JP4450199B2 - 半導体発光素子 - Google Patents
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Description
請求項1の発明は、透光性基板と、この透光性基板の上に積層された半導体層とを有し、n電極とp電極とが透光性基板に対して半導体層側に形成され、発光した光を透光性基板側から放射するフリップチップ型の半導体発光素子において、半導体層の最上層であるp型コンタクト層と、該p型コンタクト層上に接合して形成された光に対して透明なインジウム錫酸化物(ITO)から成る透明導電膜と、該透明導電膜上に形成された絶縁性保護薄膜と、該絶縁性保護膜上に形成されると共に、全周囲が絶縁性保護膜に覆われて、絶縁性保護膜の中に形成された、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、又は銀合金のうち少なくとも1つから成る光に対して高反射率を有する反射膜と、該反射膜を覆う絶縁性保護膜の上に形成されると共に透明導電膜の一部と接合するように形成された電極層とを有することを特徴とする半導体発光素子である。
絶縁性保護膜は、金属酸化物や金属窒化物やガラスが挙げられるが、代表的には、酸化硅素(SiO、SiO2、SixOyなど)、窒化硅素(SiN、Si2N3、SixNyなど)、酸化チタン(TiO、TiO2、TixOyなど)、窒化チタン(TiN、TiN2、TixNyなど)、または、これらを複合させた組成物又はこれらの積層膜などである。
反射膜は、発光した光に対する反射率が高い金属であれば任意である。望ましくは、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、銀合金、アルミニウム合金、銀とアルミニウムを主成分に含む合金などである。
電極層の材料は任意ではあるが、金、金とチタンの多層膜、又は、金とチタンの合金も用いることができる。
また、反射膜を絶縁性保護膜の中に形成することで、反射膜と透明導電膜との界面、反射膜と電極層との界面での反応を完全に抑制することができる。また、反射膜を銀で構成した場合のように、エレクトロマイグレーションが顕著な場合に、これを完全に抑制し、反射率の低下を防止することができる。
半導体発光素子の具体的な層構成については後の実施例で詳しく説明するが、本発明は図1に示すような、フリップチップ型の半導体発光素子1である。透光性基板101の側から光が外部に出力される。透光性基板101の上には、III 族窒化物半導体から成る半導体層が積層されており、最上層がコンタクト層108である。このコンタクト層108の上に、順次、透明導電膜10、絶縁性保護膜20、反射膜30、電極層40が形成されている。
反射膜30の厚さは、光の反射の観点から0.01〜5μmの範囲が望ましく、さらに、望ましくは0.02〜2μmであり、最も望ましくは、0.05〜1μmである。透明導電膜10の厚さは、p型コンタクト層108との電気的接触の関係から0.05〜1μmが望ましく、さらに望ましくは、0.2〜0.5μmである。
なお、電極層40は、厚さ0.01μmのチタン(Ti)と、厚さ0.5μmの金(Au)との2重構造か、それらの合金であっても良い。または、金、チタンの順に形成して、その上を、パンプの形成部を除いて酸化珪素などの保護膜で覆っても良い。
5…第1露出部
10…透明導電膜
11…第2露出部
20…絶縁性保護膜
21…第3露出部
30…反射膜
40…電極層
101…サファイア基板
102…バッファ層
104…n型コンタクト層
105…歪み緩和層
106…発光層
107…p型クラッド層
108…p型コンタクト層
140…n電極
150…p電極
Claims (4)
- 透光性基板と、この透光性基板の上に積層された半導体層とを有し、n電極とp電極とが前記透光性基板に対して前記半導体層側に形成され、発光した光を前記透光性基板側から放射するフリップチップ型の半導体発光素子において、
前記半導体層の最上層であるp型コンタクト層と、
該p型コンタクト層上に接合して形成された前記光に対して透明なインジウム錫酸化 物(ITO)から成る透明導電膜と、
該透明導電膜上に形成された絶縁性保護薄膜と、
該絶縁性保護膜上に形成されると共に、全周囲が前記絶縁性保護膜に覆われて、前記絶縁性保護膜の中に形成された、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、又は銀合金のうち少なくとも1つから成る前記光に対して高反射率を有する反射膜と、
該反射膜を覆う前記絶縁性保護膜の上に形成されると共に前記透明導電膜の一部と接合するように形成された電極層と
を有することを特徴とする半導体発光素子。 - 前記透明導電膜は、その周辺部の少なくとも一部に、前記絶縁性保護膜が形成されていない露出部を有し、その露出部上に前記電極層の一部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。
- 前記絶縁性保護膜は酸化硅素又は窒化硅素のうち少なくとも1つから成ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体発光素子。
- 前記電極層は、金、金とチタンの多層膜、又は、金とチタンの合金から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の半導体発光素子。
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