TWI357162B - - Google Patents

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1357162 九、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，其係包含由例如 AlGaAs系、AlGalnP系、GaN系等的半導體所成之發光半 導體區域。 【先前技術】 近年來’已變得可以用有機金屬氣相磊晶法亦即 MOVPE ( Metal Organic Vapar Phase Epitaxy)來使構成發 光半導體區域之AlGalnP系等的結晶成長，並可製造高亮 度的半導體發光元件。但是，半導體發光元件的光輸出， 係以內部量子效率（內部發光效率）及光取出效率，其係 表示由半導體發光元件內通過塑模樹脂並被取出至大氣中 之光的效率；之積來決定。隨之，用以提高半導體發光元 件的光輸出，提高光取出效率係爲重要。作爲妨礙光取出 效率的提昇之要因之一，係有藉由於光取出面之全反射之 光的外部取出量的減低。例如，於半導體發光元件，以環 氧樹脂等的透明樹脂密封周知的電流分散半導體層（或是 窗口層）的光取出面時，藉由電流分散半導體層及透明樹 脂的折射率差而產生全反射之後，光的外部取出量係減低 ，而無法得到希望程度的發光效率。 爲了解決該問題，於半導體發光元件的光取出面上形 成微小凹凸（粗面 ')以防止，全反射，係已揭示於例如日本 特開平1 0-200 1 62號公報（專利文獻1 )。但是，位於專 -4- 1357162 利文獻1的光取出面之微小凹凸係因爲 法充分地提高半導體發光元件的總合效 發光元件的陰極或是陽極之銲墊電極， 妨礙，係只形成於半導體發光元件的光 如中央），來自銲墊電極的電流，係介 層（窗口層）分散至活性層的全區域。 分散半導體層（窗口層）之凹部，藉由 以及用以形成凹部，電流分散半導體層 係變薄，因爲電流分散半導體層的橫方 電流的橫方向的擴散（分散）係變差， 墊電極的近旁，不能分散流動至活性層 得到希望程度的發光效率。用以解決該 厚地形成電流分散半導體層（窗口層） 分散半導體層（窗口層）之後，該成長 成大幅的成本提昇。又，將電流分散半 的電阻率設爲零，以及將光透射率設爲 能，厚厚地形成電流分散半導體層（窗 地導致藉由電流分散半導體層（窗口層 電力損失的增加，以及光取出效率的降 隨著防止藉由電流分散半導體層及 差之全反射；用以使電流的橫方向的擴 分散半導體層的表面設置凹部，係考量 體層的表面設置已揭示於例如日本特開 專利文獻2)之周知的ITO (銦錫氧化 隨機地形成，而無 率。機能爲半導體 用以減少光取出的 取出面的一部（例 由電流分散半導體 但是，形成於電流 機能係爲絕緣體， 的凹部的下面部分 向的電阻係變大， 電流係集中流至銲 的全區域，而無法 問題，係考量到厚 ，厚厚地形成電流 時間係變長，係變 導體層（窗口層） ;100%係因爲不可 口層）之後，必然 )的電阻的增大之 低。 透明樹脂的折射率 散爲良好，於電流 到於電流分散半導 平 1-225178 號（ 物）等的透明導電 1357162 電極，平面上來看，係具有圓形的周緣；前述複數的 ^ 假想直線及前述複數的第2假想直線，係由前述第1 極的圓形的周緣延伸成放射狀係爲理想。 又，依表示於申請專利範圍第3項之方式，前述 電極，係由複數的突出部，其係平面上來看，係由圓 央部及前述圓形中央部朝向前述電流分散半導體層的 光取出面的周緣來延伸；所形成；前述複數的第1假 φ 線及前述複數的第2假想直線，係由前述第1電極的 圓形中央部的周緣延伸成放射狀，再者，凹部係形成 數的第3假想直線上，其係平面上來看，係由前述第 極的前述突出部的周緣朝向前述電流分散半導體層的 光取出面的周緣來延伸；凹部並未形成於複數的第4 直線上，其係由前述第1電極的前述突出部的周緣朝 述電流分散半導體層的前述光取出面的周緣來延伸係 想。 φ 又，依表示於申請專利範圍第4項之方式，前述 電極，係由於前述電流分散半導體層的前述光取出面 相地分離作配置之複數的電極部分所形成；前述複數 1假想直線及前述複數的第2假想直線，係由前述第 極的前述複數的電極部分的周緣，朝向表示前述複數 極部分的相互間的中間位置之假想直線，並延伸成放 係爲理想。 又，依表示於申請專利範圍第5項之方式，於前 數的第1假想直線上分別配置複數的凹部，前述複數 第1 的電 第1 形中 前述 想直 前述 於複 1電 前述 假想 向前 爲理 第1 上互 的第 1電 的電 射狀 述複 的凹 1357162 部，係將前述第1電極設爲基準並配置成同心圓 想。 又，依表示於申請專利範圍第6項之方式， 離前述電流分散半導體層的前述第1電極近的區 凹部的分佈密度，亦即位於單位面積之凹部的面 ，比較起位於離前述第1電極較前述近的區域更 之前述凹部的分佈密度，係變得更低之方式來配 部係爲理想。 又，依表示於申請專利範圍第7項之方式， 的深度爲0.2〜4μιη係爲理想。 又，依表示於申請專利範圍第8項之方式， 的寬度爲〇.2~4μιη係爲理想。 又，依表示於申請專利範圍第9項之方式， 具有光透射性導電膜，其係配置於前述電流分散 的前述光取出面上係爲理想。 又，依表示於申請專利範圍第10項之方式 步具有光反射導體層，其係配置於前述發光半導 前述光取出面及相反的主面上係爲理想。 於依照本申請的各申請專利範圍的發明之半 元件，凹部係形成於複數的第1假想直線上，其 來看，係由前述第1電極的周緣朝向電流分散半 光取出面的周緣來延伸；凹部並未形成於複數的1 直線上，其係由第1電極的周緣朝向電流分散半 光取出面的周緣來延伸。於第1假想直線上，複 狀係爲理 係依位於 域之前述 積的比例 遠之區域 置前述凹 前述凹部 前述凹部 更進一步 半導體層 ，更進一 體區域的 導體發光 係平面上 導體層的 赛2假想 導體層的 數的凹部 -8- 1357162 係有助於位於電流分散半導體層的光取出面之全反射的防 止。但是，因爲於第2假想直線上未形成凹部，電流係未 被凹部妨礙，係沿著第2假想直線，由第1電極的周緣流 向電流分散半導體層的周緣方向（橫方向）。隨之，可以 提供一種半導體發光元件，其係可以比較良好地保持朝電 流的橫方向的擴散，並防止位於光取出面之全反射，可以 比較增大內部量子效率（內部發光效率）及光的外部取出 效率兩方，並具有比較大的光輸出。 【實施方式】 次之，參照圖1〜圖7來說明本發明的實施形態。 [實施例1] 依照表示於圖1〜圖3之本發明的實施例1之雙異質接 面型半導體發光元件，大致分類，係具備：半導體基板1 ，其係具有導電性；發光半導體區域2;電流分散半導體 層3;第1電極4，其係具有形成於電流分散半導體層3 上之銲墊機能；第2電極5，其係形成於半導體基板1的 下面：及光透射性被覆體6，其係以虛線表示。次之，詳 細地說明圖1~圖3的各部分》 具有導電性之半導體基板1，係爲具有作爲發光半導 體區域2的成長基板及該機械的支持基板之機能，由添加 η型不純物之Ga As所成，並具有一方的主面7及另一方 的主面8。於該實施例，半導體基板1係由GaAs所成， -9- 1357162 取代此之別的3-5族化合物半導體，亦可使用矽（si )或 是碳化矽（SiC)等。 配置於具有導電性之半導體基板1的一方的主面7上 之發光半導體區域2’係由n型半導體層9，其係亦可稱 爲η型覆蓋層；活性層10; ρ型半導體層11，其係亦可稱 爲Ρ型覆蓋層。發光半導體區域2的各層9、10、11及其 上的電流分散半導體層3，係以周知的氣相磊晶成長法（ 例如有機金屬氣相磊晶法亦即MOVPE法），連續地形成 。又，亦可使緩衝層介在於半導體基板1及發光半導體區 域2之間。 η型半導體層9，係由AlGalnP (鋁鎵銦磷），其係 添加例如η型不純物至例如5x1 017cnT3程度的濃度；所成 ，具有例如2μπι程度的厚度，並電氣及機械地結合於具有 導電性之半導體基板1。 .配置於η型半導體層9上之活性層1 0，係爲藉由於此 注入之電洞及電子的再結合而發光之部分，以例如無摻雜 的AlGalnP所構成，具有例如0.5μιη程度的厚度。又，取 代以單一的無摻雜半導體層構成活性層10，可以作爲交互 地重複數回配置障壁層及井層之周知的多量子井（MQW : Multi-Quantum-Well)構造、或是以對的井層夾著障壁層 之構成的周知的單一量子井構造。又’亦可以省去活性層 10，並且使η型半導體層9及ρ型半導體層11直接地接 觸。 配置於活性層10上之P型半導體層（P型覆蓋層）11 -10- 1357162 ，係由AlGalnP，其係添加例如p型不純物至5 x 1 0 17cnT3 程度；所成，具有例如2μιη程度的厚度。又，分別構成η 型半導體層（η型覆蓋層）9及 ρ型半導體層（ρ型覆蓋 層）11之AlGalnP中的Α1組成比，比起構成活性層10 之AlGalnP中的A1組成比係更大地設定。 配置於P型半導體層（P型覆蓋層）11上之電流分散 半導體層（覆蓋層）3，係由GaP (鎵-磷），其係以lx 1018cnr3程度的濃度添加例如ρ型不純物；所成，具有 Ιμπι程度以上的厚度。又，電流分散半導體層3的理想的 厚度的範圍，係爲 Ιμιη〜ΙΟμιη，更理想的厚度範圍係爲 Ιμιη〜5 μηι。電流分散半導體層3的厚度比起Ιμπι變得更薄 之後，係變得無法良好地得好電流分散，比起1 Ομιη變得 更厚之後，電流分散半導體層3的成長時間係變長，半導 體發光元件的成本係變高。 於一方的主面1 2，其係機能作爲電流分散半導體層3 的光取出面；形成用以防止位於光取出面之光的全反射之 多數的凹部13。多數的凹部13係不隨機地配置，而配置 成依照本發明之特定圖案。多數的凹部13的詳細係作後 述。 具有銲墊機能之第1的電極4，係由圖1而明瞭，係 配置於平面上看來形成4角形之電流分散半導體層3的一 方的主面12的中央，並具有平面上看來圓形的外周緣。 該第1電極4機能係作爲陽極電極，係以例如金-鈹-鈦（ Au-Be-Ti)層或是由金-鉻（Au-Cr)層及金（Au)層所成 1357162 之金屬多層膜所構成。具有該銲墊機能之第1電極4,係 具有光不透射性。又，取代以前述金屬多層膜形成第1電 極4，可以用對於電流分散半導體層3低電阻接觸之另外 的金屬來形成。於該第1電極4，未圖示之金屬線或是連 接導體係被結合。 形成於具有導電性之半導體基板1的另一方的主面8 之第2電極5，機能係作爲半導體發光元件的陰極電極。 用以使朝發光半導體區域2的外周部分的電流分散良好， 形成於半導體基板1的另一方的主面8的全體或是半導體 基板1的另一方的主面8的至少外周部分係爲理想。該第 2電極5係以金-鍺合金（Au-Ge )膜來形成。亦可以用金 屬多層膜等的別的金屬，其係由對於金-鍺以外的半導體 基板1低電阻接觸係爲可能的例如金-鍺、鎳（Ni )、金 (Au)所成；來形成第2電極5。 光透射性被覆體6，係爲保護發光半導體區域2及電 流分散半導體層3，由光透射性的塑模樹脂所成，依覆蓋 電流分散半導體層3的一方的主面12之方式而形成。 次之，詳細地說明形成於電流分散半導體層3的一方 的主面12之全反射防止用的凹部13。又，於圖1使用以 虛線表示之複數的第1假想直線A及複數的第2假想直線 B，來說明凹部13的圖案。 複數的第1假想直線A，係由平面上看來圓形的第1 電極4的周緣朝向電流分散半導體層3的一方的主面（光 取出面）12的周緣，延伸成放射狀。複數的第2假想直線 -12- 1357162 B，亦係由與第1假想直線A同樣地，平面上看來圓形的 第1電極4的周緣朝向電流分散半導體層3的一方的主面 12的周緣，延伸成放射狀，並位置於第1假想直線A的 相互間。複數的凹部13係形成於第1假想直線A上，並 未形成於第2假想直線B上。第1假想直線A上的全反射 防止用的凹部13，如於圖2以箭頭14表示，妨礙了由第 1電極4朝向電流分散半導體層3的外周緣流動之電流。 對於此，因爲於第2假想直線B上並未形成凹部13，如 於圖3以箭頭14表示，由第1電極4朝向電流分散半導 體層3的外周緣流動之電流，係並不藉由凹部13被妨礙 ，電流的擴散係良好地產生。 於圖1的實施例1，第1的假想直線A的合計數目係 爲72。於72個的第1假想直線A上，凹部13係分別形 成，於全部的第1假想直線A上，同數的凹部係並未形成 。第1假想直線A上的最少的凹部1 3的數目係爲2個， 最多的凹部13的數目係爲9個。多數的凹部13係配置於 複數的假想同心圓之上。亦即，凹部13係配置於6個的 假想同心圓之上及6個的假想同心圓的外側的3個假想圓 弧上。配置於最接近第1電極4且徑最小的第1個的假想 同心圓及該外側的第2個的假想同心圓之凹部1 3的數目 係爲1 8個，配置於第2個的假想同心圓的外側的第3個 的假想同心圓及第4個的假想同心圓之凹部1 3的數目係 爲36個，配置於第4個的假想同心圓的外側的第5個的 假想同心圓及徑最大的第6個的假想同心圓之凹部13的 -13- 1357162 數目係爲72個。隨之’第1〜第6個的假想同心圓 部13的數目’係隨著由第1電極4離開而階段地 電流分散半導體層3的一方的主面（光取出面）12 ’因爲係爲平面形狀四角形，係無法於較最大徑的 更外側描繪同心圓。隨之，於較最大徑的第6個假 圓更外側，於欠缺假想同心圓的一部分之假想圓弧 凹部13。於假想圓弧，係於橫切此之全部的第1假 A上配置凹部1 3。 於圖1的實施例，全部的凹部13係具有同一 隨之，於第1〜第6個的假想同心圓的區域內，位於 分散半導體3的第1電極4較遠之區域（第5及第 想同心圓的區域）之凹部13的分佈密度，比起位 第1電極4之區域（第1及第2個的假想同心圓的 之凹部13的分佈密度更高。亦即，於圖1包含於 包圍表示之單位面積AS之凹部1 3的面積的比例， 由接近第1電極4之區域朝向較遠之區域，而階段 。又，包含於單位面積AS之凹部13的數目，亦隨 近第1電極4之區域朝向較遠之區域，而階段地變 接近第1電極4之區域亦即電流密度高的區域，〇： 的分佈密度變小後，對於由第1電極4流向電流分 體層3的一方的主面（光取出面）12的周緣方向之 凹部13的妨礙係變小，朝電流分散半導體層3的 主面（光取出面）12的周緣方向的電流的擴散係變 的取出效率係提昇。 上的凹 增大。 的周緣 同心圓 想同心 上配置 想直線 形狀。 離電流 6的假 於接近 區域） 以虛線 係隨著 地變大 著由接 大。於 0部13 散半導 電流之 一方的 佳，光 -14 - 1357162 凹部13的數目及配置以及第1假想直線A的數目， 係並不限定於圖1，係可作種種變更。例如，可以使第1 個的假想同心圓的凹部13及第2個的假想同心圓的凹部 13連續（一體化），使第3個的假想同心圓的凹部13及 第4個的假想同心圓的凹部13連續（一體化），使第5 個的假想同心圓的凹部13及第6個的假想同心圓的凹部 13連續（一體化）。 又’用以更進一步提高位於第第6個的假想同心圓 的外側的假想圓弧之凹部13的分佈密度，可以更增加第1 假想直線A的數目，並於該增加之第1假想直線A上配 置凹部13。亦即，可以與位於第1〜第6個的假想同心圓 之凹部13的數目同樣地，隨著從第1電極4離開而階段 地增多位於假想圓弧之凹部13的數目。 又，圖1的凹部13係爲平面形狀長方形（四角形） ，可以麗形成正_方形、圓形、橢圓形、四角形以外的多角 形（例如三角形）等》 又，不形成凹部13於第1的電極4之下係爲理想。 凹部13係爲應該其底部不到達活性層10，該深度D ，爲例如0.2〜4μπι係爲理想。又，凹部13的深度D爲電 流分散半導體層3的厚度的2 0~ 100%係爲理想。該凹部13 的深度D，係考慮藉由全反射防止之光的取出效率的提昇 及對於光透射性被覆體6的凹部13之充塡性而決定。 凹部13的深度D及發光輸出的相對値之關係係如下 -15- 1357162 凹部深度D爲0μιη時的發光輸出係爲1.00。 凹部深度D爲0.21 μιη時的發光輸出係爲1.05。 凹部深度D爲〇.44μιη時的發光輸出係爲1.08。 凹部深度D爲0.57 μιη時的發光輸出係爲1.11» 凹部深度D爲1.60 μιη時的發光輸出係爲1.20。 又，已確認藉由形成凹部13，發光輸出係變成1.00 以上，凹部13的深度D變得過深之後，會有變得無法於 凹部13的全部充塡光透射性被覆體6之虞。 電流分散半導體層 3的凹部 13的寬度 W爲 0.2〜4· 0 μιη係爲理想。狹窄之情形係可以形成多的凹部13 ’可以更使明亮度提昇。但是，藉由微影技術等形成圖案 時，非常地使凹部13的寬度W狹窄之後，凹部13的製 造係變得困難，而導致成本的增大。又，係有變得無法於 凹部13充塡光透射性被覆體6之虞。隨之，考慮成本之 凹部1 3的更理想寬度W係爲1〜4μιη。 次之，說明依照表示於圖1〜圖3之本發明的實施例1 之半導體發光元件的製造方法的一例。又，表示於以下之 製造方法係爲一例，當然除此之外的方法亦可製造表示於 圖1〜圖3之半導體發光元件。 首先，於由導入η型不純物之Ga As所構成之半導體 基板1上，藉由磊晶成長法，並藉由有機金屬化學氣相沉 積（MOCVD)法，順序地使n型半導體9及活性層10及 Ρ型半導體層11及ρ型電流分散半導體層3磊晶成長。亦 可以用有機金屬化學氣相沉積（MOCVD )法以外的分子 -16- 1357162 束磊晶（MBE )法、化學束磊晶（CBE )法、分子層磊晶 (MLE)法等進行該等之磊晶成長。 更詳細地說明後，係使用TMA (三甲烷基鋁）、TEG (三乙烷基鎵）、TMIn (三甲烷基銦）、PH3 (磷化氫） 作爲原料，例如，形成 η型半導體層 9，其係具有 (AUGa^dylni-yP ( 0.3 彡 xSl、〇.3$yS〇.6)的組成。於此， 作爲η型的摻雜物氣體，例如，可以使用SiH4(矽烷）、 Si2H6(二矽烷）、DESe (二乙烷基硒）、DETE(二乙烷 基碲）等。次之，形成活性層10，其係具有比起η型半導 體層 9 鋁組成更低之（AlxGa^Oylm-yP ( 0.2£χ<1、 〇.3^y£0.6 )的組成。於該活性層10的形成時，摻雜物氣 體並不使用。次之，形成P型半導體層11，其係具有比起 活性層 10鋁組成更高之（AlxGauhliM-yP ( 0.35x51、 〇.3Sy^〇.6 )的組成。於此，用以導入p型不純物，例如使 用 DEZn (二乙烷基鋅）、CP2Mg (二亞鐵鎂）等的摻雜 物氣體，或是使用固體的鈹（B〇 。次之，導入TEG及 PH3，形成電流分散半導體層（窗口層）3，其係由添加p 型不純物之GaP所成。於此，取代PH3，亦可使用TBP ( 磷酸三丁酯）。 次之，於電流分散半導體層（窗口層）3上，塗佈光 阻膜等，藉由眾知的微影法與奈米壓模法等形成對應至凹 部13的配置之放射狀的圖案’並藉由乾鈾刻或是濕蝕刻 等形成凹部1 3。 次之，於電流分散半導體層（窗口層）3上，係藉由 -17- 1357162 真空蒸鏡法或是噴鍍法形成前述之金屬多層膜但是之後 ’係使用微影法及餓刻法等選擇地除去金屬多層膜，·並於 電流分散半導體層（窗口層）3的中央形成第1電極 次之，於η型半導體基板丨的另—方的主面上，係以真空 蒸鍍法或是噴鍍法形成第2電極5。 次之’於未圖示之支持體之上配置半導體發光元件， 對於第1及第2的電極4、5連接導體（未圖示），但是 之後’係藉由光透射性樹脂之塑模來形成光透射性被覆體 6 〇 實施例1係具有次之效果。 (1)凹部13係形成於複數的第1假想直線Α上，其 係平面上來看’係由第1電極4的周緣朝向作爲電流分散 半導體層3的光取出面的一方的主面12的周緣來延伸； 凹部13並未形成於複數的第2假想直線b上，其係由第 1電極4的周緣朝向作爲電流分散半導體層3的光取出面 的一方的主面12的周緣來延伸。第1假想直線A上的凹 部13，係有助於位於作爲電流分散半導體層3的光取出面 的一方的主面12之全反射的防止。對應至未形成位於電 流分散半導體層3之凹部13之第2假想直線B之部分， 機能係作爲不伴隨藉由凹部13之電流阻止之電流通路， 而使由第1電極4的周緣朝向電流分散半導體層3的周緣 方向（橫方向）的電流的流動良好地產生。隨之’可以比 較良好地保持朝向電流的橫方向的擴散’並防止位於光取 出面之全反射，可以使內部量子效率（內部發光效率）及 -18- 1357162 光的外部取出效率的兩方比較增大，並可以得到比較大的 光輸出。 (2) 包含於電流分散半導體層3的一方的主面12的 單位面積之凹部13的面積的合計，因爲係依於接近第1 電極4之區域變小，於離第1電極4遠的區域變大之方式 來分佈凹部13，朝向藉由於電流密度高的接近第1電極4 之區域的凹部13之電流的橫方向的擴展的妨礙係減低， 朝向電流的橫方向的擴散係變得良好。 (3) 因爲凹部13係配置於以第1電極4作爲中心之 複數的同心圓上，並且凹部13係配置於複數的第1假想 直線A上，其係從第1電極4互相地具有等角度間隔，而 延伸成放射狀；位於電流分散半導體層3的一方的主面12 之光的強度的均一性係佳。 (4) 因爲凹部13的深度D係設定爲0.2〜4 ·Ομπι，並 且凹部13的寬度I係設定爲0.2〜4·〇μχη，可以比較良好 地於凹部13充塡光透射性被覆體6。 [實施例2] 次之，說明依照表示於圖4之本發明的實施例2之半 導體發光元件。但是，於圖4及後述之圖4〜7’於與圖1〜 圖3實質上同樣的部分上附上同樣的符號’並省略該說明 〇 依照表示於圖4之本發明的實施例2之半導體發光元 件，係具有變形之第1的電極4a及凹部13的變形之配置 -19- 1357162 圖案之外，係與圖1〜圖3的半導體發光元件相同地構成。 第1電極4a’平面上看來係由圓形中央部20，及4 個突出部21’其係由該圓形中央部20，朝向電流分散半 導體層3的平面形狀四角形的一方的主面12的周緣來延 伸；所成。由圓形中央部20，朝向電流分散半導體層3的 一方的主面12的周緣來延伸之複數的第1假想直線A1& 複數的第2假想直線B1，係與圖1的複數的第1假想直 線A及複數的桌2假想.直線B的一部分同樣地表示。又， 於圖4的複數的第1假想直線A1上，係以與位於圖1的 第1〜第6的假想同心圓之凹部1 3的排列的一部分同樣地 排列’形成凹部1 3。亦即，係依凹部1 3的數目係隨著從 第1電極4a離開而階段地變多之方式，凹部13係配置於 假想圓弧上。 於圖4’係表示複數的第3假想直線C1及複數的第4 假想直線D 1，.其係對於第1電極4a各突出部2 1的直線 地延伸之周緣，呈直角地延伸。凹部13係形成於第3假 想直線C1上’凹部13並未形成於第4假想直線D1上。 隨之’沿著電流分散半導體層3的第4假想直線D 1之部 分’機能係作爲由第1電極4a朝向電流分散半導體層3 的外周緣方向的電流通路。 第1電極4a各突出部21的先端，因爲係具有半圓形 周緣’凹部13係形成由此延伸成放射線狀之圖案。 圖4的第1及第3的假想直線Al、C1上的凹部13， 機能係與圖1的第1假想直線A上的凹部13同樣，沿著 -20- 1357162 圖4的第2及第4的假想直線Bl、D1之部分，機能係與 沿著圖1的第2假想直線B之部分同樣。隨之，藉由圖4 的實施例2，亦可得到與圖1的實施例丨同樣的效果。 [實施例3] 依照表示於圖5之本發明的實施例3之半導體發光元 件’係具有變形之第1的電極4b及凹部13的變形之配置 圖案之外，係與圖1~圖3的半導體發光元件相同地構成。 圖5的第1電極4b’係由第1及第2電極部分4b 1、 4b2，其係互相地分離配置於作爲電流分散半導體層3的 光取出面的一方的主面12上：所成。第1及第2電極部 分4bl、4b2，平面上來看係分別形成1/4的圓弧狀，並配 置於電流分散半導體層3的四角形形的一方的主面12的 對角線上的2個角的近旁。又’係依第1及第2電極部分 4b 1、4b2的圓弧形的外周緣係互相地柑對之方式，配置第 1及第2電極部分4b 1、4b2。亦即，係以表示於圖5的電 流分散半導體層3的一方的主面12上之對角線30爲基準 ’第1及第2電極部分4bl、4b2係對稱地作配置。第1 及第2電極部分4bl、4b2，係藉由未圖示之導體互相地連 接’機能係作爲半導體發光元件的一方的電極（陽極）。 於圖5’複數的第1假想直線A2及複數的第2假想 直線B2’係由第1電極部分4bl朝向對角線30，並延伸 成放射線狀。複數的第3假想直線C2及複數的第4假想 直線D2，係由第2電極部分4b2朝向對角線30，並延伸 1357162 成放射線狀。於第1及第3的假想直線A2、C2上，係以 與圖1同樣的圖案形成凹部13。亦即，由第1及第2的電 極部分4bl、4b2朝向對角線30，凹部13的分佈密度係階 段地變高。更詳細地，凹部13係配置於第1〜第7個的假 想圓弧上，其係具有位於電1電極部分4bl及對角線30 間，及第2電極部分4b2及對角線30間之1/4的圓周（ 90度的圓周）。於接近第1及第2電極部分4bl、4b2之 第1~第2個的假想圓弧上配置9個凹部13，於第3〜第5 個的假想圓弧上配置9個凹部13，於接近對角線30之第 6~第7個的假想圓弧上配置37個凹部13。於比起位於第 7個的假想圓弧及對角線30間之1/4的圓周（90度的圓 周）更小之假想圓弧上，亦配置凹部1 3。 位於圖5之凹部13的配置的原理，因爲係與圖1基 本上相同，藉由圖5的實施例3的半導體發光元件，亦可 得到與圖1的實施例1同樣的效果。 [實施例4] 依照表示於圖6之本發明實施例4之半導體發光元件 ’除具有追加之光透射性導電膜41之外，係與圖1~圖3 的半導體發光元件相同地來構成。 光透射性導電膜41，係配置於作爲電流分散半導體層 3的光取出面的一方的主面12上，隨著對於電流分散半導 體層3電氣地連接，亦連接至第1電極4。光透射性導電 膜41 ’例如，係以銦錫氧化物亦即IT〇 ( Indium Tin -22- 1357162

Oxide )極薄地（例如o.i μπ1 )形成。於具有凹部 流分散半導體層3的一方的主面12上形成光透 膜41後’係有因凹部13的段差，光透射性導霄 切斷之虞。但是，因爲於圖1的第2假想直線B 凹部，於第.2假想直線B上的光透射性導電膜‘ 不產生。隨之，藉由第2假想直線B上的光透射 41，由第1電極4使電流良好地流向電流分散半 的外周緣方向係變得可能。又，表示於圖6之實 因爲具有與圖1同樣地形成之凹部13，亦具有與 施例同樣之效果。 亦可於圖4及圖5的半導體發光元件，以及 7的半導體發光元件上，設置與圖6的光透射性: 同樣者。又，亦可以用ITO以外的例如氧化銦 或是氧化錫（Sn02)或是ZnO等形成光透射性$ [實施例5] 依照表示於圖7之本發明的實施例5之半導 件，除具有追加之與光反射導電層50貼合之金層 外，係與圖1〜圖3的半導體發光元件相同地來構 光反射導電層50，係由Ag (銀）或是A1 ( 金屬所成，並配置於發光半導體區域2的另一方 。發光半導體區域2，係使用與具有導電性之半 1另外的成長基板（未圖示）來形成。伴隨著光 13之電 射性導電 :膜41被 上未形成 [1斷線係 性導電膜 導體層3 施例4， 圖1的實 後述之圖 葶電膜41 (Ιη203 ) I電膜41 體發光元 I層5 1之 成。 鋁）等的 的主面52 導體基板 反射導電 -23- 1357162 層50之發光半導體區域2，係介由貼合金屬層5ι，機械 - 及電氣地結合至半導體基板1。成長基板（未圖示），係 . 於發光半導體區域2及半導體基板1的貼合後除去。 圖7的實施例5，除了具有與圖1的實施例1同樣的 效果之外，亦具有所謂可以將由活性層10放射至光反射 ' 導電層50側之光，返回至電流分散半導體層3的一方的 主面12側，而提高光的取出效率之效果。 φ 本發明係並不限定於前述的實施例，例如次之的變形 係爲可能。 (1) 省略表示於圖2、圖3及圖6之半導體基板1， 可於發光半導體區域2的另一方的主面，直接地形成第2 電極5。又，亦可將圖7的光反射導電層50或是貼合金屬 層51作爲第2的電極5來使用。 (2) 可以與各實施例相反地設定發光半導體區域2 的各層9、1 1及電流分散半導體層3的導電型。 Φ (3)亦可依於圖1，不使凹部13變成同心圓狀之方 式來配置。 (4) 於本發明之半導體發光元件，並非只是完成之 發光元件，作爲中間製品的發光晶片亦佳。 (5) 對於具有發光二極體以外的構造之電場發光型 的半導體發光元件，亦可適用本發明。 (6) 具有銲墊機能之第1的電極4，一般上因爲係爲 光不透射性，使電流流至相對於活化層10的第1電極4 之部分，即使由此使光產生，該光並不能以第1電極4阻 -24- 1357162 止，並取出至外部。隨之，於圖1~圖6的實施例， . 於第2電極5的第1電極4之部分作爲非電極部分 缺部分，可以阻止或是抑制電流流至相對於活性層 第1電極4之部分，並提高效率。 (7) 於圖7的實施例，使相對於位於光反射 50或是與光反射導電層50貼合之金屬層51之第1 之部分欠缺，於此充塡絕緣體並製作電流區塊層， φ 止或是抑制電流流至相對於活性層1 〇的第1電極 分，並提高效率。 (8) 並不獨立形成電流分散半導體層3，可以 形成P型半導體層11，並以p型半導體層11的上 作爲電流分散半導體層3。 (9) 可以將電流分散半導體層3作爲複數的 層的複合層。於複合層之情形時，將最上面的層作 電極可以作低電阻接觸之層係爲理想。 # (1〇)可以用氮化物半導體等的別的半導體形 半導體區域2及電流分散半導體層3。 (11) 可以將凹部13作爲延伸成放射狀之長 。此時，可以於1個的第1假想直線上只配置1個 凹部（溝）13。 (12) 可以將圖4的第1假想直線A1上的凹若 配置’與圖1的第1假想直線Α上的凹部13的配 述之變形例同樣地作變更。又，可以將圖5的第1 的假想直線A2、C2上的凹部13的配置，與圖1的 將相對 亦即欠 10的 導電層 電極4 可以阻 4之部 厚厚地 部兼用 半導體 爲第1 成發光 邊的溝 長邊的 5 13的 置的前 及第3 第1假 5 -25- 1357162 想直線A上的凹部13的配置的前述之變形例同樣地作變 更。 【圖式簡單說明】 圖1係爲表示依照本發明的實施例1之半導體發光元 件之平面圖。 圖2係爲圖1的半導體發光元件的A-A線剖面圖。 圖3係爲圖1的半導體發光元件的B-B線剖面圖。 圖4係爲表示依照本發明的實施例2之半導體發光元 件之平面圖。 圖5係爲表示依照本發明的實施例3之半導體發光元 件之平面圖。 圖6係爲與圖3同樣表示依照本發明的實施例4之半 導體發光元件。 圖7係爲與圖2同樣表示依照本發明的實施例5之半 導體發光元件。 【主要元件符號說明】 1 :半導體基板 2:發光半導體區域 3:電流分散半導體層 4、4a、4b :第1電極 4bl :第1電極部分 4b2 :第2電極部分 -26- 1357162 5 :第2電極 . 6 :光透射性被覆體 7、 8、 12、 52:主面 9 : η型半導體層 1 〇 :活性層 1 1 : Ρ型半導體層 13 :凹部 φ 14 :箭頭 2 0 :圓形中央部 21 :多突出部 3 0 :對角線 4 1 :光透射性導電膜 5 〇 :光反射導電層 5 1 :金屬層 •

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Claims (1)

13,57162 、第096126033號專利申請案中文申請專利範圍修正本 . 民國100年9月23日修正 十、申請專利範圍 1. 一種半導體發光元件，係爲 具備： 發光半導體區域，其係具有發光機能： 電流分散半導體層，其係配置於前述發光半導體區域 φ 之上，並且具有光取出面： 第1電極，其係配置於前述電流分散半導體層的前述 光取出面的一部分；及 第2電極，其係電氣地連接至前述發光半導體區域的 另一方的主面；之半導體發光元件， 其特徵在於： 凹部係形成於複數的第1假想直線上，其係平面上來 看，係由前述第1電極的周緣朝向前述電流分散半導體層 Φ 的前述光取出面的周緣來延伸之同時；凹部並未形成於位 在前述第1假想直線之相互間之複數的第2假想直線上， 其係由前述第1電極的周緣朝向前述電流分散半導體層的 前述光取出面的周緣來延伸。 2 ·如申請專利範圍第1項所記載之半導體發光元件 其中 前述第1電極，平面上來看，係具有圓形的周緣；前 述複數的第1假想直線及前述複數的第2假想直線，係由 1357162 前述第1的電極的圓形的周緣延伸成放射狀。 3. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體發光 其中 前述第1電極，係由複數的突出部，其係平面上 ，係由圓形中央部及前述圓形中央部朝向前述電流分 導體層的前述光取出面的周緣來延伸；所形成；前述 的第1假想直線及前述複數的第2假想直線，係由前 1電極的前述圓形中央部的周緣延伸成放射狀，再者 部係形成於複數的第3假想直線上，其係平面上來看 由前述第1電極的前述突出部的周緣朝向前述電流分 導體層的前述光取出面的周緣來延伸；凹部並未形成 數的第4假想直線上，其係由前述第1電極的前述突 的周緣朝向前述電流分散半導體層的前述光取出面的 來延伸。 4. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體發光 9 其中 前述第1電極，係由於前述電流分散半導體層的 光取出面上互相地分離作配置之複數的電極部分所形/ 前述複數的第1假想直線及前述複數的第2假想 ，係由前述第1電極的前述複數的電極部分的周緣， 表示前述複數的電極部分的相互間的中間位置之假想 ，並延伸成放射狀。 元件 來看 散半 複數 述第 ，凹 ，係 散半 於複 出部 周緣 元件 前述 安； 直線 朝向 直線 13,57162 5. 如申請專利範圍第2項所記載之半導體發光元件 其中於前述複數的第1假想直線上分別配置複數的凹 部，前述複數的凹部，係將前述第1電極設爲基準並配置 成同心圓狀。 6. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載之 半導體發光元件，其中 φ 係依位於離前述電流分散半導體層的前述第1電極近 的區域之前述凹部的分佈密度’比較起位於離前述第1電 極較前述近的區域更遠之區域之前述凹部的分佈密度，係 變得更低之方式來配置前述凹部。 7. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載之 半導體發光元件，其中 前述凹部的深度係爲〇·2~4μιη。 8. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載之 φ 半導體發光元件，其中 前述凹部的寬度係爲〇·2〜4μιηβ 9. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載之 發光元件，其中 更進一步具有光透射性導電膜，其係配置於前述電流 分散半導體層的前述光取出面上。 10. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載之 發光元件，其中 更進一步具有光反射導體層’其係配置於與前述發光 1357162 半導體區域的前述光取出面相反的主面上。

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