JP2017204571A - 半導体素子、半導体装置及び半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、反射層を備えると共に、反射層の反射面に接するように、半導体発光素子に反射を促進させるための誘電体多層膜が設けられた窒化物系発光ダイオードが開示されている。
そこで、近年においては、誘電体多層膜とAg反射層との間にNi薄膜を設け、誘電体多層膜とAg反射層との密着性を向上させる技術が試みられている。
実施形態を、以下に図面を参照しながら説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための半導体素子及び半導体装置を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示に過ぎない。また、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。更に以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。
まず、本実施形態に係る半導体素子について説明する。本実施形態に係る半導体素子は半導体発光素子である。
図1Aは、実施形態に係る半導体発光素子の構成を模式的に示す平面図である。図1Bは、実施形態に係る半導体発光素子の構成を模式的に示す断面図であり、図1AのIB−IB線における断面を示す。ただし、図1Bは説明のため、図1Bと図1Aとは縮尺が異なっている。図2A、図2Bは、実施形態に係る半導体発光素子の誘電体多層膜と反射層との界面及び酸化物の状態を模式的に示す断面図である。図3Aは、参考例に係る半導体発光素子の誘電体多層膜と反射層との界面の状態を模式的に示す断面図である。図3Bは、参考例に係る半導体発光素子の誘電体多層膜と反射層との界面及び層状の酸化物の状態を模式的に示す断面図である。なお、図2A、図2Bでは、反射層中の酸化物の状態をわかりやすいように模式的に図示している。
基板1は、半導体積層体2をエピタキシャル成長させることができる基板材料で形成されればよく、大きさや厚さ等は特に限定されない。また、基板1としては、透光性基板を用いることができる。基板1としては、例えば、半導体積層体2をGaN等の窒化物半導体を用いて形成する場合には、基板材料としては、C面、R面、A面の何れかを主面とするサファイアやスピネル(MgAl2O4)のような絶縁性基板、またSiC、ZnS、ZnO、Si、GaAs、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジム等の酸化物基板が挙げられる。
半導体積層体2は、導電型の異なる第1半導体層(n型半導体層)21と第2半導体層(p型半導体層)23とを基板1上に順次積層したものである。また、n型半導体層21とp型半導体層23との間には活性層22を備えている。
本実施形態においては、半導体発光素子100は、平面視で矩形状であり、半導体発光素子100の外周端部において、半導体積層体2の上面から、p型半導体層23及び活性層22のすべてと、n型半導体層21の一部が除去されている。なお、半導体発光素子100の外周端部とは、半導体発光素子100の最外周の位置から、内側への所定位置までの領域である。
また、半導体積層体2には、その上面からp型半導体層23及び活性層22のすべてと、n型半導体層21の一部が除去された穴部11が形成されている。
n側導体層31は、n型半導体層21とオーミック接触するものであり、同様に、p側導体層32は、p型半導体層23とオーミック接触するものである。
本実施形態においては、n側導体層31は、穴部11の底面に設けられており、p側導体層32は、p型半導体層23の上面に設けられている。n側導体層31及びp側導体層32を設ける部位は、半導体発光素子100の形態等に合わせて適宜調整すればよい。
導電性酸化物としては、Zn、In、Sn、Ga及びTiからなる群から選択された少なくとも1種の元素を含む酸化物が挙げられる。なかでも、インジウム・スズ酸化物(以下、ITOともいう)は、可視光(可視領域)において高い透光性を有し、導電率の高い材料であることから、n側導体層31及びp側導体層32の材料として好適である。
誘電体多層膜4(DBR(Distributed Bragg Reflector))は、低屈折率層と高屈折率層とからなる1組の誘電体を、複数組にわたって積層させた膜であり、所定の波長光を選択的に反射するものである。具体的には屈折率の異なる2種以上の膜を波長/4n(nは屈折率)の厚みで交互に積層した膜であり、所定の波長の光を高効率に反射できる。
誘電体多層膜4は、半導体積層体2の上面に設けられている。ここで、「半導体積層体2の上面に設けられている」とは、半導体積層体2の上面に直接設けられている場合の他、n側導体層31及びp側導体層32を介して半導体積層体2上に設けられている場合も含むものである。
誘電体材料としては、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alから選択される少なくとも1種の元素の酸化物、又は、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alから選択される少なくとも1種の元素の窒化物が好ましく、誘電体多層膜4は、この酸化物又は窒化物を主成分として含むことが好ましい。
なお、「主成分として含む」とは、これらの酸化物又は窒化物のみからなるものであってもよく、これらの酸化物又は窒化物の他、例えば、微量の不純物や、その他の微量の元素が含まれていてもよいことを意味する。これは、以下に説明する他の層の元素についても同様である。
n側電極5は、n側反射層51とn側上部電極52とからなる。またp側電極6は、p側反射層61とp側上部電極62とからなる。n側電極5及びp側電極6は、半導体発光素子100に外部から電流を供給するための電極である。更に、n側反射層51及びp側反射層61はn側導体層31及びp側導体層32や誘電体多層膜4等を透過した光を反射するものである。n側電極5及びp側電極6は、半導体積層体2の上面に設けられている。ここで、「半導体積層体2の上面に設けられている」とは、半導体積層体2の上面に直接設けられている場合の他、n側導体層31及びp側導体層32や誘電体多層膜4等の他の層を介して半導体積層体2上に設けられている場合も含むものである。
n側反射層51及びp側反射層61が酸化物120を含むことにより、図2Aに示すように、n側反射層51及びp側反射層61と誘電体多層膜4との界面において、酸化物120と、n側反射層51及びp側反射層61中のAgとが並存する擬似的な遷移層が形成される。このような擬似的な遷移層が形成されることにより、n側反射層51及びp側反射層61の誘電体多層膜4との密着性を高めることができ、信頼性の高い半導体発光素子100が得られる。なお、図2A中、符号Aは擬似的な遷移層を概略的に示したものである。遷移層は疑似的なものであるため、遷移層を概念的に符号Aとして図示している。
また、半導体発光素子100は、n側反射層51及びp側反射層61が酸化物120を含むことにより、高い発光強度を得ることができる。
なお、図3Aに示すように、酸化物を含まず、反射層が純銀層である形態や、図3Bに示すように、酸化物のみの酸化物層130により層状となる形態では、本実施形態に係る半導体発光素子100の効果が得られない。
保護膜7は、n側電極5及びp側電極6の表面を被覆する絶縁性の膜であり、半導体発光素子100の保護膜として機能する。また、n側電極5及びp側電極6の表面を保護膜7で被覆することで、n側電極5及びp側電極6の材料のマイグレーションを防止することができる。また、半導体発光素子100の形態によっては、保護膜7は、n側反射層51とn側接合電極8、p側反射層61とp側接合電極9との接触によるマイグレーションを防止することができる。
保護膜7は、n側電極5におけるn側接合電極8を接続する部位、及び、p側電極6におけるp側接合電極9を接続する部位を除き、n側電極5及びp側電極6の表面を被覆している。
保護膜7の材料としては、Si,Ti,Taからなる群より選択された少なくとも1種の酸化物やSiN等の絶縁材料を用いることができる。
n側接合電極8及びp側接合電極9は、半導体発光素子100に外部から電流を供給するための電極である。n側接合電極8は、n側電極5に接続されると共に保護膜7上に延在するように設けられている。p側接合電極9は、p側電極6に接続されると共に、n側接合電極8と電気的に接続しないように、保護膜7上に延在するように設けられている。なお、n側接合電極8及びp側接合電極9は、半導体発光素子100の外周端部や、n側接合電極8とp側接合電極9との離間した部位等、一部の領域で保護膜7が露出するように設けられている。
n側接合電極8及びp側接合電極9を設けることで、実装基板にフリップチップ実装する際に、半導体発光素子100と実装基板との接触面積が増加し密着性がよくなるため、半導体発光素子100の実装性を向上させることができる。
次に、図1A、図1Bに示した本発明の実施形態に係る半導体発光素子100の動作について説明する。なお、ここでは、半導体発光素子100は、フリップチップ実装型の発光ダイオードとする。
半導体発光素子100は、n側接合電極8、n側電極5及びn側導体層31を介して、また、p側接合電極9、p側電極6及びp側導体層32を介して半導体積層体2に電流が供給され、活性層22で発光が生じる。活性層22で発光した光は、半導体積層体2内を伝搬し、図1Bにおいて下方へ進む光は半導体発光素子100の基板1側から外部に取り出される。また、図1Bにおいて上方へ進む光は、誘電体多層膜4、n側電極5及びp側電極6により下方に反射され、半導体発光素子100の基板1側から外部に取り出される。
次に、本発明の第1実施形態に係る半導体発光素子の製造方法について、図1A、図1B、図2A、図2B、図4を参照しながら説明する。図4は、実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の流れを示すフローチャートである。
以下、各工程について説明する。なお、半導体発光素子100の各部材の詳細については、前記したとおりであるので、ここでは適宜説明を省略する。
半導体積層体形成工程S101は、基板1上に導電型の異なるn型半導体層21とp型半導体層23とを順次積層して半導体積層体2を形成する工程である。
半導体積層体形成工程S101では、まず、サファイア等からなる基板1上に、MOCVD法等により、窒化物半導体等を用いて、n型半導体層21、活性層22及びp型半導体層23を構成するそれぞれの半導体層を成長させる。この後、各半導体層を成長させた基板1(以下、分割前の状態の基板及び基板上の形成物を併せて適宜ウェハという)を窒素雰囲気で、600〜700℃程度のアニールを行って、p型半導体層23を低抵抗化することが好ましい。
半導体積層体除去工程S102は、半導体積層体2の一部を除去してn型半導体層21を露出させる工程である。
ここでは、半導体発光素子100は平面視で矩形状であり、半導体発光素子100の外周端部において半導体積層体2の上面側から所定の厚みを除去して、この外周端部でn型半導体層21を露出させる。
導体層形成工程S103は、n型半導体層21上にn側導体層31を形成すると共に、p型半導体層23上にp側導体層32を形成する工程である。
n側導体層31及びp側導体層32は、例えば、ITOをスパッタリングして成膜することで形成することができる。なお、n側導体層31及びp側導体層32を設けない領域は、フォトレジストを用いてマスクし、リフトオフ法で形成すればよい。
誘電体多層膜形成工程S104は、n側導体層31及びp側導体層32上に誘電体多層膜4を形成する工程である。
誘電体多層膜4は、誘電体材料を、スパッタリング法や蒸着法等により、半導体積層体2上やn側導体層31及びp側導体層32上に積層することで形成することができる。この際、屈折率が大きく異なる誘電体材料を組み合わせて(例えば、SiO2とZrO2との組み合わせ、SiO2とNb2O5との組み合わせ等)、交互に積層することで形成することができる。なお、誘電体多層膜4を設けない領域は、フォトレジストを用いてマスクし、リフトオフ法で形成すればよい。
反射層形成工程S105は、誘電体多層膜4上に、Agを主成分とし酸化物120を含有するn側反射層51及びp側反射層61を形成する工程である。
まず、ウェハの表面全体にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により、電極の形成位置にあるフォトレジストを除去する。
n側反射層51及びp側反射層61は、例えば、スパッタリング法、又は、蒸着法により形成することができる。具体的には、n側反射層51及びp側反射層61は、例えば、Ag(純銀を含む)ターゲットと酸化物ターゲットとを用いた同時スパッタリング法、Ag及び酸化物を含む合金ターゲットを用いたスパッタリング法、又は、Ag及び酸化物120を含む合金蒸着材料を用いた蒸着法により形成することができる。これらのスパッタリング法や蒸着法を用いることで、n側反射層51及びp側反射層61中に酸化物120が分散されたn側反射層51及びp側反射層61を形成することができる。
スパッタリング法や蒸着法のその他の条件や手順等は、公知の方法で行うことができる。
上部電極形成工程S106は、n側反射層51上にn側上部電極52を形成すると共に、p側反射層61上にp側上部電極62を形成する工程である。
n側反射層51及びp側反射層61を形成した後、引き続きn側上部電極52及びp側上部電極62の材料をスパッタリング法や蒸着法で成膜し、その後にフォトレジスト上に形成された金属膜を、フォトレジストごとリフトオフする。これにより、電極形成位置にのみ金属膜が残り、n側反射層51、n側上部電極52、p側反射層61及びp側上部電極62がパターニングされて、n側電極5及びp側電極6が形成される。
保護膜形成工程S107は、n側電極5及びp側電極6を被覆する保護膜7を形成する工程である。
保護膜7は、例えば、SiO2膜を蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法によって形成することで設けることができる。なお、保護膜7を設けない領域は、フォトレジストを用いてマスクし、リフトオフ法で形成すればよい。
本実施形態では、保護膜7でn側電極5及びp側電極6を遮蔽しているため、金属材料のマイグレーションを防止することができる。
接合電極形成工程S108は、保護膜7の上面に、n側電極5と電気的に接続するn側接合電極8と、p側電極6と電気的に接続するp側接合電極9とを形成する工程である。
n側接合電極8及びp側接合電極9は同一の金属材料を用いて、次のようにして同時に形成される。まず、ウェハの表面全体にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により、電極の形成位置にあるフォトレジストを除去する。そして、ウェハの表面全体に金属膜を成膜し、その後にフォトレジスト上に形成された金属膜を、フォトレジストごとリフトオフする。これにより、電極形成位置にのみ金属膜が残り、n側接合電極8及びp側接合電極9が形成される。
その他、n側接合電極8及びp側接合電極9を設ける部位については、前記した半導体発光素子100で説明したとおりである。
ウェハ分割工程S109は、n側接合電極8及びp側接合電極9が形成されたウェハをチップに分割する工程である。
本実施形態では、基板1上には、複数の半導体発光素子の単位がマトリクス状に配列して形成され、半導体発光素子100が基板1上に完成した後にチップに分割される。
また、チップに分割する前に、基板1の裏面から基板1を研削して所望の厚さとなるまで薄く加工してもよい。
前記した半導体発光素子100では、n側反射層51及びp側反射層61は、酸化物120を含有するものとしたが、酸化物120の代わりに、窒化物又は炭化物を用いてもよい。窒化物又は炭化物を用いた場合でも、酸化物120を用いた場合と同様の効果が得られる。n側反射層51及びp側反射層61に含有させる粒子としては、酸化物120、窒化物、及び、炭化物から選択されるいずれか1種でもよく、これらのうちの2種以上であってもよい。すなわち、酸化物120、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子を用いることができる。なお、前述した酸化物120について説明した事項については、酸化物120、窒化物、及び、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子を用いる場合においても同様である。
次に、本実施形態に係る半導体装置について説明する。本実施形態に係る半導体装置は発光装置である。
図5は、実施形態に係る発光装置の構成を模式的に示す断面図、図6は、Ni/Ag反射層を含む発光装置と、Ag(Nb2O5)反射層を含む発光装置と、のそれぞれの発光スペクトルを示すグラフである。
図5に示すように、発光装置200は、半導体発光素子100と、半導体発光素子100を実装する基台70と、半導体発光素子100を覆う蛍光体80入りの透光性部材90と、を有する。
発光装置200は、凹部を有するパッケージである基台70の実装面に、n側反射層51及びp側反射層61が実装面側となるように半導体発光素子100が配置されている。すなわち、発光装置200は、基台70に、半導体発光素子100をフェイスダウン実装している。そして、発光装置200は、半導体発光素子100を蛍光体80入りの透光性部材90により封止しており、半導体発光素子100を蛍光体80で覆っている。
ここで、図6に示すように、長波長光では、Ag(Nb2O5)反射層を用いた発光装置は、Ni/Ag反射層を用いた発光装置に比べて、発光強度が高く、光束が大きくなる。また、色度座標における色度Xが大きい方(右側)にシフトする。
このように、本実施形態に係る発光装置200では、蛍光体80からの長波長光をより強く放出することができる。
なお、以上の事項についての詳細は後述する。
(透光性部材及び蛍光体)
透光性部材90は、光拡散材や、発光素子から入射される光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する蛍光体80を含有する。蛍光体80を含有する透光性部材90としては、具体的には、樹脂、ガラス、他の無機物等に蛍光体80の粉末を含有させたものを挙げることができる。蛍光体80の焼結体は、蛍光体だけを焼結して形成したものでもよいし、蛍光体と焼結助剤との混合物を焼結して形成したものでもよい。蛍光体と焼結助剤との混合物を焼結する場合、焼結助剤としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又は酸化チタン等の無機材料を用いることが好ましい。これにより、半導体発光素子100が高出力であったとしても、光や熱による焼結助剤の変色や変形を抑制することができる。
蛍光体80としては、この分野で用いられる蛍光体を適宜に選択することができる。例えば、青色発光素子又は紫外線発光素子で励起可能な蛍光体としては、セリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(YAG:Ce)、セリウムで賦活されたルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(LAG:Ce)、ユウロピウム及びクロムのうちのいずれか1つ又は2つで賦活された窒素含有アルミノ珪酸カルシウム系蛍光体(CaO−Al2O3−SiO2)、ユウロピウムで賦活されたシリケート系蛍光体((Sr,Ba)2SiO4)、βサイアロン蛍光体、CASN系蛍光体、SCASN系蛍光体等の窒化物系蛍光体、KSF系蛍光体(K2SiF6:Mn)、硫化物系蛍光体、量子ドット蛍光体等が挙げられる。これらの蛍光体と、青色発光素子又は紫外線発光素子と組み合わせることにより、様々な色の発光装置(例えば白色系の発光装置)を製造することができる。白色に発光可能な発光装置とする場合、透光性部材90に含有される蛍光体80の種類、濃度によって白色となるよう調整される。透光性部材90に含有される蛍光体80の濃度は、例えば、5〜50質量%程度である。
透光性部材90に含有させることができる光拡散材としては、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を用いることができる。
[実施例1]
図1A、図1Bに示す形態の半導体発光素子を以下のようにして作製した。
まず、半導体発光素子の半導体層として、サファイア基板の表面上に、ピーク波長約450nmの青色で発光するn型窒化物半導体層、活性層及びp型窒化物半導体層を積層した。次に、n側電極を形成する領域のp型窒化物半導体層と活性層とn型窒化物半導体層の一部とを除去した。露出されたn型窒化物半導体層上と、p型窒化物半導体層上に、ITOからなる透光性の導体層を設け、更に、スパッタリング法により誘電体多層膜(Nb2O5/SiO2)n(但しnは自然数)を3ペア成膜した。1層のNb2O5は90nm、1層のSiO2は50nmである。更に誘電体多層膜上に、AgターゲットとHfO2ターゲットを用いた同時スパッタリング法により、HfO2を含有するn側反射層及びp側反射層を120nmの厚さで成膜した。なお、ICP−AES分析により、これらの反射層のHfO2含有量を測定したところ、0.24質量%であった。更にスパッタリング法により、これらの反射層上に、適宜p側上部電極及びn側上部電極を設けた。更に、保護膜、p側接合電極、n側接合電極を設けた。
実施例2の製造工程では、実施例1のHfO2を含有する反射層の代わりに、Nb2O5を含有する反射層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の半導体発光素子を製造した。なお、Nb2O5を含有する反射層はAgターゲットとNb2O5ターゲットを用いた同時スパッタリング法により形成した。なお、ICP−AES分析により、反射層のNb2O5含有量を測定したところ、0.07質量%であった。
実施例3の製造工程では、実施例1のHfO2を含有する反射層の代わりに、Ga2O3を含有する反射層を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の半導体発光素子を製造した。なお、Ga2O3を含有する反射層はAgターゲットとGa2O3ターゲットを用いた同時スパッタリング法により形成した。なお、ICP−AES分析により、反射層のGa2O3含有量を測定したところ、0.03質量%であった。
比較例1の製造工程では、実施例1のHfO2を含有する反射層の代わりに、誘電体多層膜上に、Ni層3Åと純銀層120nmとをこの順に形成した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の半導体発光素子を製造した。なお、Ni層はNiターゲットを用いたスパッタリング法により形成し、純銀層はAgターゲットのみを用いたスパッタリング法により形成した。
上記実施例1、実施例2、実施例3及び比較例1の半導体発光素子をそれぞれ光束を測定するためにパッケージにバンプによりフリップチップ実装し、半導体発光装置を作製した。なお、半導体発光素子上にYAG:Ce蛍光体を塗布した。そして、Labsphere社製の10インチ積分球を用い、印加パルスpw/pe=0.05ms/5msの条件で光束を測定した。この結果を図7に示す。なお、これは順方向電流If=700mAでの結果であり、比較例1の光束を100とした。実施例1、実施例2、実施例3の光束は、比較例1より3〜3.7%程度上昇していた。
図1Bのように、n側導体層31及びp側導体層32上には半導体発光素子100(以下、ダイスという)からの発光(約450nm)を100%近く反射する誘電体多層膜4が形成されている(図8参照)。なお、図8の縦軸は、界面反射率(R)である。
しかし、この開口部は、導通を取るためにやむを得ず設けているのであって、反射率だけを考えると誘電体多層膜4の方が優れているので、開口部は最低限の面積に設定される。したがって、反射層の変更に起因するダイス全体から放出される青色光に対する発光パワーの改善は、0.8〜1.2%程度にとどまる。
そして、この蛍光体で発光した長波長光は再びダイスに侵入する。再侵入した長波長光は、誘電体多層膜4に到達するものの、誘電体多層膜4は長波長光をほとんど反射せず、反射層に到達する。つまり、再侵入した長波長光は誘電体多層膜4を覆う反射層によって反射される。
このことは、白色LEDにおいて、反射層をNi/Agから酸化物添加Agに変更した場合に、色度Xが大きい方(右)にシフトしており、蛍光体の発光が相対的に大きくなっていることからもわかる(図6参照)。
実施例1のHfO2を含有する反射層、実施例2のNb2O5を含有する反射層、実施例3のGa2O3を含有する反射層、比較例1のNi層を設けた純銀層の反射層について、界面の反射率について調べた。具体的には、各反射層を石英基板上に成膜し、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製のU−3010形の分光光度計(ROM Ver:2520 10)を用いて、石英基板越しに各反射層の界面反射率を調べた。図9に示すように、実施例1、実施例2、実施例3の酸化物を含有する反射層は、比較例1の酸化物を含有しない反射層の反射率を上回っていた。このことから、反射層に、前記の割合で酸化物を添加させると、Ni層を設けた純銀層に比べ、反射率を向上させることができることがわかる。
実施例1のHfO2を含有する反射層、実施例2のNb2O5を含有する反射層、実施例3のGa2O3を含有する反射層、比較例1のNi層を設けた純銀層の反射層について、テープ試験により、誘電体多層膜との界面の剥がれ率について調べた。具体的には、まず、サファイア基板上にパターンなしの誘電体多層膜を成膜した。次に、その誘電体多層膜上にフォトリソグラフィを行い、成膜し、リフトオフにより表1に示す構造のp側電極を形成した。p側電極の成膜は、それぞれ10000個とした。次に、このp側電極を形成したものにUVシートを貼り付けた後、UVシートを剥がして、誘電体多層膜の剥がれの発生したパターン数を数え、剥がれ率を算出した。
2 半導体積層体
21 n型半導体層(第1半導体層)
22 活性層
23 p型半導体層(第2半導体層)
31 n側導体層
32 p側導体層
4 誘電体多層膜
5 n側電極
51 n側反射層
52 n側上部電極
6 p側電極
61 p側反射層
62 p側上部電極
7 保護膜
8 n側接合電極
9 p側接合電極
11 穴部
70 基台
80 蛍光体
90 透光性部材
120、120a、120b 酸化物
130 酸化物層
100 半導体発光素子
200 発光装置
A 擬似的な遷移層
Claims (25)
- 半導体層と、
導体層と、
誘電体多層膜と、
酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子を含有するAgを主成分とする反射層と、がこの順に配置された半導体素子。 - 前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子は、前記誘電体多層膜と接し、若しくは、前記誘電体多層膜に近い側に配置されている請求項1に記載の半導体素子。
- 前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子は、前記反射層中に分散されている請求項1又は請求項2に記載の半導体素子。
- 前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子は、前記誘電体多層膜側に偏在されている請求項1から請求項3の何れか1項に記載の半導体素子。
- 前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子の含有量は、前記反射層全質量に対し、0.01質量%以上5質量%以下である請求項1から請求項4の何れか1項に記載の半導体素子。
- 前記反射層は、Ga2O3、Nb2O5、HfO2から選択される少なくとも1種である前記酸化物を含有する請求項1から請求項5の何れか1項に記載の半導体素子。
- 前記誘電体多層膜は、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alから選択される少なくとも1種の元素の、酸化物又は窒化物を主成分として含む請求項1から請求項6の何れか1項に記載の半導体素子。
- 前記半導体層における前記導体層が設けられた面と反対側の面に基板を有する請求項1から請求項7の何れか1項に記載の半導体素子。
- 前記基板は、透光性である請求項8に記載の半導体素子。
- 前記反射層における前記誘電体多層膜が設けられた面と反対側の面に、前記反射層側から、保護膜と、Au層と、をこの順に備える請求項1から請求項9の何れか1項に記載の半導体素子。
- 前記半導体素子は、半導体発光素子である請求項1から請求項10の何れか1項に記載の半導体素子。
- 請求項1から請求項11の何れか1項に記載の半導体素子と、
前記反射層が実装面側となるように前記半導体素子が前記実装面に配置される基台と、
前記半導体素子を覆う蛍光体と、を有する半導体装置。 - 半導体層上に導体層を形成する工程と、
前記導体層上に誘電体多層膜を形成する工程と、
前記誘電体多層膜上に、酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子を含有するAgを主成分とする反射層を形成する工程と、を含む半導体素子の製造方法。 - 前記反射層を形成する工程は、スパッタリング法、又は、蒸着法である請求項13に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記反射層を形成する工程は、Agターゲットと酸化物ターゲットとを用いた同時スパッタリング法、Ag及び酸化物を含む合金ターゲットを用いたスパッタリング法、又は、Ag及び酸化物を含む合金蒸着材料を用いた蒸着法により形成される請求項13に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記反射層を形成する工程は、前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子を、前記誘電体多層膜と接し、若しくは、前記誘電体多層膜に近い側に配置する請求項13から請求項15の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子は、前記反射層中に分散されている請求項13から請求項16の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子は、前記誘電体多層膜側に偏在されている請求項13から請求項17の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記酸化物、窒化物、炭化物から選択される少なくとも1種の粒子の含有量は、前記反射層全質量に対し、0.01質量%以上5質量%以下である請求項13から請求項18の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記反射層は、Ga2O3、Nb2O5、HfO2から選択される少なくとも1種である前記酸化物を含有する請求項13から請求項19の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記誘電体多層膜は、Si、Ti、Zr、Nb、Ta、Alから選択される少なくとも1種の元素の、酸化物又は窒化物を主成分とする材料を用いて形成される請求項13から請求項20の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記半導体層上に前記導体層を形成する工程の前に、
基板上に前記半導体層を形成する工程を有する請求項13から請求項21の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記基板は透光性である請求項22に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記反射層を形成した後、
前記反射層側に保護膜を形成する工程と、前記保護膜側にAu層を形成する工程と、を含む請求項13から請求項23の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記半導体素子は、半導体発光素子である請求項13から請求項24の何れか1項に記載の半導体素子の製造方法。
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