TW200522399A

TW200522399A - Semiconductor element and manufacturing method for the same

Info

Publication number: TW200522399A
Application number: TW093135474A
Authority: TW
Inventors: Takashi Ichihara; Daisuke Sanga; Takeshi Kususe; Takao Yamada
Original assignee: Nichia Corp
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2005-07-01
Also published as: EP1686629A1; TWI346401B; KR20060115741A; KR101127314B1; JPWO2005050748A1; CN1883058A; EP1686629A4; EP1686629B1; US20050104080A1; WO2005050748A1; US7183586B2; CN100459189C; JP4148264B2

Description

200522399 ⑴ 九、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係提供一種有關使用積層由 AlxInyGa】_x_yN ( 〇 $x、〇Sy、0gx + y<l)構成的氮化物半導體之半導體層而形成的氮化物半導體元件及其製造方法，特別是有關一種改善光取出效率的發光二極體（LED )或雷射光等的半導體發光元件及其製造方法。【先前技術】使用氮化鎵等的氮化物系半導體之發光元件可爲紫外光、藍色光、綠色光等之發光，在高效率且低消耗電力之點上，可小型化使機械性振動等變強，由於具有長壽命且信賴性高等的優點，因此各方面的利用進步。特別是發光元件明顯普及於大型顯示器或信號機、行動電話的背光源等。在使用氮化物系半導體之發光元件中，有效利用取出於活性層產生的光至外部，以提高光的取出效率甚爲重要。從這種觀點來看要求具有透光性的導電膜作爲電極，例如利用ITO ( In與Sn之複合氧化物）或Sn02、ZnO 等。其中，ITO係在氧化物銦含有錫之氧化物導電性材料，由於具有低電阻、高透明度，因此適用於透明電極。利用這種透明電極的L E D之一例表示於第1圖。L E D 係在藍寶石基板1上具有介以緩衝層依序磊晶成長η型 GaN層2、InGaN發光層3、ρ型GaN層4之構成。又， 200522399 (2) 選擇性蝕刻除去InGaN發光層3及p型GaN層4之一部分，露出η型GaN層2。在p型GaN層4上形成ITO層作爲P側透明電極5，更積層有p側電極7之銲墊。又，在η型GaN層2上形成η側電極8。此等電極藉由蒸鍍形成Al、Au、. In等金屬。在這種構造中，介以ρ側電極7 所注入的電流在導電性佳的p側透明電極5即ITO層均勻擴散，電流從InGaN發光層3注入至η型GaN層2而發光。又，該發光不被P側電極7遮住而透過ITO層取出至晶片外。然而，這種氮化物系半導體元件係具有所謂電極部的接觸電阻高的問題。這是因爲GaN的能帶爲3·4Εν寬，因此難以使電極與歐姆接觸之緣故。結果，電極部的接觸電阻變高，元件的動作電壓變高，產生所謂消耗電力、發熱量變大的問題。又，另外，光的取出效率亦不佳。這是因爲GaN的折射率約2.6 7大，因此臨界角爲2 1 . 9度極小之緣故。換言之，從主光取出面的法線觀看，以大於該臨界角的角度入射的光不取出至LED晶片外而關閉起來。因此，難以改善外部量子效率且難以獲得更大的發光能量。在此，加工主光取出面即p型GaN層之表面成凹凸形狀，可改善該問題。但是，爲了形成凹凸形狀，P型G aN 層必須具有某程度的厚度。然後，爲了降低些微與電極之接觸電阻，而摻雜高濃度的雜質且形成厚的P型GaN層時，引起所謂結晶表面產生面粗糙的新問題。 -6 - 200522399 (3) 爲了解決這種問題，在主光取出面設計凹凸以改善光取出效率的LED發光元件揭示於專利文獻！。在專利文獻 ]所揭示的LED是將透明電極即IT 0層與p型半導體層即 p型GaN層之界面設爲凹凸，作爲容易將在該面所反射的光取出至外部之構成以改善取出效率。具體而言，加工p 型GaN層的表面爲凹凸，並於其上設計透明金屬電極或透明電極。然而，在將GaN層的表面加工爲凹凸時，磊晶成長層受到損傷，導致使該部分有不會發光之問題。又，由於p 型GaN層薄，故在凹凸加工之際將到達活性層、^型GaN 層，爲避免此一情況產生必須將GaN層設爲厚膜。另外，以P型G aN層之表面作爲平面，亦有將p側透明電極的表面加工爲凹凸的方法，惟由於凹凸面接近主光取出面，故該凹凸圖案容易從外部視認，具有外觀上美觀性不良的問題。又，在所謂於主光取出面設計 p型電極的面朝上 (Face Up )之構造中，必須設計n型電極使主光取出面變窄之點，由於在ρ型電極設計襯墊電極，故該部分不會遮住光，且無法進行光的取出，導致光取出效率變差的問題。而且，在使用以ΙΤΟ爲代表之導電性氧化物膜作爲透光性導電層之構造中，必須使透光性良好，再者，於使導電性氧化物膜與半導體層相接而設計的構造中，歐姆特性必須爲良好。然而，要同時使透光性與歐姆特性良好相當 -7- 200522399 (4) 困難，必須更提升導電性氧化物膜的特性。專利文獻1 :特開2000- 1 96 1 5 2號公報【發明內容】〔發明所欲解決之課題〕本發明係爲了解決上述問題點而硏創者。本發明之主要目的在於提供一種反射效率高的半導體發光元件及其製造方法，特別是一種光取出效率優良的半導體發光元件及其製造方法。〔用以解決課題之方案〕爲了達成以上目的，有關本發明之半導體元件係具備有：具有相對向的一對主面的基板1 1 ;在基板1 ]之一方主面上的第1傳導型半導體層；在第1傳導型半導體層上的第2傳導型半導體層；形成於第1傳導型半導體層與第 2傳導型半導體層之間的活性層1 4 ;以及形成於第2傳導型半導體層上，反射從活性層1 4朝向第2傳導型半導體層之光的反射層]6。該半導體發先兀件係作爲發光兀件’以上述基板之另一方的主面作爲主光取出面且可安裝於配線基板。再者，在反射層]6與第2傳導型半導體層之間形成有透光性導電層1 7，在透光性導電層1 7與反射層1 6之界面形成有凹凸面2 2。藉由該構成，在凹凸面2 2反射從活性層1 4 照射至第2傳導型半導體層的光且使之散射，可提高取出 -8- 200522399 (5) 至外部的光之效率。特別是在透光性導電層1 7與上述反射層16之界面形成凹凸，因此不會使第2傳導型半導體層的特性惡化，解決加工表面的困難問題。又，半導體發光元件可將透光性導電層17與上述第2 傳導型半導體層之界面設爲略平滑面。藉由該構成，不須對上述第2傳導型半導體層之表面進行加工，在透光性導電層17與上述反射層16之界面形成凹凸，可改善光的取出效率。再者，半導體元件係以上述凹凸面22具備傾斜面，該傾斜面的傾斜角度與主光取出面的法線相對設爲60°以下作爲半導體發光元件。藉由該構成，可提高光反射至臨界角以下的角度，可改善光的取出效率。再者，半導體元件係可設爲上述凹凸面22爲連續的柱面透鏡狀。藉由該構成，使與界面平行的面減少，提高光反射至臨界角以下的角度之確率，可改善光的取出效率。又，上述透光性導電層（1 7 )是使用包含至少從鋅、銦 '錫及鎂構成的群中選擇至少一種的元素C之氧化物構成的層。而且，上述氧化物膜除了元素C之外，另包含微量元素D。又，上述微量元素D是從錫、鋅、鎵、鋁中選擇至少一種的元素。以使用銦作爲元素C最佳，以使用錫之ITO構成作爲微量元素D最佳。藉由該構成，容易形成微細圖案，以I τ 0作爲透光性導電層].7，在表面加工凹凸面2 2，可提高光取出效率。又，由於IT 0與氮化物半 200522399 (6) 導體層之歐姆接觸優良，故可實現縮小與第2傳導型氮化物半導體層之界面的接觸電阻’順方向電壓V f低之實用 · 的氮化物半導體發光元件。再者，亦可將包含元素c與微量元素D設爲氧化物膜之與半導體層的界面附近的微量元素D之濃度高於氧化物膜的其他部分之膜中微量元素D之濃度的半導體元件。又，亦可將包含元素C與微量元素〇設爲與半導體層的界面附近的微量元素D之濃度高於與界面相對的面附近之微 · 量元素D之濃度的半導體元件。藉由該構成，例如在1τ〇中，在半導體層側可配置載子多於在氧化物膜中包含固定微量元素D者，減少肯脫基障壁’縮小半導體層側的薄膜電阻，可實現提升光取出效率的改善與薄膜電阻的降低兩者皆成立的高品質之半導體發光元件。又，上述氧化物膜與元素C相對以包含2 0 %以下的元素D最佳。再者，氮化物半導體發光元件係將上述反射層（1 6 ) 設爲包含至少從錦、欽、鉑、铑、銀、銷、銦、砂、鋅中選擇之至少一種的元素。其中，作爲可實現使用在本發明的氮化物半導體發光元件之高反射之層，以設爲包含鋁 (A1 )、铑（Rh )、銀（Ag )之層最佳。由於鋁、铑、銀爲高反射率，故在透光性導電層1 7之界面可有效率地反，參射，以提高光取出效率。再者，氮化物半導體發光元件係將上述反射層（1 6 ) 設爲包含在Si、Zn、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、A卜Mg中至少一種的介電質。更以組合 Si02、Ti02、Ar〇2、Hf02、 -10- 200522399 (7)

Nb03，Al2〇3等滿足低折射率與高折射率之關係最佳，以使用多層化2種介電質之界電體多層膜或Si02、MgF、 Al2〇3、SiN、SiON等使其折射率差變大最佳。在透光性導電層17使用ITO時，使反射層16介電質之界面的接著性比A1等金屬高，可提高信賴性。又，氮化物半導體發光元件係將上述透光性導電層 (1 7 )之膜厚與從上述活性層（1 4 )放出的光之波長λ相對，爲λ / 4之約整數倍。而且，氮化物半導體發光元件係將上述透光性導電層 (1 7 )之膜厚設爲1 μηι以下。又，氮化物半導體發光元件係將上述反射層（1 6 )形成於與基板（1 1 )之主面交叉的面。藉由該構成，放射至橫方向的光亦反射至上面，可取出較多的光。而且，氮化物半導體發光元件係使上述氮化物半導體層之與上述基板（1 1 )的主面交叉的面至少一部分傾斜。藉由該構成，使放射至橫方向的光反射至上方向，更可改善光的取出效率。又，本發明之氮化物半導體發光元件之製造方法，其係具備有：具有相對向的一對之主面的基板（1 1 );在上述基板（11 )之一方主面上的第1傳導型半導體層；在上述第1傳導型半導體層上的第2傳導型半導體層；形成於上述第1傳導型半導體層與第2傳導型半導體層之間的活性層（I 4 );以及形成於上述第2傳導型半導體層上，反射從上述活性層（]4 )朝向上述第2傳導型半導體層之光 -11 - 200522399 (8) 的反射層（I 6 )，以上述基板（1 1 )之另一面的主面作爲主光取出面且可安裝於配線基板。該方法係具有：在基板 (11)上積層第1傳導型半導體層、活性層（14)、及第 2傳導型半導體層之步驟，在上述第2傳導型半導體層上形成透光性導電層（1 7 )之步驟；在上述透光性導電層 (17)形成凹凸面（22)之步驟；以及在上述形成凹凸面 (2 2 )之透光性導電層（1 7 )上形成反射層（1 6 )之步驟。藉此，以凹凸面2 2反射從活性層1 4照射至第2傳導型半體層之光且使之散射，可提高光取出至外部的效率。特別是由於在透光性導電層1 7與上述反射層1 6之界面形成凹凸，故部會使第2傳導型半導體層的特性惡化，解決加工表面的困難問題。〔發明之功效〕本發明之氮化物半導體發光元件之製造方法不會使特性降低，且不會對加工困難的氮化物半導體層造成損傷，可改善光取出至外部的效率。這是因爲本發明在具有凹凸面之透光性導電層上成型反射膜，以該界面作爲具有凹凸面之反射面，與反射部相對向之主光取出面相對，以臨界角以下的角度入射多的反射光，可大幅增加取出至外部的光之緣故。又，透光性導電層介存於第2傳導型半導體層與反射層之間，使上述的凹凸面之加工容易，且具有容易獲得歐姆接觸的優點。特別是雖然氮化物半導體與金屬難以獲得歐姆接觸，惟藉著介存ITO或介電質等透光性導電 200522399 (9) 層，容易取得歐姆接觸，縮小該接觸電阻，具有可實現使動作電壓下降，抑制消耗電力或發熱量之氮化物半導體發光元件之優點。又’以作爲透光性導電層使用的導電性氧化物膜作爲本發明之構造，可實現提升光取出效率的改善與薄膜電阻的降低兩者皆成立的高品質之半導體發光元件。。【實施方式】以下，依據圖面說明本發明之實施形態。但是以下所示的實施形態係例示用來具體化本發明之技術思想的半導體元件及其製造方法，本發明之半導體元件及其製造方法係不限定於以下敘述。又’本I兌明書不將申請專利範圍所示的構件特定在實施形態的構件。特別是記載於實施形態的構成零件之尺寸、材質、形狀、其相對配置等不限定於特定之記載，本發明的範圍亦不僅限定應此之旨趣，不單限制於說明例。此外，表示各圖面的構件之大小或位置關係等爲了明確說明亦有較誇張之表現方式。再者，於以下的說明中，相同的名稱、符號是表示相同或相同材質的構件，適當省略詳細說明。再者，構成本發明之各要素是以相同構件構成複數個要素，以一個構件兼用複數個要素之樣態亦可，反之，亦可實現以複數個構件分擔一個構件之功能。 (實施形態】） -13- 200522399 (10) 第2圖的槪略圖表示安裝本發明一實施形態的氮化物半導體發光元件之例。在該圖中，於配線基板之一的副安裝座1 〇上安裝倒裝片（flip chip )之氮化物半導體發光元件即LED晶片9。倒裝片（flip chip )係與以氮化物半導體層之電極形成面作爲主光取出面之面朝上安裝不同，係與電極形成面相對向的基板1 1側做爲主光取出面之安裝方式，亦稱爲面朝下（Face Down)安裝等。第2圖的LED晶片9係在基板1 1上依序磊晶成長緩衝層1 2、η型氮化物半導體層1 3、活性層1 4、p型氮化物半導體層1 5，更積層透光性導電層1 7與反射層1 6。結晶成長方法係例如可利用有機金屬氣相成長法（MOCVD : metal-organic chemical vapor deposition )、氫化物氣相嘉晶法(Hydride vapor phase epitaxy，HVPE)、氫化物 CVD 法、MBE( molecular beam epitaxy，分子束嘉晶）等的方法。又，半導體層的積層構造舉出具有MIS接合、 PIN接合、或PN接合的均質（Homo )構造、或是異質構造或是雙異質構成。又，以各層作爲超晶格構造，活性層 14形成於產生量子效果的薄膜之單一量子井戶構造或多重量子井戶構造。又，在第2圖中，雖未詳細圖示，惟選擇性蝕刻除去活性層1 4及P型氮化物半導體層1 5之一部分，露出p型氮化物半導體層1 5之一部分，形成η側襯墊電極又，在與η側電極相同面側，於ρ型氮化物半導體層1 5 形成有Ρ側襯墊電極]9。在襯墊電極上形成用來與外部電 -14- 200522399 (11) 極等連接的金屬化層（凸塊20 )。金屬化層係由Ag、 An、Sn、ln、Bi、Cu、Zn等材料構成。此等LED晶片9 之電極形成面側與設計於副安裝座1 〇上的正負一對之外部電極相對向，以凸塊2 0將各個電極接合。更對於副安裝座1 〇配線有金屬線2 1等。另外，面朝下安裝的L E D 晶片9之基板1 1的主面側設爲主光取出面。此外，在本說明書中，所謂層上等之「上」不一定需要形成與上面接觸之情況，亦包含分離且形成於上方之情況’在層與層之間存在有介存層之意思。第3圖係詳細說明本發明之第1實施形態之氮化物半導體發光元件。由於圖示的氮化物半導體發光元件爲倒裝片安裝，表示上下相反。在實際的製造步驟中，於基板i i 上形成各層’以如第2圖所示之方式安裝使所獲得的氮化物半導體發光件上下相反。「基板1 1」 S板1 1係以可獲得磊晶成長的氮化物半導體之透光性基板’不特別限定基板的大小或厚度等。該基板係以C 面' K面及A面中任一面作爲主面之藍寶石或尖晶石 (MgAl2〇4 )的絕緣性基板，或碳化矽（6h、4H、3C )、砂、ZnS、ZnO、Si、GaAs、鑽石、及氮化物半導體與晶格相接之鈮酸鋰、鎵酸钕等氧化物基板。又，可進行裝置加工的程度之厚膜（數十μιΏ以上），亦可使用GaN或 A】N等氮化物半導體基板。異種基板亦可爲傾斜，當使用 -15- 200522399 (12) 藍寶石 C面時，設爲 0.01°〜3.0°，更設爲 0.05°〜0.5° 的範圍最佳。更使用與藍寶石等氮化物半導體不同的材料作爲基板時，在基板形成凹凸時磊晶成長氮化物半導體亦可。藉此，可減少在氮化物半導體層與異種基板的界面反射的光，又，在界面反射的光亦在步驟中從基板側取出，因此最爲理想。該凹凸的段差至少大於從發光層的光之波長，且在使發光層成長之際設計可獲得平坦的面之程度的段差。「氮化物半導體層」氮化物半導體層一般式爲InxAlyGa】.x.yN ( 0$ X、0S y、x + y^l)，亦可混晶B或P、As。又，η型氮化物半導體層13、ρ型氮化物半導體層15不特別限定爲單層或多層。而且5在氮化物半導體層適當含有η型雜質、ρ型雜質。η型雜質可使用Si、Ge、Sn、S、0、Ti、Zr等的IV 族、或是使用VI族元素，以使用S i、G e、S n最佳，以使用 Si最佳。又，ρ型雜質雖無特別限定，惟舉出Be、 Ζ η、Μ η ' C ι·、M g、C a等，以使用M g最佳。藉此，可形成各導電型的氮化物半導體。在上述氮化物半導體具有活性層1 4，該活性層1 4設爲單一（S Q W )或多重量子井戶構造（MQW)。以下，表示氮化物半導體的詳細。在基板1 1上成長的氮化物半導體層介以緩衝層（第3 圖未圖示）成長。緩衝層係使用以一般式A ] a G a 1 _ a N ( 0 g a S 0.8 )表示的氮化物半導體較佳，更以A] aG a】.aN ( 0$ a - 16 - 200522399 (13) S 〇 · 5 )表示的氮化物半導體最佳。緩衝層的膜厚係以 0.002 至 0.5μΐΏ 爲佳，以 0.005 至〇·2μιτι 較佳，更以 0.01 至0.02 μΐΏ最佳。緩衝層的成長溫度以2 00至900 °C較佳，更以400至8 00 °C最佳。藉此’可降低氮化物半導體層上的轉位或凹坑（P i t )。再者，在上述的異種基板上藉由 ELO( Epitaxial Lateral Overgrowth)法藉著使氮化物半導體橫向成長，使貫通轉位彎曲而收斂，使轉位降低。緩衝層亦可作爲多層構成，亦可形成低溫成長緩衝層及於其上形成高溫成長層。高溫成長層可使用已摻雜無摻雜之 GaN或η型雜質之GaN。高溫成長層的膜厚以i μη1以上較佳，更以3 μιη以上最佳。又，高溫成長層的成長溫度爲 9 0 0至1 1 0 0 °C，以1 〇 5 0 °C以上最佳。然後，使η型氮化物半導體層1 3成長。首先，使^ 型·接觸層（未圖示）成長。η型接觸層之能帶間隙（band_ gap energy )大於活性層1 4之能帶間隙而組成，更以 AljGa^N ( 0< j < 0.3 )最佳。n型接觸層的膜厚雖無特別限定，惟以1 μι以上較佳，更以3 μιΏ以上最佳。然後，使η型接觸層成長。η型接觸層含有A1，^型雜質濃度雖無特別限定，惟以 1 018 至 1 X 1 0I9/cm3 亦可。又，藉著使之覆蓋層的功能。 1 X 1 〇】7至1 X 1 O'cm3較佳，更以]X 最佳。又’在η型雜質濃度施加傾斜 A1的組成傾斜，亦可做爲載子的關閉活性層1 4具有發光層的功能，至少具有包含由 A]aInbGa]_a.bN ( OSag 1、】、a + b$ ])構成的井戶 -17- 200522399 (14) 層、及由 AlcIndGa 卜 c_dN ( OgcS 1、1、c + d$l) 構成的障壁層之量子井戶構造。活性層1 4使用的氮化物半導體亦可爲無摻雜、摻雜η型雜質、摻雜p型雜質中任一個。更以使用無摻雜、摻雜η型雜質之氮化物半導體層，高輸出化發光元件。最理想的是將井戶層設爲無摻雜，將障壁層設爲摻雜η型雜質，可提高發光元件之輸出與發光效率。又，發光元件使用的井戶層含有Α1，在以往的InGaN之井戶層中困難的波長域，具體而言，可獲得 GaN的能帶間隙即波長3 6 0 nm附近或可獲得短的波長。從活性層1 4放出的光之波長則因應發光元件之目的、用途等，設爲 360nm至650nm附近較佳，以設爲380nm至 5 6 0 n m的波長最佳。井戶層的膜厚以lnm以上30nm以下爲佳，以2nm以上2 0 n m以下較佳，更以3 · 5 n m以上2 0 n m以下最佳。當小於1 n m時井戶層不具有良好的功能，大於3 0 n m時，將導致In A] GaN之4元混晶的結晶性降低，且使元件特性降低之緣故。又，在2 n m以上時，可獲得膜厚沒有大的斑點之較均勻的膜質之層，在20nm以下，抑制結晶缺陷的產生’可使結晶成長。藉著將膜厚設爲3.5 ηηι以上使輸出提升。此係藉著加大井戶層的膜厚，如以大電流驅動LD 般’藉由高的發光效率及內部量子效率對多數個載子注入進行發光再結合，特別在多重量子井戶構造中有效。又，在單一里·卞井戶構造中’錯著將膜厚設爲5 n m以上可獲得與上述相同提升輸出的功效。又，井戶層的數量雖無特別 - 18 - 200522399 (15) 限定，惟在4以上時，將井戶層的膜厚設爲1 0 n m以下以抑制活性層1 4之膜厚較佳。适是因爲當構成活性層1 *之各層的膜厚變厚時，活性層1 4全體的膜厚變厚將引起V 的上升之緣故。當爲多重量子戶構造時，在複數個井戶之內以至少具有一個在上述 l〇nm以下的範圍之膜厚較佳，更以將全部的井戶層設爲上述10nm以下最佳。又，障壁層與井戶層相同，以摻雜或無摻雜p型雜質或η型雜質較佳。更以摻雜或無摻雜η型雜質最佳。例如，在障壁層中摻雜η型雜質時，其濃度至少需要爲5 X 1016/cm3以上。例如在LED中，以5xl〇】6/cm3以上2χ 1 018/cm3以下最佳。在高輸出的LED或LD中，以5x 10】7/Cm3以上lxl〇2〇/cm3以下較佳，更以ΐχΐ〇】8/_3以上2 X 1 0I9/cm3以下最佳。此時，井互層以實質上未含有^ 型雜質或以無摻雜成長最佳。又，在障壁層摻雜η型雜質時，摻雜在活性層內的全部之障壁層亦可，將一部分設爲摻雜、一部分設爲不摻雜亦可。在此，在一部分的障壁層 ί寥雜η型雜質時，在活性層內摻雜在配置於η型層側的障壁層最佳。例如’藉著從η型層側算起摻雜至第η面的障壁層Βη ( η爲正整數），使電子有效率的被注入活性層內’獲得具有優良的發光效率與內部量子效率之發光元件。又ΐ彳於井戶層而言，藉由從η型層側算起摻雜至第m 面的井戶層Wm 爲正整數），獲得與上述障壁層相同的效果。又’接雜在障壁層與井戶層兩方亦可獲得相同的功效。 -19 - 200522399 (16) 然後，在活性層1 4上形成以下的複數層（未圖示）作爲P型氮化物半體層15。首先，p型覆蓋層係大於由活性層1 4的能帶間隙構成的組成，可關閉載子至活性層 ]4，無特別限定。例如，使用AlxGauN ( 0 S k < 1 )，特別是以 AlKGai-KN (0<k<0.4)較佳。p型覆蓋層的膜厚. 雖無特別限定，惟以0 · 〇 1至〇 . 3 μηι較佳，更以0.0 4至 0.2卜111最佳。1)型覆蓋層的；？型雜質濃渡以1><1〇】8至1>< 102】/cm3較佳，更以ιχ10]9至5x；l〇2】/cm3最佳。當ρ型 0 雜質濃度位於上述範圍時，不須降低結晶性亦可降低體電阻。P型覆蓋層可爲單一層，亦可爲多層膜層（超晶格構造）。爲多層膜時’亦可是上述的AIKGai-KN與由此構成的能帶間隙小的氮化物半導體層構成的多層膜層。例如，作爲能帶間隙小的層，與n型覆蓋層之情況相同，舉出以 I^GawN ( 0^1< "、以 AlmGa】.mN ( 0Sm< 1、 1 )。形成多層膜之各層的膜厚爲超晶格構造時，一層的膜厚以1〇〇人以下，又以7〇A較佳，更以至4〇A最馨佳。又’ p型覆蓋層由能帶間隙大的多層膜層、及由能帶間隙小的層構成的多層膜層時，亦可在能帶間隙大的及小的層至少一方摻雜p型雜質。又，摻雜在能帶間隙大的及小的層兩方時’摻雜量亦可相同亦可爲不同。然後’在P型覆蓋層上形成p型接觸層。P型接觸層 · 緖由使用 AlfGa!.fN ( 0 g f < })，特別是以 AuGai.fN ( 〇 $ f < 0 . .3 )構成，可成爲與歐姆電極即p電極良好的毆姆接觸。P型雑質濃度以1 x丨〇 ” / c m 3以上最佳。又，p型接 >20- 200522399 (17) 觸層在導電性基板側之p型雜質濃度高，且以具有Al的混晶比變小的組成梯度較佳。此時，組成梯度係連續變化組成’或不連續階段性組成變化亦可。例如，使p型覆蓋層與歐姆電極相接，以P型雜質濃度高且A1組成比低的第1之p型接觸層、及p型雜質濃度低的AI組成比高的第2之P型接觸層構成亦可。藉由第1之p型接觸層可獲得良好的毆姆接觸，藉由第2之p型接觸層防止自行吸收。如以上所示，在基板1 1上成長氮化物半導體之後，從反應裝置取出晶圓，然後，包含氧及/或氮的環境中以 4 5 0 °C以上進行熱處理。藉此，除掉與p型層鍵結之氫，形成顯示p型的傳導性之P型氮化物半導體層1 5。例如舉出下述的（1 )至（5 )所示氮化物半導體層作爲積層構造。 (1 )由GaN構成的緩衝層（膜厚：20 0A )，由摻雜 Si之 η型 GaN構成的 η型接觸層（4μηι)，由無摻雜 In〇.2Ga().8N構成的單一量子戶構造之發光層（30Α)、由摻雜 Mg 之 p 型 Al〇」Ga().9N 構成的 p 型覆蓋層 (0.2 μ m )、由摻雜Mg之p型GaN構成的p型覆蓋層 (0.5 μιη )。 (2 ) 反復每10層交互積層有：由AlGaN構成的緩衝層（膜厚··約1 〇〇人）、無摻雜G a N層（1 μ m )、由包含 4.5 X 1 〇]s/cm3之 Si的 GaN構成的 η側覆蓋層 (5μηο )、由無摻雜GaN構成的下層（3 0 0 0Α )、由包含 200522399 (18) 4.5 x 1 〇]8/cm3之Si的GaN構成的中間層（3 0 0A )、由無摻雜G aN構成的上層（5 0 A )之3層構成的η側第1多層膜層（總膜厚：3 3 5 0Α )、無摻雜 GaN ( 40Α )、及無摻雜Ιη〇.】0&().9Ν(2〇Α);更反覆每6層交互積層有：積層無摻雜GaN ( 40Α )之超晶格構造的η .側第2多層膜層 (總膜厚：640Α )、由無摻雜 GaN構成的障壁層 (2 5 0A)與InG.3Ga〇.7N構成的井互層（30A);更反覆每 5層交互積層有：由無摻雜的GaN構成的障壁層（250A) 之多重量子井戶構造的發光層（總膜厚：1 93 0A )、包含 5xl〇19/cm3 之 Mg 的 Al〇.]5Ga〇.85N(4〇A)、及包含 5x l〇】9/cm3 之 Mg 的 Ino.03Gao.97N (25A);更積層有··包含 5xl〇]9/cm3 之 Mg 的 Al〇.]5Ga〇.85N(4〇A)超晶格構造之 p 側多層膜層（總膜厚：3.65A )、包含1 X 1 02G/cm3之Mg 的GaN構成的p側接觸層（1 2 00A)。 (3) 反復每10層交互積層有··由AlGaN構成的緩衝詹（膜厚：約1 00A )、無摻雜GaN層（1 μηι )、由包含 4.5 X 1 0]s/cm3之 Si的 GaN構成的 η側覆蓋層 (5μΓα )、由無摻雜GaN構成的下層（3 0 00Α )、由包含 4.5xl〇]8/cm3之Si的GaN構成的中間層（300A)、由無摻雜G a N構成的上層（5 0 A )之3層構成的η側第1多層膜餍（總膜厚：3 3 5 0 A )、無摻雜G aN ( 4 0 A )、及無摻雜;更反覆每6層交互積層有：積層無摻雜GaN ( 4 〇人）之超晶格構造的n側第2多層膜層 (總膜厚：64〇A )、由無摻雜 GaN構成的障壁層 200522399 (19) (2 5 0 A ) 、Ino.3Gao.7N 構成的井戶層（ό〇Α) '由

In0.〇2GaG.98N構成的第 1障壁層（ΙΟΟΑ)、及由無摻雜 GaN構成的第2障壁層（1 50A )而形成之多重量子井戶構造的發光層（總膜厚：1 9 3 0人）（反覆交互積層的層以3 至6層的範圍最佳）·，更反覆每5層交互積層有：包含5 xl0】9/cm3 之 Mg 的 Al〇.i5Gac).85N(4〇A)、及包含 5x 1019/cm3 之 Mg 的 In〇.〇3Ga〇.97N(25A);更積層有：包含 5xlOI9/cm3 之 Mg 的 Al〇.15Ga〇.85N (40A)超晶格構造之 P 側多層膜層（總膜厚：3 6 5 A )、包含1 X 1 02G/cm3之Mg 的GaN構成的p側接觸層（1 200A )。此外，其中，將由設置於η側的無摻雜G aN構成的下層（3 0 0 0人）從下方設爲：由無摻雜 GaN構成的第1層 (1 5 00A)、包含5 X 1 017/cm3之Si的GaN構成的第2層 (100A)及由無摻雜GaN構成的第3層（ 1500A)構成的 3層構造之下層，可抑制隨著發光元件的驅動時間經過之 V f的變動。再者，在P側多層膜層與P側接觸層之間形成GaN或 AIGaN ( 2 000A )亦可。該層以無摻雜形成，藉由從相鄰接的層之M g的擴散表示p型。藉著設計該層，使發光元件之靜電耐壓提升。該層係不使用另外設計靜電保護功能的發光裝置時亦可，惟在發光元件外部不設計靜電保護元件等、靜電保護手段時，由於可提升靜電耐壓，因此設計較佳。

(4 )反覆每5層交互積層：緩衝層、包含6. 〇 X -23- 200522399 (20) 10]8/cm3之Si.的GaN構成的η側接觸層、無摻雜GaN層 (以上爲總膜厚6nm之η型氮化物半導體層）、包含2.0 xl018/cm3之GaN障壁層與InGaN井戶層之多重量子井戶的發光層（總膜厚：1 〇〇〇 A )，包含由5 X 1 〇 1 8/cm3之GaN 構成的P型氮化物半導體層（膜厚：1 3 0 0A)。再者，於P型氮化物半導體層上具有InGaN層（以 30至100人較佳、更以5〇A最佳）。藉此，該InGaN層成爲與電極連接之P側接觸層。 (5 )反覆每 7層交互積層：緩衝層、無摻雜 GaN 層、包含1 .3 X 1 0I9/cm3之Si的GaN構成的η側接觸層、無摻雜 GaN (以上爲總膜厚 6nm的 η型氮化物半導體層），包含3 ·0χ 1 0 1 8/cm3之Si的GaN障壁層與InGaN井戶層積層的多重量子井戶之發光層（總膜厚：8 00A)，由包含2.5 X 1 02Q/cm3Mg的 GaN構成的p型氮化物半導體層。該P型氮化物半導體層上設爲P側接觸層，亦可形成 InGaN層（30至100A、以50入較佳）。「透光性導電層1 7」在以此方法成長的P型氮化物半導體層15上形成透光性導電層1 7。此外，透光性可透過發光元件之發光波長的意思不一定是無色透明的含意。透光性導電層1 7爲了獲得歐姆接觸，以包含氧者最佳。在包含氧的透光性導電層1 7雖具有多數種類，惟設爲包含以鋅（Zn )、銦 (In)、錫（S η )構成的群中選擇至少一種的元素之氧化 -24 - 200522399 (21) 物。具體而言，期望形成有包含ITO、ZnO、Ιη2 03、Sn〇2 等、Zn、In、Sn的氧化物之透光性導電層1 7，以使用 ITO最理想。又，以薄膜形成Ni等金屬俾使具有透光性後，亦可形成IT 0之透光性導電層1 7。在透光性導電層1 7中包含氧原子，在形成含有氧原子之層後，在包含氧的環境下進行熱處理亦可。或藉由反應性濺鍍、離子束蒸鍍等使在各別的層含有氧原子。在氮化物半導體層不接觸金屬膜等反射層16，藉著介存透光性導電層1 7，在氮化物半導體層之界面取得歐姆接觸。特別是P型氮化物半導體層1 5由於有電阻高的傾向，故降低該界面的接觸電阻甚爲重要。再者，藉由在透光性導電層1 7設計凹凸面22，不需要在氮化物半導體直接設計凹凸，藉此可避免引起電性特性惡化之原因的困難加工且可形成凹凸面22。「凹凸面22」 φ 在透光性導電層17的表面形成凹凸面22。凹凸面22 的形成係從抗蝕劑圖案上藉由 RIE (反應性離子蝕刻，1’ e a c t i v e i ο τι e t c h i n g )或離子 i先削（i ο n m i 11 i n g )等方法以蝕刻等進行。在第3圖的例中，設置複數具有等角台形狀之傾斜面的台面（Mesa )型的波紋圖案的凹凸面 2 2。藉由這種凹凸圖案的形成，依據第4圖說明改善光的取出效率的樣子。第4圖（a )、第4圖（b )係表示以上面做爲主光取出面之面、以下面作爲反射面、亦即朝向下 -25- 200522399 (22) 方之光從上側取出，作爲使光反射之面的發光元件。如第 4圖（a)所示，當具有發光部的發光元件之反射面平坦時’由於在反射面反射的光使入射角與出射角相等，因此與主光取出面之法線相對，以比臨界角大的角度入射的光爲了全反射而不從發光元件的上面取出。相封於此’如第4圖（b )所不，藉由將反射面設爲凹凸面22，由於反射角變更，因此產生光散射的效果，在光持續反射中，在出射角成爲臨界角以下的蝕刻內放出至外部。結果’反射光的多數設爲臨界角以下的角度放出至外部，可大幅改善光取出效率。凹凸的傾斜面之傾斜角度係將與主光取出面的法線之構成角度設爲〇° < X < 65 °時，可提高光反射於臨界角以下的角度之確率，改善光的取出效率。凹凸面22的圖案除了第3圖或第4圖的等腳台形狀之外，採用可獲得光的散射效果之任意的形狀。例如，作爲第1實施形態的變形例1，形成將第5圖所示的剖面設爲半圓狀之柱面（Cylindrical )透鏡狀的凹凸面 22B亦可。藉由柱面形狀可更有效率的使朝向上方的光取出至外部。又，作爲第1實施形態的變形例2，在第6圖所示的三角波狀亦可形成凹凸面22C。此等第5圖、第6圖的構成由於沒有與第3圖不同的透光性導電層1 7與反射層之界面平行的平坦面，因此全反射的產生區域急減，可更提高外部取出效率。再者，作爲第1實施形態的變形例3，亦可設爲第7圖所示的矩形波狀之凹凸面22D。又雖未圖 -26- 200522399 (23) 示，惟使第5圖的柱面狀之圖案鄰接的波紋之間分離而設計，將剖面改變爲圓形設爲橢圓形狀亦可。或不限於將波紋圖案設爲條紋狀之例，亦可設爲圓柱狀、三角圓錐狀或三稜鏡狀、角柱狀等多角柱狀等。或是，又可設爲單一的圓頂狀之凸部或設爲凹部。即使設爲以上的圖案，亦可改善光取出效率。此外，在本說明書中，凹凸不一定限於具有凹部與凸部之情況，當然亦有僅包含凹部或僅包含凸部的情況。再者.，此等的凹凸面之圖案不需要全體設爲均勻的圖案，因應需要組合複述個圖案，或是可變更分布密度。例如，因應活性層的二次元之光輸出的分布密度，光強度強的區域將凹凸面之圖案設爲密，取出更多的光至外部亦可。或是’因應3次元的光之照射圖案，在反射層的光之入射角與主光取出面的法線方向相對大的區域中，例如第 4圖（b )之傾斜面設爲陡峻，增加波紋的密度等，亦可增加以臨界角以下的角度取出光之確率。該透光性導電層1 7的厚度設爲可形成凹凸面的程度的厚度，以1 μ m以下較佳，更以從！〇〇 A至5 〇〇〇 A最佳。以1 0 0 0 A的膜厚確認歐姆特性，當增厚時回火溫度有上升之傾向。又’從活性層]4放出的光之波長λ以設爲λ /4 及整數倍最佳。因爲藉由透光性導電層內的光之干涉，使強的光從透光性導電層放出。 is光丨生導電層1 7之表面形成有凹凸。凹凸的形狀沒有特別限定，可考慮光的取出效率適當調整。例如，週期 -27 - 200522399 (24) 性或不規則的格子狀之圖案、圓形、多角形、多角形的角帶有圓形的略多角形的週期性或不規則之配列圖案。其中，以可緊密的配置凹凸之三角形、四角形、六角形等的凸形狀罪佳。此外，此等的圖案藉由該形成方法在圖案表面與底面不同的形狀即愈接近圖案表面寬度愈變細之形狀，亦可爲角帶有圓狀的形狀等。週期性的圖案之情況其間距例如爲1 μ Π1左右以下，7 0 0 11 m左右以下、5 0 0 n m左右以下、3 00nm左右以下等較適當。凹凸的高度沒有特別的限定，例如在2μιη左右以下，5 00nm左右以下，以1 〇至 5 OOnm左右最佳。這種凹凸圖案例如將凹部之深度設爲 d，將圖案的上面寬度設爲W時，以滿足d^W之關係的方式設定較佳。藉此，可控制光的反射，提升光的取出效率。『反射層1 6』如以上之方法，在形成有凹凸面2 2之透光性導電層 1 7上形成反射層1 6。反射層1 6例如可以金屬膜形成。金屬膜爲了良好的連接含有氧的透光性導電層1 7，以氧化一部分最佳。如此，藉由介以透光性導電層1 7使金屬膜的反射層與氮化物半導體層連接，透光性導電層1 7可與半導體層進行良好的歐姆接觸。又，使金屬膜與氮化物半導體直接接合時，從金屬膜使雜質擴散至氮化物半導體層而污染的問題，或在界面的接合性變差而產生剝離等的問題將使產率降低。其間當介 -28 - 200522399 (25) 存氧化膜時，氧化膜將成爲保護膜而阻止擴散。此外’氧化物與金屬膜之黏接性一般不佳’但是藉著設爲凹凸面22 ^ 使接觸面積增加，可提升黏接強度。而且，亦有所謂藉由界面的光之吸收引起光的取出效率惡化之問題。如第8圖（a )所示’不需介由透光性導電層17，直接使GaN等的氮化物半導體層23與金屬膜24 之反射層接合時，在與金屬膜之界面2 5產生光的吸收’ 失去有效取出的光。吸收率因爲材質而有不同，惟在Α1 φ 與GaN時成爲約1 〇%。相對於此，如第8圖（b )所示，藉著介存ITO等的透光性導電層1 7，在與氮化物半導體之間的界面26抑制光的吸收，又亦可吸收與金屬膜24的反射層之界面27的光吸收，增加可以有效利用的光，以改善光取出效率、外部量子效率，且提高發光輸出。除此之外，藉著將上述的界面設爲凹凸面2 2，可將更多的光取出至外部，且更可改善輸出。金屬膜的膜厚係以設爲2 0 0埃以上較佳、更以設爲馨 5 〇〇埃以上最佳，可使光充份反射。雖無特別限定，惟上限必須設爲1 μ m以下。金屬膜係成爲p型氮化物半導體的電極，且使用可形成反射率高的薄膜之材料。特別是從：鋁（A1 )、銀 (Ag ) '鋅（Ζ η )、鎳（N i )、銷（P1 )、鈀（P d )、铑 (Rh )、釕（Ru )、餓（〇s )、銥（Ir )、鈦（Ti )、鉻 (Z r )、飴（H f)、釩（V )、鈮（N b )、鈦（T a )、鈷 (Co )、鐵（Fe )、錳（Μη )、鉬（Mo )、鉻（Cr )、 29- 200522399 (26) 鎢（W )、鑭（L a )、銅（C u )、紀（Y )構成的群中選擇至少包含一種的元素之金屬或合金，以單一的層或多層最佳。此等金屬或合金可獲得與氮化物半導體最佳的歐姆連接，更在降低發光元件的順方向電壓降低之點有助益。特別是從 Al、Ti、Pt、Rh、Ag、Pd、Ir構成的群中選擇至少包含一種的層最佳，更以包含鋁、铑、銀之層可實現高反射的層最佳。特別是在本發明之構成使用鋁、铑、銀時，凹凸面的反射率可爲70%以上，藉此，期望由氮化物半導體層構成的發光元件之3 6 0nm至65 0nm附近的波長吸收少較佳，更以 3 8 0nm至 5 6 0nm之波長的吸收少最佳，更可獲得最佳的歐姆接觸。又，亦可作爲在上述列舉金屬膜的層之金屬的積層構造。又，其後以熱回火處理電極，電極材料在金屬膜中成爲渾然一體而使之合金化的狀態亦可。此等透光性導電層〗7或反射層1 6亦可設爲多層構造。例如，從第一層的折射率階段性的縮小以多層構造位於半導體層側之第二層的折射率，可提升來自發光元件之光的取出。「介電質」又，亦可以介電質構成反射層1 6。介電質以設爲氧化物的積層構造較佳。由於氧化物化學性比金屬穩定，因此與金屬膜的反射層相比，更可提高信賴性。而且，將反射率設爲9 8 %以上，可設爲接近1 0 0 %之値，可極減反射層 200522399 (27) 的光吸收之損失。在以介電質構成反射膜時，可採用多層構造。更以設爲至少包含St、Zn、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta中任一種之介電質。再者，當利用介電質時’由於表面的塗布成爲容易，因此不僅發光元件之安裝面，與基板11的主面交叉的面亦即第3圖中在發光元件的側面設計介電質的反射層，可有效反射橫方向的光而取出。藉此，可抑制設計於半導體的側面之反射層從橫方向漏出光，對於光取出至上方的提升有幫助。再者，作爲第1實施形態的變形例4如第9圖所示，藉著使發光元件之半導體層的側面傾斜之傾斜面2 8朝向側面方向的光反射至上方向，更可改善光取出效率。該構造將傾斜面2 8設爲圓頂狀，可有效反取出射光至上方向’獲得極高的光取出效率。該傾斜面2 8除了形成平面之外亦可形成曲面。設爲曲面時更可提高反射效率。藉著在傾斜面2 8上形成介電質反射層2 9，使橫向的光確實反射且有效輸出，以改善效率。又，該構成雖未圖示，惟亦可應用在沒有設計反射層於側面的構成。又’形成此等的層可藉由蒸鍍、濺鍍等手法使用一般的氣相成膜裝置形成。又，分別使用有機金屬氣相成長法 (MOCVD )、蒸鍍法、丨賤鍍法等不同的成膜方法亦可形成各個層。而且，亦可藉由溶膠-凝膠法形成。例如，某層藉由蒸鍍法成膜，另外一層則藉由濺鍍法進行成膜。特 • 31 - 200522399 (28) 別是不需介以金屬膜，在氮化物半導體層直接成膜透光性導電層1 7時，以蒸鍍法最佳。如此，藉由分開使用成膜方法’提升膜質，且使透光性電極與氮化物半導體層之歐姆接觸成爲良好，更可使接觸電阻下降。又，圖案化透光性導電層1 7與反射層1 6之界面，藉由使用濕蝕刻、乾蝕刻或剝落法等圖案化方法進行。此外，本實施形態之氮化物半導體發光元件在p型層設計透光性導電層1 7及反射層 1 6，惟在其他實施形態中，在η型層設計透光性導電層1 7等亦可。例如，設成光主要從η型層側取出之構成，在η層的襯墊電極形成凹凸面2 2並設計反射膜亦可。「襯墊電極」在本實施形態中，襯電電極可設計在反射層的表面，不設計亦可。又，亦可設計包含具有反射層功能的層，ρ 型氮化物半導體層1 5側及η型氮化物半導體層1 3側中，與設置於一方的氮化物半導體層側之透光性導電層].7及另一方的氮化物半導體層相對而形成。又，與本發明之其他實施形態有關的襯墊電極之一部分延伸於透光性導電層 1 7所設的貫通孔內而直接設計於氮化物半導體層，或是在透光性導電層1 7的外緣直接設計在氮化物半導體層亦可。如此，藉由直接設計於氮化物半導體層，可防止襯墊電極的剝離。在襯墊電極表面配置Aii凸塊之導電構件，可謀求介 -32、 200522399 (29) 以導電構件相對向的發光元件之電極與外部電極之電性連接。又，形成於P型氮化物半導體層1 5側及η型氮化物半導體層1 3側之襯墊電極所使用的金屬種類或膜厚以設爲相同之構成最佳。如此，藉由設爲相同構成，同時在襯電電極Ρ型氮化物半導體層1 5側及η型氮化物半導體層 1 3側形成襯墊電極，故與分別形成ρ型氮化物半導體層 1 5側及η型氮化物半導體層1 3側之情況比較，可簡略化襯墊電極的形成步驟。作爲本實施形態之襯墊電極例如藉由濺鍍從Ρ型氮化物半導體層1 5側及η型氮化物半導體層1 3側依序積層Ti、Rh、Pt、Au之Ti/Rh/Pt/Au電極或藉由濺鍍依序積層 W、Pt、Αιι之 W/Pt/Au電極（其膜厚例如分別爲 20nm/200nm/500nm)。藉由將襯墊電極的最上層設爲Au，襯墊電極可與以Au爲主成份的導電性導線良好連接。又，在Rh、Au之間藉由積層Pt，可防止Au 或Rh之擴散。又，Rh之光反射性及阻障性優良，最適用於提升光取出效率。製作LED或雷射做爲發光元件時，一般雖在特定的基板上成長形成各半導體層，惟此時，以藍寶石等的絕緣性基板而最後不除掉該絕緣性基板作爲基板時，一般ρ電極及η電極皆形成於半導體上的相同面側。依此，可實現從基板側取出將絕緣性基板側配置在視認側而發光的光之倒裝片安裝。當然，最後除去基板亦可進行倒裝片安裝。如此’使光取出效率變好，改善外部量子效率獲得更大的 -33- 200522399 (30) 發光能量。 (實施形態2 ) 本發明之其他實施形態的半導體元件係眞_胃.胃_ 相對向的一對主面之基板1 1、在上述基板1 1的—方主面上的第1傳導型半導體層、上述第1傳導型半導ρ層上之第1傳導型半導體層、形成於上述第1傳導裂半導胃胃與第2傳導型半導體層之間的活性層丨4、形成於上述第2傳導型半導體層上，用來反射從上述活性層1 4朝向第2傳導型半導體層之光的反射層16。該半導體元件係作爲發光元件，以上述基板丨丨之另一方的主面作爲光取出面且可安裝於配線基扳。再者，在上述反射層1 6與第2傳導型半導體層之間形成有透光性導電層1 7，透光性導電層1 7包含從鋅、銦、錫、及鎂構成的群中選擇至少一種的元素C、及微量元素D。藉由該構成’從半導體層中的活性層取出的光通過透光性導電層，以反射層反射最佳，且取出光至外部。特別是藉著使由氧化物膜構成的透光性導電層之與半導體層之界面附近的微量元素D之濃度高於氧化物膜的其他部分之膜中微量元素D，成爲在半導體層之界面附近具有較多的載子。該微量元素D在膜厚方向上藉著具有特有的濃度分布，可設爲結晶性及導電性優良的導電性氧化物膜。詳言之，當微量元素D過多時，有導電性良好的傾向，惟結晶性變差，透光性的電極亦不佳。亦即，微量元素D在膜厚方向上以 -34- 200522399 (31) ί辰度问的區域與低的區域共存較佳。特別是以與半導p層之界面附近的膜中微量元素D之濃度高於導電性氧化物膜的其他部分之膜中微星兀素D最佳。例如，當導電性氧化物膜爲ITO時’微量兀素D爲錫。ιτο因爲氧欠缺量多而獲得高的載子濃度，並且即使錫的摻雜量多亦可獲得高的載子濃度。但是，當錫的摻雜量過多時載子雖變高，惟結晶性變差’一般透光性之電極亦不佳。但在本發明的實施型態中，在與半導體層之界面附近中藉著錫的摻雜量多，在導電性氧化物膜與半導體層之間可獲得良好的歐姆接觸，同時藉著在其他領域中錫的摻雜量少，可以形成良好的結晶性之膜最理想。藉由AE S (奧格電子光譜）分析裝置測定時，成爲如第1 0圖的傾向。第1 0圖係表示IT 0膜中的錫之深度輪廓（depth profile )的圖表。所謂深度輪廓係從物質的表面朝向物質內部之元素濃度的變化、深度方向的濃度分佈的事情。第1 0圖（a )表示連續具有錫濃度的濃度梯度，（b )係表示總括的錫濃度之傾向的圖。又，在維持移動度高的狀態之範圍將錫的摻雜量亦即將導電性最佳的狀態之摻雜量的錫設計在半導體層之界面附近，將投入在導電性氧化物膜之電流擴散在膜全體，成爲可均勻擴散至半導體層之膜最佳。又，與半導體層之界面附近的的膜中微量元素D的濃度高於與其界面相對向的面附近之微量元素D的濃度。導電性氧化物膜在與半導體層中的活性層相對向的面具有反射膜，藉著使該反射膜相接，從半導體層中的活性層取出 -35- 200522399 (32) 的光通過導電性氧化物膜，並以反射層反射最佳。特別是反射層包含從鋁、鈦、鉑、铑 '銀、鈀、銦、矽、鋅中選擇至少一種元素時，此等反射層與半導體層相比導電性佳，載子存在較多，與導電性氧化物膜肯脫基 (Schottky )障壁小，比較容易獲得歐姆接觸。在這種界面中抑制錫的摻雜量，使結晶性良好，可充分發揮反射層的功能。這是因爲考慮導電性氧化膜的表面狀態，在包含元素 C之氧化物構成的導電性氧化物膜具有微量元素D φ 時，具有較多微量元素D時引起表面粗糙之狀態。該表面狀態因爲微量元素D成爲粗糙狀態，故在這種粗糙的表面形成反射層時，作爲反射層的金屬之結晶方位不穩定，難以形成良好的界面，無法獲得良好的反射特性。換言之，與包含金屬元素的反射層之界面以抑制載子使結晶性良好較佳，導電性氧化物膜在與半導體層之界面中微量元素D 較多，相反的，在與金屬的界面中因具有少量微量元素而歐姆特性優良，且可獲得反射特性即光取出良好的半導體 $ 發光元件。此等包含微量元素D之構成以例如摻雜在In2〇3之錫、摻雜在ZnO之鋁等這種可獲得特有的濃度分布之導電性氧化物膜最佳。在本發明中，包含微量元素D的導電性氧化物膜具體而言與元素C相對，大致包含2 0 %以下的元 · 素D 〇又，雖使用摻雜量說明微量元素D，惟微量元素具有任一程度的量做爲半導體元件，因此在成膜導電性氧化物 -36- 200522399 (33) 膜之際，其導電性氧化物不是存在任一程度的量之微量元素D，在其膜狀態中，表示存在任一程度的量之微量元素 D，亦包含熱擴散等的微量元素D之移動後的狀態。其他，就導電性氧化物膜而言，就元素C或微量元素 D之最佳材·料而言，以與實施形態1相同者最佳。再者，在導電性氧化物膜（透光性導電層1 7 )中含有氧原子’在形成含有氧原子之層後，於包含氧之環境下進行熱處理。或藉由反應性濺鍍、離子束輔助蒸鍍等，亦可含有氧原子。又，對於導電性氧化物膜以外的層構成而言，最適合利用在與上述實施形態1相同的構成。第1 1圖係表示實施形態2的氮化物半導體發光元件之槪略剖面圖。顯示於該圖之氮化物半導體發光元件係表示倒裝片安裝，故表示上下相反。在實際的製造步驟中，在基板1 1上形成各層，將所獲得的氮化物半導體發光元件設爲上下相反，如第2圖之方式安裝。就與實施形態1相同的構成、構件等而言，附加相同符號並省略詳細說明。又，除此之外，藉著在實施形態1所示的導電性氧化物膜形成凹凸，微量元素D在膜厚方向上可使具有特有的濃度分布之實施形態2的半導體元件之特性更良好。具體而言，成爲凹部的面、成爲凸部的面、及與凹部與凸部相接的傾斜面之各個中以微量元素D之濃度不同最佳。具體之例係微量元素D與半導體層之界面相對向的面附近之微量元素D從半導體層分離，當成微微量元素D的濃度變 >37- 200522399 (34) 低的導電性氧化物膜時，與成爲凸部的面相對，成爲凹部的面之微量元素D的濃度變高。換言之，在凸部的面上當微量元素D的濃度低，可形成結晶性良好的面，在可獲得最佳的反射特性之同時，在成爲凸部的面上微量元素D的濃度變高，載子變多，成爲使反射層與導電性氧化物膜良好的歐姆接觸。又，在傾斜面中共存此等的特性，在提升取出至外部的光與動作電壓之降低的點上最佳。以上，雖顯示兩個實施形態，惟詳細說明由任一半導體元件作爲由氮化物半導體構成的發光元件。又，最佳的形態雖將第1傳導型半導體層設爲η型，以p型表示第2 傳導型半導體層設爲，惟並不限定於此，若具備本發明之特徵部則當然可包含於本發明。實施例1 以下，詳述本發明之實施例。在此，實施例1以第3 圖所示的構成之半導體發光元件作成LED。首先，使用 MOVPE反應裝置，將在2英吋0之藍寶石基板1 1上以如下之膜厚依序成長：由GaN構成的緩衝層設爲2 0 0埃、將由摻雜Si的η型GaN構成的η型接觸層設爲4μηι、將無摻雜I η 〇 . 2 G a 〇 . 8構成的單一量子井戶構造之活性層1 4設爲 30埃、將由摻雜Mg之p型AlnGauN構成的p型覆蓋層設爲0.2 μηι、將由摻雜Mg之p型GaN構成的p型覆蓋層設爲〇.5μηι。更在反應容器內將晶圓設爲氮氣環境，以溫度6 00 t 200522399 (35) 回火，使P型氮化物半導體層15更低電阻化。在回火之後，將晶圓從反應容器取出，在最上層的P型GaN表面形成特定形狀之掩模，以蝕刻裝置從掩模上進行蝕刻’如第 3圖所示，使η型接觸層的一部份露出。然後，除去Ρ型氮化物半導體層1 5上的掩模，在最上層的Ρ型GaN之大致全面以4000Α之膜厚濺鍍ΙΤΟ作爲透光性導電層1 7。濺鍍後的透光性導電層1 7淸楚的成爲透明性，觀察可透視至藍寶石基板 U爲止。如此，藉由在已露出的ρ型氮化物半導體層15之大致全面形成有透光性導電層1 7，可使電流均勻擴散至ρ型氮化物半導體層1 5之全體。而且，由於透光性導電層1 7爲透光性，因此亦可將電極側設爲主光取出面。在形成由ITO構成的透光性導電層1 7之後，藉由RIE (反應性離子蝕刻）在ITO 形成凹凸。在凹凸形成之後，更藉由濺鍍以1 000A的膜厚成膜 Rh作爲反射層1 6。在此，與透光性導電層1 7 (ITO )、反射層16 ( Rh )同時以100W的低輸出在Ar ίδ境中進行成膜。又’在形成透光性導電層1 7的触刻中，由於IΤ Ο的氧不足，故透過率低。又，透光性導電層 17 ( ITO)、反射層16 ( Rh )之圖案化以濕蝕刻進行。如此，藉由以濕蝕刻進行，可抑制界面之接觸電阻更低。在此，ITO係在濺鍍成膜中以加熱至3 0 0 °C左右的狀態成膜亦可，濺渡成膜中係在室溫成膜，在成膜後進行加熱處理亦可，亦可組合此等使用。加熱處理後的接觸特性表示良好的歐姆特性。又，與習知技術比較，可獲得包含 -39- 200522399 (36) 薄膜電阻低的ITO膜之透光性導電層1 7。藉由以上步驟可獲得薄膜電阻爲 6.5 Ω /□，透過率90%左右的高透過率，獲得低電阻的透光性導電層1 7。在反射層1 6的形成後，於反射層1 6的表面全面以 70 0 0Α的膜厚形成包含Pt/Au的襯墊電極。此外，該襯墊電極不具透光性。在形成襯墊電極之後，在已露出的η型氮化物半導體層13以7000Α的膜厚形成包含Ti/Rh/Pt/Au的電極。如以上所述，以3 2 0 μιη角的晶片狀切斷在η型接觸層與Ρ型接觸層形成電極之晶圓，如第2圖所示，在副安裝座10上安裝倒裝片（flip chip)。實施例2 實施例5在上述實施例1中，除了將反射層1 6設爲介電質之外其餘設爲相同，作成LED。反射層1 6在透光性導電層17上積層由Ti02/Si02構成的4.5對共9層。膜厚係以從發光層發光之峰値波長λ爲主，亦使用λ /4之整數倍的値，在此使用λ /4 ( nm )。反射層1 6藉著光的入射側即藉著在接近透光性導電層I 7側配置折射率大的層，容易產生全反射以提升反射率。如此，作爲介電質的多層膜，藉著可加大表面的臨界角，藉此可增加反射的光。使用積層該介電質的反射層】6，反射率比實施例1更提升1 4 0 %。 -40- 200522399 (37) 實施例3 作爲貫施例3，在上述實施例2中，在透光性導電層】7與反射層1 6之間如第1 2圖所示，從與n電極對抗之角部朝向與LED晶片相鄰接的外緣，形成延伸爲圓弧狀之輔助電極30。這種輔助電極30將投入至半導體發光元件的電流擴散至透光性電極全體全體。輔助電極3 〇的材料係形成Rh/Pt/Αυ之膜厚爲1〇〇〇埃/ 2000埃/ 5000埃。由於形成作爲反射層功能的金屬（R h )，因此反射效率大致未降低’以使用作爲輔助電極3 0最佳。其他與實施例2相同’藉著作成半導體發光元件，可獲得V比實施例2低的元件。實施例4 實施例4係將在上述實施例2中作爲反射層使用之介電質的材料積層由Z r 0 2 / S i Ο 2構成的9.5對共1 9層。膜厚以從發光層發光的峰値波長λ爲主，設爲λ /4 ( nm )。以 Zr〇2與Si〇2之組合構成的多層膜由於折射率差小，故增加積層數。其他與實施例2相同在作成半導體發光元件時’獲得與實施例2相等特性的元件。實施例5 實施例5係在上述實施例1中將包含Ti/Rh/Pt/Αυ之 η電極設爲ITO/Rh/Pt/Au，設爲與形成於p型層上的p電極（透光性導電層/反射層/襯墊電極）相同的構成，亦與 -41 - 200522399 (38) P電極同時形成η電極。藉由該構成，在簡略化電極形成步驟之同時，在半導體發光元件之內部傳播，亦可最佳地反射來自與η電極抵接之發光層的光，使光取出效率比實施例1更加提升。實施例6 實施例6係在上述實施例4中將包含Ti/Rh/Pt/Au之 η電極設爲ITO (由Zr02/Si02構成的9.5對之19層） /P t/An，設爲與形成於p型層上的p電極（透光性導電層/ 反射層/襯墊電極）相同的構成，亦與P電極同時形成η 電極。藉由該構成，在簡略化電極形成步驟之同時，在半導體發光元件之內部傳播，亦可最佳地反射來自與η電極抵接之發光層的光，使光取出效率比實施例4更加提升。實施例7 繼而詳述實施例7。以第3圖所示的構成之半導體發光元件作成LED。首先，使用MOVPE反應裝置，在2英吋0之藍寶石基板】1上依序成長：反覆每1〇層交互積層有：由 AlGaN構成的緩衝層（膜厚：約100A)、無摻雜 GaN層（lm)、形成包含哗4.5xl018/cm°的Si之GaN構成的η電極之η型接觸層（5μπι )、由無摻雜GaN構成的底層（3000A)、由包含4.5x]018/cm3的Si之GaN構成的中間層（3 00 A )、由無摻雜GaN構成的上層（50A )之 3層構成的η側第】多層膜（總膜厚：3 3 5 0 A )、無摻雜 -42- 200522399 (39)

GaN ( 4 0 A )、無摻雜 Ιπ〇.] Ga〇.9N ( 2〇A); 更反覆每6 層交互積層：積層有無摻 GaN ( 4〇A )之超晶格構造的 η 側第2多層膜層（總膜厚：640 A ) 、由無摻雜GaN構成的障壁層 (250A ) ^由 I n 〇. 3 G a c )· 7 N 構成的井戶層 ( 30A )、由 In〇.〇2Ga〇 .9 δΝ 構成的第 1障壁層（1 00A ) 、由無摻雜 GaN構成的第2 障壁層（ 1 50A ) 所形成的多重量子井戶構造的發光層 (總 (膜厚：1 93 0A ) ;反覆每5 層交互積層 :包含 5 X 10】 9/cm3 之 Mg 的 A 1 〇. 15 G a 〇. 8 sN ( 40A ) 、包含 5 X 10]9/cm3 之 M g 的 In〇.〇3Ga〇_9 7n ( 25 人）；更依據成長 :積層有包含 5xl0】9/cm3 之 Mg 的 A 1 〇 . 1 5 G a 〇. § 5N ( 40A)之 .超晶格構造的 P側多層膜層（總膜厚 :3 6 5 A ) 、由包含1 xlO 20/cm3 之 Mg的 GaN構成的表

面形成P電極之P型接觸層（1 2 00A )。在此，以由無摻雜GaN構成的底層（3 000A )作爲從下方由無摻雜GaN構成的第1層（ 1500A)、由包含5xl0】7/cm3之Si的GaN 構成之第2層（100A)及由無摻雜GaN構成的第3層 (1 5 0 0 A )之3層構造的底層，更於p側多層膜層與p側接觸層之間以無摻雜形成GaN ( 2000A )之後，藉由從相鄰接的層之Mg的擴散形成顯示p型的p型半導體層。再者，更在反應容器內將晶圓設爲氮氣環境，以溫度 6 00 °C回火，使p型氮化物半導體層15低電阻化。在回火之後，將晶圓從反應容器取出，在最上層的p型GaN表面形成特定形狀之掩模，以蝕刻裝置從掩模上進行蝕刻，如第3圖所示，使η型接觸層的一部份露出。 -43- 200522399 (40) 然後，除去P型氮化物半導體層1 5上的掩模’在最上層的P型GaN之大致全面以4 00 0A之膜厚濺鍍ITO作爲透光性導電層1 7。濺鍍後的透光性導電層1 7淸楚的成爲透明性，觀察可透視至藍寶石基板1 1爲止。如此’藉由在已露出P型氮化物半導體層15之大致全面形成有透光性導電層1 7，可使電流均勻擴散至P型氮化物半導體層 1 5之全體。而且，由於透光性導電層1 7爲透光性’因此亦可將電極側設爲主光取出面。在形成由ITO構成的透光性導電層17之後，藉由濺鍍以1000A的膜厚成膜Rh作爲反射層1 6。在此，與透光性導電層1 7 ( ITO )、反射層 1 6 ( Rh )同時以1 00W的低輸出在Ar環境中進行成膜。又，透光性導電層1 7 ( ITO )、反射層16 ( Rh )之圖案化以濕蝕刻進行。如此，藉由以濕蝕刻進行，可抑制界面之接觸電阻使之更降低。在此，ITO在濺鍍成膜中以加熱至3 0 0 °C左右的狀態成膜亦可，濺鍍成膜中係在室溫下成膜，在成膜後進行加熱處理亦可，在本實施形態中，於加熱處理中以ITO的錫在與P型接觸層的界面附近上之錫的濃度比1TO的其他部分高的方式進行處理。對於ITO的錫而言，以AES分析裝置在膜厚方向測定的結果，如第10圖（a )所事，在與半導體層之界面附近上，確認錫的濃度變高，藉由以上的步驟，可獲得高透過率、低電阻的透光性導電層1 7。在形成反射層16之後，以7 0 0 0A的膜厚於反射層]6 的表面全面與已露出的 η型氮化物半導體層]3形成 -44 - 200522399 (41)

Ti/Rh/Pt/Au 〇如以上所述，在n型接觸層與p型接觸層以3 20 μιη角的晶片狀切斷形成電極之晶圓，如第2圖所示，在副安裝座10上安裝倒裝片（flip chip )。與使用以往的ΙΤ0之情況相比，使往外部的光取出效率提升，可獲得動作電壓降低的元件。實施例8 然後，就實施例8而言，依據顯示電極形成面側的平面圖之第1 3圖進行說明。與實施例8有關的半導體元件如第1 3圖所示，在p型氮化物半導體層之間藉由蝕刻使η 型氮化物半導體層露出爲條紋狀。所露出的η型氮化物半導體層在元件的內側具有變細的形狀，在該已露出的η型半導體層上形成η電極8。此外，ρ側之透光性導電層 (ΙΤ0 ) 1 7與反射層（Rh ) 1 6爲條紋形狀，在發光元件中央部分具有比已露出的η型氮化物半導體層之寬度寬的形狀。Ρ側之透光性導電層藉由與實施麗7相同的ΙΤ0形成。Ρ側之透光性導電層1 7與反射層1 6之條紋行數比η 型氮化物半導體層狀的 η電極（Ti/Rh/Pt/Au) 8之行數多。其他設爲與實施例7相同，獲得半導體發光元件。此外，在第I 3圖中，由於在透光性導電層1 7上形成有反射層16，因此在平面圖上僅看見反射層16。如此，藉由η電極具有細中腰的形狀，可加大P側的透光性導電層與反射層之區域面積，每一單位時間可增大 -45- 200522399 (42) 投入至發光元件的電流量。再者，在發光面上減少對於發光兀件的發光沒有幫助的n型氮化物半導體層之面積，使 Ρ型氮化物半導體層的面積相對增加，藉以提升發光元件的光取出效率。因而，在該發光元件中可實現高亮度。又，藉由設計透光性導電層，可使投入至發光元件的電流均勻擴散至發光元件全面，可使來自發光元件的發光面之發光均勻。此外’形成於Ρ側的反射層上之襯墊電極及η電極以含有凸塊所包含的材料之至少一種較佳。例如，以A u作爲凸塊之材料時，ρ側的襯墊電極及η電極的材料特別是直接與凸塊相接的接合面之材料以Au或包含Αιι之合金較佳。又，亦可爲Ag、Al、Rh、Rh/Ir之單層或多層膜。實施例9 再者，與實施例9有關的半導體發光元件在以上述實施例7所獲得的發光元件之透光性導電層的表面上形成實施例】所示的凹凸，在該凹凸上除了形成反射層之外，與實施例7相同獲得半導體發光元件。藉此獲得的半導體發光元件更使往外部的光取出效率提升，可獲得動作電壓的降低之元件。實施例1 〇說明實施例1 0的半導體元件。該半導體元件如以第 ]3圖所示的電極形成面側的平面圖所示，在p型氮化物半 -46- 200522399 (43) 導體層之間藉由齡！刻使η型氣化物半導體層露出爲條紋狀。所露出的η型氮化物半導體層在元件的內側具有變細的形狀，在該所露出的η型半導體層上形成有η電極。此外，Ρ側之透光性導電層（ΙΤΟ )與反射層（Rh )爲條紋形狀，在發光元件中央部分具有比已露出的η型氮化物半導體層之寬度寬的形狀。Ρ側之透光性導電層藉由與上述實施例7相同的ΙΤΟ形成。ρ側之透光性導電層與反射層之條紋行數比 η型氮化物半導體層狀的 η電極 (Ti/Rh/Pt/Au )之行數多。此外，與上述實施例9相同，獲得半導體發光元件。如此，藉由η電極具有細中腰的形狀，可加大ρ側的透光性導電層與反射層之區域面積，每一單位時間可增大投入至發光元件的電流量。再者，在發光面上減少對於發光元件的發光沒有幫助的η型氮化物半導體層之面積，使 Ρ型氮化物半導體層的面積相對增加，藉以提升發光元件之光取出效率。因而，在該發光元件中可實現高亮度。又’藉由設計透光性導電層，可使投入至發光元件的電流均勻擴散至發光元件全面，可使來自發光元件的發光面之發光均勻。此外，形成於Ρ側的反射層上之襯墊電極及η電極以含有凸塊所含有的材料之至少一種較佳。例如，以a u作爲凸塊之材料時，ρ側的襯墊電極及η電極的材料特別是直接與凸塊相接的接合面之材料以Au或含有Ad之合金較佳。又，亦可爲A g、A ]、R h、R h /1 r之單層或多層膜。 200522399 (44) 以上，如從實施例1所示的全部之實施例，藉以倒裝片將氮化物半導體發光元件形成於安裝基板上，以等電位安裝複數個氮化物半導體發光元件，比以面朝上安裝更可獲得氮化物半導體發光裝置的小型化。特別是設爲面朝上安裝時，襯墊電極成爲光遮光部，引起發光面積減少，但在倒裝片安裝中，可將基板 Π的背面側全面設爲發光面，可在較廣的面積上發光。又，藉著在接合使用共晶合金，即使小型化亦可取得比較大的發光面積。又，藉著調節透光性導電層1 7或反射層1 6之膜厚，將元件的發光面設爲水平，容易設計爲從水平傾斜。〔產業上利用的可能性〕本發明之半導體元件不僅可應用在發光元件亦可應用在受光元件等，例如發光二極體（LED )或雷射二極體 (LD)等、作爲全彩LED顯示器、LED信號機、道路資訊顯示扳等的LED裝置，或是應用在圖檔掃描等作爲太陽能電池、光感測器等受光元件，或利用於電子裝置 (FET等的電晶體或能量裝置）或記憶使用此等的光碟用光源等大容量的資訊之DVD等的媒體或通訊用的光源、印刷機器、照明用光源等。【圖式簡單說明】第1圖係利用以往的透明電極之LED的一例的槪略剖面圖。 -48- 200522399 (45) 第2圖係安裝本發明之一實施形態的氮化物半導體發光元件之LED的槪略剖面圖。第3圖係表示本發明第1實施形態的氮化物半導體發光元件之槪略剖面圖。第4圖係表示從主光取出面取出在發光元件上以反射面反射的光之樣子的說明圖。第5圖係表示本發明第1實施形態之變形例1的氮化物半導體發光元件之槪略剖面圖。第6圖係表示本發明第1實施形態之變形例2的氮化物半導體發光元件之槪略剖面圖。第7圖係表示本發明第1實施形態之變形例3的氮化物半導體發光元件之槪略剖面圖。第8圖係在半化物半導體層與金屬膜之反射層間介存透光性導電層之光吸收的變化之說明圖。第9圖係表示本發明第1實施形態之變形例4的氮化物半導體發光元件之槪略剖面圖。第10圖係ITO膜中的錫之深度輪廓的圖表。第1 1圖係表示本發明之實施形態2的氮化物半導體發光元件之槪略剖面圖。第1 2圖係表不透光性導電層的表面作爲本發明其他實施形態之氮化物半導體發光元件之槪略圖。第1 3圖係表示電極形狀作爲本發明其他實施形態之氮化物半導體發光元件之槪略圖。 >49- (46) 200522399 【主要元件符號說明】 1 藍寶石基板 2 η型GaN層 3 InGaN發光層 4 p型GaN層 5 P側透明電極 7 P側電極 8 η側電極 9 LED晶片 10 副安裝座 11 基板 12 緩衝層 13 η型氮化物半導體層 14 活性層 15 Ρ型氮化物半導體層 16 反射層 17 透光性導電層 18 η側襯墊電極 19 Ρ側襯墊電極 20 凸塊 2 1 金屬線 22、 22Β > 22C、22D t 23 氮化物半導體層 24 金屬膜

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Claims

200522399 ⑴ 十、申請專利範圍 1. 一種半導體元件，其係具備有：具有相對向的一對之主面的基板（1 1 ); 在上述基板（11)之一方的主面上的第1傳導型半導體層；在上述第1傳導型半導體層上的第2傳導型半導體層；形成於上述第1傳導型半導體層與第2傳導型半導體層之間的活性層（1 4 );以及形成於上述第2傳導型半導體層上，反射從上述活性層（14)朝向上述第 2傳導型半導體層之光的反射層 (16)，以上述基板（11)之另一面的主面作爲主光取出面，其特徵在於：在上述反射層（16)與第2傳導型半導體層之間形成有透光性導電層（1 7 )，在上述透光性導電層（1 7 )與上述反射層（16)之界面形成凹凸面（22)而構成。 2 ·如申請專利範圍第]項之半導體元件，其中，上述透光性導電層（17)與上述第2傳導型半導體層之界面爲略平滑面。 3. 如申請專利範圍第]或2項之半導體元件，其中，上述凹凸面（22 )具有傾斜面，該傾斜面的傾斜角度與主光取出面的法線相對爲60°°以下。 4. 如申請專利範圍第]或2項之半導體元件，其 -52 - 200522399 (2) 中，上述凹凸面（22)爲連續的柱面（Cylindrical)透鏡狀。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述透光性導電層（1 7 )是包含至少從鋅、銦、錫及鎂構成的群中選擇至少一種的元素C之氧化物膜。 6. 如申請專利範圍第5項之半導體元件，其中，上述氧化物膜除了元素C之外，另包含微量元素D。 7. 如申請專利範圍第6項之半導體元件，其中，上述微量元素D是從錫、鋅、鎵、鋁中選擇至少一種的元素。 8 ·如申請專利範圍第 7項之半導體元件，其中，上述氧化物膜之與上述半導體層的界面附近的上述微量元素 D之濃度高於上述氧化物膜的其他部分之膜中微量元素d 之濃度。 9 ·如申請專利範圍第7項之半導體元件，其中，上述氧化物膜之與上述半導體層的界面附近的上述微量元素 D之濃度高於與上述界面相對向之面附近的微量元素]〇之濃度。 10·如申請專利範圍第6項之半導體元件，其中，上述氧化物膜與元素C相對包含20%以下的元素D。 1].如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述透光性導電層（1 7 )係由ITO構成。 12.如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述反射層（]6 ) 包含至少從鋁、鈦、鉑、錢、 -53- 200522399 (3) 銀、鈀、銦、矽、鋅中選擇之至少一種的元素。 13. 如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述反射層（16)是包含鋁之金屬膜。 14. 如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述反射層（16) 是包含 Si、Zn、或Ti中任一種的介電質。 15. 如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述透光性導電層（1 7 )之膜厚與從上述活性層 (1 4 )放出的光之波長λ相對，爲λ /4之約整數倍。 16. 如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述透光性導電層（1 7 )之膜厚爲1 μπι以下。 17. 如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述反射層（1 6 )亦形成於與上述基板（1 1 )之主面交叉的面而構成。 18. 如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，使上述半導體層之與上述基板（11)的主面交叉的面至少一部分傾斜。 19. 如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述第1傳導型半導體層爲η型半導體層，第2傳導型半導體層爲Ρ型半導體層。 2 0.如申請專利範圍第1或2項之半導體元件，其中，上述第1傳導型半導體層及第2傳導型半導體層爲氮化物半導體層。 2.]. —種半導體元件之製造方法，其係具備有： -54 - 200522399 (4) 具有相對向的一對之主面的基板（1 1 ); 積層在上述基板（11)之一方主面上的第1傳導型半導體層；積層在上述第1傳導型半導體層上的第2傳導型半導體層；形成於上述第1傳導型半導體層與第2傳導型半導體層之間的活性層（1 4 );以及形成於上述第2傳導型半導體層上，反射從上述活性層（14)朝向上述第 2傳導型半導體層之光的反射層 (16 )，以上述基板（11)之另一面的主面作爲主光取出面且可安裝於配線基板，其特徵在於具有：在基板（11 )上積層第1傳導型半導體層、活性層 (14)、及第2傳導型半導體層之步驟；在上述第2傳導型半導體層上形成透光性導電層 (1 7 )之步驟；在上述透光性導電層（17)形成凹凸面（22)之步驟；以及在上述形成凹凸面（22)之透光性導電層（]7)上形成反射層（I 6 )之步驟。 22.如申請專利範圍第2 1項之半導體元件的製造方法，其中，上述透光性導電層（1 7 )係包含至少從鋅、銦、錫及鎂構成的群中選擇至少一種的元素C、及微量元素D包含至少從錫、鋅、鎵、及鋁中選擇至少一種的元素 -55- 200522399 (5) 之氧化物膜。 23.如申請專利範圍第22項之半導體元件的製造方法，其中，上述氧化物膜之與上述半導體層的界面附近的上述微量元素D之濃度高於上述氧化物膜的其他部分之膜中的微量元素D之濃度。 2 4.如申請專利範圍第22或33項之半導體元件的製造方法，其中，上述氧化物膜之與上述半導體層的界面附近的上述微量元素D之濃度局於與上述界面相對向之面附近的微量元素D之濃度。

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