半导体发光元件制造技术

本发明专利技术提供半导体发光元件。该发光元件具备：包含活性区域(8)的半导体构造(11)；形成在半导体构造(11)的上表面的透光性导电层(13)；形成在透光性导电层(13)的上表面的电介质膜(4)；和形成在电介质膜(4)的上表面的金属反射层(22)，电介质膜(4)设有1个以上的开口部(21)，以使得透光性导电层(13)部分地露出到外部，透光性导电层(13)介由开口部(21)与金属反射层(22)电接合，按照覆盖开口部(21)的方式部分地形成阻挡层(24)，使该阻挡层(24)介于透光性导电层(13)和金属反射层(22)之间。

【技术实现步骤摘要】
半导体发光元件本申请是申请日为2012年08月29日、申请号为201210313485.0、专利技术名称为“半导体发光元件”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及半导体发光元件。
技术介绍
半导体发光元件小型、功率效率良好且发出鲜明的颜色的光。另外，作为半导体发光元件的发光元件没有用坏的担心等。进而，具有初始驱动特性优良、应对振动和接通/断开点亮的反复能力强。为了具有这样优良的特性，使用发光二极管(LightEmittingDiode：下面也称作“LED”)、激光二极管(LaserDiode：下面也称作“LD”)等半导体发光元件作为各种光源。特别是，近年来，作为取代荧光灯的照明用光源，作为更低消耗功率且长寿命的次世代照明而受到人们关注，正谋求进一步的发光输出的提升以及发光效率的改善。在GaN系发光元件中，利用组合了ITO等的透光性电极和电介质反射膜的反射型电极。特别是，由于以GaN为基底的倒装芯片型的LED裸片具有在组装中不用接线的这样的特征，因此能实现封装的小型化，能期待LED裸片的集成化所带来的亮度提高和成本降低等。另外，由于没有接线发生断线的担心，因此来自发光面的散热也变得较为容易，因此，在高电流使用时的可靠性也较高，也能用在车载用途中。另外，最近，对用于进一步提高提取效率输出的构造进行了研究，例如由于为了提高反射效率，根据组合了ITO和金属电极的构成，提出了组合电介质反射膜的构造，还提出了进一步组合电介质和金属反射层的构造。今后，虽然还期待在照明领域的进展，但需要进一步的提取效率的提高、和成本降低。参照如下专利文献：专利文献1：JP特开2009-164423号公报专利文献2：JP特开2005-197289号公报专利文献3：JP特开2005-45038号公报专利文献4：JP特开2005-191326号公报在这样的背景下，提出了将作为透明电极的ITO、和作为电介质多层膜的DBR(DistributedBraggReflector，分布布拉格反射器)进行组合的发光元件。由于电介质多层膜具有角度依赖性，因此，通过组合Al等的金属反射膜，能谋求提高提取效率。另一方面，为了使半导体元件自身高效率地发光，需要在p型层的整个面使电流扩散。在适于这样的电流扩散的材质中，由于要使与GaN层之间的欧姆特性良好、透过率较高，因此，如上所述，一般使用ITO。本专利技术的专利技术者们率先开发了具备组合了ITO和电介质膜的反射型电极构造的倒装芯片型的发光元件(专利文献1)。在图29A、B示出该专利文献1所涉及的发光元件的截面图。该图所示的发光元件在ITO膜2913和金属电极层2923之间插入由Nb2O5/SiO2的3对构造所构成的电介质膜294。在电介质膜294形成有多个开口部2921，通过开口部2921与金属电极2923保持导通。进而，由于电介质膜294具有上述的角度依存性，因此，在其下表面、即与ITO膜2913之间，组合由SiO2、Al2O3等相同的电介质膜构成的利用了全反射作用的反射层2916。通过如此构成，在电介质层294组合反射层2916的构造2920，对从发光层298发出的倾斜分量的光也能维持高反射率，能实现来自光提取面2918的高提取效率。若在该发光元件上进一步追加压焊用的焊盘电极，则通过焊盘电极，能够以将发光元件倒装芯片形式，通过使用了Au-Sn等的共晶接合而安装在安装基板上。进而，在图30示出了本申请的申请人先行开发的其它的发光元件的截面图。该发光元件构造为在设于ITO膜3013的上表面的电介质膜304上层叠Al等金属反射层3022和绝缘性的电介质膜3028，从而提高了垂直方向的提取效率。另外，在图31的截面图中还示出了在图30的发光元件上基础上进一步在金属电极层3023上追加了压焊用的焊盘电极303，用保护膜3014覆盖覆盖起周围的构造。但是，在该构造中，在端面的露出部分、绝缘膜成为形成不良的部分等的绝缘不充分的区域中，由于反射构造所具有的导电性，有时会产生非本意的导通。由此，由于需要在PN间隙间避免产生非本意的短路，因此，不能跨PN间隙，用反射构造3020来覆盖发光元件的整个面，反射构造3020的成膜区域在P层、N层上分开地形成。其结果，在发光元件中必然就存在未被反射构造3020覆盖的区域。一般，在倒装芯片型的发光元件中，将半导体发光元件的生长基板305即蓝宝石基板的用于使半导体层生长的生长面的背面侧作为光的出射面即光提取面3018。因此，若在生长面侧存在未被反射构造3020覆盖的区域，则光从这里泄漏，例如在发光元件的封装和裸片之间反射等，从而存在无法将光有效地提取到外部的问题。为了说明该样子，图32示出在将图31的发光元件倒装芯片安装到安装基板309上的状态下，发光层308的光被反射的样子。如该图所示，从发光层308出射的光虽然在反射构造3020反射的分量(在图32中右侧的箭头所示的分量)能有效地从光提取面3018提取出，但未被反射的分量在例如安装基板309的安装面反射后，会产生被金属层等的发光元件的内部吸收的情况(在图32中的左侧的箭头所示的分量)。对这样的问题，本专利技术的专利技术者们如图33的截面图所示，研究在ITO膜3313设置电介质膜334，并使其直接与金属反射层3322接合，在p侧电极使用高反射率的金属反射膜与焊盘电极333进行连接的构成。但是，已经判明，若在金属反射层3322使用Al，则在Al和ITO膜3313的接触面，会因导通时的接触电位差而产生腐蚀，Al氧化，从而反射率降低。另外，即使使用Ag，也会产生离子迁移而同样地产生劣化。如此，已经明确，由于高反射率的金属反射层产生劣化，因此在要求高可靠性的照明等的领域中难以得到利用。
技术实现思路
本专利技术为了进一步消除这样的问题点而提出。本专利技术的主要目的在于提供提高了提取效率并使元件可靠性良好的半导体发光元件。为了达成上述的目的，本专利技术的第1半导体发光元件具备：包含活性区域8的半导体构造11；形成于所述半导体构造11的上表面的透光性导电层13；形成于所述透光性导电层13的上表面的电介质膜4；和形成于所述电介质膜4的上表面的金属反射层22；所述电介质膜4设有1个以上的开口部，以使得所述透光性导电层13部分地露出到外部，所述透光性导电层13介由开口部21与所述金属反射层22电接合，按照覆盖所述开口部21的方式部分地形成阻挡层24，使该阻挡层24介于所述透光性导电层13和所述金属反射层22之间。由此，通过隔着有阻挡层而避免了透光性导电层和金属反射层的直接接触的事态，防止了金属反射层的劣化，从而提高了氮化物系化合物半导体发光元件的可靠性。另外，根据该构成，金属反射层除了作为导电体的功能以外，还可以具有用于反射输出光的功能，能达成高的光输出。另外，第2半导体发光元件优选的是：所述电介质膜4由多层构成。由于电介质多层膜具有角度依存性，因此对倾斜分量的光也能维持高反射率，能实现高的提取效率。进而，第3半导体发光元件能由铝或其合金构成所述金属反射层22。由此，能利用反射率高的金属，并能通过阻挡层来抑制因与透光性导电层的接触而引起的劣化。进而，另外，第4半导体发光元件能由Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru、Os的群中的至少一种金属或其合金构成所述阻挡层24。进而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，其具备：包含活性区域的半导体构造；形成于所述半导体构造的上表面的透光性导电层；形成于所述透光性导电层的上表面的电介质膜；形成于所述电介质膜的上表面的金属反射层；和形成于所述金属反射层的上表面的焊盘电极，所述电介质膜设有1个以上的开口部，以使得所述透光性导电层部分地露出，所述透光性导电层介由所述开口部与所述金属反射层电接合，按照覆盖开口部的方式部分地形成阻挡层，使该阻挡层介于所述透光性导电层和所述金属反射层之间，使构成所述焊盘电极的n侧电极成为被分割为多个的小直径化电极，并分散配置。

【技术特征摘要】
2011.08.31 JP 2011-189889;2012.07.30 JP 2012-168941.一种半导体发光元件，其具备：包含活性区域的半导体构造；形成于所述半导体构造的上表面的透光性导电层；形成于所述透光性导电层的上表面的电介质膜；形成于所述电介质膜的上表面的金属反射层；和形成于所述金属反射层的上表面的焊盘电极，所述电介质膜设有1个以上的开口部，以使得所述透光性导电层部分地露出，所述透光性导电层介由所述开口部与所述金属反射层电接合，按照覆盖开口部的方式部分地形成阻挡层，使该阻挡层介于所述透光性导电层和所述金属反射层之间，使构成所述焊盘电极的n侧电极成为被分割为多个的小直径化电极，并分散配置。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，通过所述金属反射层来覆盖所述半导体构造的侧面。3.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其特征在于，覆盖所述半导体构造的侧面的所述金属反射层覆盖构成所述半导体构造的n型半导体层，且与覆盖构成所述半导体构造的p...

【专利技术属性】
技术研发人员：楠濑健，东直树，小川利昭，笠井久嗣，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP