半导体发光元件制造技术

一种半导体发光元件包括支撑结构体和发光结构体。所述支撑结构体包括 支撑基板和设置在所述支撑基板的一个表面上的支撑基板侧接合层。所述发光 结构体包括与所述支撑基板侧接合层接合的发光结构侧接合层；在所述发光结 构侧接合层的所述支撑基板侧的相反侧上设置的反射区域；以及半导体多层结 构，其包括设置在所述反射区域的所述发光结构侧接合层侧的相反侧上用于发 射具有预定波长的光的发光层和设置在所述发光层的所述反射区域侧的相反 侧用于漫反射光的光提取表面。所述反射区域包括由具有比所述半导体多层结 构低的折射率的材料构成的透明层和由金属材料构成的反射层。所述透明层具 有使得可以抑制由入射到所述透明层的光的多次反射所引起的干涉的厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有才是高的光提取效率的半导体发光元件。2. 背景4支术具有改善光提取效率的常规半导体发光元件(例如参见JP-A-2005-513787)是已知的，该半导体发光元件由导电支架；具有多层半导体层的半 导体多层结构，其包括发光层、金属反射层和多个界面电极，并且通过厚度d =A7(4n)的透明层形成在导电支架上；以及在半导体多层结构上形成的表面 电极构成，其中所述界面电极形成在除了表面电极之下的区域上。同时，腺 示由发光层所发出的光的波长，n是透明层的折射率。率，使得在入射到半导体层与透明层之间界面的光中，入射角大于全反射临界 角的光不能从该器件向外发射。在此，仅考虑垂直入射到半导体层与透明层之间界面的光，当透明层的厚 度d为d-A/(4n)时，反射区域的反射率变成最大，其中，通过将具有比构成 半导体多层结构的半导体层低的折射率的透明层夹在发射层和半导体多层结 构之间形成所述反射区域，如在JP-A-2005-513787的半导体发光元件一样。JP-A-2005-513787的半导体发光元件起到这样的作用，使得由发光层发出 的光可以通过反射层被反射到该元件之外，由于透明层的厚度限定为d二X7 (4n)，对于垂直入射到由透明层和金属层构成的反射区域的光，可以提高它的 反射性能，因此能够提高光的提取效率。此外，由于具有粗糙的半导体多层结 构表面，能够提高半导体发光元件的光提取效率。然而，在JP-A-2005-513787的半导体发光元件中，仅相对于垂直入射到反射区域的光，使透明层的厚度最优化。换言之，对于倾斜入射到反射区域的光组分，没有考虑最优化。因此，在JP-A-2005-513787的半导体发光元件中，倾 斜入射到反射区域的光可以在反射区域进行反复反射，从而减小其强度。因此， 在由发光层发出的光中，倾斜入射到反射区域的光难以从半导体发光元件中有 效地提取。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有提高的光提取效率的半导体发光元件，垂直 和倾斜入射到反射区域的光可以有效地从半导体发光元件中提取。 (I)根据本专利技术的一个实施方式，半导体发光元件包括 支撑结构体；和 发光结构体，其中，所述支撑结构体包括 支撑基板；和设置在所述支撑基板的一个表面上的支撑基板侧接合层，以及 所述发光结构体包括与所述支撑基板侧接合层接合的发光结构侧接合层； 在所述发光结构侧接合层的所述支撑基板侧的相反侧上设置的反射区域；和半导体多层结构，其包括设置在所述反射区域的所述发光结构侧接合层侧 的相反侧上用于发射具有预定波长的光的发光层和设置在所述发光层的所述 反射区域侧的相反侧上用于漫反射光的光提取表面，其中，所述反射区域包括由具有比所述半导体多层结构低的折射率的材料 构成的透明层和由金属材料构成的反射层，以及所述透明层具有使得可以抑制由入射到所述透明层的光的多次反射所？ 1 起的干涉的厚度。在上述实施方式(1)中，可以进行下面的修改和变化。(i) 所述透明层具有的厚度不小于通过由从所述发光层发出的光的中心波 长除以所述透明层的折射率所获得的值的大约一半。(ii) 所述透明层具有的折射率为约1.3 ~约3.0，并且厚度不小于通过由中心波长除以折射率所获得的值的约3/4。(iii) 所述透明层具有的折射率为约1.2 ~约3.0，并且厚度不小于通过由 中心波长除以折射率所获得的值的约5/4。(iv) 所述发光结构体还包括在所述反射层和所述半导体多层结构之间的表面和所述反射层电连接； 的表面电^及；以及所述支撑基板包括在所述支撑基板的所述支撑基板侧接合层侧的相反侧 的表面上的背面电^L。(v) 所述半导体多层结构还包括第 一导电型半导体层和不同于所述第 一导 电型的第二导电型半电导体层，所述发光层设置在所述第一导电型半导体层和 所述第二导电型半导体层之间；以及所述半导体多层结构还包括在所述光提取表面侧的所述第一导电型半导 体层的部分表面上的第一电极和在所述第二导电型半导体层的部分表面上的 第二电极。(vi) 所述界面电极形成在所述反射层侧的所述半导体多层结构表面的不 多于30%的面积上。(vii) 所述光提取表面包括不光滑的表面，其算术平均粗糙度不小于由光一个角，且所述至少一个角不为零。 维结构。(ix)所述反射层包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)或铝(Al)、或包含 选自金、银、铜和铝中的至少一种的合金。 附图说明参考附图，将更为详细的解释本专利技术，其中图1A是显示本专利技术第一优选实施方式中的半导体发光元件的示意性截面6图lB是显示第一实施方式中的半导体发光元件的俯-现图1C是显示第一实施方式中的半导体发光元件在透明层处切开的半导体发光元件顶部剖面图2A是显示第一实施方式中光输出与界面电极的面积占有率的关系图2B是显示第一实施方式中构成反射层的每种材料的反射率的图3A是显示反射区域的平均反射率的计算结果的图，其中透明层的折射率是1.45;图3B是显示反射区域的平均反射率的计算结果的图，其中透明层的折射 率是2.0;图4A-4K是显示制造第一实施方式半导体发光元件的方法的示意性截面图5是显示本专利技术第二优选实施方式的半导体发光元件的示意性截面图； 图6是显示本专利技术实施例2中的表面电极和界面电极的布置的俯视图；和 图7是显示本专利技术实施例3中的表面电极和界面电极的布置的俯视图。具体实施例方式通过参考附图在下文中描述本专利技术的优选实施方式。第一实施方式图1A是显示本专利技术第一优选实施方式的半导体发光元件的示意性截面 图。图1B是显示第一实施方式的半导体发光元件的俯视图。图1C是显示第一 实施方式的半导体发光元件在透明层处切开的半导体发光元件的顶部剖面图。半导体发光元件1的结构第一实施方式的半导体发光元件1包括半导体多层结构130，其包括作 为用于发射预定波长光的活性层的发光层135;与半导体多层结构130—侧的 部分表面电连接的表面电极110;以及设置在表面电极IIO上且用于引线接合 的盘电极(pad electrode ) 100。半导体发光元件l还包括与半导体多层结构130另一侧的部分表面电连接 的界面电极120、覆盖半导体多层结构130另一侧表面除了形成界面电极120 的区域之外的透明层140以及在不与半导体多层结构130接触的界面电极120和透明层140上形成的反射层150。反射区域由透明层140和反射层150构成。半导体发光元件1还包括在不与界面电极120和透明层140接触的反射层 150的表面上形成的阻挡层160以及在不与反射层150接触的阻挡层160的表 面上形成的发光结构侧接合层170。此外，半导体发光元件1包括与发光结构侧接合层170电连接和机械连接 的支撑基板侧接合层200、设置在不与发光结构侧接合层170接触的支撑基板 侧接合层200的表面上的接触电极210、设置在不与支撑基板侧接合层200接 触的接触电极210的表面上的导电支撑基板20和在不与接触电极210接触支 撑基板20的表面上形成的用于芯片焊接的背面电极220。如图1B所示(俯视图)，第一实施方式的半导体发光元件1形成为基本上 正方形。例如，半导体发光元件1的平面尺寸为垂直方向尺寸L1和水平方 向尺寸L1分别为约300|im。半导体发光元件1的厚度为约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，包括：　支撑结构体；和　发光结构体，　其中，所述支撑结构体包括：　支撑基板；和　设置在所述支撑基板的一个表面上的支撑基板侧接合层，以及　所述发光结构体包括：　与所述支撑基板侧接合 层接合的发光结构侧接合层；　在所述发光结构侧接合层的所述支撑基板侧的相反侧上设置的反射区域；和　半导体多层结构，其包括设置在所述反射区域的所述发光结构侧接合层侧的相反侧上用于发射具有预定波长的光的发光层和设置在所述发光层的所述反 射区域侧的相反侧上用于漫反射光的光提取表面，　其中，所述反射区域包括由具有比所述半导体多层结构低的折射率的材料构成的透明层和由金属材料构成的反射层，以及　所述透明层具有使得可以抑制由入射到所述透明层的光的多次反射所引起的干涉的厚 度。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：北野延明，新井优洋，饭塚和幸，
申请(专利权)人：日立电线株式会社，
类型：发明
国别省市：JP