专利名称：半导体发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设置有用于引线键合的电极的半导体发光元件。
背景技术：
已知一种传统的半导体发光元件，其中，按照缓冲层、η型层、发光层和ρ型层的顺序，将这些层形成在由蓝宝石形成的衬底上(例如参见JP-A-2000-77717)。通过蚀刻部分地去除P型层和发光层，在η型层的暴露表面上形成η电极，并且在ρ型层上形成透光ρ电极。在P型层上形成绝缘膜，通过打开绝缘膜的部分而使P电极的表面暴露，并且在暴露的 P电极上形成焊盘电极(pad electrode) 0同时，在JP-A-2000-77717中描述的半导体发光元件中，需要选择与ρ电极欧姆接触的材料作为焊盘电极的材料，并且除了选择具有对从发光层发射的光的低反射率的材料之外，没有其它选择。另外，考虑到到键合引线的连接，有必要把焊盘电极形成为具有相对大的面积。这产生了以下问题焊盘电极的光吸收量大，从而导致元件的光提取效率降低。
发明内容
因此，本发明的目的是改进设置有用于引线键合的电极的半导体发光元件的光提取效率。(1)根据本发明的一个实施例，半导体发光元件包括包括夹在第一和第二导电型层之间的发光层的半导体层叠结构，用于在第二导电型层侧提取来自发光层的发射光；与第二导电型层欧姆接触的透明电极；形成在透明电极上的绝缘层；形成在绝缘层上的用于引线键合的上电极；下电极，其穿透绝缘层，与透明电极和用于引线键合的电极欧姆接触，并在顶视图中具有比上电极小的面积；以及反射部分，其用于至少反射透过不与下电极接触的透明电极的区域的光的部分。在本发明的以上实施例(1)中，可以进行以下修改和变化。(i)反射部分在绝缘层中被形成为具有比上电极的对从发光层发射的光的反射率高的对从发光层发射的光的反射率，并且不与透明电极、上电极和下电极接触。(ii)上电极与下电极整体地形成。(iii)下电极是与透明电极欧姆接触的焊盘电极。(iν)上电极包括用于连接键合弓I线的键合区域和从键合区域延伸的线性延伸区域，并且
反射部分被形成在键合区域和延伸区域之下。(ν)上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从键合区域延伸的线性延伸区域，并且反射部分被形成在延伸区域之下。 (vi)上电极包括用于连接键合弓I线的键合区域和从键合区域延伸的线性延伸区域，并且反射部分被形成在键合区域之下。(vii)上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从键合区域延伸的线性延伸区域，并且在延伸区域之下的反射部分的区域是这样的线性区域，其沿着延伸区域的长度方向被形成为具有比延伸区域的宽度的230%小的宽度。(viii)反射部分被形成为上电极的下部或整个部分，使得对从发光层发射的光的反射率比下电极的对从发光层发射的光的反射率高。(ix)上电极对绝缘层的粘附力比下电极对绝缘层的粘附力高。(χ)第一和第二导电型层分别是η型和ρ型半导体层，第一和第二导电型层和发光层包括氮化物化合物半导体，透明电极包括导电氧化物，并且下电极具有与透明电极欧姆接触的下焊盘电极和与下焊盘电极欧姆接触的上焊盘电极。(xi)半导体发光元件还包括η电极，其包括与第一导电型层欧姆接触的下η电极和与下η电极欧姆接触的上η 电极。(xii)上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从键合区域延伸的线性延伸区域，并且反射部分被形成在延伸区域之下和之上。(xiii)上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从键合区域延伸的线性延伸区域，并且反射部分被形成在键合区域之下，并且在延伸区域之下和之上。发明要点根据本发明的一个实施例，发光元件被构造成使得绝缘层被形成在ρ电极上，并且与P电极欧姆接触的下P焊盘电极与用于引线键合的上P焊盘电极分开地形成。由此， 可降低焊盘电极的光吸收量并且有效地反射光，从而可提高发光元件的光提取效率。
接下来，将结合附图更详细地说明本发明，在附图中图1是示出了本发明的第一实施例中的半导体发光元件的截面示意图；图2是示出了半导体发光元件的示意俯视图；图3是示出了第一实施例的变型中的半导体发光元件的示意俯视图；图4是示出了第一实施例的变型中的半导体发光元件的示意俯视图5是示出了第一实施例的变型中的半导体发光元件的示意俯视图；图6是示出了第一实施例的变型中的半导体发光元件的截面示意图；图7是示出了第二实施例中的半导体发光元件的示意俯视图；图8A和图8B是示出了图7的半导体发光元件的垂直截面图；图9是这样的图，其中，横轴表示反射膜的宽度与延伸区域的宽度的比，而纵轴表示光提取量。图10是示出了第二实施例中的发光元件的键合区域的邻近部分的局部放大图；图IlA至图IlC是示出了第二实施例的变型中的半导体发光元件的垂直截面图； 以及图12A和图12B是示出了第三实施例中的半导体发光元件的垂直截面图。
具体实施例方式第一实施例图1和图2示出了本发明的第一实施例。图1是半导体发光元件的截面示意图。如图1所示，发光装置1具有半导体层叠结构，其包括蓝宝石衬底10、设置在蓝宝石衬底10上的缓冲层20、设置在缓冲层20上的η型接触层22、设置在η型接触层22上的 η型ESD层23、设置在η型ESD层23上的η型覆盖层覆层24、设置在η型覆层24上的发光层25、设置在发光层25上的ρ型覆层26、以及设置在ρ型覆层26上的ρ型接触层27。另外，通过蚀刻去除从P型接触层27到η型接触层22的部分，从而部分暴露η型接触层22。这里，缓冲层20、η型接触层22、η型ESD层23、η型覆层24、发光层25、ρ型覆层 26和ρ型接触层27均由III族氮化物化合物半导体形成。对于III族氮化物化合物半导体，可使用例如由AlxGayIni_x_yN(0彡χ彡1、0彡y彡1、以及0彡x+y彡1)表示的四元的 III族氮化物化合物半导体。在本实施例中，缓冲层20由AlN形成。另外，η型接触层22、η型ESD层23和η 型覆层24均由掺杂有相应预定量的η型掺杂剂(例如Si)的n-GaN形成。于是，发光层25 具有多量子阱结构，其包括多个阱层和多个阻挡层。阱层由例如GaN形成，并且阻挡层由例如InGaN或AlGaN等形成。另外，ρ型覆层26和ρ型接触层27均由掺杂有预定量的ρ型掺杂剂(例如Mg)的p-GaN形成。设置在蓝宝石衬底10上的从缓冲层20到ρ型接触层27的每层可通过例如金属有机化学气相沉积(MOVCD)法、分子束外延(MBE)法或卤化物气相外延(HVPE)法等形成。 这里示出了由AlN形成的缓冲层20作为示例，然而，缓冲层20可由GaN形成。替选地，发光层25的量子阱结构可以是单量子阱结构或应变量子阱结构，来替代多量子阱结构。另外，发光元件1包括设置在ρ型接触层27上的ρ电极30、以及形成在ρ电极30 上和在半导体层叠结构上的绝缘层40。另外，发光元件1包括穿透绝缘层40并与ρ电极 30欧姆接触的下ρ焊盘电极50、以及穿透绝缘层40并与η型接触层22欧姆接触的下η电极60。ρ电极30由对从发光层25发射的光透明的导电氧化物形成，在本实施例中该导电氧化物是ITO(铟锡氧化物)。P电极30通过使用例如真空沉积法而形成。替选地，P电极30可通过溅射法或CVD法等形成。在本实施例中，ρ电极30具有在下述的上ρ焊盘电极70之下的非形成区域32。非形成区域32可通过蚀刻等形成。在本实施例中，SiO2被用作绝缘层40。替选地，其它材料可被用作绝缘层40，并且绝缘层40可由例如除了 SiN之外的金属氧化物(诸如Ti02、Al2O3或Ta2O5)或具有电气绝缘性能的树脂材料(诸如聚酰亚胺)形成。绝缘层40通过例如真空沉积法形成，并且替选地，可通过化学气相沉积(CVD)法形成。在ρ电极30之上的且在η型接触层22之上的绝缘层40通过使用光刻技术和蚀刻技术被部分去除，以形成下ρ焊盘电极50和下η电极60。下ρ焊盘电极50包括与ρ电极30接触的第一金属层52和形成在第一金属层52 上的第二金属层54。第一金属层52由与ITO欧姆接触的金属(例如像Ni、Rh、Ti和Cr)形成。在本实施例中，Ni被用作第一金属层52并且Au被用作第二金属层54。另外，下η电极60包括与η型接触层22接触的第一金属层62和形成在第一金属层62上的第二金属层 64。第二金属层64由与η型接触层22欧姆接触的金属(例如像Ni、Rh、Ti、V、Pt和Cr) 形成。在本实施例中，第一金属层62和第二金属层64由分别与下ρ焊盘电极50的第一金属层52和第二金属层54相同的材料形成。下ρ焊盘电极50和下η电极60通过例如真空沉积法形成。在本实施例中，形成下P焊盘电极50的材料与形成下η电极60的材料相同，并且电极50和60均通过同时气相沉积电极材料形成。下P焊盘电极50可由与下η电极60不同的材料形成，并且在这种情况下，下P焊盘电极50和下η电极60不是同时形成的，而是分别形成的。替选地，下ρ 焊盘电极50和下η电极60可通过溅射法形成。另外，发光元件1设置有上ρ焊盘电极70，其形成在绝缘层40上并且与下ρ焊盘电极50欧姆接触。上ρ焊盘电极70被形成为在俯视图中大于下ρ焊盘电极50。上ρ焊盘电极70包括与绝缘层40接触并与下ρ焊盘电极50接触的第一金属层72、以及形成在第一金属层72上并且在安装时被连接到键合引线(未示出)的第二金属层74。第一金属层 72由对从发光层25发射的光的反射率比第二金属层74的对从发光层25发射的光的反射率高的金属形成。另外，对于第二金属层74，选择适于连接到键合引线的金属。在本实施例中，Al被用于第一金属层72并且Au被用于第二金属层74。替选地，除了 Al之外的材料可被用于第一金属层72，并且可由例如Ag、或者主要由Al或Ag构成的合金形成。另外，发光元件1设置有上η电极80，上η电极80被形成在绝缘层40上并且与下 η电极60欧姆接触。上η电极80被形成为在俯视图中大于下η电极60。上η电极80包括与绝缘层40接触并与下η电极60接触的第一金属层82、以及形成在第一金属层82上并且在安装时被连接到键合引线(未示出)的第二金属层84。第一金属层82由对从发光层 25发射的光的反射率比第二金属层84的对从发光层25发射的光的反射率高的金属形成。 另外，对于第二金属层84，选择适于连接到键合弓I线的金属。在本实施例中，第一金属层82 和第二金属层84由分别与上ρ焊盘电极70的第一金属层72和第二金属层74相同的材料形成。上ρ焊盘电极70和上η电极80具有对应于键合引线的球直径的面积并且被形成为具有比下P焊盘电极50和下η电极60大的面积。也就是，下P焊盘电极50和下η电极 60被形成为具有比上ρ焊盘电极70和上η电极80小的面积，由于其主要目的是与ρ电极 30和η型接触层22欧姆接触。在本实施例中，上ρ焊盘电极70和上η电极80的直径为 60 μ m至90 μ m，并且下ρ焊盘电极50和下η电极60的直径为5 μ m至30 μ m。
另外，对于上ρ焊盘电极70和上η电极80的第一金属层72和82，选择对绝缘层 40的粘附力比下ρ焊盘电极50和下η电极60的第一金属层52和62对绝缘层40的粘附力高的材料。此外，对P电极30和η型接触层22的欧姆电阻比上ρ焊盘电极70和上η电极80的第一金属层72和82对ρ电极30和η型接触层22的欧姆电阻小的材料被用于下 P焊盘电极50和下η电极60的第一金属层52和62。另外，反射率比下ρ焊盘电极50和下η电极60的第一金属层52和62的反射率高的材料被用于上ρ焊盘电极70和上η电极 80的第一金属层72和82。上ρ焊盘电极70和上η电极80通过例如真空沉积法形成。在本实施例中，形成上P焊盘电极70的材料与形成上η电极80的材料相同，并且电极70和80均通过同时气相沉积电极材料来形成。上P焊盘电极70可由与上η电极80不同的材料形成，并且在这种情况下，上P焊盘电极70和上η电极80不是同时形成的，而是分别形成的。替选地，上ρ 焊盘电极70和上η电极80可通过溅射法形成。虽然附图中没有具体示出，但是阻挡层可形成在下P焊盘电极50与上ρ焊盘电极70之间。图2是示出了半导体发光元件的示意俯视图。如图2所示，形成发光元件1，使得从上方观看时具有大致正方形形状。发光元件1的平面尺寸在长度和宽度上例如约350 μ m。 在本实施例中，上P焊盘电极70和上η电极80被布置在相对侧。另外，在上ρ焊盘电极70 之下存在其中没有形成P电极30的非形成区域32。当正向电压为约3V并且正向电流为 20mA时，发光元件1发射例如峰值波长约455nm的光。在如上所述配置的发光元件1中，键合引线连接到上P焊盘电极70和上η电极 80。然后，当正向电压被施加到上ρ焊盘电极70和上η电极80时，从发光层25发射具有蓝区中的波长的光。在从发光层25发射的光中，入射到下ρ焊盘电极50上的光被与ρ电极30欧姆接触的第一层52相对大量地吸收。然而，在本实施例的发光元件1中，由于下ρ焊盘电极50 被形成为小于具有引线键合所需的面积的上P焊盘电极70，所以入射到第一层52上的光的量相对小。另外，入射到上P焊盘电极70上的大多数光被形成在绝缘层40上的高反射第一层72反射，并且没有到达相对大量地吸收光的第二层74。由于绝缘层40形成在ρ电极30上，并且与ρ电极30欧姆接触的下ρ焊盘电极50 与如上所述的用于引线键合的上P焊盘电极70分开地形成，可减小焊盘电极的光吸收的量并且可有效地反射光，从而改进发光元件1的光提取量。此外，对于上ρ焊盘电极70和上η电极80的与绝缘层40接触的第一层72和82， 可选择对绝缘层40的粘附力高的材料，并且可抑制焊盘电极的诸如剥离等的缺陷，因此对于实际应用是非常有利的。另外，由于其中没有形成ρ电极30的非形成区域32被设置在上ρ焊盘电极70之下，相对小量的电流在上P焊盘电极70之下的发光层25的区域流动，从而抑制了光发射。 如上所述抑制了在上P焊盘电极70附近的光发射，从而可减小由上ρ焊盘电极70吸收的光的量。此外，从发光层25发射的光的部分通过非形成区域32，并且在由导电氧化物形成的P电极30处没有吸收光，从而可改进发光元件1的光提取效率。另夕卜，由于相同的材料被用于ρ侧的电极和η侧的电极，所以可同时形成P侧和η 侧的电极，从而降低制造成本。
虽然在上述实施例中已示出了在俯视图中具有大致正方形形状的发光元件1作为示例，但是它当然可以具有如例如图3和图4所示的大致矩形形状。在图3和图4的发光元件101和201中，上ρ焊盘电极70和上η电极80具有键合引线连接部分70a和80a、 以及从连接部分70a和80a延伸的延伸部分70b和80b。下ρ焊盘电极50和下η电极60 连接到延伸部分70b和80b。注意，在图3和图4中，延伸部分70b和80b仅由第二金属层 74和84构成。在图3的发光元件101中，上ρ焊盘电极70和上η电极80的延伸部分70b和80b 沿发光元件101的各侧延伸，发光元件101的各侧从顶部观看时彼此面对。在图4的发光元件201中，延伸部分80b在发光元件201的中间处在预定方向上从一侧延伸，并且两个延伸部分70b沿着上述各侧从另一侧延伸，使得从上述一侧延伸的延伸部分80b位于其间。图 3的发光元件101和图4的发光元件201都具有连接到延伸部分70b和80b的多个下ρ焊盘电极50和下η电极60，以有效地扩散电流。另外，虽然在上述实施例中已经描述了布置在相对侧的上ρ焊盘电极70和上η电极80，但是电极的布局是可选的。例如，一个电极可被布置在中间而将另一个电极布置在外缘侧，或者上P焊盘电极70和上η电极80可被布置在对角处，如同图5所示的发光元件 301。另外，虽然在上述实施例中已经描述了以不同高度定位的上P焊盘电极70和上η 电极80，但是可通过例如使在上η电极80侧的绝缘层40变厚而以同一高度进行布置，如图6所示。由于在这种情况下形成引线的高度相同，所以对于安装发光元件401是非常有利的。另外，虽然在上述实施例中已经描述了设置有非形成区域32的ρ电极30，但是显然，可不设置非形成区域32。在这种情况下，可消除用于设置非形成区域32的蚀刻处理等。另外，虽然在上述实施例中已经描述了将本发明的电极应用在η侧和ρ侧两者的发光元件，但是它当然可应用在一侧。此外，虽然已经描述了作为具有蓝区中的峰值波长的 LED的发光元件1，但是它当然可以是具有在紫外区或绿区等中的峰值波长的LED。另外，虽然在上述实施例中已经描述了使用基于氮化镓的化合物半导体的发光元件1，但是在不背离本发明的主旨的情况下，本发明可应用于使用诸如GaAlAs、GaP, GaAsP 和InGaAlP等的化合物半导体的发光元件。第二实施例在本发明的第二实施例中，与键合电极分开的反射膜被用作反射部分，来替代第一实施例中使用第一金属层72，该反射部分由对从发光层25发射的光的反射率高的金属形成。省略或简化对与第一实施例相同的部分的说明。图7是本发明的第二实施例中的发光元件2的示意俯视图。图8A是沿图7的线 A-A取的发光元件2的垂直截面图，并且图8B是沿图7的线B-B取的发光元件2的垂直截面图。类似于第一实施例中的发光元件1，发光元件2具有半导体层叠结构，其包括蓝宝石衬底10、设置在蓝宝石衬底10上的缓冲层20、设置在缓冲层20上的η型接触层22、设置在η型接触层22上的η型ESD层23、形成在η型ESD层23上的η型覆层24、设置在η型覆层24上的发光层25、设置在发光层25上的ρ型覆层26、以及设置在ρ型覆层26上的ρ型接触层27。另外，通过蚀刻去除从ρ型接触层27到η型接触层22的部分，从而部分暴露 η型接触层22。半导体层叠结构的每个部分的材料和制造方法与第一实施例中的发光元件 1相同。另外，发光元件2包括设置在ρ型接触层27上的ρ电极30和形成在ρ电极30上和在半导体层叠结构上的绝缘层40。ρ电极30和绝缘层40的材料和制造方法与第一实施例中的发光元件1相同。此外，发光元件2设置有经焊盘电极91与ρ电极30欧姆接触的键合ρ电极90、以及经焊盘电极95与η型接触层22欧姆接触的键合η电极94。键合ρ电极90和键合η电极94不包括与第一实施例中的由高反射金属形成的第一金属层72和82等同的反射部分。于是，键合ρ电极90对应于第一实施例中的上ρ焊盘电极70，并且焊盘电极91对应于第一实施例中的下P焊盘电极50。另外，键合η电极94对应于第一实施例中的上η电极80，并且焊盘电极95对应于第一实施例中的下η电极60。键合ρ电极90和键合η电极94被分别形成为在俯视图中大于焊盘电极91和95。 换言之，键合P电极90和键合η电极94的面积分别大于焊盘电极91和95。另外，键合ρ电极90具有用于连接键合引线(未示出)的键合区域903、以及从键合区域903延伸的线性延伸区域904。焊盘电极91被设置在延伸区域904之下。通过设置在延伸区域904之下的多个焊盘电极91，可有效地将电流扩散到ρ电极30。另外，键合η电极94具有用于连接键合引线的键合区域943、以及从键合区域943 延伸的线性延伸区域944。焊盘电极95被设置在延伸区域944之下。通过设置在延伸区域 944之下的多个焊盘电极95，可有效地将电流扩散到η型接触层22。适于连接到键合引线的金属(例如Au)被用作键合ρ电极90和键合η电极94的材料。键合P电极90的材料可与键合η电极94的材料相同。键合ρ电极90和键合η电极94通过例如真空沉积法或溅射法形成。当相同的材料被用于键合P电极90和键合η电极94时，可同时形成键合P电极90和键合η电极94。当正向电压被施加到键合ρ电极90和键合η电极94时，具有蓝区中的波长的光从发光层25发射。当正向电压约3V并且正向电流为20mA时，发光元件2发射例如峰值波长约455nm的光。反射膜92由对从发光层25发射的光的反射率比键合ρ电极90和键合η电极94 对从发光层25发射的光的反射率高的金属(例如Al、Ag、或者主要由Al和Ag的至少一个构成的合金)形成。键合ρ电极90和键合η电极94具有对从发光层25发射的光的相对低的反射率， 并且易于吸收光。然而，在本实施例的发光元件2中，向键合ρ电极90和键合η电极94行进的大多数光被绝缘层40中的反射膜92反射，并且没有到达键合ρ电极90和键合η电极 94。如上所述，可通过在反射膜92处反射光来改进发光元件2的光提取量。反射膜92至少被形成在键合ρ电极90之下，以具有与键合ρ电极90的形状对应的形状。结果，可至少反射透过不与键合P电极90接触的D电极30的区域的光的部分。更优选地，反射膜92被形成在键合P电极90和键合η电极94之下，以具有与其形状对应的形状。结果，可改进发光元件2的光提取量。反射膜92被形成为具有与键合P电极90和键合η电极94的形状对应的形状，使得从发光层25向键合ρ电极90和键合η电极94行进的光被反射，并且在其它方向上行进的光被直接提取到外部。例如，优选地，在键合ρ电极90的线性延伸区域904之下的反射膜92的区域是沿着延伸区域904的长度方向并具有尽可能接近延伸区域904的宽度Wl的宽度W2的线性区域。反射膜92的线性区域的长度方向中心线存在于延伸区域904之下的区域中。同样地，优选地，在键合η电极94的线性延伸区域944之下的反射膜92的区域是沿着延伸区域944的长度方向并具有尽可能接近延伸区域944的宽度的宽度的线性区域。 反射膜92的线性区域的长度方向中心线存在于延伸区域944之下的区域中。这里，将利用图9来描述就延伸区域904和944的宽度而言在延伸区域904和944 之下的反射膜92的宽度与发光元件2的光提取量之间的关系的示例。在该示例中，键合ρ 电极90和键合η电极94由Au形成，并且反射膜92由Al形成。延伸区域904和944的宽度均为10 μ m。图9是这样的图，其中，横轴表示反射膜92的宽度与延伸区域904和944的宽度的比，而纵轴表示光提取量的相对值]。相对值]是在没有形成反射膜92的情况下的值被定义为100%时光提取量的相对值。如从图9可理解，当延伸区域904和944的宽度等于反射膜92的宽度时，使光提取量最大，并且随着宽度差变大，光提取量减小。为了获得提高光提取量的效果，即，为了获得100%或更大的光提取量的相对值，反射膜92的宽度与延伸区域904和944的宽度的比需要大于0%并且小于约230%。此外，为了提取更多光，优选地，反射膜92的宽度与延伸区域904和944的宽度的比为约25%至200%，并且更优选地是约40%至160%。另外，反射膜92在绝缘层40中被形成为不与ρ电极30和键合ρ电极90接触。通常，在许多高反射金属中可能发生电迁移。因此，当高反射金属被用于连接到其它导电构件的构件(诸如第一实施例中的第一金属层72和82)时，会出现以下问题对于材料存在不多选择。然而，由于本实施例的反射膜92被绝缘层40整体地覆盖并且不与其它导电构件接触，所以即使发生电迁移，也不可能损坏发光元件2的电学特性。因此，与第一金属层72 和82的材料等相比，对于键合ρ电极90的材料存在更多选择。换言之，对于对从发光层25 发射的光的反射率高的反射部分的材料，使用键合P电极90可以提供更多选择。焊盘电极91由与ITO欧姆接触的金属(例如像Ni、Rh、Ti和Cr)形成。焊盘电极95由与η型接触层22欧姆接触的金属(例如像Ni、Rh、Ti、V、Pt和Cr)形成。焊盘电极91的材料可以与焊盘电极95的材料相同。焊盘电极91和95通过例如真空沉积法或溅射法形成。当相同的材料被用于焊盘电极91和95时，可同时形成焊盘电极91和95。图10是示出了发光元件2的键合区域903的邻近部分的局部放大图。如图10所示，键合P电极90可以具有多层结构。通过依次层积例如由Ti形成的第一层900a、由Ni 形成的第二层900b、由Au形成的第三层900c和由Al形成的第四层900d来形成多层结构。 在这样的多层结构中，通过暴露键合区域903中的低电阻Au层并将键合引线连接到其上， 可以减小键合引线与键合P电极90之间的接触电阻。另外，可通过设置Ti层作为最底层来改进对由SiO2等形成的绝缘层40的粘附力。替选地，以与键合P电极90相同的方式， 键合η电极94能够具有这样的多层结构。图IlA至图IlC是发光元件3的垂直截面图，发光元件3是本实施例的发光元件 2的变型。发光元件3与发光元件2的不同在于没有形成焊盘电极91和95。发光元件3的键合ρ电极905具有对应于焊盘电极91的下电极901和对应于键合P电极90的上电极902。另外，发光元件3的键合η电极945具有对应于焊盘电极95的下电极941和对应于键合η电极94的上电极942。下电极901与上电极902整体地形成， 并且下电极941与上电极942整体地形成。如上所述，当键合ρ电极(在具有多层结构的情况下为最底层)由可与P电极30 适当地接触的材料形成时，可以省略形成焊盘电极91。另外，当键合η电极(在具有多层结构的情况下为最底层)由可与η型接触层22适当地接触的材料形成时，可以省略形成焊盘电极95。另外，如图IlC所示，反射膜92Α还可形成在键合ρ电极905的延伸区域904之上， 使得它在绝缘层40中被形成为不与键合ρ电极905接触，并且平行于形成在延伸区域904 上的绝缘层40的上表面。以相似的方式，虽然未示出，但是反射膜92Α可被形成在键合η电极945的延伸区域944之上。由此，在发光元件3 (即绝缘层40)与外部介质(例如空气) 之间的界面处重复反射的杂散光(或受限制的光)可通过被反射在反射膜92Α上而从发光元件3出来(例如，如图IlC的箭头所示)，从而可提高整个发光元件3的光提取效率。第三实施例第三实施例与第二实施例的不同在于具有对从发光层25发射的光的高反射率的反射部分被设置为键合P电极和键合η电极的下部分(多层结构的最底层)，来替代设置反射膜92。省略或简化对与第二实施例的相同的部分的说明。图12Α和图12Β是示出了第三实施例中的发光元件4的垂直截面图。键合ρ电极和键合η电极的布局与第二实施例中的发光元件2的相同。键合ρ电极110具有作为反射部分的下膜111以及在下膜111上的上膜112。适于连接到键合引线的金属(例如Au)被用作上膜112的材料。下膜111由对从发光层25 发射的光的反射率比上膜112对从发光层25发射的光的反射率高的金属(例如Al、Ag、或者主要由Al和Ag的至少一个构成的合金)形成。替选地，可以进行如下配置膜111为Ni膜，并且上膜112是Au膜和Al膜的层叠膜。键合η电极113具有作为反射部分的下膜114和在下膜114上的上膜115。适于连接到键合引线的金属(例如Au)被用作上膜115的材料。下膜114由对从发光层25发射的光的反射率比上膜115高的金属(例如Al、Ag、或者主要由Al和Ag的至少一个构成的合金)形成。从发光层25发射的并向上膜112和115行进的光可被下膜111和114反射。由此可提高发光元件4的光提取量。虽然已经描述了本发明的实施例，但是根据权利要求的发明并不局限于上述实施例。另外，注意，不需要实施例中描述的特征的所有组合来解决本发明的问题。在上述实施例中，例如，半导体层叠结构中的η型层和ρ型层可以是相反的。换言之，可以形成P型半导体层，替代由η型接触层22、η型ESD层23和η型覆层24构成的η 型半导体层，并且可以形成η型半导体层，替代由P型覆层26和ρ型接触层27构成的ρ型半导体层。 虽然为了使公开内容完整和清楚，关于具体实施例描述了本发明，但是所附权利要求并不受限制，而是被构建为实施本领域的技术人员可以想到的、落在这里提到的基本教导内容之内的所有变型和替代构造。
权利要求
1.一种半导体发光元件，包括包括夹在第一和第二导电型层之间的发光层的半导体层叠结构，用于在所述第二导电型层侧提取来自所述发光层的发射光；与所述第二导电型层欧姆接触的透明电极；形成在所述透明电极上的绝缘层；形成在所述绝缘层上的用于引线键合的上电极；下电极，其穿透所述绝缘层，与所述透明电极和所述用于引线键合的电极欧姆接触，并且在顶视图中具有比所述上电极小的面积；以及反射部分，其用于至少反射透过不与所述下电极接触的所述透明电极的区域的光的部分。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，所述反射部分在所述绝缘层中被形成为具有比所述上电极的对从所述发光层发射的光的反射率高的对从所述发光层发射的光的反射率，并且不与所述透明电极、所述上电极和所述下电极接触。
3.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中所述上电极与所述下电极整体地形成。
4.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中，所述下电极是与所述透明电极欧姆接触的焊盘电极。
5.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中，所述上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从所述键合区域延伸的线性延伸区域，并且所述反射部分被形成在所述键合区域和所述延伸区域之下。
6.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中，所述上电极包括用于连接键合引线的键合区域和用于从所述键合区域延伸的线性延伸区域，并且所述反射部分被形成在所述延伸区域之下。
7.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中，所述上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从所述键合区域延伸的线性延伸区域，并且所述反射部分被形成在所述键合区域之下。
8.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中，所述上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从所述键合区域延伸的线性延伸区域，并且在所述延伸区域之下的所述反射部分的区域是这样的线性区域，其沿着所述延伸区域的长度方向被形成为具有比所述延伸区域的宽度的230%小的宽度。
9.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其中，所述反射部分被形成为所述上电极的下部或整个部分，使得对从所述发光层发射的光的反射率比所述下电极的对从所述发光层发射的光的反射率高。
10.根据权利要求9所述的半导体发光元件，其中，所述上电极对所述绝缘层的粘附力比所述下电极对所述绝缘层的粘附力高。
11.根据权利要求10所述的半导体发光元件，其中，所述第一和第二导电型层分别是η 型和P型半导体层，所述第一和第二导电型层和所述发光层包括氮化物化合物半导体， 所述透明电极包括导电氧化物，并且所述下电极具有与所述透明电极欧姆接触的下焊盘电极和与所述下焊盘电极欧姆接触的上焊盘电极。
12.根据权利要求11所述的半导体发光元件，还包括η电极，其包括与所述第一导电型层欧姆接触的下η电极和与所述下η电极欧姆接触的上η电极。
13.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中，所述上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从所述键合区域延伸的线性延伸区域，并且所述反射部分被形成在所述延伸区域之下和之上。
14.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其中，所述上电极包括用于连接键合引线的键合区域和从所述键合区域延伸的线性延伸区域，并且所述反射部分被形成在所述键合区域之下，并且在延伸区域之下和之上。
全文摘要
公开了一种半导体发光元件，其包括包括夹在第一和第二导电型层之间的发光层的半导体层叠结构，用于在第二导电型层侧提取来自发光层的发射光；与第二导电型层欧姆接触的透明电极；形成在透明电极上的绝缘层；形成在绝缘层上的用于引线键合的上电极；下电极，其穿透绝缘层，与透明电极和用于引线键合的电极欧姆接触，并且在顶视图中具有比上电极小的面积；以及反射部分，其用于至少反射透过不与下电极接触的透明电极的区域的光的部分。
文档编号H01L33/36GK102169940SQ20111004029
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年2月17日
发明者出口将士, 户谷真悟, 森敬洋, 沟渊尚嗣, 矢羽田孝辅 申请人:丰田合成株式会社