半导体发光元件、其电极及制造方法以及灯技术

本发明专利技术的目的在于提供包括提高了接合性及耐腐蚀性的电极的半导体发光元件及其制造方法、半导体发光元件用的电极以及灯。该半导体发光元件包括基板、包含形成在上述基板上而成的发光层的层叠半导体层、形成在上述层叠半导体层的上表面的一个电极（１１１）、形成在将上述层叠半导体层的一部分切掉而成的半导体层暴露面上的另一个电极，一个电极（１１１）由接合层（１１０）和覆盖接合层（１１０）地形成的焊盘电极（１２０）构成，焊盘电极（１２０）的最大厚度形成得大于接合层（１１０）的最大厚度，且由一个或两个以上的层构成，在接合层（１１０）和焊盘电极（１２０）的外周部（１１０ｄ）、（１２０ｄ）分别形成膜厚朝向外周侧去逐渐变薄的倾斜面（１１０ｃ）、（１１７ｃ）、（１１９ｃ），通过使用该半导体发光元件，能够解决上述课题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体发光元件、其电极及制造方法以及灯，特别是涉及具有提高了 接合性和耐腐蚀性的电极的半导体发光元件、其电极及制造方法以及灯。本申请基于2008年6月16日在日本申请的日本特愿2008-157248号、2008年8 月1日在日本申请的日本特愿2008-199802号、2008年9月5日在日本申请的日本特愿 2008-2^133号、及2009年6月2日在日本申请的日本特愿2009-133177号主张优先权，将 其内容引用于此。
技术介绍
近年来，作为短波长光发光元件用的半导体材料，GaN系化合物半导体受到关注。 GaN系化合物半导体是将以蓝宝石单晶体为主的各种氧化物、III - V族化合物作为基板、利 用有机金属气相化学反应法(M0CVD法)、分子束外延法(MBE法)等薄膜形成方法形成在该 基板上的。由GaN系化合物半导体构成的薄膜具有电流向薄膜的面内方向的扩散较少这样 的特性。并且，P型GaN系化合物半导体具有电阻率高于η型GaN系化合物半导体这样的 特性。因此，通过在P型半导体层的表面层叠由金属构成的P型电极，电流几乎不会向P型 半导体层的面内方向扩散。在采用该GaN系化合物半导体的半导体发光元件中，形成由η型半导体层、发光 层、P型半导体层构成的具有LED构造的层叠半导体层，在最上部的P型半导体层上形成有 P型电极的情况下，只有发光层中的、位于P型电极正下方的部分发光。因此，为了将在P型 电极的正下方产生的发光放出到半导体发光元件的外部，需要通过使P型电极具有透光性 而使发光透过P型电极而被放出。作为使P型电极具有透光性的方法，公知有采用具有透光性的ITO等导电性的金 属氧化物或者采用几十nm左右的金属薄膜的方法。例如，在专利文献1中公开有采用几十 nm左右的金属薄膜的方法，提出了这样的方案作为ρ型电极，在ρ型半导体层上分别层叠 几十nm左右的Ni和Au之后，在氧气氛下加热而进行合金化处理，在促进ρ型半导体层的 低电阻化的同时形成具有透光性和电阻性的P型电极。但是，由ITO等金属氧化物构成的透光性电极、由几十nm左右的金属薄膜构成的 电阻电极的电极自身强度较低，因此，存在难以将这些电极自身用作焊盘(bonding pad)电 极这样的问题。为了提高电极自身的强度，采用在由ITO等金属氧化物构成的透光性电极、由几 十nm左右的金属薄膜构成的电阻电极等的ρ型电极上配置具有一定厚度的焊接用焊盘电 极的构造。但是，由于该焊盘电极是具有一定厚度的金属材料，因此不具有透光性，会遮挡透 过了透光性P型电极后的发光，结果产生无法将发光的一部分放出到发光元件的外部这样 的问题。为了解除该问题，例如在专利文献2中公开有将由Ag、Al等反射膜构成的焊盘电 极层叠在P型电极上的方法。由此，能够利用焊盘电极将透过了 P型电极后的发光反射到 发光元件内，能够将该反射光从除了焊盘电极的形成区域之外的部位放出到发光元件的外 部。但是，在采用ITO等金属氧化物等作为P型电极、采用Ag、Al等反射膜作为焊盘电 极的情况下，在想要将焊线(bonding wire)等接合于焊盘电极上时，有时焊盘电极无法承 受焊线接合时的拉伸应力而导致焊盘电极剥落。而且，由于焊盘电极自透光性电极剥落，有时会降低制造采用该发光元件的灯时 的成品率。另外，在以往的半导体发光元件中，耐腐蚀性不充分，要求提高耐腐蚀性。专利文献1 日本专利第2803742号公报专利文献2 日本特开2006-66903号公报
技术实现思路
本专利技术即是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供包括具有优良的接合性及耐 腐蚀性的电极的半导体发光元件及其制造方法、采用该半导体发光元件的耐腐蚀性优良且 能够成品率较高地制造的灯。为了达到上述目的，本专利技术采用以下构造。S卩，(1) 一种半导体发光元件，该半导 体发光元件包括基板、包含形成在上述基板上而成的发光层的层叠半导体层、形成在上述 层叠半导体层的上表面的一个电极、形成在将上述层叠半导体层的一部分切掉而成的半导 体层暴露面上的另一个电极，其特征在于，上述一个电极和上述另一个电极中的至少任一 个由接合层和覆盖上述接合层地形成的焊盘电极构成，上述焊盘电极的最大厚度形成得大 于上述接合层的最大厚度，且由一个或两个以上的层构成，在上述接合层和上述焊盘电极 的外周部分别形成有膜厚朝向外周侧去逐渐变薄的倾斜面。(2)根据技术方案(1)所述的半导体发光元件，其特征在于，上述接合层利用从由 Al、Ti、V、Cr、Mn、Co、Zn、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、W、Re、Rh、Ir、Ni 构成的组中选出的至少一种元素构成，是最大厚度为ιοΑ IOOOA的范围的薄膜。(3)根据技术方案(1)或( 所述的半导体发光元件，其特征在于，上述焊盘电极 利用由Au、Al或者含有这些金属中的任一种的合金构成的焊接层构成，上述焊接层是最大 厚度为50nm 2000nm的范围的薄膜。(4)根据技术方案(1) (3)中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，上述 焊盘电极由覆盖上述接合层地形成的金属反射层和覆盖上述金属反射层地形成的焊接层 构成，上述金属反射层由Ag、Al、Ru、Rh, Pd、Os、Ir、Pt、Ti中的任一种或者包含这些金属中 的任一种的合金构成，是最大厚度为20nm 3000nm的范围的薄膜。(5)根据技术方案(1) 中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，在上 述一个电极与上述层叠半导体层的上表面之间或者上述另一个电极与上述半导体层暴露 面之间形成有透光性电极，上述透光性电极利用由导电性氧化物、硫化锌和硫化铬中的任 一种构成的透光性的导电性材料构成，上述导电性氧化物含有h、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、 Ce、Sn、Ni中的任一种。(6)根据技术方案(1) (5)中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，上述 层叠半导体层从上述基板侧起按顺序层叠η型半导体层、发光层、ρ型半导体层而成，上述 发光层是多量子阱构造。(7)根据技术方案(1) (6)中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，上述 层叠半导体层构成为以氮化镓系半导体为主体。(8) 一种灯，其特征在于，该灯包括技术方案(1) (7)中任一项所述的半导体发 光元件、配置有上述半导体发光元件并与上述半导体发光元件的一个电极引线接合的第1 框架、与上述半导体发光元件的另一个电极引线接合的第2框架、包围上述半导体发光元 件地形成的模制件。(9) 一种半导体发光元件用的电极，该半导体发光元件包括基板、包含形成在上述 基板上而成的发光层的层叠半导体层、形成在上述层叠半导体层的上表面的一个电极、形 成在将上述层叠半导体层的一部分切掉而成的半导体层暴露面上的另一个电极，其特征在 于，上述一个电极和上述另一个电极中的至少任一个由接合层和覆盖上述接合层地形成的 焊盘电极构成，上述焊盘电极的最大厚度形成得大于上述接合层的最大厚度，且由一个或 两个以上的层构成，在上述接合层和上述焊盘电极的外周部分别形成有膜厚朝向外周侧去 逐渐变薄的倾斜面。(10)根据技术方案(9)所述的半导体发光元件用的电极，其特征在于，上述接合 层利用从由 Al、Ti、V、Cr、Mn、Co、Zn、Ge、Zr、Nb本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体发光元件，该半导体发光元件包括基板、包含形成在上述基板上而成的发光层的层叠半导体层、形成在上述层叠半导体层的上表面的一个电极、形成在将上述层叠半导体层的一部分切掉而成的半导体层暴露面上的另一个电极，其特征在于，上述一个电极或者上述另一个电极中的至少任一个由接合层和覆盖上述接合层地形成的焊盘电极构成；上述焊盘电极的最大厚度形成得大于上述接合层的最大厚度，且由一个或两个以上的层构成；在上述接合层和上述焊盘电极的外周部分别形成有膜厚朝向外周侧去逐渐变薄的倾斜面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：平岩大介，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP