发光元件、发光元件制造方法和发光装置的制作方法

专利名称：发光元件、发光元件制造方法和发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于例如面发射型LED (Light Emitting Diode,发光二极管)的发光元件，并且涉及该发光元件的制造方法，还涉及发光装置。
背景技术：
近年来，诸如LED等发光元件被用于液晶显示装置的背光源中，也被用于照明装置和显示器等中。这种发光元件具有包括η型覆层、发光层以及P型覆层的层叠结构，并通过在分别布置于η型覆层侧(例如下侧)和P型覆层侧(例如上侧)的电极之间施加电压而提取光。通过这样的电压施加，在所谓的面发射型发光元件中，从η型覆层侧或P型覆层侧提取光。附带说明地，为了实现安装的容易化、简单化和高密度化，期望这种发光元件是晶片倒装的(flip chip mounting)。为了进行晶片倒装,必需将一对电极集中布置于上侧和下侧之中的一者上。例如，在日本未审查专利申请第2004-158872号公报中，为各半导体层设有台阶以露出各层的一部分，并且在各所述半导体层的露出部分处布置有电极。这样，一对电极就被集中布置于同一侧(例如下侧)上。

发明内容
然而，当以此方式为半导体层设置有露出部分时，发光元件可能易于破损。此外，因为露出部分用作非发光区，所以存在如下的风险:有效发光面积与安装面积的比率减小了，从而降低了发光效率。因此，期望提供一种能够实现晶片倒装且能够提供更高强度及发光效率的发光元件，还期望提供所述发光元件的制造方法并且提供发光装置。本发明的实施例的发光元件包括:层叠体，其包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；接触层，其至少设置在第二导电型半导体层的周缘处与第二导电型半导体层接触；第一电极，其与第一导电型半导体层电连接；第二电极，其设置于第一导电型半导体层侧；以及导体，其将第二电极与接触层彼此电连接。本发明的实施例的发光装置设置有发光元件。所述发光元件包括:层叠体，其包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；接触层，其至少设置在第二导电型半导体层的周缘处与第二导电型半导体层接触；第一电极，其与第一导电型半导体层电连接；第二电极，其设置于第一导电型半导体层侧；以及导体，其将第二电极与接触层彼此电连接。在本发明的上述各实施例的发光元件和发光装置中，第一导电型半导体层侧的第二电极与第二导电型半导体层侧的接触层是通过上述导体彼此电连接的。换言之，能够在半导体层(诸如第一导电型半导体层、发光层、第二导电型半导体层以及接触层)未形成有露出部分的情况下将第二电极布置于第一导电型半导体层侧。

本发明的实施例的发光元件制造方法包括:形成层叠体和接触层，所述层叠体包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，并且所述接触层至少形成在第二导电型半导体层的周缘处；在第一导电型半导体层侧的区域中形成第一电极；以及形成第二电极并通过导体将第二电极与接触层彼此电连接，所述第二电极形成在第一导电型半导体层侧的区域中。根据本发明的上述各实施例的发光元件、发光元件制造方法以及发光装置，第二电极设置于第一导电型半导体层侧，并且第二电极与第二导电型半导体层侧的接触层利用上述导体而彼此连接。这使得能够在半导体层未设置有露出部分的情况下将第一电极和第二电极均布置在第一导电型半导体层侧。因此，能够防止出现破损以及有效发光面积的减小，从而实现更高的强度和更高的发光效率。应当理解，以上的一般性说明和以下的详细说明均为示例性的，旨在对本发明要求保护的技术作进一步解释。


这里所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，这些附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附示了各实施例，并且与本说明书一起用来解释本发明的原理。图1是图示了本发明实施例的发光元件的构造的图。图2A和图2B用于说明在图1所示的发光层处生成的光的反射。图3A 图3C是以工序顺序示出了图1所示的发光元件的制造方法的截面图。图4A 图4C是示出了在图3C所示的工序之后的工序的截面图。图5A 图5C是示出了在图4C所示的工序之后的工序的截面图。

图6是用于说明图1所示的发光元件的光提取的图。图7A和图7B都是示出了比较例的发光元件的构造的图。图8是示出了变形例的发光元件的构造的截面图。图9A 图9C是以工序顺序示出了图8所示的发光元件的制造方法的截面图。图1OA和图1OB是示出了在图9C所示的工序之后的工序的截面图。图1lA和图1lB是示出了在图1OB所示的工序之后的工序的截面图。图12A和图12B都是示出了采用了图1和图8所示的发光元件之一的发光装置的构造的图。图13是示出了图12A和图12B所示的发光装置的应用例I的外观的立体图。图14是示出了应用例2的外观的立体图。图15是示出了应用例3的外观的立体图。图16是示出了应用例4的外观的立体图。
具体实施例方式下面，将参照附图来详述本发明的实施例。注意，以下列顺序进行说明。1.实施例接触层被设置成仅与第二导电型半导体层的周缘接触的示例2.变形例
接触层包括设置于第二导电型半导体层的外侧部处的檐部的示例实施例图1示出了本发明实施例的发光元件(发光元件I)的横截面构造。例如，发光元件I为面发射型发光元件，该面发射型发光元件包括四棱柱形状的层叠体10以及形成于层叠体10的顶面上的光提取面1A。层叠体10的侧面可覆盖有P侧配线42W(配线或“导体”)，且绝缘膜31介于上述侧面与上述P侧配线42W之间。在层叠体10的底面侧可布置有η侧电极41 (第一电极)和P侧电极42 (第二电极)。层叠体10可以是LED (发光二极管)，并且包括依次设置的η型覆层11 (第一导电型半导体层)、发光层12、P型覆层13 (第二导电型半导体层)。在发光元件I中，在发光层12处生成光，该光具有与它的带隙相对应的波长，并且可从P型覆层13的顶面(位于与发光层12侧相反的侧的那个面)(光提取面1Α)提取该光。例如，η型覆层11可由η型(Ala7Gaa3)a5Ina5P形成，该η型(Ala7Gaa3)a5Ina5PW (在Z轴方向上的)厚度为约IOOOnm 约2000nm (包括两个端值)并且载流子密度约为I X 1018cm3。发光层12可具有量子阱结构，在该量子阱结构中，交替地层叠(例如10QW)有厚度为约3nm 约IOnm (包括两个端值)的InGaP讲层和厚度为约IOnm 约IOOnm (包括两个端值)的(Ala6Gaa4)a5Ina5P阻挡层ο例如，P型覆层13可由P型(Al0 7Ga0 3) 0.51% 5p形成，该P型(Al0.7Ga0 3) 0.51% 5p的厚度为约300nm 约IOOOnm (包括两个端值)并且载流子密度为约I X IO17 约I X IO18Cm3 (包括两个端值)。层叠体10例如可以具有正方形形状，该正方形形状的各边在平面图中为约IOym 约5mm (包括两个端值)。除了具有上述结构之外，层叠体10还可包括用于提高发光效率的其它一般结构或特有结构。在η型覆层11的底面(位于与发光层12侧相反的侧的那个面)侧的一部分上设有η侧电极41，且在η侧电极41和η型覆层11之间设置有η侧接触层21。η侧电极41通过η侧接触层21而被电连接至η型覆层11，并且被设置用来与P侧电极42 —起将电流注入半导体层(诸如η型覆层11、发光层12和P型覆层13)中。例如，η侧电极41可具有这样的结构:其中，从η型覆层1 1侧依次层叠金(Au)和锗(Ge)的合金(即AuGe)、镍(Ni)以及金(即AuGe/Ni/Au)。η侧接触层21例如可由η型GaAs形成,该η型GaAs的厚度D2i为约IOOnm 约I μ m(包括两个端值)。该厚度D21可与绝缘膜31的厚度D31b (稍后所述)相同或不同。与η侧电极41 一起，ρ侧电极42被设置于η型覆层11的底面侧的一部分(图1中的右端部分)处，且在η型覆层11和ρ侧电极42之间布置有绝缘膜31。以此方式将ρ侧电极42和η侧电极41布置于同一侧(下侧)，就使得能够实现发光元件I的晶片倒装。在本实施例中，P侧电极42通过ρ侧配线42W而被电连接至ρ型覆层13。虽然稍后会详述，但这就使得能够在半导体层未设置有露出部分的情况下将P侧电极42和η侧电极41布置在同一侧(即，将P侧电极42设置在比ρ型覆层13更靠近η型覆层11的区域中)，从而实现了简单容易的诸如晶片倒装等安装。P侧电极42例如可具有层叠结构:其中，从η型覆层11侧层叠有钛(Ti)、钼(Pt)和金(即Ti/Pt/Au)。P侧配线42W和ρ型覆层13通过ρ侧接触层22 (接触层)而彼此电连接。该ρ侧接触层22例如可由(在Z轴方向上的)厚度为约IOOnm 约I μ m(包括两个端值)的P型GaAs、p型GaP或ρ型AlGaAs形成,并且可与ρ型覆层13的顶面的周缘(边缘)部分接触。P侧接触层22的(在X轴方向上的)宽度例如可以是约IOOnm 约10 μ m(包括两个端值)。在此情况下，由于P侧接触层22仅设置于ρ型覆层13的周缘处，因此，宽阔地露出了 P型覆层13的用作光提取面IA的顶面的中央部分。此外，在ρ型覆层13 (层叠体10)的外侧部处也未设置P侧接触层22。换言之，通过让其中设有ρ侧接触层22的区域的尺寸最小化，能够防止P侧接触层22吸收光，从而提高光提取效率。在ρ侧接触层22由透明材料制成的情况下，P侧接触层22可设置于ρ型覆层13的整个顶面上。ρ侧配线42W将ρ侧接触层22与ρ侧电极42彼此电连接。ρ侧配线42W可与设置在η型覆层11的底面侧上的P侧电极42 —体形成。ρ侧配线42W沿层叠体10的侧面延伸，而且覆盖住P侧接触层22的顶面从而与ρ侧接触层22接触。换言之，ρ侧配线42W可以设置得从层叠体10的侧面至层叠体10的顶面周缘。由于在此情况下ρ侧配线42W覆盖住P侧接触层22的顶面，因此能够通过改变ρ侧接触层22的宽度以调整ρ侧配线42W与P侧接触层22之间的接触面积，来降低发光元件I的驱动电压。P侧配线42W例如可由与P侧电极42的材料类似的材料制成。P侧配线42W可由与ρ侧电极42的材料不同的其他材料制成，只要能够确保与P侧电极42的电连接即可。可设置有绝缘膜31以确保ρ侧配线42W与η型覆层11之间的绝缘性，且绝缘膜31可设置于ρ侧配线42W和层叠体10之间。绝缘膜31可由诸如Si02、SiN和Al2O3等透明绝缘材料制成。ρ侧配线42W如上所述在层叠体10的垂直方向上延伸以将P侧电极42和ρ侧接触层22彼此连接。即，在发光元件I中，绝缘膜31和ρ侧配线42W只需设置于层叠体10的侧面的至少一部分上。当P侧配线42W布置于层叠体10的侧面的一部分上时，获得了结构布局上的更大的自由度。此外，因为P侧配线42W的面积减小了，通过绝缘膜31的静电破坏就变得不大可能发生，从而抑制了静电破坏的发生概率。另一方面，当P侧配线42W和绝缘膜31覆盖住层叠体10的整个侧面时，获得以下效果。如图2Α和图2Β所 示，在发光层12处生成的光被层叠体10与绝缘膜31之间的界面(层叠体10/绝缘膜31)以及绝缘膜31与P侧配线42W或绝缘膜31与ρ侧电极42之间的界面(绝缘膜31/ρ侧配线42W或绝缘膜31/ρ侧电极42)反射。当满足下面的式(I)时，被相应的两个界面反射的光束通过干涉效应而相互增强。具体来说，当绝缘膜31覆盖层叠体10的整个侧面且绝缘膜31的厚度D31满足式(I)时，发光元件I的发光效率进一步提高。注意，在式(I)中，λ为在发光层12处生成的光的波长，Θ31为在发光层12处生成的光相对于绝缘膜31的入射角，D31为绝缘膜31的厚度，n31为绝缘膜31的折射率，并且m为O以上的整数。2D31X cos Θ 31= (m+1/2) X λ/n31 (I)此外，可采用这样的构造:其中，D31b和D3is分别满足下式(2)和(3)，这里，在绝缘膜31的厚度D31中，D31b为层叠体10与ρ侧电极42之间的绝缘膜31的厚度，且D3is为层叠体10与ρ侧配线42W之间的绝缘膜31的厚度。厚度D31b和厚度D3is可彼此相同或彼此不同。注意，在式(2)中，θ 31B为在发光层12处生成的光相对于绝缘膜31和ρ侧电极42的入射角，且ml为O以上的整数；在式(3)中，Θ 31S为在发光层12处生成的光相对于绝缘膜31和ρ侧配线42W的入射角，且m2为O以上的整数。2D31BX cos Θ 31B= (ml+1/2) X λ /η31 (2)
2D31S X cos Θ 31S= (m2+l/2) X λ /n31 (3)例如，可以按照下面的方式制造发光元件I。首先，例如，在可由GaAs制成的基板14上，通过诸如M0CVD(metal organicchemical vapor deposition,金属有机化学气相沉积)法和 MBE (molecular beamepitaxy,分子束外延)法等方法依次形成:可由P型GaAs、ρ型GaP或ρ型AlGaAs制成的P侧接触层22、可由ρ型(Al0.7Ga0.3) 0.5In0.5P制成的ρ型覆层13、可具有InGaP和(Ala6Gaa4)a5Ina5P层叠结构的发光层12、可由η型(Ala7Gaa3)a5Ina5P制成的η型覆层11以及可由η型GaAs制成的η侧接触层21 (图3Α)。预先调节了发光层12的InGaP的“In”组成以使得所发射的光具有期望的波长。接着，在从η侧接触层21至ρ侧接触层22范围内的各层上实施诸如干式蚀刻和湿式蚀刻等方法，从而获得期望的形状(图3Β)。以此方式，形成了层叠体10。接下来，如图3C所示，仅蚀刻η侧接触层21。于是，η侧接触层21形成在层叠体10的顶面(图1中的底面)的一部分上。所述蚀刻可以是干式蚀刻或湿式蚀刻。接下来，如图4Α所示，在η侧接触层21上形成η侧电极41。η侧电极41被形成为这样:其具有与η侧接触层21相同的平面形状，并与η侧接触层21接触。图3C和图4Α所示的工序顺序可反转，换言之，可在形成η侧电极41之后蚀刻η侧接触层21。接下来，可按如下方式形成绝缘膜31:其覆盖层叠体10的顶面和侧面以及P侧接触层22的侧面(图4Β)。此时 ，可以在绝缘膜31中设置有使η侧电极41露出的开口。接下来，如图4C所示，在层叠体10的侧面上设置ρ侧配线(导体)42W_1，并且在η型覆层11的顶面(图1中的底面)上设置ρ侧电极42，且绝缘膜31设置于层叠体10的侧面与P侧配线42W-1之间以及η型覆层11的顶面与ρ侧电极42之间。ρ侧配线42W-1与后述的P侧配线(导体)42W-2 —起构成ρ侧配线42W。ρ侧配线42W-1和ρ侧电极42例如可利用相同的材料连续地形成。P侧配线42W-1和ρ侧电极42可由彼此不同的材料制成，只要确保P侧配线42W-1与ρ侧电极42之间的电导通即可。接下来，在除去基板14之后(图5Α)，如图5Β所示，形成ρ侧配线42W-2。该ρ侧配线42W-2被形成为连接至ρ侧配线42W-1且覆盖ρ侧接触层22的底面(图1中的顶面)的周缘。这样，形成了 P侧配线42W。接下来，如图5C所示，通过诸如干式蚀刻和湿式蚀刻等方法去掉除被P侧配线42W-2覆盖的部分以外的ρ侧接触层22。于是，在ρ型覆层13上形成了光提取面1Α。在ρ侧接触层22由诸如GaP和AlGaAs等材料制成、从而透射具有在发光层12处生成的波长的光的情况下，可省略蚀刻ρ侧接触层22的工序。在蚀刻了 ρ侧接触层22之后形成ρ侧配线42W-2也是可以的。通过上述各工序，完成了图1所示的发光元件I。如上所述，在未对现有制造设备和构成材料进行大幅改动的情况下制造出了发光元件1，并且发光元件I实现了晶片倒装，这在安装的容易化、简单化和高密度化各方面都是有利的。在发光元件I中，当在η侧电极41和ρ侧电极42之间施加预定电压时，将来自η型覆层11侧的电子和来自P型覆层13侧的空穴注入至发光层12中。通过注入至发光层12中的电子和空穴的复合(recombination)而生成光子(光L),并且从光提取面IA提取所生成的光(图6)。由于在此情况下设有ρ侧配线42W，因此能够在半导体层未形成有露出部分的情况下将P侧电极42布置于η型覆层11侧。以下将详述这一点。
图7A图示了比较例I的发光元件100的横截面构造。在该发光元件100中，在η型覆层11侧(下侧)布置有η侧电极41，并且在P型覆层13侧(上侧)布置有ρ侧电极142。换言之，η侧电极41和ρ侧电极142设置于在垂直方向上相反的两侧，因此，难以进行晶片倒装。此外，在P型覆层13的光提取面100Α上设有发光元件100的ρ侧电极142，因此当从发光兀件100提取光(光LI)时,在发光层12处生成的光的一部分(光L2)被P侧电极142和连接至ρ侧电极142的配线142W吸收。换言之，ρ侧电极142和配线142W降低了光提取效率。另一方面，在比较例2 (图7Β)的发光元件101中，在ρ侧接触层122的露出部分122Α处设有ρ侧电极242，因此η侧电极41和ρ侧电极242均布置于下侧。露出部分122Α被设置成这样:被保持基板23支撑的ρ侧接触层122的一部分相对于层叠体10横向延伸。发光元件101实现了晶片倒装；然而，由于在层叠体10和ρ侧接触层122之间形成有台阶，故在这部分处的机械强度下降，从而可能易于发生破损。特别地，在发光层12由包含Al、In、Ga、P和As中的一种以上兀素的红色 黄绿色发光兀件(例如,发光波长为约550nm 约750nm(包括两个端值))构成的情况下，ρ侧接触层122是脆弱的，且易于发生破损(例如，参照“ Impurity effects on the mechanical behavior of GaAs crystals.,y, J.App1.Phys.，71，4249 (1992))。此外，由于露出部分122A用作非发光区，故发光元件101的有效发光面积与安装面积的比率减小了。而且，当ρ侧接触层122和保持基板23难以使用对于由发光层12生成的光(光L3)而言呈透明的材料时， 在发光层12处生成的光L3被ρ侧接触层122和保持基板23吸收，减小了要被提取的光量(光L3’)。例如，在上述红色 黄绿色发光元件的情况下，难以用透明材料形成P侧接触层122和保持基板23(例如，参照“On an AlGaInP-BasedLight-Emitting Diode with an ITO Direct Ohmic Contact Structure.”， IEEE Electrondevice letters，vol.30-4，April2009，VX ^iiIncreasing the Extraction Efficiencyof AlGaInP LEDs via n-Side Surface Roughening.，，，IEEE photonics technologyletters, vol.17-11, Nov.2005)。相比之下，由于在发光元件I中P侧电极42通过ρ侧配线42W电连接至ρ侧接触层22，因此能够在半导体层未设置有露出部分的情况下将ρ侧电极42布置于η型覆层11侧(图1中的下侧，即，P侧电极42设置为比ρ型覆层13更靠近η型覆层11)。因此，能够在保持强度的同时进行晶片倒装。此外，防止了有效发光面积的比率的减小。而且，在光提取面IA上不存在ρ侧电极42，因此不存在ρ侧电极42让光提取效率降低的风险。此外，因为P侧接触层22仅设置于ρ型覆层的周缘处，故即使在P侧接触层22不是由透明材料制成的情况下，仍能够抑制因P侧接触层22的光吸收所引起的光量的下降。如上所述，因为在本实施例中设置有P侧配线42W，故能够在半导体层未形成有露出部分的情况下将P侧电极42布置于η型覆层11侧。结果，能够提高强度和发光效率。而且，在满足式(I)的同时将绝缘膜31和ρ侧配线42W设置于层叠体10的整个侧面上时，能够进一步提高发光效率。虽然以下将说明本发明的变形例，但与上述实施例的构件相同的构件会使用相同的附图标记，且为简化说明，省略了对这些构件的详细说明。变形例
图8示出了上述实施例的变形例的发光元件2的横截面构造。该发光元件2与上述实施例的发光元件I的不同之处在于P侧接触层22包括檐部22E。除此之外，发光元件2与上述实施例的发光元件I在构造、功能和效果上相同。檐部22E是ρ侧接触层22的从层叠体10(p型覆层13)向外突出的部分。在发光元件2中，檐部22E可由绝缘膜31和ρ侧配线42W支撑。檐部22E的(在X轴方向上的)宽度W可以基本上等于绝缘膜31的厚度D3is与ρ侧配线42W的厚度D42w之和(W=D31S+D42w)。宽度W根据层叠体10的尺寸而变化，例如可以是约IOOnm 约10 μ m(包括两个端值)。这里，术语“基本上等于”是指包含制造误差，并且绝缘膜31的厚度D3is与ρ侧配线42W的厚度D42w之和相对于檐部22E的宽度W可以在某种程度上存在偏差，只要绝缘膜31和ρ侧配线42W支撑着檐部22E即可。在发光元件2中，由于ρ侧配线42W和ρ侧接触层22之间的接触面S在尺寸上减小了(例如，S=D42wXL42w，其中L42w为ρ侧配线42W(层叠体10)的外周长)，因而存在驱动电压可能会增大的风险。然而，由于下述的一个原因，驱动电压的增大不会导致大的问题。例如，尺寸约为300微米见方的普通发光元件设置有直径约为80μιη(φ=80μη )的P侧电极。在此情况下，基于该电极的平面尺寸Α(Α=402Χ π)而计算出的电压降约为
0.008V。同时，在发光元件2中，如果P侧配线42W的厚度D42w为3 μ m且外周长L42w为(300X4) μπι，则S=3X (300X4)成立，因此电压降约为0.01V。由于发光元件的驱动电压通常约为2V，故可以说发光元件2的这个电压降的值是足够小的。例如，可以按照如下方式来制造发光元件2。首先，与发光元件I的情形同样地，在基板14上依次形成ρ侧接触层22、p型覆层13、发光层12、n型覆层11以及η侧接触层21 (图3Α)。接下来，如图9Α所示，对从η侧接触层21至ρ型覆层13范围内的各层进行蚀刻以获得期望的形状。此时，ρ侧接触层22没有被蚀刻。接下来，在仅对η侧接触层21进行蚀刻(图9Β)之后，如图9C所示，在η侧接触层21上形成η侧电极41。以此方式，在层叠体10的顶面(图8中的底面)的一部分上形成了 η侧接触层21和η侧电极41。接下来，如图1OA所示，可形成绝缘膜31以覆盖层叠体10的顶面和侧面。此时，绝缘膜31中可以设置有开口以露出η侧电极41。接下来，如图1OB所示，在层叠体10的侧面上以及在η型覆层11的顶面(图8中的底面)上隔着绝缘膜31分别形成ρ侧配线42W和ρ侧电极42，随后除去基板14(图11Α)。接着，如图1lB所示，例如可通过光刻法和蚀刻法对ρ侧接触层22进行图形化。此时，图形化被这样进行:使得P侧接触层22设置有檐部22Ε。通过上述各工序，完成了图8所示的发光元件2。因为在发光元件2的情况下不需要用于形成ρ侧配线42W-2的工序(图5Β)，故能够削减工序数量。发光装置根据本发明的实施例，如图12Α和图12Β所示，上述实施例和变形例中所述的发光元件I和发光元件2可用作发光装置5的光源50。图12Α示出了发光装置5的平面构造，且图12Β示出了发光装置5的横截面构造。在该发光装置5中，在驱动部51上设置有多个光源50。利用光反射部5 2来调节由光源50生成的光以使其具有期望的光分布特性，然后提取所述光。发光装置5中布置的光源50 (发光元件)的数量不限于两个以上，在一个实施例中，为发光装置5布置的光源50 (发光元件)的数量可以是一个。图13示出了根据本发明实施例应用了上述发光装置5的显示器的外观。例如，该显示器设置有图像显示屏部300，图像显示屏部300可包括前面板310和滤光玻璃320，且图像显示屏部300由上述实施例的发光装置构成。图14和图15分别示出了根据本发明实施例应用了上述发光装置5的照明装置的外观。例如，该照明装置包括照明部430，照明部430可安装于支柱420上，支柱420设置于底座410上，并且照明部430由上述发光装置5构成。图16示出了根据本发明实施例应用了上述发光装置5的室内用照明装置的外观。该照明装置例如具有照明部440，照明部440由上述发光装置5构成。可以将任意数量的照明部440以任意间隔布置于建筑物的天花板500A上。注意，也可以不是布置于天花板500A上，而是根据需要，将照明部440安装于诸如墙壁500B和地板(未图示)等任意场所。而且，上述发光装置5可应用于利用光的任何装置(诸如一个实施例中的指示器)。至此，虽然已经参照示例性实施例和示例性变形例说明了本发明，但本发明不限于上述实施例等，且可作出各种变形。例如，虽然在上述实施例中层叠体10为四棱柱形状，但层叠体10可以是任何其它合适的形状，如圆柱状以及锥状(包括截顶锥状)。此外，在P型覆层13的前表面上可设有不规则(irregularity)的绝缘膜。而且，在上述实施例等中，虽然发光层12是使用Al、In、Ga、P和As系材料而制成的(红色 黄绿色发光元件)，但发光层还可由包含诸如Al、In、Ga和N中的一种以上元素且生成蓝色 绿色光的材料(例如，发光波长为约430nm 约550nm(包括两个端值)的蓝色发光元件))制成。此外，例如，上述实施 例等中所说明的各部件的材料和厚度、形成方法以及形成条件不是限定性的。还可采用其它材料和厚度、其它形成方法以及其它形成条件。例如，还可根据需要而改变上述实施例等中所说明的各部件的形成顺序，从而制造所述各部件。而且，虽然在上述实施例等中是从ρ型覆层13的顶面侧提取光，但还可从η型覆层11的底面侧提取光。因此，根据本发明的上述示例性实施例、变形例和应用例，至少能够实现以下技术方案。(I) 一种发光兀件,其包括:层叠体，其包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层以及第二导电型半导体层；接触层，其至少被设置在所述第二导电型半导体层的周缘处，并与所述第二导电型半导体层接触；第一电极，其电连接至所述第一导电型半导体层；第二电极，其设置于所述第一导电型半导体层侧；以及导体，其将所述第二电极与所述接触层彼此电连接。(2)根据(I)所述的发光元件，其中，所述导体设置于所述层叠体的侧面上。(3)根据(I)或(2)所述的发光元件，还包括设置于所述导体和所述层叠体之间的绝缘膜。(4)根据⑴ (3)之任一项所述的发光元件，其中，
在所述第二导电型半导体层的顶面上设置有光提取面，并且 所述第一电极和所述第二电极设置于所述第一导电型半导体层的底面处。(5)根据⑴ (4)之任一项所述的发光元件，其中，所述导体完全覆盖所述层叠体的侧面。(6)根据(3) (5)之任一项所述的发光元件，其中，满足下式⑴:2D31X cos Θ 31= (m+1/2) X λ/n31 (I)这里，D31为所述绝缘膜的厚度，Θ 31为在所述发光层处生成的光相对于所述绝缘膜的入射角，λ为在所述发光层处生成的光的波长，n31为所述绝缘膜的折射率，且m为O以上的整数。(7)根据(3) (6)之任一项所述的发光元件，其中，在所述第二电极与所述层叠体之间也设置有所述绝缘膜，并且满足下式⑵:2D31BX cos Θ 31B= (ml+1/2) X λ /η31 (2)这里，D31b为所述层叠体与所述第二电极之间的所述绝缘膜的厚度，θ 31Β为在所述发光层处生成的光相对于该绝缘膜和所述第二电极的入射角，λ为在所述发光层处生成的光的波长，n31为所述绝缘膜的折射率，且ml为O以上的整数。(8)根据(I) (4)之任一项所述的发光元件，其中，所述导体设置于所述层叠体的侧面的一部分上。 (9)根据(I) (8)之任一项所述的发光元件，其中，所述层叠体为发光二极管。(10)根据(I) (9)之任一项所述的发光元件，其中，所述发光层包含Al、In、Ga、P和As中的一种以上元素，且生成红色 黄绿色范围内的光。(11)根据(I) (9)之任一项所述的发光元件，其中，所述发光层包含Al、In、Ga和N中的一种以上元素，且生成蓝色 绿色范围内的光。(12)根据(I) (11)之任一项所述的发光元件，其中，所述接触层仅设置于所述第二导电型半导体层的所述周缘处。(13)根据(3) (11)之任一项所述的发光元件，其中，所述接触层包括檐部，所述檐部设置于所述第二导电型半导体层的外侧部处，并且所述檐部的宽度基本上等于所述导体的厚度与所述绝缘膜的厚度之和。(14) 一种具有发光元件的发光装置，所述发光元件包括:层叠体，其包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层以及第二导电型半导体层；接触层，其至少被设置在所述第二导电型半导体层的周缘处，并与所述第二导电型半导体层接触；第一电极，其电连接至所述第一导电型半导体层；第二电极，其设置于所述第一导电型半导体层侧；以及导体，其将所述第二电极与所述接触层彼此电连接。(15) 一种发光元件制造方法，所述方法包括:形成层叠体和接触层，所述层叠体包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层以及第二导电型半导体层，并且所述接触层至少形成于所述第二导电型半导体层的周缘处；在所述第一导电型半导体层侧的区域中形成第一电极；并且形成第二电极且通过导体将所述第二电极与所述接触层彼此电连接，所述第二电极形成于所述第一导电型半导体层侧的区域中。本申请包含与2012年I月31日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2012-017660中公开的内容相关的主题，因此将其全部内容通过引用并入本文。本领域的技术人员应当明白，在所附权利要求或其等同物的范围内，取决于设计需要和其它因素可出现各 种变化、组合、子组合和替代。
权利要求
1.一种发光兀件，所述发光兀件包括: 层叠体，所述层叠体包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层； 接触层，所述接触层至少设置在所述第二导电型半导体层的周缘处，并与所述第二导电型半导体层接触； 第一电极，所述第一电极与所述第一导电型半导体层电连接； 第二电极，所述第二电极设置于所述第一导电型半导体层侧；以及 导体，所述导体将所述第二电极与所述接触层彼此电连接。
2.如权利要求1所述的发光元件，其中，所述导体设置于所述层叠体的侧面上。
3.如权利要求2所述的发光元件，还包括设置于所述导体与所述层叠体之间的绝缘膜。
4.如权利要求1所述的发光元件，其中， 在所述第二导电型半导 体层的顶面上设置有光提取面，并且 所述第一电极和所述第二电极设置于所述第一导电型半导体层的底面处。
5.如权利要求3所述的发光元件，其中，所述导体完全覆盖所述层叠体的所述侧面。
6.如权利要求3所述的发光元件，其中，满足下式(I):2D31X cos Θ 31= (m+1/2) X λ/n31 (I) 这里，D31为所述绝缘膜的厚度，Θ 31为在所述发光层处生成的光相对于所述绝缘膜的入射角，λ为在所述发光层处生成的光的波长，n31为所述绝缘膜的折射率，且m为O以上的整数。
7.如权利要求3所述的发光元件，其中， 在所述第二电极与所述层叠体之间也设置有所述绝缘膜，并且 满足下式⑵:2D31B X cos Θ 31B= (ml+1/2) X λ /n31 (2) 这里，D31b为所述层叠体与所述第二电极之间的所述绝缘膜的厚度，θ 31B为在所述发光层处生成的光相对于所述第二电极以及在所述层叠体与所述第二电极之间的所述绝缘膜的入射角，λ为在所述发光层处生成的光的波长，n31为所述绝缘膜的折射率，且ml为O以上的整数。
8.如权利要求1所述的发光元件，其中，所述导体设置于所述层叠体的侧面的一部分上。
9.如权利要求1所述的发光元件，其中，所述层叠体为发光二极管。
10.如权利要求1所述的发光兀件，其中，所述发光层包含Al、In、Ga、P和As中的一种以上元素，并且所述发光层生成红色 黄绿色范围内的光。
11.如权利要求1所述的发光兀件，其中，所述发光层包含Al、In、Ga和N中的一种以上元素，并且所述发光层生成蓝色 绿色范围内的光。
12.如权利要求1至11中任一项所述的发光元件，其中，所述接触层仅设置于所述第二导电型半导体层的所述周缘处。
13.如权利要求3至11中任一项所述的发光元件，其中， 所述接触层包括檐部，所述檐部设置于所述第二导电型半导体层的外侧部处，并且所述檐部的宽度基本上等于所述导体的厚度与位于所述导体与所述层叠体之间的所述绝缘膜的厚度之和。
14.一种发光装置，其具有权利要求1至13中任一项所述的发光元件。
15.一种发光元件制造方法，所述方法包括以下步骤: 形成层叠体和接触层，所述层叠体包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层，并且所述接触层至少形成于所述第二导电型半导体层的周缘处；在所述第一导电型半导体层侧的区域中形成第一电极；以及 形成第二电极并且通过导体将所述第二电极与所述接触层彼此电连接，所述第二电极形成于所述第一导电型半导体层侧 的区域中。
全文摘要
本发明公开了发光元件、发光元件制造方法和发光装置。所述发光元件包括层叠体，其包括依次设置的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；接触层，其至少被设置在所述第二导电型半导体层的周缘处，并与所述第二导电型半导体层接触；第一电极，其与所述第一导电型半导体层电连接；第二电极，其被设置于所述第一导电型半导体层侧；以及导体，其将所述第二电极与所述接触层彼此电连接。根据本发明，能够防止出现破损和有效发光面积的减小，从而实现更高的强度和更高的发光效率。
文档编号H01L33/38GK103227260SQ20131002603
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月23日 优先权日2012年1月31日
发明者青柳秀和, 河崎孝彦, 塩见治典, 伊藤胜利, 中岛真 申请人:索尼公司