方向D1において第2パッド55と重なる。
第2パッド55は、第1導電層50の第2導電部分50bと電気的に接続される。
この例では、第1導電層50は、積層膜の構成を有する。
すなわち、第1導電層50は、第1金属層51と、第2金属層52と、を含む。第1金属層51は、第2金属層52の一部52aと第2半導体層20との間に設けられる。第1金属層51は、第1方向D1において、第1部分20aの一部20pと重なる。第1金属層51は、第1方向D1において、第1部分20aの別の一部20qと重ならない。第2金属層52は、第1方向D1において、一部20p及び一部20qと重なる。
すなわち、第1導電層50は、第1金属層51と、第2金属層52と、を含む。第1金属層51は、第2金属層52の一部52aと第2半導体層20との間に設けられる。第1金属層51は、第1方向D1において、第1部分20aの一部20pと重なる。第1金属層51は、第1方向D1において、第1部分20aの別の一部20qと重ならない。第2金属層52は、第1方向D1において、一部20p及び一部20qと重なる。
第1導電層50の上記の一部(第1導電部分50a)は、第1金属層51と、第2金属層52の上記の一部52aと、を含む。第1導電層50の上記の別の一部(第2導電部分50b)は、第2金属層52の別の一部52bを含む。
第1金属層51は、第2半導体層20とオーミック接触する。第2金属層52は、例えば、第1金属層51を覆い、第1金属層51を保護する。第2金属層52は、電流を広げる機能を有する。第2金属層52の上記の別の一部52bの上に、第2パッド55が設けられる。
第2パッド55の少なくとも一部は、第1方向D1(第2半導体層20から第1半導体層に向かうZ軸方向)と交差する方向(例えば第2方向)において、第1半導体層10、第3半導体層30及び第2半導体層20を含む積層体15の少なくとも一部と重なる。例えば、第2パッド55の少なくとも一部は、第2半導体層20の少なくとも一部と、第2方向において重なる。第2パッド55の少なくとも一部は、第2方向において、第3半導体層30の少なくとも一部と重なっても良い。第2パッド55の少なくとも一部は、第2方向D2において、第1半導体層10の少なくとも一部と重なっても良い。
この例では、第3金属層73がさらに設けられている。
第3金属層73は、基体70と第2絶縁層82との間に設けられる。第3金属層73は、例えば、第2絶縁層82と、基体70と、を接合する。第3金属層73は、例えば、接合層である。
第3金属層73は、基体70と第2絶縁層82との間に設けられる。第3金属層73は、例えば、第2絶縁層82と、基体70と、を接合する。第3金属層73は、例えば、接合層である。
第1パッド45と第2パッド55との間に電圧が印加される。これらのパッドから電流が供給され、積層体15(具体的には第3半導体層30)から光が放出される。
半導体発光素子110は、LEDである。第3半導体層30から放出された光(発光光)は、第1導電層50で反射し、半導体発光素子110の外部に出射する。第1半導体層10の表面が、光出射面となる。
半導体発光素子110においては、第1導電層50による段差部分において、第1絶縁層81の厚さに差が設けられている。一方、第2絶縁層82の厚さの差は、小さい。
図1(b)に示すように、第1絶縁層81は、第1方向D1において第1導電層50と重なる第1位置p1における厚さ(第1厚さt1)を有する。第1絶縁層81は、第1方向D1において第1導電層50と重ならない第2位置p2における厚さ(第2厚さt2)を有する。第1厚さt1は、第2厚さt2よりも薄い。
第2絶縁層82は、第1位置p1における厚さ(第3厚さt3)を有する。第2絶縁層82は、第2位置p2における厚さ(第4厚さt4)を有する。第3厚さt3と第4厚さt4との差は、小さい。
すなわち、第3厚さt3と第4厚さt4との差の絶対値(第2絶対値)は、第1厚さt1と第2厚さt2との差の絶対値(第1絶対値)よりも小さい。第1厚さt1〜第4厚さt4は、例えば第1方向D1に沿った長さである。第1位置p1及び第2位置p2は、X−Y平面内の位置である。
このように、第1導電層50による段差が、第1絶縁層81で緩和される。第1絶縁層81の第2絶縁層82と対向する面の段差は、第1導電層50による段差よりも小さい。
後述するように、第1導電層50の外縁などにより形成される段差部において、絶縁層の膜質が劣化し易いことが分かった。本願発明者はこの膜質の劣化に着目し、上記の半導体発光素子110の構成を導出している。
これに加えて、半導体発光素子110においては、第1導電層50の第1金属層51による段差部でも、第1絶縁層81の厚さに差が設けられている。
すなわち、図1(b)に示すように、第1導電層50として、第1金属層51と、第2金属層52と、が設けられている。
第1絶縁層81は、第1方向D1において第1金属層51と重なる第3位置p3における厚さ(第5厚さt5)を有する。第1絶縁層81は、第1方向D1において第1導電層50(この場合は第2金属層52)と重なり、第1方向D1において第1金属層51と重ならない第4位置p4における厚さ(第6厚さt6)を有する。第5厚さt5は、第6厚さt6よりも薄い。
第2絶縁層82は、第3位置p3における厚さ(第7厚さt7)を有する。第2絶縁層82は、第4位置p4における厚さ(第8厚さt8)を有する。第7厚さt7と第8厚さt8との差の絶対値(第4絶対値)は、第5厚さt5と第6厚さt6との差の絶対値(第3絶対値)よりも小さい。第5厚さt5〜第8厚さt8は、例えば第1方向D1に沿った長さである。第3位置p3及び第4位置p4は、X−Y平面内の位置である。
このように、第1金属層51による段差が、第1絶縁層81で緩和される。第1絶縁層81の第2絶縁層82と対向する面の段差は、第1金属層51による段差よりも小さい。
第1金属層51及び第2金属層52が設けられる場合、上記の第1厚さt1として、第5厚さt5及び第6厚さt6のいずれかを用いても良い。上記の第1厚さt1として、第5厚さt5及び第6厚さt6の平均を用いても良い。
第1金属層51及び第2金属層52が設けられる場合、上記の第2厚さt2として、第7厚さt7及び第8厚さt8のいずれかを用いても良い。上記の第2厚さt2として、第7厚さt7及び第8厚さt8の平均を用いても良い。
図3は、半導体発光素子を例示する顕微鏡写真像である。
図3は、参考例の半導体発光素子119の断面SEM像である。半導体発光素子119においては、上記の第1絶縁層81及び第2絶縁層82の代わりに、1層の絶縁膜89が設けられている。このような半導体発光素子119において、耐電圧が低い場合があることが分かった。
図3は、参考例の半導体発光素子119の断面SEM像である。半導体発光素子119においては、上記の第1絶縁層81及び第2絶縁層82の代わりに、1層の絶縁膜89が設けられている。このような半導体発光素子119において、耐電圧が低い場合があることが分かった。
図3に示すように、半導体発光素子119における絶縁膜89を観察すると、第1金属層51による段差部において、絶縁膜89において不連続部分89eが観察される。このような不連続部分89eにおいて、絶縁性が局部的に低いと考えられる。この不連続部分89eは、絶縁膜89を形成する際に、段差部おいて、異なる位置から成長した膜が合体した部分に対応すると考えられる。
すなわち、段差を有する表面に誘電体膜を形成すると、例えば、段差部における誘電体は、複数の成長方向により成長する。互いに異なる成長方向を有する膜が接する部分が生じる。この接する部分において、品質の悪い界面が生じる。この界面においては、品質が極端に悪い。例えば、この界面におけるエッチングレートは、非常に高い。この界面における耐電圧は、低い。半導体発光素子119においては、段差部の品質の悪い領域でリークが発生し易い。このため、耐電圧が低下し易い。
実施形態においては、第1絶縁層81により、段差を小さくし、その上に第2絶縁層82を設ける。例えば、第1絶縁層81で段差が小さくされているため、第2絶縁層82では、上記の不連続部分の発生が抑制される。
例えば、第1方向D1において第2絶縁層82が第1導電層50の外縁と重なる位置におけるエッチングレートは、第1方向D1において第2絶縁層82が第1導電層50の外縁と重なる位置とは異なる位置におけるエッチングレートと、実質的に同じである。
以下、第1絶縁層81及び第2絶縁層82の製造方法の例について説明する。
図4(a)〜図4(d)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一部を例示する工程順模式的断面図である。
図4(a)に示すように、第2半導体層20の一部の上に、第1金属層51が設けられている。第1金属層51を覆うように、第2金属層52が設けられている。第2金属層52及び第2半導体層20の上に、第1絶縁層81となる第1絶縁膜81fを形成する。
図4(a)〜図4(d)は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の一部を例示する工程順模式的断面図である。
図4(a)に示すように、第2半導体層20の一部の上に、第1金属層51が設けられている。第1金属層51を覆うように、第2金属層52が設けられている。第2金属層52及び第2半導体層20の上に、第1絶縁層81となる第1絶縁膜81fを形成する。
図4(b)に示すように、第1絶縁膜81fの上に、犠牲膜80rを形成する。犠牲膜80rは、例えば、レジスト(例えばフォトレジスト)である。例えば、フォトレジストの粘性、厚さ及び特性を適切に選ぶことで、フォトレジストの表面において、平坦な表面(例えば、スムーズな表面)が得られる。例えば、犠牲膜80rの厚さは、第1金属層51が設けられていない領域、第2金属層52が設けられていない領域、第1金属層51及び第2金属層52が設けられている領域と、で互いに異なる。
図4(c)に示すように、エッチバック処理を行う。例えば、ウエットエッチングまたはドライエッチングを行う。フォトレジストと第1絶縁膜81fとにおいて、エッチングレートが近い条件を用いる。フォトレジストが無くなるまでエッチングする。これにより、フォトレジストの平坦な表面が、第1絶縁膜81fに転写される。すなわち、犠牲膜80rが除去され第1絶縁膜81fが露出する時間は、上記の領域によって異なる。これにより、第1絶縁膜81fの上面は平坦化される。これにより、第1絶縁層81が形成される。
図4(d)に示すように、第2絶縁層82を形成する。第1絶縁層81の上面が平坦であるため、第2絶縁層82は平坦である。
図4(a)に例示した状態の第1絶縁膜81fにおいて、第1金属層51の有無による段差部、または、第2金属層52の有無による段差部で、上記の不連続部分が生じる可能性がある。しかしながら、この後に第1絶縁膜81fが平坦化され、その上に形成される第2絶縁層82においては、このような不連続部分の発生は抑制できる。これにより、本実施形態に係る半導体発光素子110においては、高い絶縁性が得られる。高い耐電圧が得られる。
上記の製造方法において、図4(b)に関して説明した犠牲膜80rを省略しても良い。このときは、図4(a)に示した状態で例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)処理などを行う。研磨剤、添加物、研磨剤の含有量、及び、添加物の濃度などが適切に設定される。このCMP処理により、第1絶縁膜81fの表面を平坦にすることができる。凸部の面積比が高い場合、処理条件及び処理時間を適切に設定する。
実施形態において、第1絶縁膜81fとして、SOG(Spin on Glass)を用いても良い。この場合、スピンコートにより第1絶縁膜81fが形成され、平坦な表面が得られる。SOGの材料の粘性、厚さ、加熱温度及び特性などが適正に設定される。第1導電層50のコンタクト特性への影響が抑制される。有機物のガスの離脱が抑制される。
これらの方法により、第1絶縁膜81fの上面を平坦化できる。この後、第2絶縁層82を形成する。
半導体発光素子110において、第2絶対値は、第2金属層52の厚さt52よりも小さい。第2絶対値は、例えば、第2金属層52の厚さt52の1/2以下である。第2絶対値は、例えば、第2金属層52の厚さt52の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第2絶対値は、第1金属層51の厚さt51よりも小さい。第2絶対値は、例えば、第1金属層51の厚さt51の1/2以下である。第2絶対値は、例えば、第1金属層51の厚さt51の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第1金属層51の厚さt51の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第1金属層51の厚さt51の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第1金属層51の厚さt51の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第1金属層51の厚さt51の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第2絶対値は、第1導電層50の厚さ(この場合は、第1金属層51の厚さと第2金属層52の厚さt52の計)よりも小さい。第2絶対値は、例えば、第1導電層50の厚さの1/2以下である。第2絶対値は、例えば、第1導電層50の厚さの0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第1導電層50の厚さの1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第1導電層50の厚さの1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第1導電層50の厚さの1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第1導電層50の厚さの1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第4絶対値は、第1金属層51の厚さt51よりも小さい。第4絶対値は、例えば、第1金属層51の厚さt51の1/2以下である。第4絶対値は、例えば、第1金属層51の厚さt51の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
第3絶対値と第4絶対値との差の絶対値は、第1金属層51の厚さt51の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第3絶対値は、第1金属層51の厚さt51の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
例えば、半導体発光素子110は、Thin Film型のLEDである。後述するように、半導体発光素子110においては、積層体15の結晶が成長用基板の上に成長された後に、積層体15が基体70と接合される。そして、成長用基板が除去される。成長用基板は厚く、成長用基板の熱容量は大きい。半導体発光素子110においては、成長用基板が除去されるため、半導体発光素子110の熱容量を小さくでき、放熱性を高めることができる。
図1(a)に示す例では、第1半導体層10の光出射面に、凹凸10dpが設けられている。すなわち、第1半導体層10は、第1面10aと第2面10bとを有する。第1面10aは、第3半導体層30の側の面である。第1面10aは、第3半導体層30に対向する。第2面10bは、第1面10aとは反対側の面である。第2面10bが、光出射面となる。第2面10bに、凹凸10dpが設けられる。凹凸10dpを設けることで、積層体15から効率良く光を取り出すことができる。
凹凸10dpの高さ(深さ)は、例えば、ピーク波長の0.5倍以上30倍以下である。凹凸10dpの高さ(深さ)は、例えば、0.2マイクロメートル(μm)以上2μm以下である。第1方向D1に対して垂直な方向(例えば第2方向D2でもよい)における凹凸10dpの凸部の幅は、例えば、ピーク波長の0.5倍以上30倍以下である。第3半導体層30から放出される光の強度は、ピーク波長において実質的にピーク(最高)となる。
半導体発光素子110においては、成長用基板が除去されるため、第1半導体層10の上面(光出射面、すなわち、第2面10b)と、第1導電層50との間の距離は短い。
例えば、第1導電層50と、第1半導体層10の第2面10bと、の間の距離t15は、1.5μm上30μm以下である。成長用基板が除去される構成により、距離t15をこのように短くできる。
例えば、距離t15は、第1導電層50と第2面10bとの間の最短の距離である。凹凸10dpが設けられている場合は、距離t15は、凹凸10dpの底部と第1導電層50との間の距離に対応する。この例では、距離t15は、第1パッド45と第1導電層50との間の距離(最短の距離)に対応する。
半導体発光素子110において、絶縁膜87がさらに設けられている。絶縁膜87は、積層体15の側面15sに設けられている。絶縁膜87は、積層体15の側面15sを覆う。積層体15の側面15sは、X−Y平面と交差する面である。絶縁膜87により、積層体15の側面15sを流れる電流が抑制でき、耐電圧を向上することができる。そして、高い信頼性が得られる。絶縁膜87は、例えば酸化シリコンを含む。絶縁膜87は、例えばプラズマCDV(Chemical Vapor Deposition)などにより形成される。
基体70は、例えば導電性である。基体70は、Siなどの半導体を含んでも良い。基体70は、金属を含んでも良い。基体70は、絶縁性でも良い。
第1金属層51は、例えば、銀及びロジウム少なくともいずれかを含む。第1金属層51は、銀合金を含んでも良い。第1金属層51として、例えば、銀層、ロジウム層、または、銀合金層が用いられる。これにより、高い光反射率が得られる。第1金属層51と第2半導体層20との間において、低いコンタクト抵抗が得られる。第1金属層51は、アルミニウムを含んでも良い。
第1金属層51の厚さt51は、例えば、10nm以上1000nm以下である。
第2金属層52は、例えば、Ni、Pt、Au及びTiの少なくともいずれかを含む。第2金属層52は、例えば、Ni含有領域と、Pt含有領域と、Au含有領域と、Ti含有領域と、を含む。Ti含有領域と第1金属層51との間に、Au含有領域が設けられる。Au含有領域と第1金属層51との間に、Pt含有領域が設けられる。Pt含有領域と第1金属層51との間に、Ni含有領域が設けられる。
第2金属層52は、例えば、反射性である。第2金属層52は、銀及びアルミニウムの少なくともいずれかを含んでも良い。
第2金属層52の厚さt52は、例えば、100nm以上10000nm以下である。
第1絶縁層81及び第2絶縁層82の少なくともいずれかは、例えば、シリコン、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム及びチタンからなる群から選択された少なくとも1つを含む酸化物を含む。第1絶縁層81及び第2絶縁層82の少なくともいずれかは、例えば、上記の群から選択された少なくとも1つを含む窒化物を含んでも良い。第1絶縁層81及び第2絶縁層82の少なくともいずれかは、上記の群から選択された少なくとも1つを含む酸窒化物を含んでも良い。
これらの絶縁層(第1絶縁層81及び第2絶縁層82の少なくともいずれか)が酸化シリコンを含む場合、光の吸収が少ない。そして、高い信頼性が得られる。これらの絶縁層が窒化シリコンを含む場合、高い熱伝導性が得られる。そして、低い熱抵抗が得られる。
第1絶縁層81及び第2絶縁層82が酸化シリコンを含む場合、これらの層の合計の厚さは、例えば、3μm以下が好ましい。この厚さを超えると、放熱性が低くなる。第1絶縁層81及び第2絶縁層82が窒化シリコンを含む場合、これらの層の合計の厚さは、例えば、20μm以下が好ましい。この厚さを超えると、放熱性が低くなる。
実施形態において、第1絶縁層81及び第2絶縁層82が酸化シリコンを含み、これらの層の合計の厚さが3μmである場合、3000Vを超える直流の耐電圧が得られる。
図5は、第1の実施形態に係る半導体発光素子の一部を例示する模式的断面図である。 図5は、積層体15を例示している。
図5に示すように、第3半導体層30は、複数の障壁層31と、複数の障壁層31どうしの間に設けられた井戸層32と、を含む。例えば、複数の障壁層31と、複数の井戸層32と、がZ軸方向に沿って交互に並ぶ。
図5に示すように、第3半導体層30は、複数の障壁層31と、複数の障壁層31どうしの間に設けられた井戸層32と、を含む。例えば、複数の障壁層31と、複数の井戸層32と、がZ軸方向に沿って交互に並ぶ。
井戸層32は、例えば、Alx1Ga1−x1−x2Inx2N(0≦x1≦1、0≦x2≦1、x1+x2≦1)を含む。障壁層31は、Aly1Ga1−y1−y2Iny2N(0≦y1≦1、0≦y2≦1、y1+y2≦1)を含む。障壁層31におけるバンドギャップエネルギーは、井戸層32におけるバンドギャップエネルギーよりも大きい。
例えば、第3半導体層30は、単一量子井戸(SQW:Single Quantum Well)構成を有する。このとき、第3半導体層30は、2つの障壁層31と、その障壁層31の間に設けられた井戸層32と、を含む。
例えば、第3半導体層30は、多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)構成を有しても良い。このとき、第3半導体層30は、3つ以上の障壁層31と、障壁層31どうしのそれぞれの間に設けられた井戸層32と、を含む。
第3半導体層30から放出される光(発光光)のピーク波長は、例えば、210ナノメートル(nm)以上780nm以下である。実施形態において、ピーク波長は任意である。
この例では、第1半導体層10は、第1導電形の領域11(例えばn形半導体層)と、低不純物濃度領域12と、を含む。第3半導体層30と低不純物濃度領域12との間に、第1導電形の領域11が設けられる。低不純物濃度領域12における不純物濃度は、第1導電形の領域11における不純物濃度よりも低い。低不純物濃度領域12における不純物濃度は、例えば、1×1017cm−3以下である。
第1半導体層10の第1導電形の領域11には、例えば、n形不純物を含むGaN層が用いられる。n形不純物には、Si、O、Ge、Te及びSnの少なくともいずれかが用いられる。第1導電形の領域11は、例えば、n側コンタクト層を含む。
低不純物濃度領域12には、例えば、ノンドープのGaN層が用いられる。低不純物濃度領域12は、Alを含む窒化物半導体(AlGaNまたはAlN)を含んでも良い。これらのGaN層、AlGaN層またはAlN層は、例えば、半導体層の結晶成長の際に用いられたバッファ層などを含んでも良い。
第2半導体層20には、例えば、p形不純物を含むGaN層が用いられる。p形不純物には、Mg、Zn及びCの少なくともいずれかが用いられる。第2半導体層20は、例えば、p側コンタクト層を含む。
第1導電形の領域11の厚さは、例えば、100nm以上10000nm以下である。 低不純物濃度領域12の厚さは、例えば、1nm以上10000nm以下である。
第1半導体層10の厚さは、例えば、100nm以上20000nm以下である。
第2半導体層20の厚さは、例えば、10nm以上5000nm以下である。
第3半導体層30の厚さは、例えば、0.3nm以上1000nm以下である。
障壁層31の厚さは、例えば、0.1nm以上500nm以下である。
井戸層32の厚さは、例えば、0.1nm以上100nm以下である。
第1半導体層10の厚さは、例えば、100nm以上20000nm以下である。
第2半導体層20の厚さは、例えば、10nm以上5000nm以下である。
第3半導体層30の厚さは、例えば、0.3nm以上1000nm以下である。
障壁層31の厚さは、例えば、0.1nm以上500nm以下である。
井戸層32の厚さは、例えば、0.1nm以上100nm以下である。
以下、半導体発光素子110の製造方法の例について説明する。
図6(a)〜図6(f)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工程順模式的断面図である。
図6(a)〜図6(f)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工程順模式的断面図である。
図6(a)に示すように、基板18(成長用基板)の上に、低不純物濃度膜12fを形成する。低不純物濃度膜12fは、例えばバッファ膜(例えば、Alを含む窒化物半導体膜の積層膜など)を含む。低不純物濃度膜12fは、さらに、ノンドープの窒化物半導体膜(ノンドープのGaN層など)を含んでも良い。低不純物濃度膜12fの上に、第1半導体膜11fを形成する。第1半導体膜11fは、第1半導体層10の少なくとも一部となる。低不純物濃度膜12fの少なくとも一部が、第1半導体層10の少なくとも一部となっても良い。第1半導体膜11fの上に、第3半導体層30となる第3半導体膜30fを形成する。第3半導体膜30fの上に、第2半導体層20となる第2半導体膜20fを形成する。これにより、積層膜15fが得られる。
これらの膜の形成においては、例えば、エピタキシャル結晶成長が行われる。例えば、有機金属気相堆積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)法、有機金属気相成長(Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy:MOVPE)法、分子線エピタキシー(Molecular Beam Epitaxy:MBE)法、及び、ハライド気相エピタキシー(Halide Vapor Phase Epitaxy:HVPE)法などが用いられる。
基板18には、例えば、Si、SiO2、AlO2、石英、サファイア、GaN、SiC及びGaAsのいずれかの基板が用いられる。基板18には、それらを組み合わせた基板を用いても良い。基板18の面方位は任意である。
図6(b)に示すように、第2半導体膜20fの上に、所定の形状の第1金属層51を形成する。第1金属層51は、例えば、銀膜である。この銀膜の厚さは、例えば約200nm(例えば150nm以上250nm以下)である。銀膜の形成後に、例えば、酸素を含む雰囲気中で熱処理(シンター処理)を行う。雰囲気中の酸素の割合は、例えば0.1%以上100%以下である。酸素を含む雰囲気中における不活性ガス(例えば窒素など)の割合は、0%以上99.9%以下である。熱処理の温度は、例えば約400℃(例えば350℃以上450℃以下)である。
第1金属層51(銀膜)の上、及び、第2半導体膜20fの上に、第2金属層52を形成する。第2金属層52として、例えば、Ni/Pt/Au/Tiの積層膜を形成する。この積層膜の厚さは、例えば、1μmである。
第1金属層51及び第2金属層52の形成には、例えば、E−gun蒸着法またはスパッタ法などが用いられる。これらの金属層の加工には、例えば、リフトオフ法またはウエットエッチングなどが用いられる。
その上に、第1絶縁層81及び第2絶縁層82を形成する。これらの絶縁層の形成には、例えば、図4(a)〜図4(b)に関して説明した工程が用いられる。
これらの絶縁層(誘電体層)として、酸化シリコンを用いると、リーク電流が特に低くできる。より高い耐電圧が得られる。これらの絶縁層として、窒化シリコンを用いると、特に高い放熱性が得られる。これらの絶縁層の合計の厚さは、例えば、0.1μm以上20μm以下である。第1絶縁層81の厚さは、例えば、0.05μm以上10μm以下である。第2絶縁層82の厚さは、例えば、0.05μm以上10μm以下である。絶縁層が薄いと、高い放熱性が得られる。絶縁層が厚いと、高い耐電圧が得られる。放熱性の高い膜と、耐電圧が高い膜と、を積層しても良い。これらの絶縁層の形成には、例えば、スパッタ法、E−gun蒸着法、CVD法、または、SOGを用いる方法が用いられる。
さらに、第3金属層73の一部となる金属膜73aを形成する。これにより、構造体15fsが形成される。
例えば、金属膜73aとして、第1Pt膜、第1Ti膜、第2Pt膜、第2Ti膜及び第1AuSn膜をこの順で形成する。これらの膜は、例えば、スパッタにより形成される。第1AuSn膜と第2絶縁層82との間に第2Ti膜が設けられる。第2Ti膜と第2絶縁層82との間に第2Pt膜が設けられる。第2Pt膜と第2絶縁層82との間に第1Ti膜が設けられる。第1Ti膜と第2絶縁層82との間に第1Pt膜が設けられる。金属膜73aの厚さは、例えば、約2μm(例えば1.5μm以上2.5μm以下)である。
図6(c)に示すように、対向基板75が用意される。対向基板75は、基体70と、基体70の上面に設けられた金属膜73bと、を含む。金属膜73bは、第3Ti膜、第3Pt膜、第4Ti膜及び第2AuSn膜を含む。第2AuSn膜と基体70との間に第4Ti膜が設けられる。第4Ti膜と基体70との間に第3Pt膜が設けられる。第3Pt膜と基体70との間に第3Ti膜が設けられる。金属膜73bの厚さは、例えば、約2μm(例えば1.5μm以上2.5μm以下)である。基体70の厚さは、例えば、約700μm(例えば500μm以上1000μm以下)である。
金属膜73bと金属膜73aとを接触させて、構造体15fsと対向基板75とが配置される。この状態で加熱し、金属膜73b及び金属膜73aを溶融させて接合する。加熱の温度は、例えば220℃以上300℃以下(例えば約280℃)である。加熱の時間は、例えば、3分以上10分以下(例えば約5分)である。
図6(d)に示すように、基板18を除去する。例えば、基板18がシリコン基板の場合は、除去には、研削及びドライエッチング(例えばRIE:Reactive Ion Etching)などが用いられる。例えば、基板18がサファイア基板の場合は、除去には、LLO(Laser Lift Off)などが用いられる。この例では、低不純物濃度膜12fの少なくとも一部が残っている。低不純物濃度膜12fの表面が露出する。実施形態において、低不純物濃度膜12fを除去しても良い。この場合は、第1半導体膜11fの表面が露出する。
図6(e)に示すように、低不純物濃度膜12fの表面、または、第1半導体膜11fの表面に凹凸10dpを形成する。例えば、酸を用いたウエット処理により、凹凸10dpが形成される。
積層膜15fの一部を除去する。除去には、例えばRIEまたはウエットエッチングなどが用いられる。積層膜15fから、積層体15が得られる。すなわち、第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30が形成される。第1導電層50の第2導電部分50b(第2金属層52の一部に対応)が露出する。
この後、絶縁膜87となる、例えばシリコン酸化膜を、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)により形成する。シリコン酸化膜の厚さは、例えば約100nm(例えば50nm以上200nm以下)である。
図6(f)に示すように、シリコン酸化膜の一部を除去し、除去により露出した領域に、第1パッド45及び第2パッド55を形成する。例えば、第1半導体層10の上に、第1パッド45を形成する。第1導電層50の第2導電部分50bの上に、第2パッド55を形成する。
ウェーハを所定の形状で分断する。これにより、半導体発光素子110が得られる。
上記の製造工程において、技術的に可能な範囲で、処理の順序を入れ替えても良い。適宜、アニール処理を行っても良い。
上記の製造工程において、技術的に可能な範囲で、処理の順序を入れ替えても良い。適宜、アニール処理を行っても良い。
例えば、複数の半導体発光素子となる積層体が1つのウェーハ上に形成され、分断することで、複数の半導体発光素子が得られる。分断のダイシングストリート上のパッシベーション(絶縁膜87)は除去してもよい。これにより、パッシベーションのクラックが抑制でき、歩留まりが向上する。
必要に応じて、基体70(例えばシリコン基板)の厚さを縮小する処理を行っても良い。例えば、研削などの処理により基体70の厚さを、例えば約150μm程度(例えば100μm以上200μm以下)にする。熱容量をさらに縮小することができる。
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を例示する模式的断面図である。
図7(b)は、図7(a)の一部APを拡大して示している。
図7(a)及び図7(b)に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子111も、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層50と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。これらの構成は、半導体発光素子110と同様なので説明を省略する。
図7(b)は、図7(a)の一部APを拡大して示している。
図7(a)及び図7(b)に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子111も、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層50と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。これらの構成は、半導体発光素子110と同様なので説明を省略する。
半導体発光素子111においては、第1導電層50に含まれる第1金属層51及び第2金属層52のパターンが、半導体発光素子110とは異なっている。
第1金属層51の一部51aは、第2金属層52と第2半導体層20との間に設けられる。第1金属層51の別の一部51bは、第2金属層52と第1方向D1において重ならない。
図7(b)に示すように、第1絶縁層81は、第1方向D1において第1金属層51の上記の一部51aと重なる第3位置p3における厚さ(第5厚さt5)を有する。第1絶縁層81は、第1方向D1において第1金属層51と重なり第1方向D1において第2金属層52と重ならない第4位置p4における厚さ(第6厚さt6)を有する。第6厚さt6は、第1方向D1において第1金属層51の別の一部51bと重なる位置における第1絶縁層81の厚さである。第5厚さt5は、第6厚さt6よりも薄い。
第2絶縁層82は、第3位置p3における厚さ(第7厚さt7)を有する。第2絶縁層82は、第4位置p4における厚さ(第8厚さt8)を有する。第8厚さt8は、第1方向D1において第1金属層51の別の一部51bと重なる位置における第2絶縁層82の厚さである。
第7厚さt7と第8厚さt8との差の絶対値(第4絶対値)は、第5厚さt5と第6厚さt6との差の絶対値(第3絶対値)よりも小さい。第5厚さt5〜第8厚さt8は、例えば第1方向D1に沿った長さである。第3位置p3及び第4位置p4は、X−Y平面内の位置である。
半導体発光素子111においては、半導体発光素子110と同様に、第3厚さt3と第4厚さt4との差の絶対値(第2絶対値)は、第1厚さt1と第2厚さt2との差の絶対値(第1絶対値)よりも小さい。
半導体発光素子111においても、金属層による段差が、第1絶縁層81で平坦化される。半導体発光素子111においても、高い絶縁性が得られる。高い耐電圧が得られる。
半導体発光素子111において、第2絶対値は、第2金属層52の厚さt52よりも小さい。第2絶対値は、例えば、第2金属層52の厚さt52の1/2以下である。第2絶対値は、例えば、第2金属層52の厚さt52の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
第4絶対値は、第2金属層52の厚さt52よりも小さい。第4絶対値は、例えば、第2金属層52の厚さt52の1/2以下である。第4絶対値は、例えば、第2金属層52の厚さt52の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
第3絶対値と第4絶対値との差の絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第3絶対値は、第2金属層52の厚さt52の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
(第2の実施形態)
図8(a)及び図8(b)は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図9は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的平面図である。
図8(a)は、図9のB1−B2線断面図である。図8(b)は、図8(a)の一部APを拡大して示している。図9は、図8(a)に示す矢印AAの方向からみた平面図である。図9において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
図8(a)及び図8(b)は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図9は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的平面図である。
図8(a)は、図9のB1−B2線断面図である。図8(b)は、図8(a)の一部APを拡大して示している。図9は、図8(a)に示す矢印AAの方向からみた平面図である。図9において、一部の要素を透視した状態を破線で表示している。
図8(a)、図8(b)及び図9に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子120は、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層50と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。
第1半導体層10は、基体70から第1方向D1に離間している。第1半導体層10は、第1半導体領域10pと、第2半導体領域10qと、を含む。第2半導体領域10qは、第1方向D1と交差する方向(例えば第2方向D2)において、第1半導体領域10pと並ぶ。第1半導体層10は、第1導電形の領域11(図5参照)を含む。
第2半導体層20は、第2半導体領域10qと基体70との間に設けられる。第2半導体層20は、第2導電形である。
第3半導体層30は、第1半導体層10と第2半導体層20との間に設けられる。
第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30は、積層体15に含まれる。第1半導体層10、第2半導体層20及び第3半導体層30には、半導体発光素子110に関して説明した構成(材料及び厚さなど)が適用できる。
第1絶縁層81は、第1半導体領域10qと基体70との間、及び、第2半導体層20と基体70との間に設けられる。第2絶縁層82は、第1絶縁層81と基体70との間に設けられる。
この例では、第2絶縁層82と基体70との間に、第3金属層73(例えば接合層)が設けられている。
例えば、第2半導体領域10qの厚さは、第1半導体領域10pの厚さよりも厚い。さらに、第2半導体領域10qと基体70との間には、第2半導体層20及び第3半導体層30が設けられている。このような厚さの差、及び、第2半導体層20及び第3半導体層30により、段差が形成されている。本実施形態においては、このような段差を第1絶縁層81で緩和する。
図8(b)に示すように、第1絶縁層81は、第1方向D1において第2半導体領域10qと重なる第1位置p1における厚さ(第1厚さt1)を有する。第1絶縁層81は、第1方向D1において第1半導体領域10pと重なる第2位置p2における厚さ(第2厚さt2)を有する。第1厚さt1は、第2厚さt2よりも薄い。
第2絶縁層82は、第1位置p1における厚さ(第3厚さt3)を有する。第2絶縁層82は、第2位置p2における厚さ(第4厚さt4)を有する。第3厚さt3と第4厚さt4との差の絶対値(第2絶対値)は、第1厚さt1と第2厚さt2との差の絶対値(第1絶対値)よりも小さい。
第1絶縁層81で段差が小さくされているため、第2絶縁層82では、上記の不連続部分の発生が抑制される。これにより、本実施形態においては、高い絶縁性が得られる。高い耐電圧が得られる。
半導体発光素子120において、第2絶対値は、積層体15の段差s15よりも小さい。第2絶対値は、積層体15の段差s15の1/2以下である。第2絶対値は、積層体15の段差s15の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
段差s15は、例えば、第1半導体領域10pと基体70との間の距離と、第2半導体層20と基体70との間の距離と、の差の絶対値である。段差s15は、例えば、第1半導体層10における段差(第2半導体領域10qの厚さと第1半導体領域10pの厚さの差の絶対値)と、第3半導体層30の厚さと、第2半導体層20の厚さと、の計に対応する。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、積層体15の段差s15の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、積層体15の段差s15の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
半導体発光素子120においては、第1パッド45と、第2パッド55と、第1導電層50と、第2導電層42と、をさらに含む。
第2導電層42の一部(第3導電部分42a)は、基体70と第1半導体領域10pとの間に配置される。第2導電層42の上記の一部(第3導電部分42a)は、第1半導体領域10pと電気的に接続される。
第1パッド45と基体70との間に、第2導電層42の別の一部(第4導電部分42b)が配置される。第1パッド45は、第2導電層42の上記の別の一部(第4導電部分42b)と電気的に接続される。第2導電層42には、例えば、Al/Tiの積層膜(例えば、厚さは約1μm)が用いられる。
第1導電層50の一部(第1導電部分50a)は、第2半導体層20と基体70との間に配置される。第1導電層50の別の一部(第2導電部分50b)は、第2パッド55と基体70との間に配置される。第2パッド55は、第1導電層50の上記の別の一部(第2導電部分50b)と電気的に接続される。
この例では、第1導電層50は、第1金属層51と、第2金属層52と、を含む。第1金属層51は、第2金属層52の一部52aと第2半導体層20との間に設けられる。第1導電層50の第1導電部分50aは、第1金属層51と、第2金属層52の一部52aを含む。第1導電層50の第2導電部分50bは、第2金属層52の別の一部52bを含む。
半導体発光素子120では、第2金属層52の一部は、第1方向D1において第2導電層42と重なる。第2金属層52と第2導電層42との間には、絶縁膜83bが設けられている。第3半導体層30の側面と絶縁膜83bとの間、及び、第2半導体層20の側面と絶縁膜83bとの間には、絶縁膜83aが設けられる。絶縁膜83a及び絶縁膜83bは、第3絶縁層83に含まれる。
絶縁膜87がさらに設けられている。絶縁膜87は、積層体15の側面15sに設けられている。絶縁膜87は、積層体15の側面15sを覆う。
第1半導体層10は、第3半導体層30の第1面10aと、第2面10bと、を有する。第2面10bは、第1面とは反対側の面である。第2面10bには、凹凸10dpが設けられている。
第1導電層50と第2面10bとの間の距離は、1.5μm以上30μm以下である。すなわち、半導体発光素子120は、Thin Film型のLEDである。
第1パッドの少なくとも一部は、第1方向D1と交差する方向(例えば第2方向D2)において、第1半導体層10、第3半導体層30及び第2半導体層20を含む積層体15の少なくとも一部と重なる。
第2パッド55の少なくとも一部は、第1方向D1と交差する方向(例えば第2方向D2)において、積層体15の少なくとも一部と重なる。
図10は、第2の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図10は、図8(a)の一部APを拡大して示している。
図10に示すように、半導体発光素子120においては、絶縁層83により段差が形成されている。第1絶縁層81は、この段差を緩和する。
図10は、図8(a)の一部APを拡大して示している。
図10に示すように、半導体発光素子120においては、絶縁層83により段差が形成されている。第1絶縁層81は、この段差を緩和する。
すなわち、半導体発光素子120は、基体70と、第1半導体層10と、第3絶縁層83と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。
第3絶縁層83は、第1半導体層10一部(第2半導体領域10q)と基体70との間に設けられる。
第1絶縁層81は、第3絶縁層83と基体70との間、及び、第1半導体層10の別の一部(第1半導体領域10p)と基体70との間に設けられる。
第2絶縁層82は、第1絶縁層81と基体70との間に設けられる。
この場合も、第1絶縁層81は、基体70から第1半導体層10に向かう第1方向D1において第3絶縁層83と重なる第1位置p1における厚さ(第1厚さt1)を有する。第1絶縁層81は、第1方向D1において第3絶縁層83と重ならない第2位置p2における厚さ(第2厚さt2)を有する。第1厚さt1は、第2厚さt2よりも薄い。
第2絶縁層82は、第1位置p1における厚さ(第3厚さt3)を有する。第2絶縁層82は、第2位置p2における厚さ(第4厚さt4)を有する。第3厚さt3と第4厚さt4との差の絶対値(第2絶対値)は、第1厚さt1と第2厚さt2との差の絶対値(第1絶対値)よりも小さい。
半導体発光素子120においては、第3絶縁層83による段差を第1絶縁層81で緩和している。このため、第2絶縁層82では、上記の不連続部分の発生が抑制される。これにより、本実施形態においては、高い絶縁性が得られる。高い耐電圧が得られる。
第2絶対値は、第3絶縁層83の厚さt83よりも小さい。第2絶対値は、第3絶縁層83の厚さt83の1/2以下である。第2絶対値は、第3絶縁層83の厚さt83の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。
第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第3絶縁層83の厚さt83の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第3絶縁層83の厚さt83の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
半導体発光素子120においては、第3絶縁層83による段差を覆うように、第1導電層50(第2金属層52)が設けられている。第2金属層52の第1絶縁層81と接する面は、第3絶縁層83の段差を反映した段差を有している。第1絶縁層81は、この第2金属層52の段差を緩和している。このように、段差の原因となる層(第3絶縁層83)と、第1絶縁層81との間に、別の層(第2金属層52)が設けられても良い。
図11(a)及び図11(b)は、第2の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図11(b)は、図11(a)の一部APを拡大して示している。
本実施形態に係る別の半導体発光素子121も、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層50と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。半導体発光素子121においては、以下の構成が半導体発光素子120とは異なる。それ以外は、半導体発光素子120及び半導体発光素子110に関して説明した構成を適用できる。
図11(b)は、図11(a)の一部APを拡大して示している。
本実施形態に係る別の半導体発光素子121も、基体70と、第1半導体層10と、第2半導体層20と、第3半導体層30と、第1導電層50と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。半導体発光素子121においては、以下の構成が半導体発光素子120とは異なる。それ以外は、半導体発光素子120及び半導体発光素子110に関して説明した構成を適用できる。
半導体発光素子121においては、電極46及び金属層47が設けられている。電極46は、第1半導体領域10pと基体70との間に設けられている。電極46は、第1半導体領域10pと電気的に接続される。
第1絶縁層81は、積層体15の側面15sと基体70との間、第2半導体層20と基体70との間、及び、第1導電層50と基体70との間に設けられている。第2絶縁層82は、第1絶縁層81と基体70との間に設けられている。
金属層47は、電極46と基体70との間、及び、第2絶縁層82と基体70との間に設けられる。金属層47は、電極46に接続される。金属層47の一部は、第1パッド45と基体70との間に設けられる。
この例では、金属層73(接合層)が設けられている。金属層73は、金属層47と基体70との間に設けられる。
この場合も、第1方向D1において第2半導体領域10qと重なる第1位置p1における第1絶縁層81の第1厚さt1は、第1方向D1において第1半導体領域10pと重なる第2位置p2における第1絶縁層81の第2厚さt2よりも薄い。
第1位置p1における第2絶縁層82の第3厚さt3と、第2位置p2における第2絶縁層82の第4厚さt4と、差の絶対値(第2絶対値)は、第1厚さt1と第2厚さt2との差の絶対値(第1絶対値)よりも小さい。この場合も、高い絶縁性が得られ、高い耐電圧が得られる。
半導体発光素子121において、第2絶対値は、積層体15の段差s15よりも小さい。第2絶対値は、積層体15の段差s15の1/2以下である。第2絶対値は、積層体15の段差s15の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、積層体15の段差s15の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、積層体15の段差s15の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。
上記の各実施形態においては、第1絶縁層81における厚さの差が、第2絶縁層82における厚さの差よりも大きい。この差について、以下説明する。
図12は、実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図12に示すように、実施形態に係る半導体発光素子150は、基体70と、第1層60と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。
図12に示すように、実施形態に係る半導体発光素子150は、基体70と、第1層60と、第1絶縁層81と、第2絶縁層82と、を含む。
第1層60は、第1方向D1において基体70と離間する。第1層60は、第1領域61と第2領域62とを含む。第2領域62は、第1方向D2と交差する方向において、第1領域61と並ぶ。
第1領域61と基体70との間の距離(第1距離d1)は、第2領域62と基体70との間の距離(第2距離d2)よりも短い。例えば、第1領域61は、第1方向D1に沿った長さt61(厚さ)を有する。第2領域62は、第1方向D1に沿った長さt62(厚さ)を有する。長さt61(厚さ)は、長さt62(厚さ)よりも大きい。第1層60は、複数の膜を含む積層膜でも良い。
第1絶縁層81は、第1領域61と基体70との間、及び、第2領域62と基体70との間に設けられる。
第2絶縁層82は、第1絶縁層81と基体70との間に設けられる。
第1方向D1において第1領域61と重なる第1位置p1での第1絶縁層81の第1厚さt1は、第1方向D1において第2領域61と重なる第2位置p2での第1絶縁層81の第2厚さt2よりも薄い。
第1位置p1での第2絶縁層82の第3厚さt3と、第2位置p2での第2絶縁層82の第4厚さt4と、の差の第2絶対値は、第1厚さt1と第2厚さt2との差の第1絶対値よりも小さい。
半導体発光素子150においても、第1層60の段差を第1絶縁層81で緩和している。このため、第2絶縁層82では、上記の不連続部分の発生が抑制される。これにより、本実施形態においては、高い絶縁性が得られる。高い耐電圧が得られる。
半導体発光素子150において、第2絶対値は、第1層60の段差(第1距離d1と第2距離d2との差の絶対値)よりも小さい。第2絶対値は、第1層60の段差の1/2以下である。第2絶対値は、第1層60の段差の0倍を超え1/5倍以下であることが好ましい。第1絶対値と第2絶対値との差の絶対値は、第1層60の段差の1/2倍以上1.2倍以下であることが好ましい。第1絶対値は、第1層60の段差の1.2倍以上1/2倍以下であることが好ましい。
既に説明した半導体発光素子110及び111においては、例えば、第1層60の第1領域61は、第2半導体層20と第1導電層50とが積層されている部分に対応する。第2領域62は、第2半導体層20(第1導電層50が積層されていない部分)に対応する。半導体発光素子110及び111において、第1領域61は、第1金属層51を含んでも良い。半導体発光素子110及び111において、第1領域61は、第2金属層52を含んでも良い。
既に説明した半導体発光素子120においては、例えば、第1領域61は、第1半導体層10の第2半導体領域10q、第2半導体層20及び第3半導体層30に対応する(図8(b)参照)。第2領域62は、第1半導体領域10pに対応する。半導体発光素子120において、例えば、第1領域61が第2半導体層20と第3絶縁層83とが積層されている部分に対応し、第2領域62が第2半導体層20(第3絶縁層83が積層されていない部分)に対応しても良い(図10参照)。
既に説明した半導体発光素子121においては、例えば、第1領域61は、第2半導体領域10q、第2半導体層20及び第3半導体層30に対応する。第2領域62は、第1半導体領域10pに対応する。半導体発光素子121において、例えば、第1領域61が第2半導体層20及び第1導電層50に対応し、第2領域62が第2半導体層20(第1導電層50が積層されていない部分)でもよい。
さらに、実施形態において、第1領域61が、第2導電層42及び電極46の少なくともいずれかと、第1半導体層10と、に対応しても良い。第2領域62は、第1半導体層10(第2導電層42または電極46が積層されていない部分)に対応しても良い。
第1層60として、導電層、半導体層及び絶縁層のいずれかが用いられる。第1層60と第1絶縁層81との間に別の層が設けられても良い。
(第3の実施形態)
図13は、第3の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図13に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子160においては、第1絶縁層81は、第1膜81aと、第2膜81bと、を含む。この例では、第2絶縁層82は、第3膜82aと、第4膜82bと、を含む。
図13は、第3の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図13に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子160においては、第1絶縁層81は、第1膜81aと、第2膜81bと、を含む。この例では、第2絶縁層82は、第3膜82aと、第4膜82bと、を含む。
第1膜81aは、酸化シリコンを含む。第2膜82bは、第1膜81aと第2絶縁層82との間に設けられる。第2膜82bは、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む。
第3膜82aは、酸化シリコンを含む。第4膜82bは、第3膜82aと第1絶縁層81との間に設けられる。すなわち、第4膜82bは、第3膜82aと第2膜81bとの間に設けられる。第4膜82bは、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む。
例えば、第2膜81b及び第4膜82bは、窒化シリコンを含む。この場合、第1絶縁層81及び第2絶縁層82において、例えば、酸化シリコン/窒化シリコン/酸化シリコン(例えば、SiO2/SiNx/SiO2)の構成が適用される。
例えば、第2膜81b及び第4膜82bは、酸化アルミニウムを含む。この場合、第1絶縁層81及び第2絶縁層82において、例えば、酸化シリコン/酸化アルミニウム/酸化シリコン(例えば、SiO2/Al2O3/SiO2)の構成が適用される。
さらに、2つの酸化シリコンの膜の間に、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む膜が設けられても良い。
本願発明者の実験によると、絶縁層として、例えば、酸化シリコンの単膜、または、酸化シリコン膜の積層膜に比べて、酸化シリコン/窒化シリコン/酸化シリコン、及び、酸化シリコン/酸化アルミニウム/酸化シリコンなどの積層膜(異なる材料の積層膜)においては、高い耐電圧が得られることが分かった。
例えば、SiO2の単膜(厚さ約4μm)における耐電圧は、700V〜1100Vである。
一方、SiO2(厚さ0.05μm)/SiNx(厚さ約4μm)/SiO2(厚さ0.05μm)の積層膜における交流の耐電圧は、約1400V〜2100Vである。酸化シリコン/酸化アルミニウム/酸化シリコンの積層膜においても同様の高い耐電圧が得られる。
例えば、Poole-Frenkel効果によると、高電圧印加時における誘電体膜内のリーク電流値は、誘電体膜の厚さ、誘電体の比誘電率、及び、誘電体のバリア高さに依存する。バリア高さは、誘電体の品質に強く依存する。品質が低いと、誘電体内にサブバンドのような不純物準位ができやすく、バリア高さが低くなる。その結果、リーク電流が流れやすくなる。
酸化シリコンにおいては、バリア高さが高いためリーク電流が流れ難い。このため、耐電圧は、ブレークダウンに依存する。一方、窒化シリコンまたは酸化アルミニウムにおいては、バリア高さが低く、リーク電流が流れやすい。このため、電界集中が抑制され、ブレークダウンが生じにくい。このように、酸化シリコンと窒化シリコンとでは、特性が異なる。酸化シリコンと酸化アルミニウムとでは、特性が異なる。
本実施形態においては、酸化シリコンを含む第1膜81aと、窒化シリコンおよび酸化アルミニウムを含む第2膜81bと、を組み合わせる。これにより、適度なリーク電流によってブレークダウンを抑制しつつ、高い耐電圧を得ることができる。
このように、本実施形態では、異なる材料を含む上記の積層膜を用いることで、さらに高い耐電圧が得られる。
半導体発光素子160における第1絶縁層81及び第2絶縁層82は、例えば、以下のようにして形成される。
第1層60の、段差が形成されている面の上に、第1膜81aとして酸化シリコン膜(例えば、厚さ0.05μm)を形成する。第1膜81aの上に、第2膜82aとなる窒化シリコン膜(例えば、厚さ3μm)を形成する。この窒化シリコン膜の表面を平坦化する。この平坦化には、例えば、既に説明した犠牲膜80rとエッチバックとを用いる方法が用いられる。CMPを行っても良い。平坦化された窒化シリコン膜の厚さは約2μmである。この後、第4膜82bとなる窒化シリコン膜(例えば、厚さ2μm)を形成する。第4膜82bの上に、第3膜82aとなる酸化シリコン膜(例えば、厚さ0.05μm)を形成する。
半導体発光素子160において、第1位置p1における第2膜81bの第9厚さt9は、第2位置p2における第2膜81bの第10厚さt10よりも薄い。
例えば、第2絶対値(第3厚さt3と第4厚さt4との差の絶対値)は、第9厚さt9と第10厚さt10との差の絶対値よりも小さい。
段差が第2膜81bで緩和される。このため、第2絶縁層82では、上記の不連続部分の発生が抑制される。これにより、本実施形態においては、高い絶縁性が得られる。高い耐電圧が得られる。
図14(a)及び図14(b)は、第3の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図14(a)及び図14(b)に示すように、半導体発光素子110a及び111aにおいては、既に説明した半導体発光素子110及び111のそれぞれにおいて、第1絶縁層81に、第1膜81a及び第2膜81bが設けられている。第2絶縁層82に、第3膜82a及び第4膜82bが設けられている。
図14(a)及び図14(b)に示すように、半導体発光素子110a及び111aにおいては、既に説明した半導体発光素子110及び111のそれぞれにおいて、第1絶縁層81に、第1膜81a及び第2膜81bが設けられている。第2絶縁層82に、第3膜82a及び第4膜82bが設けられている。
図15(a)及び図15(b)は、第3の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図15(a)及び図15(b)に示すように、半導体発光素子120a及び121aにおいては、既に説明した半導体発光素子120及び121のそれぞれにおいて、第1絶縁層81に、第1膜81a及び第2膜81bが設けられている。第2絶縁層82に、第3膜82a及び第4膜82bが設けられている。
図15(a)及び図15(b)に示すように、半導体発光素子120a及び121aにおいては、既に説明した半導体発光素子120及び121のそれぞれにおいて、第1絶縁層81に、第1膜81a及び第2膜81bが設けられている。第2絶縁層82に、第3膜82a及び第4膜82bが設けられている。
半導体発光素子110a、111a、120a及び121aにおいても、異なる材料を含む上記の積層膜を用いることで、さらに高い耐電圧が得られる。
図16、図17(a)、図17(b)、図18(a)及び図18(b)は、第3の実施形態に係る別の半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態に係る別の半導体発光素子160b、110b、111b、120b及び121bにおいては、第2絶縁層82が単一の膜である。これ以外は、半導体発光素子160、110a、111a、120a及び121aと同様である。半導体発光素子160b、110b、111b、120b及び121bにおいても、高い耐電圧が得られる。
これらの図に示すように、本実施形態に係る別の半導体発光素子160b、110b、111b、120b及び121bにおいては、第2絶縁層82が単一の膜である。これ以外は、半導体発光素子160、110a、111a、120a及び121aと同様である。半導体発光素子160b、110b、111b、120b及び121bにおいても、高い耐電圧が得られる。
(第4の実施形態)
図19は、第4の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図19に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子170においては、既に説明した第1絶縁層81及び第2絶縁層82の位置に、絶縁性の第1膜81a、第2膜81b及び第3膜82aが設けられている。そして、これらの膜の断面形状は、第1導電層50の断面形状に沿っている。すなわち、第1導電層50の段差がこれらの絶縁膜に反映されている。
図19は、第4の実施形態に係る半導体発光素子を例示する模式的断面図である。
図19に示すように、本実施形態に係る半導体発光素子170においては、既に説明した第1絶縁層81及び第2絶縁層82の位置に、絶縁性の第1膜81a、第2膜81b及び第3膜82aが設けられている。そして、これらの膜の断面形状は、第1導電層50の断面形状に沿っている。すなわち、第1導電層50の段差がこれらの絶縁膜に反映されている。
第1膜81aは、酸化シリコンを含む。第2膜82bは、第1膜81aと第3膜82aとの間に設けられる。第2膜82bは、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む。一方、第2絶縁層は、例えば、酸化シリコンを含む。
すなわち、酸化シリコン/窒化シリコン/酸化シリコン、または、酸化シリコン/酸化アルミニウム/酸化シリコンの構成が適用される。上記のように、これらの積層膜においては、高い耐電圧が得られる。半導体発光素子170によれば、耐電圧を向上できる半導体発光素子が提供できる。2つの酸化シリコンの膜の間に、窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む膜が設けられても良い。
上記の実施形態によれば、耐電圧を向上できる半導体発光素子が提供できる。
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。
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ば良い。
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第1半導体層、第2半導体層、第3半導体層、第1導電層、第2導電層、第1パッド、第2パッド、金属層、絶縁層、及び、金属膜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。
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も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
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。
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。
10…第1半導体層、 10a…第1面、 10b…第2面、 10dp…凸部、 10p…第1半導体領域、 10q…第2半導体領域、 11…第1導電形の領域、 11f…第1半導体膜、 12…低不純物濃度領域、 12f…低不純物濃度膜、 15…積層体、 15f…積層膜、 15fs…構造体、 15s…側面、 18…基板、 20…第2半導体層、 20a…第1部分、 20b…第2部分、 20f…第2半導体膜、 20p、20q…一部、 30…第3半導体層、 30f…第3半導体膜、 31…障壁層、 32…井戸層、 42…第2導電層、 42a…第3導電部分、 42b…第4導電部分、 45…第1パッド、 46…電極、 47…金属層、 50…第1導電層、 50a…第1導電部分、 50b…第2導電部分、 51…第1金属層、 51a、51b…一部、 52…第2金属層、 52a、52b…一部、 55…第2パッド、 60…第1層、 61…第1領域、 62…第2領域、 70…基体、 73…第3金属層、 73a、73b…金属膜、 75…対向基板、 80r…犠牲膜、 81…第1絶縁層、 81a…第1膜、 81b…第2膜、 81f…第1絶縁膜、 82…第2絶縁層、 82a…第3膜、 82b…第4膜、 83…第3絶縁層、 83a、83b…絶縁膜、 87…絶縁膜、 89…絶縁膜、 89e…不連続部分、 110、110a、110b、111、111a、111b、119、120、120a、120b、121、121a、121b、150、160、160b、170…半導体発光素子、 AA…矢印、 AP…一部、 D1…第1方向、 D2…第2方向、 d1、d2…第1、第2距離、 p1〜p4…第1〜第4厚さ、 s15…段差、 t1〜t10…第1〜第10厚さ、 t15…距離、 t51、t52…厚さ、 t61、t62…長さ、 t83…厚さ
Claims (20)
- 基体と、
第1導電形の領域を含む第1半導体層と、
前記第1半導体層と前記基体との間に設けられた第2導電形の第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
前記第2半導体層の一部と前記基体との間に設けられ前記第2半導体層と電気的に接続された第1導電層と、
前記第2半導体層の別の一部と前記基体との間、及び、前記第1導電層と前記基体との間に設けられた第1絶縁層と、
前記第1絶縁層と前記基体との間に設けられた第2絶縁層と、
を備え、
前記第2半導体層から前記第1半導体層に向かう第1方向において前記第1導電層と重なる第1位置での前記第1絶縁層の第1厚さは、前記第1方向において前記第1導電層と重ならない第2位置での前記第1絶縁層の第2厚さよりも薄く、
前記第1位置での前記第2絶縁層の第3厚さと、前記第2位置での前記第2絶縁層の第4厚さと、の差の第2絶対値は、前記第1厚さと前記第2厚さとの差の第1絶対値よりも小さい、半導体発光素子。 - 前記第2絶対値は、前記第1導電層の厚さよりも小さい、請求項1記載の半導体発光素子。
- 前記第2絶対値は、前記第1導電層の厚さの1/2以下である、請求項1記載の半導体発光素子。
- 前記第1絶対値と前記第2絶対値との差の絶対値は、前記前記第1導電層の厚さの1/2倍以上1.2倍以下である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 第1パッドと、
第2パッドと、
をさらに備え、
前記第1パッドと前記第3半導体層との間に前記第1半導体層が配置され、前記第1パッドは、前記第1半導体層と電気的に接続され、
前記第1導電層の一部は、前記第2半導体層の前記一部と前記基体との間に配置され、
前記第1導電層の別の一部は、前記第2パッドと前記基体との間に配置され、
前記第2パッドは、前記第1導電層の前記別の一部と電気的に接続される、請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第1パッドと前記第1導電層との間の距離は、1.5マイクロメートル以上30マイクロメートル以下である、請求項5記載の半導体発光素子。
- 前記第2パッドの少なくとも一部は、前記第1方向と交差する方向において、前記第1半導体層、前記第3半導体層及び前記第2半導体層を含む積層体の少なくとも一部と重なる請求項5または6に記載の半導体発光素子。
- 前記第1導電層は、第1金属層と、第2金属層と、を含み、
前記第1金属層は、前記第2金属層の一部と前記第2半導体層との間に設けられ、
前記第1方向において前記第1金属層と重なる第3位置での前記第1絶縁層の第5厚さは、前記第1方向において前記第1導電層と重なり前記第1金属層と重ならない第4位置での前記第1絶縁層の第6厚さよりも薄く、
前記第3位置での前記第2絶縁層の第7厚さと、前記第4位置での前記第2絶縁層の第8厚と、の差の第4絶対値は、前記第5厚さと前記第6厚さとの差の第3絶対値よりも小さい、請求項5〜7のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第4絶対値は、前記第1金属層の厚さよりも小さい、請求項8記載の半導体発光素子。
- 前記第1導電層は、第1金属層と、第2金属層と、を含み、
前記第1金属層の一部は、前記第2金属層と前記第2半導体層との間に設けられ、
前記第1方向において前記第1金属層の前記一部と重なる第3位置での前記第1絶縁層の第5厚さは、前記第1方向において前記第1金属層と重なり前記第2金属層と重ならない第4位置での前記第1絶縁層の第6厚さよりも薄く、
前記第3位置での前記第2絶縁層の第7厚さと、前記第4位置での前記第2絶縁層の第8厚と、の差の第4絶対値は、前記第5厚さと前記第6厚さとの差の第3絶対値よりも小さい、請求項5〜8のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第4絶対値は、前記第2金属層の厚さよりも小さい、請求項10記載の半導体発光素子。
- 前記第3絶対値と前記第4絶対値との差の絶対値は、前記第1金属層厚さの1/2倍以上1.2倍以下である、請求項8〜11のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 前記第1導電層の一部は、前記第1金属層と前記第2金属層の前記一部を含み、
前記第1導電層の前記別の一部は、前記第2金属層の別の一部を含む、請求項8〜12のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 基体と、
前記基体から第1方向に離間し、第1半導体領域と、前記第1方向と交差する方向において前記第1半導体領域と並ぶ第2半導体領域と、を含み、第1導電形の領域を含む第1半導体層と、
前記第2半導体領域と前記基体との間に設けられた第2導電形の第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた第3半導体層と、
前記第1半導体領域と前記基体との間、及び、前記第2半導体層と前記基体との間に設けられた第1絶縁層と、
前記第1絶縁層と前記基体との間に設けられた第2絶縁層と、
を備え、
前記第1方向において前記第2半導体領域と重なる第1位置での前記第1絶縁層の第1厚さは、前記第1方向において前記第1半導体領域と重なる第2位置での前記第1絶縁層の第2厚さよりも薄く、
前記第1位置での前記第2絶縁層の第3厚さと、前記第2位置での前記第2絶縁層の第4厚さと、の差の第2絶対値は、前記第1厚さと前記第2厚さとの差の第1絶対値よりも小さい、半導体発光素子。 - 第1パッドと、
第2パッドと、
第1導電層と、
第2導電層と、
をさらに備え、
前記第2導電層の一部は、前記基体と前記第1半導体領域との間に配置され、
前記第2導電層の前記一部は、前記第1半導体領域と電気的に接続され、
前記第1パッドと前記基体との間に前記第2導電層の別の一部が配置され、
前記第1パッドは、前記第2導電層の前記別の一部と電気的に接続され、
前記第1導電層の一部は、前記第2半導体層と前記基体との間に配置され、
前記第1導電層の別の一部は、前記第2パッドと前記基体との間に配置され、
前記第2パッドは、前記第1導電層の前記別の一部と電気的に接続される、請求項14記載の半導体発光素子。 - 前記第1半導体層は、前記第3半導体層の側の第1面と、前記第1面とは反対側の第2面とを有し、
前記第1導電層と前記第2面との間の距離は、1.5マイクロメートル以上30マイクロメートル以下である、請求項14または15に記載の半導体発光素子。 - 前記第1パッドの少なくとも一部は、前記第1方向と交差する方向において、前記第1半導体層、前記第3半導体層及び前記第2半導体層を含む積層体の少なくとも一部と重なる請求項14〜16のいずれか1つに記載の半導体発光素子。
- 基体と、
前記基体から第1方向に離間し、第1領域と、前記第1方向と交差する方向において前記第1領域と並ぶ第2領域と、を含み、前記第1領域と前記基体との間の距離は、前記第2領域と前記基体との間の距離よりも短い、第1層と、
前記第1領域と前記基体との間、及び、前記第2領域と前記基体との間に設けられた第1絶縁層と、
前記第1絶縁層と前記基体との間に設けられた第2絶縁層と、
を備え、
前記基体から前記第1層に向かう第1方向において前記第1領域と重なる第1位置での前記第1絶縁層の第1厚さは、前記第1方向において前記第2領域と重なる第2位置での前記第1絶縁層の第2厚さよりも薄く、
前記第1位置での前記第2絶縁層の第3厚さと、前記第2位置での前記第2絶縁層の第4厚さと、の差の第2絶対値は、前記第1厚さと前記第2厚さとの差の第1絶対値よりも小さい、半導体発光素子。 - 前記第1絶縁層は、
酸化シリコンを含む第1膜と、
前記第1膜と前記第2絶縁層との間に設けられ窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む第2膜と、
を含み、
前記第2絶縁層は、
酸化シリコンを含む第3膜と、
前記第3膜と前記第1絶縁層との間に設けられ窒化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む第4膜と、
を含む、請求項1〜18のいずれか1つに記載の半導体発光素子。 - 前記第1位置における前記第2膜の第9厚さは、前記第2位置における前記第2膜の第10厚さよりも薄い、請求項19記載の半導体発光素子。
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