本發(fā)明(Disclosure)整體上涉及半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTU RING THE SAME},特別地,涉及減少光的損失而提高了亮度的半導(dǎo)體發(fā)光元件。另外,涉及減少半導(dǎo)體發(fā)光元件的損壞的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法。
在此,半導(dǎo)體發(fā)光元件表示通過電子與空穴的復(fù)合而生成光的半導(dǎo)體光元件,可例舉III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。III族氮化物半導(dǎo)體由以Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)構(gòu)成的化合物構(gòu)成。此外,還可例舉用于發(fā)出紅色光的GaAs類半導(dǎo)體發(fā)光元件等。
背景技術(shù):
在此,提供關(guān)于本發(fā)明的背景技術(shù),但它并不一定表示公知技術(shù)(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art)。
圖1是表示以往的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖,III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件包括:襯底(10;例如;藍(lán)寶石襯底);在襯底(10)上生長的緩沖層(20);在緩沖層(20)上生長的n型III族氮化物半導(dǎo)體層(30);在n型III族氮化物半導(dǎo)體層(30)上生長的有源層(40);在有源層(40)上生長的p型III族氮化物半導(dǎo)體層(50);在p型III族氮化物半導(dǎo)體層(50)上形成的電流擴散導(dǎo)電膜(60);在電流擴散導(dǎo)電膜(60)上形成的p側(cè)接合焊盤(70);在對p型III族氮化物半導(dǎo)體層(50)和有源層(40)進(jìn)行臺面蝕刻而露出的n型III族氮化物半導(dǎo)體層(30)上形成的n側(cè)接合焊盤(80)及保護(hù)膜(90)。
圖2是表示美國授權(quán)專利公報第7,262,436號公開的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖,半導(dǎo)體發(fā)光元件包括:襯底(100);在襯底(100)上生長的n型半導(dǎo)體層(300);在n型半導(dǎo)體層(300)上生長的有源層(400);在有源層(400)上生長的p型半導(dǎo)體層(500);在p型半導(dǎo)體層(500)上生長而作為反射膜的電極(901,902,903);及通過蝕刻而露出,并形成在n型半導(dǎo)體層(300)上的n側(cè)接合焊盤(800)。
將這種結(jié)構(gòu)的芯片稱為倒裝芯片(filp chip),即倒裝芯片是指電極(901,902,903)及電極(800)均形成在襯底(100)的一側(cè),電極(901,902,903)作為反射膜的形態(tài)的芯片。電極(901,902,903)由反射率高的電極(901;例如:Ag)、用于焊接的電極(903;例如:Au)及防止電極(901)物質(zhì)與電極(903)物質(zhì)之間的擴散的電極(902;例如:Ni)構(gòu)成。這樣的金屬反射膜結(jié)構(gòu)雖然反射率高,并在電流擴散上具有優(yōu)點,但存在根據(jù)金屬而導(dǎo)致光被吸收的缺點。
圖3是表示在日本公開專利公報第2006-20913號公開的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖,半導(dǎo)體發(fā)光元件包括:襯底(100);在襯底(100)上生長的緩沖層(200);在緩沖層(200)上生長的n型半導(dǎo)體層(300);在n型半導(dǎo)體層(300)上生長的有源層(400);在有源層(400)上生長的p型半導(dǎo)體層(500);形成在p型半導(dǎo)體層(500)上,并實現(xiàn)電流擴散功能的透光性導(dǎo)電膜(600);形成在透光性導(dǎo)電膜(600)上的p側(cè)接合焊盤(700);及在通過蝕刻而露出的n型半導(dǎo)體層(300)上形成的n側(cè)接合焊盤(800)。并且,在透光性導(dǎo)電膜(600)上具備分布布拉格反射器(900;DBR:Distributed Bragg Reflector)和金屬反射膜(904)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),雖然能夠減少光被金屬反射膜(904)吸收,但與利用電極(901,902,903)的情況相比,相對地電流擴散不夠順暢。
圖4是表示美國授權(quán)專利公報第6,547,249號中公開的串聯(lián)連接的LED(A,B)的一例的圖,由于具備諸多優(yōu)點,因此如圖4所示,將多個LED(A,B)串聯(lián)連接而使用。例如,在將多個LED(A,B)串聯(lián)連接的情況下,減少外部電路與導(dǎo)線連接的數(shù)量,并減少由導(dǎo)線引起的光被吸收的損失。另外,串聯(lián)連接的LED(A,B)整體的動作電壓上升,因此能夠?qū)㈦娫垂┙o電路更加簡單化。
另外,為了將多個LED(A,B)串聯(lián)連接,蒸鍍互聯(lián)器(34)而將相鄰的LED(A,B)的p側(cè)電極(32)和n側(cè)電極(32)連接。但是,在將多個LED(A,B)電氣性地絕緣的分離(isolation)工序中,需要蝕刻多個半導(dǎo)體層,以露出藍(lán)寶石襯底(20),但因其蝕刻深度深而需要花費較長的時間,且段差大,因此難以形成互聯(lián)器(34)。在使用絕緣體(30)而如圖3所示地以構(gòu)成緩緩的傾斜的方式形成互聯(lián)器(34)的情況下,LED(A,B)之間的間隔被加大,難以提高集成化。
圖5是表示美國授權(quán)專利公報7,098,543號中公開的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖,該圖表示用SMD類型的倒裝芯片(100)和ESD保護(hù)元件來連接齊納(zener)二極管(200)的結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
技術(shù)課題
對此,將在‘具體實施方式’的后端進(jìn)行記述。
解決課題的手段
在此,提供本發(fā)明的整體概要(Summary),對此不應(yīng)理解為本發(fā)明的范圍僅限于此(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方式(According to one aspect of the present disclosure),提供一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,其包括:多個半導(dǎo)體層,其包括具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層及介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層;電極,其與多個半導(dǎo)體層電連接;光吸收防止膜,其至少設(shè)于電極的周邊;及非導(dǎo)電性反射膜,其覆蓋多個半導(dǎo)體層、光吸收防止膜及電極,反射來自有源層的光,具備通過電極與電極的周邊之間的高度差而在電極的周邊反射率下降的異常區(qū)域,在從電極的橫截面觀察時,從電極露出的光吸收防止膜比異常區(qū)域更長,以阻斷來自有源層的光入射到異常區(qū)域。
發(fā)明效果
對此,將在‘具體實施方式’的后端進(jìn)行記述。
附圖說明
圖1是表示以往的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖。
圖2是表示美國授權(quán)專利公報第7,262,436號中公開的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖。
圖3是表示日本公開專利公報第2006-20913號中公開的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖。
圖4是表示美國授權(quán)專利公報第6,547,249號中公開的串聯(lián)連接的LED(A,B)的一例的圖。
圖5是表示美國授權(quán)專利公報7,098,543號中公開的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖。
圖6是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖。
圖7是表示在圖6中沿著A-A線而切開的截面的一例的圖。
圖8是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一例的圖。
圖9是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖10是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖11是表示沿著圖10的B-B線而切開的截面的一例的圖。
圖12是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖13是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖14是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖15是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖16是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖17是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖18是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖19是表示在分離具備非導(dǎo)電性反射膜的倒裝芯片時發(fā)生裂痕的一例的圖。
圖20是用于說明在邊緣發(fā)生的裂痕向內(nèi)側(cè)擴散的一例的圖。
圖21是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖22是用于說明形成有多個半導(dǎo)體發(fā)光元件的晶片的一例的圖。
圖23是表示沿著圖21的A-A線而截取的截面的一例的圖。
圖24是表示通過阻斷面而阻斷裂痕的擴散的一例的圖。
圖25是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一例的圖。
圖26是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖27是表示沿著圖25的B-B線而截取的截面的一例的圖。
圖28及圖29是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的一例的圖。
圖30是用于說明通過阻斷面而阻斷裂痕的擴散的另一例的圖。
圖31是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖32是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征的圖。
圖33是用于說明非導(dǎo)電性反射膜的一例的圖。
圖34是用于說明光吸收防止膜的例子的圖。
圖35是用于說明對電極的高度、異常區(qū)域及光吸收防止膜之間的關(guān)系進(jìn)行實驗的結(jié)果的圖。
圖36是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖37是表示在圖36中沿著A-A線而切開的截面的一例的圖。
圖38是表示在圖36中沿著B-B線而切開的截面的一例的圖。
圖39是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一例的圖。
圖40是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖41是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖42是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖43是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖44及圖45是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖46至圖48是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的一例的圖。
圖49及圖50是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
圖51是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法的另一例的圖。
圖52是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法的的又一例的圖。
圖53是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法的又一例的圖。
圖54是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖。
具體實施方式
下面,參照附圖,對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s))。
圖6是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的一例的圖,圖7是表示在圖6中沿著A-A線而切開的截面的一例的圖,半導(dǎo)體發(fā)光元件包括第一發(fā)光部(101)、第二發(fā)光部(102)、絕緣層(35)、連接電極(95)、絕緣性反射層(R)、第一電極部(80,81,82,85)及第二電極部(70,71,72,75)。下面,以III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件為例進(jìn)行說明。
第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)分別包括形成在襯底(10)上的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)。作為襯底(10),主要使用藍(lán)寶石、SiC、Si、GaN等,襯底(10)最終可被去除。第一半導(dǎo)體層(30)和第二半導(dǎo)體層(50)可變換其位置,在III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中主要由GaN構(gòu)成。
多個半導(dǎo)體層(30,40,50)包括:在襯底(10)上形成的緩沖層(未圖示);具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層(30;例如:摻有Si的GaN);具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層(50;例如:摻有Mg的GaN);及介于第一半導(dǎo)體層(30)與第二半導(dǎo)體層(50)之間,并通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱結(jié)構(gòu))。多個半導(dǎo)體層(30,40,50)分別由多層構(gòu)成,緩沖層可被省略。
第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)去除周邊的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)(例如:臺面蝕刻)而形成溝槽(trench)或蝕刻部(21,25)??稍谖g刻部(21,25)去除多個半導(dǎo)體層(30,40,50)而露出襯底(10),也可在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)與襯底(10)之間露出追加的層。形成于晶片的多個半導(dǎo)體發(fā)光元件從第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的輪廓(外緣)的蝕刻部(25)分離而制造成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件。在本例中,從上方觀察時,第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)以具備大致四邊形,邊緣彼此相對的方式構(gòu)成。在第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間和第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的外緣去除多個半導(dǎo)體層(30,40,50)而構(gòu)成蝕刻部(21,25),并露出襯底(10)。通過這樣的蝕刻部(21,25),第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)本身被電氣性地分離(isolation)或絕緣。多個半導(dǎo)體層(30,40,50)成為發(fā)光區(qū)域,因此優(yōu)選減少由蝕刻部(21,25)而減少多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的情況,而為了分離成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件,所述外緣的蝕刻部(25)需要某程度的寬度。在本例中,第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間的蝕刻部(21)的寬度小于第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的外緣的蝕刻部(25)的寬度,在確保外緣的邊的同時,抑制多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的減少。在此,外緣的蝕刻部的寬度可指在晶片上多個半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的蝕刻部的寬度,或也可指被分離成單獨的元件的半導(dǎo)體發(fā)光元件的外緣的蝕刻部(25)。
絕緣層(35)作為具備透光性的鈍化(passivation)層,可由SiO2、TiO2、Al2O3這樣的物質(zhì)蒸鍍在蝕刻部(21,25)而成。在圖6中由斜線表示形成有絕緣層(35)的例子。作為蒸鍍的厚度一例,可以是數(shù)千但也可變更該厚度。在本例中,蝕刻部(21,25)在整個第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間沿著第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的彼此相對的邊緣而形成,由此更可靠地實現(xiàn)電絕緣,特別地,如上述,第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間狹窄,因此在將多個發(fā)光部串聯(lián)連接而以高電壓進(jìn)行動作的半導(dǎo)體發(fā)光元件中,在如本例這樣形成絕緣層(35)時,從電絕緣的側(cè)面來講具有諸多有利之處。另外,優(yōu)選為,絕緣層(35)形成至第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的外緣的蝕刻部(25)為止,從而更提高電絕緣的可靠性,在形成后述的絕緣性反射層(R)時,有利于將段差或高度差減緩或均勻。
后述的第二分支電極(75)、第二歐姆電極(72)、連接電極(95)的第一延伸部(95a)形成在第二半導(dǎo)體層(50)上,優(yōu)選在它們的下方形成光吸收防止膜。例如,光吸收防止膜可由SiO2、TiO2等而形成,既可僅具備反射從有源層(40)產(chǎn)生的一部分或全部的光的功能,也可僅具備防止電流從第二分支電極(75)、第二歐姆電極(72)、連接電極(95)的第一延伸部(95a)向正下方流動的功能,也可將兩個功能均具備。在本例中,絕緣層(35)形成在第二發(fā)光部(102)的第一半導(dǎo)體層(30)的側(cè)表面、露出的襯底(10)、及第一發(fā)光部(101)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面。另外,如圖6及圖7所示,絕緣層(35)與第二分支電極(75)、第二歐姆電極(72)對應(yīng)地形成在第二發(fā)光部(102)的第二半導(dǎo)體層(50)上,并與連接電極(95)的第一延伸部(95a)對應(yīng)地形成在第一發(fā)光部(101)的第二半導(dǎo)體層(50)上。由此,絕緣層(35)還用作光吸收防止膜。當(dāng)然,可考慮通過與絕緣層(35)獨立的工序來形成光吸收防止膜,而在該情況下,可將絕緣層(35)形成得更厚。
在形成絕緣層(35)之后,優(yōu)選為在第二半導(dǎo)體層(50)上形成電流擴散導(dǎo)電膜(60)。在p型GaN的情況下,電流擴散能力下降,在p型半導(dǎo)體層(50)由GaN構(gòu)成的情況下,大部分需要得到電流擴散導(dǎo)電膜(60)的幫助。例如,可將ITO、Ni/Au這樣的物質(zhì)用作電流擴散導(dǎo)電膜(60)。
連接電極(95)在第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間的絕緣層(35)上橫穿,將第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)電連接。在本例中,連接電極(95)包括第一延伸部(95a)、第二延伸部(95b)、及連接部(95c),絕緣性反射層(R)覆蓋第一發(fā)光部(101)、第二發(fā)光部(102)、連接電極(95)及絕緣層(35)。第一延伸部(95a)在第一發(fā)光部(101)的電流擴散導(dǎo)電膜(60)與絕緣性反射層(R)之間沿著第一發(fā)光部(101)的邊緣而延伸。第二延伸部(95b)在第二發(fā)光部(102)的通過蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)上沿著第二發(fā)光部(102)的邊緣而延伸。連接部(95c)在第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間的絕緣層(35)上延伸,延伸到形成于第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的側(cè)表面的絕緣層(35)上,從而將第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)連接。
第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)分別在第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的彼此相對的邊緣側(cè)延伸。由此,第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)以抑制向第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的中間附近延伸的方式形成。另外,第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)為了順利進(jìn)行電流供給或擴散而如上述地以分支形態(tài)延伸,彼此大致并排地形成。這樣,作為電極的一種的第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)以狹窄的間隔相對地長幅延伸,因此如上述,并不是將絕緣層(35)僅形成在連接部(95c)的下方,而是如本例這樣,在第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間的整個蝕刻部(21)均形成絕緣層(35)的情況下,更有利于提高電氣可靠性。另外,在連接部(95c)的形成工序中因誤差而導(dǎo)致連接部(95c)從設(shè)計的位置稍微脫離的情況下,在第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間均具備絕緣層(35),因此不構(gòu)成問題。
絕緣性反射層(R)以覆蓋第一發(fā)光部(101)、第二發(fā)光部(102)、連接電極(95)及絕緣層(35)的方式形成,將來自有源層(40)的光反射到襯底(10)側(cè)。在本例中,為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收,絕緣性反射層(R)由絕緣性物質(zhì)構(gòu)成,雖然可形成為單層,但優(yōu)選為包括DBR(Distributed Bragg Reflector:分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector:全方位反射器)的多層結(jié)構(gòu)。例如,如圖7所示,絕緣性反射層(R)包括依次層疊的電介質(zhì)膜(91b)、DBR(91a)及包覆膜(91c)。
第一電極部(80,81,82,85)向第一半導(dǎo)體層(30)供給電子和空穴中的一個,第二電極部(70,71,72,75)向第二半導(dǎo)體層(50)供給電子和空穴中的另一個。第一電極部(80,81,82,85)及第二電極部(70,71,72,75)中的至少一個包括形成在絕緣性反射層(R)上的上部電極和電連接器。電連接器貫穿絕緣性反射層(R)而將上部電極和多個半導(dǎo)體層(30,40,50)電氣性地連通。在本發(fā)明中,在整個蝕刻部(21,25)形成絕緣層(35)而提高電連接的可靠性這一點在倒裝芯片(flip chip)、橫向芯片(lateral chip)等中均可適用。
在本例中,半導(dǎo)體發(fā)光元件是上部電極(80,70)以絕緣性反射層(R)為基準(zhǔn)形成于多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的相反側(cè)的倒裝芯片(flip chip)。第一電極部(80,81,82,85)包括第一上部電極(80)、第一電連接器(81)及第一歐姆電極(82)。第二電極部(70,71,72,75)包括第二上部電極(70)、第二電連接器(71)及第二歐姆電極(72)。歐姆電極(82,72)可被省略,但為了減少接觸電阻并提高電連接的穩(wěn)定性,優(yōu)選為具備歐姆電極(82,72)。第一歐姆電極(82)在第一發(fā)光部(101)的通過蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)上形成,第二歐姆電極(72)形成在第二發(fā)光部(102)的電流擴散導(dǎo)電膜(60)上。第一上部電極(80)形成在第一發(fā)光部(101)的絕緣性反射層(R)上,第二上部電極(70)形成在第二發(fā)光部(102)的絕緣性反射層(R)上。第一電連接器(81)貫穿絕緣性反射層(R)而將第一上部電極(80)和第一歐姆電極(82)連接。第二電連接器(71)貫穿絕緣性反射層(R)而將第二上部電極(70)和第二歐姆電極(72)連接。
在第一半導(dǎo)體層(30)為n-GaN,第二半導(dǎo)體層(50)為p-GaN的情況下,與第二半導(dǎo)體層(50)相比,第一半導(dǎo)體層(30)的電流擴散更良好,因此如本例這樣,第一電連接器(81)的數(shù)量可少于第二電連接器(71)的數(shù)量。另外,在本例中,半導(dǎo)體發(fā)光元件包括第一分支電極(85)及第二分支電極(75)。第一分支電極(85)在第一發(fā)光部(101)的通過蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)上沿著與連接電極(95)的第一延伸部(95a)相對的邊緣而延伸,并與第一電連接器(81)連接。第二分支電極(75)在第二發(fā)光部(102)的電流擴散導(dǎo)電膜(60)與絕緣性反射層(R)之間沿著與連接電極(95)的第二延伸部(95b)相對的邊緣而延伸,并與第二電連接器(71)連接。如上述,在本例中,連接電極(95)的延伸部(95a,95b)和分支電極(85,75)在第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的邊緣彼此相對地延伸。由此,在多個發(fā)光部串聯(lián)連接而以高電壓驅(qū)動的元件中各個發(fā)光部的面積小的情況下,從電流供給及/或發(fā)光的均勻性的側(cè)面來講,構(gòu)成良好的結(jié)構(gòu)。
另外,如上述,絕緣性反射層(R)以覆蓋第一發(fā)光部(101)、第二發(fā)光部(102)、連接電極(95)及絕緣層(35)的方式形成,因絕緣性反射層(R)下方的結(jié)構(gòu)物,例如,發(fā)光部(101,102)與蝕刻部(21,25)之間的段差或高度差、連接電極(95)、分支電極(85,75)、歐姆電極(82,72)等引起的凹凸結(jié)構(gòu)等,在形成絕緣性反射層(R)時需要更加地注意。例如,在絕緣性反射層(R)為具備分布布拉格反射器的多層結(jié)構(gòu)的情況下,為了使絕緣性反射層(R)良好地發(fā)揮功能,需要將各個物質(zhì)層準(zhǔn)確地形成為特別設(shè)計的厚度。例如,分布布拉格反射器可由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反復(fù)層疊而構(gòu)成,對于藍(lán)光,SiO2/TiO2的反射效率較好,對于UV光,SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。分布布拉格反射器(91a)優(yōu)選為通過物理蒸鍍法(PVD;Physical Vapor Deposition)而構(gòu)成,尤其優(yōu)選通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)或濺射法(Sputtering)或熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)而形成。在蒸鍍要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前,形成具備一定的厚度的電介質(zhì)膜(91b),從而能夠穩(wěn)定地制造分布布拉格反射器(91a),也有利于光的反射。電介質(zhì)膜(91b)的材質(zhì)優(yōu)選為SiO2,關(guān)于其厚度,作為一例,可以是0.2um~1.0um。包覆膜(91c)由Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF等構(gòu)成。關(guān)于絕緣性反射層(R),作為一例,整體厚度可以是1~8um。
但是,絕緣性反射層(R)并不是將入射的光全部反射,而是可透過一部分的光。特別地,如圖7所示,具有因發(fā)光部(101,102)與蝕刻部(21,25)之間的段差或高度差而導(dǎo)致絕緣性反射層(R)的各個物質(zhì)層不能形成為所設(shè)計的厚度的區(qū)域,而在該區(qū)域中反射效率下降,由此光被透過。在本例中,如上述,不僅在第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)之間的蝕刻部(21)形成絕緣層(35),而且在外緣蝕刻部(25)也形成絕緣層(35),絕緣層(35)的厚度可根據(jù)需要而調(diào)節(jié)。因此,絕緣層(35)減少所述高度差,在絕緣性反射層(R)形成于蝕刻部(21,25)時根據(jù)位置而具備大致均等的高度,從而有利于絕緣性反射層(R)的各個物質(zhì)層形成為所設(shè)計的厚度。其結(jié)果,也有利于執(zhí)行絕緣性反射層(R)的形成工序本身,抑制根據(jù)高度差而導(dǎo)致反射效率下降。
圖8是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一例的圖,在第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間及外緣蝕刻部形成有絕緣層(35)。連接電極(95)與沿著第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的彼此相對的邊緣而形成的圖6的實施例不同地,沿著與相對的邊緣連接的邊緣而形成。另外,第一分支電極(85)沿著與連接電極(95)的第一延伸部(95a)相對的第一發(fā)光部(101)的邊緣而形成,第二分支電極(75)沿著與連接電極(95)的第二延伸部(95b)相對的第二發(fā)光部(102)的邊緣而形成。這樣,延伸部(95a,95b)與分支電極(85,75)彼此相對,它們之間的間隔大致均等,因此在具備多個發(fā)光部而各個發(fā)光部的面積較小的半導(dǎo)體發(fā)光元件中構(gòu)成有利于提高電流供給的均勻性及發(fā)光的均勻性的結(jié)構(gòu)。另外,在第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的彼此相對的邊緣側(cè)沒有延伸部,因此在電氣性的絕緣的問題等上會更加自由。
圖9是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,第一延伸部(95a)沿著第一發(fā)光部(101)的另一邊緣而進(jìn)一步延伸,第二延伸部(95b)向第二發(fā)光部(102)的內(nèi)側(cè)進(jìn)一步延伸。另外,追加設(shè)有與第一分支電極(85)不連接,獨立地與第一半導(dǎo)體層(30)連通的第一電連接器(81)。
圖10是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,圖11是表示沿著圖10的B-B線而切開的截面的一例的圖,半導(dǎo)體發(fā)光元件包括第一發(fā)光部(101)、第二發(fā)光部(102)、保護(hù)部(201)、絕緣性反射層(R)、第一電極部(80,81,82,85)及第二電極部(70,71,72,75)。保護(hù)部(201)包括多個半導(dǎo)體層(30,40,50),第一發(fā)光部(101)、第二發(fā)光部(102)及保護(hù)部(201)通過蝕刻部(21,25)而自行電氣性地分離。在這樣的蝕刻部(21,25)形成絕緣層(35),關(guān)于絕緣層(35)在上述說明中也有記載,而在本例中形成為更厚。從上方觀察時,保護(hù)部(201)周圍的蝕刻部(21,25)的一部分與第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)的外邊緣的蝕刻部(25)連接。
連接電極(95)將第一發(fā)光部(101)和第二發(fā)光部(102)電連接,絕緣性反射層(R)覆蓋第一發(fā)光部(101)、第二發(fā)光部(102)、保護(hù)部(201)、連接電極(95)及絕緣層(35)。保護(hù)部(201)從第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間起形成至第一上部電極(80)的下方及第二上部電極(70)的下方為止。
在本例中,半導(dǎo)體發(fā)光元件為倒裝芯片(flip chip),第一電極部(80,81,82,85)將第一發(fā)光部(101)的第一半導(dǎo)體層(30)和保護(hù)部(201)的第二半導(dǎo)體層(50)電氣性地連通。第二電極部(70,71,72,75)將第二發(fā)光部(102)的第二半導(dǎo)體層(50)和保護(hù)部(201)的第一半導(dǎo)體層(30)電氣性地連通。例如,追加的第一電連接器(281)貫穿絕緣性反射層(R)而將第二上部電極(70)和保護(hù)部(201)的第一半導(dǎo)體層(30)電連接。追加的第二電連接器(271)貫穿絕緣性反射層(R)而將第一上部電極(80)和保護(hù)部(201)的第二半導(dǎo)體層(50)電連接。由此,第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)通過連接電極(95)而以正向連接,保護(hù)部(201)與第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)以反向連接。由此,保護(hù)部(201)用作ESD保護(hù)元件(例如:zener diode:齊納二極管)。
如上述,根據(jù)本例的半導(dǎo)體發(fā)光元件,在倒裝芯片上保護(hù)部(201)形成于襯底(10)之上,如圖10所示,保護(hù)部(201)緊湊地形成于第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間,與圖6所示的例子相比,無需追加另外的蝕刻部(21,25)的形成、上部電極的形成、連接電極(95)的形成等工序而能夠形成的優(yōu)點。另外,并不是為了將保護(hù)部(201)和各個發(fā)光部電連接而長幅地形成分支電極等的結(jié)構(gòu),因此不存在通過長幅地形成金屬分支而引起的增加光吸收的問題,設(shè)計比較自由。
圖12是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,連接電極的第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)進(jìn)一步被延伸。因保護(hù)部(201),第一延伸部(95a)向保護(hù)部(201)的周邊周圍折彎而形成曲線。
圖13是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,保護(hù)部(201)在第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間而形成于其中央,在保護(hù)部(201)的兩側(cè)分別形成連接電極(95a,95b,95c)。本例與圖10所示的例子相比,具有對稱性良好的優(yōu)點。
圖14是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,保護(hù)部(201)與第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)并不是通過貫穿絕緣層(35)的電連接器而連接,而是通過由絕緣層(35)覆蓋的追加的連接電極(285,275)而連接。追加的連接電極(275)連接第一發(fā)光部(101)的第一半導(dǎo)體層(30)與保護(hù)部(201)的第二半導(dǎo)體層(50),追加的連接電極(285)連接第二發(fā)光部(102)的第二半導(dǎo)體層(50)與保護(hù)部(201)的第一半導(dǎo)體層(30)。
圖15是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,連接電極(95a,95b,95c)在絕緣性反射層(R)上從第一發(fā)光部(101)形成至第二發(fā)光部(102)為止,通過貫穿絕緣性反射層(R)的追加的電連接器(81,71)而分別與第一發(fā)光部(101)的第二半導(dǎo)體層(50)及第二發(fā)光部(102)的第一半導(dǎo)體層(30)電氣性地連通。
圖16是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,第三發(fā)光部(103)追加地設(shè)于第一發(fā)光部(101)與第二發(fā)光部(102)之間。第三發(fā)光部(103)通過連接電極(95a,95b,95c)而分別與第一發(fā)光部(101)及第二發(fā)光部(102)連接。保護(hù)部(201)分為兩個部分而在第一發(fā)光部(101)與第三發(fā)光部(103)之間及第二發(fā)光部(102)與第三發(fā)光部(103)之間,所述兩個部分的第二半導(dǎo)體層(50)之間通過追加的連接電極(275)而電連接。其結(jié)果,第一、第二及第三發(fā)光部(101,102,103)以正向連接,保護(hù)部(201)與它們以反向連接。
圖17是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,本發(fā)明還可適用于除了倒裝芯片元件之外的橫向芯片。在圖17中,在中央的保護(hù)部(201)的周圍,4個發(fā)光部(101,102,103,104)通過連接電極(95)而串聯(lián)連接。保護(hù)部(201)與4個發(fā)光部(101,102,103,104)之間形成有蝕刻部,在整個蝕刻部形成有絕緣層(35)。追加的連接電極(283)將第一發(fā)光部(101)的第二半導(dǎo)體層(50)和保護(hù)部(201)的第一半導(dǎo)體層(30)連接,追加的連接電極(285)將第四發(fā)光部(104)的第一半導(dǎo)體層(30)和保護(hù)部(201)的第二半導(dǎo)體層(50)連接。由此,保護(hù)部(201)與發(fā)光部(101,102,103,104)以反向連接。
圖18是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,一個倒裝芯片(101)和保護(hù)部(201)一起形成于襯底(10)。保護(hù)部(201)和倒裝芯片(101)通過蝕刻部而絕緣,在蝕刻部形成有絕緣層(35)。在絕緣性反射層(R)上以彼此隔開的方式形成第一上部電極(80)及第二上部電極(70),第一電連接器(81)將第一半導(dǎo)體層(30)和第一上部電極(80)連接,第二電連接器(71)將第二半導(dǎo)體層(50)和第二上部電極(70)連接。在中央的保護(hù)部(201)兩側(cè)分別形成有第一分支電極(85)及第二分支電極(75)。追加的第一電連接器(281)將保護(hù)部(201)的第一半導(dǎo)體層(30)和第二上部電極(70)連接,追加的第二電連接器(271)將保護(hù)部(201)的第二半導(dǎo)體層(50)和第一上部電極(80)連接。由此,一個倒裝芯片(101)和保護(hù)部(201)以反向連接,由此形成具備ESD保護(hù)功能的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
圖19是表示在分離具備非導(dǎo)電性反射膜的倒裝芯片時發(fā)生裂痕的一例的圖,通過作為反射膜而選擇非導(dǎo)電性反射膜,從而與具備所述金屬反射膜的倒裝芯片相比,減少了光的吸收。但是,由于生長襯底或多個半導(dǎo)體層具備結(jié)晶性,因此雖然通過刻劃及破斷工序而能夠很好地切開,但如圖20所示,由于非導(dǎo)電性反射膜主要包括電介質(zhì),因此在進(jìn)行芯片的分離工序時在邊緣的非導(dǎo)電性反射膜會發(fā)生裂痕。另外,有時發(fā)生這樣的裂痕擴散到半導(dǎo)體發(fā)光元件的內(nèi)側(cè)即發(fā)光面?zhèn)鹊牟涣紗栴}。
圖21是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,圖22是用于說明形成有多個半導(dǎo)體發(fā)光元件的晶片的一例的圖,圖23是沿著圖21的A-A線而截取的截面的一例。
在本例中,半導(dǎo)體發(fā)光元件包括多個半導(dǎo)體層(30,40,50)、光吸收防止膜(41)、電流擴散導(dǎo)電膜(60)、非導(dǎo)電性反射膜(91)、第一電極部、第二電極部、阻斷面(35)。下面,以III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件為例進(jìn)行說明。
在襯底(10;例如:Al2O3,Si,SiC)上生成緩沖層(例如:AlN或GaN緩沖層)和未被摻雜的半導(dǎo)體層(例如:un-doped GaN)、具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層(30;例如:摻有Si的GaN)、通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層(40;InGaN/(In)GaN多量子阱結(jié)構(gòu))、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層(50;例如:摻有Mg的GaN)。緩沖層(20)可被省略,多個半導(dǎo)體層(30,40,50)分別構(gòu)成為多層。第一半導(dǎo)體層(30)和第二半導(dǎo)體層(50)以導(dǎo)電性相反的方式形成,但在III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的情況下不優(yōu)選。
在本例中,第一電極部作為上部電極而具備第一電極(75),作為電連接部而具備第一分支電極(78)和將第一電極(75)和第一分支電極(78)連接的電連接器(72)。另外,第二電極部作為上部電極而具備第二電極(85),作為電連接部而具備將第二電極(85)和第二分支電極(88)連接的電連接器(82)。
在圖23中圖示了第一電極部及第二電極部均以多個半導(dǎo)體層為基準(zhǔn)配置于襯底的相反側(cè)的例子,但本發(fā)明也適用于電極部的位置與本例不同的半導(dǎo)體發(fā)光元件。例如,作為垂直型半導(dǎo)體發(fā)光元件,在去除襯底而露出的第一半導(dǎo)體層的下方或具備導(dǎo)電性的襯底設(shè)有n側(cè)或p側(cè)接合電極的半導(dǎo)體發(fā)光元件中也可適用本例。
從有源層(40)生成的光的一部分還會被第二分支電極(88)而吸收,因此優(yōu)選為,為了防止該情況,在第二分支電極(88)的下方具備光吸收防止膜(41)。光吸收防止膜(41)既可僅具備反射從有源層(40)產(chǎn)生的一部分或全部的光的功能,也可僅具備防止來自第二分支電極(88)的電流流向第二分支電極(88)的正下方的功能,也可將兩個功能均具備。
優(yōu)選為,具備電流擴散導(dǎo)電膜(60)。電流擴散導(dǎo)電膜(60)形成于光吸收防止膜(41)與第二分支電極(88)之間,具備透光性,且大致將第二半導(dǎo)體層(50)全部覆蓋而形成。特別是,在p型GaN的情況下,電流擴散能力下降,在p型半導(dǎo)體層(50)由GaN構(gòu)成的情況下,大部分需要得到電流擴散導(dǎo)電膜(60)的幫助。例如,ITO、Ni/Au這樣的物質(zhì)可被用作電流擴散導(dǎo)電膜(60)。
非導(dǎo)電性反射膜(91)將來自有源層(40)的光反射至多個半導(dǎo)體層(30,40,50)側(cè)。在本例中,非導(dǎo)電性反射膜(91)為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收而由非導(dǎo)電性物質(zhì)形成。非導(dǎo)電性反射膜(91)可由單層的電介質(zhì)層構(gòu)成,也可具備多層結(jié)構(gòu)。作為多層結(jié)構(gòu)的一例,非導(dǎo)電性反射膜(91)包括依次層疊的電介質(zhì)膜、分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及包覆膜。
作為電介質(zhì)膜(91b)的材料,適合使用SiO2,優(yōu)選具備0.2um~1.0um的厚度。在電介質(zhì)膜(91b)的厚度過于薄的情況下,不足以將高度為2um~3um程度的下部電極(78,88)覆蓋好,在厚度過于厚的情況下,對在非導(dǎo)電性反射膜(91)形成開口的工序帶來負(fù)擔(dān)。電介質(zhì)膜(91b)的厚度可比在其后后續(xù)的分布布拉格反射器(91a)的厚度更厚。另外,為了確保元件的可靠性,需要通過更適當(dāng)?shù)姆椒▉硇纬呻娊橘|(zhì)膜(91b)。例如,由SiO2構(gòu)成的電介質(zhì)膜(91b)優(yōu)選通過化學(xué)氣相蒸鍍法(CVD;Chemical Vapor Deposition)來形成,尤其優(yōu)選通過等離子體增強化學(xué)氣相蒸鍍法(PECVD;Plasma Enhanced CVD)來形成。因為為了減緩所述高度差(step coverage),化學(xué)氣相蒸鍍法比電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)等這樣的物理蒸鍍法(PVD;Physical Vapor Deposition)更有利。具體地,當(dāng)通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)而形成電介質(zhì)膜(91b)時,在具有高度差的區(qū)域,電介質(zhì)膜(91b)難以形成為所設(shè)計的厚度,由此,為了減少高度差和可靠的絕緣,電介質(zhì)膜(91b)優(yōu)選通過化學(xué)氣相蒸鍍法來形成。由此,在確保半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性的同時,確保作為反射膜的功能。
分布布拉格反射器(91a)形成在電介質(zhì)膜(91b)上。例如,分布布拉格反射器通過SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反復(fù)層疊而構(gòu)成,對于藍(lán)光,SiO2/TiO2的反射效率良好,對于UV光,SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率良好。例如,在分布布拉格反射器(91a)由TiO2/SiO2的反復(fù)層疊結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的情況下,分布布拉格反射器(91a)優(yōu)選通過物理蒸鍍法(PVD;Physical Vapor Deposition)而形成,尤其優(yōu)選通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)或濺射法(Sputtering)或熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)而形成。
包覆膜(91c)由Al2O3這樣的金屬氧化物、SiO2,SiON這樣的電介質(zhì)膜(91b)、MgF、CaF等的物質(zhì)構(gòu)成。
電介質(zhì)膜(91b)及包覆膜(91c)中的一個以上可被省略。
分布布拉格反射器(91a)優(yōu)選由透光性物質(zhì)(例如;SiO2/TiO2)形成,以防止光的吸收。電介質(zhì)膜(91b)由折射率比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的電介質(zhì)(例如:SiO2)構(gòu)成。在此,有效折射率是指,在由具備彼此不同的折射率的物質(zhì)構(gòu)成的波導(dǎo)中進(jìn)行的光所具備的等價折射率。包覆膜(91c)還可由比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的物質(zhì)(例如:Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF)構(gòu)成。當(dāng)這樣選擇折射率時,從光波導(dǎo)(optical waveguide)的觀點來說明了電介質(zhì)膜(91b)-分布布拉格反射器(91a)-包覆膜(91c)的關(guān)系。光波導(dǎo)是用比光的折射率低的物質(zhì)來包圍光的傳播部,并利用全反射而引導(dǎo)光的結(jié)構(gòu)物。從這樣的觀點來講,在將分布布拉格反射器(91a)看作傳播部時,電介質(zhì)膜(91b)和包覆膜(91f)作為包圍傳播部的結(jié)構(gòu)而構(gòu)成光波導(dǎo)的一部分。
作為一例,分布布拉格反射器(91a)由SiO2和TiO2成對地層疊多次而構(gòu)成。此外,分布布拉格反射器(91a)還可由Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物質(zhì)和比它們折射率低的電介質(zhì)薄膜(代表性的為,SiO2)等的組合來構(gòu)成。在分布布拉格反射器(91a)由TiO2/SiO2構(gòu)成的情況下,優(yōu)選為,以從有源層發(fā)出的光的波長的1/4的光學(xué)厚度為基本,考慮根據(jù)入射角度和波長的反射率等而進(jìn)行最佳的工序,各層的厚度無需必須為波長的1/4的光學(xué)厚度。其適合的組合的數(shù)為4~40對(pairs)。在分布布拉格反射器(91a)由SiO2/TiO2構(gòu)成的情況下,SiO2的折射率為1.46,TiO2的折射率為2.4,因此分布布拉格反射器的有效折射率構(gòu)成為1.46與2.4之間的值。由此,電介質(zhì)膜(91b)由SiO2構(gòu)成,其厚度適合為0.2um~1.0um。在進(jìn)行要求精密性的分布布拉格反射器(91a)的蒸鍍之前,通過形成一定厚度的電介質(zhì)膜(91b),從而能夠穩(wěn)定地制造第一分布布拉格反射器(91a),有利于光的反射。包覆膜(91c)也由具備比第一分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的1.46的折射率的SiO2形成。包覆膜(91c)優(yōu)選具備λ/4n至3.0um的厚度。在此,λ是從有源層(40)生成的光的波長,n是構(gòu)成包覆膜(91c)的物質(zhì)的折射率。在λ為450nm(4500A)的情況下,可形成為4500/4*1.46=771A以上的厚度。
第一電極(75)形成在非導(dǎo)電性反射膜(91)上,向第一半導(dǎo)體層(30)供給電子和空穴中的一個。第二電極(85)在非導(dǎo)電性反射膜(91)上為了實現(xiàn)絕緣而與第一電極(75)相對且隔著間隔而形成,并向第二半導(dǎo)體層(50)供給電子和空穴中的另一個。
阻斷面(35)形成在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的邊緣,阻斷在非導(dǎo)電性反射膜(91)產(chǎn)生的裂痕(crack)向內(nèi)側(cè)擴散,例如沿著第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔而擴散。在本例中,在俯視觀察時,多個半導(dǎo)體層(30,40,50)具備四邊形,第一電極(75)及第二電極(85)具備大致四邊形,邊緣彼此相對地形成。在從形成有多個半導(dǎo)體發(fā)光元件的晶片分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件時,還使用在執(zhí)行激光-刻劃等分離工序之前,為了區(qū)分為單獨的各個元件,對多個半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的第二半導(dǎo)體層(50)及有源層(40)進(jìn)行臺面蝕刻而使第一半導(dǎo)體層(30)露出(25;參照圖22)的方法。另外,在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的邊緣的周圍,整體地對第二半導(dǎo)體層(50)及有源層(40)進(jìn)行臺面蝕刻而形成槽(32),通過槽(32)而形成外壁(37),通過外壁(37)的高度差,外壁(37)的側(cè)表面(33)構(gòu)成阻斷面。槽(32)可形成于半導(dǎo)體發(fā)光元件的周圍的一部分,例如,僅形成于在非導(dǎo)電性反射膜(91)產(chǎn)生的裂痕容易向內(nèi)側(cè)擴散的區(qū)域。在槽(32)的側(cè)表面(35),非導(dǎo)電性反射膜(91)不容易形成為所設(shè)計的厚度,因此形成為比在第二半導(dǎo)體層(50)上形成的非導(dǎo)電性反射膜(91)薄的厚度。由此,裂痕難以沿著槽(32)的側(cè)表面(35)而擴散。由此,槽(32)的側(cè)表面(35)構(gòu)成阻斷面。
圖24是表示通過阻斷面而阻斷裂痕的擴散的一例的圖,非導(dǎo)電性反射膜(91)可形成在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)、槽(32)及露出部(25;參照圖22)上。在對露出部(25)區(qū)域進(jìn)行刻劃(SCL10)而分離成單獨的各個元件時,可在露出部(25)區(qū)域的非導(dǎo)電性反射膜(91)產(chǎn)生裂痕而擴散至多個半導(dǎo)體層(30,40,50)上的非導(dǎo)電性反射膜(91)為止,由此對外觀品質(zhì)及光提取效率產(chǎn)生不良影響。在本例中,通過由外壁(37)的側(cè)表面(33;阻斷面)產(chǎn)生的高度差而一次性地阻斷裂痕的擴散。大部分的裂痕通過阻斷面(33)而被阻斷,但也可能發(fā)生一部分裂痕跨越外壁(37)的情況。此時,通過阻斷面(35)而重新阻斷裂痕,由此可靠地防止向內(nèi)側(cè)擴散。這樣,因通過阻斷面(33,35)的高度差及如上述,在阻斷面(33,35)非導(dǎo)電性反射膜(91)的厚度相對更薄,從而裂痕難以擴散到多個半導(dǎo)體層(30,40,50)上。由此,防止由裂痕擴散導(dǎo)致的不良。
第一分支電極(78)形成在將第二半導(dǎo)體層(50)及有源層(40)臺面蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30),第一電極(75)延伸而構(gòu)成貫穿非導(dǎo)電性反射膜(91)的電連接器(72)并與第一分支電極(78)連接。第二分支電極(88)形成在電流擴散導(dǎo)電膜(60)上,第二電極(85)延伸而構(gòu)成貫穿非導(dǎo)電性反射膜(91)的電連接器(82)并與第二分支電極(88)連接。第一分支電極(78)從第一電極(75)的下方向第二電極(85)的下方延伸,第二分支電極從第二電極(85)的下方向第一電極(75)的下方延伸。分支電極的形狀可變更,也可構(gòu)成代替帶形狀的分支電極而具備凸臺(island)形狀的焊盤的實施例。
例如,利用濺射裝置、電子束裝置等而在非導(dǎo)電性反射膜(91)上蒸鍍第一電極(75)及第二電極(85)。第一電極(75)及第二電極(85)以彼此相對的方式配置。第一電極(75)及第二電極(85)通過螺柱突起、導(dǎo)電性焊膏、共晶接合、焊接等方法而與設(shè)于外部(封裝體、COB、次黏著基臺等)的電極電連接。在共晶接合的情況下,重要的是使第一電極(75)與第二電極(85)不形成大的高度差。根據(jù)本例的半導(dǎo)體發(fā)光元件,第一電極(75)及第二電極(85)通過相同的工序而形成在非導(dǎo)電性反射膜(91)上,因此兩電極的高度差幾乎不存在。由此,在共晶接合的情況下具備優(yōu)點。在半導(dǎo)體發(fā)光元件通過共晶接合而與外部電連接的情況下,第一電極(75)及第二電極(85)的最上部由Au/Sn合金、Au/Sn/Cu合金這樣的共晶接合物質(zhì)形成。
作為其他實施例,第一電極(75)及第二電極(85)通過焊接而與所述外部電連接。在該情況下,第一電極(75)及第二電極(85)具備依次層疊的反射層/擴散防止層/焊接層。例如,反射層由Ag、Al等構(gòu)成,在反射層的下方追加形成接觸層(例如:Ti、Cr)。擴散防止層由從Ni、Ti、Cr、W、TiW中選擇的至少一個而構(gòu)成。焊接層由Au構(gòu)成或由Sn(焊接層)/Au(氧化防止層)構(gòu)成或不包括Au而僅由Sn構(gòu)成或由被熱處理的Sn構(gòu)成。作為焊料,可使用無鉛焊料。
如上述,在本例的半導(dǎo)體發(fā)光元件中,可由阻斷面來阻斷在將第一電極及第二電極與外部接合的工序等后續(xù)的工序中,因熱沖擊或摩擦等而導(dǎo)致裂痕或其他損壞從非導(dǎo)電性反射膜的邊緣向內(nèi)側(cè)擴散的情況。
與本例不同地,也可以構(gòu)成如下實施例:去除分支電極,凸臺狀的第一下部電極形成于通過臺面蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層,凸臺狀的第二下部電極形成在第二半導(dǎo)體層上,在非導(dǎo)電性反射膜形成有與下部電極對應(yīng)的多個開口,在非導(dǎo)電性反射膜上具備連接多個開口的p側(cè)連接電極、n側(cè)連接電極,并形成覆蓋連接電極的鈍化膜,在鈍化膜上具備與n側(cè)連接電極連接的第一電極及與p側(cè)連接電極連接的第二電極。
圖25是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一例的圖,在多個半導(dǎo)體層的邊緣的至少一部分形成槽(32),槽(32)的側(cè)表面構(gòu)成阻斷面(35)。通過槽而形成外壁(37),槽(32)的側(cè)表面(35)也是外壁(37)的側(cè)表面。在本例中,在分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件時,在執(zhí)行激光-刻劃等分離工序之前,省略為了區(qū)分為單獨的各個元件而將多個半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的第二半導(dǎo)體層(50)及有源層(40)臺面蝕刻而露出第一半導(dǎo)體層(30)(25;參照圖22)的工序,而是對多個半導(dǎo)體層及襯底執(zhí)行切開工序。由此,具備增加半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域的優(yōu)點。在分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件時,生長襯底(10)的側(cè)表面及外壁(37)的外側(cè)面構(gòu)成切割面。在沿著切開的線(SCL10)而分離時,在形成在外壁(37)上的非導(dǎo)電性反射膜(91)可發(fā)生裂痕,但在外壁(37)的內(nèi)側(cè)面及/或槽的側(cè)表面(35)可阻斷裂痕的擴散。
圖26是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,圖27是沿著圖26的B-B線而截取的截面的一例。
在本例中,第一電極(75)及第二電極(85)在非導(dǎo)電性反射膜(91)上為了實現(xiàn)絕緣而與第一電極(75)相對且隔著間隔形成,阻斷面(35)形成在與間隔對應(yīng)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的邊緣,由此阻斷在非導(dǎo)電性反射膜(91)產(chǎn)生的裂痕(crack)沿著間隔而擴散。例如,與間隔對應(yīng)的形成在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面的溝(groove)的面構(gòu)成阻斷面(35)。
在從形成有多個半導(dǎo)體發(fā)光元件的晶片分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件時,會在非導(dǎo)電性反射膜(91)產(chǎn)生裂痕,在非導(dǎo)電性反射膜(91)中,與通過第一電極(75)及第二電極(85)覆蓋的區(qū)域相比,裂痕更容易沿著第一電極(75)與第二電極(85)之間的區(qū)域(間隔)的非導(dǎo)電性反射膜(91)之間而擴散。在本例中,在第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔的邊緣形成阻斷面(35)而阻斷裂痕被擴散。阻斷面(35)通過蝕刻多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的一部分而形成。例如,通過將第二半導(dǎo)體層(50)及有源層(40)臺面蝕刻而形成。由此,阻斷面(35)向半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)表面方向開放。阻斷面(35)在第一電極(75)與第二電極(85)的間隔的邊緣形成為一定的寬度和長度,在本例中,形成在第二分支電極(88)的附近。
即便是非導(dǎo)電性反射膜(91),而當(dāng)非導(dǎo)電性反射膜(91)與第一電極(75)及第二電極(85)接觸時,一部分的光在接觸面反射,而另一部分被第一電極(75)及第二電極(85)吸收而構(gòu)成損失。由此,從提高亮度的觀點來講,第一電極(75)及第二電極(85)的面積小為好。相反地,從用于散熱的傳熱性的觀點來講,第一電極(75)及第二電極(85)的面積大為好。由此,從散熱的觀點來講,增加第一電極(75)的邊緣(77)與第二電極(85)的邊緣(87)之間的間隔是有限的。
在本例中,第一電極(75)及第二電極(85)除了阻斷面(35)側(cè)之外,還形成至非導(dǎo)電性反射膜(91)的上表面的邊緣為止,由此構(gòu)成有利于確保散熱面積的結(jié)構(gòu)。由此,即便從提高亮度的觀點考慮而增加第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔,也能夠防止散熱面積的減少,在將外部電極和半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一電極(75)及第二電極(85)接合時,為了電絕緣而確保充分的間隔。
另外,在半導(dǎo)體發(fā)光元件的邊緣進(jìn)行臺面蝕刻的區(qū)域只限于包括阻斷面(35)側(cè)的一部分(例如:與第一分支電極(78)對應(yīng)的部分)。由此,與為了分離成單獨的元件而在半導(dǎo)體發(fā)光元件邊緣周圍整體地進(jìn)行臺面蝕刻而減少發(fā)光面的情況相比,發(fā)光面積增加。另外,這樣在增加發(fā)光面積并將第一電極(75)及第二電極(85)形成至非導(dǎo)電性反射膜(91)的邊緣為止而分離成單獨的各個元件時,可進(jìn)行刻劃及/或破斷工序。此時,由于直接切開非導(dǎo)電性反射膜(91),因此為了特意防止裂痕的擴散而形成阻斷面(35)。為了形成阻斷面(35),由非導(dǎo)電性反射膜(91)覆蓋至將與所述間隔對應(yīng)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的一部分蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)為止。覆蓋從阻斷面(35)側(cè)露出的第一半導(dǎo)層的非導(dǎo)電性反射膜(91)與覆蓋第二半導(dǎo)體層(50)上的電流擴散導(dǎo)電膜(60)的非導(dǎo)電性反射膜(91)之間產(chǎn)生高度差。由此,如果從邊緣產(chǎn)生的裂痕要擴散到第二半導(dǎo)體層(50)上的非導(dǎo)電性反射膜(91),則需要跨越阻斷面,而因所述高度差,裂痕的擴散被阻斷。由此,提高半導(dǎo)體發(fā)光元件的產(chǎn)量。
圖28及圖29是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的一例的圖,圖29作為表示沿著圖28所示的C-C線而截取的截面的一例的圖,表示用于分離成單獨的各個元件的刻劃線(SCL1,SCL2,SCL3)。
首先,在襯底(10)上生長多個半導(dǎo)體層(30,40,50)(參照圖29)。通過臺面蝕刻工序而使要具備n側(cè)分支電極(78)的第一半導(dǎo)體層(30)露出(例如:對應(yīng)圖28的63的區(qū)域)。優(yōu)選為,與該工序一起進(jìn)行蝕刻后述的第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔的邊緣的第二半導(dǎo)體層(50)及有源層(40)的工序而形成阻斷面(35)。如圖28所示,用于形成阻斷面(35)的蝕刻在多個半導(dǎo)體發(fā)光元件的邊緣,例如在邊界進(jìn)行。如后述,該邊界可構(gòu)成多個半導(dǎo)體發(fā)光元件的分離線。由此,通過用于形成阻斷面(35)的蝕刻,相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的阻斷面(35)也一起形成。臺面蝕刻工序可在后述的形成光吸收防止膜(41)之后或在形成電流擴散導(dǎo)電膜(60)之后執(zhí)行。
之后,在第二半導(dǎo)體層(50)上形成光吸收防止膜(41)。光吸收防止膜(41)與p側(cè)分支電極(88)對應(yīng)地形成。可考慮省略光吸收防止膜(41)。接著,在第二半導(dǎo)體層(50)上,以覆蓋光吸收防止膜(41)的方式形成電流擴散導(dǎo)電膜(60)。為了減少光的吸收,電流擴散導(dǎo)電膜(60)由透光性導(dǎo)電體(例如:ITO)形成。電流擴散導(dǎo)電膜(60)可被省略,但為了使電流擴散到第二半導(dǎo)體層(50),通常具備電流擴散導(dǎo)電膜(60)。
接著,在電流擴散導(dǎo)電膜(60)上形成p側(cè)分支電極(88),并在與此同時或通過另設(shè)的工序而露出的第一半導(dǎo)體層(30)上形成n側(cè)分支電極(78)。p側(cè)分支電極(88)及n側(cè)分支電極(78)由多個層構(gòu)成。接著,形成非導(dǎo)電性反射膜(91)。例如,以覆蓋用于形成電流擴散導(dǎo)電膜(60)及p側(cè)分支電極(88)、n側(cè)分支電極(78)及阻斷面(35)的蝕刻區(qū)域的方式形成電介質(zhì)膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91f)。電介質(zhì)膜(91b)或包覆膜(91f)可被省略。
之后,例如,利用濺射裝置、電子束裝置等而在非導(dǎo)電性反射膜(91)上蒸鍍第一電極(75)及第二電極(85)。在形成第一電極(75)及第二電極(85)的工序中,在開口(63,65)還同時形成電連接器(72,82)。電連接器以與分支電極的末端的上表面及側(cè)表面接觸的方式形成。其結(jié)果,接觸面被增加,由此實現(xiàn)穩(wěn)定的電連接。
在晶片狀態(tài)下相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一電極(75)及第二電極(85)可彼此同時形成為一體。例如,在晶片狀態(tài)下,用于形成第一電極(75)及第二電極(85)的金屬層以帶形狀、多個列或條紋形狀被蒸鍍(參照圖28)。
之后,執(zhí)行分離成單獨的各個元件的分離工序。在圖29中圖示了用于分離成各個半導(dǎo)體發(fā)光元件的分離線(SRL1,SRL2,SRL3)。例如,通過破斷、鋸斷或刻劃&破斷等這樣的方法而沿著分離線(SRL1,SRL2,SRL3)切開,從而分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件。還可追加化學(xué)性蝕刻工序。例如,在刻劃&破斷中,以如下方式執(zhí)行刻劃工序:利用激光或刀具,將焦點對準(zhǔn)到包括半導(dǎo)體發(fā)光元件的襯底(10)的表面和襯底的內(nèi)部的襯底(10)側(cè)來適用激光。在利用激光的刻劃工序中,相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件沿著分離線(SRL1,SRL2,SRL3)而初步地切斷為半導(dǎo)體發(fā)光元件。通過接著刻劃工序而執(zhí)行的破斷工序,將初步地切開的半導(dǎo)體發(fā)光元件完全地分離成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
在晶片狀態(tài)下相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的阻斷面(35)彼此連接,在通過所述分離工序而分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件時,相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的阻斷面(35)之間被分離,通過分離而在具備阻斷面(35)的邊緣,生長襯底(10)的側(cè)表面、第一半導(dǎo)體層(30)的側(cè)表面及非導(dǎo)電性反射膜(91)的側(cè)表面成為切割面。另外,在晶片狀態(tài)下相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一電極(75)及第二電極(85)被連接,在分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件時,相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一電極(75)及第二電極(85)被分離,通過分離,生長襯底(10)的側(cè)表面、多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面、非導(dǎo)電性反射膜(91)的側(cè)表面及第一電極(75)及第二電極(85)的側(cè)表面成為切割面。
圖30是用于說明通過阻斷面而阻斷裂痕的擴散的另一例的圖,例如以在襯底(10)方向或其相反方向,沿著分離線(SRL1,SRL2,SRL3)而施加外力的方式執(zhí)行破斷工序。在這樣的破斷工序中,襯底(10)和多個半導(dǎo)體層(20,30,40,50)是結(jié)晶質(zhì),因此可沿著分離線(SRL1,SRL2,SRL3)而準(zhǔn)確地切開。但是,覆蓋至邊緣為止的非導(dǎo)電性反射膜(91)是非晶質(zhì),因此無法沿著分離線(SRL1,SRL2,SRL3)而準(zhǔn)確地切開,并容易發(fā)生損壞,例如在非導(dǎo)電性反射膜(91)的邊緣產(chǎn)生裂痕(CR31)等。如圖19及圖20所示,在這樣的非導(dǎo)電性反射膜(91)的邊緣上的損壞擴散到半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面?zhèn)燃磧?nèi)側(cè)而引起外觀不良,從而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。特別地,在裂痕(CR31)沿著第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔而擴散的情況下構(gòu)成問題,而在本例中,如圖29及圖30所示,通過阻斷面(35)而在邊緣發(fā)生高度差。裂痕(CR31)難以跨越這樣的高度差而被擴散,裂痕(CR31)可在阻斷面(35)被中斷。由此,大大減少了邊緣損壞的問題。特別地,可省略預(yù)先去除一部分的非導(dǎo)電性反射膜(91)等的工序或用于區(qū)分為單獨的各個元件的半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的蝕刻工序,直接沿著分離線(SRL1,SRL2,SRL3)而通過刻劃及破斷工序來進(jìn)行分離。也可考慮將阻斷面(35)側(cè)的非導(dǎo)電性反射膜(91)的切割面形成為傾斜面而執(zhí)行角反射器的作用。
也可與本例不同地,在襯底(10)上形成多個半導(dǎo)體層(30,40,50)之后,經(jīng)過區(qū)分為單獨的各個元件的工序而分離成單獨的的半導(dǎo)體發(fā)光元件之后,通過通常的半導(dǎo)體制造工序而形成光吸收防止膜(41)、電流擴散導(dǎo)電膜(60)、分支電極(78,88),而這樣的區(qū)分為單獨的各個元件的工序可以是以所述分離線(SRL1,SRL2,SRL3)為中心蝕刻一定寬度的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)而去除的過程(25;參照圖22)。
在本例中,與此不同地,在分離線(SRL1,SRL2,SRL3)除了用于形成阻斷面(35)的蝕刻區(qū)域之外,減少多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的蝕刻,從而增加發(fā)光面積。另外,還具有省略上述的區(qū)分為單獨的各個元件的工序等工序上的優(yōu)點。另外,由此,未被第一電極(75)及第二電極(85)覆蓋的面積增加,能夠獲得減少光的吸收的效果。如圖30所示,通過由阻斷面(35)的形成而產(chǎn)生的高度差,阻斷在這樣的分離工序中在非導(dǎo)電性反射膜(91)發(fā)生的裂痕沿著第一電極(75)與第二電極(85)之間而擴散。
圖31是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,阻斷面(35)的寬度及長度可被改變,特別地,可根據(jù)第一電極(75)與第二電極(85)的間隔而改變。如圖31所示,一部分阻斷面(35)可向第一電極(75)及第二電極(85)的下方延伸。另外,也可考慮在半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)上特別頻繁發(fā)生裂痕的部分這樣選擇性地追加阻斷面。
另外,隨著發(fā)光面變寬,可在n側(cè)及p側(cè)分別形成凸臺狀的電連接部(74,84),由此來代替增加分支電極的長度。
圖32是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征的圖,半導(dǎo)體發(fā)光元件包括多個半導(dǎo)體層(30,40,50)、光吸收防止膜(41)、電極(75)及非導(dǎo)電性反射膜(R)。
多個半導(dǎo)體層(30,40,50)包括:在襯底(10)上形成的緩沖層(20)、具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層(30;例如:摻有Si的GaN)、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層(50;例如:摻有Mg的GaN)及介于第一半導(dǎo)體層(30)與第二半導(dǎo)體層(50)之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱結(jié)構(gòu))。多個半導(dǎo)體層(30,40,50)分別由多層構(gòu)成,緩沖層(20)可被省略。
電極(75)形成在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)上,與多個半導(dǎo)體層(30,40,50)電連接。圖32所示的電極(75)的截面可以是長幅延伸的延伸式(extending type)電極的橫截面或凸臺狀(island type)電極的橫截面。在非導(dǎo)電性反射膜(R)上具有用于進(jìn)行接合的焊盤電極(例如:70,80;參照圖36,8),焊盤電極和電極(75)通過貫穿非導(dǎo)電性反射膜(R)的電連接器而電連接。
優(yōu)選為,包括透光性導(dǎo)電膜(60),透光性導(dǎo)電膜(60)介于第二半導(dǎo)體層(50)與電極(75)之間,并以覆蓋第二半導(dǎo)體層(50)的方式形成。光吸收防止膜(41)至少形成于電極(75)的周邊。在本例中,光吸收防止膜(41)在第二半導(dǎo)體層(50)與透光性導(dǎo)電膜(60)之間與電極(75)對應(yīng)地形成,光吸收防止膜(41)的一部分被露出到電極(75)的周邊。光吸收防止膜(41)可僅具備反射在有源層(40)發(fā)生的一部分或全部光的功能,也可僅具備防止電流從電極(75)流向電極(75)的正下方的功能(currentblocking),也可將兩個功能全部具備。
非導(dǎo)電性反射膜(R)以覆蓋電極(75)及透光性導(dǎo)電膜(60)的方式形成,并反射來自有源層的光。關(guān)于多個層(91a,91b,91c)將后述。非導(dǎo)電性反射膜(R)優(yōu)選具備多層結(jié)構(gòu),為了減少光被金屬反射膜吸收,非導(dǎo)電性反射膜(R)的至少反射光的一側(cè)由非導(dǎo)電性物質(zhì)形成。在此,絕緣性是指,非導(dǎo)電性反射膜(R)不用作電氣性導(dǎo)通的手段,必須使整個非導(dǎo)電性反射膜(R)僅由非導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成。在形成非導(dǎo)電性反射膜(R)時,可發(fā)生因電極(75)這樣的凹凸結(jié)構(gòu)物而產(chǎn)生高度差,非導(dǎo)電性反射膜(R)的層結(jié)構(gòu)扭曲而反射率下降的異常區(qū)域(A1)。對此,將在后面更具體地說明。
在本例中,從電極(75)的橫截面觀察時,光吸收防止膜(41)的一部分從電極(75)露出,并形成至電極(75)的周邊為止。使自從電極(75)露出的光吸收防止膜(41)的電極(75)的側(cè)表面的長度(D2;距離或?qū)挾?比自所述異常區(qū)域(A1)的電極(75)的側(cè)表面的長度(D1;距離或?qū)挾?長,從而減少因光進(jìn)入上述異常區(qū)域(A1)而被泄漏或吸收而造成的損失。
在半導(dǎo)體發(fā)光元件中,在將第二半導(dǎo)體層(50)和有源層(40)蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)上具備電極的情況下,也可適用光吸收防止膜??煽紤]將蝕刻非導(dǎo)電性反射膜(R)而露出的第一半導(dǎo)體層(30)覆蓋的例子,在通過由所述蝕刻而引起的高度差而在非導(dǎo)電性反射膜(R)形成異常區(qū)域的情況下,與此對應(yīng)地,也可考慮在形成于第一半導(dǎo)體層(30)的電極周邊形成光吸收防止膜的例子(參照圖39至圖43)。
圖33是用于說明非導(dǎo)電性反射膜(R)的一例的圖,非導(dǎo)電性反射膜(R)作為多層結(jié)構(gòu)而包括分布布拉格反射器(91a;Distributed Bragg Reflector)、ODR(Omni-Directional Reflector:全方位反射器)等。
在形成非導(dǎo)電性反射膜(R)時,因電極(75)這樣的凹凸結(jié)構(gòu)物而產(chǎn)生高度差。由此,在形成要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前,通過形成一定厚度的電介質(zhì)膜(91b),從而能夠穩(wěn)定地形成分布布拉格反射器(91a),有利于光的反射。另外,如圖33a所示,考慮與在非導(dǎo)電性反射膜(R)上形成的焊盤電極(70,80)的關(guān)系及光引導(dǎo),非導(dǎo)電性反射膜(R)在分布布拉格反射器(91a)上包括包覆膜(91c)。
作為電介質(zhì)膜(91b)的材質(zhì),適合使用SiO2,其厚度優(yōu)選為0.2um~1.0um。在電介質(zhì)膜(91b)的厚度過于薄的情況下,不足以將高度為2um~3um程度的電極(75)覆蓋好,而在過于厚的情況下,在后述的開口形成工序中構(gòu)成負(fù)擔(dān)。電介質(zhì)膜(91b)的厚度可比后續(xù)的分布布拉格反射器(91a)的厚度更厚。另外,為了確保元件的可靠性,電介質(zhì)膜(91b)需要通過適當(dāng)?shù)姆椒▉硇纬伞@?,由SiO2構(gòu)成的電介質(zhì)膜(91b)優(yōu)選通過化學(xué)氣相蒸鍍法(CVD;Chemical Vapor Deposition)而形成,尤其優(yōu)選為通過等離子體增強化學(xué)氣相蒸鍍法(PECVD;Plasma Enhanced CVD)而形成。因為,化學(xué)氣相蒸鍍法比電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)等這樣的物理蒸鍍法(PVD;Physical Vapor Deposition)更有利于減緩所述高度差(stepcoverage)。具體地,當(dāng)通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)來形成電介質(zhì)膜(91b)時,在具有所述高度差的區(qū)域,電介質(zhì)膜(91b)難以形成為所設(shè)計的厚度,由此導(dǎo)致分布布拉格反射器(91a)的反射率下降,并在電絕緣上也出現(xiàn)問題。因此,為了減少高度差并實現(xiàn)可靠的絕緣,電介質(zhì)膜(91b)優(yōu)選通過化學(xué)氣相蒸鍍法而形成。由此,在確保半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性的同時,還能確保作為反射膜的功能。
分布布拉格反射器(91a)形成在電介質(zhì)膜(91b)。分布布拉格反射器(91a)例如由SiO2和TiO2成對地層疊多次而構(gòu)成。此外,分布布拉格反射器(91a)可通過Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物質(zhì)和比其折射率低的電介質(zhì)薄膜(代表性的為,SiO2)等的組合來構(gòu)成。例如,分布布拉格反射器(95a)可將成對的SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO反復(fù)層疊而構(gòu)成,對于藍(lán)光,SiO2/TiO2的反射效率較好,對于UV光,SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。在分布布拉格反射器(91a)由SiO2/TiO2這一對構(gòu)成的情況下,優(yōu)選為,將各層的厚度以從有源層(40)發(fā)出的光的波長的1/4的光學(xué)厚度為基本,考慮根據(jù)入射角度和波長的反射率等而進(jìn)行最佳的工序,各層的厚度并不是必須為波長的1/4的光學(xué)厚度。所述成對的層疊的數(shù)量適合為4~40對(pairs)。在分布布拉格反射器(91a)由成對的SiO2/TiO2反復(fù)層疊的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的情況下,分布布拉格反射器(91a)優(yōu)選通過物理蒸鍍法(PVD;Physical Vapor Deposition)而形成,尤其優(yōu)選為通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)、濺射法(Sputtering)或熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)而形成。
包覆膜(91c)由Al2O3這樣的金屬氧化物、SiO2、SiON這樣的電介質(zhì)膜、MgF、CaF等物質(zhì)構(gòu)成。包覆膜(91c)優(yōu)選具備λ/4n至3.0um的厚度。在此,λ是從有源層(40)生成的光的波長,n是構(gòu)成包覆膜(91c)的物質(zhì)的折射率。在λ為450nm(4500A)的情況下,可由4500/4*1.46=771A以上的厚度形成。
雖然由多對的SiO2/TiO2構(gòu)成的分布布拉格反射器(91a)的最上層可由TiO2構(gòu)成,但是當(dāng)考慮也可由具備λ/4n程度的厚度的SiO2層構(gòu)成時,包覆膜(91c)優(yōu)選為比λ/4n更厚,以與位于下方的分布布拉格反射器(91a)的最上層區(qū)別開。但是,由于不僅對后續(xù)的開口形成工序構(gòu)成負(fù)擔(dān),并且厚度的增加不利于提高效率,還提高材料費,因此包覆膜(91c)不優(yōu)選具備3.0um以上的過于厚的厚度。由此,為了不給后續(xù)的工序帶來負(fù)擔(dān),包覆膜(91c)厚度的最大值適合形成為1um~3um以內(nèi)。但是,根據(jù)情況,也不是不能形成為3.0um以上。
為了光的反射及引導(dǎo),分布布拉格反射器(91a)的有效折射率大于電介質(zhì)膜(91b)的折射率。在分布布拉格反射器(91a)與焊盤電極(例如:70,80;參照圖34,圖6)直接接觸的情況下,通過分布布拉格反射器(91a)而進(jìn)行的光的一部分可被焊盤電極(70,80)吸收。由此,當(dāng)導(dǎo)入具備比分布布拉格反射器(91a)低的折射率的包覆膜(91c)時,可大大減少由焊盤電極(70,80;參照圖38)引起的光的吸收。當(dāng)這樣選擇折射率時,可從光波導(dǎo)(opticalwaveguide)的觀點來說明電介質(zhì)膜(91b)-分布布拉格反射器(91a)-包覆膜(91c)的關(guān)系。光波導(dǎo)是用比光的折射率低的物質(zhì)來包圍光的傳播部,并利用全反射而引導(dǎo)光的結(jié)構(gòu)物。從這樣的觀點來講,在將分布布拉格反射器(91a)看作傳播部時,電介質(zhì)膜(91b)和包覆膜(91c)作為包圍傳播部的結(jié)構(gòu)而構(gòu)成光波導(dǎo)的一部分。
例如,為了防止光的吸收,當(dāng)分布布拉格反射器(91a)由透光性物質(zhì)(例如;SiO2/TiO2)形成的情況下,電介質(zhì)膜(91b)由折射率比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的電介質(zhì)(例如:SiO2)構(gòu)成。在此,有效折射率是指,在由具備彼此不同的折射率的物質(zhì)構(gòu)成的波導(dǎo)中進(jìn)行的光所具備的等價折射率。包覆膜(91c)還由比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的物質(zhì)(例如:Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF)構(gòu)成。在分布布拉格反射器(91a)由SiO2/TiO2構(gòu)成的情況下,SiO2的折射率為1.46,TiO2的折射率為2.4,因此分布布拉格反射器(91a)的有效折射率具備1.46與2.4之間的值。由此,電介質(zhì)膜(91b)可由SiO2構(gòu)成,其厚度適合為0.2um~1.0um。包覆膜(91c)也由具備比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的1.46的折射率的SiO2形成。
從光波導(dǎo)的觀點來講不優(yōu)選,但從本發(fā)明的整個技術(shù)思想的觀點來講,可考慮省略電介質(zhì)膜(91b)的情況,無需排除由分布布拉格反射器(91a)和包覆膜(91c)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。也可考慮代替分布布拉格反射器(91a)而包括作為電介質(zhì)的TiO2材質(zhì)的電介質(zhì)膜(91b)的情況。另外,在分布布拉格反射器(91a)在最上層具備SiO2層的情況下,可考慮省略包覆膜(91c)。另外,如果考慮實質(zhì)上在橫向上進(jìn)行的光的反射率而設(shè)計電介質(zhì)膜(91b)和分布布拉格反射器(91a),則在分布布拉格反射器(91a)在最上層具備TiO2層的情況下,也可考慮省略包覆膜(91c)。
這樣,電介質(zhì)膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)作為非導(dǎo)電性反射膜(R)而執(zhí)行光波導(dǎo)的作用,整個厚度優(yōu)選為1μm~8μm。
如圖33a例示,傾斜的光(L1,L2)也被焊盤電極(70,80)或非導(dǎo)電性反射膜(R)反射,但是在分布布拉格反射器(91a)的情況下,對越接近垂直方向的光(L3),反射率越高,大致反射99%以上。另外,在作為非導(dǎo)電性反射膜(R)而使用ODR的情況下,可良好地反射所有方向的光。
參照圖33b,為了將DBR及ODR等多層結(jié)構(gòu)用作反射膜,各個物質(zhì)層應(yīng)準(zhǔn)確地形成為特別設(shè)計的厚度。但是,通過非導(dǎo)電性反射膜(R)下方的結(jié)構(gòu)物(例如:電極700、800,通過半導(dǎo)體層的蝕刻而產(chǎn)生的高度差等),在非導(dǎo)電性反射膜(R)出現(xiàn)產(chǎn)生高度差的部分(由虛線表示)。在這樣的具有高度差的區(qū)域,各個物質(zhì)層不能形成為所設(shè)計的厚度或各個層不能解決高度差而被中斷或產(chǎn)生形狀被扭曲的區(qū)域(異常區(qū)域;A1;參照圖32)。其結(jié)果,在異常區(qū)域(A1)中反射率下降,光(L11,L12)被泄漏或增加吸收損失。
如圖32所示,從電極(75)的橫截面觀察時,光吸收防止膜(41)的一部分從電極(75)露出,形成至電極(75)的周邊為止。使自從電極(75)露出的光吸收防止膜(41)的電極(75)的側(cè)表面的長度(D2;距離或?qū)挾?比所述異常區(qū)域(A1)的長度(D1;距離或?qū)挾?長,由此減少因光進(jìn)入所述異常區(qū)域(A1)而被泄漏或吸收來造成的損失。
如上述,在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中,光吸收防止膜(41)可僅具備反射從有源層(40)發(fā)生的一部分或全部的光的功能,也可僅具備防止來自電極(75)的電流流向電極(75)的正下方的功能(current blocking),也可將兩個功能均具備。由此,光吸收防止膜(41)通過反射朝向所述異常區(qū)域(A1)的光,從而減少損失。另外,從其他觀點來講,光吸收防止膜(41)抑制直接流向所述異常區(qū)域(A1)的正下方的有源層(40)的電流,因此有可能相對減少在所述異常區(qū)域(A1)的正下方的有源層(40)上的光的生成,在該情況下,朝向異常區(qū)域(A1)的光的量也會減少,其結(jié)果,又能減少光損失。
為了這樣的功能,光吸收防止膜(41)可由用比第二半導(dǎo)體層(50;例如:p型半導(dǎo)體層)折射率低的透光性物質(zhì)構(gòu)成的單層(例如:SiO2)或多層(例如:Si02/TiO2/SiO2)或分布布拉格反射器或單層和分布布拉格反射器的組合等構(gòu)成。關(guān)于光吸收防止膜(41)的厚度,根據(jù)結(jié)構(gòu),適合形成為0.01μm~1.0μm。如果光吸收防止膜(41)的厚度過于薄,則功能較弱,如果過于厚,則導(dǎo)致在光吸收防止膜(41)上形成的透光性導(dǎo)電膜(60)難以蒸鍍。光吸收防止膜(41)無需必須由非導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成。但是,通過利用電介質(zhì)物質(zhì),從而能夠提高抑制電流直接流向電極(75)的正下方的效果。
圖34是用于說明光吸收防止膜(41)的例子的圖,圖示了電極(75)的橫截面和非導(dǎo)電性反射膜(R)。在本例中,光吸收防止膜(41)的末端具備楔(wedge)狀,電極(75)的側(cè)表面相對光吸收防止膜(41)而形成為傾斜面。如上述,關(guān)于光吸收防止膜(41)的厚度,具備與構(gòu)成非導(dǎo)電性反射膜(R)的各個層的厚度相比不可忽視的厚度。由此,與光吸收防止膜(41)的末端或邊緣垂直地構(gòu)成高度差面的情況相比,如圖34所示地,末端具備楔狀而使高度變化緩慢時,更有利于抑制異常區(qū)域(A1)的發(fā)生。同樣地,與將電極(75)的側(cè)表面形成為垂直面的情況相比,如果將側(cè)表面形成為傾斜面,則在形成非導(dǎo)電性反射膜(R)時,使多個層更好地沿著電極(75)的輪廓而形成,因此有利于抑制異常區(qū)域(A1)的發(fā)生或減少其長度。
為了防止光進(jìn)入異常區(qū)域(A1),增加從具有高度差的面(例如:電極(75)的側(cè)表面)起的光吸收防止膜(41)的長度為好,但是有可能減少向有源層(40)的電流供給,因此光吸收防止膜(41)的長度不適合過于長。
圖35是用于說明對電極(75)的高度、異常區(qū)域(A1)及光吸收防止膜(41)之間的關(guān)系進(jìn)行實驗的結(jié)果的圖,異常區(qū)域(A1)比起非導(dǎo)電性反射膜(R)本身的厚度,更是受到由電極(75)引起的高度差或電極(75)的厚度的影響。異常區(qū)域(A1)的長度(D1)與所述高度差(例如:在圖35所示的例子中為電極(75)的高度)有關(guān)。例如,表示以圖35a、圖35b及圖35c的順序增加電極(75)的高度(厚度)而形成非導(dǎo)電性反射膜(R)的結(jié)果。電極(75)的高度越增加,在異常區(qū)域(A1)中層結(jié)構(gòu)的扭曲更被加重。例如,在將電極(75)的厚度變更為1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm等而進(jìn)行實驗時,異常區(qū)域(A1)的長度(D1)形成為0.2μm~2.0μm程度。由此,在由電極(75)引起的高度差為0.5μm~3.0μm的情況下,使自電極(75)的側(cè)表面起的光吸收防止膜(41)的長度(D2)比異常區(qū)域(A1)的長度(D1)長,適合形成為2.0μm~10μm。在D2為10μm以上的情況下,需要考慮由正常地發(fā)出光的有源層的減少而導(dǎo)致的動作電壓(Vf)的上升和亮度減少。重要的是使D2為D1以上,由此,優(yōu)選與D1對應(yīng)地適當(dāng)決定D2的長度。
圖36是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,圖37是表示在圖36中沿著A-A線而切開的截面的一例的圖,圖38是表示在圖36中沿著B-B線而切開的截面的一例的圖。
半導(dǎo)體發(fā)光元件包括襯底(10)、多個半導(dǎo)體層(30,40,50)、光吸收防止膜(41)、透光性導(dǎo)電膜(60)、第一電極(82,85)、第二電極(72,75)、非導(dǎo)電性反射膜(R)、第一焊盤電極(80)、第二焊盤電極(70)、第一電連接器(81)及第二電連接器(71)。下面,以III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件為例進(jìn)行說明。
作為襯底(10),主要使用藍(lán)寶石、SiC、Si、GaN等,襯底(10)最終可被去除。本例在去除襯底(10)或具備導(dǎo)電性的情況下,電極可適用于襯底(10)被去除的第一半導(dǎo)體層(30)側(cè)或形成于導(dǎo)電性襯底側(cè)的半導(dǎo)體發(fā)光元件。第一半導(dǎo)體層(30)和第二半導(dǎo)體層(50)可變換其位置,在III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中,主要由GaN構(gòu)成。
多個半導(dǎo)體層(30,40,50)包括:在襯底(10)上形成的緩沖層(20)、具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層(30;例如:摻有Si的GaN)、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層(50;例如:摻有Mg的GaN)及介于第一半導(dǎo)體層(30)與第二半導(dǎo)體層(50)之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱結(jié)構(gòu))。多個半導(dǎo)體層(30,40,50)分別由多層構(gòu)成,緩沖層(20)可被省略。通過將多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的一部分臺面蝕刻,從而露出第一半導(dǎo)體層(30)的一部分。
光吸收防止膜(41)在第二半導(dǎo)體層(50)上與第二電極(72,75)對應(yīng)地形成。圖32是在圖36中沿著C-C線而切開的截面的一例。優(yōu)選為,具備透光性導(dǎo)電膜(60)。透光性導(dǎo)電膜(60)形成于光吸收防止膜(41)與第二電極(72,75)之間,并具備透光性,大致將整個第二半導(dǎo)體層(50)覆蓋而形成,但也可以僅形成于一部分。特別地,在p型GaN的情況下,電流擴散能力下降,在p型半導(dǎo)體層(50)由GaN構(gòu)成的情況下,大部分需要得到透光性導(dǎo)電膜(60)的幫助。例如,ITO、Ni/Au這樣的物質(zhì)可用作透光性導(dǎo)電膜(60)。
第一電極(82,85)與將第二半導(dǎo)體層(50)及有源層(40)的一部分臺面蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)電連接。第二電極(72,75)在透光性導(dǎo)電膜(60)上與光吸收防止膜(41)對應(yīng)地形成,并與第二半導(dǎo)體層(50)電連接。在本例中,電極具備凸臺狀(islandtype)電極(72,82)和延伸式(extending type)電極(75,85;分支電極)。當(dāng)然,電極也可以形成為與此不同的形態(tài),也可以僅具備凸臺狀電極或僅具備延伸式電極。在本例中,第一延伸式電極(85)從第一焊盤電極(80)的下方向第二焊盤電極(70)的下方延伸,第二延伸式電極(75)從第二焊盤電極(70)的下方向第一焊盤電極(80)的下方延伸。
非導(dǎo)電性反射膜(R)以覆蓋透光性導(dǎo)電膜(60)、電極(72,75,82,85)及通過蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)的方式形成,將來自有源層(40)的光反射到多個半導(dǎo)體層(30,40,50)側(cè)。非導(dǎo)電性反射膜(R)優(yōu)選為具備多層結(jié)構(gòu),可適用圖32至圖34中說明的非導(dǎo)電性反射膜(R)。光吸收防止膜(41)分別與延伸式電極(75;分支電極)和凸臺狀電極(72)對應(yīng)地形成。非導(dǎo)電性反射膜(R)的異常區(qū)域(A1)也可形成在延伸式電極(75)及凸臺狀電極(72)的周圍。作為在圖36中沿著C-C線而切開的延伸式電極(75)的橫截面的一例,參照圖32,從延伸式電極(75)的側(cè)表面起的光吸收防止膜(41)的長度(D2;向線C-C方向的長度)比非導(dǎo)電性反射膜(R)的異常區(qū)域(A1)的長度(D1;向線C-C方向的長度)長。
第一焊盤電極(80)及第二焊盤電極(70)在非導(dǎo)電性反射膜(R)上以彼此隔開且相對的方式形成。在本例中,第一焊盤電極(80)供給電子,第二焊盤電極(70)供給空穴。當(dāng)然,也可以是與此相反的情況。第一電連接器(81)通過形成在非導(dǎo)電性反射膜(R)的開口(97b)而與第一焊盤電極(80)和第一電極(82,85)電連接,第二電連接器(71)通過開口(97a)而與第二焊盤電極(70)和第二電極(72,75)電連接??梢栽谛纬珊副P電極(70,80)時一起形成電連接器(71,81),也可以在形成電連接器(71,81)之后,通過另設(shè)的過程而形成焊盤電極(70,80)。
第一焊盤電極(80)及第二焊盤電極(70)作為用于與外部電極電連接的電極,可與外部電極共晶接合或焊接或?qū)Ь€接合。外部電極可以是形成在次黏著基臺的導(dǎo)通部、封裝體的引線框架、形成在PCB的電子圖案等,只要是與半導(dǎo)體發(fā)光元件獨立地構(gòu)成的導(dǎo)線,則對其形態(tài)不作特別限定。第一焊盤電極(80)及第二焊盤電極(70)具備某程度的面積而形成,由此反射通過非導(dǎo)電性反射膜(R)而未被反射的光。第一焊盤電極(80)及第二焊盤電極(70)既可以具備利用另外的突起物而與封裝體結(jié)合的程度的高度,也可以本身蒸鍍成與封裝體結(jié)合的程度的高度。
根據(jù)這樣的半導(dǎo)體發(fā)光元件,代替金屬反射膜而使用非導(dǎo)電性反射膜(R),從而減少由光被吸收而產(chǎn)生的損失。另外,形成光吸收防止膜(41),以阻斷光進(jìn)入因電極、由蝕刻產(chǎn)生的高度差等凹凸結(jié)構(gòu)而在非導(dǎo)電性反射膜(R)上形成的異常區(qū)域(A1),從而減少光的損失,提高亮度。特別地,這樣,光吸收防止膜(41)不僅單純地用作電流阻斷層,而且還具備為了阻斷光進(jìn)入上述的異常區(qū)域(A1)而考慮了異常區(qū)域(A1)的長度的長度(距離或?qū)挾?,從而有利于提高亮度。
圖39是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一例的圖,與第二電極(72,75)對應(yīng)地在第二半導(dǎo)體層(50)與透光性導(dǎo)電膜(60)之間形成有光吸收防止膜(41)。另外,在第一電極(82,85)與第一半導(dǎo)體層(30)之間形成有追加的光吸收防止膜(45)。
圖40是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,可看作是沿著圖39的D-D線而切開的截面的一例。電極(85)形成在通過臺面蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)上。因通過臺面蝕刻而產(chǎn)生的高度差,在非導(dǎo)電性反射膜(R;91a,91b,91c)發(fā)生異常區(qū)域(A1)。與這樣的異常區(qū)域(A1)對應(yīng)地,追加的光吸收防止膜(45)形成在電極(85)與第一半導(dǎo)體層(30)之間而露出到電極(85)的周邊,在覆蓋追加的光吸收防止膜(45)并與第一半導(dǎo)體層(30)導(dǎo)通的導(dǎo)電體(65)上形成電極(85)。
圖41是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,可看作是沿著圖39的D-D線而切開的截面的另一例。為了阻斷光進(jìn)入因通過臺面蝕刻產(chǎn)生的高度差而形成的異常區(qū)域(A1),追加的光吸收防止膜(45)形成在通過臺面蝕刻而產(chǎn)生的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的內(nèi)側(cè)面及第一半導(dǎo)體層(30)上,追加的光吸收防止膜(45)的一部分被去除,電極(85)與第一半導(dǎo)體層(30)導(dǎo)通而形成。
圖42是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,在臺面蝕刻時調(diào)節(jié)視覺條件而使被蝕刻的面(37)成為傾斜面。雖然存在通過臺面蝕刻產(chǎn)生的高度差,但因為被蝕刻的面(37)是傾斜面,因此與具備急劇的高度差的情況相比,能夠更好地形成非導(dǎo)電性反射膜(R;91a,91b,91c)。由此,在非導(dǎo)電性反射膜(R;91a,91b,91c)減少異常區(qū)域(A1)的扭曲的程度或顯著地消除扭曲。由此,異常區(qū)域(A1)不再異常,具備所需程度的反射率或減少光的泄漏。
圖43是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,由非導(dǎo)電性反射膜(R)覆蓋第一電極(82)及第二電極(75),并通過貫穿非導(dǎo)電性反射膜(R)的電連接器(71,81),焊盤電極(70,80)與電極(75,82)分別連接。與通過臺面蝕刻而產(chǎn)生的高度差面(例如:35)對應(yīng)地形成異常區(qū)域(A1),與此對應(yīng)地,追加的光吸收防止膜(45)形成在通過臺面蝕刻而產(chǎn)生的高度差面(例如:35)及露出的第一半導(dǎo)體層(30)。導(dǎo)電體(65)介于第一電極(82)與追加的光吸收防止膜(45)之間而與第一半導(dǎo)體層(30)電連接。當(dāng)然,也可以是光吸收防止膜(41)與追加的光吸收防止膜(45)連接的例子。
圖44及圖45是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,在本例中,光吸收防止膜(41)形成在電極(75)的周邊,阻斷光進(jìn)入在非導(dǎo)電性反射膜(R)產(chǎn)生的異常區(qū)域(A1)。與上述的例子不同地,在本例中,光吸收防止膜(41)形成在透光性導(dǎo)電膜(60)與非導(dǎo)電性反射膜(R)之間。這樣形成的光吸收防止膜(41)既可由非導(dǎo)電性物質(zhì)形成,也可由導(dǎo)電性物質(zhì)形成。在光吸收防止膜(41)由導(dǎo)電性物質(zhì)形成的情況下,圖44及圖45的形態(tài)均可實現(xiàn)。在光吸收防止膜(41)由非導(dǎo)電性物質(zhì)形成的情況下,如圖44所示,可使去除光吸收防止膜(41)的一部分而露出的透光性導(dǎo)電膜(60)與電極(75)導(dǎo)通。為了抑制電流流向電極(75)的正下方,電流阻斷層(21)在電極(75)的下方形成于第二半導(dǎo)體層(50)與透光性導(dǎo)電膜(60)之間。在該情況下,與電流阻斷層(21)獨立地形成光吸收防止膜(41),因此可以與異常區(qū)域(A1)無關(guān)地決定電流阻斷層(21)的長度或?qū)挾取A硗?,在圖44所示的例子的情況下,光吸收防止膜(41)還能夠減緩因電極(75)產(chǎn)生的高度差,因此能夠減少發(fā)生異常區(qū)域(A1)的程度。
圖46至圖48是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的一例的圖,下面,以III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件為例進(jìn)行說明。在半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中,首先,如圖46a所示,在生長襯底(10)上形成多個半導(dǎo)體層(30,40,50)。多個半導(dǎo)體層(30,40,50)包括:在生長襯底(10)上形成的緩沖層(20)、具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層(30;例如:摻有Si的GaN)、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層(50;例如:摻有Mg的GaN)及介于第一半導(dǎo)體層(30)與第二半導(dǎo)體層(50)之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱結(jié)構(gòu))。多個半導(dǎo)體層(30,40,50)分別由多層構(gòu)成,緩沖層(20)可被省略。
之后,如圖46b及圖46c所示,去除多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的一部分而劃分多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)和各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)周邊的壁(37)。在本例中,在該劃分的過程中,各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面(106)的傾斜度和壁(37)的側(cè)表面的傾斜度彼此不同。例如,如圖46b所示,與各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)對應(yīng)的第一掩膜(M1)和與壁(37)對應(yīng)且比第一掩膜(M1)蝕刻選擇比高的第二掩膜(M2)形成在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)上,多個半導(dǎo)體層(30,40,50)被蝕刻。例如,第一掩膜(M1)包括光致抗蝕劑,第二掩膜(M2)包括電介質(zhì)及金屬中的至少一個。作為電介質(zhì),例如是SiO2、SiN、Al2O3等,作為金屬,例如是Ni、Cr等。
如圖46c所示,在蝕刻工序的結(jié)果,與第一掩膜(M1)對應(yīng)地,各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的側(cè)表面(106)相對于生長襯底(10)而傾斜地構(gòu)成傾斜面。與第二掩膜(M2)對應(yīng)地,由生長襯底(10)和壁(37)的側(cè)表面所構(gòu)成的角度比由生長襯底(10)和各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的側(cè)表面(106)所構(gòu)成的角度更接近直角,優(yōu)選形成為直角。在本例中,2個壁(37)形成于相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)之間。如圖46c所示,在蝕刻多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的過程中,在各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)形成有露出第一半導(dǎo)體層(30)的開口(63)。在蝕刻工序之后,由光致抗蝕劑構(gòu)成的第一掩膜(M1)被去除,由電介質(zhì)或金屬構(gòu)成的第二掩膜(M2)被殘留。在此,壁(37)包括留在第二掩膜(M2)的下方的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)和殘留的第二掩膜(M2)。當(dāng)然,第二掩膜(M2)也可被去除,但通過留下第二掩膜(M2),從而由壁(37)產(chǎn)生的高度差變大,通過這樣的高度差,能夠更好地形成后述的不均勻部(98)
之后,如圖47a所示,非導(dǎo)電性反射膜(R)以覆蓋各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)及多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)之間的方式形成。非導(dǎo)電性反射膜(R)反射來自有源層(40)的光。非導(dǎo)電性反射膜(R)優(yōu)選具備多層結(jié)構(gòu),為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收,至少非導(dǎo)電性反射膜(R)的反射光的一側(cè)由非導(dǎo)電性物質(zhì)形成。在此,絕緣性是指,非導(dǎo)電性反射膜(R)不用作電氣性導(dǎo)通的手段,必須使整個非導(dǎo)電性反射膜(R)僅由非導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成。作為多層結(jié)構(gòu),非導(dǎo)電性反射膜(R)包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)、全方位反射器(ODR;Omni-Directional Reflector)等。在形成非導(dǎo)電性反射膜(R)時,有可能發(fā)生通過由壁(37)或各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面(106)產(chǎn)生的高度差來導(dǎo)致非導(dǎo)電性反射膜(R)的層結(jié)構(gòu)扭曲而反射率下降的不均勻部(98)。在本例中,各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的側(cè)表面(106)構(gòu)成傾斜面而減緩扭曲,壁(37)為了故意加重扭曲而形成為垂直或急劇的傾斜。由此,如圖47所示,在與壁(37)對應(yīng)的非導(dǎo)電性反射膜(R)形成不均勻部(98)。
在形成非導(dǎo)電性反射膜(R)之后,如圖47b所示,形成電極(80,70)和電連接器(81,71),在各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)形成半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)。各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)包括多個半導(dǎo)體層、透光性導(dǎo)電膜(60)、非導(dǎo)電性反射膜(R)、電極(80,70)及電連接器(81,71)。之后,如圖47c所示,切開2個壁(37)之間而分離成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件(101)。壁(37)具備與半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的側(cè)表面(106)對置的內(nèi)側(cè)面及與內(nèi)側(cè)面相對的外側(cè)面,外側(cè)面自切開時所形成的切割面分離而形成,非導(dǎo)電性反射膜(R)覆蓋外側(cè)面與切割面之間。在切開時,可進(jìn)行刻劃及/或破斷工序。也可追加化學(xué)蝕刻工序。例如,在刻劃&破斷中,在刻劃工序中利用激光或刀具,通過接著刻劃工序而執(zhí)行的破斷工序,將初步地切開的半導(dǎo)體發(fā)光元件完全地分離成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件(101)。作為利用激光而鋸斷的方法的一例,可使用隱形切割(Stealth dicing)方法。根據(jù)該方法,從生長襯底(10)的內(nèi)側(cè)切斷(cutting),從而克服碎屑、元件損毀、半導(dǎo)體物質(zhì)的損失等問題。例如,將焦點對準(zhǔn)生長襯底(10)的表面下方,通過激光(2)而在生長襯底(10)形成多個穿孔,使附著于多個半導(dǎo)體層(30,40,50)側(cè)的帶膨脹,從而分離成單獨的芯片。通過隱形切割方法,僅在生長襯底(10)的內(nèi)部形成多個穿孔,襯底的表面毫無損壞。另外,與用刀片切開的情況相比,通過隱形切割而切開時,大大減小切割的間隔或?qū)挾取?/p>
圖48是表示非導(dǎo)電性反射膜(R)的層結(jié)構(gòu)在壁(37)扭曲的不均勻部(98)的一例的圖,參照圖48a,通過由壁(37)產(chǎn)生的高度差,非導(dǎo)電性反射膜(R)的各個層不能柔和地跨越壁(37)。大致在壁(37)的側(cè)表面與生長襯底(10)所相交的下側(cè)拐角部及壁(37)的上端邊緣等中,非導(dǎo)電性反射膜(R)的各個層不能連續(xù)均勻地連接,增加不均勻性,或者因各個層未能連接而形成邊界線等原因,形成不均勻部(98)。如圖48b所示,在將壁(37)之間切開時,在非導(dǎo)電性反射膜(R)可發(fā)生裂痕(CR1,CR2),通過壁(37)之間的不均勻部(98),可阻斷裂痕(CR1,CR2)向旁邊擴散。另外,通過形成于壁(37)的上端的邊緣附近的不均勻部(98),可阻斷裂痕(CR1,CR2)的擴散。另外,關(guān)于跨越壁(37)的裂痕(CR1,CR2),通過形成于壁(37)的下端的不均勻部(98),無法進(jìn)一步地擴散。由此,防止裂痕(CR1,CR2)侵入到半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)。
圖49及圖50是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,圖50表示在圖49中沿著A-A線而切開的截面的一例。半導(dǎo)體發(fā)光元件包括多個半導(dǎo)體層(30,40,50)、壁(37)、非導(dǎo)電性反射膜(R)及至少一個電極(80,70)。在多個半導(dǎo)體層(30,40,50)上由光致抗蝕劑形成第一掩膜(M1),并以包括電介質(zhì)或金屬的方式形成第二掩膜(M2),然后對多個半導(dǎo)體層(30,40,50)進(jìn)行蝕刻而劃分為多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)和壁(37)。另外,在蝕刻多個半導(dǎo)體層(30,40,50)之前,使用SiO2這樣的電介質(zhì)而形成光吸收防止膜(41)。在本例中,光吸收防止膜(41)與后述的電連接器(71)或分支電極(75)對應(yīng)地形成,也形成在要形成壁(37)的位置。光吸收防止膜(41)即可僅具備反射從有源層(40)產(chǎn)生的一部分或全部的光的功能,也可僅具備防止電流流向電連接器(71)或分支電極(75)的正下方的功能(currentblocking),也可將兩個功能均具備。
在劃分為多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)和壁(37)的蝕刻工序中去除第一掩膜(M1),留下第二掩膜(M2)。由此,在本例中,壁(37)由多個半導(dǎo)體層(30,40,50)、作為殘留的光吸收防止膜(41)的電介質(zhì)層及第二掩膜(M2)構(gòu)成。壁(37)與多個導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面(106)分離而形成,在本例中,以包圍半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的周圍的方式形成。
在進(jìn)行蝕刻工序之后,形成覆蓋各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的透光性導(dǎo)電膜(60;例如:ITO)。接著,在與光吸收防止膜(41)對應(yīng)的透光性導(dǎo)電膜(60)上形成分支電極(75),在通過臺面蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層(30)上形成分支電極(85)。根據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光元件的規(guī)格,也可省略分支電極(85,75)。另外,在形成透光性導(dǎo)電膜(60)之后,還可執(zhí)行蝕刻多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的工序,在該情況下,在與壁(37)對應(yīng)的位置也殘留透光性導(dǎo)電膜(60),使殘留的透光性導(dǎo)電膜(60)包括在壁(37)的一部分。作為又一例,在與壁(37)對應(yīng)的位置包括光吸收防止膜(41)及透光性導(dǎo)電膜(60)中的至少一個情況下,第二掩膜(M2)可包括光吸收防止膜(41)及透光性導(dǎo)電膜(60)中的至少一個及其上的光致抗蝕劑。
非導(dǎo)電性反射膜(R)以覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)、多個半導(dǎo)體層(30,40,50)與壁(37)之間及壁(37)的方式形成。在非導(dǎo)電性反射膜(R)因壁(37)而形成有不均勻部(irregular portion),不均勻部(98)與多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面(106)上的非導(dǎo)電性反射膜(R)的形狀(例如:非導(dǎo)電性反射膜(R)的各個層的均勻性)相比,形狀更不均勻。第一電極(80)及第二電極(70)形成在非導(dǎo)電性反射膜(R)上,通過電連接器(81,71)而與多個半導(dǎo)體層(30,40,50)電連接。不均勻部(98)在切成各個半導(dǎo)體發(fā)光元件(101)時防止在非導(dǎo)電性反射膜(R)產(chǎn)生的裂痕(CR1,CR2)向半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)側(cè)擴散。
非導(dǎo)電性反射膜(R)具備多個層,作為一例而包括分布布拉格反射器(91a)。在分布布拉格反射器(91a)與多個半導(dǎo)體層(30,40,50)之間形成電介質(zhì)膜(91b),在分布布拉格反射器(91a)上形成包覆膜(91c)。例如,分布布拉格反射器(91a)由SiO2和TiO2成對地層疊多次而構(gòu)成。此外,分布布拉格反射器(91a)可通過Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物質(zhì)和比其折射率低的電介質(zhì)薄膜(代表性的為,SiO2)等的組合而構(gòu)成。例如,分布布拉格反射器(91a)由成對的SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反復(fù)層疊而構(gòu)成,對于藍(lán)光,SiO2/TiO2的反射效率較好,對于UV光,SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。在分布布拉格反射器(91a)由成對的SiO2/TiO2構(gòu)成的情況下,優(yōu)選為,將各個層的厚度以從有源層(40)發(fā)出的光的波長的1/4的光學(xué)厚度為基本,考慮根據(jù)入射角度和波長的反射率等而進(jìn)行最佳化工序,但各個層的厚度無需必須為波長的1/4光學(xué)厚度。所述成對的層疊的數(shù)量適合為4~40對(pairs)。在分布布拉格反射器(91a)由成對的SiO2/TiO2的反復(fù)層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成的情況下,分布布拉格反射器(91a)優(yōu)選通過物理蒸鍍法(PVD;Physical Vapor Deposition)而形成,尤其優(yōu)選通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)、濺射法(Sputtering)或熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)形成。
包覆膜(91c)由Al2O3這樣的金屬氧化物、SiO2、SiON這樣的電介質(zhì)膜(91b)、MgF、CaF等物質(zhì)構(gòu)成。包覆膜(91c)優(yōu)選具備λ/4n至3.0um的厚度。在此,λ是在有源層(40)生成的光的波長,n是構(gòu)成包覆膜(91c)的物質(zhì)的折射率。在λ為450nm(4500A)的情況下,可形成為4500/4*1.46=771A以上的厚度。這樣,電介質(zhì)膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)作為非導(dǎo)電性反射膜(R)而執(zhí)行光波導(dǎo)的作用,整體厚度為1μm~8μm或4μm~5μm。
圖51是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法的另一例的圖,如圖51a所示,在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)之間形成有一個壁(37),在壁(37)與半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的側(cè)表面(106)之間的非導(dǎo)電性反射膜(R)上形成有不均勻部(98)。如圖51b所示,沿著切開線(SCL1)而切開壁(37),從而分離成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件(101)。壁(37)具備與多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面(106)對置的內(nèi)側(cè)面及與內(nèi)側(cè)面相對的外側(cè)面,外側(cè)面是在切開時所形成的切割面。在非導(dǎo)電性反射膜(R)產(chǎn)生的裂痕(CR1,CR2)不能通過不均勻部(98),由此無法進(jìn)一步地擴散。
圖52是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法的又一例的圖,如圖52a所示,在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)之間形成一個壁(37),在壁(37)與半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的側(cè)表面(106)之間的非導(dǎo)電性反射膜(R)形成有不均勻部(98)。去除與切開線(SCL1)對應(yīng)的壁(37)上的非導(dǎo)電性反射膜(R)的一部分而形成槽(99)。之后,如圖52b所示,沿著切開線(SCL1)而切開壁(37),從而分離成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件(101)。在分離時,通過槽(99)而減少在非導(dǎo)電性反射膜(R)上產(chǎn)生裂痕(CR1,CR2),產(chǎn)生的裂痕(CR1,CR2)不能通過不均勻部(98),由此無法進(jìn)一步地擴散。
圖53是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法的又一例的圖,如圖53a所示,在將多個半導(dǎo)體層(30,40,50)蝕刻而分割成多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)和壁(37)之后,形成覆蓋各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的保護(hù)掩膜(M3)。之后,如圖53b所示,通過濕式蝕刻等方法而追加地蝕刻壁(37)的下側(cè)拐角部,從而將壁(37)的側(cè)表面(107)形成為倒臺形狀。在將壁(37)的側(cè)表面(107)形成為倒臺形狀的過程中,通過保護(hù)掩膜(M3),半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的側(cè)表面(106)保持原來的傾斜。與此不同地,也可將半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域(104)的多個半導(dǎo)體層(30,40,50)的側(cè)表面(106)形成為倒臺形狀。之后,如圖53c所示,形成非導(dǎo)電性反射膜(R)。壁(37)的側(cè)表面(107)構(gòu)成倒臺或逆傾斜,因此非導(dǎo)電性反射膜(R)的各個側(cè)難以沿著壁(37)而均勻地形成,由此形成加重了形狀的扭曲的不均勻部(98)。通過不均勻部(98)而阻斷在切開多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)時產(chǎn)生的裂痕(CR1,CR2)的擴散。
圖54是用于說明本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一例的圖,壁(37)在半導(dǎo)體發(fā)光芯片(105)的周圍部分地形成。例如,在蒸鍍金屬層而將多個半導(dǎo)體發(fā)光元件電連接的情況下,可向未形成有壁(37)的一側(cè)形成金屬層。或者,反而在壁(37)上,例如,在非導(dǎo)電性反射膜(R)上形成金屬層,由此減少由金屬層形成的高度差。
下面,對本發(fā)明的各種實施方式進(jìn)行說明。
(1)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,其包括:至少一個發(fā)光部,它們形成在襯底上,并包括多個半導(dǎo)體層,該多個半導(dǎo)體層包括具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層及介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層;保護(hù)部,其以與至少一個發(fā)光部絕緣的方式形成在襯底上,并具備多個半導(dǎo)體層;絕緣性反射層,其形成在至少一個發(fā)光部及保護(hù)部上;第一電極部,其將至少一個發(fā)光部的第一半導(dǎo)體層和保護(hù)部的第二半導(dǎo)體層電氣性地連通;及第二電極部,其將至少一個發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層和保護(hù)部的第一半導(dǎo)體層電氣性地連通,第一電極部及第二電極部中的至少一個包括:上部電極,其形成在絕緣性反射層上;及多個電連接器,它們將至少一個發(fā)光部、上部電極及保護(hù)部電氣性地連通。
(2)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,至少一個發(fā)光部包括:第一發(fā)光部,其具備多個半導(dǎo)體層,與第一電極部電氣性地連通;第二發(fā)光部,其與第一發(fā)光部分離而形成,與第二電極部電氣性地連通;及連接電極,其將第一發(fā)光部和第二發(fā)光部電氣性地連通。
(3)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,半導(dǎo)體發(fā)光元件為倒裝芯片(flip chip),第一電極部包括第一上部電極及多個電連接器,第二電極部包括第二上部電極及多個電連接器,第一電極部的多個電連接器包括:第一電連接器,其貫穿絕緣性反射層而將第一發(fā)光部的第一半導(dǎo)體層和第一上部電極電氣性地連通;及第二電連接器,其將保護(hù)部的第二半導(dǎo)體層和第一上部電極電氣性地連通,第二電極部的多個電連接器包括:第三電連接器,其貫穿絕緣性反射層而將第二發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層和第二上部電極電氣性地連通;及第四電連接器器,其將保護(hù)部的第一半導(dǎo)體層和第二上部電極電氣性地連通。
(4)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,從上方觀察時,第一上部電極及第二上部電極的一部分與保護(hù)部重疊,第二電連接器及第四電連接器貫穿絕緣性反射層而與保護(hù)部電氣性地連通。
(5)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,保護(hù)部從第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間起形成至第一上部電極的下方及第二上部電極的下方為止。
(6)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,通過蝕刻多個半導(dǎo)體層而形成的蝕刻部,第一發(fā)光部、第二發(fā)光部及保護(hù)部彼此絕緣,從上方觀察時,保護(hù)部周圍的蝕刻部比第一發(fā)光部及第二發(fā)光部的輪廓的去除多個半導(dǎo)體層的外緣更位于內(nèi)側(cè)。
(7)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,通過蝕刻多個半導(dǎo)體層而形成的蝕刻部,第一發(fā)光部、第二發(fā)光部及保護(hù)部彼此絕緣,從上方觀察時,保護(hù)部周圍的蝕刻部的一部分與第一發(fā)光部及第二發(fā)光部的輪廓的去除多個半導(dǎo)體層的外緣連接。
(8)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,連接電極包括:第一延伸部,其在第一發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層與絕緣性反射層之間延伸;第二延伸部,其在蝕刻第二發(fā)光部而露出的第一半導(dǎo)體層上延伸;及連接部,其在第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間將第一延伸部和第二延伸部連接。
(9)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,至少一個連接電極包括:第一追加的電連接器,其在第一發(fā)光部上的絕緣性反射層上形成至第二發(fā)光部的絕緣性反射層上為止,并貫穿絕緣性反射層而將第一發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層和至少一個連接電極電氣性地連通;及第二追加的電連接器,其貫穿絕緣性反射層而將第二發(fā)光部的第一半導(dǎo)體層和至少一個連接電極電氣性地連通。
(10)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,其包括:第三單元,其位于第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間,至少一個連接電極將第一發(fā)光部、第二發(fā)光部及第三單元串聯(lián)連接,保護(hù)部從第三單元的邊緣側(cè)形成至第一上部電極的下方及第二上部電極的下方為止。
(11)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,其包括:第一發(fā)光部及第二發(fā)光部,它們形成在襯底上,并包括多個半導(dǎo)體層,通過去除第一發(fā)光部及第二發(fā)光部的周邊的多個半導(dǎo)體層來形成的蝕刻部而彼此絕緣,該多個半導(dǎo)體層包括分別具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層及介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層;絕緣層,其覆蓋與蝕刻部對應(yīng)的整個襯底;連接電極,其在第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的絕緣層上橫穿,將第一發(fā)光部和第二發(fā)光部電連接;絕緣性反射層,其覆蓋第一發(fā)光部、第二發(fā)光部及絕緣層;第一電極部,其向第一半導(dǎo)體層供給電子和空穴中的一個;及第二電極部,其向第二半導(dǎo)體層供給電子和空穴中的另一個,第一電極部及第二電極部中的至少一個包括:第一上部電極,其形成在絕緣性反射層上;及第一電連接器,其貫穿絕緣性反射層,將第一上部電極和多個半導(dǎo)體層電氣性地連通。
(12)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的蝕刻部的寬度比第一發(fā)光部及第二發(fā)光部的輪廓的蝕刻部的寬度窄。
(13)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,絕緣層形成在第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的整個蝕刻部,與連接電極對應(yīng)地形成至第一發(fā)光部及第二發(fā)光部的側(cè)表面為止。
(14)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,絕緣層包括SiO2,絕緣性反射層包括DBR(Distributed Bragg Reflector:分布布拉格反射器)及ODR(Omni-Directional Reflector:全方位反射器)中的一個。
(15)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,半導(dǎo)體發(fā)光元件為倒裝芯片(flip chip),第一電極部包括:第一上部電極,其形成在第一發(fā)光部的絕緣性反射層上;及第一電連接器,其貫穿絕緣性反射層而將第一發(fā)光部的第一半導(dǎo)體層和第一上部電極電氣性地連通,第二電極部包括:第二上部電極,其形成在第二發(fā)光部的絕緣性反射層上;及二電連接器,其貫穿絕緣性反射層而將第二發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層和第二上部電極電氣性地連通。
(16)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,其包括:保護(hù)部,其在襯底上具備多個半導(dǎo)體層,通過蝕刻部而與第一發(fā)光部及第二發(fā)光部絕緣,通過絕緣性反射層而覆蓋;第三電連接器,其將第一上部電極和保護(hù)部的第二半導(dǎo)體層電氣性地連通;及第四電連接器,其將第二上部電極和保護(hù)部的第一半導(dǎo)體層電氣性地連通。
(17)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,連接電極包括:第一延伸部,其在第一發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層與絕緣性反射層之間沿著第二發(fā)光部的邊緣而延伸;第二延伸部,其在蝕刻第二發(fā)光部而露出的第一半導(dǎo)體層上沿著第二發(fā)光部的邊緣而延伸;及連接部,其在第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的絕緣層上延伸,將第一延伸部及第二延伸部連接。
(18)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,其包括:第一發(fā)光部及第二發(fā)光部,它們形成在襯底上,并包括多個半導(dǎo)體層,通過去除第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的多個半導(dǎo)體層來形成的蝕刻部而彼此絕緣,該多個半導(dǎo)體層分別包括具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層及介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層;絕緣層,其覆蓋與蝕刻部對應(yīng)的整個襯底;第一電極部,其向第一發(fā)光部的第一半導(dǎo)體層供給電子和空穴中的一個;第二電極部,其向第二發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層供給電子和空穴中的另一個;及連接電極,其在第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的絕緣層上橫穿,將第一發(fā)光部與第二發(fā)光部電連接,連接電極包括:第一延伸部,其在第一發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層與絕緣性反射層之間延伸;第二延伸部,其在蝕刻第二發(fā)光部而露出的第一半導(dǎo)體層上沿著蝕刻部而延伸;及連接部,其在第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的絕緣層上延伸,將第一延伸部及第二延伸部連接。
(19)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,蝕刻部及絕緣層形成在第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間及第一發(fā)光部及第二發(fā)光部的輪廓,第一發(fā)光部與第二發(fā)光部之間的蝕刻部的寬度比第一發(fā)光部及第二發(fā)光部的輪廓的蝕刻部的寬度窄。
(20)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,半導(dǎo)體發(fā)光元件為倒裝芯片(flip chip),第一電極部包括:第一上部電極,其形成在第一發(fā)光部的絕緣性反射層上;及第一電連接器,其貫穿絕緣性反射層而將第一發(fā)光部的第一半導(dǎo)體層和第一上部電極電氣性地連通,第二電極部包括:第二上部電極,其形成在第二發(fā)光部的絕緣性反射層上;及第二電連接器,其貫穿絕緣性反射層而將第二發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層和第二上部電極電氣性地連通,該半導(dǎo)體發(fā)光元件包括:第一分支電極,其在蝕刻第一發(fā)光部而露出的第一半導(dǎo)體層上沿著與第一延伸部的相對的一側(cè)的邊緣而延伸,并與第一電連接器電氣性地連通;及第二分支電極,其在第二發(fā)光部的第二半導(dǎo)體層與絕緣性反射層之間沿著與第二延伸部的相對的一側(cè)的邊緣而延伸,與第二電連接器電氣性地連通。
(21)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其將形成有多個半導(dǎo)體發(fā)光元件的半導(dǎo)體發(fā)光元件晶片分離成各個半導(dǎo)體發(fā)光元件而形成,其特征在于,其包括:多個半導(dǎo)體層,它們利用生長襯底而生長,并包括具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層、介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合來生成光的有源層;非導(dǎo)電性反射膜,其以反射從有源層生成的光的方式形成在多個半導(dǎo)體層上,并具備分布布拉格反射器;第一電極及第二電極,它們在非導(dǎo)電性反射膜上為了絕緣而彼此相對且隔開間隔而形成,以向多個半導(dǎo)體層供給電子及空穴;及阻斷面,其形成在與間隔對應(yīng)的多個半導(dǎo)體層的邊緣,從而阻斷在非導(dǎo)電性反射膜產(chǎn)生的裂痕(crack)沿著間隔而擴散,該阻斷面去除多個半導(dǎo)體層的一部分而形成。
(22)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,非導(dǎo)電性反射膜包括:分布布拉格反射器,其形成在多個半導(dǎo)體層上且形成至至少一部分的阻斷面為止。
(23)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,去除晶片狀態(tài)的多個半導(dǎo)體發(fā)光元件之間的第二半導(dǎo)體層及有源層而區(qū)分為單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件,阻斷面通過去除第二半導(dǎo)體層及有源層而形成,與多個半導(dǎo)體發(fā)光元件之間具備相同的深度。
(24)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,在多個半導(dǎo)體層的邊緣將第二半導(dǎo)體層及有源層臺面蝕刻而形成槽,槽的側(cè)表面構(gòu)成阻斷面。
(25)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,在多個半導(dǎo)體層的邊緣將第二半導(dǎo)體層及有源層臺面蝕刻而形成槽,通過槽而在多個半導(dǎo)體層的輪廓形成壁,壁的側(cè)表面構(gòu)成阻斷面。
(26)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,非導(dǎo)電性反射膜覆蓋第二半導(dǎo)體層及槽,在槽的側(cè)表面,非導(dǎo)電性反射膜的厚度比在第二半導(dǎo)體層上的非導(dǎo)電性反射膜的厚度薄。
(27)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,槽向半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)表面方向開口。
(28)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,槽形成在多個半導(dǎo)體層的整個周圍。
(29)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,在分離成單獨的各個半導(dǎo)體發(fā)光元件時,生長襯底的側(cè)表面及壁的側(cè)表面構(gòu)成切割面。
(30)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,與多個半導(dǎo)體層的邊緣對應(yīng)的第一電極及第二電極的側(cè)表面構(gòu)成切割面。
(31)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,在非導(dǎo)電性反射膜形成有多個開口,該半導(dǎo)體發(fā)光元件包括:第一下部電極,其與多個開口中的一部分的開口對應(yīng)地形成在對第二半導(dǎo)體層及有源層進(jìn)行臺面蝕刻而露出的第一半導(dǎo)體層,通過一部分的開口而與第一電極電連接;及第二下部電極,其與多個開口中的剩余開口對應(yīng)地形成在第二半導(dǎo)體層上,通過開口而與第二電極電連接,阻斷面通過將第二半導(dǎo)體層及有源層臺面蝕刻而形成。
(32)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其特征在于,其包括:多個半導(dǎo)體層,它們包括具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層及介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層;電極,其與多個半導(dǎo)體層電連接;光吸收防止膜,其至少設(shè)于電極的周邊;及非導(dǎo)電性反射膜,其覆蓋多個半導(dǎo)體層、光吸收防止膜及電極,反射來自有源層的光,具備通過電極與電極的周邊之間的高度差而在電極的周邊反射率下降的異常區(qū)域,從電極的橫截面觀察時,從電極露出的光吸收防止膜比異常區(qū)域更長,以阻斷來自有源層的光入射到異常區(qū)域。
(33)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,非導(dǎo)電性反射膜包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector:全方面反射器)中的至少一個。
(34)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,光吸收防止膜是電流阻斷層(current blocking layer),該電流阻斷層介于多個半導(dǎo)體層與電極之間,并具備絕緣性。
(35)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,其包括:透光性導(dǎo)電膜,其介于光吸收防止膜與電極之間,并覆蓋第二半導(dǎo)體層。
(36)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,非導(dǎo)電性反射膜包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector:全方位反射器)中的一個,電極的厚度為0.5μm~3.0μm,自電極的側(cè)表面起的光吸收防止膜的長度為2.0μm~10μm。
(37)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,其包括:追加的電極,其形成在蝕刻第二半導(dǎo)體層及有源層而露出的第一半導(dǎo)體層上;第一焊盤電極及第二焊盤電極,它們形成在非導(dǎo)電性反射膜上;第一電連接器,其貫穿非導(dǎo)電性反射膜而將第一焊盤電極和追加的電極電連接;及第二電連接器,其貫穿非導(dǎo)電性反射膜而將第二焊盤電極和電極電連接。
(38)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,電極包括從第二焊盤電極的下方向第一焊盤電極的下方延伸的分支電極,光吸收防止膜介于第二半導(dǎo)體層與分支電極之間,與形成于分支電極周邊的異常區(qū)域?qū)?yīng)地,沿著分支電極而延伸。
(39)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,追加的電極包括在第一半導(dǎo)體層上,從第一焊盤電極的下方向第二焊盤電極的下方延伸的追加的分支電極,該半導(dǎo)體發(fā)光元件還包括追加的光吸收防止膜,該追加的光吸收防止膜以與被蝕刻的第二半導(dǎo)體層及有源層相鄰地與形成于非導(dǎo)電性反射膜的追加的異常區(qū)域?qū)?yīng)的方式沿著追加的分支電極而延伸。
(40)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,電極設(shè)置在蝕刻第二半導(dǎo)體層及有源層而露出的第一半導(dǎo)體層上,光吸收防止膜介于第一半導(dǎo)體層與電極之間。
(41)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,電極設(shè)置在蝕刻第二半導(dǎo)體層及有源層而露出的第一半導(dǎo)體層上,非導(dǎo)電性反射膜覆蓋第二半導(dǎo)體層及第一半導(dǎo)體層,通過由蝕刻產(chǎn)生的高度差而產(chǎn)生異常區(qū)域,光吸收防止膜形成在通過蝕刻而露出的第二半導(dǎo)體層的側(cè)表面、有源層的側(cè)表面及第一半導(dǎo)體層上。
(42)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,其包括:電流阻斷層,其介于多個半導(dǎo)體層與電極之間;及透光性導(dǎo)電膜,其介于電流阻斷層與電極之間,并覆蓋第二半導(dǎo)體層,光吸收防止膜形成在透光性導(dǎo)電膜與非導(dǎo)電性反射膜之間。
(43)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,光吸收防止膜的末端具備楔wedge狀。
(44)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,電極的側(cè)表面相對于光吸收防止膜而形成為傾斜面。
(45)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,電極形成在蝕刻第二半導(dǎo)體層及有源層而露出的第一半導(dǎo)體層上,蝕刻的第二半導(dǎo)體層及有源層的面相對于電極所在的露出的第一半導(dǎo)體層而構(gòu)成傾斜,非導(dǎo)電性反射膜覆蓋第二半導(dǎo)體層及第一半導(dǎo)體層,沿著構(gòu)成傾斜的蝕刻的第二半導(dǎo)體層及有源層的面而形成。
(46)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件,其將形成有多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片的晶片切開成各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片而形成,其特征在于,其包括:多個半導(dǎo)體層,它們利用生長襯底而生長,并包括具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層、介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層;壁,其與多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面隔開而形成;非導(dǎo)電性反射膜,其覆蓋多個半導(dǎo)體層、多個半導(dǎo)體層與壁之間及壁而形成,反射來自有源層的光,并在壁的周邊具備不均勻部(irregularportion),該不均勻部與在多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面上的形狀相比,形狀更不均勻;及至少一個電極,其設(shè)置在非導(dǎo)電性反射膜上,與多個半導(dǎo)體層電連接,不均勻部阻斷在切開成各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片時在非導(dǎo)電性反射膜產(chǎn)生的裂痕擴散到多個半導(dǎo)體層側(cè)。
(47)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面的傾斜度與壁的側(cè)表面的傾斜度彼此不同。
(48)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面相對于生長襯底傾斜地形成,生長襯底與壁的側(cè)表面所構(gòu)成的角度比生長襯底與多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面所構(gòu)成的角度更接近直角。
(49)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,以倒臺形狀對壁的側(cè)表面進(jìn)行蝕刻,以壁的上端的寬度比下端的寬度寬。
(50)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,非導(dǎo)電性反射膜包括具備多個層的分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及全方位反射器(Omni-Directional Reflector)中的至少一個,在壁的周邊非導(dǎo)電性反射膜的各個層的均勻性下降而形成不均勻部。
(51)半導(dǎo)體發(fā)光元件的特征在于,至少一個電極包括:第一電極,其以非導(dǎo)電性反射膜為基準(zhǔn)設(shè)置于多個半導(dǎo)體層的相反側(cè),向第一半導(dǎo)體層供給電子和空穴中的一個;第二電極,其以非導(dǎo)電性反射膜為基準(zhǔn),設(shè)置于多個半導(dǎo)體層的相反側(cè),向第二半導(dǎo)體層供給電子和空穴中的另一個;第一電連接器,其貫穿非導(dǎo)電性反射膜而將第一電極和第一半導(dǎo)體層電連接;及第二電連接器,其貫穿非導(dǎo)電性反射膜而將第二電極和第二半導(dǎo)體層電連接,在多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面與壁之間,以與第一電連接器接觸的第一半導(dǎo)體層相同的高度形成有第一半導(dǎo)體層。
(52)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法,該半導(dǎo)體發(fā)光元件通過將形成有多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片的晶片切開成各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片而形成,該方法的特征在于,其包括:在生長襯底上形成多個半導(dǎo)體層的步驟,該多個半導(dǎo)體層包括具備第一導(dǎo)電性的第一半導(dǎo)體層、具備與第一導(dǎo)電性不同的第二導(dǎo)電性的第二半導(dǎo)體層、介于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間,通過電子和空穴的復(fù)合而生成光的有源層;將多個半導(dǎo)體層的一部分去除而劃分為多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域和各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的周邊的壁的步驟;形成非導(dǎo)電性反射膜的步驟,該非導(dǎo)電性反射膜覆蓋各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域、各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域與壁之間及壁而形成,反射來自有源層的光,在壁的周邊具備與在各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面上的形狀相比形狀更不均勻的不均勻部(irregular portion);形成至少一個電極的步驟,該電極設(shè)置在各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的非導(dǎo)電性反射膜上,與多個半導(dǎo)體層電連接;及將多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片之間切開的步驟,以通過不均勻部而阻斷裂痕向各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片的非導(dǎo)電性反射膜側(cè)擴散的方式將多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片之間切開。
(53)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在將多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域和各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的周邊的壁劃分的步驟中,使各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面的傾斜度和壁的側(cè)表面的傾斜度不同。
(54)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,將多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域和各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的周邊的壁劃分的步驟包括:在多個半導(dǎo)體層上形成與各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域?qū)?yīng)的第一掩膜和與壁對應(yīng)且比第一掩膜蝕刻選擇比高的第二掩膜的過程;及蝕刻形成有第一掩膜及第二掩膜的多個半導(dǎo)體層的過程。
(55)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在蝕刻多個半導(dǎo)體層的過程中,生長襯底與壁的側(cè)表面所構(gòu)成的角度比生長襯底與各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面所構(gòu)成的角度更接近直角。
(56)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在蝕刻多個半導(dǎo)體層的過程中,各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面相對于生長襯底傾斜地形成,在形成非導(dǎo)電性反射膜的步驟中,在各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的多個半導(dǎo)體層的側(cè)表面減緩非導(dǎo)電性反射膜的形狀的不均勻性。
(57)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,第一掩膜包括光致抗蝕劑,第二掩膜包括電介質(zhì)及金屬中的至少一個。
(58)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在蝕刻多個半導(dǎo)體層的過程中,在各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的多個半導(dǎo)體層形成有露出第一半導(dǎo)體層的開口,形成至少一個電極的步驟包括形成以非導(dǎo)電性反射膜為基準(zhǔn)形成在多個半導(dǎo)體層的相反側(cè)的第一電極、形成于開口而將第一半導(dǎo)體層和第一電極電連接的第一電連接器、以非導(dǎo)電性反射膜為基準(zhǔn)形成在多個半導(dǎo)體層的相反側(cè)的第二電極及貫穿非導(dǎo)電性反射膜而將第二半導(dǎo)體層和第二電極電連接的第二電連接器的過程。
(59)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在形成非導(dǎo)電性反射膜之前,包括:與第二電連接器對應(yīng)地在各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的多個半導(dǎo)體層上及壁上使用電介質(zhì)而形成光吸收防止膜的步驟;及形成介于光吸收防止膜與非導(dǎo)電性反射膜之間的透光性導(dǎo)電膜的步驟,第二掩膜包括光吸收防止膜及透光性導(dǎo)電膜中的至少一個。
(60)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,壁包括第二掩膜的至少一部分和多個半導(dǎo)體層。
(61)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光芯片之間形成有2個壁,在將多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片之間切開的步驟中,在2個壁之間切開多個半導(dǎo)體芯片。
(62)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在相鄰的半導(dǎo)體發(fā)光芯片之間形成有1個壁,在將多個半導(dǎo)體發(fā)光芯片之間切開的步驟中將壁切開。
(63)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,在劃分的步驟之后,在形成非導(dǎo)電性反射膜之前,包括以使壁的上端的寬度比下端的寬度寬的方式,以倒臺形狀蝕刻壁的側(cè)表面的步驟。
(64)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,壁以包圍各個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的方式形成。
(65)半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的特征在于,壁在至少一個半導(dǎo)體發(fā)光芯片區(qū)域的周邊部分地形成。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件,通過具備多個發(fā)光部的半導(dǎo)體發(fā)光元件,提高多個發(fā)光部之間的電絕緣的可靠性。
另外,在連接多個發(fā)光部的元件中,通過縮小發(fā)光部之間的間隔的結(jié)構(gòu),有利于提高電絕緣的可靠性。
另外,在無需追加的工序的情況下,在襯底上可緊湊地一起形成倒裝芯片形態(tài)的發(fā)光部和ESD保護(hù)元件。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件,通過阻斷面而阻斷在分離成各個半導(dǎo)體發(fā)光元件的分離工序中在非導(dǎo)電性反射膜產(chǎn)生的裂痕的擴散,從而提高產(chǎn)量。
另外,減少為了區(qū)分為各個半導(dǎo)體發(fā)光元件而蝕刻元件之間的多個半導(dǎo)體層的情況,從而增加發(fā)光面積。
另外,隨著發(fā)光面的增加,可增加未被第一電極及第二電極覆蓋的面積,由此可獲得提高亮度的效果。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件,形成光吸收防止膜,以阻斷光進(jìn)入通過由電極、蝕刻產(chǎn)生的高度差等凹凸結(jié)構(gòu)而在非導(dǎo)電性反射膜形成的異常區(qū)域,從而減少光的損失,提高亮度。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件,代替金屬反射膜而使用非導(dǎo)電性反射膜,從而能夠減少由光被吸收而帶來的損失。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法,通過阻斷在切割成單獨的半導(dǎo)體發(fā)光元件的切開工序中產(chǎn)生的裂痕等損壞擴散到半導(dǎo)體發(fā)光芯片側(cè),從而防止半導(dǎo)體發(fā)光元件的不良。