专利名称：发光二极管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管及其制造方法。本发明对在2007年12月12日申请的日本专利申请第2007-320645号要求优先 权，将其内容援引到本发明中。
背景技术：
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(AlxGa1JyIrvyP ；0 ^ χ ^ UO < y ^ 1) 的发光层的化合物半导体LED。这样的LED中，具有包含(AlxGah)yIrvyP ;(0彡χ彡1、0 <y ^ 1)的发光层的发光部，一般地形成于相对于从发光层射出的光在光学上不透明，并 且机械强度也并不那么高的砷化镓(GaAs)等的基板材料上。为此，最近，为了得到更高辉度的可见LED，并且，以进一步提高元件的机械强度为 目的，开发了除去对发光光不透明的基板材料，然后，重新接合透射或者反射发光光、且由 机械强度优异的材料形成的支持体层(基板)，构成接合型LED的技术(例如，参照专利文 献1 5) ο而另一方面，为了得到高辉度的可见LED，采用了利用元件形状提高光取出效率的 方法。曾公开了在半导体发光二极管的表面和背面形成的元件结构中，利用元件侧面的形 状来高辉度化的技术(例如，参照专利文献6)。另外，专利文献7中记载了在与金属层和反射层粘合的有机粘合层中埋入欧姆金 属的发光元件。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号公报专利文献6 美国专利第6229160号公报专利文献7 日本特开2005-236303号公报
发明内容
然而，在发光二极管的上下(与发光层垂直的方向)流过电流的结构中，在接合界 面形成欧姆电极的场合，接合面变成凹凸，存在难以接合的问题。在接合界面未形成欧姆电极的场合，为了使接合面的电阻降低，不仅需要高度的 接合技术，而且接合界面的杂质浓度和/或材质受到制约，必须解决光的吸收和机械性应 力等。另外，由于难以使接合界面的电阻变得均勻，因此流向发光层的电流的均勻性也存在 问题。此外，在发光层为方形的场合，当从发光层内部发出的光相对于侧面倾斜地照射时容易反射到内部，来自侧面的光的取出效率存在问题。本发明是鉴于上述状况而完成的研究，其目的在于提供能够容易地形成稳定的接 合，流到发光层的电流均勻，来自发光层的光的取出效率高且高辉度的发光二极管。为了解决上述课题，本发明的发光二极管，其特征在于，具有包含发光层的发光 部、隔着半导体层与上述发光部接合的基板、位于上述发光部的上面的第1电极、位于上述 基板的底面的第2电极、在上述半导体层上且位于上述发光部的外周的欧姆电极，在上述 半导体层中具有位于上述发光部的外周的使上述欧姆电极与上述基板导通、并且沿着上述 半导体层的厚度方向贯通的贯通电极。另外，本发明的发光二极管，考虑到贯通电极的配置和光取出效率，上述发光层的 平面形状是圆形。另外，本发明的发光二极管，上述欧姆电极是包围上述发光部的外周的形状。另外，本发明的发光二极管，上述发光部和上述第1电极的平面形状与上述欧姆 电极的平面形状是相似形状，上述发光部的外周与上述欧姆电极的间隔为一定。另外，本发明的发光二极管，上述发光部在上述发光层的上下具有包含半导体材
料的覆盖层。另外，本发明的发光二极管，上述半导体层具有至少含有GaP的层。另外，本发明的发光二极管，上述发光层至少含有AlGalnP。另外，本发明的发光二极管，上述基板是由GaP、AlGaAS、SiC中的任一种构成的透 明基板。另外，本发明的发光二极管，上述基板由至少包含Al、Ag、Cu、Au中的任一种的金 属基板、或采用Al、Ag、Cu、Au、Pt中的任一种形成了反射膜的Si基板构成。另外，本发明的发光二极管，上述第1电极具有欧姆电极、透明导电膜层和基座电 极。本发明的发光二极管的制造方法，其特征在于，具有在外延层叠用基板上依次地 至少沉积接触层、第1覆盖层、发光层、第2覆盖层和半导体层从而形成外延叠层结构体的 工序；在上述发光部的上述半导体层侧粘贴基板的工序；从上述外延叠层结构体除去上述 外延层叠用基板，形成发光部的工序；在上述半导体层中设置在上述发光层的外周的沿上 述半导体层的厚度方向贯通的贯通电极的工序；在上述半导体层上设置在上述发光层的外 周的与上述贯通电极接合的欧姆电极的工序；和在上述发光部的上面设置第1电极且在上 述基板的底面设置第2电极的工序。另外，本发明的发光二极管的制造方法，其特征在于，制造上述的任一项所述的发
光二极管。根据本发明的发光二极管，由于具有包含发光层的发光部、隔着半导体层而与上 述发光部接合的基板、在上述发光部的上面的第1电极、在上述基板的底面的第2电极、在 上述半导体层上且位于上述发光部的外周的欧姆电极，在上述半导体层中具有位于上述发 光部的外周的使上述欧姆电极与上述基板导通，并且沿上述半导体层的厚度方向贯通的贯 通电极，由此，能够使从第2电极流来的电流，经由基板、贯通电极和欧姆电极流到发光部。 另外，由于欧姆电极不在基板与半导体层的界面，因此粘贴界面不会变成凹凸，成为容易接 合的结构。另外，粘贴界面的电阻不一定必须是低电阻，有关粘贴方法、条件、粘贴基板的品
4质、材质的制约得到缓和，能够进行稳定的粘贴。另外，由于上述发光层的平面形状是圆形，因此降低了来自发光层内部的光在发 光层的侧面被反射，不仅外部取出效率提高，而且能够从侧面均勻地发光。另外，由于上述欧姆电极的平面形状是包围上述发光部外周的形状，因此流向第1 电极的电流变得容易均勻地流动，发光也变得均勻。另外，由于上述发光部和上述第1电极的平面形状的轮廓与上述欧姆电极的平面 形状是相似形状，上述发光部的外周与上述欧姆电极的间隔一定，因此流向发光部的电流 变得更容易均勻地流动，发光也变得更均勻。另外，由于第1电极的平面形状是圆形时没有 电极的角，因此耐静电压提高。因此，发光部和第1电极的平面形状与欧姆电极的平面形状 都是圆形时，电流最容易均勻地流动，能够高效率地运用发光层全部，发光层也均勻，辉度 提尚。另外，上述发光部，由于在上述发光层的上下具有覆盖层，因此能够将造成放射再 结合的载流子封闭到发光层中，能够得到高的发光效率。另外，由于上述半导体层对发出光透明，因此能够高辉度化。另外，由于上述半导体层具有至少含有GaP的层，因此能够得到与上述欧姆电极 的良好的欧姆接触，能够降低工作电压。另外，由于上述发光层至少含有发光效率良好的AlGalnP，因此能够得到从黄绿到 红色的高辉度的可见发光二极管。另外，由于上述基板是由GaP、AlGaAs、SiC的任一种构成的透明基板，因此能够高 辉度化，而且根据基板的材料，也能够使放热性、机械强度提高。另外，由于上述基板由至少包含Al、Ag、Cu、Au的任一种的金属基板、或用Al、Ag、 Cu.Au.Pt的任一种形成了反射膜的Si基板构成，因此具有下述优点在由金属构成的场合 热导率高，在由Si构成的场合容易加工且价廉。另外，由于上述第1电极具有欧姆电极、透明导电膜层和基座电极，因此能够缩小 基座电极和/或基座电极选择反射率高的材质来减少光的吸收，而且，通过均等地设置欧 姆电极，能够提高发光二极管的光取出效率。本发明的发光二极管的制造方法，具有在外延层叠用基板上依次地至少层叠接 触层、第1覆盖层、发光层、第2覆盖层和半导体层从而形成外延叠层结构体的工序；在上述 发光部的上述半导体层侧粘贴基板的工序；从上述外延叠层结构体除去上述外延层叠用基 板，形成发光部的工序；在上述半导体层中设置位于上述发光层的外周的沿上述半导体层 的厚度方向贯通的贯通电极的工序；在上述半导体层上设置位于上述发光层的外周的与上 述贯通电极接合的欧姆电极的工序；和在上述发光部的上面设置第1电极且在上述基板的 底面设置第2电极的工序，因此能够使从第2电极流到基板的电流，经由贯通电极和欧姆电 极流到发光部。另外，由于不是在基板与半导体层的粘贴界面而是在半导体层的上面设置 欧姆电极，因此粘贴界面不会变成凹凸，成为容易接合的结构。
图IA是本发明的第1实施方式涉及的发光二极管的平面图。图IB是沿图IA所示的发光二极管的A-A'的剖面图。
图2A是本发明的第1实施方式涉及的发光二极管的应用例中接近于圆形的多角 形的发光层的平面图。图2B是本发明的第1实施方式涉及的发光二极管的应用例中另一个接近于圆形 的多角形的发光层的平面图。图3A是本发明的第1实施方式涉及的发光二极管的应用例中，被曲线包围的发光 部的平面图。图3B是本发明的第1实施方式涉及的发光二极管的应用例中，被椭圆形包围的发 光部的平面图。图4是本发明的第1实施方式涉及的外延·Ui结构体的剖面图。
图5是本发明的第1实施方式涉及的发光二二极管灯的剖面图。
图6A是本发明的第2实施方式涉及的发光.二极管的平面图。
图6B是沿图6A所示的发光二极管的B-B'线的剖面图。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、1E.发光一极管
2、2A.....发光层
3、3A、.3B、3C、3D、3E.发光部
4、4A、.4B、4C、4D、4E 半导体层
5、5A.....基板
6、6A、.6B、6C、6D、6E.第1电极
7、7A……第2电极
8、8A……欧姆电极
9、9A、.9B、9C、9D、9E.贯通电极
10a、10b、10A、10B......覆盖层
11.· ·外延层叠用基板
12.· ·外延生长层
12a....缓冲层
12b....接触层
13.· ·外延叠层结构体
14LED灯
15.· ·装配用基板
16...η电极端子
17...金线
18 · ·环氧树脂
6a......基座电极
6b...透明导电膜层
6c......欧姆电极
具体实施例方式
以下，一边参照附图一边对本发明的电光二极管及其制造方法详细地进行说明。
<第1实施方式>「发光二极管」如图1A、1B所示，本发明的第1实施方式涉及的发光二极管(LED) I，其特征在于， 具有包含发光层2的发光部3、隔着半导体层4而与发光部3接合的基板5、在发光部3的 上面的第1电极6、在基板5的底面上的第2电极7、在半导体层4上且位于发光部3的外 周的欧姆电极8，在半导体层中具有位于发光部3的外周的使欧姆电极8与基板5导通、并 且沿着半导体层4的厚度方向贯通的贯通电极9。发光部3是包含发光层2的具有pn结的化合物半导体叠层结构体，发光层2也 可以由η型或ρ型中的任一种传导型的化合物半导体构成。本发明可以很好地适用于发 光部由薄的材料构成、外延层叠用基板吸收来自发光层的光的由通式(AlxGa1JyIrvyP; (0彡χ彡1、0 < y彡1)表示的发光二极管。对于发光部的薄的GaN系也有效果。发光部3可以是双异质、单一(single)量子阱(英文简称SQW)或多(multi)量 子阱(英文简称MQW)的任一种的结构，但为了得到单色性优异的发光优选为MQW结构。构 成形成量子阱(英文简称QW)结构的势垒(barrier)层和阱(well)层的(AlxGa1JyIrvyP ； (0 < χ < 1、0 < y < 1)的组成，以归结所希望的发光波长的方式决定。另外，在发光层2与覆盖层10a、10b之间，也可以设置用于使两层间的带(band) 不连续性缓慢地变化的中间层，该场合，优选中间层由具有处于发光层2与覆盖层10a、10b 的中间的禁带宽度的半导体材料构成。发光部3和发光层2的形状特别优选是圆形。或者，例如，也可以是如图2A、2B所 示的接近于圆形的多角形、如图3A所示的由曲线包围的形状、如图3B所示的椭圆形等。正 方形或长方形等，当从发光层2内部发出的光相对于发光层2的侧面倾斜时容易反射到内 部，光取出效率降低，发光二极管1的辉度降低。然而，如果发光部3和发光层2的形状是圆形，则从发光层2内部发出的光对于发 光层2的侧面难以反射，因此光取出效率提高。本发明为了高辉度化，优选半导体层4为透明。作为透明基板，可以由磷化镓 (GaP)、砷化铝镓(AlGaAs)、氮化镓(GaN)等的III-V族化合物半导体晶体，硫化锌(ZnS)JB 化锌(ZnSe)等的II -VI族化合物半导体晶体、或者六方晶或立方晶的碳化硅(SiC)等的IV 族半导体晶体等构成。在本发明中，隔着半导体层4与发光部3接合的基板5，优选由至少包含Cu、Au、 AUAg的任一种的金属基板、或采用Al、Ag、Cu、Au、Pt等形成了反射膜的Si基板构成。在 基板5由金属基板构成的场合，热导率高，Al、Ag对全波长反射率高，Cu对红色反射率高因 而更优选。另外，在基板5由Si构成的场合，具有容易加工且价廉的优点。本发明中，主要的光取出面的外形(发光部3的外形)的最大宽度为0.8mm以上 时效果大。所谓最大宽度意指表面外形的最长的部分。例如，在圆形的场合是指直径，在长 方形、正方形的场合对角线为最大宽度，采取这样的构成，是近年要求的高电流用途的发光 二极管所必需的构成。在增大了尺寸的场合，为了使电流均勻地流动，重要的是电极设计、 放热设计等特别的元件构成。发光部3，可以在砷化镓(CaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(CaP)等的III -V扶化合物 半导体单晶基板、硅(Si)基板等的表面上形成。发光部3，如上所述优选为封闭担负放射再 结合的载流子的双异质(英文简称DH)结构。
另外，发光层2为了得到单色性优异的发光，优选为单一(single)量子阱结构 (英文简称SQW)或多(multi)量子阱(英文简称MQW)结构。可以在半导体层4与发光部3的中间设置使半导体层4与发光部3的构成层的晶 格失配缓和的缓冲(buffer)层等。另外，可以在发光部3的构成层的上方，设置用于降低 欧姆(Ohmic)电极的接触电阻的接触层、用于使元件驱动电流平面扩散到整个发光部的电 流扩散层、相反地用于限制元件驱动电流流通的区域的电流阻止层和/或电流狭窄层等。为了使电流均勻地扩散到发光部3，必须对发光部3均等地配置欧姆电极8。欧姆电极8，优选是包围发光部3的外周的形状，更优选与发光部3的平面形状的 轮廓、第1电极6的平面形状的轮廓相似。最优选发光部3的平面形状和第1电极6的平 面形状是圆形，欧姆电极8的平面形状是包围发光部的环形。欧姆电极8的材质，例如对于N型的半导体可以使用AuGe、AuSi等形成，对于ρ型 半导体可以使用AuBe、AuZn等形成。贯通电极9，只要是以能够将基板5与欧姆电极8接合的方式均等地配置即可，形 状、个数没有特别的限定。材质，只要是导电性的能够形成将基板5与欧姆电极8接合那样的金属柱的材质 即可，没有特别的限定。具体地，例如可以使用Cu、Au、Ni、焊料等形成。在本发明中，半导体层4优选是电阻低、能够形成电极的半导体材料，特别优选包 含化学稳定、容易形成的GaP层。通过在GaP层中形成贯通电极9，在GaP层上形成欧姆电 极8，能够得到良好的欧姆接触，并可降低工作电压，另外，也能够利用ITO(铟锡氧化物； Indium Tin Oxide)等的透明导电膜。在本发明中，优选第1电极6的极性为η型，第2电极7的极性为ρ型。通过成为 这样的构成，能够得到高辉度化的效果，η型半导体电阻小且电流容易扩散，因此通过使第 1电极6成为η型，电流扩散变好，容易高辉度化。另外，优选在第1电极6与发光部3间设置接触层(GaAs、GaInP等)。在本发明中，在发光二极管1的平面面积为100%的场合，在将发光层2的平面 面积、欧姆电极8的平面面积分别设为Sp S2时，优选成为具有60%< S1 < 80%,5%< S2 < 10%的关系的构成。通过成为这样的形状，能够以小的电极面积高效率地使大的发光面 积发光，能够得到高辉度化。另外，由于欧姆电极8吸收光，因此优选尽量减少表面积。另 外，第1电极6遮蔽来自发光层2的光，因此优选第1电极6的面积，在能够线接合的范围 尽量减小。「发光二极管的制造方法」接着，对本发明的第1实施方式涉及的发光二极管1的制造方法进行说明。首先，制作发光部3的叠层结构。作为发光部3的构成层的形成方法，可举出有机 金属化学气相生长(有机金属化学气相沉积；英文简称M0CVD)法、分子束外延(英文简 称MBE)法和液相外延(英文简称LPE)法。在本实施方式中，以使设置在GaAs基板上的外延叠层结构体(外延晶片)与GaP 基板接合而制作发光二极管的情况为例，对本发明具体地进行说明。如图4所示，发光二极管1，使用具有层叠在半导体基板(外延层叠用基板)11上
8的外延生长层12的外延叠层结构体13进行制作，所述半导体基板由具有从例如掺杂了 Si的η型的(100)面倾斜15°的面的GaAs单晶构成。所谓层叠的外延生长层12包括 包含掺杂了 Si的η型的GaAs的缓冲层12a、包含掺杂了 Si的η型的(Ala5Gaa5)a5Ina5P 的接触层12b、包含掺杂了 Si的η型的(Ala7Gaa3)a5Ina5P的覆盖层10a、包含20对的 非掺杂的(Al0.2Ga0.8) ο. 5In0.5P/ (Al0.7Ga0.3) 0.51%5P 的发光层 2、包含掺杂了 Mg 的 ρ 型的 (Ala7Gaa3)a5Ina5P的覆盖层10b、和掺杂了 Mg的ρ型GaP层(半导体层)4。在本实施方式中，采用III族构成元素的原料使用了三甲基铝((CH3)3Al)、三甲基镓 ((CH3) 3Ga)以及三甲基铟((CH3) 3In)的减压MOCVD法，在GaAS基板(外延层叠用基板)11 上层叠外延生长层12的各层，形成外延叠层结构体13。Mg掺杂原料可以使用双环戊二乙 基镁(bis-(C5H5)2Mg)。Si掺杂原料可以使用乙硅烷(Si2H6),另夕卜，作为V族构成元素的原 料，可以使用膦(PH3)或胂(AsH3)。包含GaP的半导体层4，例如在750°C下生长，构成外延 生长层12的其他的层，例如在730°C下生长。缓冲层12a，例如使载流子浓度为2X1018cm_3、层厚为0. 2μπι即可。接触层12b， 例如由(Ala5Gaa5)a5Ina5P构成，使载流子浓度为2X 1018cm_3、层厚为1. 5μπι即可。覆盖层 10a，例如使载流子浓度为8Χ1017πΓ3、层厚为Ιμπι即可。发光层2为非掺杂，使层厚例如为 0.8μπι即可，覆盖层10b，例如使载流子浓度为2 XlO^cnT1、层厚为Ιμπι即可，半导体层4， 例如使载流子浓度为3X1018cm_3、层厚为9μπι即可。半导体层4，对从表面到1 μ m的深度的区域进行研磨，镜面加工即可，使表面的粗 糙度例如为0. ISnm即可。在此，准备粘贴到上述的半导体层4的镜面研磨了的表面的基板 5。作为该粘贴用的基板5，如上所述，优选是Cu、Al、Ag等的金属，也可以使用Si，在容易加 工和价格方面具有优点。将上述的基板5和外延叠层结构体13送入接合装置内，将装置内真空排气到 3X10_5Pa。然后，为了除去表面的污染，对基板5和外延叠层结构体13表面照射被加速了 的Ar电子束。然后在室温下将两者接合。接着，使用氨系蚀刻剂从接合了的结构体上选择性地除去外延层叠用基板11和 缓冲层12a。采用真空蒸镀法在接触层12b的表面形成η型欧姆电极(第1电极)6，使得例如 AuGe (Ge 质量比为 12% )为 0. 15 μ m、Ni 为 0. 05ym、Au 为 1 μπι。利用一般的光刻方法实施图形化，形成第1电极6。第1电极6的平面形状优选为 圆形。接着，选择性地除去待形成欧姆电极8的区域的外延生长层12的缓冲层12b 覆 盖层10b，使半导体层4露出，与此同时形成发光部3。发光部3的平面形状优选为圆形。然后，以包围发光部3的外周的方式在半导体层4上均等地开孔，向该孔中埋入金 属柱，以与基板5接合的方式形成贯通电极9。贯通电极9，例如，材质为Cu，为直径20 μ m 的圆柱状，以与发光部3的间隔为20 μ m的方式在四方等间隔地配置4根即可。接着，一边与该贯通电极9接合，一边以包围发光部3的外周的方式在半导体层4 的表面形成欧姆电极8。欧姆电极8采用真空蒸镀法形成并使得例如AuBe为0. 2 μ m、Au为 1 μ m艮口可。优选欧姆电极8的形状与第1电极6的平面形状的轮廓相似，最优选第1电极6
9的平面形状是圆形，欧姆电极8是环形。从发光部3的端部到欧姆电极8的距离，例如为10 μ m即可，宽度例如为10 μ m即可。然后，例如在450°C下进行10分钟的热处理而进行合金化，从而形成低电阻的欧 姆电极8。另外，在基板5的底面形成第2电极。然后，可以采用真空蒸镀法在一部分的第1电极6上以Au为Ιμπι的方式形成焊 盘。此外，也可以由例如厚度0. 3 μ m的SiO2膜覆盖半导体层4来作为保护膜。采用如上所述制作的LED芯片(发光二极管1)，可以组装成例如如图5模式地表 示的LED灯(发光二极管灯)14，该LED灯14，是在装配用基板15上使用银(Ag)膏将LEP 芯片1固定、支持(装配)，用金线17将第1电极6与设置在装配基板15的表面的η电极 端子16进行线接合后，使用一般的环氧树脂18进行封装从而制作出。如以上说明，根据本发明的发光二极管1，由于具有包含发光层2的发光部3、隔着 半导体层4与发光部3接合的基板5、在发光部3的上面的第1电极6、在基板5的底面的 第2电极7、在半导体层4上且位于发光部3的外周的欧姆电极8，在半导体层4中具有位 于发光部3的外周的使欧姆电极8与基板5导通、并且沿半导体层4的厚度方向贯通的贯 通电极9，因此从第2电极7流来的电流通过基板5，经由贯通电极9和欧姆电极8，能够流 到发光部3。另外，由于欧姆电极8不在基板5与半导体层4的粘贴界面上，因此粘贴界面 不会变成凹凸，成为容易接合的结构，在加工方面良好，使用了该发光二极管1的LED灯等 的制品，特性和品质提高。〈第2实施方式>「发光二极管」接着，对本发明的第2实施方式涉及的发光二极管IA进行说明。如图6A、6B所示，发光二极管IA与第1实施方式的发光二极管1同样地，具有在 发光层2A的上下具有覆盖层10AU0B的发光部3A、隔着半导体层4A与发光部3A接合的 基板5A、在发光部3A的上面的第1电极6A、在基板5A的底面的第2电极7A和在半导体层 4A上且位于发光部3A外围的欧姆电极8A，在半导体层4A中具有位于发光部3A的外周的 使欧姆电极8A与基板5A导通、并且沿半导体层4A的厚度方向贯通的贯通电极9A。第1电极6A，具有基座电极6a、在基座电极6a的下方的包含铟锡氧化物(ITO) 的透明导电膜层6b、和沿透明导电膜层6b的内周且在透明导电膜层6b的内部的η型的欧 姆电极6c。欧姆电极6c为了使电流均勻地扩散到发光部3A，优选是沿着发光部3A的内周环 绕的形状，优选发光部3A的平面形状、基座电极6a的平面形状、透明导电膜层6b的平面形 状都相似，最优选它们是包括同心圆的圆形。欧姆电极6c的材质，例如对于N型的半导体可以使用AuGe、AuSi等、对于P型的 半导体可以使用AuBe、AuZn等来形成。其他的结构，与第1实施方式涉及的发光二极管1大致相同。通过成为这样的形状，透明导电膜起到连接基座电极6a与欧姆电极6c的配线的 作用，欧姆电极的配置、大小、形状的自由度增大，通过适当的设计可使电流的扩散容易，能 够得到工作电压低的发光二极管1A。此外，基座电极6a可以选择反射率高的材料，以减少 光的吸收，能够高辉度化。
再者，欧姆电极6c的形状不限定于图6B所示的环形，也可以使小的电极分散成岛 状。如以上说明，根据本发明的发光二极管1A，由于具有包含发光层2A的发光部3A、 隔着半导体层4A与发光部3A接合的基板5A、在发光部3A的上面的第1电极6A、在基板 5A的底面的第2电极7A、在半导体层4A上且位于发光部3A的外周的欧姆电极8A，在半导 体层4A中具有位于发光部3A的外周的使欧姆电极8A与基板5A导通、并且沿半导体层4A 的厚度方向贯通的贯通电极9A，因此能够将从第2电极7A流来的电流通过基板5A，经由贯 通电极9A和欧姆电极8A流到发光部3A。另外，由于欧姆电极8A不在基板5A与半导体层 4A的粘贴界面上，因此粘贴面不会变成凹凸，成为容易接合的结构，在加工方面良好，使用 了该发光二极管IA的LED灯等的制品其特性和品质提高。另外，对于第1电极6A，由于设置基座电极层6a、ITO层6b、和在ITO层6b的内部 的欧姆电极6c，因此电极设计的自由度增大，能够降低发光二极管IA的工作电压，并且能 够提高光取出效率。产业上的利用可能性本发明的发光二极管，通过将贯通电极的设置、发光层和欧姆电极的形状最佳比， 能够提供过去没有的高辉度、工作电压低的高可靠性的发光二极管，能够用于各种的显示灯等。本发明中表示数值范围的“以上”和“以下”均包括本数。
权利要求
一种发光二极管，其特征在于，具有包含发光层的发光部、隔着半导体层与所述发光部接合的基板、位于所述发光部的上面的第1电极、位于所述基板的底面的第2电极、在所述半导体层上且位于所述发光部的外周的欧姆电极，在所述半导体层中具有位于所述发光部的外周的使所述欧姆电极与所述基板导通、并且沿着所述半导体层的厚度方向贯通的贯通电极。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光层的平面形状为圆形。
3.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述欧姆电极为包围所述发光 部的外周的形状。
4.根据权利要求1 3的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述发光部和所述 第1电极的平面形状的轮廓与所述欧姆电极的平面形状是相似形状，所述第1电极的外周 与所述欧姆电极的间隔为一定。
5.根据权利要求1 4的任一项所述的发光二极管，其特征在于，在所述发光部中，在 所述发光层的上下具有包含半导体材料的覆盖层。
6.根据权利要求1 5的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述半导体层具有至 少含有GaP的层。
7.根据权利要求1 6的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述发光层至少含有 AlGaInP0
8.根据权利要求1 7的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述基板是由GaP、 AlGaAs, SiC的任一种构成的透明基板。
9.根据权利要求1 7的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述基板由至少含有 Al、Ag、Cu、Au的任一种的金属基板、或采用Al、Ag、Cu、Au、Pt的任一种形成了反射膜的Si 基板构成。
10.根据权利要求1 9的任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第1电极具有 欧姆电极、透明导电膜层和基座电极。
11.一种发光二极管的制造方法，其特征在于，具有在外延层叠用基板上依次地至少沉积接触层、第1覆盖层、发光层、第2覆盖层和半导 体层从而形成外延叠层结构体的工序；在所述发光部的所述半导体层侧粘贴基板的工序；从所述外延叠层结构体除去所述外延层叠用基板，形成发光部的工序；在所述半导体层中设置位于所述发光层的外周的沿所述半导体层的厚度方向贯通的 贯通电极的工序；在所述半导体层上设置位于所述发光层的外周的与所述贯通电极接合的欧姆电极的 工序；和在所述发光部的上面设置第1电极且在所述基板的底面设置第2电极的工序。
12.根据权利要求11所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，制造权利要求1 10的任一项所述的发光二极管。
全文摘要
本发明提供一种流到发光层的电流均匀、来自发光层的光的取出效率高且高辉度的发光二极管(1)，其具有包含发光层(2)的发光部(3)、隔着半导体层(4)与发光部(3)接合的基板(5)、位于发光部(3)的上面的第1电极(6)、位于基板(5)的底面的第2电极(7)和在半导体层(4)上且位于发光部(3)的外周的欧姆电极(8)，在半导体层(4)中具有位于发光部(3)的外周的使欧姆电极(8)与基板(5)导通、并且沿半导体层(4)的厚度方向贯通的贯通电极(9)。
文档编号H01L33/62GK101897045SQ20088012048
公开日2010年11月24日 申请日期2008年11月25日 优先权日2007年12月12日
发明者竹内良一 申请人:昭和电工株式会社