TW201519466A - 半導體發光裝置 - Google Patents

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Abstract

實施形態之半導體發光裝置包含：積層體，其包含發光層；第1及第2電極，其係設置於上述積層體上；絕緣層，其覆蓋上述積層體、上述第1及第2電極；第1再配線，其係電性連接於上述第1電極；第2再配線，其係電性連接於上述第2電極；及遮光部，其覆蓋上述積層體之側面。上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部於與上述絕緣層相接之面包含對於上述發光層之放射光之反射率大於等於80百分比之構件。

Description

半導體發光裝置 【相關申請案】
本申請案係基於且主張2014年9月19日申請之日本專利申請案第2013-194108號之優先權之利益，該案之全部內容係以引用之方式併入本文中。
本具體例大體上係關於一種半導體發光裝置。
使用LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等之半導體發光元件之照明裝置已被開發。例如，藉由將發出藍色光之氮化物半導體LED、與吸收藍色光而發出黃色系光之螢光體組合，可構成發出白色光之半導體發光裝置。於此種半導體發光裝置中，重要的是提高自發光層發出之光之提取效率。
本發明所欲解決之課題係提供一種提高自發光層發出之光之提取效率之半導體發光裝置。
本發明提供一種半導體發光裝置，其包含：積層體，其包含第1部分及第2部分：該第1部分包含：第1導電型之第1半導體層之一部分；第2導電型之第2半導體層；及 發光層，其係設置於上述第1半導體層之一部分與上述第2半導體層之間；且該第2部分係並設於上述第1部分，且包含上述第1半導體層之剩餘部分；第1電極，其係於上述第1部分中，設置於上述第2半導體層之與上述發光層相反側之面上；第2電極，其係於上述第2部分中，設置於上述第1半導體層之與上述發光層相接之側之面上；絕緣層，其覆蓋上述積層體之設置有上述第1電極及上述第2電極之側之表面、及與該表面相接之側面；第1再配線，其係於上述第1部分中設置於上述絕緣層上，且電性連接於上述第1電極；第2再配線，其係於上述第2部分中設置於上述絕緣層上，且電性連接於上述第2電極；及遮光部，其係於上述絕緣層上，包圍上述第1再配線與上述第2再配線，且覆蓋上述積層體之上述側面；且上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部於與上述絕緣層相接之面包含對於上述發光層之放射光之反射率大於等於80百分比之構件。
藉由上述構成，可提供一種提高自發光層發出之光之提取效率之半導體發光裝置。
10‧‧‧第1半導體層
15‧‧‧積層體
15a‧‧‧第1部分
15b‧‧‧第2部分
15f‧‧‧第1面
15g‧‧‧第2面
15s‧‧‧外緣側面
15t‧‧‧邊界側面
19‧‧‧槽
20‧‧‧第2半導體層
30‧‧‧發光層
40‧‧‧第1電極
41‧‧‧p側電極
42‧‧‧p側導電層
43‧‧‧第1再配線
45‧‧‧第1支柱
45e‧‧‧端部
47‧‧‧電鍍晶種層
49‧‧‧電鍍層
50‧‧‧第2電極
53‧‧‧第2再配線
55‧‧‧第2支柱
55e‧‧‧端部
57‧‧‧遮光部
70‧‧‧絕緣層
80‧‧‧密封部
90‧‧‧波長轉換層
91‧‧‧抗蝕劑掩膜
91a‧‧‧開口
91b‧‧‧開口
92‧‧‧抗蝕劑掩膜
100‧‧‧半導體發光裝置
A‧‧‧圖表
A-A‧‧‧剖面的線
B‧‧‧圖表
C‧‧‧圖表
D‧‧‧圖表
E‧‧‧圖表
LX‧‧‧長度
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
圖1(a)及圖1(b)係例示實施形態之半導體發光裝置之示意圖。
圖2(a)及圖2(b)係例示實施形態之半導體發光裝置之構成之示意圖。
圖3(a)係例示實施形態之半導體發光裝置之一部分之構成之示意 圖。圖3(b)係表示再配線之反射特性之圖表。
圖4係例示實施形態之半導體發光裝置之一部分之構成之圖表。
圖5係例示實施形態之變化例之半導體發光裝置之示意剖面圖。
圖6(a)~圖6(d)係例示實施形態之半導體發光裝置之製造過程之示意剖面圖。
圖7(a)~圖7(d)係表示緊接圖6(d)之製造過程之示意剖面圖。
圖8(a)~圖8(d)係表示緊接圖7(d)之製造過程之示意剖面圖。
圖9(a)~圖9(c)係表示緊接圖8(d)之製造過程之示意剖面圖。
圖10(a)及圖10(b)係例示實施形態之另一變化例之半導體發光裝置之示意剖面圖。
實施形態之半導體發光裝置包含：積層體，其包含發光層；第1及第2電極，其係設置於上述積層體上；絕緣層，其覆蓋上述積層體、上述第1及第2電極；第1再配線，其係電性連接於上述第1電極；第2再配線，其係電性連接於上述第2電極；及遮光部，其覆蓋上述積層體之側面。上述積層體包含：第1部分，其包含：第1導電型之第1半導體層之一部分、第2導電型之第2半導體層、及設置於上述第1半導體層之一部分與上述第2半導體層之間之上述發光層；及第2部分，其係並設於上述第1部分，且包含上述第1半導體層之剩餘部分。上述第1電極係於上述第1部分中，設置於上述第2半導體層之與上述發光層相反側之面上。上述第2電極係於上述第2部分中，設置於上述第1半導體層之與上述發光層相接之側之面上。上述絕緣層覆蓋上述積層體之設置有上述第1電極及上述第2電極之側之表面、及與該表面相接之側面。上述第1再配線係於上述第1部分中設置於上述絕緣層上，且電性連接於上述第1電極。上述第2再配線係於上述第2部分中設置於上述絕緣層上，且電性連接於上述第2電極。上述遮光部係於上述絕 緣層上，包圍上述第1再配線與上述第2再配線，且覆蓋上述積層體之上述側面。上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部於與上述絕緣層相接之面包含對於上述發光層之放射光之反射率大於等於80百分比之構件。
以下，參照圖式對實施形態進行說明。對圖式中之相同部分，標註相同編號並適當省略其詳細之說明，並針對不同之部分進行說明。另，圖式係示意性或概念性者，各部分之厚度與寬度之關係、部分間之大小之比例等不限定為必定與現實者相同。又，即便為表示相同部分之情形，亦有因圖式而表現彼此之尺寸或比例不同之情形。
圖1(a)及圖1(b)係例示實施形態之半導體發光裝置100之模式圖。圖1(a)係俯視圖，圖1(b)係沿著圖1(a)之A-A線之剖面圖。
如圖1(a)及圖1(b)所示，實施形態之半導體發光裝置100包含積層體15、第1電極40、第2電極50、第1再配線43、第2再配線53、遮光部57、第1支柱45、第2支柱55、及密封部80。
積層體15包含第1導電型之第1半導體層10、第2導電型之第2半導體層20、及發光層30。且，積層體15具有第1部分15a及第2部分15b。第1部分15a包含：第1半導體層10之一部分；第2半導體層20；及發光層30，其係設置於第1半導體層10之一部分及第2半導體層20之間。第2部分15b包含第1半導體層10之剩餘部分。
此處，第1導電型係例如n型，第2導電型係與第1導電型不同之p型。實施形態並不限於此，亦可將第1導電型設為p型，將第2導電型設為n型。
第1半導體層10、第2半導體層20及發光層30包含例如氮化物半導體。第1半導體層10包含例如n型包覆層。第2半導體層20包含例如p型包覆層。發光層30包含例如積層有組成不同之氮化物半導體之量子井。
積層體15具有例如第1面15f、及與第1面15f相反側之第2面15g。第1面15f係第1半導體層10之與發光層30相反側之面。第2面15g係第2半導體層20之與發光層30相反側之面。
此處，將自第1半導體層10朝向第2半導體層20之方向設為Z軸方向(第1方向)。將相對於Z軸垂直之1個軸設為X軸(第2軸)。將相對於Z軸與X軸垂直之軸設為Y軸(第3軸)。Z軸(第1軸)係相對於第1面15f垂直，相對於第2面15g垂直。
例如於基板上使第1半導體層10、發光層30及第2半導體層20依序結晶生長，而形成積層體15。且，將該積層體15之一部分自第2面15g之側去除至到達第1半導體層10。藉此，第1半導體層10之一部分(第2部分15b)露出。且，於第1部分15a留下發光層30及第2半導體層20。藉此，第2部分15b與第1部分15a於X-Y平面內並排配置。
第1電極40係設置於第2半導體層20之第2面15g之側。於該例中，第1電極40具有p側電極41與p側導電層42。p側導電層42係設置於第2面15g之側之第2半導體層20上。於p側電極41與第2半導體層20之間，設置有p側導電層42之一部分。
第2電極50係設置於積層體15之第2部分15b之第2面15g之側之面上。即，於上述露出之第1半導體層之一部分上設置有第2電極50。
但，實施形態並不限於此，亦可未於第1電極40上設置p側導電層42。於該情形時，p側電極41與第2半導體層20接觸。
第1再配線43與第1電極40電性連接。第2再配線53與第2電極50電性連接。遮光部57係設置於第1再配線43及第2再配線53之周圍，覆蓋積層體15之外緣側面15s。遮光部57係電性連接於第1再配線43及第2再配線53之任一者。又，遮光部57亦可與第1再配線43及第2再配線53隔離，不電性連接。第1再配線43、第2再配線53及遮光部57係藉由例如電場電鍍形成。
第1再配線43、第2再配線53及遮光部57包含未圖示之電鍍晶種層47(參照圖3(a))。第1再配線43、第2再配線53及遮光部57包含將自發光層30發出之光予以反射之構件。各再配線43、53及遮光部57於與設置於積層體15之間之絕緣層70相接之面上，包含例如於光波長400奈米(nm)至700nm之範圍具有大於等於80%之反射率之構件、例如鋁。
又，積層體15較佳為以使其外緣側面15s朝向第1面15f側之方式傾斜而形成。即，積層體15較理想為具有以第2面15g之側較第1面15f之側更窄之方式傾斜之錐狀之外緣側面15s。藉此，自發光層30放射之光中向外緣側面15s傳播之光係藉由覆蓋外緣側面15s之遮光部57而反射至第1面15f之方向。其結果，可提高發光裝置100之發光效率。又，亦可改善由沿著第1面15f於橫向發出之光引起之色斑。
第1支柱45係設置於第1再配線43上，兩者電性連接。第1支柱45係於Z軸方向延伸。第2支柱55係設置於第2再配線53上，兩者電性連接。第2支柱55係於Z軸方向延伸。
於圖1(a)及(b)中顯示於各再配線上分別設置1個支柱之例，但實施形態並非限於此。設置於第1再配線43上之第1支柱45之數量為任意。又，設置於第2再配線53上之第2支柱55之數量亦為任意。
密封部80係以使第1支柱45之端部45e及第2支柱55之端部55e露出地覆蓋第1再配線43、第1支柱45、第2再配線53、及第2支柱55。第1支柱45之端部45e與第1支柱45之第1電極40位於相反側。第2支柱55之端部55e與第2支柱55之第2電極50位於相反側。即，密封部80覆蓋第1支柱45之側面，覆蓋第2支柱55之側面。
密封部80相對於自發光層30放射之光之反射率小於等於第1再配線43、第2再配線53及遮光部57之反射率。換言之，第1再配線43、第2再配線53及遮光部57之反射率高於密封部80之反射率。藉此，可使 自發光層30放射之光中被密封材料吸收之量於第1再配線43、第2再配線及遮光部57中被反射，而提取至外部。即，可提高發光層30之放射光之提取效率。
半導體發光裝置100進而包含絕緣層70。絕緣層70覆蓋積層體15、及設置於其上之第1電極40、第2電極50。絕緣層70對於發光層30之放射光之反射率低於各再配線及遮光部57之反射率。絕緣層70具有絕緣性，包含例如矽氧化膜。
於圖1(a)、圖1(b)所示之例中，半導體發光裝置100之沿著X軸之長度LX係例如約600微米(μm)。又，沿著Y軸之長度係例如長度300μm。但，實施形態並非限於此，半導體發光裝置100之尺寸為任意。
如上述般，半導體發光裝置100於積層體15之第2面15g之側具備第1電極40及第2電極50，發光層30之放射光自第1面15f出射。
圖2(a)及圖2(b)係例示實施形態之半導體發光裝置100之構成之示意圖。於該等圖中，為了說明第1再配線43、第2再配線53及遮光部57之構成，而例示去除了第1支柱45、第2支柱55及密封部80之狀態之半導體發光裝置100。圖2(a)係俯視圖，圖2(b)係圖2(a)之B-B線剖面圖。
如圖2(a)及圖2(b)所表示，於該例中，第1再配線43及第2再配線53係設置於積層體15之第2面15g之側。遮光部57覆蓋積層體15之外緣側面15s之至少一部分。又，第2再配線53覆蓋第1電極40與第2電極50之間之邊界側面15t之至少一部分。
絕緣層70覆蓋外緣側面15s與積層體15之第2面15g之側。再者，絕緣層70覆蓋邊界側面15t之至少一部分。於該例中，絕緣層70覆蓋邊界側面15t之全部。藉此，可提高第1電極40與第2電極50之間之絕緣性，可提高例如可靠性。
第2再配線53係介隔絕緣層70以覆蓋第1電極40與第2電極50之間 之方式設置。且，第2再配線53將自第1電極40與第2電極50之間洩漏之光反射。又，遮光部57係以覆蓋外緣側面15s之至少一部分、與邊界側面15t之至少一部分之方式形成。藉此，可將自外緣側面15s及邊界側面15t洩漏之光反射而提取。藉此，可提高半導體發光裝置100之發光效率。
絕緣層70覆蓋第1電極40之一部分與第2電極50之一部分。具體而言，絕緣層70覆蓋第1電極40中除了與第1再配線43連接之部分以外之其他部分。絕緣層70覆蓋第2電極50中除了與第2再配線53連接之部分以外之其他部分。
且，第1再配線43係以覆蓋絕緣層70與第1電極40之接點部之方式形成。第2再配線53亦以覆蓋絕緣層70與第2電極50之接點部之方式形成。且，以將第1再配線43與第2再配線53之間電性絕緣之方式，於兩者之間設置空間。
於本實施形態之半導體發光裝置100中，發光層30之放射光之一部分係直接自第1面15f出射至外部。且，放射光之其他一部分係例如於第1電極40及第2電極50反射而改變行進方向，並自第1面15f出射。再者，朝向第1電極40與第2電極50之間之放射光係由第2再配線53反射，並自第1面15f出射至外部。又，朝向外緣側面15s之放射光係由遮光部57反射而改變行進方向並自第1面15f出射。
如此，於半導體發光裝置100中，發光層30之放射光係以自第1面15f出射之方式構成。即，可抑制自其他面之出射，提高光之提取效率，而獲得較高之光輸出。
例如，作為p側導電層42，係使用對於發光層30之放射光之反射率較高之材料、例如銀(Ag)。又，作為p側導電層42，亦可使用光透過性之材料、例如ITO。該情形時，發光層30之放射光通過p側導電層42，於第1再配線43、及第2再配線53之一部分反射，而朝向第1面 15f。藉此，可提高光提取效率。
再者，於半導體發光裝置100中，使積層體15所產生之熱，經由第1再配線43及第2再配線53、進而經由連接於其等之第1支柱45及第2支柱55，而效率較佳地散熱至外部。藉此，可抑制發光層30之溫度上升，而提高發光效率(內部量子效率)。
如圖1(a)及圖2(a)所例示，於積層體15之第2面15g上，第1再配線43及第2再配線53覆蓋包含發光層30之積層體15之第1部分15a之大部分。藉此，可使積層體15之熱效率較佳地散熱。
如圖1(b)所示，第1支柱45係介隔第1再配線43而設置於積層體15之第1部分15a上。又，第2支柱55係介隔第2再配線53而設置於積層體15之第1部分15a之一部分。藉此，積層體15所產生之熱係經由第1支柱45及第2支柱55之兩者而效率較佳地散熱。
如此，於實施形態之半導體發光裝置100中，可提高發光層30之放射光之提取效率、及內部量子效率。藉此，可實現發光效率較高之半導體發光裝置。
發光層30包含：複數個井層；及能障層，其係設置於相鄰之2個井層之間。即，複數個井層與複數個能障層具有於Z軸方向交替積層之多重量子井(MQW：Multi Quantum Well)構造。
井層之能帶隙小於能障層之能帶隙。且，於井層中，電洞及電子再結合而發出光。
井層包含例如組成式InxGa1-xN(0<x<1)所表示之氮化物半導體。能障層包含例如氮化鎵(GaN)。又，能障層亦可使用組成式InyGa1-yN(0<y<1)所表示之氮化物半導體，能障層之In組成比y小於井層之In組成比x。如此構成之發光層30放射出具有例如大於等於350nm且小於等於700nm之峰值波長之光。
另，於實施形態中，發光層30之構成並非限定於該例。例如， 發光層30亦可為單一量子井(SQW：Single Quantum Well)構造。該情形時，發光層30包含2個能障層、與設置於其間之井層。
圖3(a)係例示實施形態之半導體發光裝置之一部分之構成之剖面圖。圖3(a)表示再配線43(53)及支柱45(55)之構成。圖3(b)係表示再配線之反射特性之圖表。
如圖3(a)所示，於絕緣層70上，依序設置有晶種層47、電鍍層49、支柱45(55)。各再配線包含於電場電鍍中用以通電電流之晶種層47、與電鍍層49。
晶種層47可為單一之金屬層，亦可具有積層有複數金屬之積層構造。其中，於與絕緣層70相接之面，包含光波長400nm~700nm之範圍之反射率較高之材料、例如鋁(Al)或其合金、銀(Ag)或其合金、鉑(Pt)或其合金、鎳(Ni)或其合金等。
圖3(b)表示於玻璃板上依序積層Al(100nm)及鈦(Ti：200nm)，自玻璃板側照射光而測定之反射率(圖表A)、積層Ti/Al/Ti(5nm/100nm/200nm)之情形時之反射率(圖表B)、及形成Ti(200nm)之單層膜之情形時之反射率(圖表C)。橫軸係光波長，縱軸係反射率。
如圖表A所示，藉由包含與玻璃板相接之Al膜，可使可見光區域(光波長：450~750nm)之反射率成為大於等於80%。又，圖表B顯示即便形成於玻璃板上之積層膜包含Al膜，若與玻璃板相接之層為Ti膜則反射率亦降低。
圖4係例示實施形態之半導體發光裝置之一部分之構成之圖表。例如表示晶種層47所包含之Al膜之厚度與其反射率之關係。圖表D係對Al膜垂直入射光之情形時之反射率，圖表E係相對於立體角積分之反射率。如該圖所示，若Al膜之厚度大於等於30nm，則可獲得大於等於89%之反射率。
如此，晶種層47於與絕緣層70相接之面，較佳係使用光波長400 nm~750nm之範圍之反射率大於等於80%之鋁或其合金、或反射率較鋁高之銀或其合金。且，晶種層47較理想為包含具有例如大於等於30nm之厚度之Al膜。
第1再配線43及第2再配線53之厚度係設為例如大於等於1μm且小於等於100μm。各再配線之厚度可考慮散熱性、電性特性、及生產性而適當設定。
絕緣層70可包含矽氧化物及矽氮化物之至少任一者。絕緣層70可使用例如SiO2、SiN、磷矽酸鹽玻璃(PSG)、及硼磷矽酸鹽玻璃(BPSG)等之無機材料。絕緣層70係藉由例如CVD形成。絕緣層70之厚度係例如大於等於10nm且小於等於10000nm，較佳為400nm。對於絕緣層70之形成，除了CVD以外，亦可使用蒸鍍或濺鍍等。
再者，作為絕緣層70，亦可使用有機SOG(Spin on Glass：旋塗玻璃)或無機SOG等之玻璃材料。作為有機SOG膜，可使用例如甲基倍半矽氧烷膜。作為無機SOG膜，可使用氫化倍半矽氧烷膜。作為無機SOG膜，可使用例如塗佈矽烷醇之醇溶液並經熱處理之膜。
又，作為絕緣層70，亦可使用低介電常數層間絕緣膜(Low-k膜)等。再者，作為絕緣層70，亦可使用聚醯亞胺、聚苯并唑(PBO)、及矽氧系材料等之樹脂系材料。該情形時，絕緣層70之厚度係例如大於等於1000nm、小於等於20000nm。
絕緣層70之對於放射光之反射率低於第1再配線43及第2再配線53之反射率，絕緣層70可使用例如透光性之材料。
p側導電層42可使用任意之導電材料。p側導電層42係作為相對於第2半導體層20之接點電極而發揮功能。
作為p側導電層42，可使用包含例如Ni、Au、Ag、Al及Pd之至少任一者之膜。作為p側導電層42，可使用包含自Ni膜、Au膜、Ag膜、Al膜及Pd膜選擇之至少2個以上之積層膜。較佳為，作為p側導電層 42，使用Ag膜、Al膜及Pd膜之任一者、或包含Ag膜、Al膜及Pd膜之至少2個以上之積層膜之任一者。藉此，可獲得對於短波長之光(紫外光~藍色光)之高反射率。藉此，可獲得較高之光提取效率。
又，作為p側導電層42，可使用透光性之金屬氧化物。例如，作為p側導電層42，可使用ITO(Indium Tin Oxide：氧化銦錫)、SnO2、In2O3及ZnO之至少任一者。
對於p側導電層42之形成，可使用例如濺鍍及蒸鍍等。p側導電層42為單層之情形時，p側導電層42之厚度係例如0.2μm。
p側電極41及第2電極50可使用例如Ni膜與Au膜之積層膜。此時，Ni膜之厚度係例如約100nm，Au膜之厚度係例如約100nm。或，p側電極41及第2電極50可使用例如Ti膜、Ni膜及Au膜之積層膜。此時，Ti膜之厚度係例如50nm，Ni膜之厚度係例如約100nm，Au膜之厚度係例如約100nm。
p側電極41之材料、厚度及構成較佳係與第2電極50之材料、厚度及構成相同。p側電極41及第2電極50之形成可使用例如濺鍍及蒸鍍。
密封部80可使用例如環氧樹脂等之絕緣性之樹脂。密封部80可包含例如石英填料或氧化鋁填料等。藉由包含該等填料，可提高密封部80之熱傳導性，而提高散熱性。
又，密封部80亦可包含含有選自由例如ZnO、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgO、CaTiO2、BaSO4、ZnS及CaCO3所組成之群之至少任一者之填料。藉此，可提高密封部80之反射率，而進一步抑制光自積層體15之第1面15f以外之面洩漏。
又，亦可混合使用提高上述之熱傳導性之填料與提高反射率之填料。惟實施形態並非限於此，密封部80亦可使用任意之絕緣材料。又，亦可不包含填料。
圖5係例示實施形態之變化例之半導體發光裝置110之構成之示意剖面圖。實施形態之半導體發光裝置110進而包含波長轉換層90。其他構成要素及其組合與半導體發光裝置100相同。
波長轉換層90係設置於積層體15之第1面15f之至少一部分上。波長轉換層90吸收發光層30之放射光之一部分，且發出與該放射光之波長不同之波長之光。例如，波長轉換層90包含例如螢光體。波長轉換層90所包含之螢光體亦可包含發出彼此不同之波長光之複數種螢光體。又，波長轉換層90亦可為積層有分別包含不同種類螢光體之複數個螢光體層之構造。例如，自發光層30發出之光係紫外線、紫光或藍光，自螢光體發出之光係黃光或紅光。自波長轉換層90發出之光(轉換光)、與發光層30之放射光之合成光例如實質上為白色光。
於該例中，波長轉換層90覆蓋第1面15f之整體。實施形態並非限於此，第1面15f之一部分亦可不以波長轉換層90覆蓋。
以下，參照圖6~圖9，說明實施形態之半導體發光裝置之製造方法。圖6(a)~圖9(c)係表示半導體發光裝置110之製造過程之1例之示意剖面圖。於該例中，將複數個半導體發光裝置110一起形成於1個晶圓內。
圖6(a)係表示形成於基板5上之第1半導體層10、第2半導體層20及發光層30之剖面圖。例如，使用MOCVD(metal organic chemical vapor deposition：有機金屬氣相沉積)，於基板5上依序生長第1半導體層10、發光層30及第2半導體層20。基板5係例如矽基板。又，亦可使用藍寶石基板作為基板5。第1半導體層10、發光層30及第2半導體層20係例如氮化物半導體，包含氮化鎵(GaN)。
第1半導體層10係例如n型GaN層。又，第1半導體層10亦可具有包含設置於基板5上之緩衝層、與設置於緩衝層上之n型GaN層之積層構造。第2半導體層20包含例如設置於發光層30上之p型AlGaN層、與 設置於其上之p型GaN層。
圖6(b)表示選擇性去除第2半導體層20及發光層30，使第1半導體層10露出之狀態。例如，使用未圖示之蝕刻掩膜，選擇性蝕刻第2半導體層20及發光層30，而使第1半導體層10露出。對第2半導體層20及發光層30之蝕刻係使用例如RIE(Reactive Ion Etching：反應性離子蝕刻)法。
接著，如圖6(c)所示，選擇性去除第1半導體層10，於基板5上形成複數個積層體15。例如，將覆蓋第2半導體層20及發光層30之蝕刻掩膜(未圖示)設置於第1半導體層10上。接著，使用RIE法蝕刻第1半導體層10，形成到達至基板5之深度之槽19。槽19係使基板5進行蝕刻至較第1面15f更深地形成。槽19亦可於形成第1電極40及第2電極50之後形成。又，槽19之側壁即積層體15之外緣側面15s係設為例如以第2面15g之側變窄之方式傾斜之錐形狀。
又，如圖6(c)所示，積層體15之第1面15f係與基板5相接之面，第2面15g係第1半導體層10及第2半導體層20之表面。
接著，如圖6(d)所示，於積層體15之第2面15g形成第1電極40與第2電極50。第1電極40形成於第2半導體層20上。第2電極50形成於第1半導體層10上。第1電極40係以具有較第2電極50廣之面積之方式形成。
第1電極40及第2電極50係以例如濺鍍法、蒸鍍法等形成。第1電極40及第2電極50可先形成一者，亦可以相同材料同時形成。
接著，如圖7(a)所表示，於基板5上形成覆蓋積層體15之絕緣層70。再者，於絕緣層70，形成與設置於積層體15上之第1電極40連通之開口、及與第2電極50連通之開口。
接著，如圖7(b)所示，於絕緣層70上形成金屬膜(晶種層47)。晶種層47覆蓋於絕緣層70之開口露出之第1電極40及第2電極50。晶種層 47較佳為於與絕緣層70相接之面，包含例如對於發光層30之放射光之反射率大於等於80%之構件。
接著，如圖7(c)所表示，於晶種層47上形成抗蝕劑掩膜91。抗蝕劑掩膜91包含開口91a與開口91b。開口91a係設置於第1電極40上，開口91b係設置於第2電極50上。
接著，如圖7(d)所示，使用電場電鍍形成第1再配線43、第2再配線53、及覆蓋槽19之內表面之遮光部57。即，將晶種層47作為電流路徑，於抗蝕劑掩膜91之開口91a、91b及槽19之內部，例如電鍍銅(Cu)，而選擇性形成第1再配線43、第2再配線53及遮光部57。
第1再配線43係經由絕緣層70之開口而電性連接於第1電極40。第2再配線53係經由絕緣層70之開口而電性連接於第2電極50。
接著，如圖8(a)所示，形成具有開口92a與開口92b之抗蝕劑掩膜92。例如，使用溶劑或氧電漿去除抗蝕劑掩膜91之後，使用光微影技術新形成抗蝕劑掩膜91。又，亦可於抗蝕劑掩膜91上，重疊抗蝕劑掩膜92而形成。
接著，如圖8(a)所示，於開口92a及92b之內部分別形成第1支柱45及第2支柱55。第1支柱45及第2支柱55係使用例如電場電鍍形成。第1支柱45及第2支柱55係藉由例如銅電鍍形成。
接著，如圖8(b)所示，將抗蝕劑掩膜92使用例如溶劑或氧電漿去除。接著，如圖8(c)所示，將第1支柱45、第2支柱55、第1再配線43及第2再配線53作為掩膜，藉由濕式蝕刻去除晶種層47之露出之部分。藉此，將第1再配線43與第2再配線53之間之電性連接切斷。
接著，如圖8(d)所示，形成覆蓋絕緣層70上及第1支柱45、第2支柱55之密封部80。密封部80含有例如碳黑，將發光層30之放射光予以遮光。又，密封部80亦可含有例如氧化鈦等之反射發光層30之放射光之構件。
如圖9(a)所示，自積層體15去除基板5。另，於圖9(a)~圖9(c)中，將圖8(d)所示之剖面之上下反轉顯示。
基板5為矽基板之情形時，可藉由例如濕式蝕刻選擇性去除基板5。於基板5為藍寶石基板之情形時，藉由例如雷射剝蝕法去除基板5。
接著，於積層體15之第1面15f上形成微細之凹凸。例如以KOH(氫氧化鉀)水溶液或TMAH(氫氧化四甲基銨)等，將第1半導體層10濕式蝕刻。於該蝕刻中，產生依存於結晶面方位之蝕刻速度差異。因此，如圖9(a)所表示，可於第1面15f上形成凹凸。又，亦可於第1面15f上形成抗蝕劑掩膜，而選擇性蝕刻第1半導體層10之表面。如此，藉由於第1面15f上形成凹凸，可提高發光層30之放射光之提取效率。
接著，如圖9(b)所示，於第1面15f上形成波長轉換層90。波長轉換層90係例如分散有螢光體95之樹脂層。波長轉換層90係使用例如印刷、灌封、模塑、壓縮成形等方法而形成。
接著，於積層體15之第2面15g之側，研磨密封部80之表面，使第1支柱45及第2支柱55之各端部露出。第1支柱45之端部45e係作為例如p側外部端子發揮功能，第2支柱55之端部55e係作為例如n側外部端子發揮功能。
接著，如圖9(c)所示，於相鄰之積層體15之間，切斷波長轉換層90、絕緣層70及密封部80。藉此，將包含積層體15之半導體發光裝置100單片化。波長轉換層90、絕緣層70及密封部80之切斷係使用例如切割刀片進行。又，亦可藉由雷射照射切斷。
接著，參照圖10，說明實施形態之另一變化例之半導體發光裝置120。圖10(a)及圖10(b)係例示實施形態之半導體發光裝置120之構成之示意圖。於該等圖中，為了說明第1再配線43、第2再配線53及遮光部57之構成，例示已去除第1支柱45、第2支柱55及密封部80之狀態 之半導體發光裝置120。圖10(a)係俯視圖，圖10(b)係圖10(a)之C-C線剖面圖。
於該例中，第2電極50係設置於積層體15之中央。即，於積層體15之X方向之中央部設置第2部分15b，於其兩側設置第1部分15a。
絕緣層70覆蓋外緣側面15s與積層體15之第2面15g之側。再者，絕緣層70覆蓋第1部分15a與第2部分15b之間之邊界側面15t之至少一部分。於該例中，絕緣層70覆蓋邊界側面15t之全部。
第1再配線43及第2再配線53係設置於積層體15之第2面15g之側。第1再配線43係以覆蓋2個分別於第1部分15a之第2面側之第1電極40之方式設置。第2再配線53係設置於第2部分15b之第2面側，越過邊界側面15t向第1部分15a之側延伸。
遮光部57覆蓋積層體15之外緣側面15s之至少一部分。又，第2再配線53覆蓋第1電極40與第2電極50之間之邊界側面15t之至少一部分。
第2再配線53係以覆蓋2個第1電極40與設置於其間之第2電極50之間隙之方式設置。且，第2再配線53將自第1電極40與第2電極50之間洩漏之光反射。又，遮光部57係以覆蓋外緣側面15s之至少一部分之方式形成。藉此，可將自外緣側面15s及邊界側面15t洩漏之光反射而提取。藉此，可提高半導體發光裝置120之發光效率。
此處提及之“氮化物半導體”包含BxInyAlzGa1-x-y-zN(0x1，0y1，0z1，0x+y+z1)之III-V族化合物半導體，且亦包含含有除了N(氮)以外之V族元素例如磷(P)與砷(As)之混合結晶。此外，“氮化物半導體”亦包含進而包含為了控制各種材料特性例如導電型而添加之各種元素者、與進而包含各種非預期之元素者。
雖然已描述特定具體例，但是此等具體例僅係係舉例提出，且並非意欲限制本發明之範疇。實際上，本文中描述的新穎具體例可以 各種其他形式實現；此外，在不脫離本發明之精神下，可在本文中描述之具體例的形式上作出各種省略、替代及改變。隨附申請專利範圍及其之等效物意欲涵蓋此等形式或修改，且將落在本發明之範疇及精神內。
10‧‧‧第1半導體層
15‧‧‧積層體
15a‧‧‧第1部分
15b‧‧‧第2部分
15f‧‧‧第1面
15g‧‧‧第2面
15s‧‧‧外緣側面
15t‧‧‧邊界側面
20‧‧‧第2半導體層
30‧‧‧發光層
40‧‧‧第1電極
41‧‧‧p側電極
42‧‧‧p側導電層
43‧‧‧第1再配線
45‧‧‧第1支柱
45e‧‧‧端部
50‧‧‧第2電極
53‧‧‧第2再配線
55‧‧‧第2支柱
55e‧‧‧端部
57‧‧‧遮光部
70‧‧‧絕緣層
80‧‧‧密封部
100‧‧‧半導體發光裝置
A-A‧‧‧剖面的線
LX‧‧‧長度
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向

Claims (20)

  1. 一種半導體發光裝置，其包含：積層體，其包含第一部分及第2部分：該第1部分包含：第1導電型之第1半導體層之一部分；第2導電型之第2半導體層；及發光層，其係設置於上述第1半導體層之一部分與上述第2半導體層之間；及第2部分，其係並設於上述第1部分，且包含上述第1半導體層之剩餘部分；第1電極，其係於上述第1部分中，設置於上述第2半導體層之與上述發光層相反側之面上；第2電極，其係於上述第2部分中，設置於上述第1半導體層之與上述發光層相接之側之面上；絕緣層，其覆蓋上述積層體之設置有上述第1電極及上述第2電極之側之表面、及與該表面相接之側面；第1再配線，其係於上述第1部分中設置於上述絕緣層上，且電性連接於上述第1電極；第2再配線，其係於上述第2部分中設置於上述絕緣層上，且電性連接於上述第2電極；及遮光部，其係於上述絕緣層上，包圍上述第1再配線與上述第2再配線，且覆蓋上述積層體之上述側面；且上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部於與上述絕緣層相接之面包含對於上述發光層之放射光之反射率大於等於80百分比之構件。
  2. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第2再配線係自上述第2部分向上述第1部分延伸，且覆蓋上述發光層及上述第2半導體層之側面。
  3. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第1再配線、上述第2再配線及上述遮光部包含：第1金屬層，其與上述絕緣層相接且包含鋁；及第2金屬層，其係設置於上述第1金屬層上。
  4. 如請求項3之半導體發光裝置，其中上述第1金屬層具有大於等於30nm之厚度。
  5. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述遮光部與上述第1再配線及上述第2再配線之任一者電性連接。
  6. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述遮光部與上述第1再配線及上述第2再配線之任一者均未電性連接。
  7. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述積層體之側面係以上述第1半導體層之上述發光層側之面積較其相反側更窄之方式傾斜。
  8. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第1電極包含含有Ni、Au、Ag、Al及Pd之至少任一者之膜。
  9. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第1電極包含Ag膜、Al膜及Pd膜之至少2者以上。
  10. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第1電極包含透過上述發光層之放射光之金屬氧化物。
  11. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第1電極包含ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)、SnO2、In2O3及ZnO之任一者。
  12. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述發光層放射具有大於等於350奈米、小於等於700奈米之峰值波長之光。
  13. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第1再配線、上述第2再 配線及上述遮光部包含：第1金屬層，其與上述絕緣層相接且包含銀；及第2金屬層，其係設置於上述第1金屬層上。
  14. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第1再配線及第2再配線之厚度大於等於1微米，小於等於100微米。
  15. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述絕緣層包含無機材料。
  16. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述絕緣層包含矽氧化物及矽氮化物之至少任一者。
  17. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述第2再配線覆蓋上述第1電極與上述第2電極之間之空間。
  18. 如請求項1之半導體發光裝置，其進而包含：第1支柱，其係設置於上述第1再配線上，且於自上述第1半導體層朝向上述第2半導體層之第1方向延伸；第2支柱，其係設置於上述第2再配線上，且於上述第1方向延伸；及密封部，其係使上述第1支柱之端部及上述第2支柱之端部露出地覆蓋上述積層體及上述第1支柱、上述第2支柱；且上述第1再配線包含上述第1電極與上述第1支柱之間之部分；上述第2再配線包含上述第2電極與上述第2支柱之間之部分。
  19. 如請求項1之半導體發光裝置，其中上述密封部包含填料；且上述填料包含選自由ZnO、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgO、CaTiO2、BaSO4、ZnS及CaCO3所組成之群之至少任一者。
  20. 如請求項1之半導體發光裝置，其進而包含波長轉換層，該波長轉換層係設置於上述積層體之與上述第1電極及上述第2電極相反側之面上。
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