半导体发光元件的制作方法
【专利说明】半导体发光元件
[0001]本申请是申请日为2011年9月8日、申请号为201110265519.9、发明名称为“半导体发光元件”的申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用:本申请基于2011年4月26日申请的日本国特许申请2011-098374，并主张优先权，本申请通过援引而包括该基础申请的全部内容。
技术领域
[0003]本发明的实施方式涉及半导体发光元件。
【背景技术】
[0004]用于照明装置、显示装置、信号器等中的发光元件(LED:Light Emitting D1de:发光二极管)要求高输出化。
[0005]在发光层的下方设置反射金属层，若将从发光层朝向下方的放出光向上方反射则能够提高光取出效率。
[0006]然而，例如，若从反射金属层侧的电极注入的电流在横向上过于扩散，则发光层中的有效电流注入密度降低，从而发光效率降低。因此难以得到较高的光输出。
【发明内容】
[0007]本发明的实施方式提供向发光区域的电流注入密度以及发光效率较高的半导体发光元件。
[0008]实施方式的半导体发光元件具有:支撑基板；第一电极，设置于上述支撑基板之上；第一导电型层，设置于上述第一电极之上，具有作为半导体的第一接触层；发光层，设置于上述第一导电型层之上；第二导电型层，设置于上述发光层之上，具有第二接触层；以及第二电极，设置于上述第二导电型层之上，具有细线部和焊盘部:上述细线部设置于上述第二接触层之上，从上方观察，上述第一接触层与上述第二接触层不重叠地设置。
[0009]另一实施方式的半导体发光元件具有:支撑基板；第一电极，设置于上述支撑基板之上；第一导电型层，设置于上述第一电极之上，具有窗层和以埋设于上述第一电极的方式从上述窗层向上述第一电极侧突出的凸状的作为半导体层的第一接触层；发光层，设置于上述第一导电型层之上；第二导电型层，设置于上述发光层之上，具有第二接触层；以及第二电极，设置于上述第二导电型层之上，具有细线部和焊盘部:上述细线部设置于上述第二接触层之上；从上方观察，上述第一接触层与上述第二接触层不重叠地设置，上述窗层是带隙能量比上述发光层的带隙能量高的半导体层。
[0010]根据本发明的实施方式，能够提供向发光区域的电流注入密度及发光效率较高的半导体发光元件。
【附图说明】
[0011]图1(a)是第一实施方式的半导体发光元件的示意俯视图，图1(b)是沿A-A线的示意剖视图。
[0012]图2是第一实施方式的变形例的半导体发光元件的示意俯视图。
[0013]图3(a)?图3(f)是第一实施方式的半导体发光元件的制造方法的工序剖视图，图3(a)是半导体层的示意图，图3(b)是对第一接触层刻画图案的示意图，图3(c)是形成了 ITO的不意图，图3 (d)是晶片接合的不意图，图3 (e)是对第一接触层刻画图案的不意图，图3(f)是分割后的元件的示意图。
[0014]图4是比较例的半导体发光元件的示意剖视图。
[0015]图5是第二实施方式的半导体发光元件的示意剖视图。
[0016]图6 (a)是第三实施方式的半导体发光元件的示意俯视图，图6(b)是沿B-B线的示意剖视图。
【具体实施方式】
[0017]在下文中，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0018]图1(a)是第一实施方式的半导体发光元件的示意俯视图，图1(b)沿A-A线的示意剖视图。
[0019]半导体发光元件具有:支撑基板10 ;第一电极20，设置在支撑基板10之上；半导体层58，设置在第一电极20之上。半导体层58至少包括:发光层40、窗层34、第一接触层32。此外，窗层34与第一电极20的一部分相接触。另外，在本说明书中，所谓“窗层”是指具有比发光层40的带隙能量(band-gap energy)大的带隙能量、能够使来自发光层的光透射的层。
[0020]第一接触层32在窗层34与第一电极20之间选择性地设置。而且，第一接触层32与窗层34及第一电极20相接触，具有比窗层34的导电率高的导电率。这样，第一电极20与第一接触层32的接触电阻能够比第一电极20与窗层34的接触电阻低。因此，第一电极20能够经由第一接触层32向窗层34注入载流子。
[0021]此外，如图1 (b)所示，半导体层58从第一电极20侧开始包括:第一接触层32、窗层34、组成倾斜层36、第一包覆层(cladding layer) 38、发光层40、第二包覆层52、电流扩散层(current spreading layer) 54、第二接触层56等。另外，半导体层58的构造并不局限于此。第二电极60能够具有:焊盘(pad)部60a，设置在未形成第二接触层56的区域；细线部60b，与焊盘部60a连接。细线部60b虽然设置在第二接触层56之上，但也能够在焊盘部60a的附近部分的未形成第二接触层56的区域设置细线部60b。在焊盘部60a的正下方附近不存在第一接触层而不被注入电流，因而没有必要设置第二接触层56。若在未设有第二电极60的半导体层58的表面设置具有凹凸结构(concave-convex structure)的光取出面58a，则能够提高光取出的效率。
[0022]此外，通过将支撑基板10设为导电性，能够使第一电极20与设置在支撑基板10背面的背面电极62导通。
[0023]第一电极20从半导体层58侧开始例如能够具有:透明导电膜26、反射金属层25、阻挡(barrier)金属层24、第二接合金属层23、第一接合金属层22、阻挡金属层21等。此夕卜，其构造并不限定于此。
[0024]如图1(a)的示意俯视图所示，从上方观察，第二接触层56设置成与以虚线表示的第一接触层32不重叠。此外，从上方观察，第一接触层32能够包括在细线部60b的延伸方向上分散设置的多个区域。即，电流经由选择性地设置的第一接触层32在第一电极20和第二电极60之间流动。此外，细线部60b与第一接触层32之间的从上方观察的最短距离能够是例如5 μπι。因此，从上方观察，构成为发光层40中发光强度较大的区域与细线部60b不重叠，从而能够具有高亮度。另外，在图1(a)中，第一接触层32为矩形，但平面形状并不局限于此，也可以是圆形、椭圆形、多边形等。
[0025]图2是第一实施方式的变形例的半导体发光元件的示意俯视图。
[0026]第一接触层32也可以是从上方观察，在细线部60b的延伸方向上形成宽度为数几微米(μm)、长度为几十微米(μπι)的矩形。在该情况下设置成，从上方观察，以虚线表示的第一接触层32与第二接触层56不重叠。
[0027]图3(a)?图3(f)是第一实施方式的半导体发光元件的制造方法的工序剖视图，图3(a)是半导体层的示意图，图3(b)是对第一接触层刻画图案的示意图，图3(c)是形成了 ITO的不意图，图3 (d)是晶片接合的不意图，图3 (e)是对第一接触层刻画图案的不意图，图3(f)是分割后的元件的示意图。
[0028]在由GaAs构成的结晶生长基板70之上形成半导体层58(图3(a))，该半导体层58在结晶生长基板70之上依次层叠有m型GaAs的第二接触层56(载流子浓度为IX 1018Cm_3，厚度为0.1 ym)、η型Ina5(Gaa3Ala7)a5P的电流扩散层54(载流子浓度为
1.6 X 1018Cm_3，厚度为3.5 μ m)、η型In0.5Α10.5Ρ的第二包覆层52 (载流子浓度为4 X 11W,厚度为0.6 ym)、发光层40、ρ型Ina5Ala5P的第一包覆层38 (载流子浓度为3 X 1017cm_3，厚度为0.6 μ m)、组成从P型In。.5 (Ga0.3A10.7) Q 5P朝向p型GaP逐渐地变化的组成倾斜层36 (厚度为0.03 μ m)、P型GaP的窗层34 (杂质浓度为3 X 11W3,厚度为0.3 μ m)以及p型GaP的第一接触层32 (杂质浓度为5 X 102°cm_3，厚度为0.1 μ m)。
[0029]发光层40例如设为MQW(Multi Quantum Well:多量子阱)构造，具有:例如，井层20，由Ina5Ala5P构成，厚度为4nm ;障壁层21，由I%5 (Gaa4Ala6) Q.5P构成，厚度为7nm。发光层40例如能够释放出0.61?0.7 ym的红色光波长范围的光。此外，半导体层58的构造并不限定于此。此外，半导体层58能够使用例如MOCVD (Metal Organic Chemical VaporDeposit1n:金属有机化学气相沉积)法或MBE (Molecular Beam Epitaxy:分子束外延)法等进彳丁结晶生长。
[0030]接着，如图3(b)所示，第一接触层32之中的向窗层34注入电子的区域通过刻画图案而作为凸部被留下，除去其它区域。作为除去方法，能够使用利用了酸溶液的湿式蚀刻法或RIE (Reactive 1n Etching:反应离子刻蚀)等干式蚀刻法。
[0031]接着，如图3(c)所示，在包括进行了图案刻画后的第一接触层(凸部(convexreg1n)) 32以及凸部周边的成为底面的窗层34的半导体层58的凹凸面之上，形成掺锡氧化铟(ΙΤ0:1ndium Tin Oxide)、氧化锌、氧化锡等的透明导电膜26。<