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半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法

文檔序號(hào):7263166閱讀:155來(lái)源:國(guó)知局
半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抑制了發(fā)光面上的發(fā)光的不均勻的半導(dǎo)體發(fā)光元件。依次層疊有n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、p型半導(dǎo)體層,并且在p型半導(dǎo)體層上層疊有透光性電極膜(170),在透光性電極膜(170)上設(shè)置有p電極(190)。另一方面,在使n型半導(dǎo)體層露出的半導(dǎo)體層露出面(140c1)上設(shè)置有n電極(200)。p電極(190)具有平面形狀為圓形的連接部(190a)、和從連接部(190a)呈胡須狀地延伸并以圍繞n電極(200)的方式相對(duì)的延伸部(190b)。設(shè)在透光性電極膜(170)上的孔(180),被設(shè)置為其密度隨著從n電極(200)側(cè)趨向p電極(190)側(cè)變低。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體發(fā)光元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年,半導(dǎo)體發(fā)光元件的進(jìn)展驚人地顯著。尤其是將發(fā)光效率高的GalnN、AlGaInP、GaAlAs半導(dǎo)體材料作為發(fā)光層的半導(dǎo)體發(fā)光兀件(發(fā)光二極管)被實(shí)用化。而且,氮化鎵(GaN)等的III族氮化物半導(dǎo)體受到注目。
[0003]在使用這樣的III族氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體發(fā)光元件中,在基板上形成具有包括η型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、P型半導(dǎo)體層的發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu)的疊層半導(dǎo)體層,在最上部的P型半導(dǎo)體層上形成透光性的電極(透光性電極),介由該透光性電極取出發(fā)光。
[0004]專利文獻(xiàn)I中記載了 GaN系半導(dǎo)體發(fā)光元件,其具有η型GaN系半導(dǎo)體層和ρ型GaN系半導(dǎo)體層,具有形成在所述ρ型GaN系半導(dǎo)體層上的透光性電極,所述透光性電極具有到達(dá)所述P型GaN系半導(dǎo)體層的光射出用的多個(gè)貫通孔,由此,降低透光性電極的吸光度,從而提高射出效率。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-123501號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了提高半導(dǎo)體發(fā)光元件的光的取出效率,要求遍及整個(gè)發(fā)光層施加均勻的電壓,在整個(gè)發(fā)光層中流通均勻的電流。由此,半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面中的發(fā)光的不均勻得到抑制,且光的取出效率提高。
[0008]但是,由于相對(duì)于透光性電極的面方向的電流擴(kuò)散發(fā)生的電位梯度,施加在發(fā)光層上的電壓根據(jù)發(fā)光層的發(fā)光面上的位置而不同。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種抑制發(fā)光面中的發(fā)光的不均勻的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
[0010]在該目的下,應(yīng)用本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件,具備:具有第I導(dǎo)電類型的II1-V族半導(dǎo)體的第I半導(dǎo)體層;
[0011]與第I半導(dǎo)體層接觸地設(shè)置在第I半導(dǎo)體層上,通過(guò)通電而發(fā)光的II1-V族半導(dǎo)體的發(fā)光層;
[0012]與發(fā)光層接觸地設(shè)置在發(fā)光層上,具有與第I導(dǎo)電類型相反的第2導(dǎo)電類型的II1-V族半導(dǎo)體的第2半導(dǎo)體層;
[0013]與第2半導(dǎo)體層接觸地設(shè)置在第2半導(dǎo)體層上,相對(duì)于發(fā)光層射出的光具有透過(guò)性的透光性電極膜;
[0014]與透光性電極膜接觸地設(shè)置在透光性電極膜上的一部分上,成為用于向發(fā)光層通電的一方端子的第I電極;和
[0015]與第I半導(dǎo)體層連接,并且與第I電極設(shè)在同一面?zhèn)?,成為用于向發(fā)光層通電的另一方端子的第2電極,[0016]第I電極和第2電極的任一方,在發(fā)光層的平面形狀中位于中央部,
[0017]第I電極和第2電極的另一方具備:從外部被施加電壓的連接部;和從連接部延伸,以與第I電極和第2電極的任一方的外周的至少一部分相對(duì)的方式設(shè)置,并設(shè)定為該電壓的延伸部,
[0018]透光性電極膜,從第I電極朝向第2電極被劃分為連續(xù)的多個(gè)區(qū)域,多個(gè)區(qū)域的各區(qū)域中的面方向的電阻,以從與第I電極相鄰的區(qū)域朝向與第2電極相鄰的區(qū)域順序地變大的方式設(shè)定。
[0019]在這樣的半導(dǎo)體發(fā)光元件中,能夠使其特征在于,透光性電極膜的多個(gè)區(qū)域的各區(qū)域中的面方向的電阻,通過(guò)在透光性電極膜上以密度和大小的至少任一方不同的方式設(shè)置多個(gè)孔來(lái)設(shè)定。
[0020]而且,能夠使其特征在于,第I導(dǎo)電類型為η型,第2導(dǎo)電類型為ρ型。
[0021]另外,能夠使其特征在于,透光性電極膜的多個(gè)區(qū)域的各區(qū)域中的面方向的電阻,通過(guò)以各區(qū)域的厚度不同的方式設(shè)置透光性電極膜的厚度來(lái)設(shè)定。
[0022]進(jìn)而,能夠使其特征在于,透光性電極膜由氧化物導(dǎo)電材料構(gòu)成。
[0023]通過(guò)本發(fā)明,能夠提供抑制了發(fā)光面的發(fā)光不均勻的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是說(shuō)明應(yīng)用第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面示意圖的一例的圖。
[0025]圖2是說(shuō)明圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面示意圖的一例的圖。
[0026]圖3是以等效電路表示處于發(fā)光狀態(tài)的半導(dǎo)體發(fā)光元件的電流路徑的圖。
[0027]圖4是說(shuō)明圖3所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件中的電流路徑的等效電路和施加在發(fā)光層上的電壓的分布的圖。
[0028]圖5是表示應(yīng)用第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一例的圖。
[0029]圖6是表示應(yīng)用第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
[0030]圖7是說(shuō)明應(yīng)用第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面示意圖的一例的圖。
[0031]圖8是說(shuō)明圖7所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面示意圖的一例的圖。
[0032]圖9是說(shuō)明應(yīng)用第3實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面示意圖的一例的圖。
[0033]圖10是說(shuō)明圖9所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面示意圖的一例的圖。
[0034]圖11是說(shuō)明應(yīng)用第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面示意圖的一例的圖。
[0035]圖12是說(shuō)明圖11所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件的平面示意圖的一例的圖。
[0036]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0037]I...半導(dǎo)體發(fā)光元件,100...疊層半導(dǎo)體層,110...基板,120...中間層,130...基底層,140...η型半導(dǎo)體層,150...發(fā)光層,160-Ρ型半導(dǎo)體層,170…透光性電極膜,180…孔,190…ρ電極,200…η電極,210…保護(hù)層
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0039][第I實(shí)施方式]`[0040]圖1是應(yīng)用第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的截面示意圖的一例,圖2是說(shuō)明圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面示意圖的一例的圖。此外,圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的截面示意圖是圖2的1-1線的截面圖。另外,圖2所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面示意圖是從圖1的箭頭II方向觀察到的平面示意圖。
[0041](半導(dǎo)體發(fā)光元件I)
[0042]如圖1所示,半導(dǎo)體發(fā)光元件I具備:基板110、層疊在基板110上的中間層120、和層疊在中間層120上的基底層130。另外,半導(dǎo)體發(fā)光元件I還具有:層疊在基底層130上的作為第I半導(dǎo)體層的一例的η型半導(dǎo)體層140、層疊在η型半導(dǎo)體層140上的發(fā)光層150 ;和層疊在發(fā)光層150上的作為第2半導(dǎo)體層的一例的ρ型半導(dǎo)體層160。此外,在以下的說(shuō)明中,根據(jù)需要,將這些中間層120、基底層130、η型半導(dǎo)體層140、發(fā)光層150和ρ型半導(dǎo)體層160總記為疊層半導(dǎo)體層100。
[0043]此外,η型半導(dǎo)體層140、發(fā)光層150、ρ型半導(dǎo)體層160分別進(jìn)一步由多層構(gòu)成。關(guān)于這些層后面詳述。
[0044]另外,半導(dǎo)體發(fā)光元件1,具備:層疊在疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c上,相對(duì)于發(fā)光層150射出的光具有透過(guò)性的透光性電極膜170。
[0045]而且,半導(dǎo)體發(fā)光元件I具有:層疊在透光性電極膜170上的一部分上的作為第I電極的一例的P電極190 ;和通過(guò)將P型半導(dǎo)體層160、發(fā)光層150及η型半導(dǎo)體層140的一部分切缺而露出的η型半導(dǎo)體層140的半導(dǎo)體層露出面140cl、140c2。半導(dǎo)體層露出面140cl設(shè)在長(zhǎng)方形的平面形狀(參照?qǐng)D2)的中央部,半導(dǎo)體層露出面140c2設(shè)在長(zhǎng)方形的周邊部(參照?qǐng)D2)。而且,具有層疊在半導(dǎo)體層露出面140cl上的作為第2電極的一例的η電極200。
[0046]ρ電極190和η電極200分別作為用于對(duì)發(fā)光層150通電的端子發(fā)揮作用。
[0047]透光性電極膜170具有從表面(距ρ型半導(dǎo)體層160較遠(yuǎn)側(cè)的面)側(cè)在厚度方向上所挖掘的多個(gè)孔180。第I實(shí)施方式中,透光性電極膜170從η電極200朝向ρ電極190(連接部190a和延伸部190b)被劃分為區(qū)域α、β、Υ、δ (參照?qǐng)D2。圖1中僅在紙面的左側(cè)標(biāo)記了區(qū)域α、β、Υ、δ。)。而且,設(shè)在各區(qū)域α、β、Υ、δ的多個(gè)孔180,雖然直徑相同,但每單位面積上的孔180數(shù)量(密度)不同。即,在圍繞η電極200且與其相鄰的區(qū)域α,孔180的密度最高,在與P電極190 (連接部190a和延伸部190b)相鄰的區(qū)域δ,孔180的密度最低。
[0048]在第I實(shí)施方式中,孔180被從透光性電極膜170的表面挖掘,但沒(méi)有到達(dá)P型半導(dǎo)體層160。S卩,孔180為非貫通。由此,透光性電極膜170的背面(接近于ρ型半導(dǎo)體層160 —側(cè)的面),遍及整個(gè)面地與ρ型半導(dǎo)體層160的表面(疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c)接觸。
[0049]與此相對(duì),在孔180貫穿透光性電極膜170的情況下,透光性電極膜170的背面與P型半導(dǎo)體層160的表面(疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c)接觸的面積變小,與孔180為非貫通的情況相比,接觸電阻變大。
[0050]S卩,第I實(shí)施方式中,通過(guò)使孔180為非貫通,來(lái)減小透光性電極膜170與ρ型半導(dǎo)體層160的接觸電阻。
[0051]此外,在接觸電阻方面沒(méi)有問(wèn)題的情況下,孔180也可以貫穿透光性電極膜170。
[0052]進(jìn)而,半導(dǎo)體發(fā)光元件I具有保護(hù)層210,該保護(hù)層210,將ρ電極190和η電極200的各自的表面的一部分(開口部)除外地覆蓋透光性電極膜170的表面、疊層半導(dǎo)體層100的表面和側(cè)面。此外,在圖1中,保護(hù)層210以填埋孔180,且表面(距透光性電極膜170較遠(yuǎn)側(cè)的面)為平坦的方式表示出。但是,保護(hù)層210沿透光性電極膜170的孔180的截面形狀覆蓋孔180的側(cè)面(內(nèi)壁)和底面。即,保護(hù)層210的表面成為追隨孔180的形狀的凹凸面。
[0053]如圖2所示,半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為例如長(zhǎng)方形。半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為例如350μπιΧ850μπι。
[0054]通過(guò)將疊層半導(dǎo)體層100中的ρ型半導(dǎo)體層160、發(fā)光層150和η型半導(dǎo)體層140的一部分進(jìn)行切缺而設(shè)有使η型半導(dǎo)體層140露出的半導(dǎo)體層露出面140cl、140c2。如前所述,半導(dǎo)體層露出面140cl設(shè)在長(zhǎng)方形的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的中央部,半導(dǎo)體層露出面140c2設(shè)在長(zhǎng)方形的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的外周部。
[0055]而且,在半導(dǎo)體層露出面140cl上具有η電極200。
[0056]此外,半導(dǎo)體層露出面140cl的平面形狀,作為一例設(shè)為圓形,η電極200的平面形狀也設(shè)為圓形。即,半導(dǎo)體發(fā)光元件I的疊層半導(dǎo)體層100的平面形狀,其外側(cè)為長(zhǎng)方形,中央設(shè)有圓形的孔。
[0057]而且,透光性電極膜170,以覆蓋疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c的大致整個(gè)面的方式設(shè)置。即,透光性電極膜170的平面形狀與疊層半導(dǎo)體層100的平面形狀對(duì)應(yīng),外側(cè)為長(zhǎng)方形,中央被挖成圓形。
[0058]透光性電極膜170上設(shè)有孔180。孔180作為一例從透光性電極膜170的表面?zhèn)扔^察到的平面形狀為圓形。而且,被設(shè)置為孔180的密度隨著從η電極200側(cè)趨向ρ電極190側(cè)(連接部190a和延伸部190b)變低。
[0059]關(guān)于孔180后面詳述。
[0060]在透光性電極膜170上設(shè)有ρ電極190。此外,ρ電極190具有:平面形狀為圓形的連接部190a、和從連接部190a呈胡須狀地延伸,以圍繞η電極200的方式相對(duì)的延伸部190b。
[0061]連接部190a,如圖2所示,設(shè)在外形為長(zhǎng)方形的透光性電極膜170上的長(zhǎng)度方向的一個(gè)端部。在連接部190a上連接有接合線等,被從設(shè)在外部的電源施加預(yù)定的電壓。此夕卜,連接部190a的外形為例如直徑70 μ m的圓形。
[0062]另一方面,延伸部190b,在透光性電極膜170上以從連接部190a延伸的方式形成,沿透光性電極膜170的外緣設(shè)置。ρ電極190的連接部190a和延伸部190b,如后述那樣,由電阻率小于透光性電極膜170的材料構(gòu)成。由此,延伸部190b將施加在連接部190a上的電壓,與不具有延伸部190b的情況相比,以小的電壓降施加在透光性電極膜170上。SP,延伸部190b只要能夠?qū)⑹┘釉谶B接部190a上的電壓以較小的電壓降施加在透光性電極膜170上即可。
[0063]因此,延伸部190b,如圖2所示,在從連接部190a分成兩股而延伸的最遠(yuǎn)的部分(圖2的紙面的左側(cè))上,不需要相互連接。另外,延伸部190b也可以不設(shè)在距外形為長(zhǎng)方形的透光性電極膜170上的連接部190a最遠(yuǎn)的一邊的外緣部(圖2的紙面中的左側(cè))上。即,可以僅沿長(zhǎng)方形的三邊(圖2的紙面中的右側(cè)和上下側(cè))的外緣部設(shè)置。
[0064]相反地,延伸部190b還可以以沿透光性電極膜170的外緣一周的方式?jīng)]有裂縫地設(shè)置。
[0065]延伸部190b由于沒(méi)有被連接于接合線,所以其寬度可以比連接部190a細(xì)。
[0066]另外,η電極200,為例如直徑70 μ m的圓形。η電極200被連接接合線等,被從設(shè)在外部的電源施加相對(duì)于向P電極190的施加電壓為負(fù)的所預(yù)定的其他電壓。
[0067]這里,對(duì)設(shè)在透光性電極膜170上的孔180進(jìn)行說(shuō)明。
[0068]邊在透光性電極膜170的面內(nèi)擴(kuò)散邊在與面(表面及背面)平行的方向(面方向)上流動(dòng)的電流(電流擴(kuò)散),因所設(shè)置的孔180其路徑被妨礙。因此,在包括多個(gè)孔180在內(nèi)的所預(yù)定的面積的透光性電極膜170中,相對(duì)于在面內(nèi)沿面方向流動(dòng)的電流擴(kuò)散的電阻,比不設(shè)置孔180的情況大。另外,孔180的密度越高,則該電阻越大。
[0069]在薄膜等中,相對(duì)于在面內(nèi)沿面方向流動(dòng)的電流的電阻,一般被稱作薄膜電阻。因此,在包括多個(gè)孔180的透光性電極膜170中,相對(duì)于在面內(nèi)沿面方向流動(dòng)的電流擴(kuò)散的電阻,為相對(duì)于包括多個(gè)孔180的區(qū)域的薄膜電阻(等效的薄膜電阻)。這里,在包括多個(gè)孔180的所預(yù)定的面積的透光性電極膜170中,將相對(duì)于在面內(nèi)沿面方向流動(dòng)的電流擴(kuò)散的電阻記作“透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻”。
[0070]即,第I實(shí)施方式中,通過(guò)在透光性電極膜170上設(shè)置孔180,來(lái)控制透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻,并且,通過(guò)使孔180的密度根據(jù)所處的透光性電極膜170的面上的位置而不同,而設(shè)定使得透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻不同。
[0071]孔180的各自的平面形狀可以不為圓形,可以為橢圓形、多邊形(多角形)等。
[0072]第I實(shí)施方式中,如圖2所示,透光性電極膜170被分為孔180的密度不同的四個(gè)區(qū)域(區(qū)域α、β、Υ、δ )。區(qū)域α以圍繞η電極200的方式設(shè)置,區(qū)域β以圍繞區(qū)域α的方式設(shè)置,區(qū)域Y以圍繞區(qū)域β的方式設(shè)置,在其外側(cè)設(shè)有區(qū)域S。在區(qū)域S上設(shè)有P電極190的連接部190a和延伸部190b。
[0073]孔180被設(shè)置為半徑相同,孔180的中心在每個(gè)區(qū)域(區(qū)域α、β、gamma、δ )中位于單邊的長(zhǎng)度不同的正方形的頂點(diǎn)及其中心的方式設(shè)置。即,區(qū)域α的正方形其單邊的長(zhǎng)度為Pa,區(qū)域β的正方形其單邊的長(zhǎng)度為比長(zhǎng)度pa大的長(zhǎng)度pb,區(qū)域Y的正方形的單邊的長(zhǎng)度為比長(zhǎng)度Pb大的長(zhǎng)度pc,且區(qū)域δ的正方形的單邊的長(zhǎng)度為比長(zhǎng)度pc大的長(zhǎng)度pd(pa < pb < pc < pd)。
[0074]即,隨著從區(qū)域α趨向區(qū)域δ,孔180的密度變低。
[0075]而且,與孔180的密度對(duì)應(yīng)地,透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻不同。
[0076]此外,這里,分成四個(gè)區(qū)域,但只要是至少兩個(gè)以上的區(qū)域即可。另外,也可以不分成區(qū)域,且孔180的密度連續(xù)地變化,使得隨著從η電極200側(cè)向ρ電極190側(cè)離開,孔180的密度變低。另外,在孔180的密度低的區(qū)域(圖2的區(qū)域δ )中,也可以不設(shè)置孔180。
[0077]而且,各個(gè)區(qū)域的邊界也可以不被明確地劃分。
[0078]而且,各個(gè)孔180的中心位于正方形的頂點(diǎn)及其中心,但也可以設(shè)在其他的多邊形的頂點(diǎn),也可以不規(guī)則(無(wú)序)地配置。
[0079]在該半導(dǎo)體發(fā)光元件I中,通過(guò)在P電極190和η電極200之間施加電壓,介由ρ電極190和η電極200,電流在ρ型半導(dǎo)體層160、發(fā)光層150及η型半導(dǎo)體層140中流通,由此,從發(fā)光層150射出光,該光介由透光性電極膜170被取出。即,疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c為半導(dǎo)體發(fā)光兀件I的發(fā)光面。[0080]下面,參照?qǐng)D1及圖2,更詳細(xì)地說(shuō)明半導(dǎo)體發(fā)光元件I的各構(gòu)成要素。
[0081]< 基板 110>[0082]作為基板110,只要是在表面上外延生長(zhǎng)II1-V族半導(dǎo)體的結(jié)晶的基板,就沒(méi)有特殊限定,能夠選擇使用各種基板。例如,能夠使用由藍(lán)寶石、SiC、硅、鍺、GaAs、GaP、GaN、氧化鋅等構(gòu)成的基板。另外,在基板上使疊層半導(dǎo)體層100等外延生長(zhǎng)后,粘貼其他的材質(zhì)的基板,除去進(jìn)行外延生長(zhǎng)的基板,由此也能夠?qū)⑵渌馁|(zhì)的基板作為基板110。
[0083]在為III族氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶的情況下,在上述中,尤其優(yōu)選將以c面作為主面的藍(lán)寶石用于基板110。在使用藍(lán)寶石作為基板110的情況下,由于當(dāng)在藍(lán)寶石的C面上形成中間層(緩沖層)120時(shí),能夠以良好的品質(zhì)使晶格常數(shù)不同的結(jié)晶生長(zhǎng),因此優(yōu)選。
[0084]以下,II1-V族半導(dǎo)體作為一例設(shè)為III族氮化物半導(dǎo)體來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0085]<疊層半導(dǎo)體層100 >
[0086]疊層半導(dǎo)體層100為由III族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的層,如圖1所示,是在基板110上順序?qū)盈B中間層120、基底層130、η型半導(dǎo)體層140、發(fā)光層150及ρ型半導(dǎo)體層160的各層而構(gòu)成。
[0087]另外,如圖1所示,η型半導(dǎo)體層140、發(fā)光層150及ρ型半導(dǎo)體層160的各層,可以分別由多個(gè)半導(dǎo)體層構(gòu)成。這里,η型半導(dǎo)體層140通過(guò)以電子作為載流子的第I導(dǎo)電類型進(jìn)行電傳導(dǎo),P型半導(dǎo)體層160通過(guò)以空穴作為載流子的第2導(dǎo)電類型進(jìn)行電傳導(dǎo)。
[0088]此外,疊層半導(dǎo)體層100若通過(guò)MOCVD法形成則能夠得到結(jié)晶性良好的結(jié)構(gòu),但即使采用濺射法,通過(guò)使條件最佳化,也能夠形成具有比MOCVD法優(yōu)異的結(jié)晶性的半導(dǎo)體層。以下,依次進(jìn)行說(shuō)明。
[0089]< 中間層 120 >
[0090]中間層120優(yōu)選由多晶的AlxGa1J (O ^ x ^ I)構(gòu)成,更優(yōu)選為單晶的AlxGa1J(O ^ X ^ I)層。
[0091]中間層120,如上所述,例如,能夠設(shè)為由多晶的AlxGahN (O ^ x ^ I)構(gòu)成的厚度0.01ym~0.5 ym的層。若中間層120的厚度不足0.01 μ m,則存在無(wú)法充分得到緩和基板110和基底層130的晶格常數(shù)的差異的效果的情況。另外,若中間層120的厚度超過(guò)
0.5 μ m,則盡管作為中間層120的功能沒(méi)有變化,但是中間層120的成膜時(shí)間變長(zhǎng),有可能導(dǎo)致生産率降低。
[0092]中間層120緩和基板110和基底層130的晶格常數(shù)的差異。尤其在由以c面為主面的藍(lán)寶石構(gòu)成基板Iio的情況下,有使在基板110的(0001)面(C面)上形成C軸取向的單晶層容易的作用。因此,若在中間層120上層疊單晶的基底層130,則能夠?qū)盈B結(jié)晶性更好的基底層130。此外,本發(fā)明中,優(yōu)選形成中間層,但不形成中間層也可以。
[0093]另外,中間層120可以為具有由III族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的六方晶系的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的中間層。另外,形成中間層120的III族氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶,可以是具有單晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶,優(yōu)選使用具有單晶結(jié)構(gòu)的結(jié)晶。III族氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶,通過(guò)控制生長(zhǎng)條件,不僅向上方向,在面內(nèi)方向也生長(zhǎng)而形成單晶結(jié)構(gòu)。因此,通過(guò)對(duì)中間層120的成膜條件進(jìn)行控制,能夠形成為由單晶結(jié)構(gòu)的III族氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶構(gòu)成的中間層120。在基板110上成膜出具有這樣的單晶結(jié)構(gòu)的中間層120的情況下,中間層120的緩沖功能有效地作用,因此在其上成膜出的III族氮化物半導(dǎo)體成為具有良好的取向性及結(jié)晶性的結(jié)晶膜。[0094]另外,形成中間層120的III族氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶,通過(guò)對(duì)成膜條件進(jìn)行控制,也能夠形成為由以六棱柱為基礎(chǔ)的織構(gòu)構(gòu)成的柱狀結(jié)晶(多晶)。此外,這里的由織構(gòu)構(gòu)成的柱狀結(jié)晶是指,在與相鄰的晶粒之間形成晶界而隔開,其本身作為縱截面形狀成為柱狀的結(jié)晶。
[0095]〈基底層130 >
[0096]作為基底層130,能夠使用 AlxGayInzN(0 ≤ X ≤ I, O ^ y ^ I, O ^ z ^ I, x + y +z = 1),但若使用AlxGa1J (O ^ x < I)則由于能夠形成結(jié)晶性良好的基底層130而優(yōu)選。
[0097]基底層130的膜厚優(yōu)選為0.Ιμπι以上,更優(yōu)選為0.5μπι以上,最優(yōu)選為Ιμπι以上。若為該膜厚以上,則容易得到結(jié)晶性良好的基底層130。
[0098]為了使基底層130的結(jié)晶性良好,基底層130優(yōu)選不摻雜雜質(zhì)。但是,在需要P型或η型的導(dǎo)電性的情況下,能夠添加ρ型雜質(zhì)(受主)或η型雜質(zhì)(施主)。
[0099]< η型半導(dǎo)體層140 >
[0100]如圖1所示,η型半導(dǎo)體層140優(yōu)選由η接觸層140a和η覆蓋層140b構(gòu)成。此外,η接觸層140a也能夠兼作為η覆蓋層140b。另外,也可以將前述的基底層130包含在η型半導(dǎo)體層140中。
[0101]η接觸層140a為用于設(shè)置η電極200的層。作為η接觸層140a,優(yōu)選由AlxGa1J層(O < X < I,優(yōu)選O < X < 0.5,更優(yōu)選O < X < 0.1)構(gòu)成。
[0102]另外,優(yōu)選在η接觸層140a中摻雜有η型雜質(zhì),若以IX IO1Vcm3~IX 102°/cm3的濃度、優(yōu)選以I X IO1Vcm3~I X IO1Vcm3的濃度含有η型雜質(zhì),則在能夠維持與η電極200的良好的歐姆接觸方面是優(yōu)選的。作為η型雜質(zhì),無(wú)特殊限定,但例如能夠列舉S1、Ge及Sn等,可優(yōu)選列舉Si及Ge。
[0103]η接觸層140a的膜厚優(yōu)選為0.5 μ m~5 μ m,更優(yōu)選設(shè)定在Ιμπι~3μηι的范圍。若η接觸層140a的膜厚為上述范圍,則能夠良好地維持發(fā)光層150等的結(jié)晶性。
[0104]而且,η接觸層140a的雜質(zhì)的濃度和膜厚的積(Nd),與η接觸層140a的電阻存在反比例的關(guān)系,為使發(fā)光層150的電流密度均勻、且降低正向電壓Vf而希望的范圍為Nd =I X IO1Vcm2~IX 1016/cm2,優(yōu)選為2 X IO1Vcm2~5 X 1015/cm2。在該積的值過(guò)小的情況下,接近與η電極200的區(qū)域(附近)的光量(電流密度)較大,正向電壓Vf增高。另一方面,在該積的值過(guò)大的情況下,接近于P電極190的一側(cè)的光量(電流密度)增大,因η接觸層140a的結(jié)晶的品質(zhì)降低,導(dǎo)致靜電擊穿電壓的降低。
[0105]優(yōu)選在η接觸層140a和發(fā)光層150之間設(shè)有η覆蓋層140b。η覆蓋層140b是進(jìn)行載流子向發(fā)光層150的注入和載流子的封入的層。η覆蓋層140b能夠由AlGaN、GaN、GaInN等形成。另外,也可以設(shè)為這些的結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)和/或多次層疊的超晶格結(jié)構(gòu)。在由GaInN形成η覆蓋層140b的情況下,優(yōu)選比發(fā)光層150的GaInN的帶隙大。此外,本說(shuō)明書中,關(guān)于AlGaN、GalnN,有時(shí)以省略各元素的組成比的形式記述。
[0106]η覆蓋層140b的膜厚沒(méi)有特別限定,優(yōu)選為5nm~500nm,更優(yōu)選為5nm~lOOnm。η覆蓋層140b的η型雜質(zhì)濃度優(yōu)選為I X IO17/cm3~IX IO20/cm3,更優(yōu)選為I X IO18/cm3~lX1019/cm3。若雜質(zhì)濃度在該范圍,則在維持良好的結(jié)晶性及元件的工作電壓降低方面是優(yōu)選的。
[0107]此外,在將η覆蓋層140b設(shè)為包含超晶格結(jié)構(gòu)的層的情況下,雖省略詳細(xì)的圖示,但可以是包含下述結(jié)構(gòu)的層,所述結(jié)構(gòu)是層疊有具有IOnm以下的膜厚的III族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的η側(cè)第I層、和組成與η側(cè)第I層不同且具有IOnm以下的膜厚的III族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的η側(cè)第2層的結(jié)構(gòu)。
[0108]另外,η覆蓋層140b可以是包括交替地反復(fù)層疊有η側(cè)第I層和η側(cè)第2層的結(jié)構(gòu)的層,優(yōu)選為GaInN與GaN的交替結(jié)構(gòu)或組成不同的GaInN彼此的交替結(jié)構(gòu)。
[0109]< 發(fā)光層 150 >
[0110]作為在η型半導(dǎo)體層140上層疊的發(fā)光層150,優(yōu)選采用單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)等。
[0111]在圖1中,以交替層疊勢(shì)壘層150a和阱層150b而構(gòu)成的多量子阱結(jié)構(gòu)示出發(fā)光層150。而且,發(fā)光層150之中的、與η覆蓋層140b接觸的一側(cè)及與后述的ρ覆蓋層160a接觸的一側(cè)分別為勢(shì)壘層150a。作為多量子阱結(jié)構(gòu)的阱層150b,通常可使用由Gai_yInyN(0
<y < 0.4)構(gòu)成的III族氮化物半導(dǎo)體層。作為阱層150b的膜厚,能夠設(shè)為能夠得到量子效應(yīng)的程度的膜厚、例如Inm~IOnm,從發(fā)光輸出方面考慮優(yōu)選為2nm~6nm。
[0112]另外,多量子阱結(jié)構(gòu)的發(fā)光層150的情況下,使上述6&1_,111#作為阱層150b,使帶隙能量比阱層150b大的AlzGa1=N (O ^ z < 0.3)作為勢(shì)壘層150a。在阱層150b及勢(shì)壘層150a中,可以根據(jù)設(shè)計(jì)來(lái)添加或不添加雜質(zhì)。
[0113]< P型半導(dǎo)體層160 >
[0114]ρ型半導(dǎo)體層160通常由ρ覆蓋層160a和ρ接觸層160b構(gòu)成。另外,P接觸層160b也能夠兼作為ρ覆蓋層160a。
[0115]ρ覆蓋層160a是進(jìn)行載流子向發(fā)光層150的封入和載流子的注入的層。作為P覆蓋層160a,只要是為比發(fā)光層150的帶隙能量大的組成,能夠進(jìn)行載流子向發(fā)光層150的封入的層,則沒(méi)有特別限定,能夠列舉例如AlxGa1J (O < 0.4)的層。
[0116]ρ覆蓋層160a若由這樣的AlGaN構(gòu)成,則從載流子向發(fā)光層150的封入方面看是優(yōu)選的。P覆蓋層160a的膜厚,沒(méi)有特別限定,優(yōu)選為Inm~400nm,更優(yōu)選為5nm~lOOnm。
[0117]ρ覆蓋層160a的ρ型雜質(zhì)濃度,優(yōu)選為IX 1018/cm3~IX IO2Vcm3,更優(yōu)選為I X IO1Vcm3~I X IO2Vcm30若ρ型雜質(zhì)濃度為上述范圍,則不會(huì)使結(jié)晶性降低,能夠得到良好的P覆蓋層160a。
[0118]另外,ρ覆蓋層160a可以為多次層疊的超晶格結(jié)構(gòu),該情況下,優(yōu)選為組成比不同的AlGaN與其他的AlGaN的交替結(jié)構(gòu)或組成不同的AlGaN與GaN的交替結(jié)構(gòu)。
[0119]ρ接觸層160b是用于設(shè)置透光性電極膜170的層。ρ接觸層160b優(yōu)選為AlxGa1J(O≤X≤0.4)。若Al組成為上述范圍,則從能夠維持良好的結(jié)晶性及維持與透光性電極膜170的良好的歐姆接觸方面是優(yōu)選的。
[0120]ρ 接觸層 160b 中,若以 IX 1018/cm3 ~I X 1021/cm3 的濃度、優(yōu)選以 5 X 1019/cm3 ~5X IO2Vcm3的濃度含有ρ型雜質(zhì),則從能夠維持良好的`歐姆接觸、防止裂紋發(fā)生、維持良好的結(jié)晶性方面是優(yōu)選的。作為P型雜質(zhì),沒(méi)有特別限定,例如可優(yōu)選列舉Mg。
[0121]ρ接觸層160b的膜厚沒(méi)有特別限定,優(yōu)選為IOnm~500nm,更優(yōu)選為50nm~200nm。若ρ接觸層160b的膜厚為該范圍,則正向電壓低,且射出的光量變大,因此優(yōu)選。
[0122]另外,也可以使ρ接觸層160b為ρ側(cè)第I層和P側(cè)第2層的雙層,使與ρ覆蓋層160a接觸的ρ側(cè)第I層,與和透光性電極膜170接觸的ρ側(cè)第2層相比,減少M(fèi)g的添加量,使P側(cè)第I層的薄膜電阻變低。
[0123]接觸電阻與Mg的添加量成比例地降低,但對(duì)于薄膜電阻來(lái)說(shuō)存在合適的Mg的添加量的范圍,若過(guò)剩地添加Mg,則電阻增高。因此,優(yōu)選分成2層,同時(shí)降低接觸電阻、薄膜電阻。
[0124]由此,在能夠使ρ型半導(dǎo)體層160的薄膜電阻降低的同時(shí),也使P型半導(dǎo)體層160和透光性電極膜170的接觸電阻降低。
[0125]<透光性電極膜170 >
[0126]如圖1所示,在ρ型半導(dǎo)體層160上層疊有透光性電極膜170。
[0127]如圖2所示,在俯視時(shí),透光性電極膜170,以覆蓋為了形成η電極200而通過(guò)蝕刻等的方法被除去一部分的疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c的大致整個(gè)面的方式形成。
[0128]透光性電極膜170優(yōu)選為與ρ型半導(dǎo)體層160的接觸電阻小的膜。另外,在該半導(dǎo)體發(fā)光兀件I中,使來(lái)自發(fā)光層150的光通過(guò)透光性電極膜170向形成有ρ電極190的一側(cè)取出,所以,透光性電極膜170優(yōu)選是相對(duì)于來(lái)自發(fā)光層150的光的透過(guò)性優(yōu)異的膜。而且,另外,為了遍及P型半導(dǎo)體層160的整個(gè)面使電流均勻地?cái)U(kuò)散,優(yōu)選透光性電極膜170是具有比P型半導(dǎo)體層160 (ρ接觸層160b)優(yōu)異的導(dǎo)電性的膜。
[0129]從以上情況看,作為透光性電極膜170,可使用含銦(In)的氧化物的導(dǎo)電性材料(氧化物導(dǎo)電材料)。含In的氧化物的部分,與其他的透明導(dǎo)電膜比較,光透過(guò)性及導(dǎo)電性兩者都優(yōu)異,在該方面是優(yōu)選的。作為含In的導(dǎo)電性的氧化物,能夠列舉例如ITO(氧化銦錫(In2O3-SnO2))、IZO (氧化銦鋅(In203_Zn0))、IGO (氧化銦鎵(In2O3-Ga2O3)X ICO (氧化銦鈰(In2O3-CeO2))等。此外,在它們中也可以添加有例如氟等。
[0130]通過(guò)采用本【技術(shù)領(lǐng)域】公知的手段將這些材料沉積為膜,并且采用公知的手段進(jìn)行加工(形成圖案),由此能夠形成具有被從表面挖掘的孔180的透光性電極膜170。
[0131]而且,在形成具有孔180的透光性電極膜170后,也有時(shí)實(shí)施以透光性電極膜170的透明化、低電阻化為目的的熱退火。
[0132]透光性電極膜170,可以使用被晶化了的結(jié)構(gòu)的膜,尤其是能夠優(yōu)選使用包含具有六方晶結(jié)構(gòu)或方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的In2O3結(jié)晶的、透明性高、電阻率小的ITO、IZO0
[0133]例如,在將包含六方晶結(jié)構(gòu)的In2O3結(jié)晶的IZO作為透光性電極膜170使用的情況下,能夠使用蝕刻性優(yōu)異的非晶狀態(tài)的IZO膜加工成透光性電極膜170,進(jìn)而在其后,通過(guò)熱處理等使其從非晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘Y(jié)晶的結(jié)構(gòu),由此,能夠加工成與非晶狀態(tài)的IZO膜相比光的透過(guò)性優(yōu)異的透光性電極膜170。
[0134]另外,作為IZO膜,優(yōu)選使用電阻率最低的組成。
[0135]例如,IZO中的ZnO濃度優(yōu)選為I質(zhì)量%?20質(zhì)量%,更優(yōu)選為5質(zhì)量%?15質(zhì)量%的范圍。若為10質(zhì)量%則特別優(yōu)選。另外,IZO膜的膜厚,優(yōu)選為能夠得到低接觸電阻、高光透過(guò)率的35nm?IOOOOnm (ΙΟμπι)的范圍。若膜厚比35nm薄,則接觸電阻變高。從光透過(guò)率的降低及生產(chǎn)成本的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選IZO膜的膜厚(孔180以外的部分的膜厚)為IOOOnm (Ιμπι)以下。而且,接觸電阻低、光透過(guò)率高的50?400nm為最佳。
[0136]在為了使電流密度均勻化而不設(shè)置孔180的情況下,優(yōu)選使IZO膜的薄膜電阻為5?50 Ω/□的范圍。進(jìn)而優(yōu)選為10?40 Ω/口。若薄膜電阻高,則正向電壓增高,發(fā)光效率降低。若薄膜電阻過(guò)低,則η電極200附近的電流密度增高,作為半導(dǎo)體發(fā)光元件I整體的效率降低。
[0137]在使孔180的平面形狀為圓形的情況下,優(yōu)選孔180的直徑為I?ΙΟμπι的范圍,進(jìn)而優(yōu)選為2?5 μ m。在直徑比I μ m小的情況下,孔180的直徑的偏差增大,難以得到均勻的電流密度。另一方面,若孔180的直徑比ΙΟμπι大,則由于孔180的附近和從孔180離開的部分的電流密度的差異,向發(fā)光層150的電流供給變得不均勻,作為半導(dǎo)體發(fā)光元件I整體的發(fā)光效率降低。
[0138]孔180在IZO膜上的形成優(yōu)選在進(jìn)行熱處理前進(jìn)行。通過(guò)熱處理,由于非晶狀態(tài)的IZO膜成為被結(jié)晶化了的IZO膜,所以,與非晶狀態(tài)的IZO膜相比較蝕刻變得困難。與此相對(duì),熱處理前的IZO膜由于為非晶狀態(tài),所以,利用蝕刻液能夠容易地高精度地形成圖案。
[0139]孔180在非晶狀態(tài)的IZO膜上的形成還可以使用干蝕刻裝置進(jìn)行。此時(shí),作為蝕刻氣體能夠利用ci2、SiCl4, BCl3等。非晶狀態(tài)的IZO膜,通過(guò)進(jìn)行例如500°C?1000°C的熱處理、并對(duì)條件進(jìn)行控制,能夠形成為包含六方晶結(jié)構(gòu)的In2O3結(jié)晶的IZO膜、或包含方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的In2O3結(jié)晶的IZO膜。包含六方晶結(jié)構(gòu)的In2O3結(jié)晶的IZO膜,如前所述難以蝕亥IJ,所以,優(yōu)選在孔180形成后進(jìn)行熱處理。
[0140]尤其是如前所述,通過(guò)熱處理而結(jié)晶化了的IZO膜,與非晶狀態(tài)的IZO膜相比,由于與P電極190及P型半導(dǎo)體層160的密著性良好,所以在本發(fā)明的實(shí)施方式中是有效的。
[0141]< ρ 電極 190 >
[0142]形成在透光性電極膜170上、且與透光性電極膜170歐姆接觸的ρ電極190,由例如以往公知的 Au、Al、T1、V、Cr、Mn、Co、Zn、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Ta、N1、Pt、Cu 等材料構(gòu)成。P電極190的厚度方向的結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限定,能夠采用以往公知的結(jié)構(gòu)。能夠采用本【技術(shù)領(lǐng)域】以往公知的手段設(shè)置。
[0143]此外,這里,ρ電極190的連接部190a及延伸部190b的厚度方向的結(jié)構(gòu)設(shè)為相同。
[0144]而且,為了提高線接合特性,優(yōu)選在ρ電極190的連接部190a之下的透光性電極膜170上不設(shè)置孔180。
[0145]ρ電極190的厚度為例如IOOnm?2000nm的范圍內(nèi),優(yōu)選在300nm?IOOOnm的范圍內(nèi)。
[0146]< η 電極 200 >
[0147]η電極200與η型半導(dǎo)體層140的η接觸層140a歐姆接觸。S卩,η電極200設(shè)在除去疊層半導(dǎo)體層100的P型半導(dǎo)體層160、發(fā)光層150及η型半導(dǎo)體層140的一部分而使η接觸層140a露出的半導(dǎo)體層露出面140cl上。
[0148]η電極200可以為與ρ電極190相同的組成及結(jié)構(gòu)。各種組成及結(jié)構(gòu)的η電極200為以往公知,能夠沒(méi)有任何限制地使用這些η電極200。能夠采用本【技術(shù)領(lǐng)域】中以往公知的
手段設(shè)置。
[0149]<保護(hù)層 210 >
[0150]保護(hù)層210,為了抑制水分等向半導(dǎo)體發(fā)光元件I的內(nèi)部的進(jìn)入,以除了 ρ電極190及η電極200的各自的表面的一部分(開口部)以外,覆蓋透光性電極膜170的表面、疊層半導(dǎo)體層100的表面及側(cè)面的方式設(shè)置。
[0151]另外,第I實(shí)施方式中,由于將來(lái)自發(fā)光層150的光介由保護(hù)層210取出,所以優(yōu)選保護(hù)層210是相對(duì)于從發(fā)光層150射出的光的透過(guò)性優(yōu)異的層。在第I實(shí)施方式中,由SiO2構(gòu)成保護(hù)層210。但是,關(guān)于構(gòu)成保護(hù)層210的材料并不限于此,能夠代替SiO2而使用Ti02、Si3N4' SiO2-Al2O3' Al2O3' AlN 等。
[0152](半導(dǎo)體發(fā)光元件I的制造方法)
[0153]下面,對(duì)第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的制造方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0154]首先,準(zhǔn)備藍(lán)寶石等的基板110,實(shí)施預(yù)處理。作為預(yù)處理,例如,可采用將基板110配置在濺射裝置的腔室內(nèi),在形成中間層120前,對(duì)對(duì)基板110的表面進(jìn)行濺射等的方法來(lái)進(jìn)行。中間層120優(yōu)選通過(guò)濺射法形成,但也能夠通過(guò)MOCVD法形成。
[0155]在形成中間層120后,在中間層120上形成單晶的基底層130?;讓?30通過(guò)公知的MOCVD法形成即可。
[0156]在基底層130形成后,在基底層130上層疊η接觸層140a及η覆蓋層140b從而形成η型半導(dǎo)體層140。η接觸層140a及η覆蓋層140b可以通過(guò)濺射法形成,也可以通過(guò)MOCVD法形成。
[0157]發(fā)光層150的形成,可以通過(guò)公知的MOCVD法形成。具體來(lái)說(shuō),以下述順序進(jìn)行層疊即可:交替反復(fù)層疊勢(shì)壘層150a和阱層150b,且在η型半導(dǎo)體層140側(cè)及ρ型半導(dǎo)體層160側(cè)配置勢(shì)壘層150a。
[0158]ρ型半導(dǎo)體層160的形成,可以通過(guò)公知的MOCVD法形成。具體地,在發(fā)光層150上依次層置P復(fù)蓋層160a和ρ接觸層160b即可。
[0159]在ρ型半導(dǎo)體層160上,通過(guò)蒸鍍法、濺射法等公知的手段沉積構(gòu)成透光性電極膜170的膜(ΙΖ0膜、ITO膜等),并通過(guò)公知的手段形成圖案,從而形成具有孔180的透光性電極膜170。
[0160]例如,在疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c上,通過(guò)濺射法等沉積構(gòu)成透光性電極膜170的膜。下面,通過(guò)公知的光刻技術(shù),將構(gòu)成透光性電極膜170的膜加工成外形為長(zhǎng)方形且中央被挖成圓形的平面形狀。而且,進(jìn)一步通過(guò)公知的光刻技術(shù),在外形為長(zhǎng)方形且中央被挖成圓形的平面形狀的構(gòu)成透光性電極膜170的膜上設(shè)置多個(gè)孔180。此時(shí),控制加工(蝕刻)的深度使得孔180在厚度方向上不穿透透光性電極膜170。
[0161]此外,也可以替換將成為透光性電極膜170的材料的膜加工成外形為長(zhǎng)方形且中央被挖成圓形的平面形狀的工序和形成孔180的工序的順序來(lái)進(jìn)行。
[0162]由于孔180不貫穿構(gòu)成透光性電極膜170的膜,所以蝕刻優(yōu)選采用微細(xì)加工優(yōu)異、且深度控制容易的干蝕刻法進(jìn)行。
[0163]另外,在使孔180在透光性電極膜170的厚度方向上穿透(貫通)的情況下,能夠同時(shí)進(jìn)行以下工序:將成為透光性電極膜170的材料的膜加工成外形為長(zhǎng)方形且中央被挖成圓形的圖案的工序;和形成孔180的工序。
[0164]而且,采用公知的手段除去疊層半導(dǎo)體層100的一部分,使η接觸層140a的一部分露出,形成半導(dǎo)體層露出面140cl、140c2。
[0165]而且,如前所述,在透光性電極膜170上形成ρ電極190 (連接部190a及延伸部190b),并在半導(dǎo)體層露出面140cl上形成η電極200。
[0166]最后,除去ρ電極190及η電極200的各自的表面的一部分(開口部),并以覆蓋透光性電極膜170的表面、疊層半導(dǎo)體層100的表面及側(cè)面的方式形成由SiO2構(gòu)成的保護(hù)層210。[0167]通過(guò)以上所述,得到半導(dǎo)體發(fā)光元件I。
[0168]也可以將這樣得到的半導(dǎo)體發(fā)光元件I在例如氮?dú)獾鹊亩栊詺夥罩?,?50°C?600°C、更優(yōu)選200°C?500°C的范圍的溫度進(jìn)行熱處理。進(jìn)行該熱處理的目的為提高透光性電極膜170與ρ電極190的密著性、η電極200與半導(dǎo)體層露出面140cl的密著性,提高透光性電極膜170的光透過(guò)率,降低電阻率等。該熱處理可以在保護(hù)層210形成前實(shí)施。
[0169](設(shè)在透光性電極膜170上的孔180)
[0170]以下,對(duì)設(shè)在透光性電極膜170上的孔180的功能進(jìn)行說(shuō)明。
[0171]圖3是表示以等效電路表示發(fā)光狀態(tài)下的半導(dǎo)體發(fā)光元件I中的電流路徑的圖。圖3取出圖1中的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的右側(cè)半部分而示出。而且,示出了從P電極190向η電極200的電流路徑。圖3中,作為一例示出了從ρ電極190的連接部190a起的電流路徑,但從連接在連接部190a上的延伸部190b (參照?qǐng)D2)向η電極200流通的電流路徑也是同樣的。
[0172]透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻(等效的薄膜電阻),即使在透光性電極膜170上設(shè)有孔180,也比ρ型半導(dǎo)體層160 (ρ接觸層160b及ρ覆蓋層160a)的薄膜電阻小。另外,η型半導(dǎo)體層140的η接觸層140a的薄膜電阻,比η覆蓋層140b的薄膜電阻小。
[0173]因此,從ρ電極190向η電極200流通的電流,以在透光性電極膜170中擴(kuò)散的方式在面內(nèi)沿橫向流通(電流擴(kuò)散),且介由P型半導(dǎo)體層160(ρ接觸層160b、p覆蓋層160a)在發(fā)光層150中流通。然后,介由η型半導(dǎo)體層140的η覆蓋層140b,以在η接觸層140a中擴(kuò)散的方式在面內(nèi)沿橫向流通(電流擴(kuò)散),并流入η電極200。
[0174]圖3中,透光性電極膜170中的電阻Rzl、Rz2是透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻。同樣,η接觸層140a中的電阻Rnl、Rn2是η接觸層140a的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻。
[0175]而且,發(fā)光層150中的電阻Rol、Ro2、Ro3,是相對(duì)于在ON (發(fā)光)狀態(tài)的發(fā)光層150中沿厚度方向流通的電流的電阻。
[0176]從ρ電極190向η電極200流通的電流I,是在發(fā)光層150的電阻Rol中流通的電流11、在電阻Ro2中流通的電流12、和在電阻Ro3中流通的電流13的和。
[0177]電流Il經(jīng)由發(fā)光層150的電阻Rol及η接觸層140a的電阻Rnl、Rn2流通。電流12經(jīng)由透光性電極膜170中的電阻Rzl、發(fā)光層150的電阻Ro2、n接觸層140a的電阻Rn2流通。而且,電流13經(jīng)由透光性電極膜170中的電阻Rzl、Rz2、發(fā)光層150的電阻Ro3流通。
[0178]在發(fā)光層150的電阻Rol、Ro2、Ro3分別相等的情況下,施加在各電阻上的電壓的差越小,在電阻Rol、Ro2、Ro3的每個(gè)中流通的電流11、12、13的差越小,發(fā)光層150就越均勻(一樣)地發(fā)光,從而優(yōu)選。
[0179]圖4是說(shuō)明圖3所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I中的電流路徑的等效電路和施加在發(fā)光層150上的電壓的分布的圖。圖4 (a)表示圖3所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I中的電流路徑的等效電路,圖4 (b)表示在第I實(shí)施方式的透光性電極膜170上設(shè)有孔180的情況下的施加在發(fā)光層150上的電壓的分布,圖4 (c)表不與第I實(shí)施方式不同,在透光性電極膜170上沒(méi)有設(shè)置孔180的情況下的施加在發(fā)光層150上的電壓的分布。此外,如圖4 (a)所示,在第I實(shí)施方式中的透光性電極膜170中,為電阻Rzl、Rz2,與第I實(shí)施方式不同地,在透光性電極膜170上沒(méi)有設(shè)置孔180的情況下為電阻Rzlc、Rz2c。
[0180]而且,在ρ電極190和η電極200之間被施加電壓VO。S卩,在ρ電極190和η電極200之間施加的電壓為電壓VO。
[0181]對(duì)圖4 (b)所示的第I實(shí)施方式中的電壓的分布進(jìn)行說(shuō)明。
[0182]如圖2所示,在第I實(shí)施方式中,隨著從η電極200趨向ρ電極190 (連接部190a及延伸部190b),設(shè)在透光性電極膜170上的孔180的密度變高。因此,圖4 Ca)中的電阻Rzl、Rz2,與不設(shè)置孔180的情況相比,分別變大。另外,電阻Rz2變得比電阻Rzl大。
[0183]這樣,如圖4 (b)所示,透光性電極膜170 (電阻Rzl、Rz2)的電壓降和η接觸層140a (電阻Rnl、Rn2)的電壓降的差變小。由此,施加在發(fā)光層150的電阻Rol、Ro2、Ro3的每個(gè)上的電壓Vel、Ve2、Ve3之間的差變小。而且,在電阻Rol、Ro2、Ro3的每個(gè)中流通的電流I1、12、13的差減小,發(fā)光層150均勻(一樣)地發(fā)光。
[0184]下面,對(duì)圖4 (C)所示的與第I實(shí)施方式不同、在透光性電極膜170上沒(méi)有設(shè)置孔180的情況下的施加在發(fā)光層150上的電壓的分布進(jìn)行說(shuō)明。
[0185]由于在透光性電極膜170上沒(méi)有設(shè)置孔180,所以,透光性電極膜170的電阻Rzlc及電阻Rz2c沒(méi)有差。而且,電阻Rzlc比在透光性電極膜170上設(shè)有孔180的情況下的電阻Rzl小,電阻Rz2c同樣地比電阻Rz2小。
[0186]因此,如圖4 (C)所示,透光性電極膜170 (電阻Rzlc、Rz2c)的電壓降,比圖4 (b)所示的第I實(shí)施方式的情況小。
[0187]S卩,在透光性電極膜170上不設(shè)置孔180的情況下,如圖4 (c)所示,在施加在發(fā)光層150的電阻Rol、Ro2、Ro3的每個(gè)上的電壓Vcl、Vc2、Vc3之間產(chǎn)生比圖4 (b)所示的第I實(shí)施方式的情況大的差(Vcl < Vc2 < Vc3)。由此,在電阻Rol、Ro2、Ro3的每個(gè)中流通的電流11、12、13之間產(chǎn)生比圖4 (b)所示的第I實(shí)施方式的情況大的差(II < 12 < 13)。即,由于發(fā)光強(qiáng)度根據(jù)發(fā)光面的位置而不同,所以來(lái)自發(fā)光面的發(fā)光變得不均勻。
[0188]如以上說(shuō)明的那樣,在第I實(shí)施方式中,控制透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻使得根據(jù)面上的位置(區(qū)域)而不同。由此,抑制了施加在發(fā)光層150上的電壓在區(qū)域之間產(chǎn)生差。因此,來(lái)自發(fā)光面的發(fā)光變得更均勻(一樣)。
[0189]而且,在第I實(shí)施方式中,透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻的控制,通過(guò)在面上的位置(區(qū)域)中使設(shè)在透光性電極膜170上的孔180的密度變化來(lái)進(jìn)行。
[0190]此外,圖2中,使半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為長(zhǎng)方形而進(jìn)行了說(shuō)明,但也可以為正方形、其他的多邊形、圓形、橢圓形等。延伸部190b由直線的組合構(gòu)成,但也可以由曲線構(gòu)成。
[0191]圖5是表示應(yīng)用第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的另一例的圖。該半導(dǎo)體發(fā)光元件1,與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣地,透光性電極膜170具有在面上的位置(區(qū)域)中改變密度而設(shè)置的孔180。
[0192]半導(dǎo)體發(fā)光元件1,與圖2所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣,平面形狀為長(zhǎng)方形,在中央部設(shè)有被除去疊層半導(dǎo)體層100的一部分而形成的半導(dǎo)體層露出面140C1,在周邊部設(shè)有同樣地被除去疊層半導(dǎo)體層100的一部分而形成的半導(dǎo)體層露出面140c2。而且,以包圍中央部的半導(dǎo)體層露出面140cl的方式,在疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c上設(shè)有透光性電極膜170。
[0193]半導(dǎo)體發(fā)光元件1,在長(zhǎng)度方向的一個(gè)端部(圖5的紙面的右側(cè))的透光性電極膜170上具有ρ電極190的連接部190a,且在長(zhǎng)度方向的另一個(gè)端部(圖5的紙面的左側(cè))也具有連接部190c。而且,延伸部190b將連接部190a和連接部190c連接,且在透光性電極膜170上以圍繞透光性電極膜170的緣邊部一周的方式設(shè)置。
[0194]而且,在透光性電極膜170的表面,沒(méi)有到達(dá)P型半導(dǎo)體層160的孔180以η電極200側(cè)的密度比ρ電極190 (連接部190a及延伸部190b)側(cè)的密度高的方式設(shè)置。S卩,設(shè)在透光性電極膜170上的孔180的直徑相同。但是,孔180的密度,隨著從η電極200的附近的圍繞η電極200的區(qū)域α趨向圍繞區(qū)域α的區(qū)域β、進(jìn)而圍繞區(qū)域β的區(qū)域Y、圍繞區(qū)域Y且在P電極190的附近的區(qū)域δ而變低。
[0195]而且,在半導(dǎo)體發(fā)光元件I的中央部的半導(dǎo)體層露出面140cl上設(shè)有η電極200。
[0196]其他的構(gòu)成由于與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣,所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。
[0197]在該半導(dǎo)體發(fā)光元件I中,連接部190a及連接部190c分別連接有接合線,被施加一方的電壓。因此,由于延伸部190b被從連接部190a及連接部190c兩方施加一方的電壓,所以,能夠更加減小由延伸部190b的電阻所導(dǎo)致的電壓降的影響。
[0198]如以上說(shuō)明的那樣,在圖5所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I中,也控制透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻以使得根據(jù)面上的位置(區(qū)域)而不同。由此,抑制了施加在發(fā)光層150上的電壓的在區(qū)域間的差。因此,來(lái)自發(fā)光面的發(fā)光變得更均勻(一樣)。
[0199]此外,圖5中,使半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為長(zhǎng)方形而進(jìn)行了說(shuō)明,但也可以為正方形、其他的多邊形、圓形、橢圓形等。延伸部190b由直線的組合構(gòu)成,但也可以由曲線構(gòu)成。
[0200]另外,圖5中,在與ρ電極190 (連接部190a、延伸部190b、及連接部190c)相鄰的區(qū)域δ中也可以不設(shè)置孔180。
[0201]圖6是表示應(yīng)用第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的另一例的圖。該半導(dǎo)體發(fā)光元件I與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣地,透光性電極膜170具有根據(jù)面上的位置(區(qū)域)而改變密度地設(shè)置的孔180。
[0202]半導(dǎo)體發(fā)光元件1,其平面形狀為正方形,在中央部設(shè)有被除去疊層半導(dǎo)體層100的一部分而形成的半導(dǎo)體層露出面140cl,在周邊部設(shè)有同樣地被除去疊層半導(dǎo)體層100的一部分而形成的半導(dǎo)體層露出面140c2。而且,以包圍中央部的半導(dǎo)體層露出面140cl的方式,在疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c上設(shè)有透光性電極膜170。
[0203]半導(dǎo)體發(fā)光元件I在接近于正方形的一邊的中心的透光性電極膜170上具有ρ電極190的連接部190a。而且,延伸部190b在透光性電極膜170上以從連接部190a向與正方形的一邊交叉的兩個(gè)方向(圖6中傾斜45°的方向)延伸的方式設(shè)置。而且,沿兩個(gè)方向延伸的延伸部190b,分別在正方形的其他的一邊的附近(接近于透光性電極膜170上的端部的區(qū)域)被折曲。即,延伸部190b其外形為正方形,是以將半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀的正方形旋轉(zhuǎn)45°、且被包含在半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀的正方形內(nèi)的方式構(gòu)成的。而且,延伸部190b以包圍半導(dǎo)體層露出面140cl的方式封閉。
[0204]此外,延伸部190b以包圍半導(dǎo)體發(fā)光元件I中的中央部的半導(dǎo)體層露出面140cl的方式封閉,但也可以不封閉。與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣地,延伸部190b也可以在距連接部190a最遠(yuǎn)的部分(相對(duì)的部分)處被斷開。
[0205]如前所述,延伸部190b將施加在連接部190a上的電壓,以比不具有延伸部190b的情況小的電壓降施加在透光性電極膜170上。S卩,延伸部190b只要能夠?qū)⑹┘釉谶B接部190a上的電壓以小的電壓降施加在透光性電極膜170上即可。
[0206]而且,在透光性電極膜170的表面,沒(méi)有到達(dá)P型半導(dǎo)體層160的孔180,以其η電極200側(cè)的密度比ρ電極190 (連接部190a及延伸部190b)側(cè)的密度高的方式設(shè)置。即,設(shè)在透光性電極膜170上的孔180的直徑相同,但孔180的密度,隨著從η電極200的附近的圍繞η電極200的區(qū)域α趨向圍繞區(qū)域α的區(qū)域β、進(jìn)而圍繞區(qū)域β的區(qū)域Y、圍繞區(qū)域Y且在P電極190的附近的區(qū)域δ而變低。
[0207]而且,在半導(dǎo)體發(fā)光元件I的中央部的半導(dǎo)體層露出面140cl上設(shè)有η電極200。
[0208]其他的構(gòu)成與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣,所以省略詳細(xì)的說(shuō)明。
[0209]在該半導(dǎo)體發(fā)光元件I中,在由延伸部190b包圍的范圍中,發(fā)光強(qiáng)度的偏差被抑制。
[0210]此外,以半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為正方形而進(jìn)行了說(shuō)明,但也可以為長(zhǎng)方形,延伸部190b可以不一定被設(shè)置成相對(duì)于半導(dǎo)體發(fā)光元件I的邊以45°交叉,也可以被設(shè)置成以45°以外的角度交叉。另外,延伸部190b由直線的組合構(gòu)成,但也可以由曲線構(gòu)成。
[0211]另外,在圖6中,半導(dǎo)體發(fā)光元件I中的透光性電極膜170的孔180,在由延伸部190b圍繞的區(qū)域中設(shè)置的同時(shí),向延伸部190b的外側(cè)溢出地設(shè)置。但是,該孔180也可以僅設(shè)在由延伸部190b圍繞的區(qū)域內(nèi)。另外,在接近于ρ電極190 (連接部190a及延伸部190b)的區(qū)域δ中也可以不設(shè)置孔180。
[0212][第2實(shí)施方式]
[0213]在第I實(shí)施方式中,通過(guò)孔180的密度控制了透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻。而在第2實(shí)施方式中,通過(guò)孔180的大小(直徑)來(lái)對(duì)透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻進(jìn)行控制。
[0214]圖7是應(yīng)用第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的截面示意圖的一例,圖8是說(shuō)明圖7所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面示意圖的一例的圖。此外,圖7所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的截面示意圖,是圖8的VI1-VII線的截面圖。另外,圖8所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面不意圖,是從圖7的箭頭VIII方向觀察到的平面不意圖。
[0215]以下,說(shuō)明與第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I不同的部分,省略相同的部分的說(shuō)明。
[0216](半導(dǎo)體發(fā)光元件I)
[0217]如圖7、圖8所示,第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1,與圖1、圖2所示的第I實(shí)施方式中的半導(dǎo)體發(fā)光元件I相比,在透光性電極膜170上設(shè)置的孔180的構(gòu)成不同。
[0218]在第I實(shí)施方式中,孔180的直徑設(shè)為相同,根據(jù)面上的位置(區(qū)域α、β、Υ、δ )而使密度變化。與此相對(duì),在第2實(shí)施方式中,使孔180的密度相同,根據(jù)面上的位置(區(qū)域α、β、Y、δ )而使直徑(直徑ra、rb、rc、rd)變化。
[0219]與第I實(shí)施方式同樣,在半導(dǎo)體發(fā)光元件I的透光性電極膜170中,設(shè)置了與η電極200相鄰且圍繞η電極200的區(qū)域α、圍繞區(qū)域α的區(qū)域β、圍繞區(qū)域β的區(qū)域Y、圍繞區(qū)域Y且形成有P電極190 (連接部190a及延伸部190b)的區(qū)域δ。
[0220]如圖8所示,設(shè)在區(qū)域α、β、Y、δ的每個(gè)區(qū)域中的孔180的中心,以與單邊長(zhǎng)P的正方形的頂點(diǎn)及中心一致的方式設(shè)置。而且,區(qū)域α的孔180為直徑ra,區(qū)域β的孔180為比直徑ra小的直徑rb,區(qū)域Y的孔180為比直徑rb小的直徑rc,區(qū)域δ的孔180為比直徑rc小的直徑rd (ra > rb > rc > rd)。
[0221]這樣,即使使孔180的密度相同且使直徑(直徑ra、rb、rc、rd)變化,在透光性電極膜170的包含孔180在內(nèi)的范圍中的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻(等效的薄膜電阻)也根據(jù)區(qū)域(區(qū)域α、β、Y、δ )而不同。
[0222]S卩,由于直徑ra比直徑rb大(ra>rb),所以與區(qū)域β相比,在區(qū)域α中,透光性電極膜170的面方向的電流的流通更加受到妨礙,透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻變大。
[0223]其他的區(qū)域Y、δ中也同樣。S卩,透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻,區(qū)域α最大,區(qū)域β、區(qū)域Y、區(qū)域S依次減小。
[0224]因此,與前述的第I實(shí)施方式同樣地,控制透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻使得根據(jù)面上的位置(區(qū)域)而不同。由此,施加在發(fā)光層150上的電壓的在區(qū)域間的差變小,發(fā)光面更均勻(一樣)地發(fā)光。
[0225]此外,第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1,能夠與第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣地制造。因此,關(guān)于第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的制造方法,省略說(shuō)明。
[0226]圖8中,使半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為長(zhǎng)方形而進(jìn)行了說(shuō)明,但也可以是正方形或其他的多邊形、圓形、橢圓形等。延伸部190b由直線的組合構(gòu)成,但也可以由曲線構(gòu)成。
[0227]而且,孔180的平面形狀,可以不為圓形,也可以為橢圓形、多邊形等。
[0228]另外,這里,分為四個(gè)區(qū)域,但只要分成至少兩個(gè)以上的區(qū)域即可。另外,也可以不分成區(qū)域,以孔180的直徑隨著從η電極200側(cè)向ρ電極190側(cè)離開而變小的方式,使孔180的直徑連續(xù)地變化。另外,在孔180的直徑小的區(qū)域(圖8的區(qū)域δ )中,也可以不設(shè)置孔 180。
[0229]而且,各個(gè)區(qū)域的邊界,也可以不被明確地劃分。
[0230]而且,各孔180的中心,位于正方形的頂點(diǎn)及其中心,但也可以設(shè)在其他的多邊形的頂點(diǎn),也可以不規(guī)則(無(wú)序)地配置。
[0231]另外,也可以將第2實(shí)施方式應(yīng)用于圖5、圖6所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I。
[0232][第3實(shí)施方式]
[0233]在第I實(shí)施方式中根據(jù)孔180的密度,在第2實(shí)施方式中根據(jù)孔180的大小來(lái)控制了透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻。在第3實(shí)施方式中,根據(jù)厚度來(lái)控制透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻。
[0234]圖9表不應(yīng)用第3實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光兀件I的截面不意圖的一例,圖10是說(shuō)明圖9所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面示意圖的一例的圖。此外,圖9所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的截面示意圖,是圖10的IX-1X線的截面圖。另外,圖10所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面示意圖,是從圖9的箭頭X方向觀察到的平面示意圖。
[0235]以下,對(duì)與第I實(shí)施方式及第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I不同的部分進(jìn)行說(shuō)明,并省略相同的部分的說(shuō)明。
[0236](半導(dǎo)體發(fā)光元件I)
[0237]如圖9、圖10所示,第3實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1,在透光性電極膜170的構(gòu)成方面與圖1、圖2所示的第I實(shí)施方式和圖7、圖8所示的第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I不同。
[0238]在第I實(shí)施方式中,孔180的直徑設(shè)為相同,根據(jù)面上的位置(區(qū)域α、β、Υ、δ )使密度變化。在第2實(shí)施方式中,使孔180的密度相同,根據(jù)面上的位置(區(qū)域α、β、Υ、δ )使直徑(直徑ra、rb、rc、rd)變化。與此相對(duì),在第3實(shí)施方式中,根據(jù)面上的位置(區(qū)域α、β、Υ、δ )使透光性電極膜170的厚度(厚度da、db、dc、dd)變化。
[0239]與第I實(shí)施方式及第2實(shí)施方式同樣地,在半導(dǎo)體發(fā)光兀件I的透光性電極膜170中,設(shè)有與η電極200相鄰且圍繞η電極200的區(qū)域α、圍繞區(qū)域α的區(qū)域β、圍繞區(qū)域β的區(qū)域Y、圍繞區(qū)域Y且形成有P電極190 (連接部190a及延伸部190b)的區(qū)域δ。
[0240]如圖9所示,透光性電極膜170,區(qū)域α的厚度為da,區(qū)域β為比厚度da厚的厚度db,區(qū)域Y為比厚度db厚的厚度dc,區(qū)域δ為比厚度dc厚的厚度dd (da < db < dc
<dd)。
[0241]這樣,即使使透光性電極膜170的厚度(厚度da、db、dc、dd)變化,也能夠根據(jù)區(qū)域(區(qū)域α、β、Υ、δ )而使透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻不同。
[0242]S卩,由于區(qū)域α的厚度da比區(qū)域β的厚度db薄,所以,區(qū)域α的透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻比區(qū)域β大。
[0243]其他的區(qū)域Y、δ中也同樣。S卩,透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻,區(qū)域α最大,區(qū)域β、區(qū)域Y、區(qū)域S依次減小。
[0244]因此,與前述的第I實(shí)施方式及第2實(shí)施方式同樣地,控制透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻使得根據(jù)面上的位置(區(qū)域)而不同。由此,施加在發(fā)光層150上的電壓的在區(qū)域間的差變小,發(fā)光面更均勻(一樣)地發(fā)光。
[0245]第3實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I中的透光性電極膜170,以厚度dd形成成為透光性電極膜170的材料的膜,通過(guò)公知的光刻技術(shù)加工成透光性電極膜170的外形后,進(jìn)一步采用公知的光刻技術(shù)加工使得區(qū)域α、β、Y變?yōu)楹穸萪c。接著,進(jìn)而使用公知的光刻技術(shù)加工使得區(qū)域α、β變?yōu)楹穸萪b。然后,進(jìn)一步使用公知的光刻技術(shù)加工使得區(qū)域α變?yōu)楹穸萪a。
[0246]S卩,能夠通過(guò)將厚度dd的成為透光性電極膜170的材料的膜,依次減少厚度使得每個(gè)區(qū)域達(dá)到所預(yù)定的厚度,從而根據(jù)區(qū)域(區(qū)域α、β、Y、δ )而使厚度(厚度da、db、dc、dd)不同。
[0247]再者,也可以以厚度dd形成成為透光性電極膜170的材料的膜,通過(guò)公知的光刻技術(shù)加工成透光性電極膜170的外形后,進(jìn)一步使用公知的光刻技術(shù)加工使得區(qū)域Y變?yōu)楹穸萪c,接著,進(jìn)而使用公知的光刻技術(shù)加工使得區(qū)域β變?yōu)楹穸萪b,然后,進(jìn)一步使用公知的光刻技術(shù)加工使得區(qū)域α變?yōu)楹穸萪a。
[0248]S卩,能夠?qū)⒑穸萪d的成為透光性電極膜170的材料的膜進(jìn)行加工使得各區(qū)域變?yōu)轭A(yù)定的厚度,從而根據(jù)區(qū)域(區(qū)域α、β、Y、δ )而使厚度(厚度da、db、dc、dd)不同。
[0249]此外,圖10中,圖示了使半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為長(zhǎng)方形的情況,但也可以為正方形或其他的多邊形、圓形、橢圓形等。延伸部190b由直線的組合構(gòu)成,但也可以由曲線構(gòu)成。
[0250]此外,這里,分為四個(gè)區(qū)域,但只要為至少兩個(gè)以上的區(qū)域即可。
[0251]而且,也可以將第3實(shí)施方式應(yīng)用于圖5、圖6所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I。
[0252][第4實(shí)施方式]
[0253]從第I實(shí)施方式到第3實(shí)施方式,在半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀中的周邊部設(shè)置了 P電極190,在中央部設(shè)置了 η電極200。在第4實(shí)施方式中,在半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀中的中央部設(shè)置了 P電極190,在周邊部設(shè)置了 η電極200。
[0254]圖11是應(yīng)用第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的截面示意圖的一例,圖12是說(shuō)明圖11所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面示意圖的一例的圖。此外,圖11所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的截面示意圖,是圖12的X1-XI線的截面圖。另外,圖12所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面示意圖,是從圖11的箭頭XII方向觀察到的平面示意圖。
[0255]以下,對(duì)與第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I不同的部分進(jìn)行說(shuō)明,省略相同的部分的說(shuō)明。
[0256](半導(dǎo)體發(fā)光元件I)
[0257]如圖11、圖12所示,第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1,與圖1、圖2所示的第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I相比,在平面形狀中,P電極190及η電極200設(shè)置的位置不同。
[0258]該半導(dǎo)體發(fā)光元件1,與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣地,平面形狀為長(zhǎng)方形。而且,在周邊部設(shè)有半導(dǎo)體層露出面140c。此外,半導(dǎo)體層露出面140c在長(zhǎng)方形的一個(gè)短邊的中心部(圖12的紙面的右側(cè))擴(kuò)展地設(shè)置,在該半導(dǎo)體層露出面140c上設(shè)有η電極200的連接部200a。
[0259]而且,在半導(dǎo)體發(fā)光元件I的周邊部的半導(dǎo)體層露出面140c上,以從連接部200a圍繞半導(dǎo)體發(fā)光元件I方式設(shè)有延伸部200b。此外,延伸部200b在與連接部200a相對(duì)的位置(圖12的紙面的左側(cè))中沒(méi)有被連接。
[0260]而且,在由半導(dǎo)體層露出面140c包圍的疊層半導(dǎo)體層100的上表面160c上,設(shè)有透光性電極膜170。在透光性電極膜170的中央部,設(shè)有ρ電極190。這里,ρ電極190及η電極200的連接部200a設(shè)為圓形而進(jìn)行說(shuō)明。
[0261]在透光性電極膜170的表面設(shè)有直徑相同且沒(méi)有達(dá)到P型半導(dǎo)體層160的孔180。與第I實(shí)施方式同樣地,孔180的中心設(shè)在正方形的頂點(diǎn)及中心。而且,孔180的密度,在η電極200 (連接部200a及延伸部200b)側(cè)比ρ電極190側(cè)高。即,設(shè)在透光性電極膜170上的孔180的密度,隨著從與ρ電極190相鄰并圍繞ρ電極190的區(qū)域δ趨向圍繞區(qū)域δ的區(qū)域Y、進(jìn)而圍繞區(qū)域Y的區(qū)域β、圍繞區(qū)域β且與η電極200 (連接部200a及延伸部200b)相鄰的區(qū)域α而變高。再者,由于區(qū)域α、β、Υ、δ設(shè)為孔180的密度依次變低,所以,與第I實(shí)施方式中的圖1、2、5、6、第2實(shí)施方式中的圖7、8、第3實(shí)施方式中的圖
9、10中的區(qū)域α、β、Y、δ的排列相反。
[0262]通過(guò)這樣構(gòu)成,能夠?qū)⑼腹庑噪姌O膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻以隨著從P電極190側(cè)趨向η電極200 (連接部200a及延伸部200b)側(cè)依次變大的方式設(shè)定。
[0263]如以上說(shuō)明的那樣,在第4實(shí)施方式中也控制透光性電極膜170的相對(duì)于電流擴(kuò)散的電阻以使得根據(jù)面上的位置(區(qū)域)而不同。由此,施加在發(fā)光層150上的電壓的在區(qū)域間的差變小,發(fā)光面更均勻(一樣)地發(fā)光。
[0264]此外,第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件1,能夠與第I實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I同樣地制造。因此,省略第4實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的制造方法的說(shuō)明。
[0265]在圖12中,使半導(dǎo)體發(fā)光元件I的平面形狀為長(zhǎng)方形而進(jìn)行了說(shuō)明,但也可以為正方形、其他的多邊形、圓形、橢圓形等。延伸部200b由直線的組合構(gòu)成,但也可以由曲線構(gòu)成。
[0266]而且,孔180的平面形狀可以不是圓形,也可以為橢圓形、多邊形等。
[0267]此外,這里,分成四個(gè)區(qū)域,但只要是至少兩個(gè)以上的區(qū)域即可。另外,也可以不分成區(qū)域,而以隨著從η電極200側(cè)向ρ電極190側(cè)離開孔180的密度變低的方式使孔180的密度連續(xù)地變化。另外,在孔180的密度低的區(qū)域(圖12的區(qū)域δ ),也可以不設(shè)置孔180。
[0268]而且,各個(gè)區(qū)域的邊界也可以不被明確地劃分。
[0269]而且,各孔180的中心位于正方形的頂點(diǎn)及其中心,但也可以設(shè)在其他的多邊形的頂點(diǎn),也可以不規(guī)則(無(wú)序)地配置。
[0270]而且,也可以將圖5、圖6所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件1、第2實(shí)施方式或第3實(shí)施方式應(yīng)用于第4實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件I。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,具備: 具有第I導(dǎo)電類型的II1-V族半導(dǎo)體的第I半導(dǎo)體層; 與該第I半導(dǎo)體層接觸地設(shè)置在所述第I半導(dǎo)體層上,通過(guò)通電而發(fā)光的II1-V族半導(dǎo)體的發(fā)光層; 與該發(fā)光層接觸地設(shè)置在所述發(fā)光層上,具有與所述第I導(dǎo)電類型相反的第2導(dǎo)電類型的II1-V族半導(dǎo)體的第2半導(dǎo)體層; 與該第2半導(dǎo)體層接觸地設(shè)置在所述第2半導(dǎo)體層上,相對(duì)于所述發(fā)光層射出的光具有透過(guò)性的透光性電極膜; 與該透光性電極膜接觸地設(shè)置在所述透光性電極膜上的一部分上,成為用于向所述發(fā)光層通電的一方端子的第I電極;和 與所述第I半導(dǎo)體層連接,并且與所述第I電極設(shè)在同一面?zhèn)龋蔀橛糜谙蛩霭l(fā)光層通電的另一方端子的第2電極, 所述第I電極和所述第2電極的任一方,在所述發(fā)光層的平面形狀中位于中央部, 所述第I電極和所述第2電極的另一方具備:被從外部施加電壓的連接部;和從該連接部延伸,以與該第I電極和該第2電極的任一方的外周的至少一部分相對(duì)的方式設(shè)置,并設(shè)定為該電壓的延伸部, 所述透光性電極膜,從所述第I電極朝向所述第2電極被劃分為連續(xù)的多個(gè)區(qū)域,該多個(gè)區(qū)域的各區(qū)域中的面方向的電阻,以從與該第I電極相鄰的區(qū)域朝向與該第2電極相鄰的區(qū)域依次變大的方式設(shè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,所述透光性電極膜的所述多個(gè)區(qū)域的各區(qū)域中的面方向的電阻,通過(guò)在該透光性電極膜上以密度和大小的至少任一方不同的方式設(shè)置多個(gè)孔來(lái)設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,所述第I導(dǎo)電類型為η型,所述第2導(dǎo)電類型為P型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,所述透光性電極膜的所述多個(gè)區(qū)域的各區(qū)域中的面方向的電阻,通過(guò)以所述各區(qū)域的厚度不同的方式設(shè)置該透光性電極膜的厚度來(lái)設(shè)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,所述透光性電極膜由氧化物導(dǎo)電材料構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H01L33/40GK103682024SQ201310375762
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】橫山英祐 申請(qǐng)人:豐田合成株式會(huì)社
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