TWI274429B - Semiconductor light-emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

1274429 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於顯示器或燈等所使用之半導體發光元件 及其製造方法。 【先前技術】 半導體發光元件之具有發光功能的半導體區域，一般 _ 係具有：稱爲η型包覆層之η型半導體層；及活性層、及 一般稱爲ρ型包覆層之ρ型半導體層。在一般的半導體發 光元件中’具有發光功能的半導體區域之成對的主面內之 一側係成爲光取出面。可是，但是，光由活性層不單被放 射於具有發光功能之半導體區域的一方主面側，也被放射 於另外的主面側。因此，爲了提高半導體發光元件的光之 取出效率，很重要的是，使由活性層被放射於另一方主面 側之光反射於一方主面側。 φ 爲了實現前述光之反射，知道有於支撐具有發光功能 的半導體區域之基板的底面設置光反射層。但是，於此基 板的底面設置光反射層之半導體發光元件，存在有基板之 光吸收的關係，光取出效率要大幅提升有困難之問題、及 、具有發光功能之半導體區域與基板之間的電氣阻抗比較高 _ 的問題。在具有後者之問題的半導體發光元件中，於將基 板當成半導體發光元件的電流通路使用，而於基板設置有 例如陰極電極時’陽極電極與陰極電極之間的順時鐘方向 電壓變大。 -4- (2) (2)1274429 爲了解決前述課題，於日本之特開2002-2 1 7450號公 報（以下，稱爲專利文獻1 )中揭示有：於具有發光功能 之主半導體區域和基板之間設置光反射層。即在前述專利 文獻1中，揭示有：於具有發光功能之主半導體區域的下 面側分散地形成AiiGeGa合金層，以A1 (鋁）等之金屬 反射膜來覆蓋AuGeGa合金層及未被此所覆蓋而具有發光 功能之半導體區域的下面之兩方，進而，於此金屬反射膜 例如貼合由具有導電性之矽所形成的導電性支撐基板。 AuGeGa合金層例如矽對於AlGalnP等之3 - 5族化合物半 導體，可比較良好地進行歐姆接觸。因此，如依據此構 造，可使陽極電極與陰極電極之間的順時鐘方向電壓降 低。 另外，使由具有發光功能之半導體區域被放射於導電 性支撐基板側之光藉由金屬反射膜予以反射，可以獲得高 的發光效率。 但是，在前述專利文獻1所記載之發光元件中，形成 有AuGeGa合金層之部份，雖可獲得比較好的低阻抗性接 觸，但是，光反射率低。另一方面，金屬反射膜雖具有良 好的反射率，但是，無法獲得良好的電性接觸。因此，難 於同時獲得低順時鐘方向電壓與高的發光效率。 進而，在前述專利文獻1所記載之發光元件中，於經 過製造製程中的種種熱處理步驟之過程中，金屬反射膜及 AuGeGa合金層與和其鄰接之主半導體區域之間會產生反 應，也有其界面之反射率降低的情形。因此，無法如期望 -5 - (3) 1274429 般地，良率高地生產發光效率高的半導體發光元件。 [專利文獻1 ]日本專利特開2 〇 〇 2 - 2 1 7 4 5 0號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 因此，本發明之課題在於：可以容易地獲得發光效率 高之半導體發光元件。因此，本發明之目的在於提供：發 光效率高的半導體發光元件。 [解決課題之手段] 爲了解決前述課題之本發明，係一種半導體發光元 件，其特徵爲具備有：半導體區域，該包含發光所需之多 數半導體層，並且具有一方主面和用以取出光之另一方主 面；導電性光反射層，該接觸於前述半導體區域之一方主 面；支撐基板，用以使前述光反射層介於中間而支撐前述 半導體區域；和電極，該被連接於前述半導體區域之另一 方主面，其特徵爲：前述光反射層，係由：Ag (銀）； 及從 Cu(銅）、Au(金）、Pd(銷）、Nd(銳）、Si(矽）、Ir(銥）、 Ni(鎳）、W(鎢）、Zn(鋅）、Ga(鎵）、Ti(鈦）、Mg(鎂）、 Y (釔）、1 n (銦）、及s n (錫）所選擇之至少其中一種的添加 元素的合金所形成，前述添加元素對於前述A g之比例， 係〇 · 5〜1 〇重量％。 前述支撐基板係機械性地支撐前述半導體區域之基 板，由導電性材料或絕緣性材料所形成。前述導電性材料 -6 - (4) (4)1274429 係可使用Cn(銅）、Ag(銀）、A1(鋁）、Ni(鎳）、Pt(白金）等 之金屬，或含有導電型決定不純物之 Si(矽）、GaAs(砷化 鎵）等之半導體。前述絕緣性材料可以使用：石英玻璃、 蘇打玻璃、藍寶石等。 前述半導體區域係至少意指具有含η型半導體層與p 型半導體層之發光功能的主半導體區域，以更具有活性層 爲佳。 並且，前述光反射層，以具有50〜1 500nm之厚度爲 佳。 另外，前述電極，係不透光電極或具有不透光部.份之 電極，前述不透光電極或前述不透光部份，係被配置於前 述半導體區域的另一方主面之一部份之上，前述不透光電 極或前述不透光部份與前述支撐基板之間，係配置有電流 區塊層較好。 另外，以更具有被配置於前述半導體區域與前述光反 射層之間的波長轉換層爲佳。 另外，依據本發明之半導體發光元件，以藉由：準備 使半導體成長之成長用基板之步驟；及藉由氣相成長方法 而於前述成長用基板的一方主面上形成包含發光所需的複 數個半導體層之半導體區域的步驟；及於前述半導體區域 的一方主面，形成由Ag (銀）；及從Cu(銅）、Au(金）、 P d ( )、N d (銳）、S i ( 5夕）、I r (銥）、N i (鎳）、W (鎢）、

Zn(鋅）、Ga(鎵）、Ti(鈦）、Mg(鎂）、Y(釔）、In(銦）、及 S η(錫）所選擇之至少其中一種的添加元素的合金所形成’ (5) 1274429 且前述添加元素對於前述Ag之比例，係0.5〜10重量％ 之導電性光反射層的步驟；準備支撐基板，使前述光反射 層介於中間而在該支撐基板的一方主面上貼合前述半導體 區域之步驟；在前述貼合步驟前或後，去除前述成長用基 板之步驟；及於前述半導體區域的另一方主面形成電極之 步驟爲佳。 [發明效果] 如依據本發明，可以提供：與專利文獻1所示之以往 的由 A1所形成之光反射層相比，反射率大，且與半導體 區域之間的電氣阻抗小之光反射層。 ， 即是，若特定以本發明中所限定之添加元素之比率 (0.5〜10重量％)添加至Ag(銀）時，則可以維持光反射層之 高反射率，防止光反射層之氧化、硫化，並可以取得反射 率與歐姆接觸性雙方優良之光反射層。 【實施方式】 接著，參考第1圖〜第1 1圖來說明關於本發明之實 施形態的半導體發光元件。 [實施例1] 依據第1圖所示之本發明的實施例1之半導體發光元 件的發光二極體，係由：具導電性之支撐基板1、及光反 射層2、及具有發光功能之半導體區域3、及第1電極 -8- (6) 1274429 4、及第2電極5所形成。半導體區域3係構成雙異質接 合構造的發光二極體，一般係具有：稱爲η型包覆層之n 型半導體層6、及活性層7、及一般稱爲ρ型包覆層之ρ 型半導體層8、及ρ型補助半導體層9。此半導體區域3 之各層6-9係形成爲可使由活性層7所放射之光透過。半 導體區域3的詳細，之後敘述。 支撐基板1係由具有：一方主面10及另一方主面11 之導電性矽半導體所形成，具有5X1018cm_3〜5X1019cm·3 ® 之η型不純物濃度，而且，具有0.0001〜0.01Ω· cm之 阻抗率，作用爲第1及第2電極4、5間的電流通路。此 支撐基板1係具有可機械性支撐光反射層2、半導體區域 3、及第1及第2電極4、5之厚度，以300〜1000//m爲 佳。另外，基板1的不純物也可設爲ρ型不純物。 配置於支撐基板1的一方主面10與半導體區域3的 一方主面1 2之間的光反射層2，係對於在半導體區域3 φ 所產生之例如400nm〜600nm的波長之光線，具有90%以 上的反射率，且與支撐基板1的一方主面1〇及半導體區 域3的一方主面12之兩方爲歐姆接觸。此光反射層2係 對於支撐基板1及半導體區域3，有良好之歐姆接觸，且 • 具有良好之光反射性，不需要如前述專利文獻1所示般， I 要分散設置，實質上與支撐基板1的一方主面10及半導 體區域3的一方主面12整體接觸。以將光反射層2形成 於半導體區域3的一方主面12之全體爲佳。但是，也可 將光反射層2形成於半導體區域3的一方主面12之 -9 - (7) 1274429 5 Ο %〜1 Ο Ο %，更好爲9 Ο %〜1 Ο 〇 %之範圍。 光反射層2爲了滿足光反射性及歐姆性之兩方’以 Ag(銀）或Ag合金形成。 前述Ag合金，以設由Ag : 90〜99.5重量％、添加 元素：0.5〜10重量％所形成之Ag爲主成分的合金爲佳。 前述添加元素係也被稱爲合金兀素者，以由： Cxx(銅）、An(金）、Pd(鈀）、Nd(銨）、Si(矽）、Ir(銥）、 Ni(鎳）、W(鎢）、Zn(鋅）、Ga(鎵）、Ti (鈦）、Mg(鎂）、 Y(釔）、In(銦）、及Sn(錫）所選擇之一種或複數種所形成 爲佳。 添加元素係具有：抑制由Ag或Ag合金所形成的光 反射層2之氧化的功能、抑制光反射層2的硫化之功能、 及抑制光反射層2與半導體區域3之間的合金化的功能中 的至少其中一種。爲了抑制光反射層2的氧化，以Cu、 Ag特別有利。爲了抑制光反射層2之硫化，以Zn、Sn特 別有利。假如，產生由Ag或Ag合金所形成的光反射層2 的氧化或硫化時，光反射層2與半導體區域3及基板1之 間的歐姆接觸變差，而且，反射率降低。另外，光反射層 2與半導體區域3之間如產生厚的合金化區域，光反射層 2的反射率降低。第1圖之光反射層2係如之後可明白 般，被使用於對支撐基板1之半導體區域3的貼合。假 如，由Ag或Ag合金所形成的光反射層2產生氧化或硫 化，則無法達成使光反射層2介於中間之支撐基板1與半 導體區域3的良好貼合。 -10- (8) (8)1274429 在以Ag合金來構成光反射層2時，隨著對於Ag之 添加元素的比例增加’ A g或A g合金的氧化或硫化的抑制 效果增加，另一方面，光反射率降低。爲了獲得比前述專 利文獻1之A1反射層更高的反射率及歐姆性’以對於Α§ 之添加元素的比例設爲0 · 5〜1 0重量％爲佳。添加元素的 比例如少於0 ·5重量％ ’難於獲得所期望的氧化或硫化的 抑制效果，如大於1 〇重量％時’難於獲得所期望的反射 率。添加元素之更好的比例爲1 · 5〜5重量％。 光反射層2爲了阻止此處之光的透過，以具有5 0 nm 以上的厚度爲佳。另外，爲了良好地獲得對於支撐基板1 之半導體區域3的貼合功能，以光反射層2的厚度設爲 80nm以上爲佳。但是，光反射層 2的厚度如超過 1500nm，則構成光反射層2之Ag層或Ag合金層會產生 龜裂。因此，光反射層2的合適厚度爲50〜1500nm，更 合適之厚度爲80〜l〇〇〇nm。 構成雙異質接合構造的發光二極體之光反射層2的η 型半導體層6，例如於以化學式 AlxInyGan-yN，此處，X 及y係滿足0 S χ<1、0 S y<l之數値，所示之氮化物半導 體摻雜η型不純物者爲佳，以n型gaN更佳。 n型半導體層6之上的活性層7，例如以化學式 AlxInyGai-x-yN，此處，X 及 y 係滿足 〇Sx<l、〇$y<l 之 數値’所示之非摻雜不純物的氮化物半導體爲佳，以 InGaN更佳。另外，在第1圖中，活性層7雖以一個層而 1旣略地袠示，但是，實際上係具有周知的多重量子井構 -11 - (9) 1274429 造。當然，也可以一個層來構成活性層7。另外，也可以 省去活性層7而將η型半導體層6直接與p型半導體層8 接觸而構成。另外，在此實施例中，雖於活性層7沒有摻 雜導電型決定不純物，但是，也可摻雜ρ型或η型不純 物。 配置於活性層7上之ρ型半導體層8，例如於以化學 式 AlxIriyGa^x-yN，此處，X 及 y 係滿足 〇gx<l、OSy<l I 之數値，所示之氮化物半導體摻雜P型不純物者爲佳，以 ρ型GaN更佳。 配置於ρ型半導體層8上之ρ型補助半導體層9係具 有電流擴散功能及歐姆接觸功能，例如，由於與P型半導 體層8相同的氮化物半導體材料摻雜比ρ型半導體層8更 高濃度之P型不純物的GaN所形成。 但是，也可將此P型補助半導體層9形成爲由複數之 第1及第2層之積層體所形成的多層構造。此多層構造情 φ 形的第1層，係以於化學式 AUMyGamN，此處，前 述Μ係由In (銦）與B (硼）所選擇之至少其中一種元素，前 述 X 及 y 係滿足 0<xSl、〇Sy<l、x + ySl、a<x 之數 値，所示之材料摻雜有p型不純物之p型氮化物半導體爲 * 佳，前述第2層，係以於化學式 AUMbGa^-bN，此處， . 前述Μ係由In(銦）與B (硼）所選擇之至少其中一種元素， 前述a及b係滿足〇$a<l、OSb<l、a + b$l、a<x之數 値，所示之材料摻雜有ρ型不純物之ρ型氮化物半導體爲 佳。 -12- 1274429 do) 另外，第1層係具有〇·5〜10nm之厚度，前述多層構 造阻障區域的前述第2層，以具有1〜lOOnm之厚度爲 佳° 另外，也可以省卻補助半導體層9而使第1電極4直 接連接於P型半導體層8。 作爲陽極電極之第1電極4係被配置於p型補助半導 體層9的主面，即半導體區域3的另一方主面13的中央 一部份之上，而電性連接於此。此第1電極4係具有作爲 銲接未圖示出之銲線等之連接構件用的銲墊部份的功能， 形成於不透光性。作爲陰極電極之第2電極5係被配置於 支撐基板1的另一方主面1 1，即下面的全體，電性連接 於此。 另外，於P型補助半導體層9的表面配置周知的透光 性電極，於此之上可以配置第1電極4。 如在第1及第2電極4、5間施加順向電壓，則光由 活性層7被放射於一方主面1 2及另一方主面1 3之兩方 向。由活性層7被放射於另一方主面1 3側之光，係由另 一方主面13之未被第1電極4所覆蓋的部份被取出外 部。由活性層7被放射於一方主面1 2側之光，係以光反 射層2而被反射於另一方主面1 3側而被取出外部。 在製造第1圖之半導體發光元件時，首先，準備第2 圖所示之成長用基板20。成長用基板20只要是可於其上 使半導體區域3氣相成長者，可爲任何基板，例如可由 GaAs等之3-5族半導體、或矽、或藍寶石等所選擇。在 -13- (11) 1274429 此實施例中，爲了低成本化，以矽形成成長用基板20。 接著，在成長用基板20之上以周知的氣相成長法而 依序形成第1圖所示之P型補助半導體層9與p型半導體 層8與活性層7與η型半導體層6，而獲得具有發光功能 之半導體區域3。在此氣相成長時，ρ型補助半導體層9 是作用爲Ρ型半導體層8、活性層7、η型半導體層6之 阻障層。 φ 接著，如第3圖所示般，以周知的濺鍍法而於半導體 區域3的一方主面12上形成由Ag或Ag合金所形成的第 1貼合層2a。當然，也可以濺鍍法以外的別的蒸鍍方法等 來形成第1貼合層2a。此第1貼合層2a的厚度，以第1 圖所示之完成後的光反射層2的約一半之厚度爲佳。 接著，如第4圖所示般，準備由與第1圖相同構造之 具有導電性的矽所形成的支撐基板1，藉由周知之濺鍍法 而於此之一方主面10上形成由Ag或Ag合金所形成的第 ^ 2貼合層2b。 接著，如第5圖所示般，對支撐基板1上的第2貼合 層2b，疊合第3圖所示之半導體區域3的一方主面12上 之第1貼合層2 a，而且，使相互加壓接觸，例如，施以 - 2 1 0〜4 0 〇 °C之熱處理，使A g或A g合金材料相互擴散， ， 使第1及第2貼合層2a、2b成爲一體，而獲得光反射層 2。此種接合一般也稱爲擴散接合或熱壓接。第1及第2 貼合層2 a、2 b爲A g之情形，以飩刻其表面並去除氧化或 硫化膜後進行貼合爲佳。光反射層2如已經說明般，可與 -14- (12) (12)

1274429 支撐基板1及半導體區域3良好地歐姆接觸，而且 比較大的反射率。 接著，以切削或蝕刻去除成長用基板20，獲 圖所示之半導體基板。另外，也可以在第3圖之貼 前之狀態，去除成長用基板20，只將半導體區域 第1及第2貼合層2a、2b而貼合於支撐基板1。 接著，形成第1圖所示之第1及第2電極4 完成半導體發光元件。另外，在量產半導體發光元 將第6圖所示之半導體基體形成爲具有比較寬之表 形成複數之半導體發光元件用的複數之第1電極 後，分割半導體基體而獲得複數之個別的半導體 件。 本實施例爲具有如下效果。 (1) 第7圖之特性線A、B ' C、D、E矽表示 金、Ag、Al、A1合金、及NiAu與A1之積層體形 射層2時之反射率。由此第7圖可以明白，以特 所示之Ag合金的反射率及以特性線B所示之Ag 率，在波長400〜600nm中，爲90%以上，比以柱 性線C所示之A1的反射率、以特性線D所示之 的反射率、以特性線E所示之NiAu與A1的積層 射率大。因此，可以提高半導體發光元件的光取出 (2) 相對於在前述專利文獻1中，於光反射層 射層2之間分散配置有接觸用合金層，在本實施例 反射層2爲良好地與由半導體區域3及矽所形成白々 ，具有 得第6 合步驟 3介由 、5，而 件時， 面積， 4，之 發光元 I Ag合 :成光反 性線A 的反射 :之以特 A1合金 「體之反 效率。 與光反 1中，光 丨支撐基 -15- (13) 1274429 板1歐姆接觸，且與半導體區域3的一方主面12實質地 全體接觸。因此’本實施例之半導體發光元件具有比前述 專利文獻1大的光反射量，而且，具有比前述專利文獻1 小的第1及第2電極4、5間的順向電壓。 (3)在前述專利文獻1中，雖被要求設置歐姆接觸 合金層與反射層之兩方，但是，在本實施例中，只設置光 反射層2，便可獲得反射層與歐姆接觸之兩方，製造步驟 可以簡化。 • (4)在以Ag合金來形成光反射層2時，不單Ag的氧 化、硫化被抑制，也可防止Ag之凝集，可以容易地形成 反射特性良好之光反射層2。 [實施例2] 接著，參考第8圖說明實施例2之半導體發光元件。 但是，在第8圖及後述的第9圖〜第11圖中，對於與第 1圖〜第6圖實質上相同的部份，賦予相同的符號，省略 其說明。 第8圖之半導體發光元件，在使第1圖之支撐基板1 的形狀及第2電極5的位置與光反射層2之圖案改變，且 新設置有電流區塊層21外，形成爲與第1圖相同。第8 圖之具有導電性的支撐基板1的一方主面1 0，爲具有比 半導體區域3的一方主面12更大的表面積。因此’支撐 基板1由外側突出於半導體區域3的側面。第2電極5被 配置於支撐基板1的一方主面1 0上，被電性連接於此。 -16- (14) (14)1274429 第8圖之光反射層2並非形成於半導體區域3的一方 主面1 2之中央部份，而是形成於比第1電極4對向部份 更外側。如第8圖之虛線22所示般，電流區塊層21係與 和半導體區域3的一方主面1 2之第1電極4對向之部份 接觸。由絕緣層所形成的電流區塊層2 1係具有阻止或抑 制電流流經活性層7之在第8圖以2條虛線22之內側部 份（中央部份）的功能。電流區塊層21的大小，雖以與 虛線22所示之中央部份一致爲佳，但是，也可設爲比其 小、或比其大。 第8圖中，以將光反射層2形成於比不和半導體區域 3的一方主面12之第1電極4對向之中央部份更外側的 部份全體爲佳。但是，也可將光反射層2形成於比不與半 導體區域3的一方主面12之第1電極4對向之中央部份 更外側的部份之50%〜100%，更好爲形成於90%〜100%之 範圍。 第8圖中，電流區塊層21雖被形成爲由半導體區域 3的一方主面12至支撐基板1的一方主面10，但是，也 可代替此，而只形成於在第3圖中以實現表示電流區塊層 21，相當於在第8圖中，以虛線所示之第1貼合層2 a的 中央之部份。在此情形，第8圖中，以虛線所示之第2貼 合層2b係和後述之第9圖相同，形成爲覆蓋電流區塊層 2 1。另外，代替以絕緣層形成電流區塊層2 1，也可以和 半導體區域3之間的接觸阻抗大之金屬層或半導體層形 成，或以間隙形成。 -17- (15) 1274429 第8圖之實施例2,在具有與第1圖之實施例1相同 的效果外’具有使根據電流區塊層21之作用所致之光取 出效率提升的效果。即配置於半導體區域3的另一方主面 1 3之中央部份的第丨電極4，被當成連接未圖示出之銲線 等的連接構件之銲墊使用，形成爲比較厚，使由活性層7 所放射之光不會透過。因此，流經活性層7之與第1電極 4對向部份之電流’係與光的取出無關的無效電流。如設 置電流區塊層2 1，不太有助於對外部之光取出的活性層7 之中央部份的電流受到抑制，大有助於對外部之光取出的 活性層7的外周部份之電流增加，發光效率獲得提升。另 外，第8圖之電流區塊層21也可以使用於將第1圖的第 2電極5配置於支撐基板1的第2主面11之半導體發光 元件。 [實施例3] 第9圖所示之實施例3的半導體發光元件，係使第1 圖之支撐基板1的大小、第2圖的貼合層2b的大小、及 第2電極5的位置改變，進而，設置有電流區塊層21， 此外，形成爲與第1圖相同。 第9圖之支撐基板1係與第8圖相同，具有比半導體 區域3的一方主面12更大的一方主面10。另外，由Ag 或Ag合金等之金屬所形成的第2貼合層2b係延伸至支 撐基板1的一方主面1 〇之外周部份。第2電極5係電性 連接於第2貼合層2b。第9圖之電流區塊層21係被配置 -18- (16) 1274429 於構成光反射層2之第1貼合層2a的中央。 第9圖之實施例3，係具有與第1圖之實施例1及第 8圖之實施例2相同的效果外’具有作爲支撐基板1可使 用導電性低之材料的效果。即第9圖之實施例的支撐基板 1未被使用作爲電流通路’可將支撐基板1以不與光反射 層2低阻抗接觸之半導體或絕緣體形成。另外，第9圖 中，將矽支撐基板1與第2貼合層2b之組合也稱爲支撐 基板。 [實施例4] 第10圖所示之實施例4的半導體發光元件，爲代替 第1圖之支撐基板1，設置由可接合於光反射層2之金屬 所形成的支撐基板1 a，而且，將金屬製支撐基板1 a直接 或介由導電性接合材料與形成於半導體區域3之一方主面 1 2的光反射層2結合，進而，設置電流區塊層2 1與絕緣 性保護膜22，此外，與第1圖爲相同構造。 第10圖之實施例的光反射層2是只由與第3圖所示 之半導體區域3側的第1貼合層2a同樣者所形成。支撐 基板la是由可與光反射層2結合之金屬所形成，在貼合 則’不具有相當於第4圖所不之第2貼合層2b。 絕緣性保護膜22是由比覆蓋半導體發光元件之周知 的透光性樹脂對於半導體區域3的側面之密接性更高的矽 氧化物等之絕緣膜所形成，設置爲覆蓋半導體區域3的至 少側面。另外，在第1圖、第8圖〜第1 1圖中，爲了簡 -19- (17) 1274429 化圖示，雖垂直表示半導體區域3的側面，但是，實際上 爲具有傾斜。保護膜22有助於防止半導體區域3的側面 之洩漏電流及短路。特別是，構成光反射層2之Ag或Ag 合金，容易產生遷移，即移動，設置保護膜22時，可以 防止Ag或Ag合金對於半導體區域3之側面的直接附 著。 此第10圖之實施例4，也具有與第1圖相同的光反 射層2之效果、及與第8圖相同的電流區塊層21之效 果。 另外，以將與第1 〇圖之絕緣性保護膜22相同之膜形 成於第1圖、第8圖、及第9圖所示之半導體區域3的側 面爲佳。 [實施例5] 第1 1圖所示之實施例5的半導體發光元件，是於第 1圖附加波長轉換層23及透光性電極4a，其它形成爲與 第1圖相同。 波長轉換層23是由具有將由活性層7所放射之光的 波長加以轉換之功能的周知之螢光體膜所形成。波長轉換 層23是由剖面形狀爲分散配置於光反射層2與半導體區 域3之間的複數之島所形成。另外，波長轉換層23是藉 由在平面形狀中，爲複數之島、或格子狀、或複數之帶狀 所形成，只與半導體區域3的一方主面12之一部份接 觸。但是，在將波長轉換層2 3薄薄形成爲可以忽視其厚 -20- (18) 1274429 度方向的阻抗之程度時，也可設置於半導體區域3之一方 主面1 2的全體。 由活性層7所放射之光直接被取出於半導體區域3的 另一方主面1 3側之同時，在光反射層2反射而被取出。 另外，由活性層7所放射之光以波長轉換層23而被轉換 爲不同波長，此在另一方主面12反射而被取出。因此， 可由半導體區域3的另一方主面1 3將由活性層7所放射 之光與在波長轉換層23被轉換之光的混合光取出。 第11圖中，第1電極4’係由透光性電極4a與銲墊電 極4b所形成。透光性電極4a爲形成爲覆蓋半導體區域3 的另一方主面13之幾乎全部，具有比銲墊電極4b更大的 表面積，有助於比較良好地對半導體區域3的外周側部份 流通電流。第11圖之銲墊電極4b是與第1圖、第7圖〜 第10圖所示之第1電極4相同，具有只與半導體區域3 的另一方主面13之中央一部份對向的圖案，也稱爲不透 光部份。 另外，也可將第1 1圖之透光性電極4 a設置於第1 圖、第8圖〜第10圖之半導體發光元件。 第1 1圖之實施例5，在前述之波長轉換層23的效果 外，也具有與第1圖相同的光反射層2的效果。另外，也 可將第1 1圖之波長轉換層23使用於第8圖〜第1 〇圖的 半導體發光元件。 本發明並不限定於前述實施例，例如，可以如下述之 變形。 -21 - (19) 1274429 (1) 以氮化物半導體以外的 AlGalnP系半導體等之別 的半導體來形成半導體區域3。 (2) 可於光反射層2與η型半導體層6之間存在有由 AlInGaN等所形成之緩衝層。 (3) 可於半導體區域3的另一方主面13形成有助於光 的取出效率之增加的多數之凹凸。 (4) 在將支撐基板1設爲金屬基板時，將其當成電極 使用，可以省下第2電極5。 (5) 可對於光反射層2藉由比較厚地電鍍金屬，而形 成支撐基板1。 (6) 可將半導體區域3的各層之導電型設成和第1圖 之實施例相反。 (7) 在以半導體形成支撐基板1時，可於此形成二極 體等之半導體元件。 (8) 在將透光性電極配置於半導體區域3的另一方主 面1 3上時，可於第1電極4及半導體區域3之間設置電 流區塊層。 (9) 可以省去第3圖之第1貼合層2a，將第4圖的第 2貼合層2b接合於半導體區域3。 [產業上之利用可能性] 本發明可以使用於顯示器或燈等之半導體發光元件。 【圖式簡單說明】 -22- (20) 1274429 第1圖係表示依據本發明之實施例i之半導體發光元 件的剖面圖。 第2圖係表示第1圖之半導體發光元件的製造階段的 半導體基板與半導體區域之剖面圖。 第3圖係表示於第2圖的半導體區域之主面設置有第 1貼合層之剖面圖。 第4圖係表示伴隨第2貼合層之支撐基板的剖面圖。 第5圖係表示於支撐基板貼合有半導體區域之剖面 圖。 第6圖係表示從第5圖去除半導體基板後之支撐基板 和半導體區域之剖面圖。 第7圖係表示本發明之實施例及習知例之光反射層的 波長與反射率之關係圖。 第8圖係表示第2實施例之半導體發光元件的剖面 圖。 第9圖係表示第3實施例之半導體發光元件的剖面 圖。 第10圖係表示第4實施例之半導體發光元件的剖面 圖。 第1 1圖係表示第5實施例之半導體發光元件的剖面 圖。 【主要元件符號說明】 1 :支撑基板 -23- (21) (21)1274429

2:由Ag或Ag合金所形成之光反射層 3 :半導體區域 4 :第1電極 5 :第2電極 -24-

Claims (1)

1. (1) 1274429 十、申請專利範圍 1. 一種半導體發光元件，爲具備： 半導體區域，該包含發光所需之多數半導體層，並 具有一方主面和用以取出光之另一方主面； 導電性光反射層，該接觸於前述半導體區域之一方 面； 支撐基板，用以使前述光反射層介於中間而支撐前 半導體區域；和 電極，該被連接於前述半導體區域之另一方主面， 其特徵爲： 前述光反射層，係由：Ag (銀）；及 從 Cu(銅）、Au(金）、Pd(鈀）、Nd(鈸）、Si(矽） Ir(銥）、Ni(鎳）、W(鎢）、Zn(鋅）、Ga(鎵）、Ti(鈦） Mg(鎂）、Y(釔）、In(銦）、及Sn(錫）所選擇之至少其中 種的添加元素的合金所形成， 前述添加元素對於前述Ag之比例’係0.5〜10重 %。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體發光 件，其中：前述光反射層，係具有50〜1500 nm之厚度 3. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體發光 件，其中：前述半導體區域係由氮化物半導體所形成。 4. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體發光 件，其中：前述電極，係不透光電極或具有不透光部份 電極，前述不透光電極或前述不透光部份’係被配置於 且 主 述 量 元 ) 元 元 之 一、..八 刖 -25- (2) 1274429 述半導體區域的另一方主面之一部份之上，前述不透光電 極或前述不透光部份與前述支撐基板之間，係配置有電流 區塊層。 5. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體發光元 件，其中：更具有被配置於前述半導體區域與前述光反射 層之間的波長轉換層。 6. —種半導體發光元件之製造方法，其特徵爲具 r±L· · 備· 準備使半導體成長之成長用基板之步驟；及 藉由氣相成長方法而於前述成長用基板的一方主面上 形成包含發光所需的複數個半導體層之半導體區域的步 驟； 於前述半導體區域的一方主面，形成由 Ag (銀）； 及從 Cix(銅）、An(金）、Pd(鈀）、Nd(銨）、Si(矽）、Ir(銥）、 Ni(鎳）、W(鎢）、Zn(鋅）、Ga(鎵）、Ti(鈦）、Mg(鎂）、 Y(釔）、In(銦）、及 Sn(錫）所選擇之至少其中一種的添加 元素的合金所形成，且前述添加元素對於前述Ag之比 例，係0 · 5〜1 0重量％之導電性光反射層的步驟； 準備支撐基板，使前述光反射層介於中間而在該支撐 基板的一方主面上貼合前述半導體區域之步驟； 在前述貼合步驟前或後，去除前述成長用基板之步 驟；及 於前述半導體區域的另一方主面形成電極之步驟。 -26- 1274429 七、指定代表圖： (一） 、本案指定代表圖為：第（1 )圖 (二） 、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 1 支撐基板 2 由Ag或Ag合金所形 成之光反射層 2 a 第1貼合層 3 半導體區域 4 第1電極 5 第2電極 6 η型半導體層 7 活性層 8 Ρ型半導體層 9 Ρ型補助半導體層 10 主面 11 主面 12 主面 13 主面 20 成長用基板 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無

   -3-