半导体发光元件及其制造方法技术

本发明专利技术的半导体发光元件包括具有导电性的支持衬底（１）和具有发光功能的半导体区（３）和光反射层（２）。半导体区（３）包括ｎ型半导体层（６）、活性层（７）、ｐ型半导体层（８）和ｐ型辅助半导体层（９）。光反射层（２）由Ａｇ或Ａｇ合金构成，且配置在半导体区（３）和支持衬底（１）之间。该光反射层（２）通过接合在半导体区（３）的一方主面形成的由Ａｇ或Ａｇ合金构成的第一粘贴层和在支持衬底（１）的一方主面形成的由Ａｇ或Ａｇ合金构成的第二粘贴层来形成。光反射层（２）的侧面（２２）和半导体区（３）的侧面（２３）的任一方或两方被用以抑制迁移的保护层（６）覆盖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于显示器或灯等的。
技术介绍
半导体发光元件的具有发光功能的半导体区包括一般称为n型包层的n型半导体层、活性层、一般称为p型包层的p型半导体层。在一般的半导体发光元件中，具有发光功能的半导体区的成对的主面内的一侧成为光取出面。可是，从活性层不只向半导体区的一个主面侧发射光，也向另一主面侧发射光。因而，为了提高半导体发光元件的光取出效率，将从活性层向另一主面侧发射的光反射到一个主面侧显得很重要。为了实现上述的光反射，已知在支持半导体区的衬底的底面设置光反射层。但是，在该衬底的底面设置光反射层的半导体发光元件，存在因衬底的光吸收而难以大幅提高光取出效率的问题。另外，还知道在具有导电性的半导体衬底上形成发光用的半导体区，并在半导体衬底的底面设置例如阴极的结构的半导体发光元件。但是，该结构的半导体发光元件的半导体区和半导体衬底之间的电阻比较高。因此，该结构的半导体发光元件的阳极与阴极之间的正向电压(驱动电压)变大，半导体发光元件的耗电也变大。为了解决上述问题，在日本特开2002-217450号公报(以下，称为专利文献1)中公开在具有发光功能的半导体区和支持衬底之间设置光反射层。即，上述专利文献1中，在具有发光功能的半导体区的下面侧分散形成欧姆接触用的AuGeGa合金层，用Al等的金属反射层覆盖AuGeGa合金层的下面以及未被它覆盖的具有发光功能的半导体区的下面，另外，在该金属反射层上粘贴例如由具有导电性的硅构成的导电性支持衬底。AuGeGa合金层与例如AlGaInP等的III-V族化合物半导体比较良好地欧姆接触。因而，根据该结构，能够降低阳极与阴极之间的正向电压。另外，能够用金属反射层反射从具有发光功能的半导体区向导电性支持衬底侧射出的光，因此能够得到高的发光效率。但是，在上述专利文献1所记载的发光元件中，AuGeGa合金层虽然比较良好地得到与化合物半导体的低电阻性接触，但具有光反射率低的性质，另一方面，金属反射层具有良好的反射率，但具有不能与化合物半导体以低电阻性接触的性质。因此，难以同时得到低的正向电压和高的发光效率。可考虑代替AuGeGa合金层与Al反射层而在发光半导体区和支持衬底之间配置Ag(银)层或Ag合金层。Ag层及Ag合金层对发光半导体区的欧姆接触性与光反射性均优于Al。可是，光反射率较高的Ag、Ag合金、A1随着时间的经过或温度变化或者时间和温度两方面的原因而容易引起迁移(migration)即移动。因迁移而金属附着在发光半导体区侧面的n型半导体层和p型半导体层之间时，两者间成为短路状态，当恒流驱动半导体发光元件时，阳极/阴极间电压降低且光输出也降低。另外，传统的半导体发光元件中存在发光半导体区的侧面并没有有效利用到光的取出的问题。
技术实现思路
本专利技术的课题是不能容易得到发光效率及可靠性高的半导体发光元件。因而，本专利技术的目的在于提供发光效率及可靠性高的半导体发光元件。为解决上述课题构思而成的本专利技术的半导体发光元件，其中包括支持衬底；在所述支持衬底的一方主面配置且由金属或合金形成的导电体层；设有与所述导电体层电连接的一方主面和用以取出光的另一主面且至少包含所述一方主面侧配置的第一导电型半导体层和在所述另一主面侧配置的第二导电型半导体层的发光用半导体区；与所述半导体区的所述第二导电型半导体层连接的电极；以及覆盖所述导电体层的侧面和所述半导体区的侧面的任一方或两方且具有高于所述导电体层及所述半导体区的电阻率的保护层，以抑制所述导电体层中包含的金属的迁移导致的所述发光用半导体区的特性劣化。还有，本专利技术中的光指的是从所述半导体区发射的光。所述保护层最好由无机化合物构成。所述保护层最好是包含构成所述导电体层的元素的绝缘物质层，或者包含构成所述半导体区的元素且具有高于所述半导体区的电阻率的高电阻层。所述保护层可由以下的层构成由包含构成所述导电体层的元素的绝缘物质层或者包含构成所述半导体区的元素且具有高于所述半导体区的电阻率的高电阻层构成的第一层；由至少覆盖所述第一层的一部分的无机化合物或有机化合物构成的第二层。所述保护层最好具有光透射性。所述导电体层是导电率大于所述半导体区的金属或合金，最好由银或银合金或者铝或铝合金构成。所述导电体层最好通过粘贴由在所述半导体区的一方主面配置的金属或合金构成的第一层和由在所述支持衬底的一方主面配置的金属或合金构成的第二层来构成。所述半导体区的另一主面可具有大于所述一方主面的表面积，所述半导体区的侧面倾斜，且所述保护层具有光反射性。所述半导体区最好还包括配置在第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层。最好，至少在所述活性层的侧面配置所述保护层。若至少在所述活性层的侧面及所述导电体层的侧面配置所述保护层，则更理想。所述半导体发光元件最好经过以下工序制造准备用以生长半导体的生长用衬底的工序；在所述生长用衬底的一方主面上用气相生长法形成至少包含第一导电型半导体层和第二导电型半导体层的半导体区的工序；准备支持衬底的工序；在所述半导体区的一方主面和所述支持衬底的一方主面之中的至少一方形成由金属或合金构成的导电体层的工序；隔着所述导电体层粘贴所述支持衬底的一方主面和所述半导体区的一方主面的工序；在所述粘贴工序之前或之后除去所述生长用衬底的工序；在所述半导体区的另一主面侧的半导体层上形成电极的工序；以及为了抑制因所述导电体层中包含的金属的迁移导致的所述发光用半导体区的特性劣化，在所述导电体层的侧面和所述半导体区的侧面中的任一方或两方上形成具有高于所述导电体层及所述半导体区的电阻率的保护层的工序。依据本专利技术，半导体区和导电体层中任一方或两方的侧面被保护层覆盖，因此能够抑制半导体区侧面的漏电流。即，半导体区的侧面被保护层覆盖时，即便发生导电体层的金属的迁移，也通过保护层阻止第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的短路。另外，导电体层的侧面被保护层覆盖时，导电体层的金属的迁移因保护层而受抑制，阻止第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的短路。另外，半导体区的侧面和导电层的侧面均被保护层覆盖时，能够良好地阻止金属的迁移导致的短路。附图说明图1是表示本专利技术实施例1的半导体发光元件的剖视图。图2是表示在图1的半导体发光元件的制造阶段的生长用半导体衬底和半导体区的剖视图。图3是表示在图2的半导体区的主面上设置第一粘贴层时的剖视图。图4是表示带有第二粘贴层的支持衬底的剖视图。图5是表示在支持衬底上粘贴半导体区时的剖视图。图6是表示从图5除去生长用半导体衬底后的支持衬底和半导体区的剖视图。图7表示本专利技术的实施例与传统例的半导体发光元件的通电时间和光输出及电压之间的关系。图8是表示实施例2的半导体发光元件的剖视图。图9是表示实施例3的半导体发光元件的剖视图。图10是表示实施例4的半导体发光元件的剖视图。图11是表示实施例5的半导体发光元件的剖视图。图12是表示实施例6的半导体发光元件的剖视图。图13是表示实施例7的半导体发光元件的剖视图。图14是表示实施例8的半导体发光元件的剖视图。(符号说明)1支持衬底，2光反射层，3半导体区，4第一电极，5第二电极，6保护层。具体实施例方式以下，参照图1～图14，说明本专利技术实施方式的半导体发光元件。实施例1图1所示的作为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，其中包括：支持衬底；在所述支持衬底的一方主面配置且由金属或合金形成的导电体层；设有与所述导电体层电连接的一方主面和用以取出光的另一主面且至少包含所述一方主面侧配置的第一导电型半导体层和在所述另一主 面侧配置的第二导电型半导体层的发光用半导体区；与所述半导体区的所述第二导电型半导体层连接的电极；以及覆盖所述导电体层的侧面和所述半导体区的侧面的任一方或两方且具有高于所述导电体层及所述半导体区的电阻率的保护层，以抑制所述导电 体层中包含的金属的迁移导致的所述发光用半导体区的特性劣化。

【技术特征摘要】
JP 2004-9-29 283566/041.一种半导体发光元件，其中包括支持衬底；在所述支持衬底的一方主面配置且由金属或合金形成的导电体层；设有与所述导电体层电连接的一方主面和用以取出光的另一主面且至少包含所述一方主面侧配置的第一导电型半导体层和在所述另一主面侧配置的第二导电型半导体层的发光用半导体区；与所述半导体区的所述第二导电型半导体层连接的电极；以及覆盖所述导电体层的侧面和所述半导体区的侧面的任一方或两方且具有高于所述导电体层及所述半导体区的电阻率的保护层，以抑制所述导电体层中包含的金属的迁移导致的所述发光用半导体区的特性劣化。2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于所述保护层由无机化合物构成。3.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于所述保护层是包含构成所述导电体层的元素的绝缘物质层，或者包含构成所述半导体区的元素且具有高于所述半导体区的电阻率的高电阻层。4.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于所述保护层由以下的层构成由包含构成所述导电体层的元素的绝缘物质层或者包含构成所述半导体区的元素且具有高于所述半导体区的电阻率的高电阻层构成的第一层；以及由至少覆盖所述第一层的一部分的无机化合物或有机化合物构成的第二层。5.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于所述保护层具有光透射性。6.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于所述导电体层由银或银合金或铝或铝合金构成。7.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：青柳秀和，加藤隆志，松尾哲二，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]