专利名称：半导体发光装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光装置及其制造方法，更具体地，涉及具有对半导体发光层发射的光不透明的焊盘电极的半导体发光装置及其制造方法。
背景技术：
LED (发光二极管)芯片是采用Alfe^nN基氮化物半导体制造的半导体发光装置， 可以高效率地发射短波长的光，如蓝光。将该LED芯片与磷光体结合提供了发射白光等的发光设备。这样的发光设备可在发光效率上超过荧光灯，并且被认为是未来照明的主流。从而，期望氮化物半导体发光装置的发光效率和可靠性被进一步改善，并且期望其在节能方面得到发展。在具有形成在绝缘基板上的氮化物半导体层的氮化物半导体发光装置中，电极不能设置在基板的后表面侧。因此，P侧电极和η侧电极设置在其上形成有氮化物半导体层的基板的上表面侧。η侧电极需要电连接到η型半导体层。因此，为了形成η型半导体层，P型氮化物半导体层和半导体发光层需要被去除，以暴露η型氮化物半导体层。通过蚀刻已经暴露的暴露部分之外的未暴露部分呈现为台状(梯形形状)。在未暴露部分和暴露部分之间的边界，暴露η型半导体层、半导体发光层和ρ型半导体层的端部的区域将称为暴露端部。因为ρη结在暴露端部被暴露，所以当暴露部分中的 ρη结被污染时发生泄漏电流。日本专利特开平第9-2052Μ号公报(专利文献1)是现有文献，公开了具有绝缘膜以便保护暴露端部的氮化物半导体发光装置。在专利文献1公开的氮化物半导体发光装置中，绝缘膜形成在暴露端部的表面上。因为不透明的ρ侧焊盘电极设置在ρ型氮化物半导体层上，所以从位于P侧焊盘电极下方的半导体发光层发射的光被P侧焊盘电极阻挡而没有从氮化物半导体发光装置的上表面出射。从而，半导体发光装置的光提取效率劣化。日本专利特开平第8-250769号公报(专利文献2)是现有文献，公开了其中形成有高阻层以减小流过P侧焊盘电极下方设置的部分P型半导体层的电流值的半导体发光装置。在专利文献2公开的半导体发光装置中，高阻层设置在透明电极和P型半导体层之间。日本专利特开第2008-210903号公报(专利文献3)是现有文献，公开了一种半导体发光装置，其中P侧焊盘电极设置在绝缘膜上，且在P侧焊盘电极和绝缘膜间插设有透光导电膜。在专利文献3公开的半导体发光装置中，透光绝缘膜设置在具有外部连接部的透光导电膜和P型半导体层之间。日本专利特开第2008-1355Μ号公报(专利文献4)是现有文献，公开了具有也形成在透光绝缘层下方的透明导电膜的半导体发光装置。在专利文献4公开的半导体发光装置中，透光绝缘层下方形成的透明导电膜的部分的层厚度小于透明导电膜的其余部分的层厚度。该结构均勻地分散电流，且增加焊盘电极周围的光发射，从而改善了光提取效率。
在如专利文献2和3中公开的半导体发光装置具有在ρ侧电极下方的绝缘膜的结构中，不太可能获得透明导电膜和P型半导体层之间的欧姆接触。为了获得透明导电膜和P 型半导体层之间的欧姆接触，透明导电膜和P型半导体层之间的界面处存在的氧化物需要被去除。因此，当在P型半导体层上形成透明导电膜时，P型半导体层通常经受采用清洗溶液的表面处理以去除氧化物。然而，因为在ρ侧电极下方具有绝缘膜的半导体发光装置中透明导电膜形成在绝缘膜之上，所以绝缘膜早于透明导电膜形成在P型半导体层上。当其上形成有绝缘膜的P 型半导体层的表面经受采用清洗溶液的表面处理以去除氧化物时，绝缘膜将被清洗溶液去除。因此，在P侧电极下方具有绝缘膜的半导体发光装置中，在形成透明导电膜前，在P型半导体层的表面处理中应当采用氧化物去除能力弱的清洗溶液。结果，不太可能获得透明导电膜和P型半导体层之间的欧姆接触。对于在η型半导体层之上具有透明导电膜的半导体发光装置这也同样。在专利文献4公开的半导体发光装置中，透明导电膜形成在ρ型半导体层上，并且绝缘膜形成在透明导电膜上。在该半导体发光装置中，透明导电膜早于绝缘膜形成在P型半导体层上。然而，因为透明导电膜形成在绝缘膜之上和之下，流过半导体发光装置的电流路径根据绝缘膜上形成的透明导电膜的层厚度和绝缘膜下形成的透明导电膜的层厚度之间的关系而变化。因此，半导体发光装置的发光特性发生改变，除非绝缘膜之上和之下形成的透明导电膜的层厚度被严格控制。
发明内容
本发明的目标是提供透明导电膜和半导体层之间具有减小的接触电阻且具有稳定的发光特性的半导体发光装置及其制造方法。本发明的发明人注意到绝缘膜上形成的透明导电膜和其余位置处形成的透明导电膜需要不同的特性。绝缘膜之外的位置处形成的透明导电膜所需要的特性包括⑴与下面的ρ型半导体层的接触电阻低；(2)比电阻(specific resistance)低并且电流扩散性好；以及(3) 考虑到光干扰，厚度小于或等于λ/4η(λ表示LED的发光波长，η表示ρ侧透明导电膜的折射系数)。绝缘膜上形成的透明导电膜所需的特性包括与其上形成的ρ侧半导体电极的接触电阻低。根据前述，本发明通过下面的手段实现了目标。根据本发明的半导体发光装置包括基板、设置在基板之上的η型半导体层、设置在η型半导体层上的半导体发光层以及设置在半导体发光层上的P型半导体层。该半导体发光装置还包括暴露部分和暴露部分之外的未暴露部分，在暴露部分中，当从基板之上二维地看基板时，半导体发光层和P型半导体层二者在η型半导体层上部分地不存在。该半导体发光装置还包括设置在未暴露部分中的P型半导体层的部分上的绝缘膜、在未暴露部分中的不存在绝缘膜的基本整个P型半导体层上设置的第一透明导电膜以及绝缘膜和第一透明导电膜上设置的第二透明导电膜。该半导体发光装置还包括设置在暴露部分中的η型半导体层之上且电连接到η型半导体层的η侧电极以及设置在绝缘膜之上的第二透明导电膜上且电连接到P型半导体层的P侧电极。优选地，该半导体发光装置还包括由与绝缘膜相同的材料制造且覆盖于暴露部分和未暴露部分之间的边界处设置的半导体发光层的端面的第一保护膜以及设置为覆盖第一保护膜的第二保护膜。在本发明的实施例中，半导体发光装置还包括设置在η侧电极和η型半导体层之间的第三透明导电膜。在本发明的第一方面中，半导体发光装置的制造方法包括如下步骤制备基板、在基板之上形成η型半导体层、在其上已经形成η型半导体层的基板之上形成半导体发光层、 在其上已经形成半导体发光层的基板之上形成P型半导体层、在P型半导体层上形成第一透明导电膜以及部分地去除第一透明导电膜。半导体发光装置的制造方法还包括通过蚀刻部分去除第一透明导电膜、P型半导体层和半导体发光层以形成暴露η型半导体层的暴露部分和暴露部分之外的未暴露部分，并且在已经去除第一透明导电膜的区域中形成绝缘膜的步骤。半导体发光装置的制造方法还包括在绝缘膜和第一透明导电膜上形成第二透明导电膜、在暴露部分中的η型半导体层之上形成电连接到η型半导体层的η侧电极以及在绝缘膜之上的第二透明导电膜上形成电连接到P型半导体层的P侧电极的步骤。在本发明的第二方面中，半导体发光装置的制造方法包括制备基板、在基板之上形成η型半导体层、在其上已经形成η型半导体层的基板之上形成半导体发光层以及在其上已经形成半导体发光层的基板之上形成P型半导体层的步骤。半导体发光装置的制造方法还包括通过蚀刻部分去除P型半导体层和半导体发光层以形成暴露η型半导体层的暴露部分和暴露部分之外的未暴露部分以及在未暴露部分中的P型半导体层上形成第一透明导电膜的步骤。半导体发光装置的制造方法还包括部分去除第一透明导电膜、在已经去除第一透明导电膜的区域中形成绝缘膜以及在绝缘膜和第一透明导电膜上形成第二透明导电膜的步骤。半导体发光装置的制造方法还包括在暴露部分中的η型半导体层之上形成电连接到η型半导体层的η侧电极以及在绝缘膜之上的第二透明导电膜上形成电连接到ρ型半导体层的P侧电极的步骤。在本发明的实施例中，在形成第二透明导电膜的步骤中，在η侧电极和η型半导体层之间形成第三透明导电膜。在本发明的第三方面中，半导体发光装置的制造方法包括制备基板、在基板之上形成η型半导体层、在其上已经形成η型半导体层的基板之上形成半导体发光层以及在其上已经形成半导体发光层的基板之上形成P型半导体层的步骤。半导体发光装置的制造方法还包括在P型半导体层上形成第一透明导电膜、部分地去除第一透明导电膜、在已经去除第一透明导电膜的区域中形成绝缘膜以及在绝缘膜和第一透明导电膜上形成第二透明导电膜的步骤。半导体发光装置的制造方法还包括通过蚀刻部分地去除第二透明导电膜、 第一透明导电膜、P型半导体层和半导体发光层以形成暴露η型半导体层的暴露部分和暴露部分之外的未暴露部分的步骤。半导体发光装置的制造方法还包括在暴露部分中的η型半导体层之上形成电连接到η型半导体层的η侧电极以及在绝缘膜之上的第二透明导电膜上形成电连接到P型半导体层的P侧电极的步骤。本发明还包括恰好在形成第一透明导电膜的步骤之前，采用去除氧化物的清洗溶
7液而进行的表面处理步骤。根据本发明，可提供减小透明导电膜和半导体层之间的接触电阻且具有稳定的发光特性的半导体发光装置及其制造方法。本发明的前述以及其它目标、特征、方面和优点通过下面结合附图的本发明的详细描述将变得更加明显。
图1是示出根据本发明第一实施例的半导体发光装置的结构的平面图；图2是在图1中线II-II的箭头方向上看时的截面图；图3是示出根据第一实施例的半导体发光装置所用基板的截面图；图4是示出未掺杂氮化物半导体层已经形成在基板上的状态的截面图；图5是示出η型半导体层已经形成在未掺杂氮化物半导体层上的状态的截面图；图6是示出半导体发光层已经形成在η型半导体层上的状态的截面图；图7是示出ρ型半导体层已经形成在半导体发光层上的状态的截面图；图8是示出第一透明导电膜已经形成在ρ型半导体层的表面上的状态的截面图；图9是示出第一透明导电膜已经图案化的状态的截面图；图10是示出暴露部分和未暴露部分已经形成在基板上的状态的截面图；图11是示出SW2膜已经形成在暴露部分和未暴露部分中的表面上的状态的截面图；图12是示出绝缘膜已经图案化的状态的截面图；图13是示出透明导电膜已经形成在暴露部分和未暴露部分中的表面上的状态的截面图；图14是示出透明导电膜已经图案化的状态的截面图；图15是示出电极材料层已经形成在暴露部分和未暴露部分中的表面上的状态的截面图；图16是示出电极材料层已经图案化的状态的截面图；图17是示出SW2膜已经形成在暴露部分和未暴露部分中的表面上的状态的截面图；图18是示出根据本发明第二实施例的半导体发光装置的结构的平面图。
具体实施例方式在下文，将参考附图描述根据本发明第一实施例的半导体发光装置及其制造方法。在下面的实施例描述中，相同的部分由相同的参考标号表示，并且不提供重复的描述。(第一实施例)图1是示出根据本发明第一实施例的半导体发光装置的结构的平面图。图2是在图1中线II-II的箭头方向上看时的截面图。应当注意的是，为了简单起见，图1没有示出细节，例如，第一保护膜200和第二保护膜210。如图1和2所示，当从上方二维地观察基板110时，由未掺杂GaN制作的未掺杂氮化物半导体层120形成在具有矩形构造的基板110的表面上。由AWaInN基材料制作的η型半导体层130形成在未掺杂氮化物半导体层120的表面上。由AWaInN基材料制作的半导体发光层140形成在η型半导体层130的部分表面上。由Alfe^nN基材料制作的ρ型半导体层150形成在半导体发光层140的表面上。Alfe^nN基材料是包含作为III族材料的 Al.Ga和h的至少一种和作为V族材料的N的材料，并且可由具有不同组成的多层组成。当从上方二维地观察基板110时，在暴露部分102处，半导体发光层140和ρ型半导体层150 二者都部分地不在η型半导体层130上。未暴露部分101形成在暴露部分102 之外的位置处。未暴露部分101具有梯形形状，是所谓的台区域。在未暴露部分101和暴露部分102之间的边界，η型半导体层130、半导体发光层140和ρ型半导体层150的端部被暴露的区域将被称为暴露端部103。在暴露部分102中，第三透明导电膜165形成在η型半导体层130的表面上。η侧电极190形成在第三透明导电膜165的表面上。N侧电极190电连接到η型半导体层130， η侧电极190和η型半导体层130之间插设有第三透明导电膜165。在未暴露部分101中，绝缘膜170形成在ρ型半导体层150的部分表面上。在未暴露部分101中，第一透明导电膜161基本上形成在P型半导体层150的除了设置绝缘膜 170外的全部表面上。第二透明导电膜164形成在绝缘膜170和第一透明导电膜161上。 第二透明导电膜164包括形成在绝缘膜170的表面上的第一区域163和形成在第一透明导电膜161的表面上的第二区域162。在未暴露部分101中，ρ侧电极180形成在第一区域163的表面上。P侧电极180 以与P型半导体层150之间插设的透明导电膜160电连接到P型半导体层150。透明导电膜160包括第一透明导电膜161和第二透明导电膜164。如图1所示，ρ侧电极180具有圆形构造。N侧电极190也具有圆形构造。本实施例的基板110具有矩形构造，其纵向长度为约550 μ m,其横向长度为约280 μ m。现在，将描述根据本实施例的半导体发光装置100的制造方法。(基板)首先，制备基板110。图3是示出根据本实施例的半导体发光装置所用的基板的截面图。在本实施例中，如图3所示，用作基板110的是蓝宝石基板，其中已经通过干蚀刻去除了部分以形成凹陷，使得高度为约Iym的凸起以4μπι的节距保持在表面上。应当注意的是，具有平坦表面的蓝宝石基板可用作基板110。(半导体层)图4是示出未掺杂氮化物半导体层已经形成在基板上的状态的截面图。如图4所示，未掺杂氮化物半导体层120通过MOCVD(金属有机化学气相沉积)形成在基板110上。 图5是示出η型半导体层已经形成在未掺杂氮化物半导体层上的状态的截面图。如图5所示，由AWaInN基材料制作的η型半导体层130通过MOCVD形成在未掺杂氮化物半导体层 120 上。图6是示出半导体发光层已经形成在η型半导体层上的状态的截面图。如图6所示，半导体发光层140通过MOCVD形成在η型半导体层130上。图7是示出ρ型半导体层已经形成在半导体发光层上的状态的截面图。如图7所示，ρ型半导体层150通过MOCVD形成在半导体发光层140上。(第一透明导电膜)
图8是示出第一透明导电膜已经形成在ρ型半导体层表面上的状态的截面图。如图8所示，在采用HF(氢氟酸)的表面处理后，ITO(铟锡氧化物)通过溅射形成在ρ型半导体层150上作为第一透明导电膜161。应当注意的是，在形成ρ型半导体层150后可不必立即表面处理。表面处理不限于采用氢氟酸，而是可适当采用包含缓冲氢氟酸及其混合物且能去除氧化物的清洗溶液。图9是示出第一透明导电膜已经被图案化的状态的截面图。如图9所示，第一透明导电膜161通过光刻被图案化，从而去除不必要部分。应当注意的是，图案化第一透明导电膜161可采用剥离技术，在形成抗蚀剂后通过剥离技术形成第一透明导电膜161，并且第一透明导电膜161的不必要部分与抗蚀剂一起去除。在图案化后，第一透明导电膜161被退火，从而提高第一透明导电膜161的透明度。退火可在氧、氮或真空中、在约大于或等于300°C且小于或等于800°C的温度条件下执行一次或几次。应当注意的是，如稍后所述，因为退火还在形成第二透明导电膜后执行，所以可省略形成第一透明导电膜161后的退火。(暴露部分)图10是示出暴露部分和未暴露部分已经形成在基板上的状态的截面图。如图10 所示，构成暴露部分102区域中的ρ型半导体层150和半导体发光层140通过干蚀刻去除以暴露η型半导体层130。从而，保留的区域构成未暴露部分101，并且暴露端部103形成在未暴露部分101和暴露部分102之间的边界。(绝缘膜和第一保护膜)图11是示出SW2膜已经形成在暴露部分和未暴露部分中的表面上的状态的截面图。如图11所示，SiO2膜通过等离子体CVD形成在暴露部分102和未暴露部分101中的整个表面上。图12是示出绝缘膜已经被图案化的状态的截面图。如图12所示，抗蚀剂图案通过光刻形成在SW2膜上，然后，通过蚀刻去除SW2膜的不必要部分。结果，绝缘膜170在未暴露部分101中形成P型半导体层150的部分上。暴露端部103覆盖有第一保护膜200。 通过在形成暴露半导体发光层140的暴露端部103后立即形成第一保护膜200，减小了暴露端部103处ρη结的泄漏电流，而且改善了半导体发光装置的可靠性。尽管在本实施例中SiO2用于绝缘膜170和第一保护膜200，但是可采用Si3N4、 A1203、TiO2或^O2等。应当注意的是，剥离技术可适合于图案化绝缘膜170和第一保护膜 200，在形成抗蚀剂后通过剥离技术形成SW2膜，并且SiA膜的不必要部分与抗蚀剂一起被去除。应当注意的是，可仅形成绝缘膜170而不形成第一保护膜200，并且SiO2膜的其余部分可作为不必要部分被去除。在此情况下，预定的部分将由第二保护膜保护，这将稍后描述。(第二透明导电膜)图13是示出透明导电膜已经在暴露部分和未暴露部分中形成在表面上的状态的截面图。如图13所示，在采用不太可能去除氧化物的清洗溶液执行表面处理后，ITO作为透明导电膜通过溅射形成在暴露部分102和未暴露部分101中的整个表面上，并且被退火。图14是示出透明导电膜已经被图案化的状态的截面图。如图14所示，透明导电膜通过光刻图案化，并且去除不必要的部分。未暴露部分101中形成的第二透明导电膜164包括形成在绝缘膜170上的第一区域163和形成在第一透明导电膜161上的第二区域162。 在暴露部分102中，第三透明导电膜165形成在η型半导体层130上。通过如上所述形成第一透明导电膜和第二透明导电膜，在未暴露部分101中，在绝缘膜170所在的区域中，透明导电膜具有仅由第一区域163组成的单层结构，而在剩余区域中，透明导电膜具有双层结构，由第一透明导电膜161和第二区域162组成。结果，在未暴露部分101中，在设置绝缘膜170的区域中的透明导电膜形成为薄于剩余区域中的透明导电膜。应当注意的是，剥离技术可适合于图案化透明导电膜，在形成抗蚀剂后通过其形成透明导电膜，并且透明导电膜的不必要部分与抗蚀剂一起去除。在本实施例中，ITO用于透明导电膜160和165，然而，可采用诸如IZO(铟锌氧化物)或ZnO的材料。(电极)图15是示出电极材料层已经形成在暴露部分和未暴露部分中的表面上的状态的截面图。如图15所示，以从底部开始向上的顺序具有Ni/Pt/Au层结构的电极材料层通过溅射形成在暴露部分102和未暴露部分101中的表面上。尽管在本实施例中采用溅射形成电极材料层，但是可采用气相沉积。图16是示出电极材料层已经图案化的状态的截面图。如图16所示，电极材料层通过光刻图案化，并且去除不必要的部分。结果，在暴露部分102中，电连接到η型半导体层130的η侧电极190形成在η型半导体层130之上，且η侧电极190和η型半导体层130 之间插设有第三透明导电膜165。在未暴露部分中，电连接到ρ型半导体层150的ρ侧电极180形成在绝缘膜170之上，且ρ侧电极180和ρ型半导体层150之间插设有第二透明导电膜164的第一区域163。应当注意的是，可采用剥离技术图案化电极材料层，在形成抗蚀剂后通过其形成电极材料层，并且电极材料层的不必要部分与抗蚀剂一起去除。电极材料不限于上述材料， 而是可采用诸如具有Ni/Pd/Au或Ni/I h/AU层叠结构的材料。(第二保护膜)图17是示出SW2膜已经形成在暴露部分和未暴露部分中的表面上的状态的截面图。如图17所示，SiO2膜通过等离子体CVD形成在暴露部分102和未暴露部分101中的整个表面上。ρ侧焊盘电极部分180a和η侧焊盘电极部分190a上的SiO2膜通过光刻去除， 从而形成具有图2所示截面结构的半导体发光装置100。尽管在本实施例中SiO2用于第二保护膜210，但是Si3N4、A1203、TiO2或^O2等可用于第二保护膜210。(芯片分离)执行上述步骤的整个晶片上包括数千个LED芯片。在检查LED芯片后，通过激光划线在晶片中形成分离切口(kerf)。其中形成有分离切口的晶片放在片上，然后对整个晶片施加压力，以将晶片分成芯片。尽管在本实施例中采用激光划线形成分离切口，但是利用例如由金刚石等制作的硬针的划线(scribing)或划片(dicing)可以被采用。(封装)每个分离的半导体发光装置100经受管芯接合以形成封装，并且ρ侧焊盘电极部分180a和η侧焊盘电极部分190a的每一个都配线接合为连接到主要由Au制造的配线。在封装中，注入混合有由β -SiAlON制作的绿色磷光粒子和由CaAlSiN3制作的红
11色磷光粒子的硅树脂原材料(流体)以覆盖半导体发光装置100，然后通过加热硬化。应当注意的是，作为磷光体，也适用由蓝光LED激发以发射绿色、黄色、橙色和红色光等的磷光体。通过上述步骤，制造了包括半导体发光装置100和磷光体的发光设备。下面，将提供本实施例的半导体发光装置的发光特性的验证结果。制备半导体发光装置100配线接合到管座(stem)的试样，而省略上述的封装步骤。由于缺少树脂密封，该试样的光提取效率低于上述发光设备，并且由于不采用磷光体而不执行波长转换。传统的半导体发光装置中没有获得实际的欧姆接触，其中在ρ型半导体层上形成透明导电膜时采用氧化力弱的清洗溶液。在上述试样中，由ITO制作的第二区域162和由 P-GaN制作的ρ型半导体层150之间的接触电阻值为1. 72X 10_2 Ω cm2。流过试样的30 mA 电流导致发光波长为约450nm，光输出为35. OmW，正向电压(Vf)为3. 32V。作为比较示例，制备其中没有形成绝缘膜170的半导体发光装置。在比较示例的半导体发光装置中，接触电阻值为1.83X10_2Qcm2。流过比较示例的半导体发光装置的 30mA电流导致发光波长为约450nm，光输出为33. 3mW，正向电压(Vf)为3. 30V。比较示例的半导体发光装置的光输出由于缺少减少无效发光的效果而低于试样约5%，该减少无效发光的效果可能是绝缘膜170的作用。比较示例和试样的半导体发光装置的正向电压基本上相同。应当注意的是，在本实施例中，第三透明导电膜165形成在η侧电极190下方，然而，η侧电极190可形成在η型半导体层130的表面上，而不形成第三透明导电膜165。在此情况下，半导体发光装置的制造方法可以以以下部件生产的顺序或步骤实现(基板)-(半导体层)_(第一透明导电膜)_(绝缘膜)_(第二透明导电膜)_(暴露部分)_(电极)_(保护膜)_(芯片分离)_(封装)。在单个步骤中形成第一透明导电膜161和第三透明导电膜165的情况下，半导体发光装置的制造方法可以以以下部件生产的顺序或步骤实现(基板)_(半导体层)_(暴露部分)_(第一透明导电膜161、第三透明导电膜165)-(绝缘膜)-(第二透明导电膜 164)-(电极)-(保护膜)-(芯片分离)-(封装)。为了扩散电流，由作为η型半导体层的氮化物半导体制作的电流扩散层可形成在 P型半导体层150上。在此情况下，电流通过隧道效应流动在电流扩散层和下面的ρ型半导体层150之间。另外，透明导电膜可形成在电流扩散层上。如上所述，在ρ型半导体层150上形成绝缘膜170前在ρ型半导体层150上形成第一透明导电膜161允许在ρ型半导体层150和第一透明导电膜161之间获得欧姆接触。 就是说，形成第一透明导电膜161从而减小ρ型半导体层150和第一透明导电膜161之间的接触电阻。在绝缘膜170和第一透明导电膜161上形成第二透明导电膜164允许ρ侧电极180 和第一透明导电膜161彼此电连接。因此，因为仅第二透明导电膜164形成在绝缘膜170 上，所以稳定了半导体发光装置100中的电流扩散路径，并且稳定了半导体发光装置100的发光特性。现在，将描述根据本发明第二实施例的半导体发光装置及其制造方法。
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(第二实施例)图18是示出根据本发明第二实施例的半导体发光装置的结构的平面图。应当注意的是，为了简单起见，图18没有示出第一和第二保护膜。如图18所示，在根据本发明第二实施例的半导体发光装置300中，基板310具有 400 μ m的正方形构造。ρ侧电极380包括ρ侧焊盘电极部分380a和从ρ侧焊盘电极部分 380a的端部沿着基板310的边缘延伸的ρ侧延伸电极部分380b。η侧电极390包括η侧焊盘电极部分390a和从η侧焊盘电极部分390a的端部沿着基板310的边缘延伸的η侧延伸电极部分390b。P侧焊盘电极部分380a和η侧焊盘电极部分390a设置在基板310的彼此相反的拐角处。P侧延伸电极部分380b和η侧延伸电极部分390b设置为彼此面对。应当注意的是，焊盘电极部分是指将作为用于配线接合的连接区域的电极部分。 延伸电极部分是用于使电流扩散遍及LED芯片的电极部分，并且其形状窄于焊盘电极部分的宽度且长于焊盘电极部分的长度。为了配线接合或倒装芯片安装的凸块形成，ρ侧焊盘电极部分380a和η侧焊盘电极部分390a的每一个都需要使其尺寸为使得每个焊盘电极部分的内接圆直径大于或等于约60 μ m且小于或等于100 μ m。期望ρ侧延伸电极部分380b和η侧延伸电极部分390b在电流扩散的可能范围内尽可能窄，并且优选宽度大于或等于约10 μ m且小于或等于20 μ m。绝缘膜370形成在ρ侧电极380下方。绝缘膜365形成在η侧电极390下方。绝缘膜370包括形成在ρ侧焊盘电极部分380a下的部分370a和形成在ρ侧延伸电极部分 380b下的部分370b。绝缘膜365包括形成在η侧焊盘电极部分390a下的部分36 和形成在η侧延伸电极部分390b下的部分36 。截面结构与图2的区别在于保护膜形成在ρ侧延伸电极部分380b和η侧延伸电极部分390b的每一个上，并且相应部件的尺寸不同，然而，从ρ侧焊盘电极部分380a到η 侧焊盘电极部分390a的截面形状与图2基本上类似。应当注意的是，绝缘膜370可仅形成在ρ侧焊盘电极部分380a下方，并且绝缘膜 365可仅形成在η侧焊盘电极部分390a下方。换言之，绝缘膜非必须形成在延伸电极部分下。制备本实施例的半导体发光装置300的样品。流过本实施例的半导体发光装置 300的30mA的电流导致Vf低于第一实施例的半导体发光装置100约5. 2 %，这是由于延伸电极部分作用导致的电压减小效果。然而，在低电流区域OmA)中，获得基本上类似于第一实施例的半导体发光装置的特性。半导体发光装置300的制造方法与第一实施例的类似，因此不重复其描述。本实施例的半导体发光装置300也具有透明导电膜和半导体层之间的减小的接触电阻，且具有稳定的发光特性。尽管已经详细地描述和图示了本发明，但是应当清楚理解的是，这仅为说明和示例，而不能看作限制，本发明的范围由权利要求的各项解释。该非临时申请基于2010年7 月20日提交日本专利局的日本专利申请No. 2010-162825，其全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.一种半导体发光装置，包括 基板(110、310)；η型半导体层(130)，设置在所述基板(110、310)之上； 半导体发光层(140)，设置在所述η型半导体层(130)上； P型半导体层(150)，设置在所述半导体发光层(140)上；暴露部分(102)，其中当从所述基板(110、310)上方二维地观察所述基板(110、310) 时，在所述η型半导体层(130)上所述半导体发光层(140)和所述ρ型半导体层(150) 二者部分地不存在；未暴露部分(101)，在所述暴露部分(10 之外；绝缘膜(170、365、370)，在所述未暴露部分(101)中设置在所述ρ型半导体层(150)的部分上；第一透明导电膜(161)，在所述未暴露部分(101)中设置在不存在所述绝缘膜(170、 365,370)的基本整个所述ρ型半导体层(150)上；第二透明导电膜(164)，设置在所述绝缘膜(170、365、370)和所述第一透明导电膜 (161)上；η侧电极(190、390)，设置在所述暴露部分(10 中的所述η型半导体层(130)之上， 并且电连接到所述η型半导体层(130)；以及P侧电极(180、380)，设置在所述绝缘膜(170、365、370)之上的所述第二透明导电膜 (164)上，并且电连接到所述ρ型半导体层(150)。
2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，还包括第一保护膜000)，由与所述绝缘膜(170、365、370)相同的材料制造，并且覆盖于所述暴露部分(10 和所述未暴露部分(101)之间的边界处设置的所述半导体发光层(140)的端面；以及第二保护膜010)，设置为覆盖所述第一保护膜000)。
3.根据权利要求1所述的半导体发光装置，还包括设置在所述η侧电极(190、390)和所述η型半导体层(130)之间的第三透明导电膜(165)。
4.一种半导体发光装置的制造方法，包括如下步骤 制备基板(110、310)；在所述基板(110、310)之上形成η型半导体层(130)；在其上已经形成所述η型半导体层(130)的所述基板(110、310)之上形成半导体发光层(140)；在其上已经形成所述半导体发光层(140)的所述基板(110、310)之上形成ρ型半导体层(150)；在所述P型半导体层(150)上形成第一透明导电膜(161)； 部分去除所述第一透明导电膜(161)；通过蚀刻部分去除所述第一透明导电膜(161)、所述ρ型半导体层(150)和所述半导体发光层(140)，以形成暴露所述η型半导体层(130)的暴露部分(10 和所述暴露部分 (102)之外的未暴露部分(101)；在已经去除所述第一透明导电膜(161)的区域中形成绝缘膜(170、365、370)；在所述绝缘膜(170、365、370)和所述第一透明导电膜(161)上形成第二透明导电膜 (164)；在所述暴露部分(10 中的所述η型半导体层(130)之上形成η侧电极(190、390)，该 η侧电极(190、390)电连接到所述η型半导体层(130)；以及在所述绝缘膜(170、365、370)之上的所述第二透明导电膜(164)上形成ρ侧电极 (180、380)，该ρ侧电极(180,380)电连接到所述ρ型半导体层(150)。
5.根据权利要求4所述的半导体发光装置的制造方法，其中在形成所述第二透明导电膜(164)的步骤中，在所述η侧电极(190、390)和所述η型半导体层(130)之间形成第三透明导电膜(165)。
6.根据权利要求4所述的半导体发光装置的制造方法，还包括恰好在形成所述第一透明导电膜(161)的步骤之前，采用去除氧化物的清洗溶液而进行的表面处理步骤。
7.一种半导体发光装置的制造方法，包括如下步骤 制备基板(110、310)；在所述基板(110、310)之上形成η型半导体层(130)；在其上已经形成所述η型半导体层(130)的所述基板(110、310)之上形成半导体发光层(140)；在其上已经形成所述半导体发光层(140)的所述基板(110、310)之上形成ρ型半导体层(150)；通过蚀刻部分去除所述P型半导体层(150)和所述半导体发光层(140)，以形成暴露所述η型半导体层(130)的暴露部分(10 和所述暴露部分(10 之外的未暴露部分(101)； 在所述未暴露部分(101)中的所述ρ型半导体层(150)上形成第一透明导电膜(161)； 部分去除所述第一透明导电膜(161)；在已经去除所述第一透明导电膜(161)的区域中形成绝缘膜(170、365、370)； 在所述绝缘膜(170、365、370)和所述第一透明导电膜(161)上形成第二透明导电膜 (164)；在所述暴露部分(10 中的所述η型半导体层(130)之上形成η侧电极(190、390)，该 η侧电极(190、390)电连接到所述η型半导体层(130)；以及在所述绝缘膜(170、365、370)之上的所述第二透明导电膜(164)上形成ρ侧电极 (180、380)，该ρ侧电极(180,380)电连接到所述ρ型半导体层(150)。
8.根据权利要求7所述的半导体发光装置的制造方法，其中在形成所述第二透明导电膜(164)的步骤中，在所述η侧电极(190、390)和所述η型半导体层(130)之间形成第三透明导电膜(165)。
9.根据权利要求7所述的半导体发光装置的制造方法，还包括恰好在形成所述第一透明导电膜(161)的步骤之前，采用去除氧化物的清洗溶液而进行的表面处理步骤。
10.一种半导体发光装置的制造方法，包括如下步骤 制备基板(110、310)；在所述基板(110、310)之上形成η型半导体层(130)；在其上已经形成所述η型半导体层(130)的所述基板(110、310)之上形成半导体发光层(140)；在其上已经形成所述半导体发光层(140)的所述基板(110、310)之上形成ρ型半导体层(150)；在所述P型半导体层(150)上形成第一透明导电膜(161)； 部分去除所述第一透明导电膜(161)；在已经去除所述第一透明导电膜(161)的区域中形成绝缘膜(170、365、370)； 在所述绝缘膜(170、365、370)和所述第一透明导电膜(161)上形成第二透明导电膜 (164)；通过蚀刻部分去除所述第二透明导电膜(164)、所述第一透明导电膜(161)、所述ρ型半导体层(150)和所述半导体发光层(140)，以形成暴露所述η型半导体层(130)的暴露部分(10 和所述暴露部分(102)之外的未暴露部分(101)；在所述暴露部分(10 中的所述η型半导体层(130)之上形成η侧电极(190、390)，该 η侧电极(190、390)电连接到所述η型半导体层(130)；以及在所述绝缘膜(170、365、370)之上的所述第二透明导电膜(164)上形成ρ侧电极 (180、380)，该ρ侧电极(180,380)电连接到所述ρ型半导体层(150)。
11.根据权利要求10所述的半导体发光装置的制造方法，还包括恰好在形成所述第一透明导电膜(161)的步骤之前，采用去除氧化物的清洗溶液而进行的表面处理步骤。
全文摘要
本发明提供一种半导体发光装置及其制造方法，该半导体发光装置包括基板、设置在基板之上的n型半导体层、设置在n型半导体层上的半导体发光层、设置在半导体发光层上的p型半导体层。该半导体发光装置还包括在未暴露部分中的p型半导体层的部分上设置的绝缘膜、在未暴露部分中在未设置绝缘膜的基本整个p型半导体层上设置的第一透明导电膜以及设置在绝缘膜和第一透明导电膜上的第二透明导电膜。该半导体发光装置还包括设置在暴露部分中的n型半导体层之上且电连接到n型半导体层的n侧电极以及设置在绝缘膜之上的第二透明导电膜上且电连接到p型半导体层的p侧电极。
文档编号H01L33/00GK102339921SQ20111020294
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者园田孝德, 木村大觉, 永森基, 沟上昭典, 谷本佳美, 阪田昌彦 申请人:夏普株式会社