半导体光器件和其制造方法技术

本发明专利技术提供具有比以往优异的光提取效率或光吸收效率且降低了布线电极部的剥离率的半导体光器件和其制造方法。在本发明专利技术的半导体光器件中，在半导体层(110)的成为发光面或受光面的表面设有布线电极部(120)，布线电极部(120)的线宽(W1)为2μm以上且为5μm以下，布线电极部(120)具有形成于半导体层(110)上的金属层(121)和形成于金属层(121)上的导电性硬质膜(122)，导电性硬质膜(122)的硬度高于金属层(121)的硬度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体光器件和其制造方法
本专利技术涉及半导体光器件和其制造方法。
技术介绍
半导体光器件的种类大体分为发光型和受光型。作为发光型半导体光器件，公知有一种以从红外到深紫外的特定波长为中心波长来发光的半导体发光元件(LED)。另外，作为受光型半导体光器件，公知有将光信号、光能转换为电信号的半导体受光元件、将太阳光等的光能转换为电能的太阳能电池等。在这些半导体光器件之中，例如在发光型的半导体发光元件中，通过使电流流过pn结部件来将电流转换为光能并进行发光。作为实现提高半导体发光元件的发光效率的手段之一，要求一种提高从半导体层中的发光层发出的光的提取效率的技术。另外，在受光型的半导体受光元件和太阳能电池中，在pn结部件处接收到的光通过光电动势效应被转换成电能，得到的电能用于受光传感器和发电等用途。为了在半导体受光元件中高灵敏度化或提高聚光效率、在太阳能电池中提高光转换效率，要求一种提高光的吸收效率的技术。作为这样的提高光提取效率或光吸收效率的技术，公知的是使发光面和受光面粗糙化。例如，在专利文献1中，公开了一种将具有发光层和表面层的半导体层叠体浸渍于硝酸水溶液而使所述表面层的表面粗糙化的半导体发光装置的制造方法，该表面层包含Ga(1－x)AlxAs层(0≤x＜0.8)，该表面层用于将从所述发光层放出的光向外部提取。采用专利文献1的技术，通过提高从半导体结晶内部提取光的光提取效率，能够制造提高了光输出的半导体发光装置。另外，在专利文献2中，公开了一种红外线传感器，该红外线传感器包括红外线透过部和红外线检测部，在该红外线传感器中，使红外线透过部的外表面为凹凸面。例如，半导体发光元件通常构成为，利用一对电极部电气夹持包含n型半导体层、发光层(也称作活性层)以及p型半导体层的半导体层叠体。这样的半导体发光元件公开在专利文献3中。即，一种半导体发光元件，其包括：导电性支承基板：金属层，其设置在该所述导电性支承基板上；以及发光部，其由InGaAlP系半导体形成，该InGaAlP系半导体包含n型包层、活性层以及p型包层，在所述发光部之上设置电流扩散层，将所述电流扩散层的与同所述发光部相接触的面相反的面作为光提取面，其中，在所述金属层与所述发光部之间形成第1欧姆布线电极部，在所述光提取面之上设置台座电极和第2欧姆布线电极部，并进一步形成将台座电极和第2欧姆布线电极部电连接的连接细线图案。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011－100829号公报专利文献2：日本特开2001－004442号公报专利文献3：日本特开2007－258326号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，当对专利文献3所记载那样的半导体发光元件施加电压时，自发光层放射出光，该光各向同性地朝向所有方向放射。这样的光中的、朝向靠光提取面侧的电极部放射的光被电极部遮挡，因此，成为光提取效率降低的一个原因。即使在受光面设有电极部的形态的半导体受光元件和太阳能电池中，同样由于电极部遮挡入射光，因此成为使光吸收效率降低的一个原因。为了改善半导体光器件的光提取效率和光吸收效率，本专利技术人着眼于在半导体层的表面设置的电极中的、布线电极部的线宽。其原因是，考虑到，若使布线电极部的线宽小于以往所使用的线宽，则被电极部遮光的面积会变小，即，若为发光型半导体光器件即半导体发光元件，则发光面上的发光面积会增大，因此能够改善光提取效率。特别是，本专利技术人考虑的是，如专利文献3那样，在金属层与发光部之间形成中间电极且在发光面之上设有焊盘电极和布线电极部的半导体发光元件中，由于电流集中于发光面的电极周缘部，因此，电极周缘部处的发光功率较大，通过使线宽较小来改善光提取效率的效果是否会非常高。另外，本专利技术人考虑的是，在受光型半导体光器件即半导体受光元件和太阳能电池中，通过使布线电极部的线宽较细，是否也能够改善光吸收效率。然而，本专利技术人试验性地制作了使布线电极部的线宽小于以往的布线电极部的线宽的半导体发光元件，结果发现，虽然如当初预测那样能够提高发光功率，但发现了布线电极部变得容易剥离这样的新课题。因此，本专利技术的目的在于，提供具有比以往优异的光提取效率或光吸收效率且降低了布线电极部的剥离率的半导体光器件和其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人对于解决上述课题的方法进行了深入研究，为了降低布线电极部的剥离率而关注到包含金属层的布线电极部的构造，并想到设置具有防剥离效果的保护层。然后，本专利技术人进行了深入研究，结果发现，通过在金属层上设置作为保护层的导电性硬质膜，能够显著地降低布线电极部的剥离率，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的主旨构成如以下所述。(1)一种半导体光器件，在半导体光器件中，在半导体层的成为发光面或受光面的表面设有布线电极部，该半导体光器件的特征在于，所述布线电极部的线宽为2μm以上且为5μm以下，所述布线电极部具有形成于所述半导体层上的金属层和形成于该金属层上的导电性硬质膜，所述导电性硬质膜的硬度高于所述金属层的硬度。(2)根据所述(1)所述的半导体光器件，其中，在所述布线电极部的周缘部的下方与所述半导体层之间存在空隙。(3)根据所述(2)所述的半导体光器件，其中，所述半导体层的表面包含平坦面区域和粗糙面区域，所述半导体层的表面与所述布线电极部之间的接合中心部处的所述半导体层的表面是所述平坦面区域，且所述空隙由所述粗糙面区域构成。(4)根据所述(3)所述的半导体光器件，其中，所述接合中心部处的所述平坦面区域的线宽为1.0μm以上。(5)根据所述(3)或(4)所述的半导体光器件，其中，在所述接合中心部处，所述平坦面区域的线宽比所述布线电极部的线宽小0.5μm以上。(6)根据所述(1)～(5)中任一项所述的半导体光器件，其中，所述导电性硬质膜的厚度为0.4μm以上且为1.7μm以下。(7)根据所述(1)～(6)中任一项所述的半导体光器件，其中，所述导电性硬质膜是从由Ti、Ta、Cr、W、Mo、V组成的组中选择的1种或两种以上的金属元素的氮化物。(8)根据所述(1)～(7)中任一项所述的半导体光器件，其中，所述半导体层包含n型半导体层、发光层、以及p型半导体层，所述表面是所述n型半导体层和所述p型半导体层中的任一者的表面。(9)一种半导体光器件的制造方法，其包含在半导体层的成为发光面或受光面的表面形成布线电极部的布线电极部形成工序，该半导体光器件的制造方法的特征在于，所述布线电极部的线宽为2μm以上且为5μm以下，所述布线电极部形成工序包含在所述半导体层的表面上形成金属层的第1工序和在该金属层上形成导电性硬质膜的第2工序。(10)根据所述(9)所述的半导体光器件的制造方法，其中，该半导体光器件的制造方法包含空隙形成工序，该空隙形成工序在所述布线电极部形成工序之后进行，利用该空隙形成工序，在所述布线电极部的周缘部的下方与所述半导体层之间形成空隙。(11)根据所述(10)所述的半导体光器件的制造方法，其中，在所述空隙形成工序中，对所述半导体层的表面进行湿蚀刻，在使位于所述布线电极部的周缘部的下方的所述半导体层的表面粗糙化的同时形成所述空隙。专利技术的效果采用本专利技术，能够提供如下半导体光器件和其制造方法，在该半导体光器件中，由于在布线电极部的金属层上设有导电性硬质膜，因此具有比以往优异本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体光器件，在该半导体光器件中，在半导体层的成为发光面或受光面的表面设有布线电极部，该半导体光器件的特征在于，所述布线电极部的线宽为2μm以上且为5μm以下，所述布线电极部具有形成于所述半导体层上的金属层和形成于该金属层上的导电性硬质膜，所述导电性硬质膜的硬度高于所述金属层的硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 JP 2016-0488201.一种半导体光器件，在该半导体光器件中，在半导体层的成为发光面或受光面的表面设有布线电极部，该半导体光器件的特征在于，所述布线电极部的线宽为2μm以上且为5μm以下，所述布线电极部具有形成于所述半导体层上的金属层和形成于该金属层上的导电性硬质膜，所述导电性硬质膜的硬度高于所述金属层的硬度。2.根据权利要求1所述的半导体光器件，其中，在所述布线电极部的周缘部的下方与所述半导体层之间存在空隙。3.根据权利要求2所述的半导体光器件，其中，所述半导体层的表面包含平坦面区域和粗糙面区域，所述半导体层的表面与所述布线电极部之间的接合中心部处的所述半导体层的表面是所述平坦面区域，且所述空隙由所述粗糙面区域构成。4.根据权利要求3所述的半导体光器件，其中，所述接合中心部处的所述平坦面区域的线宽为1.0μm以上。5.根据权利要求3或4所述的半导体光器件，其中，在所述接合中心部处，所述平坦面区域的线宽比所述布线电极部的线宽小0.5μm以上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体光器件，其中，所述导电性硬质膜的厚度为0.4μm以上且为1.7μm以下。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：田崎宽郎，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP