TWI385815B - 氮化物半導體發光元件 - Google Patents

氮化物半導體發光元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI385815B
TWI385815B TW094110332A TW94110332A TWI385815B TW I385815 B TWI385815 B TW I385815B TW 094110332 A TW094110332 A TW 094110332A TW 94110332 A TW94110332 A TW 94110332A TW I385815 B TWI385815 B TW I385815B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
nitride semiconductor
semiconductor layer
substrate
light
layer
Prior art date
Application number
TW094110332A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200605394A (en
Inventor
Takahiko Sakamoto
Yasutaka Hamaguchi
Original Assignee
Nichia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Corp filed Critical Nichia Corp
Publication of TW200605394A publication Critical patent/TW200605394A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI385815B publication Critical patent/TWI385815B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/42—Transparent materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

氮化物半導體發光元件
本發明係關於具有以通式Inx Aly Ga1-x-y N(0≦x<1、0≦y<1)表示之氮化物半導體之氮化物半導體發光元件，特別係關於與外部電路連接用之墊電極之面積比率較大之小型氮化物半導體發光元件。
在一般之氮化物半導體發光元件中，在藍寶石、SiC、GaN等之基板上至少積層n側氮化物半導體層及p側氮化物半導體層，可藉由p側向n側半導體層通電而獲得發光。在p側氮化物半導體層形成利用金屬線焊接等連接外部電源之正側用之p側墊電極，在n側氮化物半導體層形成連接負側用之n側墊電極。使用藍寶石等絕緣性基板之情形，除去p側氮化物半導體層之一部分而露出n側氮化物半導體層，在該處形成n側墊電極。另一方面，使用SiC、GaN基板等之導電性基板之情形，在基板背面直接形成n側墊電極。
在此種氮化物半導體發光元件中，一般係以由p側氮化物半導體層作為發光觀測面，在p側氮化物半導體層形成使電流均勻擴散用之透光性電極(例如專利文獻1或2)。透光性電極形成於p側氮化物半導體層之大致全面，可發揮使電流擴散至p側氮化物半導體層整體之作用，為防止遮光，以金屬薄膜等透光性材料形成。
專利文獻1：日本特開平6-338632號公報專利文獻2：日本特開平10－144962號公報
在如上述之氮化物半導體發光元件中，p側墊電極或n側墊電極具有遮光性，故基本上，除了p側墊電極及n側墊電極以外之p側氮化物半導體層之上面全面成為發光區域。然而，隨著氮化物半導體發光元件之小型化進展，p側墊電極或n側墊電極在晶片中所佔之面積比率增大，外部量子效率之確保已成為重要之問題。即，p側墊電極或n側墊電極需要可施行金屬線焊接等之大小，因此即使晶片之小型化進展，基本上也是一定之大小。因此，元件變得愈小型，被p側墊電極或n側墊電極遮光之面積比率愈大，難以有效地取出半導體層所產生之發光。
因此，本案發明之目的在於在p側氮化物半導體層形成透光性電極與p側墊電極，通過透光性電極觀測發光之氮化物半導體發光元件中，提供一種可有效地取出發光之新穎元件構造。
在p側氮化物半導體層形成透光性電極與p側墊電極，通過透光性電極觀測發光之氮化物半導體發光元件中，可依照構成流通電流之起點之p側墊電極及n側墊電極之配置、決定發光區域之透光性電極或p側氮化物半導體層之形狀等要素，在面內形成發光分佈。尤其是離開p側墊電極或n側墊電極之末端部因電流未充分流通，故發光強度有降低之傾向。隨著晶片之小型化，發光區域本身會變窄，故此種末端部之發光強度降低之影響會相對地增大。本案發明人等發現利用減少透光性電極或p側氮化物半導體層之端面錐形角，可改善發光區域之末端部之發光強度，終於完成本案發明。
即，本案發明之氮化物半導體發光元件之特徵在於在基板上包含n側氮化物半導體層及p側氮化物半導體層，在前述p側氮化物半導體層上形成透光性電極，再形成與外部電路連接用之p側墊電極，在前述n側氮化物半導體層形成與外部電路連接用之n側墊電極，由前述p側氮化物半導體層側觀測發光之氮化物半導體發光元件，使前述透光性電極及/或前述p側氮化物半導體層之端面之錐形角因位置而異者。
依據本案發明，使透光性電極及/或前述p側氮化物半導體層之端面之錐形角因位置而異，可提高在末端部之光取出效率，實現更均勻之發光。例如在因p側墊電極及n側墊電極之位置關係而電流難以流通，發光減弱之末端部，只要控制成透光性電極及/或p側氮化物半導體層之端面錐形角變小，即可提高在該末端部之光取出效率而提高發光之均勻性。在此，之所以利用縮小透光性電極及/或p側氮化物半導體層之端面錐形角可抑制發光強度之降低，係由於其一為：關於半導體層內一面多重反射，一面向橫方向傳播之分量，可在端面改變反射角而抑制多重反射之故，另一為：可增加由端面向上方向(=發光觀察方向)之光線之故。此種本案發明之效果隨著晶片小型化進展，會更為顯著。即，晶片愈小型，對發光區域之面積之端面面積比愈大，故端面之錐形控制之效果更可顯著地顯現。
又，在本案發明中，所謂「端面之錐形角」，係指在垂直於基板主面之面內，透光性電極及/或p側氮化物半導體層之端面(＝側面)與基板主面間所形成之角度而言。所謂「發光最強區域」或「發光最弱區域」，係指觀察氮化物半導體發光元件之p側氮化物半導體層之面內之亮度分佈時，該部分之亮度最大之區域或最小區域。所謂「相對地發光較弱區域」，係指觀察氮化物半導體發光元件之p側氮化物半導體層之面內之發光強度分佈時，該部分之亮度在p側氮化物半導體層之面全體之平均亮度以下之部分。
又，所謂「尖細狀」，係指愈向前端，寬度逐漸變細之平面形狀，只要寬度徐徐減少，最前端具有R字型也無妨。在本案發明之氮化物半導體發光元件中，所謂「上」或「上面」，係指在p側氮化物半導體層側或p側氮化物半導體層側之面，所謂「下」或「下面」，係指在n側氮化物半導體層側或n側氮化物半導體層側之面。
 實施型態1
圖1係表示本發明之實施型態1之氮化物半導體發光元件之上面圖，圖2係表示其剖面圖。如圖2所示，氮化物半導體發光元件1係在藍寶石、SiC、Si、GaN等之基板2上，逐次形成n側氮化物半導體層4、活性層6、p側氮化物半導體層8，具有雙異質構造。在p側氮化物半導體層8表面之大致全面形成ITO或金屬薄膜構成之透光性電極10，在其上利用金屬線焊接等形成與外部電路連接用之p側墊電極14。
另一方面，為形成n側墊電極12，除去p側氮化物半導體層8、活性層6及n側氮化物半導體層之上側部分4"而露出n側氮化物半導體層之下側部分4'之表面。以下為便於說明起見，將p側氮化物半導體層8、活性層6及n側氮化物半導體層4"彙總稱為p側層9，有時將n側氮化物半導體層之下側部分稱為n側層4'。n側墊電極12形成於露出之n側層4'之表面。又，氮化物半導體發光元件1之上面全體係被SiO2 等之絕緣膜16所覆蓋及保護。在絕緣膜16，以露出n側墊電極12及p側墊電極14之一部分方式設有開口部16a及16b。
由p側墊電極14向n側墊電極12通電時，由p側墊電極14被注入之電流可藉透光性電極10擴散至p側氮化物半導體層8之大致全面，通過活性層6、n側氮化物半導體層4而流向n側墊電極12。其結果，在活性層6會產生發光現象，通過透光性電極10由基板上面取出光。又，在活性層6產生之光會向橫方向傳播，由基板上面觀察時，p側氮化物半導體層8之全面(即p側層9之全面)成為發光區域。
由上面觀察此氮化物半導體發光元件1時，如圖1所示。p側層9形成一邊具有半弧狀之缺口部之略矩形之島狀，在其上面之大致全面形成透光性電極10。在透光性電極10靠近中央左側之位置配置p側墊電極14。n側墊電極係在n側層4'上沿著p側層9之圓弧上之缺口部被配置。
在此種形狀之氮化物半導體發光元件中，離開流向p側墊電極14與n側墊電極12之電流路徑之末端部之發光強度容易降低。例如如圖1所示，假想連結p側墊電極14之中心與n側墊電極之中心之中心線18、與該中心線18成正交之n側墊電極12之切線20時，在比該切線20更遠離p側墊電極14之區域，發光強度容易降低。因此，在本實施型態中，利用縮小在此區域之p側層9a及透光性電極10a之端面錐形角，以抑制發光強度之降低。
端面錐形角之控制也可利用圖案蝕刻之際之遮罩之蝕刻條件(遮罩之剖面形狀、遮罩之材質、蝕刻氣體之選擇等)加以控制，但，在本實施型態中，利用將p側層9及透光性電極10之終端部形成尖細之平面形狀，即愈向前端，寬度徐徐減少之平面形狀，以控制端面錐形角。圖3A及圖3B係模式地表示在上述區域之透光性電極10a及p側層9a之形狀之平面圖與剖面圖。如圖3A所示，在n電極之假想切線20外側之區域，p側層9a具有愈向前端，寬度W徐徐減少之平面形狀，透光性電極10a也具有與此相似之形狀。將此種平面形狀之p側層9加以蝕刻時，可藉下列2種效果縮小端面錐形角；第1、在通常之蝕刻中，蝕刻會向垂直於圖案端緣之方向進行。另一方面，將p側層形成尖細形狀之形狀之情形，如圖3A所示，蝕刻會由夾著尖細形狀之終端部之兩側進行，故被蝕刻端面容易形成錐形狀。又，第2、在蝕刻之際，雖以特定形狀之遮罩覆蓋p側層9之上面，但此遮罩也可藉蝕刻而以某種程度之速度變細。在使P側層成為尖細形狀之部分，遮罩也呈現尖細形狀，故在該種尖細形狀之前端部，特別容易使遮罩變細。因此，在尖細形狀之部分，更容易形成錐形狀。又，此原理在使透光性電極10a變成尖細形狀之情形也完全相同。
在此，為利用將透光性電極或p側層9之終端部形成尖細形狀以縮小端面錐形角，以三角形近似表示尖細形狀之終端部之情形，夾著終端部之兩邊形成之角度至少在90度以下，較好為45度以下，更好為30度以下。又，也可取代此角度，以上述終端部之寬為W，由假想切線20至終端部之端之距離作為L而考慮以W/L之比。以此時之L為固定值(例如10 μm)，以W/L為指標較為理想。為使端面錐形角處於理想之範圍，W/L為1.8以下，較好為1.4以下。
如此，在形成尖細形狀之p側層9及透光性電極10之終端部中，如圖3B所示，錐形角α會相對地變小。錐形角α變小時，在半導體層內一面多重反射，一面向橫方向傳播之分量中，可在端面改變反射角而抑制多重反射，且可增加由端面向上方向(=發光觀察方向)之光線，故可提高在該終端部之發光強度。有關此效果，茲一面參照圖4A及圖4B，一面詳加說明。
圖4A係表示p側層9與透光性電極10之端面如通常般形成略直角之情形，圖4B係表示縮小端面之錐形角之情形。如前所述，在本案發明之氮化物半導體發光元件中，半導體層所產生之光雖通過透光性電極而由p側氮化物半導體層 側取出，但由於各層間之折射率差，會形成弱的光波導路，故會產生一面多重反射，一面向橫方向傳播之光分量。在一般的氮化物半導體發光元件中，氮化物半導體層之光折射率大於基板及透光性電極10，故在氮化物半導層中容易引起多重反射。如圖4A所示，p側層9之端面7略垂直之情形，以發生全反射之入射角一面多重反射，一面向橫方向傳播之光會以較大之入射角到達端面7。因此，到達端面7之光會以較高之比率被反射而回到半導體層。又，由於端面7與基板平面成正交，故在端面7被反射之光會再以相同角度回到半導體層內，重複進行一面全反射一面多重反射。半導體層之光吸收率較高，故在重複多重反射中，光會衰減。另外，不被反射而由端面7被放出之光也會向橫方向被放射，故對發光觀測之助益較少。對此，如圖4B所示，p側層之端面7具有較小之錐形角之情形，以發生全反射之入射角一面多重反射，一面向橫方向傳播之光會以較小之入射角到達端面7，故以較高之比率被取出於外部。此時，由於被取出之光朝向基板上方之分量較多，故對所觀測之發光強度可有效發揮助益。且在端面7被反射之光方面，也由於被反射之際，對基板平面之入射角變小，故可有效地由基板上面或下面被取出於外部。
如此，利用縮小p側層9之端面錐形角，可提高光之取出效率，提高發光強度。又，在p側層9中，如圖3B所示，雖含有p側氮化物半導體層8、活性層6及n側氮化物半導體層4"，但只要至少將p側氮化物半導體層8(或p側氮化物半導體層8及活性層6)之端面之錐形角度控制於小角度，與上述同樣之原理即可成立。又，在此，雖說明有關縮小p側層9之端面錐形角之效果，但縮小透光性電極10之端面錐形角，也可獲得同樣之效果。即，透光性電極10之折射率大於在其外側之空氣層，故也可形成透光性電極10與半導體層成一體之光波導路。在此光波導路中向橫方向傳播之光到達透光性電極10之端面之際，也可發生與上述同樣之現象，故縮小透光性電極10之端面錐形角，也可提高該部分之發光強度。
在此，透光性電極及p側氮化物半導體層之端面錐形角至少在70度以下，較好為60度以下，更好為50度以下。利用將透光性電極或p側層9之終端部形成尖細形狀，以控制端面錐形角之情形，以三角形近似表示尖細形狀之終端部之情形，夾著終端部之兩邊形成之角度(或上述之W/L)愈小時錐形角亦愈小。又，調整蝕刻條件，亦可控制錐形角。例如，事先使蝕刻p側氮化物半導體層之際之遮罩本身附有錐形角時，其錐形角愈小時，p側氮化物半導體層之錐形角亦愈小(例如以1.5μm之深度蝕刻p側氮化物半導體層之情形，在該蝕刻用遮罩之端面設30°程度之傾斜角時，氮化物半導體層端面會具有45°程度之傾斜角)。又，利用蝕刻p側氮化物半導體層8之際之蝕刻率，也可使錐形角度發生變化，故依照實驗上確認之傾向適當地選擇蝕刻率時，即可控制錐形角。
另一方面，在相對地發光較強區域，透光性電極10及p側氮化物半導體層8之端面錐形角最好在70度以上。尤其，如圖5所示，在相對地發光較強區域，透光性電極10之端面11具有之錐形角最好為超過90度之鈍角。此時，透光性電極10之端面11會成為倒錐形。在此，所謂「倒錐形」，係指透光性電極10之端面11由上面向下面向內側傾斜之情形。在相對地發光較強區域，使透光性電極10之端面11具有之錐形角成為鈍角時，可緩和對端面之發光之集中，提高發光之均勻性。
又，在此所說明之控制端面錐形角之效果在進行元件之小型化時，會變得更為顯著。此係由於在進行元件之小型化時，被p側墊電極及n側墊電極遮光之比率升高，端面之發光有助於發光全體之比率也升高之故。即，控制端面錐形角之效果在如下之元件中，變得更為顯著：
(1)如圖1所示，假設在基板之短側方向，連接p側墊電極14之p側層9之寬度(＝p側氮化物半導體層8之寬度)為X，p側墊電極14之最大寬度為Rp 時，滿足X<2Rp 之關係之發光元件。
(2)更好為假設在基板之短側方向，n側墊電極12之最大寬度為Rn 時，亦滿足X<2Rn 之關係之發光元件。
又，控制端面錐形角之效果在p側墊電極14與n側墊電極12之合計面積在元件之面積中所佔之比率達0.2以上之元件中，也相當顯著。
而，如本實施型態所示，假想連結p側墊電極14與n側墊電極12之中心線18、與該中心線18成正交之n側墊電極12之切線20(指接近於p側墊電極14之一方之切線。在其他實施型態中亦同)，在比切線20更遠離p側墊電極14之區域中形成尖細形狀之終端部9a及10a時，從配合晶片小型化之電極之設計之觀點而言，也相當有利。即，隨著配合晶片之小型化，在p側墊電極14與n側墊電極12之晶片全體所示之面積比率會升高，故成為發光區域之可形成p側層9(及透光性電極10)之區域會變窄。例如，為施行金屬線焊接，有必要配合金屬線之粗度，將p側墊電極14與n側墊電極12控制在某種程度之大小(例如直徑70μm程度)。另一方面，進行晶片之小型化之結果，晶片大小在250×150μm之晶片也被探討作為實用化之對象，該情形如圖1所示，p側墊電極14與n側墊電極12之面積比率會變得相當高。p側層9及透光性電極10至少需要避開n側墊電極12而形成，有必要離開晶片外周某種程度而形成，故其可形成之區域相當窄。尤其，n側墊電極12與晶片外周間之間隙狹窄，欲使p側層在該種區域延伸時，會變成細長形狀。但，因夾在n側墊電極與晶片外周之區域離開由p側墊電極向n側墊電極之電流路徑，原本電流就難以流通，變成細長形狀時，其傾向更為強烈。如本案發明般，形成尖細形狀之終端部時，可使p側層9一面擴散至此種狹窄之區域，同時也可抑制該部分之發光強度之降低。
其次，說明本實施型態之氮化物半導體發光元件之製造方法。又，有關以下說明以外之事項，與一般的氮化物半導體發光元件之製造方法相同。又，為供參考，對必要之部分一面列舉具體的組成與膜厚，一面加以說明，但並不限定於此。在以下之例中，假想為露出n側氮化物半導體層而對氮化物半導體層蝕刻1.5μm之情形。
首先，在基板(晶圓)2積層n側氮化物半導體層4、活性層6、p側氮化物半導體層8。其次，在半導體層上形成遮罩。作為遮罩材料，使用光阻膜或SiO2 等作為遮罩之情形，利用使用光阻膜之微影照相法，將SiO2 遮罩圖案化成特定形狀。而，利用使用反應性離子蝕刻法(RIE)除去p側氮化物半導體層8、活性層6、n側氮化物半導體層之一部分4"而露出n側氮化物半導體層4之表面。
此時，可藉在SiO2 等遮罩之平面形狀設置尖細形狀之終端部，以控制在該部分之p側層9(p側氮化物半導體層8、活性層6及n側氮化物半導體層4")之端面錐形角。又，加之，也可在希望之位置藉由縮小SiO2 等遮罩本身之端面錐形角，以控制p側層9之端面錐形角。例如，在非尖細形狀之通常部分中，在希望使其傾斜之位置之SiO2 遮罩之端面設置30°程度之錐形角時，可藉RIE等之蝕刻使半導體層端面具有45°程度之錐形角。為控制SiO2 遮罩之端面錐形角，只要控制將SiO2 遮罩圖案化用之光阻膜之端面錐形角即可，光阻膜之端面錐形角可利用燒結時之溫度及顯影時間加以控制。即，提高光阻膜燒結時之溫度，延長顯影時間時，光阻膜之錐形角有變小之傾向。
而，除去SiO2 遮罩後，形成透光性電極10，利用與上述同樣之方法將透光性電極10本身圖案化。而，形成n側墊電極12、p側墊電極14，以絕緣膜16覆蓋晶片全面。而，在絕緣膜16形成開口部16a及16b。最後，切斷基板2(＝晶圓)而分割成各個元件時，氮化物半導體發光元件之製造即告完成。
以下，就本實施型態之氮化物半導體發光元件，說明各構成之詳細情形。
(透光性電極10)作為透光性電極之材料，可列舉含有選擇自鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銠(Rh)、釕(Ru)、鋨(Os)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鈷(Co)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、鎢(W)、鑭(La)、銅(Cu)、銀(Ag)、釔(Y)組成之群中之至少一種之金屬、合金、該等之積層構造、以及該等之化合物。金屬或合金層之情形，可以薄膜形成而確保透光性。又，在化合物中，含有導電性之氧化物、氮化物等。作為導電性之金屬氧化物(氧化物半導體)，可列舉含選擇自鋅、錫及鎂組成之群之至少一種元素之導電性氧化物膜，具體上可列舉摻雜錫之厚50~10μm之氧化銦錫(Indium Tin Oxide：ITO)、ZnO、In2 O3 或SnO2 等。此等由於透光性高，故特別理想。作為電極之形狀，也可形成矩形狀之格子狀、條狀等具有開口部之形狀。
(n側墊電極12、p側墊電極14)n側墊電極12可使用各種之構成，只要考慮歐姆性、密接性、雜質擴散之防止與金屬線之密接性等事項而選擇適當構成即可。例如也可由n側氮化物半導體層側依序積層與n型半導體層之歐姆接觸性及密接性優異之W、Mo、Ti等構成之第1層、與金屬線之密接性優異之金、Al、鉑族等構成之墊用之第2層。例如Ti/Au、Ti/Al等。又，也可構成在歐姆用之第1層與墊用之第2層之間，設置高熔點金屬層(W、Mo、鉑族)作為阻擋層之3層構造。例如W/Pt/Au、Ti/Rh(第2層a)/Pt(第2層b)/Au等。尤其，使用反射性、阻擋性優異之Rh作為阻擋層時，可提高光取出效率，故較為理想。又，作為p側墊電極，適合於使用由半導體層側依序積層除Ni/Au、Co/Au之外，積層ITO等導電性氧化物、鉑族元素之金屬、Rh/Ir、Pt/Pd等。又，在本發明之氮化物半導體發光元件中，p側墊電極最好進一步設置延長導電部。藉此，可有效地使活性層全體發光，尤其，以面朝上安裝設置本發明之半導體發光元件時相當有效。又，p側墊電極即使形成於透光性電極上，也可形成透過設於透光性電極之開口部而與p側氮化物半導體層接觸。
(n側氮化物半導體層4、活性層6、p側氮化物半導體層8)作為構成本發明之氮化物半導體發光元件之半導體積層構造之具體例，並無特別限定，例如可列舉如下列之(1)~(5)所示之積層構造。
下列之(1)~(5)均形成於生長基板上，作為生長基板，以藍寶石基板較為理想。
(1)膜厚200之GaN構成之緩衝層、膜厚4μm之掺雜Si之n型GaN構成之接觸層、膜厚30之不摻雜之In0 . 2 Ga0 . 8 N構成之單一量子井構造之活性層、膜厚0.2μm之掺雜Mg之p型Al0 . 1 Ga0 . 9 N構成之p型包覆層、膜厚0.5μm之掺雜Mg之p型GaN構成之p型包覆層、(2)(a)膜厚約100之AlGaN構成之緩衝層、(b)膜厚1μm之不掺雜之GaN層、含膜厚5μm之Si 4.5×101 8 /cm3 之GaN構成之n側接觸層、膜厚3000之不摻雜之GaN構成之底層、與含膜厚300之Si 4.5×101 8 /cm3 之GaN構成之中間層及50之不摻雜之GaN構成之上層之3層構成之n側第1多層膜層(總膜厚：3350)、(c)重複交互地各積層10層之不掺雜之GaN層構成之氮化物半導體層40與不掺雜之In0 . 1 Ga0 . 9 N構成之氮化物半導體層20，再以40之膜厚形成不掺雜之GaN層構成之氮化物半導體層之超晶格構造之n側第2多層膜層(總膜厚：640)、(d)重複交互地各積層6層之膜厚250之GaN構成之障壁層與膜厚30之In0 . 3 Ga0 . 7 N構成之井層，再形成膜厚250之不掺雜之GaN層構成之障壁之多重量子井構造之活性層(總膜厚：1930)、(e)重複交互地各積層5層之含Mg 5×101 9 /cm3 之Al0 . 1 5 Ga0 . 8 5 N構成之氮化物半導體層40與含Mg 5×101 9 /cm3 之In0 . 0 3 Ga0 . 9 7 N構成之氮化物半導體層25，再以40之膜厚形成含Mg 5×101 9 /cm3 之Al0 . 1 5 Ga0 . 8 5 N構成之氮化物半導體層之超晶格構造之p側多層膜層(總膜厚：365)、(f)含膜厚1200之Mg 1×102 0 /cm3 之GaN構成之p側接觸層。
(3)(a)膜厚約100埃()之AlGaN構成之緩衝層、(b)膜厚1μm之不掺雜之GaN層、含膜厚5μm之Si 4.5×101 8 /cm3 之GaN構成之n側接觸層、3000之不摻雜之GaN構成之底層、與含300之Si 4.5×101 8 /cm3 之GaN構成之中間層及50之不摻雜之GaN構成之上層之3層構成之n側第1多層膜層(總膜厚：3350)、(c)重複交互地各積層10層之不掺雜之GaN層構成之氮化物半導體層40與不掺雜之In0 . 1 Ga0 . 9 N層構成之氮化物半導體層20，再以400之膜厚形成不摻雜之GaN層構成之氮化物半導體層之超晶格構造之n側第2多層膜層(總膜厚：640)、(d)重複交互地各積層6層之最初膜厚為250之不掺雜之GaN層構成之障壁層與其次膜厚30之In0 . 3 Ga0 . 7 N構成之井層與膜厚100之In0 . 0 2 Ga0 . 9 8 N層構成之第1障壁層、及膜厚150之不掺雜之GaN構成之第2障壁層而形成之多重量子井構造之活性層(總膜厚：1930)(重複交互地積層之層以3層~6層為宜)、(e)重複交互地各積層5層之含Mg 5×101 9 /cm3 之Al0 . 1 5 Ga0 . 8 5 N構成之氮化物半導體層40與含Mg 5×101 9 /cm3 之In0 . 0 3 Ga0 . 9 7 N構成之氮化物半導體層25，再以40之膜厚形成含Mg 5×101 9 /cm3 之Al0 . 1 5 Ga0 . 8 5 N構成之氮化物半導體層之超晶格構造之p側多層膜層(總膜厚：365)、(f)含膜厚1200之Mg 1×102 0 /cm3 之GaN構成之p側接觸層。另外將設於n側之3000之不摻雜之GaN構成之底層作為由下方算起1500之不摻雜之GaN構成之第1層與含100之Si 5×101 7 /cm3 之GaN構成之第2層及1500之不摻雜之GaN構成之第3層所組成之3層構造之底層時，可抑制發光元件隨驅動時間之經過之Vf 之變動。
(4)(a)緩衝層、(b)不摻雜之GaN層、(c)含Si 6.0×101 8 /cm3 之GaN構成之n側接觸層、(d)不摻雜之GaN層(以上為總膜厚6 nm之n側氮化物半導體層)、(e)重複交互地各積層5層之含Si 2.0×101 8 /cm3 之GaN障壁層與GaN井層之多重量子井構造之活性層、(f)含膜厚1300之Mg 5.0×101 8 /cm3 之GaN構成之p側氮化物半導體層。另外，在透光性電極與p側氮化物半導體層間也可以50之膜厚含有InGaN層。如此，設置30~100，最好之膜厚50之InGaN層時之情形，此層可與正電極接觸，可成為p側接觸層。
(5)(a)緩衝層、(b)不摻雜之GaN層、(c)含Si 1.3×101 9 /cm3 之GaN構成之n側接觸層、(d)不摻雜之GaN層(以上為總膜厚6 nm之n側氮化物半導體層)、重複交互地各積層7層之含Si 3.0×101 8 /cm3 之GaN障壁層與InGaN井層之多重量子井構造之活性層(總膜厚：800)、(e)含膜厚1300之Mg 2.5×102 0 /cm3 之GaN構成之p側氮化物半導體層。另外，在透光性電極與p側氮化物半導體層間也可以50之膜厚含有InGaN層。如此，設置30~100，最好之膜厚50之InGaN層時之情形，此層可與正電極接觸，可成為p側接觸層。
(光變換構件)又，本發明之半導體發光元件也可包含由發光元件將光之一部分變換成與其相異之波長之光之光變換構件。藉此，可獲得變換發光元件之光之發光裝置，可藉發光元件之發光與變換光之混色光等，獲得白色光、燈泡色等之發光裝置。
作為光變換構件，可列舉含Al，且含選擇自Y、Lu、Sc、La、Gd、Tb、Eu及Sm等之至少一種元素、與含選擇自Ga及In之一種元素之鋁石榴石系螢光體、以及含有選擇自稀土類元素之至少一種元素之鋁石榴石系螢光體等。藉此，在以高輸出、高發熱使用發光元件中，亦可獲得溫度特性優異、耐用性亦佳之發光裝置。
光變換構件亦可為以(Re1 － x Rx)3 (Al1 － y Gay )5 O1 2 (0<x<1、0≦y≦1，但Re為選擇自Y、Gd、La、Lu、Tb、Sm組成之群之至少一種元素，R為Ce或Ce與Pr)表示之螢光體。藉此，與上述同樣地，在高輸出之發光元件中，可獲得溫度特性、耐用性優異之元件，尤其在活性層為InGaN之情形，在溫度特性中呈現沿著黑體放射之變化，在白色系發光中有利。
另外，光變換構件也可為含N且含選擇自Be、Mg、Ca、Sr、Ba及Zn之至少一種元素、與選擇自C、Si、Ge、Sn、Ti、Zr及Hf之至少一種元素，而被選擇自稀土類元素之至少一種元素所激活之氮化物系螢光體。具體上，可列舉通式LX SiY N( 2 / 3 X ＋ 4 / 3 Y ) ：Eu或LX SiY OZ N( 2 / 3 X ＋ 4 / 3 Y － 2 / 3 Z ) ：Eu(L為Sr或Ca，或Sr及Ca中之一方)。藉此，與上述螢光體同樣地，在高輸出之發光元件中，可獲得溫度特性、耐用性優異之元件。其中，以氧化氮化矽化合物較為理想。又，與上述鋁石榴石系螢光體組合時，可藉兩者之溫度特性相互作用而獲得混合色之溫度變化小之發光裝置。
實施型態2
在本實施型態中，說明在實施型態1中，利用雷射劃片法施行基板2之分割之情形。其他之點與實施型態1相同。
所謂雷射劃片法，係利用雷射束形成分離溝之方法。利用雷射劃片形成分離溝後，可利用通常之斷裂法將基板分割成元件單位。利用雷射劃片法時，與以往之切割法等相比，可以更淺之寬度形成深的分離溝。因此，可在基板內縮小分割道所佔之面積而增多可取得之元件數。又，藉加深分離溝，可抑制斷裂時之不良之發生。因此，利用雷射劃片法之分割法特別適合於小型元件之分割。
在本實施型態中，在實施型態1所說明之氮化物半導體發光元件之分割中利用雷射劃片法。藉此，可提高元件之可取得數與良率，且可提高完成之元件之元件周邊部之光取出效率。
首先，說明有關利用雷射劃片法之基板之分割法。圖6A~圖6C係以模式表示利用雷射劃片法之基板之分割法之剖面圖。又，在圖6A~圖6C中，為簡化圖式，省略電極及保護膜。
首先，如圖6A所示，將完成元件之形成之基板2使半導體層9為下側而固定於黏著片40。而，研磨基板2使其薄膜化後(例如將450μm之基板研磨至85μm)，由基板2背面沿著元件之分割道照射雷射束42。作為雷射束42，例如可使用355 nm之YAG雷射。雷射束42之束徑例如為3~8μm。
如圖6B所示，藉雷射束42之照射，在基板2形成略V字狀之溝50。在溝50內附著被雷射束42熔化之基板材料之再固化物52。此V字溝50之放大圖如圖7所示。如圖7所示，V字溝50之寬W與深D之比W/D在0.5以下，更好在0.3以下。V字溝50之深D以達到基板2之厚之40~60%為宜。例如，典型的V字溝50之寬W約為8~15μm，深D為40~60μm。此種V字溝50作為例如薄膜化至約85μm之基板2之分離溝，具有充分之深度。
其次，如圖6C所示，利用滾輪斷裂法等適當之方法將基板2分割成晶片單位。由於雷射劃片法形成之V字溝50充分地深，故可抑制晶片缺或裂等割斷時之不良之發生。又，由於雷射劃片法形成之分離溝50之寬較窄，故可窄化分割道之寬度，增大元件之取得數。又，在斷裂之際，再固化物52之大部分會脫落。
如此被分割之氮化物半導體發光元件具有特徵的形狀。圖8A係利用雷射劃片法與斷裂法所形成之氮化物半導體之側面之形狀之模式剖面圖。如圖8A之模式所示，上述方法所分割之氮化物半導體發光元件之側面在上下分為利用斷
裂法所形成之半導體層側區域2a與利用雷射劃片法所形成之背面側區域2b。利用斷裂法所形成之半導體層側區域2a係略垂直於基板主面，相對地，利用雷射劃片法所形成之背面側區域2b係由基板主面之正交面斜斜地向基板內側傾斜。其結果，如圖8A所示，氮化物半導體發光元件之剖面形狀之基板之背面側之一半呈現略台形形狀。
又，基板側面之背面側區域2b被雷射束熔化之結果表面會變質，表面粗度會變大，表面附近會變色。此變質之背面側區域2b存在於矩形之氮化物半導體發光元件之所有4邊，直接使用時，會降低光取出效率。即，由基板2側面被放出之光之一部分會被側面之變質之區域2b吸收。又，因基板2形成光之波導路，故在基板2內多重反射之光之一部分也會被變質之區域2b吸收。
因此，在本實施型態中，施行由基板2之背面側噴砥粒之噴砂加工，儘可能地除去形成於基板側面之背面側區域2b之變質部分。噴砂加工例如可使用氧化鋁砥粒進行。施行噴砂加工後之基板2如圖8B所示，可使基板2側面之背面側區域2b呈現帶圓之形狀。又，利用噴砂加工，可使基板側面之背面側區域2b之表面粗度呈某種程度之變小。尤其，基板背面之端部2c如圖8C所示，呈現被倒角之R形狀。此端部2c之R愈大，愈可大幅除去側面之背面側區域2b之變質層。又，基板側面之背面側區域2b之表面粗度亦反映變質層之除去程度。
又，噴砂加工既可在圖6C所示之基板2斷裂前施行，亦可在斷裂後施行。在斷裂前施行時，可在除去沉積於基板2之分離溝50內之再固化物52後施行斷裂。因此，可防止斷裂時再固化物52飛濺而附著於元件之不利現象。另一方面，在圖6C所示之斷裂後施行噴砂加工時，可藉擴大黏著層40，在擴大元件彼此之間隔之狀態下施行噴砂。因此，可有效除去在基板側面之背面側區域2b所形成之變質層。且可使用更大砥粒施行噴砂加工。使用大砥粒時，更可良好地施行變質層之除去，且可在短時間完成加工。此時之砥粒直徑在10μm以上，更好在40μm以上。又，在斷裂後施行噴砂加工時，與在斷裂前施行噴砂加工之情形相比，較難以發生基板之裂痕等，良率亦可提高。又，只要能藉噴砂加工除去吸收光線之變質層即可，基板側面之背面側區域2b之表面粗度並無必要與其他面(例如基板背面)相同。噴砂加工後，基板側面之背面側區域2b之表面粗度也可大於基板背面(例如1.5倍以上)。
如此所形成之氮化物半導體發光元件也可提高在元件周邊部之光取出效率，故可與p側氮化物半導體層8及/或透光性電極10之端面錐形角之控制相輔相成地改善發光容易變弱之元件周邊部之發光強度。茲一面參照圖9，一面簡單地加以說明之。圖9係表示利用雷射劃片法所分割之元件之元件周邊部之模式的剖面圖。如前所述，利用雷射劃片法形成V字形之分離溝之結果，基板側面之背面側區域2b會成為傾斜面。如圖9所示，在基板內以全反射之角度行進之光在傾斜之背面側區域2b會改變反射角度，故容易由基板被取出於外部。且其中多半會朝向元件上方。因此，與基板2之側面為正交面之情形相比，可提高光取出效率，且改善在元件周邊部之發光強度。
以上，如圖9所示，在與基板主面正交之剖面(在圖9中，平行於元件之短側方向之剖面)中，形成於p側層9之傾斜面(＝p側層之端面7)與形成於基板2之側面之傾斜面(＝背面側區域2b)係傾斜成向元件外周互相接近。換言之，p側層9之傾斜面具有平行於基板主面之剖面之半導體層之剖面積向半導體之積層方向(＝由n側氮化物半導體層4向p側氮化物半導體層9之方向)徐徐變窄之傾斜。另一方面，形成於基板2之側面之傾斜面具有平行於基板主面之剖面之基板之剖面積向基板之背面徐徐變窄之傾斜。藉此，可提高發光較弱之周邊區域之光取出效率。因此，尤其可提高小型元件之發光效率，實現小型且高亮度之發光元件。
實施型態3
圖10係表示本案發明之實施型態3之氮化物半導體發光元件之上面圖。除下列說明之點以外，與實施型態1相同。
在本實施型態中，n側墊電極12係形成於接近晶片角落之位置，p側層9沿著n側墊電極12之一方側面延伸。與實施型態1同樣地，假想連結p側墊電極14與n側墊電極12之中心彼此之中心線18、及與其成正交之n側墊電極12之切線20時，上述p側層9之延伸部為比假想切線20更遠離p側墊電極14之位置。因此，p側層9之延伸部有降低發光強度之傾向，尤其在其前端區域22發光強度之降低較為顯著。因此，在本實施型態中，在p側層9之延伸部之前端區域22設有尖細形狀之終端部9a。在透光性電極10也於同樣之位置設有尖細形狀之終端部10a。在本實施型態中，在設於p側層9與透光性電極10之尖細形狀之終端部中，由於端面錐形角較小，可提高發光強度容易降低之前端區域22之光取出效率，提高元件整體之發光效率，實現全面均勻之發光。
實施型態4
圖11係表示本發明之實施型態4之氮化物半導體發光元件之上面圖。除下列說明之點以外，與實施型態1相同。
本實施型態之氮化物半導體發光元件如圖11所示，具有平行四邊形之晶片形狀。在平行四邊形之晶片形狀之情形，一方對角線上之晶片角部為鈍角，他方對角線側之晶片角部為銳角。此情形如圖11所示，最好將p側墊電極14及n側墊電極12接近配置於平行四邊形之晶片之鈍角之角部。如此，可提高發光強度容易降低之角部之光取出效率。即，遠離以直接連結p側墊電極14及n側墊電極12之電流路徑之區域基本上電流密度較小，發光強度有降低之傾向，但由於在該種區域之角部23及26之晶片形狀為銳角，故沿著晶片蝕刻p側層9時，可在p側層9形成尖細形狀之終端部。又，透光性電極10也形成與p側層9相似形狀，故在透光性電極10也形成尖細形狀之終端部。因此，在發光強度容易降低之角部23及26，可藉縮小端面之錐形角而提高光取出效率。
又，在本實施型態中，p側層9沿著n側墊電極12之兩方側面延伸。與實施型態1同樣地，假想連結p側墊電極14與n側墊電極12之中心彼此之中心線18、及與其成正交之n側墊電極12之切線20時，上述兩方之延伸部為比假想切線20更遠離p側墊電極14之位置。因此，在本實施型態中，不僅在接近於晶片角部之區域23，在向與其相反之區域25延伸之p側層9也形成有尖細形狀之終端部。在本實施型態中，也可在發光強度容易降低之區域，縮小端面錐形角以提高光取出效率，提高元件整體之發光效率，並實現全面均勻之發光。
實施型態5
圖12係表示本發明之實施型態5之氮化物半導體發光元件之上面圖。除下列說明之點以外，與實施型態3相同。
在本實施型態中，首先第1、使p側層9由接近於一方之晶片角部之區域23，再向n側墊電極12延伸，在其前端之區域24設有尖細形狀之終端部。如此，可一面提高發光強度容易降低之末端部之光取出效率，一面擴大透光性電極10之形成面積，實現更均勻之發光。
又，第2、在本實施型態中，使p側墊電極14之一部分向晶片角部26延伸(＝延長導電部)，利用與前述之控制端面錐形角之相乘效果，提高晶片角部26之發光強度。在本實施型態中，也可提高元件整體之發光效率，並實現全面均勻之發光。
實施型態6
在本實施型態中，異於上述實施型態1至4，P側層9及透光性電極10之平面形狀保持以往之形狀不變，在相對地發光較弱區域，將p側層9及透光性電極10之端面錐形角控制於較小角度。圖13A至F係表示本實施型態之氮化物半導體發光元件之形狀變化之上面圖。相對地發光較弱區域雖亦因n側墊電極與p側墊電極之配置、及透光性電極之電阻值而變化，但一般而言，距離以直接連結p側墊電極與n側墊電極之電流路徑愈遠，其發光強度愈容易降低。即，基本上，距離p側墊電極愈遠之位置，其發光強度愈容易降低，其中，距離n側墊電極也較遠之位置之發光強度也較容易降低。
在圖13A所示之例中，n側墊電極12與p側墊電極14配置於矩形晶片之對角線上之2個角部。在本例中，未形成n側墊電極12與p側墊電極14之角部區域28及29之發光相對較弱。因此，相對地縮小在此等區域之透光性電極10及/或p側層9之端面錐形角。其次，在圖13B所示之例中，圖13A所示之例之p側墊電極14之位置沿著晶片之一邊而移動至邊之略中央。因此，接近於p側墊電極14之角部區域28之發光相對地強於位於其對角線上之角部區域29。因此，使在角部區域29之透光性電極10及/或p側層9之端面錐形角小於角部區域28。其他之點與圖13A之例相同。在圖13C所示之例中，n側墊電極12與p側墊電極14配置於沿著矩形晶片之一邊之兩角部。此情形，與配置墊電極之邊相向之邊之兩角部附近之區域30及31之發光有變弱之傾向。因此，相對地縮小在此等區域之透光性電極10及/或p側層9之端面錐形角。
在圖13D所示之例中，n側墊電極12與p側墊電極14形成於相向之2邊之略中央。在本例中，n側墊電極12之兩側之角部區域32及33之發光相對較弱。因此，相對地縮小在此等區域之透光性電極10及/或p側層9之端面錐形角。圖13E所示之例除p側墊電極14之形狀外，與圖13D所示之例相同。具有由p側墊電極14之兩側方向上述區域32及33延伸之延長導電部14a。利用延長導電部14a提高在角部區域32及33之電流密度。延長導電部14a之電流密度之提高效果與上述錐形角控制之光取出效率之提高效果之相乘效果，可進一步抑制區域32及33之發光強度之降低。圖13F所示之例亦係除p側墊電極14之形狀外，與圖13E所示之例相同。具有由p側墊電極14向角部區域28延伸之延長導電部。但，在本例中，考慮延長導電部之效果，省略在角部區域28之錐形角控制。
實施型態7
圖14A及B係表示本實施型態之氮化物半導體發光元件之上面圖及剖面圖。本實施型態之氮化物半導體發光元件並未具有異於氮化物半導體之異種基板，由n側氮化物半導體層4、活性層6及p側氮化物半導體層8所構成，在p側氮化物半導體層之上面形成透光性電極10，再形成p側墊電極14，在n側氮化物半導體層之下面形成n側墊電極12。此種構造之氮化物半導體發光元件可利用使用GaN基板作為例如n側氮化物半導體之一部分所製造。
在此構造中，p側氮化物半導體層8之上面也成為發光觀測面，但因在n側氮化物半導體層之背面形成n側墊電極12，故可僅利用與p側墊電極14之距離決定發光強度分佈。即，與p側墊電極之距離愈遠，電流密度愈降低，故發光強度有減弱之傾向。因此，在本實施型態中，在透光性電極10放射狀地形成複數突出部10a，使各突出部10a成為尖細形狀。藉此，在相對地發光較弱區域，即在遠離p側墊電極14之區域，可藉縮小端面錐形角，提高在該區域之光取出效率。因此，可形成在晶片整體獲得均勻而高發光強度之氮化物半導體發光元件。
實施型態8
圖15A及B係表示實施型態8之氮化物半導體發光元件之上面圖及剖面圖。又，在圖15B中，為簡化圖式，省略絕緣膜保護16。在本實施型態中，在p側層9與元件外周間之區域形成半導體層之突起群54，藉以進一步提高在元件周邊部之光取出效率。其他之點與實施型態1相同。又，在以下，由電極形成面側觀察氮化物半導體發光元件而將具有透光性電極10之部分之p側層9稱為第1區域，將第1區域與元件外周圍成之區域稱為第2區域。如圖15A所示，第1區域被第2區域所包圍。又，第2區域被元件外周所包圍。
如圖15A及圖15B所示，n側氮化物半導體層4'之露出之第2區域形成複數凸部(denple)54。此複數凸部54如後所述，具有提高光取出效率之作用。n側氮化物半導體層4'之露出之第2區域將成為n側墊電極12之形成面(n側接觸層之表面)，同時也時元件分割之際成為分割道之部分。在此第2區域形成凸部54具有各種優點。首先，在第2區域之n側氮化物半導體層4'之露出步驟之同時施行凸部54之形成時，不必增加步驟，即可形成凸部54。又，與設置形成凸部54用之特別之區域之情形相比，可達成元件之小型化。另外，元件周邊之第2區域並非直接發光之部分，故發光強度雖低，但可藉形成凸部54改善由第2區域之光取出效率，在觀測面側之全區提高發光之均勻性。
藉形成凸部54，也可提高對發光觀測面之光取出效率例如10~20%。其理由雖未明朗，但認為係基於如以下所示之理由：
1.在n側層4(尤指n側接觸層)內波導之光會由n側層4被取入凸部54內部，由凸部54之頂部或其中途部分被取出至觀測面側。
2.由活性層6之端面向側方出射之光會被複數凸部54反射散射而被取出至觀測面側。
3.在n側層4(尤指n側接觸層)內波導之光會在凸部54之根部(n側層4與凸部54之連接部分)附近被凸部54之側面亂反射而將光取出至觀測面側。
又，第2區域之比率在元件愈小型時，其比率愈大。即，由基板側形成分離溝以施行元件分割之際，分離溝達到電流通過而發光之區域之第1區域(=p側層9)時，元件會 劣化而降低發光效率。因此，有必要遠離元件外周而形成第1區域，使形成於基板背面之分離溝達不到第1區域之程度。因此，尤其在元件尺寸小之情形，第2區域之比率會增大。因此，尤其，在小型之元件中，可有效地將凸部54形成於第2區域。
又，圖15A及B所示之氮化物半導體發光元件為DH構造(雙異質構造)，故活性層6之部分成為發光部。因此，如圖15B所示，設於第2區域之各凸部54在元件剖面中，最好高於活性層6。又，凸部54間之底部最好低於活性層6。更具體而言，凸部54至少只要高過活性層6及與其鄰接之n側氮化物半導體層4"之界面即可，但最好高過活性層6及與其鄰接之p側氮化物半導體層8之界面。又，凸部54彼此間之底部至少只要低於活性層6及與其鄰接之p側氮化物半導體層8之界面即可，但最好低於活性層6及與其鄰接之n側氮化物半導體層4"之界面。藉此，可有效提高由活性層6之發光取出效率。
另外，凸部54最好實質上與p側層9同高。藉此，光線不會被形成透光性電極10之第1區域之半導體層9遮住，而可由凸部54之頂部有效地取出至觀測面側。另外，藉使凸部54高於p側氮化物半導體層8，最好高於透光性電極10，可更有效地取出光線。
另外，在半導體積層方向，也就是說由n側層4向p側層9，使凸部54之剖面形狀之寬度徐徐變細時，上述效果更大。即，藉使凸部54之側面傾斜，可使來自活性層6之光 在凸部54之側面高效率地反射，且可使在n側層4波導之光高效率地散射。因此，可有效地施行對觀測面側之光取出。凸部54之側面之傾斜角較好為30°~80°，更好為40°~70°。在此，所謂凸部54之側面之傾斜角，係指凸部54之剖面之底邊側之內角。
凸部54之剖面形狀可以為三角形、半橢圓、梯形等種種形狀。又，凸部54之平面形狀也可以為圓形、三角形等種種形狀。尤其，最好凸部54之剖面形狀徐徐地呈現尖細之形狀，平面形狀為圓形。藉如此構成，可使光之指向性控制更為容易，且就整體而言，可施行更均勻之光取出。由p側接觸層8取出光之情形(以p側接觸層為觀測面之情形)，由觀測面側所見之凸部之平面形狀最好不是點，而具有一定之面積。
又，凸部54之上面為具有一定之面積之平面之情形，也可在凸部54之上面之略中央部附設凹部。藉此，在n側層4內波導來之光線侵入凸部54之內部之際，可藉形成於凸部54之上面之凹部，使光線容易出射至觀測面側。
凸部54係由第1區域向元件外周排列2行以上，最好排列3行以上。又，由第1區域向元件外周從平行於基板主面之方向觀察時，最好將凸部54排列成不同行之凸部54彼此呈現局部重疊之狀態。藉此，由第1區域出射之光可以高概率在凸部54反射、散射，提高光取出效率。
本實施型態之凸部54最好在露出n側氮化物半導體層4"之際同時形成。例如，在積層p側氮化物半導體層8後，以 光阻膜覆蓋預備設置透光性電極10之p側層9之部分(第1區域)及凸部54之部位(第2區域之一部分)，以施行蝕刻，直到露出n側氮化物半導體層4"為止。藉此，可同時形成n側墊電極12形成用之露出面與凸部54。又，作為遮罩，也可使用SiO2 等之絕緣膜取代光阻膜。
如此形成之凸部54具有與第1區域之半導體積層構造相同之積層構造。但第1區域所含之活性層6雖具有作為發光層之機能，第2區域之凸部所含之活性層6卻不具有作為發光層之機能。此係由於第1區域具有p側墊電極14，相對地，第2區域(凸部)並未形成p側墊電極14所致。即，第1區域之活性層6可藉通電而被供應載子(電洞及電子)，相對地，設在第2區域之凸部之活性層則不因通電而被供應載子。因此，本實施型態之凸部54不能在其本身發光。故在分割元件之際即使凸部54之一部分破斷，也幾乎不會發生發光效率之降低。
本實施型態之凸部54可減少向橫方向(氮化物半導體發光元件之側面方向)出射之光，增加對上方向(觀測面側)之出射光。尤其，尺寸小之元件之情形，第2區域所佔之比率較大，故發光強度較強之區域會減少。在在第2區域形成凸部54時，可增加發光強度較強之區域。
又，本實施型態之元件之分割最好利用實施型態2所說明之雷射劃片法執行。利用雷射劃片法執行元件之分割時，可使基板側面之背面側區域2b向斜方傾斜，以提高基板端面之光取出效率。因此，可利用本實施型態之凸部54與形成基板側面之傾斜面(＝背面側區域2b)協同動作使光朝向上方，以提高在容易變暗之元件之週邊部之光取出效率。
實施型態9
圖16係表示本實施型態之氮化物半導體發光元件之上面圖。在本實施型態中，係在實施型態8，在包圍n側墊電極12之部分之p側層9之部分設有複數突出部9a。藉此突出部9a之形成，增加具有藉電流通過而發光之區域之第1區域。另外，將各突出部9a形成尖細形狀，故可藉突出部9a之端面使光亂反射，以提高光取出效率。另外，各突出部9a之終端部之錐形角變小，可提高由該區域之光取出效率。
實施例1
製作圖1及圖2所示之氮化物半導體發光元件。具體上係在藍寶石基板2上，依序形成(a)AlGaN構成之緩衝層(未圖示)、(b)不摻雜之GaN層(未圖示)、(c)作為n側氮化物半導體層4，交互積層10次摻雜Si之GaN構成之n側接觸層及GaN層(40)與InGaN層(20)之超晶格之n側包覆層、(d)交互積層3~6次GaN層(250)與InGaN層(30)之多重量子井構造之活性層6、(e)作為p側氮化物半導體層8，交互積層2次摻雜Mg之GaN層(40)與摻雜Mg之InGaN層(25)之超晶格之p側包覆層及摻雜Mg之GaN構成之p側接觸層。
在一部份之區域中，除去p側氮化物半導體層8、活性層6及n側氮化物半導體層之一部分4"(＝p側層9)，而露出n側氮化物半導體層4'之表面。此時，以縮小比切線20遠離p側墊電極14之區域之p側層9之端面錐形角方式進行蝕刻。而，在露出之n側層4'上形成n側墊電極12。而，在p側氮化物半導體層8上之大致全面形成ITO構成之透光性電極10，在此透光性電極10上之一部分上形成p側墊電極14。此時，以縮小比切線20遠離p側墊電極14之區域之透光性電極10之端面錐形角方式進行蝕刻。
以下，更詳細地予以說明之。
<半導體層之形成>首先，將直徑2吋、以C面為主面之藍寶石基板設定於MOVPE反應容器內，將溫度設定為500℃，利用三甲鎵(TMG)、TMA(三甲銨)、氨(NH3 )，以100之膜厚生長Al0 . 1 Ga0 . 9 N構成之緩衝層。緩衝層形成後，將溫度設定為1050℃，利用TMG、氨，以1.5μm之膜厚生長不摻雜之GaN層。此層在形成元件構造之各層之生長中，具有作為底層(生長基板)之作用。
其次，在底層上，作為n側氮化物半導體層4，利用TMG、氨，使用矽烷氣作為雜質氣體，在1050℃以2.165μm之膜厚生長摻雜Si 1×101 8 /cm3 之GaN構成之n側接觸層。將溫度設定為800℃，一面使三甲銦斷續地流至原料氣體中，一面以640之膜厚生長交互積層10次GaN層(40)與InGaN層(20)之超晶格之n側包覆層5。在生長交互積層3~6次GaN層(250)與InGaN層(30)之多重量子井構造之活性層6。
作為p側氮化物半導體層8，交互積層10次摻雜Mg之Al0.1 Ga0.9 N層(40 Å)與摻雜Mg之InGaN層(20 Å)之超晶格之p側包覆層0.2 μm。最後，在900℃、含氫環境下，導入TMG4 cc、氨3.0公升、作為載氣之氫氣2.5公升，在p側包覆層上以0.5 μm之膜厚生長摻雜Mg 1.5×1020 /cm3 之p型GaN構成之p側接觸層。其後，將所得之晶圓在反應容器內，於含氮環境中，以600℃退火，進一步使p側包覆層及p側接觸層低電阻化。
<蝕刻>
退火後，由反應容器取出晶圓，在最上層之p側接觸層之表面形成特定形狀之遮罩，而在p側層9之離開p側墊電極14之位置形成尖細形狀(W/L約1.2)之終端部9a。將p側層9蝕刻，使該終端部9a之錐形角小於其他終端部，使n側接觸層之一部分露出。此時，尖細形狀之終端部9a之端面錐形角約27°。
<p電極與n電極之形成>
除去遮罩後，將晶圓設置於濺射裝置，在濺射裝置內設置In2 O3 與SnO2 之繞結體構成之氧化物靶。利用濺射裝置，在含氧環境中，使用氬氣與氧之混合氣體(20：1)作為濺射氣體，例如以RF功率10 W/cm2 ，濺射20分鐘，繼續，將RF功率變更為2 W/cm2 ，濺射20分鐘，藉以以膜厚5000 Å形成ITO構成之透光性電極10。形成透光性電極10後，與上述同樣地，在透光性電極10上，於離開p側墊電極14之位置形成具有尖細形狀(W/L約0.86)之終端部之遮罩，由該遮罩上施行蝕刻。此時，尖細形狀之終端部10a之端面錐形角約60°。
接著，在透光性電極10上，利用光阻膜形成具有特定圖案之遮罩，於其上依序積層W層、Pl 層及Au層，利用剝落法以總膜厚1μm形成接合用之p側墊電極14。其後，在n型接觸層上以7000膜厚形成Rh/Pt/Au構成之n側墊電極12。接著，以退火裝置利用400~600℃成度施行熱處理。
將所得之晶圓在特定處分割，藉此可獲得氮化物半導體發光元件1。利用以上方式形成之氮化物半導體發光元件之發光強度在夾於p側墊電極與n側墊電極之區域最強。與此發光強度最強區域之p側層9及透光性電極10之端面錐形角相比，形成於p側層9及透光性電極10之尖細形狀之終端部9a及10a之端面錐形較小，故可增加由此端面向上方向之光，提高發光均勻性，且提高光取出效率。
實施例2
在實施例1中，改變透光性電極之蝕刻條件(蝕刻液、氣體等)，使在夾於p側墊電極與n側墊電極之區域之透光性電極10之端面錐形角成為110°。其他之點與實施例1相同。與實施例1相比，可緩和對夾於p側墊電極與n側墊電極之區域之透光性電極10之端面之發光之集中。
比較例1
在實施例1中，增大p側層9與透光性電極10之蝕刻速度，使p側層9及透光性電極10之端面錐形角在全周均為略相同之90°。其他之點與實施例1同樣地製成氮化物半導體發光元件。與實施例1相比，可降低離開p側墊電極之區域之發光強度。
實施例3
在形成蝕刻p側層9之遮罩之際，如圖16所示，以在包圍n電極12之部分形成複數半圓狀之突出部9b，同時，在p側層9與元件外周之間(第2區域)形成複數凸部54方式殘留遮罩。凸部54為直徑5 μm之圓形，凸部54之中心彼此之間隔以7 μm排列。又，凸部54係沿著元件外周排列2行或3行之凸部54，偶數行之凸部54與奇數行之凸部54之位置互相錯開半周期。其他之點與實施例1同樣地製成氮化物半導體發光元件。又，半圓狀之突出部9b及圓形凸部54之端面錐形角為75°。
在本實施例之氮化物半導體發光元件中，利用凸部54與半圓狀之突出部9b，可將光取出效率提高至比實施例1更高。又，設置半圓狀之突出部9b之結果，n側墊電極12與p側層9之間隔窄於元件外周與p側層9(=第1區域)之間隔，故可增加藉電流通過而發光之第1區域之面積，提高發光效率。
實施例4
在實施例1之氮化物半導體發光元件中，利用雷射劃片法施行元件之分割。其他之點與實施例1相同。
首先，與實施例1同樣地形成氮化物半導體發光元件後，將藍寶石基板2由背面研磨成厚85 μm。其次，以藍寶石基板2之背面為上面，將其固定於黏著層40。而，在藍寶石基板2之背面上掃描波長355 nm、束徑5μm之YAG雷射束，形成在表面之寬度約10μm、深度約47μm之分離溝。其次，由藍寶石基板2之背面施行噴砂加工，除去附著於分離溝內之熔化再固化物。噴砂加工使用約直徑4μm之Al2 O3 。而，由藍寶石基板2之背面施行滾輪斷裂，分割成各個晶片。晶片尺寸為短側方向150μm，長側方向250μm。
如此形成之氮化物半導體發光元件如圖9所示，藍寶石基板2之側面之背面側約47μm之區域會向斜方傾斜。其傾斜角(傾斜面2b對基板主面之正交面所形成之角度)約6°。利用此側面之傾斜之效果，可提高在元件周邊部之光取出效率。
實施例5
在實施例4中，除了在滾輪斷裂之後施行噴砂加工以外，利用與實施例4同樣地製作氮化物半導體發光元件。
在實施例4中，施行雷射劃片，再施行滾輪斷裂後，擴大黏著片40以擴大元件彼此之間隔。而，由藍寶石基板2之背面施行噴砂加工。噴砂用砥粒使用直徑40μm之Al2 O3 。噴砂加工之砥粒比實施例4大，故可在更短時間完成噴砂加工。如此所得之氮化物半導體發光元件，比實施例4更可妥善地除去藍寶石基板2之側面之背面側2b之變質層。又，與實施例4同樣地，藍寶石基板2之側面之背面側2b會向斜方傾斜，可提高在元件周邊部之光取出效率。又，藍寶石基板2之側面之背面側區域2b之表面粗度約1.1μm，為藍寶石基板2之背面之之表面粗度(約0.5 μm)之2倍。
1．．．氮化物半導體發光元件
4．．．n側氮化物半導體層
6．．．活性層
8．．．p側氮化物半導體層
10．．．透光性電極
12．．．n側墊電極
14．．．p側墊電極
16．．．絕緣膜
18．．．墊電極中心線
20．．．切線
圖1係表示本案發明之實施型態1之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖2係表示圖1所示A-A'線之剖面之剖面圖。
圖3A係表示將圖1所示之氮化物半導體發光元件之一部分放大之上面圖。
圖3B係表示將圖1所示之氮化物半導體發光元件之一部分放大之剖面圖。
圖4A係表示透光性電極及p層之端面垂直之情形之光之行進之模式圖。
圖4B係表示透光性電極及p層之端面具有錐形角之情形之光之行進之模式圖。
圖5係表示圖3B之另一變化之剖面圖。
圖6A係表示雷射劃片之一步驟之模式剖面圖。
圖6B係表示圖6A之次一步驟之模式剖面圖。
圖6C係表示圖6B之次一步驟之模式剖面圖。
圖7係表示雷射劃片後之劃片溝之模式剖面圖。
圖8A係表示雷射劃片後之晶片之剖面形狀之模式圖。
圖8B係表示噴砂後之晶片之剖面形狀之模式圖。
圖8C係表示圖8B之A部之局部放大剖面圖。
圖9係表示雷射劃片後之之情形之元件之端面附近之光之行進之模式圖。
圖10係表示本案發明之實施型態3之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖11係表示本案發明之實施型態4之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖12係表示本案發明之實施型態5之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖13A係表示本案發明之實施型態6之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖13B係表示本案發明之實施型態6之氮化物半導體發光元件之另一例之上面圖。
圖13C係表示本案發明之實施型態6之氮化物半導體發光元件之另一例之上面圖。
圖13D係表示本案發明之實施型態6之氮化物半導體發光元件之另一例之上面圖。
圖13E係表示本案發明之實施型態6之氮化物半導體發光元件之另一例之上面圖。
圖13F係表示本案發明之實施型態6之氮化物半導體發光元件之另一例之上面圖。
圖14A係表示本案發明之實施型態7之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖14B係表示本案發明之實施型態7之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖15A係表示本案發明之實施型態8之氮化物半導體發光元件之上面圖。
圖15B係表示本案發明之實施型態8之氮化物半導體發光元件之剖面圖。
圖16係表示本案發明之實施型態9之氮化物半導體發光元件之剖面圖。
4．．．n側氮化物半導體層
9,9a．．．p側層
10,10a．．．透光性電極
12．．．n側墊電極
14．．．p側墊電極
16a,16b．．．開口部
18．．．墊電極中心線
20．．．切線

Claims (27)

  1. 一種氮化物半導體發光元件，其特徵在於包含：基板；形成於前述基板上之n側氮化物半導體層及p側氮化物半導體層；形成於前述p側氮化物半導體層上之透光性電極；形成於前述p側氮化物半導體層上之與外部電路連接用之p側墊電極；及連接前述n側氮化物半導體層與外部電路用之n側墊電極；且由基板上面觀之，前述透光性電極及/或前述p側氮化物半導體層具有尖細形狀之終端部；於前述終端部中夾著終端部之兩邊形成之角度為未達90度之區域內，前述透光性電極及/或前述p側氮化物半導體層之端面所具有之錐形角為70度以下。
  2. 如請求項1之氮化物半導體發光元件，其中在基板之短邊方向，設連接前述p側墊電極之p側氮化物半導體層之寬度為X、前述p側墊電極之最大寬度為Rp 時，滿足X<2Rp 之關係。
  3. 如請求項1之氮化物半導體發光元件，其中前述基板之側面係半導體層側之區域與基板主面正交、背面側之區域對基板主面之正交面傾斜者。
  4. 如請求項3之氮化物半導體發光元件，其中在前述透光性電極與元件外周之間形成包含氮化物半導體之複數凸 部。
  5. 如請求項3之氮化物半導體發光元件，其中前述半導體層側之區域之表面粗度小於前述基板背面側之區域。
  6. 如請求項1之氮化物半導體發光元件，其中在基板之短邊方向，設連接前述p側墊電極之p側氮化物半導體層之寬度為X、前述p側墊電極之最大寬度為Rp 時，滿足X<2Rp 之關係。
  7. 如請求項1之氮化物半導體發光元件，其中前述基板之側面係半導體層側之區域與基板主面正交、背面側之區域對基板主面之正交面傾斜者。
  8. 如請求項7之氮化物半導體發光元件，其中在前述透光性電極與元件外周之間形成包含氮化物半導體之複數凸部。
  9. 如請求項7之氮化物半導體發光元件，其中前述半導體層側之區域之表面粗度小於前述基板背面側之區域。
  10. 一種氮化物半導體發光元件，其特徵在於包含：基板；形成於前述基板上之n側氮化物半導體層、活性層及p側氮化物半導體層；形成於前述p側氮化物半導體層上之透光性電極；形成於前述p側氮化物半導體層上之與外部電路連接用之p側墊電極；及形成在除去前述p側氮化物半導體層與前述活性層之一部分而露出之前述n側氮化物半導體層上之與外部電路連接用之n側墊電極；且 由基板上面觀之，假想連結前述n側墊電極與前述p側墊電極之中心彼此之中心線、及與該中心線正交之前述n側墊電極之切線中接近前述p側墊電極之切線；前述p側氮化物半導體層、前述活性層及前述透光性電極在比前述切線遠離前述p側墊電極之區域具有尖細形狀之終端部；在前述尖細形狀之終端部，前述p側氮化物半導體層及前述活性層之端面、或前述透光性電極之端面之至少一者所具有之錐形角小於發光最強區域。
  11. 如請求項10之氮化物半導體發光元件，其中以三角形近似表示前述尖細形狀之終端部之情形下，夾著終端部之兩邊形成之角度為未達90度。
  12. 如請求項10之氮化物半導體發光元件，其中以前述終端部之寬為W，由前述切線至前述終端部之端之距離作為L，W/L為1.8以下。
  13. 如請求項10之氮化物半導體發光元件，其中以前述終端部之寬為W，由前述切線至前述終端部之端之距離作為L，W/L為1.4以下。
  14. 如請求項13之氮化物半導體發光元件，其中前述尖細形狀之終端部之錐形角為70度以下。
  15. 如請求項10之氮化物半導體發光元件，其中在基板之短邊方向，設連接前述p側墊電極之p側氮化物半導體層之寬度為X、前述p側墊電極之最大寬度為Rp 、前述n側墊電極之最大寬度為Rn 時，滿足X<2Rp 、且X<2Rn 之關係。
  16. 如請求項10之氮化物半導體發光元件，其中前述基板之側面係半導體層側之區域與基板主面正交、基板背面側之區域對基板主面之正交面傾斜者。
  17. 如請求項16之氮化物半導體發光元件，其中在前述透光性電極與元件外周之間形成包含氮化物半導體之複數凸部。
  18. 如請求項16之氮化物半導體發光元件，其中前述半導體層側之區域之表面粗度小於前述基板背面側之區域。
  19. 如請求項10之氮化物半導體發光元件，其中在基板之短邊方向，設連接前述p側墊電極之p側氮化物半導體層之寬度為X、前述p側墊電極之最大寬度為Rp 、前述n側墊電極之最大寬度為Rn 時，滿足X<2Rp 、且X<2Rn 之關係。
  20. 如請求項10之氮化物半導體發光元件，其中前述基板之側面係半導體層側之區域與基板主面正交、基板背面側之區域對基板主面之正交面傾斜者。
  21. 如請求項20之氮化物半導體發光元件，其中在前述透光性電極與元件外周之間形成包含氮化物半導體之複數凸部。
  22. 如請求項20之氮化物半導體發光元件，其中前述半導體層側之區域之表面粗度小於前述基板背面側之區域。
  23. 一種氮化物半導體發光元件，其特徵在於包含：n側氮化物半導體層；形成於前述n側氮化物半導體層上之活性層；形成於前述活性層上之p側氮化物半導體層； 形成於前述p側氮化物半導體層上面之透光性電極及p側墊電極；及形成於前述n側氮化物半導體層下面之與外部電路連接用之n側墊電極；且由基板上面觀之，前述透光性電極及/或前述p側氮化物半導體層具有尖細形狀之終端部；於前述終端部中夾著終端部之兩邊形成之角度為未達90度之區域內，前述透光性電極及/或前述p側氮化物半導體層之端面所具有之錐形角為70度以下。
  24. 一種氮化物半導體發光元件之製造方法，其特徵在於包含：(a)在基板上層疊n側氮化物半導體層、活性層及p側氮化物半導體層之步驟；(b)除去前述p側氮化物半導體層、前述活性層及前述n側氮化物半導體層之一部分而露出前述n側氮化物半導體層之表面之步驟；(c)在前述p側氮化物半導體層上形成透光性電極及p側墊電極之步驟；及(d)在前述露出之n側氮化物半導體層上形成n側墊電極之步驟；且在前述步驟(b)中，由基板上面觀之，假想連結前述n側墊電極與前述p側墊電極之中心彼此之中心線、及與該中心線正交之前述n側墊電極之切線中接近前述p側墊電極之切線；前述p側氮化物半導體層、前述活性層及 前述透光性電極在比前述切線遠離前述p側墊電極之區域具有尖細形狀之終端部；且在前述尖細形狀之終端部，使前述p側氮化物半導體層及前述活性層之端面所具有之錐形角為70度以下。
  25. 如請求項24之氮化物半導體發光元件之製造方法，其中在前述步驟(d)之後，進一步包含：(e)由前述基板之背面沿著元件之割斷線照射雷射之步驟；及(f)將前述基板分割成各元件之步驟。
  26. 如請求項25之氮化物半導體發光元件之製造方法，其中在前述步驟(f)之後，包含：(g)噴砂加工前述基板背面之步驟。
  27. 如請求項25之氮化物半導體發光元件之製造方法，其中在前述步驟(e)之後、前述步驟(f)之前，包含：(g)噴砂加工前述基板背面之步驟。
TW094110332A 2004-03-31 2005-03-31 氮化物半導體發光元件 TWI385815B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004107412 2004-03-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200605394A TW200605394A (en) 2006-02-01
TWI385815B true TWI385815B (zh) 2013-02-11

Family

ID=35064087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094110332A TWI385815B (zh) 2004-03-31 2005-03-31 氮化物半導體發光元件

Country Status (7)

Country Link
US (2) US7358544B2 (zh)
EP (1) EP1746664B1 (zh)
JP (2) JP4320676B2 (zh)
KR (1) KR101119727B1 (zh)
CN (2) CN101587932B (zh)
TW (1) TWI385815B (zh)
WO (1) WO2005096399A1 (zh)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4292925B2 (ja) * 2003-09-16 2009-07-08 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法
JP2006150385A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Canon Inc レーザ割断方法
KR100748247B1 (ko) * 2005-07-06 2007-08-09 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광다이오드 및 그 제조방법
JP2007110090A (ja) * 2005-09-13 2007-04-26 Sony Corp ＧａＮ系半導体発光素子、発光装置、画像表示装置、面状光源装置、及び、液晶表示装置組立体
JP4992220B2 (ja) * 2005-10-12 2012-08-08 日亜化学工業株式会社 半導体素子の製造方法
KR100665284B1 (ko) * 2005-11-07 2007-01-09 삼성전기주식회사 반도체 발광 소자
US7829909B2 (en) * 2005-11-15 2010-11-09 Verticle, Inc. Light emitting diodes and fabrication methods thereof
JP5047516B2 (ja) * 2006-03-23 2012-10-10 昭和電工株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びそれを用いたランプ
JP5363973B2 (ja) * 2006-03-28 2013-12-11 ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド ツェナーダイオードを備える発光素子及びその製造方法
JP2007317686A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Seiko Epson Corp 光素子チップ、並びに、光モジュールおよびその製造方法
JP5326225B2 (ja) * 2006-05-29 2013-10-30 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP5250856B2 (ja) * 2006-06-13 2013-07-31 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法
US7518139B2 (en) * 2006-10-31 2009-04-14 Lehigh University Gallium nitride-based device and method
US8030641B2 (en) * 2006-12-19 2011-10-04 Lehigh University Graded in content gallium nitride-based device and method
US8659005B2 (en) * 2006-12-24 2014-02-25 Lehigh University Staggered composition quantum well method and device
US8076667B2 (en) * 2006-12-24 2011-12-13 Lehigh University Efficient light extraction method and device
JP2008244414A (ja) * 2007-02-27 2008-10-09 Opnext Japan Inc 半導体光装置
JP5029075B2 (ja) * 2007-03-09 2012-09-19 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP2009059970A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Seiwa Electric Mfg Co Ltd 半導体発光素子及び半導体発光素子の製造方法
KR20090022700A (ko) * 2007-08-31 2009-03-04 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
WO2009041318A1 (ja) * 2007-09-26 2009-04-02 Nichia Corporation 発光素子及びそれを用いた発光装置
JP5556657B2 (ja) * 2008-05-14 2014-07-23 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ
KR100941616B1 (ko) * 2008-05-15 2010-02-11 주식회사 에피밸리 반도체 발광소자
JP5115425B2 (ja) 2008-09-24 2013-01-09 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
TWI437731B (zh) * 2009-03-06 2014-05-11 Advanced Optoelectronic Tech 一種具有提升光取出率之半導體光電元件及其製造方法
US9318874B2 (en) * 2009-06-03 2016-04-19 Nichia Corporation Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
US9583678B2 (en) 2009-09-18 2017-02-28 Soraa, Inc. High-performance LED fabrication
US9293644B2 (en) * 2009-09-18 2016-03-22 Soraa, Inc. Power light emitting diode and method with uniform current density operation
JP2011119519A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Showa Denko Kk 半導体発光素子及び半導体発光装置
KR101654340B1 (ko) * 2009-12-28 2016-09-06 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드
US8698188B2 (en) 2010-03-08 2014-04-15 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device and method for producing the same
KR101163861B1 (ko) 2010-03-22 2012-07-09 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 전극 구조 및 발광 소자 패키지
US8723160B2 (en) 2010-07-28 2014-05-13 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Light emitting diode (LED) die having peripheral electrode frame and method of fabrication
US8283652B2 (en) 2010-07-28 2012-10-09 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Vertical light emitting diode (VLED) die having electrode frame and method of fabrication
JP5741582B2 (ja) * 2010-08-06 2015-07-01 日亜化学工業株式会社 発光素子の製造方法
JP5520178B2 (ja) * 2010-09-24 2014-06-11 日本電信電話株式会社 発光ダイオード
JP2012227234A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置及び発光装置の製造方法
JP2012231087A (ja) * 2011-04-27 2012-11-22 Mitsubishi Chemicals Corp 窒化物系ｌｅｄの製造方法
JP5716524B2 (ja) * 2011-05-06 2015-05-13 日亜化学工業株式会社 発光素子の製造方法
TWI512807B (zh) * 2011-06-09 2015-12-11 Epistar Corp 半導體元件結構與其分離方法
JP5747741B2 (ja) * 2011-08-30 2015-07-15 豊田合成株式会社 半導体発光チップの製造方法
JP5731344B2 (ja) 2011-09-28 2015-06-10 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出器
CN103066177A (zh) * 2011-10-19 2013-04-24 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒
JP6052962B2 (ja) * 2012-08-03 2016-12-27 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
CN103840054A (zh) * 2012-11-20 2014-06-04 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管芯片
WO2014167745A1 (ja) * 2013-04-10 2014-10-16 三菱電機株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法
DE102013104351B4 (de) * 2013-04-29 2022-01-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterschichtenfolge und Verfahren zum Betreiben eines optoelektronischen Halbleiterchips
JP6136701B2 (ja) * 2013-07-24 2017-05-31 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2016062986A (ja) 2014-09-16 2016-04-25 株式会社東芝 半導体装置と半導体装置の製造方法
KR102256591B1 (ko) * 2014-10-31 2021-05-27 서울바이오시스 주식회사 고효율 발광 장치
DE102015111493B4 (de) * 2015-07-15 2021-09-23 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Bauelement mit verbesserten Auskoppeleigenschaften
DE102015117662B4 (de) * 2015-10-16 2021-07-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
CN105206729A (zh) * 2015-10-30 2015-12-30 厦门乾照光电股份有限公司 一种提升取光效率的GaN-LED芯片
US9530934B1 (en) * 2015-12-22 2016-12-27 Epistar Corporation Light-emitting device
US10199542B2 (en) 2015-12-22 2019-02-05 Epistar Corporation Light-emitting device
JP6936574B2 (ja) * 2016-12-07 2021-09-15 日機装株式会社 光半導体装置
US10505072B2 (en) * 2016-12-16 2019-12-10 Nichia Corporation Method for manufacturing light emitting element
EP3422827B1 (en) * 2017-06-30 2024-04-24 LG Display Co., Ltd. Display device and method for fabricating the same
JP6836191B2 (ja) * 2017-09-11 2021-02-24 豊田合成株式会社 発光素子の製造方法
TWI672466B (zh) * 2018-04-11 2019-09-21 台灣愛司帝科技股份有限公司 微型發光二極體顯示器及其製作方法
KR102565148B1 (ko) 2018-06-27 2023-08-18 서울바이오시스 주식회사 플립칩형 발광 다이오드 칩 및 그것을 포함하는 발광 장치
JP7146562B2 (ja) * 2018-10-17 2022-10-04 日機装株式会社 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法
WO2021059485A1 (ja) * 2019-09-27 2021-04-01 三菱電機株式会社 光半導体装置およびその製造方法
CN113690349B (zh) * 2021-06-30 2024-03-29 华灿光电（浙江）有限公司 防断裂发光二极管芯片及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06338632A (ja) * 1993-05-31 1994-12-06 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US20010038103A1 (en) * 1997-03-05 2001-11-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting semiconductor device and method for fabricating same
US20030025212A1 (en) * 2001-05-09 2003-02-06 Bhat Jerome Chandra Semiconductor LED flip-chip with high reflectivity dielectric coating on the mesa
US20040026702A1 (en) * 2001-07-12 2004-02-12 Motokazu Yamada Semiconductor device
WO2004023569A1 (ja) * 2002-09-06 2004-03-18 Sony Corporation 半導体発光素子およびその製造方法、集積型半導体発光装置およびその製造方法、画像表示装置およびその製造方法ならびに照明装置およびその製造方法

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6388632A (ja) 1986-09-30 1988-04-19 Nec Corp 印字デ−タ変換方法
EP0405757A3 (en) * 1989-06-27 1991-01-30 Hewlett-Packard Company High efficiency light-emitting diode
JP2770717B2 (ja) 1993-09-21 1998-07-02 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2697572B2 (ja) 1993-09-21 1998-01-14 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2803742B2 (ja) 1993-04-28 1998-09-24 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその電極形成方法
JP2783349B2 (ja) 1993-07-28 1998-08-06 日亜化学工業株式会社 ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の電極及びその形成方法
JP3154364B2 (ja) 1994-01-28 2001-04-09 日亜化学工業株式会社 ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の電極及びその形成方法
JP2770720B2 (ja) 1993-10-08 1998-07-02 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
DE69433926T2 (de) 1993-04-28 2005-07-21 Nichia Corp., Anan Halbleitervorrichtung aus einer galliumnitridartigen III-V-Halbleiterverbindung
JPH07111339A (ja) 1993-10-12 1995-04-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 面発光型半導体発光装置
JP3180871B2 (ja) 1994-01-28 2001-06-25 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子およびその電極形成方法
JP3529950B2 (ja) 1996-07-12 2004-05-24 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体のドライエッチング方法及び素子
JP3504079B2 (ja) * 1996-08-31 2004-03-08 株式会社東芝 半導体発光ダイオード素子の製造方法
US6020602A (en) 1996-09-10 2000-02-01 Kabushiki Kaisha Toshba GaN based optoelectronic device and method for manufacturing the same
JP3361964B2 (ja) 1996-09-10 2003-01-07 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
JPH1093136A (ja) * 1996-09-11 1998-04-10 Sanken Electric Co Ltd 半導体発光素子
JPH1098211A (ja) 1996-09-19 1998-04-14 Toyoda Gosei Co Ltd 発光素子
JP3412433B2 (ja) * 1996-12-05 2003-06-03 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体発光素子
JP3602929B2 (ja) 1996-12-11 2004-12-15 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体発光素子
JP3211870B2 (ja) 1996-12-19 2001-09-25 日亜化学工業株式会社 発光素子及びそれを用いた発光ダイオード
JP3787207B2 (ja) 1997-01-24 2006-06-21 ローム株式会社 半導体発光素子
JP3974676B2 (ja) 1997-01-24 2007-09-12 ローム株式会社 半導体発光素子の製法
JP3787206B2 (ja) 1997-01-24 2006-06-21 ローム株式会社 半導体発光素子
JPH10209494A (ja) 1997-01-24 1998-08-07 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
JPH10209498A (ja) 1997-01-24 1998-08-07 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
US6107644A (en) 1997-01-24 2000-08-22 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
JPH10209507A (ja) 1997-01-24 1998-08-07 Rohm Co Ltd 半導体発光素子
US6417525B1 (en) * 1997-03-19 2002-07-09 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor light emitter with current block region formed over the semiconductor layer and electrode connection portion for connecting the pad electrode to the translucent electrode
JP3691207B2 (ja) 1997-03-28 2005-09-07 ローム株式会社 半導体発光素子
JP3230572B2 (ja) 1997-05-19 2001-11-19 日亜化学工業株式会社 窒化物系化合物半導体素子の製造方法及び半導体発光素子
US6784463B2 (en) 1997-06-03 2004-08-31 Lumileds Lighting U.S., Llc III-Phospide and III-Arsenide flip chip light-emitting devices
US6229160B1 (en) 1997-06-03 2001-05-08 Lumileds Lighting, U.S., Llc Light extraction from a semiconductor light-emitting device via chip shaping
JP3449201B2 (ja) * 1997-11-28 2003-09-22 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子の製造方法
JPH11214749A (ja) 1998-01-29 1999-08-06 Sanyo Electric Co Ltd 半導体発光装置
JP4183299B2 (ja) * 1998-03-25 2008-11-19 株式会社東芝 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP3540605B2 (ja) * 1998-05-15 2004-07-07 三洋電機株式会社 発光素子
JPH11340576A (ja) * 1998-05-28 1999-12-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化ガリウム系半導体デバイス
JP2001284290A (ja) 2000-03-31 2001-10-12 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体ウエハーのチップ分割方法
TW200529308A (en) 2000-03-31 2005-09-01 Toyoda Gosei Kk Method for dicing semiconductor wafer into chips
DE10031821B4 (de) * 2000-06-30 2006-06-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED mit Auskoppelstruktur
JP2004519098A (ja) * 2000-10-20 2004-06-24 ジェルコア エルエルシー 窒化ガリウム系発光ダイオードの光抽出効率性の向上
JP3852000B2 (ja) * 2001-09-28 2006-11-29 豊田合成株式会社 発光素子
EP1263058B1 (en) 2001-05-29 2012-04-18 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting element
JP4055503B2 (ja) * 2001-07-24 2008-03-05 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
JP2003069077A (ja) * 2001-08-17 2003-03-07 ▲燦▼圓光電股▲分▼有限公司 窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法
JP4089194B2 (ja) 2001-09-28 2008-05-28 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光ダイオード
JP2004006662A (ja) 2002-03-28 2004-01-08 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体素子
JP2004056088A (ja) 2002-05-31 2004-02-19 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
EP2290715B1 (en) 2002-08-01 2019-01-23 Nichia Corporation Semiconductor light-emitting device, method for manufacturing the same, and light-emitting apparatus including the same
JP3912219B2 (ja) * 2002-08-01 2007-05-09 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
TWI292961B (en) * 2002-09-05 2008-01-21 Nichia Corp Semiconductor device and an optical device using the semiconductor device
TW200414556A (en) 2003-01-17 2004-08-01 Epitech Corp Ltd Light emitting diode having distributed electrodes
EP1515368B1 (en) * 2003-09-05 2019-12-25 Nichia Corporation Light equipment
JP2005101212A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体発光素子
US7652299B2 (en) * 2005-02-14 2010-01-26 Showa Denko K.K. Nitride semiconductor light-emitting device and method for fabrication thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06338632A (ja) * 1993-05-31 1994-12-06 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US20010038103A1 (en) * 1997-03-05 2001-11-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting semiconductor device and method for fabricating same
US20030025212A1 (en) * 2001-05-09 2003-02-06 Bhat Jerome Chandra Semiconductor LED flip-chip with high reflectivity dielectric coating on the mesa
US20030205712A1 (en) * 2001-05-09 2003-11-06 Bhat Jerome C. Semiconductor LED flip-chip with dielectric coating on the mesa
US20040026702A1 (en) * 2001-07-12 2004-02-12 Motokazu Yamada Semiconductor device
WO2004023569A1 (ja) * 2002-09-06 2004-03-18 Sony Corporation 半導体発光素子およびその製造方法、集積型半導体発光装置およびその製造方法、画像表示装置およびその製造方法ならびに照明装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101587932B (zh) 2011-06-01
EP1746664A4 (en) 2013-01-30
EP1746664A1 (en) 2007-01-24
US20080290365A1 (en) 2008-11-27
WO2005096399A1 (ja) 2005-10-13
CN100524855C (zh) 2009-08-05
CN101587932A (zh) 2009-11-25
EP1746664B1 (en) 2017-05-17
US7358544B2 (en) 2008-04-15
JPWO2005096399A1 (ja) 2008-02-21
KR20070011350A (ko) 2007-01-24
JP2008235940A (ja) 2008-10-02
KR101119727B1 (ko) 2012-03-23
CN1938869A (zh) 2007-03-28
JP4320676B2 (ja) 2009-08-26
JP4320687B2 (ja) 2009-08-26
US20060017061A1 (en) 2006-01-26
TW200605394A (en) 2006-02-01
US7791098B2 (en) 2010-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI385815B (zh) 氮化物半導體發光元件
US11349049B2 (en) Semiconductor element, semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor element
JP4777141B2 (ja) 光抽出効率が改善された垂直構造窒化物半導体発光素子
JP5305790B2 (ja) 半導体発光素子
JP4977957B2 (ja) 半導体発光素子
JP4765632B2 (ja) 半導体発光素子
JP5052636B2 (ja) 半導体発光素子
JP5030398B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP5334601B2 (ja) 半導体発光ダイオード素子及び半導体発光装置
US20060145170A1 (en) Nitride based semiconductor light emitting device
WO2005050748A1 (ja) 半導体素子及びその製造方法
JP4678211B2 (ja) 発光装置
JP2008192710A (ja) 半導体発光素子
JP2009049267A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
JP2011187872A (ja) 半導体発光素子
JP5608762B2 (ja) 半導体発光素子
JP5851001B2 (ja) 半導体発光素子
TW202209705A (zh) 半導體發光元件以及半導體發光元件的製造方法