TW201228036A - Semiconductor light-emitting device, protection film thereof, and its manufacturing method - Google Patents
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201228036 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種半導體發光元件、半導體發光元件 之保護膜及其製作方法。 【先前技術】 作爲半導體發光元件，有一種既可省能源又可實現長 ^ 壽命的白色LED(Light Emitting Diode:發光二極體），其 被期待作爲新的屋內/屋外照明材料。 (專利文獻1)日本特開2006-041403號公報 (專利文獻2)日本特開2007-189097號公報 【發明內容】 (發明所欲解決之問題） 目前可同時並存省能源與長壽命的白色LED，係受限 於省電力型。因此，爲了要一邊發揮既低消耗電力又長壽 命之優點，一邊進行既有照明之置換，就必須使用複數個 低輸出的LED晶片，如此將造成成本變高的原因。 爲了要減少照明之使用LED晶片數，有必要提高每1 晶片的光輸出。然而’當對元件投入大電力時，將會加速 被用於電極部的Ag(銀）之遷移（migration)，如此就容易發 生短路，且元件的可靠度會降低。因而’爲了要在高輸出 元件中獲得可靠度，就有必要抑制Ag之遷移。
Ag由於是藉由與水分起反應而加速遷移’所以當將 -5- 201228036 保護Ag不受水分侵入的保護膜用在LED元件時，就可抑 制遷移，且有效改善高輸出元件之可靠度。另一方面，該 保護膜被要求有較高的光穿透性，俾使在元件內產生的光 能有效率地取出至元件外部。 在此，第5圖係顯示專利文獻1之LED元件構造作 爲習知例1，並說明其問題點。另外，第5圖中，元件符 號61爲基板，62爲η型半導體層，63爲活性層，64爲p 型半導體層，65爲ρ電極，66爲ρ焊墊，67爲η電極， 68爲η焊墊，71爲SiN膜，72爲SiO膜。該ρ電極65, 係由 Ag/Ni(鎳）/Pt(鉑）構成的多層構造。又，圖中之箭 頭，係顯不穿透光之樣態。 在第5圖所示的習知LED元件構造中，作爲保護 膜，係將防水性高的SiN膜71僅用在ρ電極65之周邊 部’之後，在全體形成SiO膜72。在上述元件構造中， 爲了要將SiN膜71僅形成於ρ電極65之周邊部，在形成 SiO膜72之前，需要去除全體所附的SiN膜71之一部分 的步驟，如此成膜成本會變高。又，在ρ電極65中的Ag 擴散至半導體側面的情況下，由於在SiO膜72方面的防 水性低’所以容易進行遷移。又，一般而言，由於SiN膜 71的光之穿透率比SiO膜72還低，所以在ρ電極65之 周邊的穿透率會變低，且朝外部之光取出效率會降低。 又’第6圖係顯示專利文獻2之LED元件構造作爲 習知例2，並說明其問題點。另外，第6圖中，有關與第 5圖同等的構成係附記相同的元件符號。又，圖中之箭 -6- 201228036 頭，係顯示穿透光之樣態。其中’元件符號81爲SiN 膜。 在第6圖所示的習知LED元件構造中，作爲保護 膜，係使用對元件全體防水性高的SiN膜8 1。在上述元 件構造中，由於元件全體是以穿透率低的SiN膜8 1覆 蓋，所以從元件朝外部之光取出效率會降低。又，一般而 言，由於SiN膜81之絕緣耐壓比SiO膜還更低，所以爲 0 了要確保絕緣性就有必要加厚膜厚，如此在成膜上就要花 時間且使成膜成本變高。 如此，在習知的led元件構造中，很難滿足較高之 遷移防止性、較高之穿透率、較低之成膜成本之全部，且 在高亮度構造之實現上有待解決的課題。 本發明係有鑒於上述課題而開發完成者，其目的在於 提供一種可滿足較高之遷移防止性、較高之穿透率、較低 之成膜成本之全部的半導體發光元件、半導體發光元件之 Q 保護膜及其製作方法。 (解決問題之手段） 解決上述課題之第1發明的半導體發光元件之保護 膜’係在具有形成於基板上的複數個半導體層、和成爲前 述複數個半導體層之電極的複數個電極部之半導體發光元 件中’用以保護該半導體發光元件的保護膜，其特徵爲： 作爲前述保護膜，係設置：第1保護膜，其係被覆前 述複數個半導體層及前述複數個電極部之周圍；以及第2 201228036 保護膜，其係被覆前述第1保護膜之周圍’並 將前述第1保護膜’設爲膜厚35nm以上； 將前述第2保護膜’設爲比前述第1保護 厚之氧化矽。 解決上述課題之第2發明的半導體發光 膜，係在上述第1發明所述的半導體發光元 中，復設置被覆前述第2保護膜之周圍的第3 且 將前述第3保護膜，設爲膜厚3 5nm以上; 解決上述課題之第3發明的半導體發光 膜，係在上述第2發明所述的半導體發光元 中，將前述第2保護膜’設爲膜中之Si-OH錫 xlO21 [個/cm3]以下的氧化矽，並且將該情況下 保護膜之膜厚，設爲17.5nm以上。 解決上述課題之第4發明的半導體發光 膜，係在上述第1至3發明中之任一發明所述 光元件之保護膜中，前述複數個電極部之至少 有銀的金屬所構成。 解決上述課題之第5發明的半導體發光元 爲：使用上述第1至3發明中之任一發明所述 光元件之保護膜。 解決上述課題之第6發明的半導體發光元 的製作方法’係在具有形成於基板上的複數個 和成爲即述複數個半導體層之電極的複數個電 且 匕氮化矽， 膜之膜厚還 元件之保護 件之保護膜 保護膜，並 匕氮化矽。 元件之保護 件之保護膜 丨結量爲1 .3 的前述第1 元件之保護 的半導體發 一個是由含 件，其特徵 的半導體發 件之保護膜 半導體層、 極部之半導 -8 - 201228036 體發光元件中，用以保護該半導體發光元件的保護膜之製 作方法，其特徵爲： 作爲前述保護膜，係設置：第1保護膜，其係被覆前 述複數個半導體層及前述複數個電極部之周圍；以及第2 保護膜，其係被覆前述第1保護膜之周圍，並且 將前述第1保護膜，由膜厚35nm以上之氮化矽所形 成， 0 將前述第2保護膜，由比前述第1保護膜之膜厚還厚 之氧化矽所形成。 解決上述課題之第7發明的半導體發光元件之保護膜 的製作方法，係在上述第6發明所述的半導體發光元件之 保護膜的製作方法中，復設置被覆前述第2保護膜之周圍 的第3保護膜，且由膜厚3 5 nm以上之氮化矽所形成。 解決上述課題之第8發明的半導體發光元件之保護膜 的製作方法，係在上述第7發明所述的半導體發光元件之 Q 保護膜的製作方法中，將前述第2保護膜，由膜中之Si-〇H鍵結量爲K3x1〇2i [個/cm”以下的氧化矽所形成，並且 將該情況下的前述第1保護膜之膜厚，設爲17.5nm以 上。 解決上述課題之第9發明的半導體發光元件之保護膜 的製作方法，係在上述第6至8發明中之任一發明所述的 半導體發光元件之保護膜的製作方法中，前述複數個電極 部之至少一個是由含有銀的金屬所構成。 -9- 201228036 (發明效果） 依據本發明，在半導體發光元件中，可滿足較高之遷 移防止性、較高之穿透率、較低之成膜成本之全部，且可 實現高亮度構造。 【實施方式】 以下，針對本發明的半導體發光元件、半導體發光元 件之保護膜及其製作方法，參照第1圖至第4圖說明其幾 個實施形態。另外，在以下所示的實施例中，係針對使用 LED作爲半導體發光元件的例子加以說明。 (實施例1) 第1圖係顯示本實施例的LED之元件構造的剖視 圖。圖中之箭頭，係顯示穿透光之樣態。又’第2圖係顯 示後述的S i N膜中的防水性與膜厚之關係的曲線圖。 本實施例的LED ’係在由藍寶石構成的基板11上’ 依序積層有：由η型GaN構成的η型半導體層12、由交 互地積層GaN與InGaN所得之多量子井結構構成的活性 層13、由p型GaN構成的ρ型半導體層14之半導體層的 元件構造。另外，η型半導體層12、p型半導體層14，係 分別成爲包含η型接觸層、Ρ型接觸層的構造。 然後，藉由蝕刻術去除被積層後的Ρ型半導體層 1 4、活性層1 3及η型半導體層1 2之一部分’藉此露出π 型半導體層12之η型接觸層’且在該露出的部分’從半 -10- 201228036 導體層側起依序積層w(鎢）/Pt’以形成η電極17。另一 方面，在ρ型半導體層14之ρ型接觸層的上面，從半導 體層側起依序積層Ag/Ni/Pt，以形成ρ電極15。又’爲 了形成凸塊（bump)，在ρ電極15上’形成由Au(金）構成 的ρ焊墊16，且在η電極17上，形成由金構成的η焊墊 18。如此，將ρ電極15及ρ焊墊16、加上η電極17及η 焊墊18，分別當作相對於積層後的半導體層之電極部。 0 在上述的元件構造中，除了供Ρ焊墊16及η焊墊18 中之凸塊用的開口部以外，以被覆半導體層（η型半導體 層12、活性層13及ρ型半導體層14)及電極部（ρ電極15 及ρ焊墊16、η電極17及η焊墊18)之周圍的方式，積 層由具有絕緣性之SiN構成的SiN膜31(第1保護膜），其 次，以被覆SiN膜31之周圍的方式，積層由具有絕緣性 之SiO構成的SiO膜32(第2保護膜）。換句話說，形成以 第1層爲SiN膜31、第2層爲SiO膜32的2層構造之保 Q 護膜。如此，成爲：藉由SiN膜31及SiO膜32之2層構 造不僅可保護含有Ag的ρ電極15之周圍，還可保護元 件全體之周圍的構造。 此等的SiN膜3 1、SiO膜32，係利用電漿CVD法而 形成，特佳爲使用高密度電漿的電漿CVD法（裝置）。另 外，只要可形成同樣的SiN膜、SiO膜，亦可使用其他的 方法、例如濺鍍法（裝置）、真空蒸鍍法（裝置）等。 如前面所述，由SiN構成的保護膜，雖然防水性高， 但是穿透率低，如此有絕緣耐壓差的問題。 -11 - 201228036 因此，在本實施例中，係將SiN膜31設爲可保持防 水性的膜厚，並且形成：在該SiN膜3 1之外側，積層防 水性雖然差但是穿透率高且絕緣耐壓高的Si〇膜32之構 造。 在此，參照第2圖的曲線圖’說明SiN膜31中的防 水性與膜厚之關係。另外，第2圖中所謂的防水性，係指 在鈷-鐵之膜上，依序形成評估對象之SiN膜、膜中水分 量較多之SiO膜，作爲樣本，且在所形成的樣本中，藉由 測定鈷-鐵之磁化劣化，來對評估對象之s iN膜的防水性 進行評估之意。在此，係評估了藉由電漿CVD法而形成 的SiN膜。 如第2圖之曲線圖所示，可明白：雖然在SiN膜之膜 厚未滿35nm的情況下，隨著膜厚變薄，防水性會降低’ 但是在SiN膜之膜厚爲3 5nm以上的情況下’防水性優 異。因而，在本實施例中，係將S iN膜3 1之膜厚，設爲 可獲得防水性的3 5nm以上。 又，SiO膜32，係將其與SiN膜3 1之合計的膜厚’ 設爲能夠物理性地保護元件的膜厚、換句話說不會傷及元 件之半導體層的膜厚。具體而言，係將合計的膜厚’設爲 可爲一般的LED使用之400~1000nm。此時’ SiO膜32之 膜厚，係設爲比SiN膜31之膜厚還厚。 在上述元件構造中，極端上除了 一部分（焊墊開口部） 以外，由於元件全體是由S iN膜3 1所覆蓋，所以在元件 之側壁，可防止水分侵入於內部，並可抑制P電極1 5中 -12- 201228036 的Ag之遷移，且可獲得較高之遷移防止性。又，由於沒 有必要加厚SiN膜31之膜厚’也不需要該加厚部分之蝕 刻，所以可抑制成膜成本。 有關遷移防止性、穿透率、成膜成本及高亮度構造之 實現性，當與前述的習知例1、習知例2進行比較時，可 、實施例3。 如表1所示。另外，在表1中’也一倂記載後述的實施例 2 [表1] 習知例1 習知例2 實施例1 實施例2 實施例3 遷移防止性 X ◎ 〇 ◎ ◎ 光穿透率 〇 X ◎ 〇 ◎ ： 500nm 波長：350nm 100% (註1) 80-90% 99.3¾ 98. 594 98. 9¾ 成職本 X Δ 〇 〇 〇 高亮度構造之實現性 △ Δ 〇 ◎ ◎ (註1):由於p電極附近有SiN麵以爲80~90%。 〇 如表1所示，本實施例中的遷移防止性，由於元件全 體是由SiN膜31所覆蓋，所以比習知例1還高’且可提 高元件之可靠度。 〇 又，本實施例中的穿透率，係在以膜厚50 0nm、光之 波長3 50nm的條件進行比較的情況下（本實施例的SiN膜 31之膜厚爲35nm、其穿透率爲90%)，其保護膜全體之穿 透率爲99.3%。此比習知例2還高、與習知例1大致同等 (也考慮P電極附近之穿透率的情況）’如此有改善光取出 效率。 又，本實施例中的成膜成本，由於藉由Si0膜32之 積層，可使絕緣耐壓變高，且可減薄保護膜全體之厚度’ 所以比需要蝕刻步驟的習知例1或膜厚變厚的習知例2還 -13- 201228036 低。 如此、在本實施例中，可滿足較高之遷移防止性和較 高之穿透率、加上較低之成膜成本之全部，且高亮度構造 之實現性比習知還提高。 (實施例2) 第3圖係顯示本實施例的LED之元件構造的剖視 圖。另外，在第3圖中，針對與實施例1(參照第1圖）所 示之構成同等的構成係附記相同的元件符號，且省略重複 的說明。又，圖中之箭頭，係顯示穿透光之樣態。 本實施例的LED，其半導體層之元件構造，係與實施 例1(參照第1圖）所示的LED爲同等的構成。又，雖然與 實施例1同樣，除了供P焊墊16及η焊墊1 8中之凸塊用 的開口部以外，以被覆半導體層及電極部之周圍的方式， 形成保護膜，但是該保護膜的構成，係與實施例1有所差 異。 具體而言，作爲保護膜，係依序積層由具有絕緣性之 SiN構成的SiN膜41(第1保護膜）、由具有絕緣性之SiO 構成的SiO膜42(第2保護膜）、及由具有絕緣性之SiN構 成的SiN膜43 (第3保護膜）。換句話說，形成以第1層爲 SiN膜41、第2層爲SiO膜42、第3層爲SiN膜43的3 層構造之保護膜。如此’成爲：藉由siN膜41、SiO膜 42及SiN膜43之3層構造不僅可保護含有Ag的p電極 15之周圍，還可保護元件全體之周圍的構造。 -14- 201228036 此等的SiN膜41、SiO膜42及SiN膜43，係利用電 漿CVD法而形成，特佳爲使用高密度電漿的電漿CVD法 (裝置）。另外，只要可形成同樣的SiN膜、SiO膜，亦可 使用其他的方法、例如濺鍍法（裝置）、真空蒸鍍法（裝置） 等。 如前面所述，由SiN構成的保護膜，雖然防水性高， 但是穿透率低，如此有絕緣耐壓差的問題。又，由SiO構 0 成的保護膜，由於本來就容易透水，且也更容易保持，所 以當膜中一旦包含較多的水分時，就會變成水分的供給 源，且即使在其內側形成由SiN構成的保護膜，當其膜厚 較薄時，雖然僅有些微，也會穿透保護膜，而有水侵入於 元件側的問題。 因此，在本實施例中，係將SiN膜41，如第2圖所 說明般，設爲可保持防水性的膜厚3 5nm以上，並且形 成：在該SiN膜41之外側，積層防水性雖然差但是穿透 Q 率高且絕緣耐壓高的SiO膜42，更且在SiO膜42之外 側，積層可保持防水性之膜厚35nrn以上的SiN膜43之 構造。 又，SiO膜42，係將其與SiN膜41及SiN膜43之合 計的膜厚，設爲能夠物理性地保護元件的膜厚、換句話說 不會傷及元件之半導體層的膜厚。具體而言，係將合計的 膜厚，設爲可爲一般的LED使用之400〜lOOOnm。此時’ Si〇膜42之膜厚’係設爲比SiN膜41、43之膜厚還厚。 在上述元件構造中，極端上除了 一部分（焊墊開口部） -15- 201228036 以外，由於元件全體是由SiN膜41所覆蓋，所以在元件 之側壁，可防止水分侵入於內部，並可抑制p電極15中 的Ag之遷移，且可獲得較高之遷移防止性。更且，在本 實施例的情況，由於在SiO膜42之外側復設置SiN膜 43，所以可減低侵入於保護膜內部、尤其是SiO膜42之 內部的水分，因此，可減低侵入於元件側的水分。結果， 比起實施例1，更可提高遷移防止性。又，由於沒有必要 如習知般地加厚SiN膜41、43之膜厚，也不需要該加厚 部分之蝕刻，所以可抑制成膜成本。 然後，如表1所示，本實施例中的遷移防止性，係比 習知例1還高，又比實施例1還更高，且更可提高元件之 可靠度。 又，本實施例中的穿透率，係在以膜厚500nm、光之 波長3 50nm的條件進行比較的情況下（本實施例的SiN膜 41、43之膜厚爲35nm、其穿透率爲90%)，其保護膜全體 之穿透率爲98.5%。該穿透率，雖然比實施例1稍微降 低，但是仍比習知例2還高，且與習知例1大致同等（也 考慮p電極附近之穿透率的情況），且有改善光取出效 率。此與實施例1同樣，是因爲穿透率低的SiN膜41、 43之膜厚相對於保護膜全體之膜厚較薄，且穿透率高的 SiO膜42之膜厚較厚，所以保護膜全體可獲得較高的穿 透率之故。 又，本實施例中的成膜成本，由於復積層SiN膜 43，所以雖然比實施例1稍微高，但是對保護膜全體而 -16* 201228036 言，由於藉由SiO膜42之積層’可使絕緣耐壓變高，且 可減薄保護膜全體之厚度，所以比需要蝕刻步驟的習知例 1或膜厚變厚的習知例2還低。 如此’在本實施例中’可滿足較高之遷移防止性和較 高之穿透率、加上較低之成膜成本之全部，且高亮度構造 之實現性比習知還提高。 p (實施例3) 第4圖係顯示本實施例的LED之元件構造的剖視 圖。另外，在第4圖中，針對與實施例1 (參照第1圖）所 示之構成同等的構成附記相同的元件符號，且省略重複的 說明。又，圖中之箭頭，係顯示穿透光之樣態。 本實施例的LED，其半導體層之元件構造，係與實施 例1(參照第1圖）所示的LED爲同等的構成。又，雖然與 實施例1同樣，除了供P焊墊16及η焊墊18中之凸塊用 Q 的開口部以外，以被覆半導體層及電極部之周圍的方式， 形成保護膜，但是該保護膜的構成，係與實施例1有所差 異。更且，SiO膜之膜質與實施例2有所差異。 具體而言，作爲保護膜，係依序積層由具有絕緣性之 SiN構成的SiN膜51(第1保護膜）、由具有絕緣性且膜中 水分量少之SiO構成的SiO膜52(第2保護膜）、及由具有 絕緣性之SiN構成的SiN膜53 (第3保護膜）。換句話說， 形成以第1層爲SiN膜51、第2層爲SiO膜52、第3層 爲SiN膜53的3層構造之保護膜。如此，成爲：藉由 -17- 201228036
SiN膜51、SiO膜52及SiN膜53之3層構造不僅可保 護含有Ag的p電極15之周圍，還可保護元件全體之周 圍的構造。 此等的SiN膜51、SiO膜52及SiN膜53，係利用電 漿CVD法而形成，特佳爲使用高密度電漿的電漿CVD法 (裝置）。另外，只要可形成同樣的SiN膜、SiO膜，亦可 使用其他的方法、例如濺鍍法（裝置）、真空蒸鍍法（裝置） 等。 如前面所述，由SiN構成的保護膜，雖然防水性高， 但是穿透率低，如此有絕緣耐壓差的問題。又，由SiO構 成的保護膜，由於本來就容易透水，且也更容易保持，所 以當膜中一旦包含較多的水分時，就會變成水分的供給 源，且即使在其內側形成由SiN構成的保護膜，當其膜厚 較薄時，雖然僅有些微，也會穿透保護膜，而有水侵入於 半導體層側的問題。 因此，在本實施例中，係在SiN膜51、SiO膜52及 SiN膜53之3層構造中，使用膜中水分量少的SiO膜， 作爲SiO膜52。亦即，作爲SiO膜之膜質，只要Si-OH 鍵結量（根據在3 73 8CHT1附近發生的Si-OH鍵結之峰値面 積求出），藉由IR分析（紅外線分析）之測定，成爲1 · 3 X 1021 [個/cm3]以下，則即使在升溫脫離氣體分析（TDS : Thermal Desorption Spectroscopy)之測定中，膜中之水分 量仍然顯示十分低的値。下述表2係顯示在實施例1、實 施例2中使用之普通的SiO膜與在本實施例中使用之低水 -18- 201228036 分量的SiO膜之比較。普通的SiO膜之Si-OH鍵結量及 水分量，爲2.6x1 〇21[個/cm3]，相對於此，在本實施例的 低水分SiO膜中，均變成2·6χ1021[個/cm3]之1/2的量。 [表2] 普通SiO膜 低水分SiO膜 水分量（TD S)[個/c m 3 ] 2 . 6 X 1 0 21 1 . 3 χ 1 0 21 Si-OH鍵結量（I R)[個/ c m 3 ] 2 . 6 X 1 0 21 1 . 3 X 1 0 21 0 在實施例2中，由於是在第3層設置SiN膜43，所 以從外部對SiO膜42之水侵入雖然幾乎沒有，但是因爲 Si〇膜42原本就包含較多的水分，故而無法減薄防止水 分從SiO膜42擴散至元件側的第1層之SiN膜41的膜 厚。相對於此，如表2所示，本實施例中的SiO膜之膜中 水分量，由於成爲普通的SiO膜之1/2，所以可減薄防止 水分擴散至元件側的SiN膜51，具體而言，可將第2圖 說明之可保持防水性的最低膜厚35nm，設爲其1/2的 Q 17.5nm，藉此，可獲得比實施例2還高的穿透率。 然後，即使在本實施例中，雖然是形成：在SiN膜 51之外側積層穿透率高且絕緣耐壓高的SiO膜52，進而 在SiO膜52之外側積層SiN膜53的3層構造，但是由於 SiO膜52之膜中水分量較少，所以如上所述，是將SiN 膜51，設爲膜厚17.5nm以上。更且，如第2圖所說明， 形成：在SiO膜52之外側，積層可保持防水性之膜厚 3 5nm以上的SiN膜53之構造。 又，SiN膜51、SiO膜52及SiN膜53之合計的膜 -19- 201228036 厚，係設爲能夠物理性地保護元件的膜厚、換句話說不會 傷及元件之半導體層的膜厚，具體而言’係將合計的膜 厚，設爲可爲一般的LED使用之400〜l〇〇〇nm。此時， SiO膜52之膜厚，係設爲比SiN膜51、53之膜厚還厚。 在上述元件構造中，極端上除了 一部分（焊墊開口部） 以外，由於元件全體是由SiN膜51所覆蓋’所以在元件 之側壁，可防止水分侵入於內部，並可抑制P電極1 5中 的Ag之遷移，且可獲得較高之遷移防止性。在本實施例 的情況，雖然SiN膜51之膜厚’係比實施例2的SiN膜 41還薄，但是如上所述，由於SiO膜52本身的膜中水分 較少，所以可獲得十分高的遷移防止性。更且，在本實施 例的情況，由於S i Ο膜5 2本身的膜中水分量較低’且在 其外側復設置SiN膜53，所以可減低侵入於保護膜內 部、尤其是SiO膜52之內部的水分’因此’可減低侵入 於元件側的水分。結果，比起實施例1，更可提高遷移防 止性。又，由於沒有必要如習知般地加厚S iN膜5 1、5 3 之膜厚，也不需要該加厚部分之蝕刻，所以可抑制成膜成 本。 然後，如表1所示，本實施例中的遷移防止性，係比 習知例1還高，又比實施例1還更高，且更可提高元件之 可靠度。 又，本實施例中的穿透率，係在以膜厚500nm、光之 波長3 50nm的條件進行比較的情況下（本實施例的SiN膜 51、53之膜厚爲35nm、其穿透率爲90%)，其保護膜全體 -20- 201228036 之穿透率爲98.9%。該穿透率，雖然比實施例1稍微降 低，但是比實施例2稍微高，又比習知例2還高、與習知 例1大致同等（也考慮P電極附近之穿透率的情況），且有 改善光取出效率。此與實施例1、2同樣，是因爲穿透率 低的SiN膜51、53之膜厚相對於保護膜全體之膜厚較 薄，且穿透率高的SiO膜52之膜厚較厚，所以保護膜全 體可獲得較高的穿透率之故。 0 又，本實施例中的成膜成本，由於復積層SiN膜 53，所以雖然比實施例1稍微高，但是由於SiN膜51之 膜厚較薄，所以比實施例2稍微低。對保護膜全體而言， 由於藉由SiO膜52之積層，可使絕緣耐壓變高，且可減 薄保護膜全體之厚度，所以比需要蝕刻步驟的習知例1或 膜厚變厚的習知例2還低。 如此，在本實施例中，可滿足較高之遷移防止性和較 高之穿透率、加上較低之成膜成本之全部，且高亮度構造 Q 之實現性比習知還提高。 另外，在上述實施例1〜3中，LED的半導體層之材 料、構成，並不限於上述的構成，也可爲其他的材料、構 成。例如，各半導體層，也可爲由III族原子之In(銦）、 A1(鋁）、Ga(鎵）等與V族原子之N(氮）構成的氮化物半導 體等。又，活性層13，並不限於多量子井結構，也可爲 單一量子井結構或畸變量子井結構。又，基板11，也不 限於藍寶石基板，亦可爲GaN基板等。又，各半導體層 之製造方法，也可使用公知的製造方法、例如有機金屬氣 -21 - 201228036 相嘉晶法（MOVPE : Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)或 有機金屬化學氣相沉積法（MOCVD: Metal Chemical Vapor Deposition)等。 又，p電極15雖然是成爲多層構造，但是若包含有 遷移之虞的Ag、Cu(銅）等的金屬，則亦可包含Ni、Pt以 外的其他金屬之構成。又，其製造方法，可使用公知的製 造方法、例如濺鍍法或真空蒸鍍法等，且在積層後，例如 藉由舉離法，形成所期望的圖案。以往雖然有考慮Ag等 之遷移，而將Ag層等的上下之層形成以其他金屬構成的 多層構造（三明治構造），但是由於是以上述實施例1〜3之 保護膜來覆蓋元件全體，所以即使不一定採用如此的三明 治構造，亦可充分地抑制Ag等之遷移。 又，p焊墊16、η電極17、η焊墊18，係成爲單層構 造或多層構造，而其製造方法，係與ρ電極15同樣，可 使用公知的製造方法、例如濺鍍法或真空蒸鍍法等，且在 積層後，例如藉由舉離法，形成所期望的圖案。 另外’氮化矽’作爲其代表的有Si3N4，雖然也有按 照其組成比而表記爲SixNy，但是在此爲了簡單表記起 見’是記載爲SiN。同樣地，氧化砂，作爲代表性的有 Si〇2 ’雖然也有按照其組成比而表記爲Six〇y，但是在此 爲了簡單表記起見，是記載爲Si〇。 (產業上之可利用性） 本發明係適用於半導體發光元件者，尤其是合適於白 -22- 201228036 色 LED。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示作爲本發明的半導體發光元件之實施形 態之一例（實施例1 )，且顯示該元件構造的剖視圖。 第2圖係顯示第1圖所示的半導體發光元件之SiN膜 中的防水性與膜厚之關係的曲線圖。 0 第3圖係顯示作爲本發明的半導體發光元件之實施形 態之另一例（實施例2)，且顯示該元件構造的剖視圖。 第4圖係顯示作爲本發明的半導體發光元件之實施形 態之另一例（實施例3 )，且顯示該元件構造的剖視圖。 第5圖係顯示習知LED元件構造的剖視圖。 第6圖係顯示習知之另一 LED元件構造的剖視圖。 【主要元件符號說明】 〇 11、61 :基板 12、 62: η型半導體層（半導體層） 13、 63 :活性層（半導體層） 14、 64: ρ型半導體層（半導體層） 15、 65 : ρ電極（電極部） 16、 66 : ρ焊墊（電極部） 17、 67 : η電極（電極部） 18、 68 : η焊墊（電極部） 31、41、51、71: SiN 膜（第 1 保護膜） -23- 201228036 32、42、52、72: SiO 膜（第 2 保護膜） 43、53、81 : SiN膜（第3保護膜） 24-
Claims (1)
- 201228036 七、申請專利範園 1·-種半導體發光元件之保護膜，係在具有形成於基 板上的複數個半導體層、和成爲前述複數個半導體層之電 極的複數個電極部之半導體發光元件中，用以保護該半導 體發光元件的保護膜，其特徵爲： 作爲前述保護膜，係設置：第1保護膜，其係被覆前 述複數個半導體層及前述複數個電極部之周圍；以及第2 〇 保護膜，其係被覆前述第1保護膜之周圍，並且 將前述第1保護膜，設爲膜厚3 5run以上之氮化矽， 將前述第2保護膜，設爲比前述第1保護膜之膜厚還 厚之氧化矽。 2.如申請專利範圍第1項所述的半導體發光元件之保 護膜’其中，復設置被覆前述第2保護膜之周圍的第3保 護膜，並且 將前述第3保護膜，設爲膜厚3 5nm以上之氮化矽。 〇 3_如申請專利範圍第2項所述的半導體發光元件之保 護膜’其中，將前述第2保護膜，設爲膜中之Si-OH鍵結 量爲1.3X1021[個/cm3]以下的氧化矽，並且將該情況下的 前述第1保護膜之膜厚，設爲17.5nm以上。 4. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所述的半導 體發光元件之保護膜，其中，前述複數個電極部之至少一 個是由含有銀的金屬所構成。 5. —種半導體發光元件，其特徵爲：使用申請專利範 圍第1至3項中之任—項所述的半導體發光元件之保護 -25- 201228036 膜。 6.—種半導體發光元件之保護膜的製作方法，係在具 有形成於基板上的複數個半導體層、和成爲前述複數個半 導體層之電極的複數個電極部之半導體發光元件中，用以 保護該半導體發光元件的保護膜之製作方法，其特徵爲： 作爲前述保護膜，係設置：第1保護膜，其係被覆前 述複數個半導體層及前述複數個電極部之周圍；以及第2 保護膜，其係被覆前述第1保護膜之周圍，並且 將前述第1保護膜，由膜厚35ηπι以上之氮化矽所形 成， 將前述第2保護膜，由比前述第1保護膜之膜厚還厚 之氧化矽所形成。 7·如申請專利範圍第6項所述的半導體發光元件之保 護膜的製作方法，其中，復設置被覆前述第2保護膜之周 圍的第3保護膜，且由膜厚35nm以上之氮化矽所形成。 8 .如申請專利範圍第7項所述的半導體發光元件之保 護膜的製作方法，其中’將前述第2保護膜，由膜中之 Si-OH鍵結量爲1 .3xl〇21[個/cm3]以下的氧化矽所形成， 並且將該情況下的前述第1保護膜之膜厚，設爲丨7.5 nm 以上。 9.如申請專利範圍第6至8項中之任一項所述的半導 體發光元件之保護膜的製作方法，其中，前述複數個電極 部之至少一個是由含有銀的金屬所構成。 -26-
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| JP2010104442A JP2011233783A (ja) | 2010-04-28 | 2010-04-28 | 半導体発光素子、半導体発光素子の保護膜及びその作製方法 |
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