半导体发光元件及其制造方法技术

本发明专利技术的实施方式提供一种能够提高效率的半导体发光元件及其制造方法。根据实施方式，半导体发光元件包含：基体；第1导电型的第1半导体层；第2导电型的第2半导体层，设置在所述基体与所述第1半导体层之间；第3半导体层，设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间；及金属层，设置在所述基体与所述第2半导体层之间。所述基体具有所述金属层侧的第1面及与所述第1面为相反侧的第2面。所述第2面为凸状。

【技术实现步骤摘要】
[相关申请]本申请享有以日本专利申请2015-51703号(申请日：2015年3月16日)作为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的所有内容。
本专利技术的实施方式涉及一种半导体发光元件及其制造方法。
技术介绍
发光二极管(LED)等半导体发光元件例如用于显示装置或照明等。如果将这种半导体发光元件形成在量产性优异的硅衬底上，那么容易产生因晶格常数及热膨胀系数等的差异而引起的缺陷及裂痕。由此，发光特性降低，效率降低。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种能够提高效率的半导体发光元件及其制造方法。根据本专利技术的实施方式，半导体发光元件包含：基体；第1导电型的第1半导体层；第2导电型的第2半导体层，设置在所述基体与所述第1半导体层之间；第3半导体层，设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间；及金属层，设置在所述基体与所述第2半导体层之间。所述基体具有所述金属层侧的第1面及与所述第1面为相反侧的第2面。所述第2面为凸状。附图说明图1(a)～(d)是例示实施方式的半导体发光元件的示意图。图2是例示实施方式的半导体发光元件的示意性剖视图。图3(a)～(g)是例示实施方式的半导体发光元件的制造方法的示意性剖视图。图4是例示实施方式的半导体发光元件的特性的曲线图。图5是例示实施方式的半导体发光元件的特性的曲线图。图6是例示实施方式的半导体发光元件的特性的曲线图。图7是例示实施方式的半导体发光元件的特性的曲线图。具体实施方式以下，一边参照附图，一边对本专利技术的各实施方式进行说明。此外，附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等未必与实际相同。另外，即便在表示相同部分的情况下，也会存在相互的尺寸或比率因附图而表示为不同的情况。此外，在本申请的说明书及各图中，对与关于已出现过的图在上文中已叙述过的要素相同的要素标注相同符号，并适当省略详细说明。图1(a)～图1(d)是例示实施方式的半导体发光元件的示意图。图1(a)是图1(b)的A1-A2线剖视图。图1(b)是从图1(a)的箭头AA观察的俯视图。图1(c)是将包含图1(b)所示的第6位置P6的区域放大的剖视图。图1(d)是将包含图1(b)所示的第7位置P7的区域放大的剖视图。如图1(a)所示，本实施方式的半导体发光元件110包含基体70、第1半导体层10、第2半导体层20、第3半导体层30、及金属层75。第1半导体层10为第1导电型。第2半导体层20设置在基体70与第1半导体层10之间。第2半导体层20为第2导电型。例如，第1导电型是n型，第2导电型是p型。也可以第1导电型为p型，第2导电型为n型。在以下的说明中，设为第1导电型为n型，第2导电型为p型。第3半导体层30设置在第1半导体层10与第2半导体层20之间。第3半导体层30包含发光层。第3半导体层30成为发光部。第1半导体层10、第2半导体层20及第3半导体层30例如使用氮化物半导体。第1半导体层10例如包含第1导电型(n型)的GaN层11。第1半导体层10例如含有Si。第2半导体层20例如包含p型的GaN层。第2半导体层20也可以含有p型的AlGaN。第2半导体层20例如含有Mg。第3半导体层30包含阱层及障壁层。阱层例如含有InGaN。障壁层例如含有GaN。障壁层也可以含有InGaN。此时，障壁层中的In的组成比低于阱层中的In的组成比。在该例中，还设置着低杂质浓度层12。在低杂质浓度层12与第3半导体层30之间配置第1半导体层10(GaN层11)。低杂质浓度层12中的杂质浓度(第1导电型的杂质浓度)低于GaN层11中的杂质浓度(第1导电型的杂质浓度)。低杂质浓度层12含有GaN、AlGaN及AlN中的至少任一种。在半导体发光元件110中，也可以将低杂质浓度层12省略或去除。第1半导体层10、第2半导体层20及第3半导体层30包含于积层体15。在设置低杂质浓度层12的情况下，低杂质浓度层12包含于积层体15。金属层75设置在基体70与第2半导体层20之间。金属层75例如为接合层。例如，第2半导体层20与金属层75电连接。在本实施方式中，半导体发光元件110还包含第1电极45及第2电极55。第1半导体层10的一部分(GaN层11的一部分)配置在第1电极45与金属层75之间。第1半导体层10的该一部分配置在第1电极45与第3半导体层30之间。第2电极55与金属层75电连接。在该例中，在第2电极55与基体70之间，配置金属层75。将从基体70朝向第2半导体层20的方向设为Z轴方向。将相对于Z轴方向垂直的一个方向设为X轴方向。将相对于Z轴方向及X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。将Z轴方向设为第1方向。在基体70之上设置金属层75，在金属层75的一部分之上设置第2电极55。在金属层75的另一部分之上，依序设置第2半导体层20、第3半导体层30及第1半导体层10。在本申请的说明书中，“设置在……上的状态”包含在第1要素之上与第1要素相接而设置第2要素的状态。进而，“设置在……上的状态”包含在第1要素之上设置第3要素，且在第3要素之上设置第2要素的状态。“形成在……上的状态”包含在第1要素之上与第1要素相接而形成第2要素的状态。进而，“形成在……上的状态”包含在第1要素之上形成第3要素，且在第3要素之上形成第2要素的状态。在该例中，还设置着导电层41。在导电层41与第3半导体层30之间设置第1半导体层10的一部分(GaN层11的一部分)。导电层41电连接于第1电极45。导电层41例如为细线电极。对第1电极45与第2电极55之间施加电压。电流经由第1半导体层10、金属层75及第2半导体层20被供给到第3半导体层30。从第3半导体层30发出光。光从第1半导体层10侧出射到半导体发光元件110的外部。半导体发光元件110例如为LED。在积层体15的表面(在该例中为低杂质浓度层12的表面)设置着凹凸10dp。通过凹凸10dp，提高光的提取效率。在本实施方式中，金属层75含有Ni、Ag、P及Sn中的至少任一种。基体70含有Si、氮化铝、及Al2-x-yInxGayO3(0≦x，y≦1)中的至少任一种。基体70例如使用硅衬底等。基体70也可以为例如金属衬底等。半导体发光元件110的X-Y平面上的形状例如为长方形(包含正方形)。将长方形的一个边的延伸方向设为X轴方向。将长方形的另一个边的延伸方向设为Y轴方向。半导体发光元件110具有沿Y轴方向的长度L1及沿X轴方向的长度L2。长度L1及长度L2中的至少任一长度对应于半导体发光元件110的芯片尺寸。在半导体发光元件110的X-Y平面上的形状为正方形的情况下，长度L1与长度L2相同，芯片尺寸设为长度L1。在半导体发光元件110的X-Y平面上的形状为除正方形以外的长方形的情况下，长度L1比长度L2长，芯片尺寸设为长度L1。如图1(a)所示，基体70具有第1面70a及第2面70b。第1面70a是金属层75侧的面。第2面70b是与第1面70a为相反侧的面。积层体15具有第3面15a及第4面15b。第3面15a是金属层75侧(基体70侧)的面。第4面15b是与第3面15a为相反侧的面。第3面15a例如是第2半导体层20侧的面。第4面15b例如是第1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，其特征在于具备：基体；第1导电型的第1半导体层；第2导电型的第2半导体层，设置在所述基体与所述第1半导体层之间；第3半导体层，设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间；以及金属层，设置在所述基体与所述第2半导体层之间；并且所述基体具有所述金属层侧的第1面及与所述第1面为相反侧的第2面；所述第2面为凸状。

【技术特征摘要】
2015.03.16 JP 2015-0517031.一种半导体发光元件，其特征在于具备：基体；第1导电型的第1半导体层；第2导电型的第2半导体层，设置在所述基体与所述第1半导体层之间；第3半导体层，设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间；以及金属层，设置在所述基体与所述第2半导体层之间；并且所述基体具有所述金属层侧的第1面及与所述第1面为相反侧的第2面；所述第2面为凸状。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第1半导体层包含氮化镓层；并且沿着与从所述基体朝向所述第2半导体层的第1方向交叉的第2方向的所述氮化镓层的晶格长度小于氮化镓的晶格常数。3.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其特征在于还具备：第1电极及第2电极；并且所述第1半导体层的一部分配置在所述第1电极与所述金属层之间；所述金属层与所述第2半导体层电连接；所述第2电极与所述金属层电连接。4.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件，其特征在于：所述第1电极与所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钟日，胜野弘，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP