半导体发光器件及其制造方法

专利名称：：半导体发光器件及其制造方法
技术领域：
：本发明涉及半导体发光器件和制造该半导体发光器件的方法。
背景技术：
：诸如发光二极管(LED)的半导体发光器件包括例如包括凸出的叠层体的发光部分20，通过在半导体发光器件制造衬底(以下可以简称为衬底10)上依次叠加n导电类型的第一化合物半导体层21、有源层23和p导电类型的第二化合物半导体层22而获得该叠层体。第一电极(n侧电极)41位于衬底10上或暴露的第一化合物半导体层21的暴露的部分21a上。第二电极(p侧电极)130位于第二化合物半导体层22的上表面上。这样的半导体发光器件可以被分为两种器件，诸如其中来自有源层23的光通过第二化合物半导体层22进行发射的半导体发光器件和其中来自有源层23的光通过第一化合物半导体层21进行发射的半导体发光器件(为了方便，称为底部发光类型)。在现有技术的底部发光类型半导体发光器件中，通常，反射来自有源层23的可见光的反射电极常常用作如图IO所示的第二电极130以保持高的发光效率。作为反射电极的第二电极130包括例如包括银(Ag)的下层131和包括镍(Ni)的上层132(例如，参考C.H.Chou等"HighthermallystableNi/Ag(Al)alloycontactsonp_GaN，，，AppliedPhysicsLetters90，022102(2007))。这里，由于下层131包括银(Ag)，因此可以实现高的光反射。此外，由于上层132包括镍(Ni)，因此防止了由下层131发生氧化和迁移而引起的退化。在该图中，参考数字42表示绝缘层，以及参考数字43A和43B表示触点部分。正常情况下，上层132覆盖下层131。这里，从下层131的边缘到上层132的边缘的距离被定义为D1Q为了方便，从下层131的边缘到上层132的边缘的上层132的区域被称为上层突出区域。从上层132的边缘到凸出的叠层体的边缘的距离被定义为02。为了方便，从上层132的边缘到叠层体的边缘的凸出的叠层体的区域被称为叠层体暴露区域。上层突出区域包围下层131以便形成框。叠层体暴露区域包围上层突出区域以便形成框。
发明内容通常，有源层23中发射的一部分光在叠层体和衬底10之间反射。当反射光的一部分到达上层突出区域时，该部分反射光的一些在包括镍且构成上层突出区域的上层132被吸收，其余的光被反射。如上所述，上层突出区域起光吸收区域的作用，从而引起这样的问题整个半导体发光器件的光提取效率降低。此外，电流没有从第二电极130注入到叠层体暴露区域中，从而引起这样的问题发光部分的电流密度增加，因而由于亮度饱和现象使得发光强度降低。Di和D2的典型值为1iim。因而，在包括具有大小为大约0.35mmX0.35mm的凸出叠层体的较大半导体发光器件中，叠层体暴露区域和上层突出区域的总面积最多为凸出的叠层体的面积的2%。但是，在包括具有大小为大约10iimX10iim的凸出叠层体的较小半导体发光器件中，叠层体暴露区域和上层突出区域的总面积为凸出的叠层体的面积的64%4之多。因此，在这样的小半导体发光器件中，通过包括银(Ag)的下层131产生的光反射效果下降。此外，在这样的小半导体发光器件中，整个半导体发光器件的光提取效率进一步降低，并且由于亮度饱和现象使得发光强度进一步降低。因此，期望提供一种具有这样的结构和构造的半导体发光器件，其可以防止第二电极的光反射效果降低并且可以抑制迁移的发生，而不引起整个半导体发光器件的光提取效率的下降和由于亮度饱和现象引起的发光强度的下降。也期望提供一种用于制造这样的半导体发光器件的方法。根据本发明的实施例，提供一种半导体发光器件，包括(A)发光部分，通过依次叠加具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层、和具有不同于第一导电类型的第二导电类型的第二化合物半导体层获得；(B)第一电极，电连接到第一化合物半导体层；(C)透明导电材料层，形成在第二化合物半导体层上；(D)包括透明绝缘材料且具有开口的绝缘层，该绝缘层形成在该透明导电材料层上；和(E)从该发光部分反射光的第二电极，该第二电极以连续方式形成在暴露于所述开口的底部的所述透明导电材料层上以及所述绝缘层上，其中假定构成该发光部分的有源层的面积为S"该透明导电材料层的面积为S2，该绝缘层的面积为S3，以及该第二电极的面积为S^满足S工《S2<S3且S2<S4。根据本发明的另一实施例，提供一种用于制造半导体发光器件的方法，包括步骤(a)在半导体发光器件制造衬底的主要表面上依次形成具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层、和具有不同于第一导电类型的第二导电类型的第二化合物半导体层；(b)在第二化合物半导体层上形成透明导电材料层；(c)在该透明导电材料层上形成绝缘层，该绝缘层包括透明绝缘材料并且具有开□;(d)以连续方式在暴露于该开口的底部的所述透明导电材料层上以及所述绝缘层上形成反射来自于发光部分的光的第二电极；(e)将该第二电极接合到支撑衬底，并且除去该半导体发光器件制造衬底；以及(f)对该第一化合物半导体层、该有源层、第二化合物半导体层以及该透明导电材料层构图，同时对该绝缘层和第二电极构图，以获得该发光部分，其中第一化合物半导体层、有源层和第二化合物半导体层被依次层叠，其中假定构成该发光部分的有源层的面积为S"该透明导电材料层的面积为S2，该绝缘层的面积为S3，以及该第二电极的面积为S^满足S工《S2<S3且S2<S4。在根据本发明的实施例(以下可以总称为"本发明")的半导体发光器件中或用于制造半导体发光器件的方法中，该透明导电材料层优选地透射从该发光部分发出的光的90%或更多。换句话说，这样的透射率是通过形成具有与构成该透明导电材料层相同的材料并且具有与该透明导电材料层相同的厚度的薄膜、将具有与从该发光部分发出的光相同的波长的光应用于该薄膜、以及测量薄膜透射光的百分比(光透射率)来获得的值。为了实现这样的光透射率，可以合适地确定该透明导电材料层的厚度并且可以合适地选择构成该透明导电材料层的材料。构成该透明导电材料层的材料的示例不仅包括诸如金(Au)、镍(Ni)和铂(Pt)之类的金属和诸如Ru(^之类的金属氧化物，还包括透明导电材料。透明导电材料的示例包括氧化铟锡(ITO)(包括掺杂Sn的1!1203、晶态的ITO和非晶态的ITO)、氧化铟锌(IZO)、掺杂F的ln203(IFO)、氧化锡(Sn02)、掺杂Sb的Sn02(ATO)、掺杂F的Sn02(FTO)、氧化锌(ZnO)(包括掺杂Al的ZnO和掺杂B的ZnO)、类晶石型氧化物、和具有YbFe204结构的氧化物。在包括上述优选形式的本发明中，所述绝缘层可以包括氧化硅(SiO》、氮化硅(SiNY)、氮氧化硅(SiOxNY)、氧化钽(Ta205)、氧化锆(Zr02)、氧化铝(A1203)、氮化铝(A1N)、氧化钛(Ti02)、氧化镁(MgO)、氧化铬(CrOx)、氧化钒(V0X)、氮化钽(TaN)或电介质多层膜(例如，具有通过交替层叠包括Si02等的具有低折射率的薄膜和包括Ti02、Ta205等的具有高折射率的薄膜获得的结构的电介质多层膜)。构成绝缘层的透明绝缘材料优选地是透射从发光部分发出的光的95%或更多的材料。该绝缘层可以根据要使用的材料由各种物理气相沉积(PVD)方法或各种化学气相沉积(CVD)方法形成。所述开口可以由光刻和蚀刻的组合方法形成。在包括上述优选形式和结构的本发明中，第二电极优选地包括银、银合金、铝或铝合金。银合金的示例包括按重量计算包含1%或更少的铟(In)的银合金以及按重量计算包含O.l到10%的钯以及按重量计算包含0.1到3%的选自铜、铝、金、钼、钽、铬、钛、镍、钴和硅的至少一个元素的银合金。铝合金的示例包括基于摩尔的包含5%或更少的钴(Co)、5%的镍(Ni)、以及1%的碳(C)的铝合金。在包括上述优选形式和结构的本发明中，来自有源层的光优选地通过第一化合物半导体层被发射到外面。在用于制造根据包括上述优选形式和结构的本发明的实施例的半导体发光器件的方法中，第二电极可以通过使用粘合剂的方法、金属接合方法、半导体接合方法或金属半导体接合方法来接合到该支撑衬底。可以通过湿蚀刻、干蚀刻、激光烧蚀或加热来除去该半导体发光器件制造衬底。第一化合物半导体层、有源层、第二化合物半导体层以及透明导电材料层、或绝缘层和第二电极可以通过诸如活性离子蚀刻(RIE)的干蚀刻或湿蚀刻来被构图。这里，绝缘层和第二电极可以在第一化合物半导体层、有源层、第二化合物半导体层和透明导电材料层被构图之后被构图。可替换地，第一化合物半导体层、有源层、第二化合物半导体层和透明导电材料层可以在该绝缘层和第二电极被构图；执行了接合到支撑衬底；以及除去了半导体发光器件制造衬底之后被构图。此外，第一化合物半导体层、有源层、和第二化合物半导体层、以及透明导电材料层可以按照连续的方式被构图(在这种情况下，通常S工=S2)。可替换地，透明导电材料层可以在第一化合物半导体层、有源层和第二化合物半导体层被构图之后被构图(在这种情况下，通常S工〈S》。第一化合物半导体层、有源层、和第二化合物半导体层可以在透明导电材料层被构图；执行了接合到支撑衬底；以及除去了半导体发光器件制造衬底之后被构图(同样在这种情况下，通常S工<S2)。在包括上述优选形式和结构的本发明中，可以通过各种PVD方法、各种CVD方法或电镀法来形成透明导电材料层和第二电极。PVD方法的示例包括(a)各种真空沉积方法，诸如电子束加热、电阻加热、闪蒸沉积(flashd印osition)和脉冲激光沉积(PLD);(b)等6离子沉积；(c)各种溅射方法，诸如二极管溅射、直流(DC)溅射、DC磁控溅射、射频(RF)溅射、磁控溅射、离子束溅射和偏置溅射；(d)各种离子电镀方法，诸如DC方法、RF方法、多阴极方法、激活反应方法、空心阴极放电(HCD)方法、电场沉积方法、RF离子电镀方法和反应离子电镀方法；(e)离子气相沉积(IVD)。CVD方法的示例包括大气压力CVD、减小压力CVD、热CVD、等离子CVD、光CVD和激光CVD。在包括上述优选形式和结构的本发明中，第一电极可以包括例如Ti、TiW、TiMo、Ti/Ni/Au、Ti/Pt/Au、(Ti/)TiW/Pt/Au、(Ti/)TiW/Pd/TiW/Pt/Au、Al、铝合金、AuGe或AuGe/Ni/Au。注意，"/"的左边指示的层比〃/〃的右边指示的层更接近于有源层。可替换地，第一电极可以包括诸如IT0、IZ0、ZnO:Al或ZnO:B之类的透明导电材料。例如，诸如Ti层/Pt层/Au层的由具有[粘合剂层(例如，Ti层或Cr层)]/[势垒金属层(例如，Pt层、Ni层、TiW层或Mo层)]/[具有与安装相兼容的金属层(例如，Au层)]的层叠结构的金属多层构成的触点部分(焊盘部分)可以可选地位于第一电极和第二电极(包括其延伸部分)上。第一电极和触点部分(焊盘部分)可以由诸如真空沉积和溅射之类的各种PVD方法、各种CVD方法或电镀法形成。在用于制造根据包括上述优选形式和结构的本发明的实施例的半导体发光器件的方法中，该半导体发光器件制造衬底的示例包括GaAs衬底、GaN衬底、SiC衬底、氧化铝衬底、蓝宝石衬底、ZnS衬底、Zn0衬底、A1N衬底、LiMgO衬底、LiGa02衬底、MgAl204衬底、InP衬底、Si衬底、Ge衬底、GaP衬底、A1P衬底、InN衬底、AlGalnN衬底、AlGaN衬底、AlInN衬底、GalnN衬底、AlGalnP衬底、AlGaP衬底、AlInP衬底、GalnP衬底，这些衬底中每个衬底的表面(主要表面)上形成有基层或缓冲层。根据包括上述优选形式和结构的本发明的实施例的半导体发光器件或通过用于制造根据本发明的实施例的半导体发光器件的方法获得的半导体发光器件(以下可以总称为"根据本发明的实施例的半导体发光器件等")首先放置于该半导体发光器件制造衬底上。但是，最后该半导体发光器件制造衬底被除去。最后，该半导体发光器件等可以安装在如下所述的安装衬底上。支撑衬底和安装衬底的示例包括玻璃片、金属片、合金片、陶瓷片、塑料片和塑料膜。布线线路可以位于该支撑衬底上以将第二电极或第一电极连接到该布线线路。在根据本发明的实施例的半导体发光器件等中的包括有源层的化合物半导体层的示例包括，GaN化合物半导体(包括AlGaN混合晶体、AlGalnN混合晶体或GalnN混合晶体)、GalnNAs化合物半导体(包括GalnAs混合晶体或GaNAs混合晶体)、AlGalnP化合物半导体、AlAs化合物半导体、AlGalnAs化合物半导体、AlGaAs化合物半导体、GalnAs化合物半导体、GalnAsP化合物半导体、GalnP化合物半导体、GaP化合物半导体、InP化合物半导体、InN化合物半导体和AlN化合物半导体。添加到该化合物半导体层的n型杂质的示例包括硅(Si)、硒(Se)、锗(Ge)、锡(Sn)、碳(C)和钛(Ti)。p型杂质的示例包括锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)、镉(Cd)、f丐(Ca)、钡(Ba)和氧(0)。该有源层可以包括单个化合物半导体层或可以具有单量子阱结构(QW结构)或多量子阱结构(MQW结构)。包括该有源层的化合物半导体层可以由金属有机物化学气相沉积(M0CVD或M0VPE)、金属有机物分子束外延(MOMBE)、或其中卤素用于运输或反应的氢化物气相外延(HVPE)形成。用在MOCVD中用于形成化合物半导体层的气体的示例包括普通气体，诸如三甲基7镓(TMG)气体、三乙基镓(TEG)气体、三甲基铝(TMA)气体、三甲基铟(TMI)气体和砷化三氢(AsH3)。氮源气体的示例包括氨气和联氨气体。例如，当添加硅(Si)作为n型杂质(n型掺杂剂)时，甲硅烷(SiH4)气体可以用作Si源，以及当添加硒(Se)时，H^e气体可以用作Se源。另一方面，当添加镁(Mg)作为p型杂质(p型掺杂剂)时，环戊二烯基镁气体、甲基环戊二烯基镁气体或双(环戊二烯基)镁(Cp2Mg)气体可以用作Mg源，以及当添加锌(Zn)时，二甲基锌(匿Z)可以用作Zn源。除Si之夕卜，n型杂质(n型掺杂剂)的示例包括Ge、Se、Sn、C和Ti。除Mg之外，p型杂质(p型掺杂剂)的示例包括Zn、Cd、Be、Ca、Ba和0。在制造半导体红光发光器件时，可用气体的示例包括三甲基铝(TMA)、三乙基铝(TEA)、三甲基镓(TMG)、三乙基镓(TEG)、三甲基铟(TMI)、三乙基铟(TEI)、磷化氢(PH》、砷化三氢、二甲基锌(DMZ)、二乙基锌(DEZ)、H^、硒化氢(H2Se)和双环戊烷二乙基锌。具体地说，可以由根据本发明的实施例的半导体发光器件等获得发光二极管(LED)。例如，发光二极管的尺寸为3X10—"m2《S工《3X10—7m2，优选地1X10—1Qm2《Si《1X10—V，其中Si为有源层的面积。根据本发明的实施例的半导体发光器件等可以被安装在安装衬底上。这种情况下，多个半导体发光器件应当被安装在该安装衬底上。可以根据例如包括该半导体发光器件的产品的规范、用途和功能来确定半导体发光器件的数目、其类型、安装(布置)的方式、间距等。通过将该半导体发光器件安装在安装衬底上获得的产品示例包括图像显示装置、使用半导体发光器件的背光和照明装置。例如，使用基于氮化物的ni-v族化合物半导体的器件可以被用作半导体红光发光装置(红光发光二极管)、半导体绿光发光装置(绿光发光二极管)、和半导体蓝光发光装置(蓝光发光二极管)。此外，例如，使用AlGalnP化合物半导体的器件可以用作半导体红光发光装置(红光发光二极管)。此外，具体地说，可以由根据本发明的实施例的半导体发光器件获得发光二极管(LED)、边缘发射半导体激光器、表面发射激光器件(垂直腔表面发射激光器(VCSEL))等。在本发明中，第二电极以连续方式形成在暴露于所述开口的底部的透明导电材料层以及所述绝缘层上，并且不直接与该发光部分接触。因而，可以确保防止构成第二电极的材料(原子)向发光部分的迁移。此外，由于满足32<53，如下所述，从而可以更确保防止迁移的发生。由于满足S2〈S4，因此可以确保防止第二电极的光反射效果的降低。此外，S工《S2的满足不会引起整个半导体发光器件的光提取效率的下降以及由于亮度饱和现象引起的发光强度的下降。如果33/52或54/52的值减小到制造中的对准精度的限制，则整个半导体发光器件的尺寸可以减小到它的限制，并且即使有源层具有相同的面积，半导体发光器件也可以以更窄的间距形成。因而，可以由单个晶体生长衬底获得更多数量的半导体发光器件。因此，可以降低半导体发光器件的制造成本。图1A和1B是示例1的半导体发光器件的示意图，图1C是简要示出了示例1的半导体发光器件的剖视图；图2A和2B是简要示出了用于描述制造示例1的半导体发光器件的方法的叠层体等的局部剖视图；图3A和3B是简要示出了用于描述在图2B之后制造示例1的半导体发光器件的8方法的叠层体等的局部剖视图；图4A和4B是简要示出了用于描述在图3B之后制造示例1的半导体发光器件的方法的叠层体等的局部剖视图；图5A到5D是示出了示例1的半导体发光器件的修改的示意图；图6A和6B是简要示出了用于描述制造示例2的图像显示装置的方法的半导体发光器件等的局部剖视图；图7A和7B是简要示出了用于描述在图6B之后制造示例2的图像显示装置的方法的半导体发光器件等的局部剖视图；图8A和8B是简要示出了用于描述在图7B之后制造示例2的图像显示装置的方法的半导体发光器件等的局部剖视图；图9是简要示出了用于描述在图8B之后制造示例2的图像显示装置的方法的半导体发光器件等的局部剖视图；图10是简要示出了现有技术的半导体发光器件的局部剖视图。具体实施例方式现在将参考附图基于示例描述本发明。示例1示例1涉及根据本发明的实施例的半导体发光器件和用于制造该半导体发光器件的方法。示例1中的半导体发光器件具体地包括发光二极管。如示意图1A和简要剖视图1C所示，示例1的半导体发光器件1包括(A)发光部分20，通过依次叠加具有第一导电类型(具体地，在示例1中为n型)的第一化合物半导体层21、有源层23、和具有不同于第一导电类型的第二导电类型(具体地，在示例1中为P型)的第二化合物半导体层22获得；(B)第一电极(n-侧电极)41，电连接到第一化合物半导体层21;(C)透明导电材料层30，形成在第二化合物半导体层22上；(D)包括透明绝缘材料且具有开口31a的绝缘层31，该绝缘层31形成在该透明导电材料层30上；禾口(E)反射来自于所述发光部分20的光的第二电极(p-侧电极)32，该第二电极32以连续方式形成在暴露于该开口31a的底部的所述透明导电材料层30上和所述绝缘层31上，假定构成发光部分20的有源层23的面积为S"透明导电材料层30的面积为S2，绝缘层31的面积为S3，以及第二电极32的面积为S4，满足S工《S2<S3且S2<S4。具体来说，在示例1中，=S2=9.6iimX9.6iim以及S3=S4=10.0iimX10.0iim。具体地说，在示例1中，第一电极41形成在第一化合物半导体层21的一个表面上，该表面与接触有源层23的第一化合物半导体层21的表面相反。构成第一化合物半导体层21、有源层23和第二化合物半导体层22的化合物半导体包括AlxGaYIni—x—YN(0《X《1，0《Y《1，且0《X+Y《1)，更具体地说，该化合物半导体是GaN化合物半导体。也就是说，第一化合物半导体层21包括掺杂Si的GaN(GaN:Si)，并且有源层23包括InGaN层(阱层)和GaN层(势垒层)并且具有多量子阱结构。第二化合物半导体层22包括掺杂Mg的GaN(GaN:Mg)。发光部分20具有通过叠加第一化合物半导体层21、有源层23和第二化合物半导体层22获得的叠层结构。此外，第一电极41包括具有Ti/Pt/Au结构的金属叠层膜。Ti膜和Pt膜的厚度为例如50nm，以及Au膜的厚度为例如2ym。透明导电材料层30包括具有厚度为2nm的金层。绝缘层31包括具有厚度为0.2ym的氧化硅(SiOp在示例1中，X=2)。第二电极32包括厚度为0.2iim的银合金。波长为520nm的光到具有厚度为2nm的金薄膜的透射率大约为92%，并且该金薄膜的薄膜电阻为12Q/平方(square)。光到具有厚度为0.2iim的绝缘层31的透射率为99%或更多，并且在绝缘层31中形成的开口31a的大小为3iimX3iim。包括银合金的第二电极32的光反射率为大约95%。来自于有源层23的光通过第一化合物半导体层21发射到外面。在具有图10所示的现有技术的结构的半导体发光器件(以下简称为比较示例1的半导体发光器件)中，至少D工二D2二1.0ym是必须的。因而，在比较示例l的半导体发光器件中，假定有源层的大小为10.OiimXlO.0iim，在电流从构成第二电极130的上层132注入到其中的部分中的有源层的大小为大约8iimX8iim。构成第二电极130的下层(反光层)131的大小为6.0iimX6.Oiim。当应当注入到半导体发光器件的电流的值为100iiA时，在示例1和比较示例1的半导体发光器件中的电流密度、亮度饱和抑制效果之比、以及第二电极或上层的面积与有源层的总面积Si(10iimX10iim)之比如下面的表1所示。表1电流密度示例1:(100X10—6)/(9.6X9.6X10—8)=109A/cm2比较示例1:(100X10—6)/(8X8X10—8)=156A/cm2由于电流密度的降低引起的亮度饱和抑制效果之比(在比较示例1中的电流密度下的发光效率为1.0)在示例1中的电流密度下的发光效率1.1(实际值)在比较示例1中的电流密度下的发光效率1.0第二电极或上层的面积比示例1:100%比较示例1:36%如上所述，在示例1的半导体发光器件1中可以降低电流密度。示例1中的亮度饱和抑制效果是比较示例1中的1.1倍。此外，第二电极与有源层的面积比为100%，其是比较示例1中的面积比的2.8倍。因此，能增加半导体发光器件1的光输出。如图1B半导体发光器件1的示意图所示，当操作该半导体发光器件1时，通过绝缘层31从第二电极32到透明导电材料层30形成电场，并且该电场集中于透明导电材料层30的边缘处。尽管构成第二电极32的银原子沿着该电场迁移，但是迁移受到绝缘层31的阻挡。银原子穿过绝缘层31所通过的可能的迁移路径在图1B中由标为"迁移"的箭头表示。但是，由于一些迁移路径位于与电场相反的方向上，因此银原子实际上不容易迁移。换句话说，图1A和1C所示的示例1的半导体发光器件1的结构是可以保证防止发生迁移的结构。在示例1中，第二电极32以连续方式形成在暴露于开口31a的底部处的透明导电材料层30和绝缘层31上，因而不接触所述发光部分20。因此，可以确保防止构成第二电极32的材料(原子)迁移到发光部分20。此外，由于满足S2〈S3，因此如上所述，可以更加确保防止发生迁移。由于满足S2<S4，因此可以确保防止第二电极32的光反射效果下降。此外，S工《S2的满足不会引起整个半导体发光器件的光提取效率的下降以及由于亮度饱和现象引起的发光强度的下降。现在将参考附图描述用于制造示例1的半导体发光器件1的方法。步骤100A首先，在半导体发光器件制造衬底10的主要表面上依次形成具有第一导电类型的第一化合物半导体层21A、有源层23A、具有不同于第一导电类型的第二导电类型的第二化合物半导体层22A。因为第一化合物半导体层21A、有源层23A和第二化合物半导体层22A还没有被构图，所以在它们的参考数字的末尾加上"A"。在下面的说明中，相同的方式应用于表示每个层的参考数字。具体地说，包括蓝宝石的半导体发光器件制造衬底IO被插入到MOCVD装置中。在包括氢气的载体气体中在105(TC的衬底温度下执行衬底清洁10分钟之后，将衬底温度下降到50(TC。基于MOCVD方法，提供作为镓的原材料的三甲基镓(TMG)气体，同时提供作为氮的原材料的氨气，以在半导体发光器件制造衬底10的表面上执行晶体生长。因此，包括GaN的基底层ll形成在该表面上，然后停止TMG气体的供应。步骤100B随后，通过依次叠加n导电类型的第一化合物半导体层21A、有源层23A和p导电类型的第二化合物半导体层22A而获得的发光部分20A形成在半导体发光器件制造衬底10上。具体地说，基于MOCVD方法，通过将衬底温度增加到1020°C，然后在大气压下提供作为硅的原材料的甲硅烷(SiH4)气体，来在基底层11上执行晶体生长。因此，在基底层11上形成具有3ym的厚度并包括掺杂Si的GaN(GaN:Si)的n导电类型的第一化合物半导体层21A。掺杂浓度例如为大约5X1018cm—3。然后，暂时停止TMG气体和Si^气体的供应，并且将衬底的温度下降到750°C。通过阀门开关提供三乙基镓(TEG)气体和三甲基铟(TMI)气体，执行晶体生长以形成包括InGaN和GaN并且具有多量子阱结构的有源层23A。例如，通过提供包括GaN(厚度7.5nm)和具有大约9%的In成分的InGaN(厚度2.5nm)的多量子阱结构(例如，由两层阱构成)来获得具有发光波长为400nm的发光二极管。可替换地，通过提供包括GaN(厚度7.5nm)和具有15%的In成分的InGaN(厚度2.5nm)的多量子阱结构(例如，由15层阱构成)来获得具有发光波长为460nm士10nm的蓝光发光二极管。通过提供包括GaN(厚度15nm)和具有23%的In成分的InGaN(厚度2.5nm)的多量子阱结构(例如，由9层阱构成)来获得具有发光波长为520nm士10nm的绿光发光二极管。在形成有源层23A之后，通过以下步骤在该有源层23A上执行晶体生长停止供应TEG气体和TMI气体、将氮气载体气体切换到氢气载体气体、将衬底的温度增加到850°C、然后提供TMG气体和双(环戊二烯基)镁(Cp2Mg)气体。因而，具有100nm厚度并包括掺杂Mg的GaN(GaN:Mg)的第二化合物半导体层22A形成在有源层23A上。掺杂浓度大约为5X1019cm—3。随后，通过停止供应TMG气体和Cp2Mg气体并将衬底温度下降到室温，完成晶步骤100C在完成晶体生长之后，通过在氮气环境下在大约80(TC执行退火处理10分钟来激活P型杂质(P型掺杂剂)。步骤IIO包括具有厚度为2nm的金薄膜的透明导电材料层30A通过真空沉积形成在第二化合物半导体层22A上。因而，可以获得图2A所示的结构。步骤120包括透明绝缘材料并具有开口31a的绝缘层31形成在透明导电材料层30A上。具体地说，在包括Si02的绝缘层31通过溅射整个形成在透明导电材料层30A上之后，通过光刻和RIE在绝缘层31中形成开口31a。因而，可以获得图2B所示的结构。步骤130反射来自于发光部分的光的第二电极32A通过溅射以连续方式形成在暴露于开口31a的底部的透明导电材料层30A上以及所述绝缘层31上。因而，可以获得图3A所示的结构。步骤140第二电极32A和支撑衬底50通过包括环氧树脂粘合剂的粘合剂层51彼此附着(参考图3B)。随后，通过机械抛光和湿蚀刻除去半导体发光器件制造衬底10。步骤150通过光刻在暴露的第一化合物半导体层21A上形成已经构图的光刻胶层。然后利用该光刻胶层通过剥离(liftoff)在第一化合物半导体层21A上形成第一电极41。步骤160通过光刻在暴露的第一化合物半导体层21A上形成已经被构图的光刻胶层。随后，使用光刻胶层作为用于蚀刻的掩模，通过利用Cl2气体的RIE来对第一化合物半导体层21A、有源层23A、第二化合物半导体层22A和透明导电材料层30A进行构图。然后除去光刻胶层。因而，如图4A所示，可以获得发光部分20，其是由已经被构图的第一化合物半导体层21、已经被构图的有源层23、和已经被构图的第二化合物半导体层22构成的叠层体。此外，可以获得已经被构图的透明导电材料层30。然后，通过光刻在已经被构图的发光部分20和暴露的绝缘层31上形成已经被构图的光刻胶层。使用光刻胶层作为用于蚀刻的掩模，通过利用02气体和CF4气体的RIE，来对绝缘层31和第二电极32A进行构图。然后除去光刻胶层。因而，可以获得图4B所示的结构。在如上所述的构图中，满足S工《S2〈S3且S2〈S4。彼此相邻的半导体发光器件1的中心之间的距离(构造间距)为12.5iim。可以通过如上所述的步骤制造示例1的半导体发光器件1。步骤170随后，支撑衬底50可以被切割成半导体发光器件1。此外，可以通过执行树脂铸模和封装来制造诸如圆灯型器件和表面安装型器件之类的各种半导体发光器件(具体地说，发光二极管)。构成发光部分的有源层的面积Sp透明导电材料层的面积S^绝缘层的面积&、和第二电极的面积S4之间的关系不局限于上述关系。例如，可以满足S工<S2<S3=&，如示12意的剖视图5A所示。可替换地，可以满足S工=S2<S3<S4，如示意的剖视图5B所示，或者，可以满足S工=S2<S4<S3，如示意的剖视图5C所示。此外，必要时可以采用图5D所示的结构。示例2示例2是示例1的修改。在示例2中，在示例1中获得的半导体发光器件1被重新布置成阵列(二维矩阵)以制造例如图像显示装置。具体地说，在示例2中，在步骤160之后执行如下所述的步骤。步骤200在此步骤中，以期望间距选择半导体发光器件1。更具体地说，半导体发光器件1是从示例1的步骤160中获得的许多半导体发光器件1中选择出来的，并且以在X方向上每M个器件的间距和在Y方向上每N个器件的间距被布置成二维矩阵。制备中继(relay)衬底60和第二中继衬底70，其中在中继衬底60上形成包括硅橡胶的弱粘合剂层61，在第二中继衬底70中在预定位置形成包括金属薄膜等的对准标记(未示出)并且在第二中继衬底70上形成包括未固化的光敏树脂的粘合剂层71。构成中继衬底60的材料的示例包括玻璃片、金属片、合金片、陶瓷片、半导体衬底和塑料片。中继衬底60由位置确定装置(未示出)支撑。利用位置确定装置的操作，可以调节中继衬底60和支撑衬底50之间的位置关系。粘合剂层71可以基本上包括任何材料，只要该材料通过一些方法提供粘合剂的功能。例如，可以使用通过应用诸如光(特别是紫外线等)、射线(X射线等)或电子束之类的能量束提供粘合剂功能的材料，或者使用通过应用加热、压力等提供粘合剂功能的材料。树脂粘合剂层，特别是光敏粘合剂、热固粘合剂或热塑粘合剂可以作为可以被容易地形成并且提供粘合剂功能的材料的例子。例如，当使用光敏粘合剂时，通过向粘合剂层应用光或紫外线或通过向其应用热来向粘合剂层提供粘合剂功能。当使用热固粘合剂时，通过应用光等加热粘合剂层来向粘合剂层提供粘合剂功能。当使用热塑粘合剂时，通过应用光等有选择地加热粘合剂层的一部分，粘合剂层的该部分可以被熔化以提供流动性。此外，例如，压敏粘合剂(例如，包括丙烯酸树脂)层可以作为粘合剂层的例子。所选择的半导体发光器件1被转移到中继衬底60，以使得暴露的第一化合物半导体层21和暴露的第一电极41接触中继衬底60。具体地说，弱粘合剂层61被压在以二维矩阵形式布置在支撑衬底50上的半导体发光器件1上(参考图6A和6B)。随后，例如，受激准分子激光被应用于将要从支撑衬底50的背面进行转移的半导体发光器件1(参考图7A)。因而，引起激光烧蚀，并且已经应用了受激准分子激光的半导体发光器件1与支撑衬底50分开。当中继衬底60与半导体发光器件1分离时，只有与支撑衬底50分开的半导体发光器件1变成附着于该弱粘合剂层61(参考图7B)。步骤210半导体发光器件1被放置(移动或转移)在粘合剂层71上(参考图8A和8B)。具体地说，参考形成在第二中继衬底70上的对准标记，将半导体发光器件1从中继衬底60放置到第二中继衬底70的粘合剂层71上。由于半导体发光器件1微弱地附着于弱粘合剂层61，因此当半导体发光器件1与粘合剂层71接触(压在粘合剂层71上)而中继衬底60在中继衬底60与第二中继衬底70分离的方向上移动时，半导体发光器件1留在粘合剂层71上。此外，通过使用滚压器等将半导体发光器件1深深地掩埋在粘合剂层71中，可以将半导体发光器件1转移到第二中继衬底70。为了方便，使用这样的中继衬底60的方法被称为步骤转移方法。通过重复该步骤转移方法达到期望的次数，期望数目的半导体发光器件1以二维矩阵附着于弱粘合剂层61上并且转移到第二中继衬底70。具体地说，在示例2中，在单次步骤转移中，160X120个半导体发光器件1以二维矩阵的形式附着于弱粘合剂层61，然后被转移到第二中继衬底70。因此，通过重复该步骤转移方法(1920X1080)/(160X120)=108次，1920X1080个半导体发光器件1可以被转移到第二中继衬底70。此外，通过重复上述步骤三次，期望数目的半导体红光发光装置(红光发光二极管)、半导体绿光发光装置(绿光发光二极管)、和半导体蓝光发光装置(蓝光发光二极管)可以按照期望的距离和间距被转移到第二中继衬底70。随后，通过向其上布置有半导体发光器件1的粘合剂层71应用紫外线来固化构成粘合剂层71的光敏树脂。因而，半导体发光器件1被固定在粘合剂层71上。然后，通过第一电极41把半导体发光器件1临时固定在第二临时固定衬底上。具体地说，制备包括玻璃衬底的第二临时固定衬底，在该第二临时固定衬底上形成包括未固化的粘合剂的粘合剂层80。通过接合半导体发光器件1和粘合剂层80然后固化粘合剂层80，半导体发光器件1可以被临时固定在第二临时固定衬底上。随后，通过适当的方法从半导体发光器件1上除去粘合剂层71和第二中继衬底70。在此状态下，每个半导体发光器件l的第二电极32被暴露出来。步骤220第二绝缘层81被整体形成，并且开口82形成在每个半导体发光器件1的第二电极32的上方的第二绝缘层81中。形成第二布线线路83以便从第二电极32上的区域通过该开口82延伸到第二绝缘层81上的区域。第二布线线路83在垂直于该图的纸面的方向上延伸。随后，包括第二布线线路83的第二绝缘层81通过粘合剂层84接合到包括玻璃衬底的安装衬底85，由此，半导体发光器件1可以被安装(固定)在安装衬底85上。接着，例如，从第二临时固定衬底的背面应用受激准分子激光。因而，引起激光烧蚀，并且已经应用了受激准分子激光的半导体发光器件1与第二临时固定衬底分开。在此状态下，半导体发光器件1的第一电极41被暴露出来。随后，整体形成第一绝缘层86，并且在半导体发光器件1的第一电极41上的第一绝缘层86中形成开口87。形成第一布线线路88以便从每个第一电极41的区域通过开口87延伸到第一绝缘层86上的区域。第一布线线路88在该图的左-右方向上延伸。图9是简要示出了这样的结构的局部剖视图。通过适当的方法将第一布线线路和第二布线线路连接到各自的驱动电路，可以完成半导体发光器件和由该半导体发光器件构成的图像显示装置。在半导体发光器件1中，有源层23中产生的光在图9的向下方向上发出。已经基于优选示例描述了本发明，但是本发明不局限于这样的示例。在示例中描述的半导体发光器件的结构和构造、构成半导体发光器件的材料、以及半导体发光器件的制造条件和各种数字值仅仅是示例并且可以被适当地修改。本申请包含与于2008年12月12日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2008-317083中公开的内容相关的主题，该申请的全部内容通过引用而被包含于此。本领域技术人员应当理解，在所附权利要求书或其等价的范围内，可以根据设计14要求及其它因素做出各种修改、组合、子组合和替换c权利要求一种半导体发光器件，包括(A)发光部分，通过依次层叠具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层、和具有不同于所述第一导电类型的第二导电类型的第二化合物半导体层而获得；(B)第一电极，电连接到所述第一化合物半导体层；(C)透明导电材料层，形成在所述第二化合物半导体层上；(D)绝缘层，包括透明绝缘材料并且具有开口，所述绝缘层形成在所述透明导电材料层上；和(E)第二电极，其反射来自于所述发光部分的光，所述第二电极以连续方式形成在暴露于所述开口的底部的所述透明导电材料层上和所述绝缘层上，其中，假定构成所述发光部分的有源层的面积为S1，所述透明导电材料层的面积为S2，所述绝缘层的面积为S3，以及所述第二电极的面积为S4，则满足S1≤S2＜S3且S2＜S4。2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述透明导电材料层透射从所述发光部分发出的光的90%或更多。3.根据权利要求2所述的半导体发光器件，其中所述透明导电材料层包括Au、Ni、Pt、IT0、IZ0或Ru02。4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述绝缘层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化钽、氧化锆、氧化铝、氮化铝、氧化钛、氧化镁、氧化铬、氧化钒、氮化钽或电介质多层膜。5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第二电极包括银、银合金、铝或铝<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中来自于所述有源层的光通过所述第一化合物半导体层发射到外面。7.—种用于制造半导体发光器件的方法，包括步骤(a)在半导体发光器件制造衬底的主要表面上依次形成具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层、和具有不同于第一导电类型的第二导电类型的第二化合物半导体层；(b)在所述第二化合物半导体层上形成透明导电材料层；(c)在所述透明导电材料层上形成绝缘层，该绝缘层包括透明绝缘材料并且具有开□;(d)以连续方式在暴露于所述开口的底部的所述透明导电材料层上以及在所述绝缘层上形成反射来自于发光部分的光的第二电极；(e)将所述第二电极接合到支撑衬底，并且除去所述半导体发光器件制造衬底；以及(f)对所述第一化合物半导体层、所述有源层、所述第二化合物半导体层以及所述透明导电材料层构图，同时对所述绝缘层和所述第二电极构图，以获得所述发光部分，在所述发光部分中所述第一化合物半导体层、所述有源层和所述第二化合物半导体层被依次层叠，其中，假定构成所述发光部分的有源层的面积为S"所述透明导电材料层的面积为S2，所述绝缘层的面积为S3，以及所述第二电极的面积为S^则满足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>8.根据权利要求7所述的用于制造半导体发光器件的方法，其中所述透明导电材料层透射从所述发光部分发出的光的90%或更多。9.根据权利要求8所述的用于制造半导体发光器件的方法，其中所述透明导电材料层包括Au、Ni、Pt、IT0、IZ0或Ru02。10.根据权利要求7所述的用于制造半导体发光器件的方法，其中所述绝缘层包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化钽、氧化锆、氧化铝、氮化铝、氧化钛、氧化镁、氧化铬、氧化钒、氮化钽或电介质多层膜。11.根据权利要求7所述的用于制造半导体发光器件的方法，其中所述第二电极包括银、银合金、铝或铝合金。全文摘要本发明涉及半导体发光器件及其制造方法。半导体发光器件包括(A)发光部分，通过依次层叠具有第一导电类型的第一化合物半导体层、有源层、和具有不同于第一导电类型的第二导电类型的第二化合物半导体层而获得；(B)第一电极，电连接到第一化合物半导体层；(C)透明导电材料层，形成在第二化合物半导体层上；(D)绝缘层，包括透明绝缘材料且具有开口，绝缘层形成在透明导电材料层上；和(E)第二电极，反射来自于发光部分的光，第二电极以连续方式形成在暴露于开口的底部的透明导电材料层上和绝缘层上，其中，假定构成发光部分的有源层的面积为S1，透明导电材料层的面积为S2，绝缘层的面积为S3，以及第二电极的面积为S4，满足S1≤S2＜S3且S2＜S4。文档编号H01L33/38GK101752488SQ20091025850公开日2010年6月23日申请日期2009年12月11日优先权日2008年12月12日发明者友田胜宽申请人:索尼株式会社