TW201424035A - 發光二極體、發光二極體燈及照明裝置 - Google Patents

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Yu Tokunaga
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Abstract

本發明係在金屬反射膜與化合物半導體層之間設有複數個點狀的歐姆接觸電極，在化合物半導體層的半導體基板的相反側依序設有：歐姆電極；及由墊部和與該墊部相連結的複數個線狀部所構成的表面電極，歐姆電極的表面係藉由線狀部予以覆蓋，歐姆接觸電極及前述歐姆電極係平面視形成在不會與墊部相重疊的位置，在複數個歐姆接觸電極之中，平面視下5%以上40%以下的歐姆接觸電極配置在與線狀部相重疊的位置。本發明係可提供一種在保持維持發光輸出的狀況下達成低順方向電壓的發光二極體。

Description

發光二極體、發光二極體燈及照明裝置
本發明係關於發光二極體、發光二極體燈及照明裝置，尤其係關於適於高亮度發光的發光二極體、發光二極體燈及照明裝置。
本申請案係根據2012年10月16日日本申請的特願2012-229183號主張優先權，在此沿用其內容。
以往以發出紅色、紅外光的高亮度的發光二極體(英文簡稱：LED)而言，已知例如具備有由砷化鋁鎵(組成式AlXGa1-XAs；0≦X≦1)所構成之發光層、或由砷化銦鎵(組成式InXGa1-XAs；0≦X≦1)所構成之發光層的化合物半導體發光二極體。另一方面，以發出紅色、橙色、黃色或黃綠色的可見光的高亮度的發光二極體而言，已知例如具備有由磷化鋁鎵銦(組成式(AlXGa1-X)YIn1-YP；0≦X≦1，0<Y≦1)所構成之發光層的化合物半導體發光二極體。作為等化合物半導體發光二極體的基板，一般而言，相對於由發光層所射出的發光，使用在光學上為不透明，而且在機械上不具那般程度強度的砷化鎵(GaAs)等基板材料。
因此，近來為了獲得更高亮度的LED，而且，以更進一步的元件的機械強度、放熱性的提升為目的，揭示一種構成接合型LED的技術。該技術係在去除相對發光光為不透明的基板材料之後，將發光光進行透射或反射，使由機械強度、放熱性更為優異的材料所構成的支持基板重新接合，而構成接合型LED(參照例如專利文獻1~7)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-339100號公報
[專利文獻2]日本特開平6-302857號公報
[專利文獻3]日本特開2002-246640號公報
[專利文獻4]日本專利第2588849號公報
[專利文獻5]日本特開2001-57441號公報
[專利文獻6]日本特開2007-81010號公報
[專利文獻7]日本特開2006-32952號公報
在高亮度發光二極體中，為了可對表面電極供給大電流，表面電極係以具有充分大小的接合墊為宜。但是，該接合墊係吸收在發光部所發光的光，會有使光取出效率降低的問題。表面電極在墊部的光的吸收問題在高亮度發光二極體中尤其明顯。
本發明係鑑於上述情形而研創者，目的在提 供減低表面電極中的光吸收，並且改良夾著化合物半導體層的歐姆電極的配置關係，藉此保持維持高發光輸出的狀況，達成低順方向電壓的發光二極體、發光二極體燈及照明裝置。
為達成上述目的，由排除所發光的光的吸收要因的觀點來看，採用一種去除成長用基板而黏貼在光吸收更少的支持基板的構成。此外，由該觀點來看，為了減低在表面電極的墊(接合墊)部的光的吸收，採用一種在表面電極的墊部的正下方，不會產生發光的構成。此外，發現配置在包含發光層的化合物半導體層的半導體基板側的離散配置的複數歐姆接觸電極之中，預定比例的歐姆接觸電極以平面視配置在與連結於表面電極的墊部的線狀部相重疊的位置的構成能保持維持高發光輸出的狀況，達成低順方向電壓而完成本發明。以往，形成為將配置在包含發光層的化合物半導體層的半導體基板側的離散配置的複數歐姆接觸電極，以平面視配置在不會與連結於表面電極的墊部的線狀部相重疊的位置的構成，因電流在元件全體展開，被認為較佳。
亦即，為達成上述目的，本發明係採用以下構成。
(1)本發明之一態樣之發光二極體係在半導體基板上依序具備有：接合層；包含金屬反射膜的反射構造部；及包含發光層及夾著該發光層的第1包覆層及第2包覆層的化合物半導體層，在前述金屬反射膜與前述化合物 半導體層之間設有複數點狀的歐姆接觸電極，在前述化合物半導體層之前述半導體基板的相反側依序設有：歐姆電極；及由墊部和與該墊部相連結的複數線狀部所構成的表面電極，前述歐姆電極的表面係藉由前述線狀部予以覆蓋，前述歐姆接觸電極及前述歐姆電極係平面視形成在不會與前述墊部相重疊的位置，在前述複數歐姆接觸電極之中，平面視下5%以上40%以下的歐姆接觸電極配置在與前述線狀部相重疊的位置。
(2)上述(1)所記載之發光二極體中亦可前述墊部係平面視為圓形。
(3)上述(1)或(2)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述線狀部係由以下所成：在通過前述墊部的中心的直線上，夾著直徑而由周端朝該直線方向延伸存在的2條第1直線部、及以相對於該第1直線部呈正交的方向延伸存在的複數第2直線部。
(4)上述(1)或(2)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述線狀部係由與圓形的前述墊部的周端相接而延伸存在的2條第2直線部所構成。
(5)上述(1)至(4)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述反射構造部由透明介電質膜、及金屬膜所構成。
(6)上述(5)所記載之發光二極體中，亦可前述透明介電質膜的厚度為發光二極體所發光的波長的透明介電質膜中的波長的3/4倍或5/4倍。
(7)上述(5)或(6)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述透明介電質膜為SiO2。
(8)上述(1)至(7)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述墊部由複數圓形墊所構成。
(9)上述(1)至(8)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述半導體基板由Ge、Si、GaP、GaAs之任一者所構成。
(10)上述(1)至(9)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述接合層包含Au層、AuGe層、AuSn層、AuSi層、AuIn層的任何組合。
(11)上述(1)至(10)中任一者所記載之發光二極體中，亦可前述發光層由AlGaAs、InGaAs、GaInP、或AlGaInP之任一者所構成。
(12)本發明之一態樣之發光二極體燈係具備有上述(1)至(11)中任一者所記載之發光二極體。
(13)本發明之一態樣之照明裝置係裝載有複數個上述(1)至(11)中任一者所記載之發光二極體。
藉由本發明之發光二極體，可減低表面電極中的光吸收，並且保持維持高發光輸出的狀況，而達成低順方向電壓。
1‧‧‧半導體基板
2‧‧‧接合層
2a‧‧‧AuGe層
2b‧‧‧Au
2A、10A‧‧‧接合面
3‧‧‧擴散防止層
3a‧‧‧第1擴散防止層
3b‧‧‧第2擴散防止層
4‧‧‧金屬反射膜
5‧‧‧下部電流擴散層
6‧‧‧上部電流擴散層
7‧‧‧歐姆接觸電極
8‧‧‧透明介電質膜
9‧‧‧反射構造部
10‧‧‧支持基板
10a‧‧‧Pt層
10b‧‧‧Au層
11‧‧‧歐姆電極
11ba、11bb、11ca、11cb‧‧‧線狀部位
12‧‧‧表面電極
12a‧‧‧墊部
12b‧‧‧線狀部
12aaa、12aab、12aba、12abb‧‧‧周端部
12baa、12bab‧‧‧第1直線部
12bba、12bbb、12bca、12bcb‧‧‧第2直線部
20‧‧‧化合物半導體層
21‧‧‧成長用基板
22a‧‧‧緩衝層
22b‧‧‧蝕刻停止層
22c‧‧‧接觸層
23a‧‧‧包覆層
23b‧‧‧包覆層
24‧‧‧發光層
30‧‧‧磊晶積層體
40‧‧‧構造體
50‧‧‧接合構造體
100‧‧‧發光二極體
第1圖係顯示本發明之第1實施形態之發光二極體的剖面模式圖。
第2圖(a)係本發明之第1實施形態之發光二極體的表面電極的平面模式圖，(b)係該歐姆電極的平面模式圖 ，(c)係該歐姆接觸電極的平面模式圖，(d)係重疊描繪該表面電極、歐姆電極、歐姆接觸電極的平面模式圖。
第3圖係顯示本發明之發光二極體之電極構造之其他實施形態(僅電極配置構造)的平面模式圖。
第4圖係顯示本發明之發光二極體之電極構造之其他實施形態(僅電極配置構造)的平面模式圖。
第5圖係顯示本發明之發光二極體之電極構造之其他實施形態(僅電極配置構造)的平面模式圖。
第6圖係顯示本發明之發光二極體之電極構造之其他實施形態(僅電極配置構造)的平面模式圖。
第7圖係顯示本發明之發光二極體之電極構造之其他實施形態(僅電極配置構造)的平面模式圖。
第8A圖係顯示具備有第9圖所示之習知之電極配置構造的發光二極體(typeA)、及具備有第2圖所示之本發明之電極配置構造的發光二極體(typeB)的IF-VF特性的圖表。
第8B圖係顯示具備有第9圖所示之習知之電極配置構造的發光二極體(typeA)、及具備有第2圖所示之本發明之電極配置構造的發光二極體(typeB)的IF-Po特性的圖表。
第9圖係顯示習知之電極配置構造的平面模式圖。
第10圖係顯示針對具備有第2圖所示之本發明之電極配置構造的發光二極體，相對於配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極的比例(比率)的順方向電壓(VF)及發光輸出(Po)的關係的圖表。
第11圖係顯示由SiO2所構成之透明介電質膜的厚度、與反射率(縱軸右側)及照度(縱軸左側)的關係的圖表。
第12圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
第13圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
第14圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
第15圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
第16圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
第17圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
第18圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
第19圖係用以說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法的剖面模式圖。
[實施發明之形態]
以下針對適用本發明之實施形態之發光二極體、發光二極體燈及照明裝置，使用圖示來說明其構成。此外，以下說明中所使用的圖示會有為了容易瞭解特徵而為方便起見將作為特徵的部分放大顯示的情形，各構成要素的尺寸比例等並不一定與實際相同。此外，以 下說明中所例示的材料、尺寸等僅為一例，本發明並非限定於該等，可在未變更其要旨的範圍內適當變更來實施。
[發光二極體(第1實施形態)]
第1圖係顯示適用本發明之一實施形態之發光二極體之一例的剖面模式圖。
本實施形態之發光二極體100之特徵為：在半導體基板1上依序具備有：接合層2、包含金屬反射膜4的反射構造部9、及包含發光層及夾著該發光層的第1包覆層及第2包覆層的化合物半導體層20，在前述金屬反射膜4與前述化合物半導體層20之間設有複數點狀的歐姆接觸電極7，在前述化合物半導體層的前述半導體基板的相反側依序設有：歐姆電極11、及由墊部12a(參照第2圖)和與該墊部相連結的複數線狀部12b(參照第2圖)所構成的表面電極12，前述歐姆電極11的表面係藉由前述線狀部12b予以覆蓋，前述歐姆接觸電極7及前述歐姆電極11係平面視形成在不會與前述墊部12a相重疊的位置，在前述複數歐姆接觸電極7之中，平面視下5%以上40%以下的歐姆接觸電極配置在與前述線狀部相重疊的位置。
在第1圖所示之例中，歐姆接觸電極7係由複數點狀的導電性構件所構成，在該導電性構件間填充有透明介電質膜8。此外，在化合物半導體層20的透明介電質膜8側設有下部電流擴散層5，在表面電極側設有上部電流擴散層6。此外，在金屬反射膜4與接合層2之間設有擴散防止層3。
<化合物半導體層>
化合物半導體層20係將複數作磊晶成長的層進行積層而成之包含發光層24的化合物半導體的積層構造體。
以化合物半導體層20而言，可利用例如發光效率高、已成熟的基板接合技術之AlGaInP層或AlGaInAs層等。AlGaInP層係由以一般式(AlXGa1-X)YIn1-YP(0≦X≦1，0<Y≦1)所表示的材料所構成之層。該組成係按照發光二極體的發光波長來決定。製作紅色及紅外發光的發光二極體時所使用的AlGaInAs層的情形亦同樣地，構成材料的組成係按照發光二極體的發光波長來決定。
化合物半導體層20係n型或p型之任一傳導型的化合物半導體，在內部形成pn接合。在AlGaInAs亦包含AlGaAs、GaAs等。
此外，化合物半導體層20的表面的極性可為p型、n型任一者。
在第1圖所示之例中，化合物半導體層20係例如由以下所構成：接觸層22c、上部電流擴散層6、包覆層23a、發光層24、包覆層23b、及下部電流擴散層5。上部電流擴散層6亦可使表面粗面化，俾以取出光。此外，亦可形成為包含表面粗面化層的2層以上的構造。
接觸層22c係用以降低歐姆(Ohmic)電極之接觸電阻之層，例如由經摻雜Si的n型GaAs所構成，將載體濃度設為2×1018cm-3，層厚設為0.05μm。
上部電流擴散層6係例如由摻雜Si的n型(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P所構成，將載體濃度設為3×1018cm-3 ，層厚設為5.0μm。
包覆層23a係例如由摻雜Si的n型Al0.45Ga0.55As所構成，將載體濃度設為2×1018cm-3，層厚設為0.5μm。
以發光層24而言，例如可使用由AlGaAs、InGaAs、GaInP、或AlGaInP之任一者所構成者。
具體而言，例如由5層未摻雜的InGaAs層作為井層，由4層(Al0.15Ga0.85)As層作為障壁層的積層構造所構成，將各自的層厚設為0.007μm。亦可在發光層24與包覆層23a之間具備有導引層。導引層係例如由(Al0.25Ga0.75)As所構成，將層厚設為0.05μm。
發光層24係可設為具有雙重混雜構造(Double Hetero：DH)、單一量子井構造(Single Quantum Well：SQW)或多量子井構造(Multi Quantum Well：MQW)等構造者。在此，雙重混雜構造係封入負責放射再結合之載體的構造。此外，量子井構造係具有井層、及夾著井層的2個障壁層的構造，SQW係井層為1個者，MQW係井層為2個以上者。以化合物半導體層20的形成方法而言，係可使用MOCVD法等。
為了由發光層24獲得單色性優異的發光，較佳為使用MQW構造作為發光層24。
包覆層23b係例如由摻雜Mg的p型Al0.45Ga0.55As所構成，將載體濃度設為4×1017cm-3，層厚設為0.5μm。亦可在發光層24與包覆層23b之間具備有導引層。導引層係例如由(Al0.25Ga0.75)As所構成，將層厚 設為0.3μm。
下部電流擴散層5係例如由摻雜Mg的p型的GaP所構成，可設為5×1018cm-3且將層厚設為2μm。
此外，以下部電流擴散層5而言，亦可形成為積層構造，可使用例如由摻雜Mg的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P所成，設為4×1017cm-3且將層厚設為0.05μm之層、及由Mg摻雜的Ga0.7In0.3P所構成，設為4×1017cm-3且將層厚設為0.02μm之層、及由摻雜Mg的GaP所構成，設為5×1018cm-3且將層厚設為3.5μm之層的積層構造者。
化合物半導體層20的構成並非侷限於上述記載的構造，亦可具有例如用以限制元件驅動電流流通的區域的電流阻止層或電流狹窄層等。
(電極構造)
第2圖(a)係顯示本實施形態之表面電極之一例的平面模式圖。第2圖(b)係顯示本實施形態之歐姆電極之一例的平面模式圖。第2圖(c)係顯示本實施形態之歐姆接觸電極之一例的平面模式圖。第2圖(d)係重疊描繪表面電極、歐姆電極、歐姆接觸電極的平面模式圖。
<表面電極>
如第2圖(a)所示，表面電極12係由墊部12a、及連結於墊部12的線狀部12b所構成。
在本實施形態中，墊部12a係平面視呈圓形，但是亦可為圓形以外的其他形狀。
線狀部12b係由以下所構成：在通過圓形墊部12a的中心的直線上，由夾著直徑的周端(周端部)12aaa、 12aab彼此朝相反方向延伸存在的2條第1直線部12baa、12bab；及以相對第1直線部12baa、12bab呈正交的方向延伸存在的4條第2直線部12bba、12bbb、12bca、12bcb。
第2直線部12bba、12bbb係分別連接於第1直線部12baa、12bab之與周端部12aaa、12aab為相反側的端部，隔開墊部12a而配置。另一方面，第2直線部12bca、12bcb係分別由與2個周端部12aaa、12aab之間的其中一方圓弧側為另一方圓弧側的各自2個周端部12aba、12abb延伸存在。由周端部12aba延伸存在的第2直線部12bca、及由周端部12abb延伸存在的第2直線部12bcb係分別在一直線上，以與第2直線部12bba、12bbb的延伸存在方向呈平行的方向延伸存在。
本實施形態之線狀部12b係由2條第1直線部、及4條第2直線部所成之構成，但是並非侷限於該數量。
墊部12a的尺寸若為圓形時，將直徑設為例如50~150μm左右。
此外，線狀部12b的寬幅係為了覆蓋歐姆電極11的線狀部位而以比其寬幅更為寬廣的方式，例如設為2~20μm左右。關於第1直線部及第2直線部的全部，雖不需要形成為相同的寬幅，但是由均一的光取出的觀點來看，以配置在對稱位置的直線部的寬幅相同為佳。
以表面電極的材料而言，可使用Au/Ti/Au、(Au/Pt/Au、Au/Cr/Au、Au/Ta/Au、Au/W/Au、Au/Mo/Au)等。
<歐姆電極>
如第2圖(b)所示，歐姆電極11係由4條線狀部位11ba、11bb、11ca、11cb所構成。
本實施形態之歐姆電極11係由4條線狀部位所成之構成，惟並非侷限於該數量。歐姆電極11亦可形成為不連續配列在表面電極的線狀部12b下的形狀，例如配列成點形狀電極。
此外，歐姆電極11的各自的線狀部位係平面視配置在不會與表面電極12的墊部12a相重疊的位置，且配置在表面電極12的線狀部12b的4條第2直線部12bba、12bbb、12bca、12bcb的各個所覆蓋的位置。
亦即，長的2條線狀部位11ba、11bb係分別配置在第2直線部12bba、12bbb的各個的正下方，短的2條線狀部位11ca、11cb係分別配置在第2直線部12bca、12bcb的各個的正下方。
如上所示，之所以歐姆電極11平面視配置在不會與表面電極12的墊部12a相重疊的位置，係基於若歐姆電極11配置在與墊部12a相重疊的位置時，在墊部的正下方發光的光被墊部吸收的比例變高，光取出效率會降低，而為避免該情形之故。表面電極12的材料係若與化合物半導體層直接接觸時，由於為不易形成歐姆接合而易於形成肖特基接合的材料，因此未透過歐姆電極而相接觸的墊部12a的電阻係與歐姆電極11的部分的電阻相比為更大。藉此，電流實質上不會流至墊部12a的下部，而流至歐姆電極11。
構成歐姆電極11的線狀部位的寬幅係以由表面電極12的線狀部予以覆蓋的方式，例如形成為1~10μm左右，俾以成為寬幅比其寬幅更為狹窄的程度。寬幅並不需要針對所有線狀部位而形成為相同，但是由均一的光取出的觀點來看，以配置在對稱位置的線狀部位的寬幅相同為佳。
以歐姆電極的材料而言，例如可使用AuGeNi、AuGe、AuNiSi、AuSi等。
<歐姆接觸電極>
如第2圖(c)所示，歐姆接觸電極7係平面視由點狀的複數導電性構件所成，被埋入在後述之透明介電質膜內。
構成歐姆接觸電極7的點狀導電性構件(亦即離散配置的導電性構件)係平面視下5%以上40%以下的歐姆接觸電極配置在與表面電極12的線狀部12b相重疊的位置，剩餘的則配置在不會與表面電極12的線狀部12b相重疊的位置。
歐姆接觸電極7的形狀並未特別限制，亦可為圓柱狀、橢圓柱狀、甜甜圈狀、線狀等。
在第2圖所示之例中，複數歐姆接觸電極7係與表面電極12的第1直線部12baa、12bab呈平行排列的歐姆接觸電極7的複數列，以與第2直線部12bba、12bbb、12bca、12bcb呈平行的方向排列，歐姆接觸電極7的複數列係交替錯開半週期。
更具體而言，各列中的歐姆接觸電極7的個數係以紙 面由上而下依序為7個(第1列)、6個(第2列)、4個(第3列)、2個(第4列)、4個(第5列)、6個(第6列)、7個(第7列)。在此，第1列及第7列係分別平面視下3個交替配置在與線狀部相重疊的位置。此外，第3列及第5列係分別平面視下2個配置在與線狀部相重疊的位置。另一方面，第2列、第6列及第4列均沒有與線狀部相重疊的歐姆接觸電極。平面視配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極係形成為以包圍表面電極12的墊部12a的方式進行配置的構成。
在第2圖所示之例中，在合計36個歐姆接觸電極7之中，10個平面視配置在與線狀部相重疊的位置，因此約28%的歐姆接觸電極平面視配置在與線狀部相重疊的位置。
構成歐姆接觸電極7的點狀導電性構件係設為例如將直徑形成為5~20μm左右的圓柱狀構件。
此外，在以直線狀排列的點狀導電性構件的群組中，鄰接的導電性構件間的距離係設為例如5~40μm程度。
之所以歐姆接觸電極7平面視配置在不會與表面電極12的墊部12a相重疊的位置，係基於若歐姆接觸電極7配置在與墊部12a相重疊的位置時，在墊部的正下方所發出的光在墊部被吸收的比例會變高，光取出效率會降低，因而為避免該情形之故。
以歐姆接觸電極的材料而言，可使用例如AuBe、AuZn等。
[發光二極體(其他實施形態)]
第3圖~第7圖係顯示本發明之其他實施形態之電極配置構造者，相當於第1實施形態之第2圖(d)的圖。
在第3圖所示之實施形態中，具備有8條第1實施形態之相當於表面電極之第2直線部的線狀部。亦即，具備有2條長的第2直線部、6條短的第2直線部。
即使在第3圖所示之實施形態中，亦與第1實施形態同樣地，複數歐姆接觸電極係與相當於第1實施形態之表面電極之第1直線部的線狀部呈平行排列的歐姆接觸電極的複數列，以與相當於第2直線部的線狀部呈平行的方向排列，歐姆接觸電極的複數列係交替錯開半週期。
更具體而言，各列中的歐姆接觸電極的個數係以紙面由上而下依序為11個(第1列)、10個(第2列)、8個(第3列)、4個(第4列)、8個(第5列)、10個(第6列)、11個(第7列)。在此，第1列及第7列係分別平面視下5個交替配置在與線狀部相重疊的位置。此外，第3列及第5列係分別平面視下4個配置在與線狀部相重疊的位置。此外，第5列係1個配置在與線狀部相重疊的位置。另一方面，第2列及第6列均沒有與線狀部相重疊的歐姆接觸電極。
在第3圖所示之例中，在合計62個歐姆接觸電極之中，18個平面視配置在與線狀部相重疊的位置，約31%的歐姆接觸電極平面視配置在與線狀部相重疊的位置。
在第4圖所示之實施形態中，具備有6條相當於第1實施形態之表面電極之第2直線部的線狀部。亦即，具備有4條長的第2直線部，2條短的第2直線部。
在第4圖所示之實施形態中亦與第1實施形態同樣地，複數歐姆接觸電極係與相當於第1實施形態之表面電極的第1直線部的線狀部呈平行排列的歐姆接觸電極的複數列，以與相當於第2直線部的線狀部呈平行的方向排列，歐姆接觸電極的複數列係交替錯開半週期。
更具體而言，各列中的歐姆接觸電極的個數係以紙面由上而下依序為11個(第1列)、10個(第2列)、11個(第3列)、8個(第4列)、8個(第5列)、8個(第6列)、11個(第7列)、10個(第8列)、11個(第9列)。此外，第1列、第3列、第7列及第9列係分別平面視下5個交替配置在與線狀部相重疊的位置。此外，第5列係平面視下6個配置在與線狀部相重疊的位置。另一方面，第2列、第4列、第6列及第8列均沒有與線狀部相重疊的歐姆接觸電極。
在第4圖所示之例中，在合計88個的歐姆接觸電極之中，26個平面視配置在與線狀部相重疊的位置，因此約30%的歐姆接觸電極平面視配置在與線狀部相重疊的位置。
在第5圖所示之實施形態中，具備有10條相當於第1實施形態之表面電極的第2直線部的線狀部。亦即，具備有長的第2直線部4條、及短的第2直線部6條。
在第5圖所示之實施形態中亦與第1實施形態同樣地，複數歐姆接觸電極係與相當於第1實施形態之表面電極的第1直線部的線狀部呈平行排列的歐姆接觸電極的複數列，以與相當於第2直線部的線狀部呈平行的方向排列，歐姆接觸電極的複數列係交替錯開半週期。
更具體而言，各列中的歐姆接觸電極的個數係以紙面由上而下依序為15個(第1列)、14個(第2列)、15個(第3列)、10個(第4列)、10個(第5列)、10個(第6列)、15個(第7列)、14個(第8列)、15個(第9列)。在此，第1列、第3列、第7列及第9列係分別平面視下7個交替配置在與線狀部相重疊的位置。此外，第5列係平面視下8個配置在與線狀部相重疊的位置。另一方面，第2列、第4列、第6列及第8列均沒有與線狀部相重疊的歐姆接觸電極。
在第5圖所示之例中，在合計118個歐姆接觸電極之中，由於36個平面視配置在與線狀部相重疊的位置，因此約31%的歐姆接觸電極平面視配置在與線狀部相重疊的位置。
第6圖所示之實施形態係具備有2個表面電極的墊部，包含與該2個墊部為共通的1條而具備有3條相當於第1實施形態之表面電極的第1直線部的線狀部。此外，具備有12條相當於第1實施形態之表面電極的第2直線部的線狀部。亦即，長的第2直線部具備有8條，短的第2直線部具備有4條。第6圖所示之實施形態係墊部由複數圓形狀墊所成構者之一例，墊部亦可為3個以上。
第6圖所示之實施形態中亦與第1實施形態同樣地，複數歐姆接觸電極係與相當於第1實施形態之表面電極的第1直線部的線狀部呈平行排列的歐姆接觸電極的複數列，以與相當於第2直線部的線狀部呈平行的方向排列，歐姆接觸電極的複數列係交替錯開半週期。
更具體而言，各列中的歐姆接觸電極的個數係以紙 面由上而下依序為21個(第1列)、20個(第2列)、21個(第3列)、20個(第4列)、21個(第5列)、20個(第6列)、21個(第7列)、16個(第8列)、15個(第9列)、16個(第10列)、21個(第11列)、20個(第12列)、21個(第13列)、20個(第14列)、21個(第15列)、20個(第16列)、21個(第17列)。此外，第3列、第5列、第7列、第11列、第13列及第15列係分別平面視下10個交替配置在與線狀部相重疊的位置。此外，第9列係平面視下13個配置在與線狀部相重疊的位置。另一方面，第1列、第2列、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列、第14列及第16列均沒有與線狀部相重疊的歐姆接觸電極。
在第4圖所示之例中，在合計335個的歐姆接觸電極之中，由於73個平面視配置在與線狀部相重疊的位置，因此約22%的歐姆接觸電極平面視配置在與線狀部相重疊的位置。
第7圖所示之實施形態係由線狀部與圓形的墊部的周端相接而延伸存在的2條第2直線部所構成。亦即，雖未具備相當於第1實施形態之表面電極的第1直線部的線狀部，但是具備有2條相當於表面電極的第2直線部的線狀部的構成。
在第7圖所示之實施形態中亦與第1實施形態同樣地，複數歐姆接觸電極係與相當於第1實施形態之表面電極的第1直線部的線狀部呈平行排列的歐姆接觸電極的複數列，以與相當於第2直線部的線狀部呈平行的方向排列，歐姆接觸電極的複數列係交替錯開半週期。
更具體而言，各列中的歐姆接觸電極的個數係以紙面由上而下依序為5個(第1列)、4個(第2列)、4個(第3列)、2個(第4列)、4個(第5列)、4個(第6列)、5個(第7列)，第1列、第3列、第5列及第7列係分別平面視下2個交替配置在與線狀部相重疊的位置。另一方面，第2列、第4列及第6列均沒有與線狀部相重疊的歐姆接觸電極。
在第7圖所示之例中，在合計28個的歐姆接觸電極之中，8個平面視配置在與線狀部相重疊的位置，因此約29%的歐姆接觸電極平面視配置在與線狀部相重疊的位置。
在第8A圖及第8B圖中顯示具備有第9圖所示之習知之電極配置構造的發光二極體(typeA)、及具備有第2圖所示之本發明之電極配置構造的發光二極體(typeB)的IF-VF特性、IF-Po特性。在本說明書中，習知之電極配置構造意指歐姆接觸電極僅形成在不會與表面電極的線狀部相重疊的位置的電極配置構造。
此外，如上所述，在第2圖所示之本發明之電極配置構造中，約28%的歐姆接觸電極平面視配置在與線狀部相重疊的位置。
第9圖所示之具備有習知之電極配置構造的發光二極體(typeA)係在歐姆接觸電極形成在平面視不會與表面電極的墊部相重疊的位置的方面與本發明為共通，但是歐姆接觸電極僅形成在不會與表面電極的線狀部相重疊的位置的方面則與本發明不同。
「typeB」的發光二極體係如以下所示者。
以支持基板而言，使用在Ge基板的兩面依序具備有Pt層1μm、Au層1μm者。
在由摻雜Si的n型GaAs單結晶所構成之GaAs基板上，依序積層化合物半導體層而製作發光波長620nm的磊晶晶圓。
GaAs基板係將由(100)面朝(0-1-1)方向傾斜15°的面設為成長面，載體濃度設為1×1018cm-3。以化合物半導體層而言，由摻雜Si的GaAs所構成之n型緩衝層、由摻雜Si的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P所構成之蝕刻停止層、由摻雜Si的GaAs所構成之n型接觸層、由摻雜Si的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P所構成之n型的表面粗面化層、由摻雜Si的Al0.5In0.5P所構成之n型包覆層、由(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P/(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P的20對所構成之井層/障壁層的發光層、由Al0.5In0.5P所構成之p型包覆層23b、由摻雜Mg的p型GaP所構成之電流擴散層5。
由GaAs所構成之緩衝層係將載體濃度設為約1×1018cm-3、層厚設為約0.5μm。蝕刻停止層係將載體濃度設為1×1018cm-3、層厚設為約0.5μm。接觸層係將載體濃度設為約1×1018cm-3、層厚設為約0.05μm。表面粗面化層係將載體濃度設為1×1018cm-3、層厚設為約3μm。上部包覆層係將載體濃度設為約2×1018cm-3、層厚設為約0.5μm。井層係形成為未摻雜且層厚為約5nm的(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5P，障壁層係形成為未摻雜且層厚為約5nm的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P。此外，將井層與障壁層交替積層20對。下部包覆層係將載體濃度設為約8×1017cm-3 、層厚設為約0.5μm。
在電流擴散層5上形成有SiO2膜8、及由AuBe合金所構成之歐姆接觸電極7。SiO2膜8係形成為厚度0.3μm，構成歐姆接觸電極7的圓柱狀的導電性構件係形成為直徑9μm，形成為在直線上相鄰接的導電性構件的間隔43μm。在SiO2膜8及歐姆接觸電極7上，使用蒸鍍法，形成厚度0.7μm之由Au膜所構成之金屬反射膜4。在金屬反射膜4上，使用蒸鍍法，形成厚度0.5μm之由Ti膜所構成之擴散防止層3。在擴散防止層3上，使用蒸鍍法，形成厚度1.0μm之由AuGe所構成之接合層2。
以將在GaAs基板上形成有化合物半導體層及金屬反射膜等的構造體、及支持基板相對向疊合的方式進行配置而搬入至減壓裝置內，在以400℃進行加熱的狀態下，以500kg重的負荷將該等接合而形成接合構造體。
在化合物半導體層20之與歐姆接觸電極7為相反側的面，使用蒸鍍法，形成第2圖(b)所示之圖案的厚度0.1μm之由AuGeNi合金所構成之歐姆電極11。
4條線狀部位的寬幅係均設為4μm，線狀部位11ba、11bb的長度係設為270μm，線狀部位11ca、11cb的長度係設為85μm。
此外，線狀部位11ba、11bb與表面電極12的墊部12a的最接近距離係設為45μm，線狀部位11ca、11cb與表面電極12的墊部12a的最接近距離係設為10μm。
此外，線狀部位11ba、11bb與表面電極12的墊部12a的最接近距離係與表面電極12的第1直線部12baa、12bab 的長度相一致。
以在化合物半導體層20之與歐姆接觸電極7為相反側的面覆蓋歐姆電極11的方式，使用蒸鍍法，形成由第2圖(a)所示之圖案的厚度1.6μm的墊部12a及線狀部12b所構成的表面電極12。
墊部12a係設為直徑100μm，線狀部12b的寬幅係連同第1直線部及第2直線部均設為8μm。
此外，第1直線部12baa、12bab的長度係設為43μm，第2直線部12bba、12bbb的長度係設為270μm，第2直線部12bca、12bcb的長度係設為100μm。
「typeA」的發光二極體係僅為「typeB」的發光二極體與歐姆接觸電極的配置構成為不同。
列狀排列的歐姆接觸電極相鄰接的電極間的距離為12μm。
如第8B圖所示，關於發光輸出(Po)，順方向電流(IF)至300mA為止，在本發明之發光二極體(typeB)與習知之發光二極體(typeA)之間幾乎沒有差異。
相對於此，如第8A圖所示，關於順方向電壓(VF)，由於順方向電流(IF)超過20mA左右，因此本發明之發光二極體(typeB)係相對於習知之發光二極體(typeA)，明確顯示出優勢性，若順方向電流(IF)為150mA，本發明之發光二極體(typeB)的VF係比習知之發光二極體(typeA)的VF為低7%左右，另外若順方向電流(IF)為300mA，本發明之發光二極體(typeB)的VF係比習知之發光二極體(typeA)的VF為低10%左右。
如以上所示，具備有本發明之電極配置構造的發光二極體(typeB)係相較於具備有習知之電極配置構造的發光二極體(typeA)，順方向電壓(VF)特性較為優異。
第10圖係顯示針對具備有第2圖所示之本發明之電極配置構造的發光二極體，歐姆接觸電極之中之相對於平面視配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極的比例(比率)的順方向電壓(VF)及發光輸出(Po)的關係的圖表。以表面電極及歐姆電極的構成、以及點狀歐姆接觸電極的數量未改變，而配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極的比率改變的方式改變歐姆接觸電極的配置構成。
此外，順方向電壓(VF)係順方向電流(IF)為300mA時的值，此外，發光輸出(Po)係以300mA時的值對20mA時的值的比來表示。
如第10圖所示，配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極的比率愈高，順方向電壓(VF)愈為降低，但是發光輸出(Po)亦愈低。但是，至配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極的比率為40%左右為止，發光輸出(Po)的降低較小。
為了一面確保沒有配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極時(第10圖的橫軸為0%時)的發光輸出(Po)的90%以上，一面獲得3%左右以上的順方向電壓(VF)的降低效果，配置在與線狀部相重疊的位置的歐姆接觸電極的比例必須為5%以上40%以下。
<透明介電質膜>
透明介電質膜8係以填充在構成歐姆接觸電極7的點狀導電性構件間的方式形成。
以透明介電質膜8的材料而言，係可使用例如ITO、SiO2、IZO、Si3N4、TiO2、TiN等。
以透明介電質膜8的厚度而言，係可形成為例如0.05~1.0μm。
第11圖係顯示由SiO2所構成之透明介電質膜的厚度、與反射率(縱軸右側)及照度(縱軸左側)的關係。橫軸為透明介電質膜的厚度，以相對於發光波長(使用620nm)的1/4n(n為透明介電質膜的折射率)的長度來表示。
反射率係藉由電腦模擬所計算出的結果，照度係順方向電流(IF)為20mA時的實驗結果，換算成620nm的波長。
電腦模擬係在SiO2的折射率為1.474、反射光的波長為630nm的條件下進行。
如第11圖所示，可知若透明介電質膜的厚度為λ/4n(nm)時，反射率高，若為3λ/4n(nm)及5λ/4n(nm)時，反射率為更高。
此外，針對照度，亦可知若為λ/4n(nm)時為高，若為3λ/4n(nm)及5λ/4n(nm)時為更高。如上所示，相較於透明介電質膜的厚度為λ/4n(nm)時為較厚，若為λ/4n(nm)及5λ/4n(nm)時，照度為較高。
因此，以透明介電質膜的厚度而言，較佳為比λ/4n(nm)厚，例如為3λ/4n(nm)或5λ/4n(nm)。
在本發明之電極配置構造中，配置在與表面電極的線狀部相重疊的位置(大致正下方)的歐姆接觸電極以5%以上40%以下存在，在線狀部的正下方配置元件表面側的歐姆電極。因此，在具備有本發明之電極配置構造的發光二極體中，處於以歐姆接觸電極與歐姆電極相對元件表面呈正交的方向(與透明介電質膜的厚度方向呈平行的方向(以下僅稱為「厚度方向」)排列的關係的比率比習知之電極配置構造為更高。因此，以透明介電質膜的厚度方向在歐姆接觸電極與歐姆電極之間流通的電流的比率比習知之電極配置構造為更高。若在歐姆接觸電極與歐姆電極之間流通的電流朝透明介電質膜的厚度方向流動時，電流係以最短距離在化合物半導體層流通。此係導致使順方向電壓(VF)降低，因此以朝透明介電質膜的厚度方向流通的電流的比率高為宜。
此外，在朝透明介電質膜的厚度方向排列的歐姆接觸電極與歐姆電極之間流通的電流的比率與習知之電極配置構造的發光二極體相比為較高，意指在朝透明介電質膜的厚度方向排列的歐姆接觸電極與歐姆電極之間所發出的光的比例變多。朝透明介電質膜的厚度方向排列的歐姆接觸電極與歐姆電極之間的發光光係若以透明介電質膜的厚度方向前進至金屬反射膜側時，會照射到歐姆接觸電極，被認為朝透明介電質膜的厚度方向前進的光的比例會變少。換言之，被認為以相對於透明介電質膜的厚度方向呈傾斜方向在透明介電質膜前進的光的比例會變多。在第11圖的透明介電質層(SiO2)層的厚 度與反射率的關係中，若為λ/4n(nm)，相對於SiO2膜厚的變化，反射率的變化的比例較大。另一方面，若為3λ/4n(nm)及5λ/4n(nm)，相對於SiO2膜厚的變化，反射率的變化的比例係較小。因此，相對於以相對於透明介電質膜的厚度方向呈斜向在透明介電質膜前進的光的比例變多的本案的構造，以透明介電質層的膜厚為3λ/4n(nm)及5λ/4n(nm)較為有利。如上所示，電極配置構造與透明介電質膜的厚度係達成相乘效果。實驗結果可知透明介電質膜的厚度比λ/4n(nm)更長，若為3λ/4n(nm)、5λ/4n(nm)，係使發光特性更為良好者。
<金屬反射膜>
金屬反射膜4係使來自發光層24的光在金屬反射膜4朝正面方向f反射，可使在正面方向f的光取出效率提升，藉此，可使發光二極體更高亮度化。
以金屬反射膜4的材料而言，可使用金、AgPdCu合金(APC)、銅、銀、鋁等金屬及該等之合金等。該等材料係光反射率高，可使光反射率為90%以上。
以金屬反射膜4的厚度而言，係可形成為例如0.1~1.0μm。
<擴散防止層>
擴散防止層3係可抑制金屬由基板側擴散而與金屬反射膜4起反應的情形。
以擴散防止層3的材料而言，係可使用鎳、鈦、白金、鉻、鉭、鎢、鉬等。
擴散防止層亦使用2種類以上的金屬的組合。例如第 1圖所示，以第1擴散防止層3a及第2擴散防止層3b而言，可分別藉由白金層、鈦層的組合等來使障壁的性能提升。
此外，未設置擴散防止層，亦可藉由在接合層添加該等材料來使接合層具有與擴散防止層相同的功能。
以擴散防止層3的厚度而言，係可形成為例如0.02~0.5μm。
<接合層>
接合層2係用以將包含發光層24的化合物半導體層20等的構造體接合在支持基板10的層。
以接合層2的材料而言，例如在化學安定方面，使用熔點低的Au、或Au系的共晶金屬等。以Au系的共晶金屬而言，係可列舉例如AuGe、AuSn、AuSi、AuIn等合金的共晶組成。以2種類以上的金屬的組合，例如第1圖所示，第1接合層2a與第2接合層2b而言，可分別使用AuGe層、Au層的組合。
以接合層2的厚度而言，可設為例如0.3~3.0μm。
<半導體基板>
以構成支持基板的半導體基板而言，係可使用例如Ge基板、Si基板、GaP基板、GaAs基板等。
<發光二極體燈>
發光二極體燈雖未圖示，其係指在安裝基板的表面構裝有1以上的發光二極體1者。更具體而言，在安裝基板的表面設有n電極端子、及p電極端子。此外，發光二極體的第1電極亦即n型歐姆電極與安裝基板的n電極端 子使用例如金線而相連接(引線接合)。另一方面，發光二極體的第2電極亦即p型歐姆電極與安裝基板的p電極端子例如使用金線而相連接。安裝基板的構裝有發光二極體的表面亦可藉由環氧樹脂等予以封裝。
<照明裝置>
照明裝置雖未圖示，其係指至少具備有：形成有配線或貫穿孔等的基板；被安裝在基板表面的複數個發光二極體燈；及具有凹字狀的剖面形狀，構成為在凹部內側的底部安裝發光二極體燈的反光鏡或色鏡(shade)的照明裝置。
[發光二極體之製造方法]
接著，說明本發明之一實施形態之發光二極體之製造方法。
<支持基板之製造工程>
支持包含接合層、金屬反射膜、及化合物半導體層的構造體的半導體基板係形成有適於與該構造體相接合之層等，而支持該構造體。在本說明書中係將形成有與半導體基板相關之層的基板稱為「支持基板」。
[1]使用Ge基板作為半導體基板之情形
如第12圖所示，在Ge基板(半導體基板)1的表面1A，形成例如依序積層有Pt層10a、Au層10b之以Au/Pt所構成之層，在Ge基板1的背面亦同樣地形成例如依序積層有Pt層10a、Au層10b之以Pt/Au所構成之層，而製作支持包含化合物半導體層20的構造體的支持基板10。
此外，以Au/Pt所構成之層並非侷限於該等材料，可 在未損及本發明之效果的範圍內進行選擇。
[2]使用Si基板作為半導體基板之情形
若使用Si基板(半導體基板)時亦與Ge基板同樣地，在Si基板的表面形成例如以Au/Pt所成之層，在Si基板的背面形成例如以Pt/Au所構成之層，而製作支持基板10。
此外，以Au/Pt所構成之層並非侷限於該等材料，可在未損及本發明之效果的範圍內進行選擇。
[3]使用GaP基板作為半導體基板之情形
若使用GaP基板(半導體基板)時亦與Ge基板同樣地，在GaP基板的表面形成例如以Au/Pt所構成之層，在GaP基板的背面形成例如以Pt/Au所構成之層，而製作支持基板10。
此外，以Au/Pt所構成之層並非侷限於該等材料，可在未損及本發明之效果的範圍內進行選擇。
[4]使用GaAs基板作為半導體基板的情形
若使用GaAs基板(半導體基板)時亦與Ge基板同樣地，在GaAs基板的表面形成例如以Au/Pt所構成之層，在GaAs基板的背面形成例如以Pt/Au所構成之層，而製作支持基板10。
此外，以Au/Pt所構成之層並非侷限於該等材料，可在未損及本發明之效果的範圍進行選擇。
<化合物半導體層的形成工程>
首先，如第13圖所示，在成長用基板21的一面21A上使複數磊晶層成長而形成包含化合物半導體層20的磊晶積層體30。
半導體基板21係磊晶積層體30形成用基板，例如一面21A形成為由(100)面傾斜15°的面之摻雜Si的n型GaAs單結晶基板。若使用AlGaInP層或AlGaAs層作為磊晶積層體30時，可使用砷化鎵(GaAs)單結晶基板作為形成磊晶積層體30的基板。
以化合物半導體層20的形成方法而言，係可使用有機金屬化學氣相成長(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：MOCVD)法、分子線磊晶(Molecular Beam Epitaxicy：MBE)法或液相磊晶(Liquid Phase Epitaxicy：LPE)法等。
在本實施形態中，係使用將三甲鋁((CH3)3Al)、三甲鎵((CH3)3Ga)及三甲銦((CH3)3In)使用在III族構成元素的原料的減壓MOCVD法來使各層磊晶成長。
此外，在Mg的摻雜原料使用雙(環戊二基)鎂((C5H5)2Mg)。此外，在Si的摻雜原料係使用二矽烷(Si2H6)。此外，以V族構成元素的原料而言，係使用三氫化磷(PH3)或三氫化砷(AsH3)。
此外，下部電流擴散層(GaP層)5係例如以750℃使其成長，其他磊晶成長層係例如以730℃使其成長。
具體而言，首先，在半導體基板21的一面21A上形成緩衝(buffer)層22a。以緩衝層22a而言，例如使用摻雜Si的n型GaAs，且將載體濃度設為2×1018cm-3，層厚設為0.5μm。
接著，在本實施形態中，係在緩衝層22a上形成蝕刻停止層22b。
蝕刻停止層22b係當將半導體基板進行蝕刻去除時，用以防止連包覆層及發光層都被蝕刻之層，例如由摻雜Si的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P所構成，將載體濃度設為1×1018cm-3，層厚設為0.5μm。
接著，在蝕刻停止層22b上形成接觸層22c。接觸層22c係例如由摻雜Si的n型GaAs所構成，且將載體濃度設為2×1018cm-3，層厚設為0.05μm。
接著，在接觸層22c上形成上部電流擴散層6。上部電流擴散層6係例如由摻雜Si的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P所構成，且將載體濃度設為3×1018cm-3，層厚設為5.0μm。
接著，在n型電流擴散層6上形成包覆層23a。以包覆層23a而言，係例如由摻雜Si的n型Al0.45Ga0.55As所構成，且將載體濃度設為2×1018cm-3，層厚設為0.5μm。
接著，在包覆層23a上形成發光層24。以發光層24而言，例如由作為井層之未摻雜的InGaAs層5層、作為障壁層之(Al0.15Ga0.85)As層4層的積層構造所構成，將其各自的層厚設為0.007μm。亦可在發光層24與包覆層23a之間具備有導引層。導引層係由例如(Al0.25Ga0.75)As所構成，將層厚設為0.05μm。
接著，在發光層24上形成包覆層23b。以包覆層23b而言，係可例如由摻雜Mg的n型Al0.45Ga0.55As所構成，將載體濃度設為4×1017cm-3，將層厚設為0.5μm。亦可在發光層24與包覆層23b之間具備有導引層。導引層係例如由(Al0.25Ga0.75)As所構成，且將層厚設為0.3μm。
接著，在包覆層23b上形成下部電流擴散層5。下部電流擴散層5係可使用例如由摻雜Mg的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P所構成，設為4×1017cm-3且設為層厚0.05μm之層；由摻雜Mg的Ga0.7In0.3P所構成，設為4×1017cm-3且將層厚設為0.02μm之層；及由摻雜Mg的GaP所構成，設為4×1017cm-3且將層厚設為3.5μm之層的積層構造者。
亦可在下部電流擴散層5上設置蓋罩層。以蓋罩層而言，例如可使用由未摻雜的GaAs所成構者。蓋罩層係以暫時保護下部電流擴散層5的表面的目的而設，在形成歐姆接觸電極之前去除。
<歐姆接觸電極的形成工程>
接著，如第14圖所示，在下部電流擴散層5上形成歐姆接觸電極7。
首先，在下部電流擴散層5全面形成透明介電質膜8。透明介電質膜8的形成係使用例如CVD法來形成SiO2膜8。
接著，使用光微影技術及蝕刻技術，在透明介電質膜8形成用以埋入構成歐姆接觸電極7的導電性構件的複數貫穿孔。該複數貫穿孔係形成為配置在平面視不會與在之後的工程所形成的表面電極12的墊部12a相重疊的位置，且在複數歐姆接觸電極7之中平面視5%以上40%以下的歐姆接觸電極配置在與線狀部相重疊的位置。
更具體而言，將具有與該等貫穿孔相對應的孔的光阻圖案形成在SiO2膜8上，使用氫氟酸系的蝕刻劑 來去除與貫穿孔相對應的部位的SiO2膜8，藉此在SiO2膜8形成複數個貫穿孔。
接著，例如使用蒸鍍法，在SiO2膜8的複數個貫穿孔形成作為歐姆接觸電極7的材料的AuBe合金。
<金屬反射膜的形成工程>
接著，如第15圖所示，在歐姆接觸電極7及SiO2膜8上形成金屬反射膜4。
具體而言，例如使用蒸鍍法，將由Au所構成之金屬反射膜4形成在歐姆接觸電極7及SiO2膜8上。
<擴散防止層的形成工程>
接著，如第15圖所示，在金屬反射膜4上形成擴散防止層3。如第14圖所示，擴散防止層3亦可藉由複數層(3a、3b)來形成。
具體而言，例如使用蒸鍍法，將由Pt層3a、Ti層3b所構成之擴散防止層3形成在金屬反射膜4上。
<接合層的形成工程>
接著，如第15圖所示，在擴散防止層3上形成接合層2。如第14圖所示，接合層2亦可藉由複數層(2a、2b)來形成。
具體而言，例如使用蒸鍍法，將由作為Au系共晶金屬的AuGe層2a、Au2b所構成之接合層2形成在擴散防止層3上。
<支持基板的接合工程>
接著，如第16圖所示，將形成有磊晶積層體30或金屬反射膜4等的構造體40、及在支持基板的製造工程中所 形成的支持基板10搬入至減壓裝置內，以該接合層2的接合面2A與支持基板10的接合面10A相對向而疊合的方式進行配置。
接著，在將減壓裝置內排氣至3×10-5Pa之後，在將疊合的構造體與支持基板10加熱至400℃的狀態下，施加500kg的負荷而將接合層2的接合面2A與支持基板10的接合面10A相接合而形成接合構造體50。
<半導體基板及緩衝層去除工程>
接著，如第17圖所示，由接合構造體50，將半導體基板21及緩衝層22a藉由氨系蝕刻劑而選擇性去除。
<蝕刻停止層去除工程>
接著，如第18圖所示，將蝕刻停止層22b藉由鹽酸系蝕刻劑選擇性去除。藉此，形成包含發光層24的化合物半導體層20。
<歐姆電極的形成工程>
接著，如第19圖所示，在化合物半導體層20之與歐姆接觸電極7為相反側的面形成歐姆電極11。
具體而言，例如使用蒸鍍法，在全面成膜厚度0.1μm的AuGeNi合金，接著，使用光微影技術及蝕刻技術，將由AuGeNi合金所構成之膜圖案化，而形成由如第2圖(b)所示之4條線狀部位11ba、11bb、11ca、11cb所構成的歐姆電極11。
使用上述歐姆電極形成工程的圖案化中所使用的遮罩，在接觸層22c之中，藉由例如氨水(NH4OH)/過氧化氫(H2O2)/純水(H20)混合液，以蝕刻去除歐姆電極 11之下以外的部分。藉此，歐姆電極11與接觸層22c的平面形狀係如第1圖所示，可實質上形成為相同的形狀。
歐姆電極11的各自的線狀部位係形成在平面視不會與在後述工程中所形成的表面電極12的墊部12a相重疊的位置，且為被覆蓋在表面電極12的線狀部12b的4條第2直線部12bba、12bbb、12bca、12bc的各個的位置。
<表面電極的形成工程>
接著，在化合物半導體層20之與歐姆接觸電極7為相反側的面，以覆蓋歐姆電極11的方式，形成由墊部12a及與該墊部相連結的線狀部12b所構成之表面電極12。
具體而言，例如使用蒸鍍法，依序全面成膜厚度0.3μm的Au層、厚度0.3μm的Ti層、厚度1μm的Au層，接著，使用光微影技術及蝕刻技術，將Au/Ti/Au膜圖案化，形成由如第2圖(a)所示之墊部12a、及包含與該墊部相連結的2條第1直線部12baa、12bab、4條第2直線部12bba、12bbb、12bca、12bcb的線狀部12b所構成之表面電極12。
第2直線部的各個係形成在覆蓋構成歐姆電極11的4條線狀部位的各個的位置。
<個片化工程>
接著，將晶圓上的發光二極體個片化。
在將切斷區域的半導體層去除後，將包含在以上工程中所形成的半導體基板的構造體，以刀切割器例如以350μm間隔切斷，而製作發光二極體100。
[產業上之可利用性]
藉由本發明之發光二極體，可提供一種在保持維持發光輸出的狀況下，達成低順方向電壓的發光二極體。
1‧‧‧半導體基板
2‧‧‧接合層
2a‧‧‧AuGe層
2b‧‧‧Au
3‧‧‧擴散防止層
3a‧‧‧第1擴散防止層
3b‧‧‧第2擴散防止層
4‧‧‧金屬反射膜
5‧‧‧下部電流擴散層
6‧‧‧上部電流擴散層
7‧‧‧歐姆接觸電極
8‧‧‧透明介電質膜
9‧‧‧反射構造部
10‧‧‧支持基板
10a‧‧‧Pt層
10b‧‧‧Au層
11‧‧‧歐姆電極
12‧‧‧表面電極
20‧‧‧化合物半導體層
22c‧‧‧接觸層
23a‧‧‧包覆層
23b‧‧‧包覆層
24‧‧‧發光層
100‧‧‧發光二極體

Claims (13)

  1. 一種發光二極體，其特徵為：在半導體基板上依序具備有：接合層；包含金屬反射膜的反射構造部；及包含發光層及夾著該發光層的第1包覆層及第2包覆層的化合物半導體層，在前述金屬反射膜與前述化合物半導體層之間設有複數個點狀的歐姆接觸電極，在前述化合物半導體層之前述半導體基板的相反側依序設有：歐姆電極；及由墊部及和該墊部相連結的複數個線狀部所構成的表面電極，前述歐姆電極的表面係藉由前述線狀部予以覆蓋，前述歐姆接觸電極及前述歐姆電極係平面視形成在不會與前述墊部相重疊的位置，在前述複數個歐姆接觸電極之中，平面視下5%以上40%以下的歐姆接觸電極配置在與前述線狀部相重疊的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述墊部係平面視下為圓形。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述線狀部係由以下所構成：在通過前述墊部的中心的直線上，夾著直徑而由周端朝該直線方向延伸存在的2條第1直線部、及以相對於該第1直線部呈正交的方向延伸存在的複數條第2直線部。
  4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述線狀部係由與圓形狀的前述墊部的周端相接而延伸存在的2條第2直線部所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述反射構 造部由透明介電質膜、及金屬膜所構成。
  6. 如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中前述透明介電質膜的厚度為發光二極體所發光的波長的透明介電質膜中的波長的3/4倍或5/4倍。
  7. 如申請專利範圍第5項之發光二極體，其中前述透明介電質膜為SiO2。
  8. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述墊部由複數個圓形狀墊所構成。
  9. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述半導體基板由Ge、Si、GaP、GaAs之任一者所構成。
  10. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述接合層包含Au層、AuGe層、AuSn層、AuSi層、AuIn層的任何組合。
  11. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中前述發光層由AlGaAs、InGaAs、GaInP、或AlGaInP之任一者所構成。
  12. 一種發光二極體燈，其特徵為具備有如申請專利範圍第1項之發光二極體。
  13. 一種照明裝置，其裝載有複數個如申請專利範圍第1項之發光二極體。
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