半导体发光元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种可以控制电流、电流密度能够最佳化、且可以高亮度化的半导体发光元件及其制造方法。该半导体发光元件的特征在于，由半导体基板构造和发光二极管构造构成，其中，半导体基板构造具有：半导体基板（１０）、在半导体基板（１０）的第１表面上配置的第１金属层（２１）、以及在半导体基板的第２表面上配置的第２金属层（２２），发光二极管构造配置在半导体基板构造上，且具有：第３金属层（２０）、在第３金属层（２０）上配置且由透明绝缘膜（１２）和电流控制电极（１８）构成的电流控制层（１２、１８）、以及在电流控制层（１２、１８）上配置的外延生长层（１４），并且，使用第１金属层（２１）和第３金属层（２０），来粘贴半导体基板构造和发光二极管构造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别地涉及电流可以控 制、电流密度能够最佳化、且可以高亮度化的。
技术介绍
为了将发光二极管(LED: Light Emitting Diode)高亮度化，作为光 的反射层，提出有在基板和由多量子阱(MQW: Multi-Quantum Well)层构成的活性层之间形成金属反射层的构造。作为形成这样的金属反射层的 方法，例如公开有发光二极管层的基板的晶片接合(wafer bonding)(粘贴) 技术(例如，参照专利文献1和专利文献2)。另一方面，关于通过加工表面电极图案形状，来相对地减少电极正下 的无效发光并改善外部量子效率的LED也已经被公开(例如，参照专利 文献3和4)。一般地，LED即使增大电流密度，发光效率也不能无限地增大。这是 由于如果温度上升则发光复合就减少的缘故。这里，必须使得相对于芯片 大小发光效率成为最佳的电流密度。但是，施加高电流时，增大芯片大小在产品的大小方面变得困难。并 且，虽然可以通过并联地连接较小的芯片，来分散电流达到最佳的电流密 度，但是封装变大，芯片键合(die bonding)或引线键合(wire bonding) 等的装配安装工序变得复杂。因此，现有的LED构造中，不能进行最佳 的电流密度控制。特开平6-302857号公报美国特许第5， 376， 580号说明书特开平05-145119号公报特开平06-005921号公报这里，存在通过控制导通电流，来固定芯片大小，且采用不排列较小 的芯片的方法，来制作取得最佳电流密度的LED构造的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种电流可以控制、电流密度能够最佳化、且可 以高亮度化的。本专利技术的目的为提供一种采用晶片接合技术来使电流可以控制、电流 密度能够最佳化、且可以高亮度化的。根据为达到上述目的本专利技术的一个方式，提供一种半导体发光元件， 其由下述半导体基板构造和发光二极管构造构成，其中，半导体基板构造具有半导体基板、在上述半导体基板的第1表面上配置的第1金属层、以及在上述半导体基板的第2表面上配置的第2金属层，发光二极管构造配置在上述半导体基板构造上，且具有第3金属层、在上述第3金属层上配置且由透明绝缘膜和电流控制电极构成的电流控制层、在上述电流控制层上配置的外延生长(epitaxial growth)层、以及在上述外延生长层上 配置的表面电极，并且，使用上述第1金属层和上述第3金属层，来粘贴 上述半导体基板构造和上述发光二极管构造。根据本专利技术的其他的方式，提供一种半导体发光元件，具有外延生 长层、在上述外延生长层的第1表面上配置的表面电极、在上述外延生长 层的第2表面上配置的透明绝缘膜、对上述透明绝缘膜图案化并配置在上 述第2表面上的电流控制电极、以及在上述透明绝缘膜和上述电流控制电 极上配置的金属层。根据本专利技术的其他的方式，提供一种半导体发光元件的制造方法，具有准备半导体基板的工序、在上述半导体基板的第1表面上形成第1金属层的工序、在上述半导体基板的第2表面上形成第2金属层的工序、准 备外延生长层的工序、在上述外延生长层上形成透明绝缘膜的工序、对上 述透明绝缘膜图案化并形成与上述外延生长层连接的多个电流控制电极 的工序、在由上述透明绝缘膜和上述多个电流控制电极构成的电流控制层 上形成第3金属层的工序、以及通过热压接(thermocompression)粘贴上述第1金属层和上述第3金属层的工序。根据本专利技术的其他的方式，提供一种半导体发光元件的制造方法，具 有准备外延生长层的工序、在上述外延生长层的第1表面上形成透明绝 缘膜的工序、对上述透明绝缘膜图案化并在上述第1表面上形成电流控制 电极的工序、在由上述透明绝缘膜和上述电流控制电极构成的电流控制层 上形成第1金属层的工序、以及在上述外延生长层的第2表面上形成第2 金属层的工序。根据本专利技术的第l实施方式，具有如下特征点，在基板和半导体外延 生长层之间放入透明绝缘膜，通过对该透明绝缘膜图案化，来限制电流的 流动的场所。根据本专利技术的第2实施方式，具有如下特征点，在半导体外延生长层 上配置透明绝缘膜，通过对该透明绝缘膜图案化，来限制电流的流动的场所。根据本专利技术的，'能够提供可以控制电 流、电流密度能够最佳化、且可以高亮度化的。根据本专利技术的，能够提供通过采用晶片 接合技术，可以控制电流、电流密度能够最佳化、且可以高亮度化的半导 体发光元件及其制造方法。附图说明图1是本专利技术第1实施方式涉及的半导体发光元件的基本的示意的剖 面构造图。图2是本专利技术第1和第2实施方式涉及的半导体发光元件的表面电极的平面图案构成图。图3是本专利技术第1和第2实施方式涉及的半导体发光元件的透明绝缘膜的平面图案构成图。图4是本专利技术的第1实施方式涉及的半导体发光元件的基本的说明 图，(a)4分割LED的透明绝缘膜的平面图案构成例，(b)4分割LED的 表面电极的平面图案构成例，(c)说明4分割LED的表面电极和透明绝缘膜的平面图案的上下的配置关系的图，(d)4分割LED的示意的电路构 成图，(e)外延生长层14以及由在外延生长层14上配置的透明绝缘膜12 和电流控制电极18构成的电流控制层的示意的俯视图，(f)由粘合技术对 在上下面上形成了金属层的半导体基板10和图4 (e)的构造进行层叠化 的构造的示意的俯视图，(g)形成了表面电极16的平面图案构造的示意 的俯视图。图5是本专利技术第1实施方式涉及的半导体发光元件中，(a)较大的 LED， (b) 4分割LED的示意的构成图。图6是本专利技术第1实施方式涉及的半导体发光元件中，对将间距 (pitch)大小作为参数的光束Ow(lm)和正向电流IKmA)的关系进行表示的特性图。图7是本专利技术第1和第2实施方式涉及的半导体发光元件的表面电极 的另外的平面图案构成图。图8是本专利技术第1和第2实施方式涉及的半导体发光元件的表面电极 的另外的平面图案构成图。图9是本专利技术第1实施方式涉及的半导体发光元件的制造方法的说明 图，(a)在外延生长层14上形成由透明绝缘膜12和电流控制电极18构 成的电流控制层(12、 18)，进而形成第3金属层的工序图，(b)在电流 控制层(12、 18)上形成了第3金属层的构造的示意的俯视图，(c)在上 下面上形成了第1金属层21、第2金属层22的半导体基板10的示意的俯 视图，(d)通过热压接粘合了第3金属层20和第1金属层21的构造的示 意的俯视图，(e)在外延生长层14上形成表面电极16的图案的工序图， (f)完成了构造的示意的俯视图。图10是本专利技术第2实施方式涉及的半导体发光元件的制造方法的说 明图，(a)在外延生长层14上形成由透明绝缘膜12和电流控制电极18 构成的电流控制层(12、 18)，进而形成第3金属层20的工序图，(b)在 电流控制层(12、 18)上形成了第3金属层20的构造的示意的俯视图，(c) 在外延生长层14上形成表面电极16的图案的工序图，(d)完成了构造的 示意的俯视图。符号的说明io...半导体基板12...透明绝缘膜14...外延生长层16...表面电极18...电流控制电极20、 21、 22...金属层(Au层)24...中心电极25、 32...周边电极26...耦合电极28...开口部具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，其特征在于，　由半导体基板构造和发光二极管构造构成，上述半导体基板构造具有：半导体基板；在上述半导体基板的第１表面上配置的第１金属层；以及在上述半导体基板的第２表面上配置的第２金属层，上述发光二极管构造配置在上述半 导体基板构造上，具有：第３金属层；配置在上述第３金属层上且由透明绝缘膜和电流控制电极构成的电流控制层；在上述电流控制层上配置的外延生长层；以及在上述外延生长层上配置的表面电极，　使用上述第１金属层和上述第３金属层，来粘贴上述半导体基板 构造和上述发光二极管构造。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高尾将和，千田和彦，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]