发光半导体器件及其制造方法技术

提供了一种具有可靠性优点的发光半导体器件及其制造方法。该发光半导体器件包括：半导体层；设置在半导体层上的光反射层；以及保护层，通过无电镀镀敷来形成保护层以覆盖光反射层。因此，即使整体结构尺寸减小，保护层也可以在没有空隙的状态下可靠地覆盖光反射层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该发光半导体器件具有这种结构朝向与出射窗口侧相反的那一侧发射的光被光反射层朝向出射窗口侧反射。
技术介绍
诸如发光二极管(LED)的发光半导体装置的外量子效率由两部分构成，即，内量子效率和光提取效率。这些效率的改善使得有可能实现长寿命、低功耗以及高输出的发光半导体器件。这里，例如通过精确地管理生长条件以获得具有较少晶体缺陷和位错的高质量的晶体或者提供能够抑制载流子溢流的分层结构来改善前者的内量子效率。另一方面， 例如通过提供这样的几何形状或分层结构来改善后者的光提取效率该几何形状或分层结构将大比例的光(从活性层发射并且在光被衬底和活性层吸收之前以小于逃逸锥的角度进入)提供到出射窗口。此外，也可以这样进行改善通过提供由具有高反射率的材料制成的光反射层，以使得朝向与出射窗口侧相反的那一侧发射的光被朝向出射窗口侧反射。附带地，在诸如发光二极管的发光半导体器件中，上述光反射层通常用作为将电流注入到半导体层中的电极，并且因此期望与半导体层形成良好的电接触。因此，通常将与各种半导体层形成良好的电接触并且具有大的通用性的铝(Al)、金(Au)、钼(Pt)、镍(Ni)、 钯(Pd)等用作形成光反射层的材料。然而，即使在将这些材料用作光反射层时，反射率不会变的那么高并且因此这些材料通常不适合于必须要求高反射率的用途。因此，在需要高反射率时，具有非常高反射率的银(Ag)被应用到光反射层。银与基于AlGaAs或AlfeInP等的长波区域的半导体层具有良好的电接触，并且容易产生欧姆接触(ohmic contact)。然而，银与基于GaN等的短波长区域半导体层具有差的电接触，并且相比于其他材料基容易产生接近肖特基接触(Schottky contact)的欧姆接触，并且因此直线性变低。因此，在过去，已经提出了这样的技术在由银制成的光反射层与半导体层之间提供具有0. Inm到0. 5nm的厚度(包括端点)并且含有钼(Pt)、钯(Pd)或镍(Ni)的非常薄的保护层(所谓的盖金属)(例如，见日本未审查专利申请公报No. 2004-260178以及“High thermally stable Ni/Ag(Al)alloy contacts on p-GaN",Applied Physics Letters 90, 022102(2007), C. H. Chou, et. al)。提供这种盖金属防止由于光反射层的氧化而引起的劣化，并且也防止了电化学迁移的发生。
技术实现思路
这种盖金属通常由剥离法形成。具体地，首先将作为基层的光反射层选择性地形成在半导体层上，之后，通过使用光刻技术在层叠方向上形成在与光反射层及其外围相对应的位置处具有开口的抗蚀剂层。随后，例如通过真空沉积法等将由镍等制成的金属膜形成在整个表面上。此外，将在覆盖抗蚀剂层的区域上的金属膜连同抗蚀剂层一同移除(剥离)，使得在与开口相对应的区域上的抗蚀剂层保留。以此方式，获得了作为上层的覆盖光反射层的盖金属。然而，通过这种剥离法形成的盖金属的尺寸精度和设置精度极大地受到许多不同因素的影响，包括抗蚀剂层中的开口的尺寸精度、光反射层与抗蚀剂层的开口之间的对准精度。由于这个原因，因此，盖金属的尺寸趋向于不同。因此，可以考虑随着将来可以预期到的发光半导体器件自身的小型化，盖金属可能不能够紧密地覆盖光反射层，使得对于光反射层氧化的防止以及对于电化学迁移的防止变得不足。考虑到上述内容，期望提供这样一种，其具有光反射层由具有高尺寸精度的紧密的保护层覆盖的结构。根据本专利技术的实施例，提供了一种光反射半导体装置，包括半导体层、设置在半导体层上的光反射层以及通过保护层，通过无电镀镀敷来形成保护层以覆盖光反射层。在根据本专利技术的上述实施例的发光半导体器件中，覆盖光反射层的保护层由通过无电镀镀敷而形成的镀敷膜而制成，并且因此以高的精度将保护层设置在预定位置，并且具有极高精度的尺寸和紧密的组织。根据本专利技术的实施例，提供了一种制造发光半导体器件的方法，该方法包括以下步骤在半导体层上形成光反射层，以及在光反射层上形成镀敷种子层，并且之后通过使用镀敷种子层的无电镀镀敷来形成保护层，以覆盖光反射层。在根据本专利技术的实施例的发光半导体器件制作方法中，镀敷种子层形成在半导体层上的光反射层上，并且之后通过使用镀敷种子层的无电镀镀敷来形成保护层以覆盖光反射层。因此，保护层具有极高精度的尺寸和对准精度以及紧密的组织。根据在本专利技术的实施例中的，可以通过具有高机械强度并由无电镀镀敷而形成的保护层可靠地覆盖设置在半导体层上的光反射层。因此，在由具有高反射率的银等制成光反射层的同时，可以可靠地防止光反射层的氧化和电化学迁移。因此，可以在支持尺寸微小化的同时提供具有高可靠性的发光半导体器件。通过以下说明，本专利技术的其他和另外的目的、特征和优点将会变得更加全面。附图说明图1是用作本专利技术的实施例的发光二极管的截面图；图2A和2B是在制造图1中示出的发光二极管的方法中的一个工序的截面图；图3A和图;3B是示出了在图2A和图2B之后的一个工序的截面图；图4A和图4B是示出了在图3A和图;3B之后的一个工序的截面图；图5是示出了在图4A和图4B之后的一个工序的截面图；图6是示出了在图5之后的一个工序的截面图；图7是示出了在图6之后的一个工序的截面图；图8是表示用作实验示例的发光二极管的截面的电子显微镜图。具体实施例方式将会在下文中参照附图详细描述本专利技术的实施例。图1示出了根据本专利技术的实施例的发光二极管(LED)的截面结构。附带地，图1 是其中尺寸和形状与现实中有区别的示意图。发光二极管包括半导体层20、ρ侧电极30以及η侧电极35，其中半导体层20含有基于氮化物的III-V族化合物半导体。半导体层20是通过按照顺序设置GaN层22、η型接触层23、η型覆盖层Μ、活性层25、ρ型覆盖层沈和ρ型接触层27而构造的分层产品。 P侧电极30设置在ρ型接触层27的表面上，并且η侧电极35设置在GaN层2的表面上。 P侧电极30的一部分连接到导电连接层33。连接层33在粘着层39 (这里未示出)在中间的状态下粘合支撑衬底50。发光二极管是这样一种类型的发光半导体器件(所谓的底出射型)，其中从活性层25发出的光通过构造为包括η型接触层23和η型覆盖层M的η型半导体层出射。这里提到的基于氮化物的III-V族化合物半导体是含有镓(Ga)和氮(N)的基于氮化镓的化合物，例如有GaN、AKiaN(氮化铝镓)、Alfe^nN(氮化铝镓铟)等。它们按照需要含有由IV族和VI族元素(诸如Si (硅)、Ge(锗)、0(氧)、Se(硒)等)形成的η型杂质或者由II族和IV族元素(诸如Mg(镁)、&ι(锌)、C(碳)等)形成的ρ型杂质。GaN层22例如由具有0. 5 μ m厚度的未掺杂GaN制成，并且通过允许在蓝宝石的c 面上使用横向晶体生长技术(诸如ELO(外延横向过生长)技术)进行生长而制成。N型接触层23例如由具有4. 0 μ m厚度的η型GaN制成，并且η型覆盖层M例如由具有1. 0 μ m 厚度的η型AKiaN制成。活性层25例如具有多量子阱结构，其中成对地形成具有3. 5nm厚度的未掺杂的 InxGa1^xN阱层(0 < χ <本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光半导体器件，包括：半导体层；光反射层，其设置在所述半导体层上；以及保护层，通过无电镀镀敷来形成所述保护层以覆盖所述光反射层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平尾直树，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP