氮化物半导体发光元件制造技术

本发明专利技术涉及一种氮化物半导体元件，其基板上包括ｎ侧氮化物半导体层和ｐ侧氮化物半导体层，ｐ侧氮化物半导体层上形成有透光电极（１０），且形成有用于与外部电路连接的ｐ侧焊盘电极（１４），ｎ侧氮化物半导体层上形成有用于与外部电路连接的ｎ侧焊盘电极（１２），并从ｐ侧氮化物半导体层一侧观测发光，并在与上述基板的主面垂直的面内，将上述透光电极（１０）及／或上述ｐ侧氮化物半导体层的端面所具有的与上述基板的主面之间所形成的角度即锥角，根据其从上述基板的上面观测时的位置的不同而具有设定成不同的角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包含用通式InxAlyGai_x_yN(0S x <1、 0^y〈l)表示 的氮化物半导体的氮化物半导体发光元件，尤其涉及一种用于与外部电路 连接的焊盘电极所占面积比较大的小型氮化物半导体发光元件。
技术介绍
一般的氮化物半导体发光元件，通常是在蓝宝石、SiC、 GaN等基板上， 至少层叠n侧氮化物半导体层和p侧氮化物半导体层，并通过从p侧向n 侧通电来使其发光。P侧半导体层上形成有通过引线焊接方式等用于与外 部电源正极连接的P侧焊盘电极，n侧氮化物半导体层上形成有用于与电 源负极连接的n测焊盘电极。使用蓝宝石等绝缘基板时，则去除部分p侧 氮化物半导体层而露出n侧氮化物半导体层，在其上面形成n侧焊盘电极。 另一方面，使用SiC、 GaN基板等导电基板时，则在基板背面直接形成n 侧焊盘电极。这种氮化物半导体发光元件，通常将P侧氮化物半导体层一侧作为发 光观测面，并在P侧氮化物半导体层上形成有均匀扩散电流的透光电极(如 日本专利文献1或2)。透光电极几乎覆盖了 p侧氮化物半导体层的整个表 面，并起到向整个P侧氮化物半导体层扩散电流的作用，且由金属薄膜等 透光材料构成而不遮住发光。日本专利文献l:特开平6—338632号公报日本专利文献2:特开平10—144962号公报
技术实现思路
上述氮化物半导体发光元件中，因P侧焊盘电极和n侧焊盘电极具有 遮旋光性，所以除p侧焊盘电极与n侧焊盘电极之外，p侧氮化物半导体 层的上表面基本上都为发光区域。但是随着氮化物半导体发光芯片小型化 的发展，P侧焊盘电极和n侧焊盘电极在元件中所占面积比增大，从而确 保外部量子效率就成为重要课题。即，因P侧焊盘电极和n侧焊盘电极仅 需具备可进行引线焊接等的大小，所以即是芯片小型化，它们的大小也基 本上是固定的。因此元件越小，由P侧焊盘电极和n侧焊盘电极构成的遮 光部分所占面积比就越大，从而难以有效取出半导体层中所产生的发光。因此本专利技术的目的在于，提供一种在P侧氮化物半导体层上形成透光 电极和P侧焊盘电极并通过透光电极观测发光的氮化物半导体元件中能够 有效取出发光的新型的元件结构。在将透光电极和P侧焊盘电极形成于P侧氮化物半导体层上，通过透 光电极观测发光的氮化物半导体发光元件中，相应于电流流通起点的P侧 焊盘电极以及n侧焊盘电极的配置、决定发光区域的透光电极以及p侧氮 化物半导体层的形状等因素，在其表面上形成发光分布区域。特别是远离 P侧焊盘电极和n侧焊盘电极的末端部，因电流不能充分流通，所以发光 强度呈减弱趋势。随着芯片的小型化，由于发光区域变窄，因此末端部发 光强度减弱的影响则相对变大。本专利技术的专利技术人发现，通过缩小透光电极 和p侧氮化物半导体层的端面锥角，能够改善发光区域末端部位的发光强 度，并由此完成了本专利技术。即本专利技术所涉及的氮化物半导体发光元件，其基板上具有n侧氮化物 半导体层和P侧氮化物半导体层；在上述P侧氮化物半导体层上形成有透 光电极；并形成有用于与外部电路连接的P侧焊盘电极；在上述n侧氮化 物半导体层上形成有用于与外部电路连接的n侧焊盘电极；从p侧氮化物 半导体层一侧观测发光，其特征在于，将上述透光电极及/或上述P侧氮 化物半导体层的端面锥角，根据其位置设定成不同的角度。釆用本专利技术，通过将上述透光电极及/或上述P侧氮化物半导体层的 端面锥角，根据其位置设定成不同的角度，能够提高末端部位的光取出效 率而实现更为均匀的发光。例如，根据P侧焊盘电极和n侧焊盘电极的位 置关系，对于电流难以流通、发光较弱的末端部，如果控制透光电极及/或P侧氮化物半导体层的端面锥角，使其变小，则能够提高该末端部的光 取出效率，从而提高发光的均匀性。在此，通过缩小透光电极及/或P侧 氮化物半导体层的端面锥角，能够抑制发光强度变弱的理由是其一，对 于在半导体层内多重反射并横向传播的光成分，用端面改变其反射角，从 而可抑制多重反射；其二，能够增加从端面射向上方(发光观测方向)的 光线。本专利技术的效果将随芯片的小型化而益发显著。即芯片越小，发光区 域中端面所占面积比越大，调控端面锥角所产生的效果愈加明显。本专利技术中，所述"端面的锥角"是指在垂直于基板主面的平面上，于 透光电极和P侧氮化物半导体层的端面(侧面)与基板主面之间所成的角 度。"发光最强区域"或"发光最弱区域"是指当观测氮化物半导体发光 元件的P侧氮化物半导体层表面的亮度分布时，该部分中亮度最大的区域 或亮度最小的区域。"发光相对较弱区域"是指当观测氮化物半导体发光 元件的P侧氮化物半导体层表面的亮度分布时，该部分中亮度弱于整个P 侧氮化物半导体层表面平均亮度的部分。另外、"上窄下宽形状"是指随着靠近前端，其宽度逐渐变窄的平面形 状，只要宽度逐渐变窄，最前端也可以是弧形。本专利技术所涉及的氮化物半 导体发光元件中，"上"或"上面"是指在P侧氮化物半导体层一侧上或P侧氮化物半导体层一侧的面；"下"或"下面"是指在n侧氮化物半导体 层一侧上或n侧氮化物半导体层一侧的面。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的氮化物半导体发光元件的俯 视图。图2是表示图1中A—A'线截面的截面图。图3A是表示放大图1所示氮化物半导体发光元件一部分的俯视图。 图3B是表示放大图1所示氮化物半导体发光元件一部分的截面图。 图4A是表示透光电极和p层的端面垂直于基板主面的状态下光的行进 方式的模式图。图4B是表示在透光电极和p层的端面具有锥角的状态下光的行进方式 的模式图。图5是表示图3B另一变化模式的截面图。图6A是表示激光划片的一道工序的截面模式图。图6B是表示图6A的下一道工序的截面模式图。图6C是表示图6B的下一道工序的截面模式图。图7是表示激光划片后划槽的截面模式图。图8A是表示激光划片后芯片的截面形状的模式图。图8B是表示喷射加工后芯片的截面形状的模式图。图8C是表示图8B的A部的局部放大截面图。图9是表示激光划片后元件的端面附近的光行进方式的模式图。图10表示本专利技术的实施方式3所涉及的氮化物半导体发光元件的俯视图。图11表示本专利技术的实施方式4所涉及的氮化物半导体发光元件的俯视图。图12表示本专利技术的实施方式5所涉及的氮化物半导体发光元件的俯视图。图13A表示本专利技术的实施方式6所涉及的氮化物半导体发光元件的俯 视图。图13B表示本专利技术的实施方式6所涉及的氮化物半导体发光元件的另 一例的俯视图。图13C表示本专利技术的实施方式6所涉及的氮化物半导体发光元件的另 一例的俯视图。图13D表示本专利技术的实施方式6所涉及的氮化物半导体发光元件的另 一例的俯视图。图13E表示本专利技术的实施方式6所涉及的氮化物半导体发光元件的另 一例的俯视图。图13F表示本专利技术的实施方式6所涉及的氮化物半导体发光元件的另 一例的俯视图。图14A表示本专利技术的实施方式7所涉及的氮化物半导体发光元件的俯 视图。图14B表示本专利技术的实施方式7所涉及的氮化物半导体发光元件的截8面图。图15A表示本专利技术的实施方式8所涉及的氮化物半导体发光元件的俯视图。图15B表示本专利技术的实施方式8所涉及的氮化物半导体发光元件的截 面图。图16表示本专利技术的实施方式9所涉及的氮化物半导体发光元件的截面图。图中符号说明1氮化物半导体发光元件 4 n侧氮化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化物半导体发光元件，其包括：　基板；　形成于上述基板上的ｎ侧氮化物半导体层、活性层及ｐ侧氮化物半导体层；　形成于上述ｐ侧氮化物半导体层上的透光电极；　形成于上述ｐ侧氮化物半导体层上的用于与外部电路连接的ｐ侧焊盘 电极；以及　形成于去除上述ｐ侧氮化物半导体层和上述活性层的一部分而露出的上述ｎ侧氮化物半导体层上的用于与外部电路连接的ｎ侧焊盘电极，　所述氮化物半导体发光元件的特征在于：　关于在与上述基板的主面垂直的面内，上述ｐ侧氮化物半 导体层和上述活性层的端面与上述基板的主面之间所形成的角度即锥角，　当观测上述氮化物半导体发光元件的上述ｐ侧氮化物半导体层的面内的亮度分布时，发光强度最弱区域的上述锥角小于发光强度最强区域的上述锥角。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂本贵彦，滨口安崇，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]