半导体发光元件和半导体发光元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体发光元件，其具有：层叠第１覆层、发光层和第２覆层而成的化合物半导体层；在第１覆层上形成的多个第１欧姆电极；在第２覆层上形成的多个第２欧姆电极；形成于化合物半导体层的第１覆层上并与第１欧姆电极导通的透明导电膜；在透明导电膜上形成的接合电极；和配置在化合物半导体层的第２覆层侧并与第２欧姆电极导通的支持板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本申请基于在2007年10月1日在日本申请的专利申请2007-257234号要求优选 权，将其内容援引到本专利技术中。
技术介绍
迄今，作为发出红色、橙色、黄色或黄绿色的可见光的发光二极管(英文简称 LED)，例如，已知具有包含磷化铝镓铟(组成式(AlxGai_x)yIni_yP ；0≤x≤1，0 < y≤1)的 发光层的化合物半导体LED。在这样的LED中，具有包含(AlxGai_x)y Ini_yP(0 ≤x≤1,0 <y ≤ 1)的发光层的发光部，一般地形成于对从发光层射出的发光在光学上不透明、并且 在机械学上强度不那么高的砷化镓(GaAs)等的基板材料上。为此，在最近，为了得到更高辉度的可视LED，并且以进一步提高元件的机械强度 为目的，公开了下述技术除去对从包含发光层的化合物半导体层发出的光不透明的基板 材料，然后，使能够透过发光、且机械强度比以前更优异的透明材料构成的支持体层(透明 基板)与化合物半导体层重新接合，并且在上述接合界面附近设置反射层，构成改善了光 取出效率的接合型LED (例如参照专利文献1 5)。另外，在使化合物半导体层与作为支持体层的金属基板接合的场合，为了将金属 基板作为取出电极使用，一般地在化合物半导体层的金属基板侧的面上形成欧姆电极，谋 求该欧姆电极与金属基板的导通。再者，为了确保与金属基板的接合强度，优选形成了欧姆电极的半导体面是平坦专利文献1 日本专利第3230638号公报 专利文献2 日本特开平6-302857号公报 专利文献3 日本特开2002-246640号公报 专利文献4 日本专利第2588849号公报 专利文献5 日本特开2001-57441号公报
技术实现思路
然而，由于在欧姆电极与化合物半导体层的界面处光的吸收高，因此在化合物半 导体层的全面上设置欧姆电极时光取出效率会降低。因此，过去就采用将欧姆电极呈岛状 地配置在化合物半导体层上的结构，但由于化合物半导体层的与金属基板的接合面设置有 欧姆电极，因此接合面不平坦而成为凹凸面，结果存在化合物半导体层与金属基板的接合 强度降低的问题。另外，在化合物半导体层与金属基板接合时，如果使用透明树脂粘合剂，则粘合界 面是绝缘性，不能够通过接合界面流通电流，而且存在在元件化工艺的加热处理中树脂粘 合剂发生热改性的问题。 另外，上述接合若采用焊料金属接合，则在接合时需要加热处理，在热膨胀系数不 同的材料之间接合时，存在产生裂纹等不良情况的问题。本专利技术是为了解决上述的课题而完成的研究，其目的是提供光取出效率高且高辉 度，放热性能优异且机械强度也优异的半导体发光元件。另外，本专利技术的目的是提高抑制了由半导体材料与金属基板的热膨胀差所导致的 不良情况的合格率高的半导体发光元件的制造方法。为了达到上述的目的，本专利技术采用以下的构成。(1) 一种半导体发光元件，其特征在于，具有化合物半导体层，该化合物半导体层是至少层叠包含III “ V族化合物半导体的第 1传导型的第1覆层、作为第1或与第1相反的传导型的第2传导型的包含III- V族化合物 半导体的发光层、和包含III - V族化合物半导体的第2传导型的第2覆层而成的；在上述第1覆层上形成的多个第1欧姆电极；在上述第2覆层上形成的多个第2欧姆电极；形成于上述化合物半导体层的上述第1覆层上，并与上述第1欧姆电极导通的透 明导电膜；在上述透明导电膜上形成的接合电极；和配置在上述化合物半导体层的上述第2覆层侧，并与上述第2欧姆电极导通的支 持板，上述第1欧姆电极分散地配置在上述第1覆层的表面上，在上述第2覆层的上述支持板侧的接合面上设置有多个凹部，并且在上述凹部的 底部配置有上述第2欧姆电极，在上述化合物半导体层上以被覆上述第2覆层的上述接合面和上述凹部内的上 述第2欧姆电极的表面以及上述凹部的侧部的方式设置有电流扩散层，上述支持板与上述电流扩散层接合。(2)根据上述(1)所述的半导体发光元件，其特征在于，上述电流扩散层的与上述 第2覆层接触的表面，由与构成上述第2覆层的III - V族化合物半导体材料不共晶的金属 材料构成。(3)根据上述(1)或(2)所述的半导体发光元件，其特征在于，将被上述电流扩散 层和上述支持板围绕的由来于上述凹部的空隙作为空洞。(4)根据上述(3)所述的半导体发光元件，其特征在于，上述空隙设置在上述第1 欧姆电极的铅直下方向的投影位置。(5) 一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，具有化合物半导体层形成工序，该工序在基板上至少依次形成包含III “ V族化合物半 导体的第1传导型的第1覆层、作为第1或与第1相反的传导型的第2传导型的包含III - V 族化合物的发光层、和第2传导型的第2覆层；凹部形成工序，该工序在上述第2覆层的上面形成多个凹部；第2欧姆电极形成工序，该工序在上述凹部的底部形成第2欧姆电极；电流扩散层形成工序，该工序以用电流扩散层被覆上述凹部内的上述第2欧姆电 极的表面以及上述凹部的侧部和上述凹部以外的区域的上述第2覆层的表面的方式形成电流扩散层；支持板接合工序，该工序使上述凹部残存空隙并且使上述电流扩散层和用与上述电流扩散层相同的构成材料被覆了与上述电流扩散层接合的接合面的支持板接合；除去上述基板的基板除去工序；第1欧姆电极形成工序，该工序在上述第1覆层的上面分散地形成第1欧姆电极； 禾口接合电极形成工序，该工序用透明导电膜被覆上述第1欧姆电极的周围，并且在 上述透明导电膜的上面形成接合电极。(6)根据上述(5)所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，上述电流扩散 层形成工序，采用包含与构成上述第2覆层的III - V族化合物半导体层不共晶的金属材料 的上述电流扩散层进行被覆。(7)根据上述(5)或(6)所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，上述电 流扩散层形成工序，使上述凹部残存空洞而用上述电流扩散层进行被覆。(8)根据上述(7)所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，上述第1欧姆 电极形成工序，在上述第1覆层的上面的、上述空隙的铅直上方向的投影位置形成上述第1 欧姆电极。如以上说明，根据本专利技术的半导体发光元件，在设置于化合物半导体层的与支持 板接合的接合面的凹部的底部配置有第2欧姆电极，因此上述接合面变得平滑，因此化合 物半导体层与支持板的接合强度提高，半导体发光元件的机械强度优异。另外，由于由来于凹部的空隙的存在，覆盖上述接合面和凹部的电流扩散层的表 面积增加，在半导体界面形成高反射率结构的金属层，因此光取出效率提高，成为高辉度的 半导体发光元件。此外，由于第1欧姆电极和第2欧姆电极配置在隔着化合物半导体层而相互重合 的位置，因此光取出效率提高。另外，根据本专利技术的半导体发光元件的制造方法，使化合物半导体层的与支持板 的接合面平滑，因此化合物半导体层与支持板的接合强度提高，并且合格率提高。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式的半导体发光元件的平面图。图2是表示沿图1的线A-A‘的剖面的图。图3是用于说明本专利技术的实施方式的半导体发光元件的制造方法的图，是表示化 合物半导体层形成工序的部面模式图。图4是用于说明本专利技术的实施方式的半导体发光元件的制造方法的图，是表示化 合物半导体层形成工序的剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，其特征在于，具有：化合物半导体层，该化合物半导体层是至少层叠包含Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体的第１传导型的第１覆层、作为第１或与第１相反的传导型的第２传导型的包含Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体的发光层、和包含Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体的第２传导型的第２覆层而成的；在所述第１覆层上形成的多个第１欧姆电极；在所述第２覆层上形成的多个第２欧姆电极；形成于所述化合物半导体层的所述第１覆层上，并与所述第１欧姆电极导通的透明导电膜；在所述透明导电膜上形成的接合电极；和配置在所述化合物半导体层的所述第２覆层侧，并与所述第２欧姆电极导通的支持板，所述第１欧姆电极分散地配置在所述第１覆层的表面上，在所述第２覆层的所述支持板侧的接合面上设置有多个凹部，并且在所述凹部的底部配置有所述第２欧姆电极，在所述化合物半导体层上以被覆所述第２覆层的所述接合面和所述凹部内的所述第２欧姆电极的表面以及所述凹部的侧部的方式设置有电流扩散层，所述支持板与所述电流扩散层接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-10-1 257234/2007一种半导体发光元件，其特征在于，具有化合物半导体层，该化合物半导体层是至少层叠包含Ⅲ-V族化合物半导体的第1传导型的第1覆层、作为第1或与第1相反的传导型的第2传导型的包含Ⅲ-V族化合物半导体的发光层、和包含Ⅲ-V族化合物半导体的第2传导型的第2覆层而成的；在所述第1覆层上形成的多个第1欧姆电极；在所述第2覆层上形成的多个第2欧姆电极；形成于所述化合物半导体层的所述第1覆层上，并与所述第1欧姆电极导通的透明导电膜；在所述透明导电膜上形成的接合电极；和配置在所述化合物半导体层的所述第2覆层侧，并与所述第2欧姆电极导通的支持板，所述第1欧姆电极分散地配置在所述第1覆层的表面上，在所述第2覆层的所述支持板侧的接合面上设置有多个凹部，并且在所述凹部的底部配置有所述第2欧姆电极，在所述化合物半导体层上以被覆所述第2覆层的所述接合面和所述凹部内的所述第2欧姆电极的表面以及所述凹部的侧部的方式设置有电流扩散层，所述支持板与所述电流扩散层接合。2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，所述电流扩散层的与所述第2 覆层接触的表面，由与构成所述第2覆层的III-V族化合物半导体材料不共晶的金属材料构 成。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，将被所述电流扩散层和所 述支持板围绕的由来于所述凹部的空隙作为空洞。4.根据权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于，所述空隙设置在所述第1欧姆 电极的铅直下方向的投影位置。5.一种半导体发光元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边隆史，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]