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CN106415859B - 半导体发光元件及其制造方法 - Google Patents

半导体发光元件及其制造方法 Download PDF

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CN106415859B CN201580029434.7A CN201580029434A CN106415859B CN 106415859 B CN106415859 B CN 106415859B CN 201580029434 A CN201580029434 A CN 201580029434A CN 106415859 B CN106415859 B CN 106415859B
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Abstract

本发明涉及半导体发光元件,其特征在于,其包括:多个半导体层,其包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;电极,其与多个半导体层电连接;光吸收防止膜,其至少设于电极的周边;及非导电性反射膜,其覆盖多个半导体层、光吸收防止膜及电极,反射来自有源层的光,具备通过光吸收防止膜与电极之间的高度差而在电极的周边反射率下降的异常区域,在从电极的横截面观察时,从电极露出的光吸收防止膜比异常区域更长,以阻断来自有源层的光入射到非导电性反射膜的异常区域侧。

Description

半导体发光元件及其制造方法
技术领域
本发明(Disclosure)整体上涉及半导体发光元件及其制造方法{SEMICONDUCTORLIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTU RING THE SAME},特别地,涉及减少光的损失而提高了亮度的半导体发光元件。另外,涉及减少半导体发光元件的损坏的半导体发光元件及其制造方法。
在此,半导体发光元件表示通过电子与空穴的复合而生成光的半导体光元件,可例举III族氮化物半导体发光元件。III族氮化物半导体由以Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)构成的化合物构成。此外,还可例举用于发出红色光的GaAs类半导体发光元件等。
背景技术
在此,提供关于本发明的背景技术,但它并不一定表示公知技术(This sectionprovides background information related to the present disclosure which isnot necessarily prior art)。
图1是表示以往的III族氮化物半导体发光元件的一例的图,III族氮化物半导体发光元件包括:衬底(10;例如;蓝宝石衬底);在衬底(10)上生长的缓冲层(20);在缓冲层(20)上生长的n型III族氮化物半导体层(30);在n型III族氮化物半导体层(30)上生长的有源层(40);在有源层(40)上生长的p型III族氮化物半导体层(50);在p型III族氮化物半导体层(50)上形成的电流扩散导电膜(60);在电流扩散导电膜(60)上形成的p侧接合焊盘(70);在对p型III族氮化物半导体层(50)和有源层(40)进行台面蚀刻而露出的n型III族氮化物半导体层(30)上形成的n侧接合焊盘(80)及保护膜(90)。
图2是表示美国授权专利公报第7,262,436号公开的半导体发光元件的一例的图,半导体发光元件包括:衬底(100);在衬底(100)上生长的n型半导体层(300);在n型半导体层(300)上生长的有源层(400);在有源层(400)上生长的p型半导体层(500);在p型半导体层(500)上生长而作为反射膜的电极(901,902,903);及通过蚀刻而露出,并形成在n型半导体层(300)上的n侧接合焊盘(800)。
将这种结构的芯片称为倒装芯片(filp chip),即倒装芯片是指电极(901,902,903)及电极(800)均形成在衬底(100)的一侧,电极(901,902,903)作为反射膜的形态的芯片。电极(901,902,903)由反射率高的电极(901;例如:Ag)、用于焊接的电极(903;例如:Au)及防止电极(901)物质与电极(903)物质之间的扩散的电极(902;例如:Ni)构成。这样的金属反射膜结构虽然反射率高,并在电流扩散上具有优点,但存在根据金属而导致光被吸收的缺点。
图3是表示在日本公开专利公报第2006-20913号公开的半导体发光元件的一例的图,半导体发光元件包括:衬底(100);在衬底(100)上生长的缓冲层(200);在缓冲层(200)上生长的n型半导体层(300);在n型半导体层(300)上生长的有源层(400);在有源层(400)上生长的p型半导体层(500);形成在p型半导体层(500)上,并实现电流扩散功能的透光性导电膜(600);形成在透光性导电膜(600)上的p侧接合焊盘(700);及在通过蚀刻而露出的n型半导体层(300)上形成的n侧接合焊盘(800)。并且,在透光性导电膜(600)上具备分布布拉格反射器(900;DBR:Distributed Bragg Reflector)和金属反射膜(904)。根据这样的结构,虽然能够减少光被金属反射膜(904)吸收,但与利用电极(901,902,903)的情况相比,相对地电流扩散不够顺畅。
图4是表示美国授权专利公报第6,547,249号中公开的串联连接的LED(A,B)的一例的图,由于具备诸多优点,因此如图4所示,将多个LED(A,B)串联连接而使用。例如,在将多个LED(A,B)串联连接的情况下,减少外部电路与导线连接的数量,并减少由导线引起的光被吸收的损失。另外,串联连接的LED(A,B)整体的动作电压上升,因此能够将电源供给电路更加简单化。
另外,为了将多个LED(A,B)串联连接,蒸镀互联器(34)而将相邻的LED(A,B)的p侧电极(32)和n侧电极(32)连接。但是,在将多个LED(A,B)电气性地绝缘的分离(isolation)工序中,需要蚀刻多个半导体层,以露出蓝宝石衬底(20),但因其蚀刻深度深而需要花费较长的时间,且段差大,因此难以形成互联器(34)。在使用绝缘体(30)而如图3所示地以构成缓缓的倾斜的方式形成互联器(34)的情况下,LED(A,B)之间的间隔被加大,难以提高集成化。
图5是表示美国授权专利公报7,098,543号中公开的半导体发光元件的一例的图,该图表示用SMD类型的倒装芯片(100)和ESD保护元件来连接齐纳(zener)二极管(200)的结构。
发明内容
技术课题
对此,将在‘具体实施方式’的后端进行记述。
解决课题的手段
在此,提供本发明的整体概要(Summary),对此不应理解为本发明的范围仅限于此(This section provides a general summary of the disclosure and is not acomprehensive disclosure of its full scope or all of its features)。
根据本发明的一个方式(According to one aspect of the presentdisclosure),提供一种半导体发光元件,其特征在于,其包括:多个半导体层,其包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;电极,其与多个半导体层电连接;光吸收防止膜,其至少设于电极的周边;及非导电性反射膜,其覆盖多个半导体层、光吸收防止膜及电极,反射来自有源层的光,具备通过电极与电极的周边之间的高度差而在电极的周边反射率下降的异常区域,在从电极的横截面观察时,从电极露出的光吸收防止膜比异常区域更长,以阻断来自有源层的光入射到异常区域。
发明效果
对此,将在‘具体实施方式’的后端进行记述。
附图说明
图1是表示以往的III族氮化物半导体发光元件的一例的图。
图2是表示美国授权专利公报第7,262,436号中公开的半导体发光元件的一例的图。
图3是表示日本公开专利公报第2006-20913号中公开的半导体发光元件的一例的图。
图4是表示美国授权专利公报第6,547,249号中公开的串联连接的LED(A,B)的一例的图。
图5是表示美国授权专利公报7,098,543号中公开的半导体发光元件的一例的图。
图6是表示本发明的半导体发光元件的一例的图。
图7是表示在图6中沿着A-A线而切开的截面的一例的图。
图8是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图9是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图10是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图11是表示沿着图10的B-B线而切开的截面的一例的图。
图12是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图13是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图14是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图15是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图16是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图17是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图18是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图19是表示在分离具备非导电性反射膜的倒装芯片时发生裂痕的一例的图。
图20是用于说明在边缘发生的裂痕向内侧扩散的一例的图。
图21是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图22是用于说明形成有多个半导体发光元件的晶片的一例的图。
图23是表示沿着图21的A-A线而截取的截面的一例的图。
图24是表示通过阻断面而阻断裂痕的扩散的一例的图。
图25是表示本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图26是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图27是表示沿着图25的B-B线而截取的截面的一例的图。
图28及图29是用于说明本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图。
图30是用于说明通过阻断面而阻断裂痕的扩散的另一例的图。
图31是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图32是用于说明本发明的半导体发光元件的特征的图。
图33是用于说明非导电性反射膜的一例的图。
图34是用于说明光吸收防止膜的例子的图。
图35是用于说明对电极的高度、异常区域及光吸收防止膜之间的关系进行实验的结果的图。
图36是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图37是表示在图36中沿着A-A线而切开的截面的一例的图。
图38是表示在图36中沿着B-B线而切开的截面的一例的图。
图39是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图40是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图41是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图42是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图43是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图44及图45是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图46至图48是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图。
图49及图50是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图51是用于说明本发明的半导体发光元件及其制造方法的另一例的图。
图52是用于说明本发明的半导体发光元件及其制造方法的的又一例的图。
图53是用于说明本发明的半导体发光元件及其制造方法的又一例的图。
图54是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明进行详细的说明(The present disclosure will nowbe described in detail with reference to the accompanying drawing(s))。
图6是表示本发明的半导体发光元件的一例的图,图7是表示在图6中沿着A-A线而切开的截面的一例的图,半导体发光元件包括第一发光部(101)、第二发光部(102)、绝缘层(35)、连接电极(95)、绝缘性反射层(R)、第一电极部(80,81,82,85)及第二电极部(70,71,72,75)。下面,以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
第一发光部(101)及第二发光部(102)分别包括形成在衬底(10)上的多个半导体层(30,40,50)。作为衬底(10),主要使用蓝宝石、SiC、Si、GaN等,衬底(10)最终可被去除。第一半导体层(30)和第二半导体层(50)可变换其位置,在III族氮化物半导体发光元件中主要由GaN构成。
多个半导体层(30,40,50)包括:在衬底(10)上形成的缓冲层(未图示);具备第一导电性的第一半导体层(30;例如:掺有Si的GaN);具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50;例如:掺有Mg的GaN);及介于第一半导体层(30)与第二半导体层(50)之间,并通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱结构)。多个半导体层(30,40,50)分别由多层构成,缓冲层可被省略。
第一发光部(101)及第二发光部(102)去除周边的多个半导体层(30,40,50)(例如:台面蚀刻)而形成沟槽(trench)或蚀刻部(21,25)。可在蚀刻部(21,25)去除多个半导体层(30,40,50)而露出衬底(10),也可在多个半导体层(30,40,50)与衬底(10)之间露出追加的层。形成于晶片的多个半导体发光元件从第一发光部(101)及第二发光部(102)的轮廓(外缘)的蚀刻部(25)分离而制造成单独的半导体发光元件。在本例中,从上方观察时,第一发光部(101)及第二发光部(102)以具备大致四边形,边缘彼此相对的方式构成。在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间和第一发光部(101)及第二发光部(102)的外缘去除多个半导体层(30,40,50)而构成蚀刻部(21,25),并露出衬底(10)。通过这样的蚀刻部(21,25),第一发光部(101)及第二发光部(102)本身被电气性地分离(isolation)或绝缘。多个半导体层(30,40,50)成为发光区域,因此优选减少由蚀刻部(21,25)而减少多个半导体层(30,40,50)的情况,而为了分离成单独的半导体发光元件,所述外缘的蚀刻部(25)需要某程度的宽度。在本例中,第一发光部(101)与第二发光部(102)之间的蚀刻部(21)的宽度小于第一发光部(101)及第二发光部(102)的外缘的蚀刻部(25)的宽度,在确保外缘的边的同时,抑制多个半导体层(30,40,50)的减少。在此,外缘的蚀刻部的宽度可指在晶片上多个半导体发光元件之间的蚀刻部的宽度,或也可指被分离成单独的元件的半导体发光元件的外缘的蚀刻部(25)。
绝缘层(35)作为具备透光性的钝化(passivation)层,可由SiO2、TiO2、Al2O3这样的物质蒸镀在蚀刻部(21,25)而成。在图6中由斜线表示形成有绝缘层(35)的例子。作为蒸镀的厚度一例,可以是数千但也可变更该厚度。在本例中,蚀刻部(21,25)在整个第一发光部(101)与第二发光部(102)之间沿着第一发光部(101)及第二发光部(102)的彼此相对的边缘而形成,由此更可靠地实现电绝缘,特别地,如上述,第一发光部(101)与第二发光部(102)之间狭窄,因此在将多个发光部串联连接而以高电压进行动作的半导体发光元件中,在如本例这样形成绝缘层(35)时,从电绝缘的侧面来讲具有诸多有利之处。另外,优选为,绝缘层(35)形成至第一发光部(101)及第二发光部(102)的外缘的蚀刻部(25)为止,从而更提高电绝缘的可靠性,在形成后述的绝缘性反射层(R)时,有利于将段差或高度差减缓或均匀。
后述的第二分支电极(75)、第二欧姆电极(72)、连接电极(95)的第一延伸部(95a)形成在第二半导体层(50)上,优选在它们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,既可仅具备反射从有源层(40)产生的一部分或全部的光的功能,也可仅具备防止电流从第二分支电极(75)、第二欧姆电极(72)、连接电极(95)的第一延伸部(95a)向正下方流动的功能,也可将两个功能均具备。在本例中,绝缘层(35)形成在第二发光部(102)的第一半导体层(30)的侧表面、露出的衬底(10)、及第一发光部(101)的多个半导体层(30,40,50)的侧表面。另外,如图6及图7所示,绝缘层(35)与第二分支电极(75)、第二欧姆电极(72)对应地形成在第二发光部(102)的第二半导体层(50)上,并与连接电极(95)的第一延伸部(95a)对应地形成在第一发光部(101)的第二半导体层(50)上。由此,绝缘层(35)还用作光吸收防止膜。当然,可考虑通过与绝缘层(35)独立的工序来形成光吸收防止膜,而在该情况下,可将绝缘层(35)形成得更厚。
在形成绝缘层(35)之后,优选为在第二半导体层(50)上形成电流扩散导电膜(60)。在p型GaN的情况下,电流扩散能力下降,在p型半导体层(50)由GaN构成的情况下,大部分需要得到电流扩散导电膜(60)的帮助。例如,可将ITO、Ni/Au这样的物质用作电流扩散导电膜(60)。
连接电极(95)在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间的绝缘层(35)上横穿,将第一发光部(101)与第二发光部(102)电连接。在本例中,连接电极(95)包括第一延伸部(95a)、第二延伸部(95b)、及连接部(95c),绝缘性反射层(R)覆盖第一发光部(101)、第二发光部(102)、连接电极(95)及绝缘层(35)。第一延伸部(95a)在第一发光部(101)的电流扩散导电膜(60)与绝缘性反射层(R)之间沿着第一发光部(101)的边缘而延伸。第二延伸部(95b)在第二发光部(102)的通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)上沿着第二发光部(102)的边缘而延伸。连接部(95c)在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间的绝缘层(35)上延伸,延伸到形成于第一发光部(101)及第二发光部(102)的侧表面的绝缘层(35)上,从而将第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)连接。
第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)分别在第一发光部(101)及第二发光部(102)的彼此相对的边缘侧延伸。由此,第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)以抑制向第一发光部(101)及第二发光部(102)的中间附近延伸的方式形成。另外,第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)为了顺利进行电流供给或扩散而如上述地以分支形态延伸,彼此大致并排地形成。这样,作为电极的一种的第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)以狭窄的间隔相对地长幅延伸,因此如上述,并不是将绝缘层(35)仅形成在连接部(95c)的下方,而是如本例这样,在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间的整个蚀刻部(21)均形成绝缘层(35)的情况下,更有利于提高电气可靠性。另外,在连接部(95c)的形成工序中因误差而导致连接部(95c)从设计的位置稍微脱离的情况下,在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间均具备绝缘层(35),因此不构成问题。
绝缘性反射层(R)以覆盖第一发光部(101)、第二发光部(102)、连接电极(95)及绝缘层(35)的方式形成,将来自有源层(40)的光反射到衬底(10)侧。在本例中,为了减少由金属反射膜引起的光的吸收,绝缘性反射层(R)由绝缘性物质构成,虽然可形成为单层,但优选为包括DBR(Distributed Bragg Reflector:分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector:全方位反射器)的多层结构。例如,如图7所示,绝缘性反射层(R)包括依次层叠的电介质膜(91b)、DBR(91a)及包覆膜(91c)。
第一电极部(80,81,82,85)向第一半导体层(30)供给电子和空穴中的一个,第二电极部(70,71,72,75)向第二半导体层(50)供给电子和空穴中的另一个。第一电极部(80,81,82,85)及第二电极部(70,71,72,75)中的至少一个包括形成在绝缘性反射层(R)上的上部电极和电连接器。电连接器贯穿绝缘性反射层(R)而将上部电极和多个半导体层(30,40,50)电气性地连通。在本发明中,在整个蚀刻部(21,25)形成绝缘层(35)而提高电连接的可靠性这一点在倒装芯片(flip chip)、横向芯片(lateral chip)等中均可适用。
在本例中,半导体发光元件是上部电极(80,70)以绝缘性反射层(R)为基准形成于多个半导体层(30,40,50)的相反侧的倒装芯片(flip chip)。第一电极部(80,81,82,85)包括第一上部电极(80)、第一电连接器(81)及第一欧姆电极(82)。第二电极部(70,71,72,75)包括第二上部电极(70)、第二电连接器(71)及第二欧姆电极(72)。欧姆电极(82,72)可被省略,但为了减少接触电阻并提高电连接的稳定性,优选为具备欧姆电极(82,72)。第一欧姆电极(82)在第一发光部(101)的通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)上形成,第二欧姆电极(72)形成在第二发光部(102)的电流扩散导电膜(60)上。第一上部电极(80)形成在第一发光部(101)的绝缘性反射层(R)上,第二上部电极(70)形成在第二发光部(102)的绝缘性反射层(R)上。第一电连接器(81)贯穿绝缘性反射层(R)而将第一上部电极(80)和第一欧姆电极(82)连接。第二电连接器(71)贯穿绝缘性反射层(R)而将第二上部电极(70)和第二欧姆电极(72)连接。
在第一半导体层(30)为n-GaN,第二半导体层(50)为p-GaN的情况下,与第二半导体层(50)相比,第一半导体层(30)的电流扩散更良好,因此如本例这样,第一电连接器(81)的数量可少于第二电连接器(71)的数量。另外,在本例中,半导体发光元件包括第一分支电极(85)及第二分支电极(75)。第一分支电极(85)在第一发光部(101)的通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)上沿着与连接电极(95)的第一延伸部(95a)相对的边缘而延伸,并与第一电连接器(81)连接。第二分支电极(75)在第二发光部(102)的电流扩散导电膜(60)与绝缘性反射层(R)之间沿着与连接电极(95)的第二延伸部(95b)相对的边缘而延伸,并与第二电连接器(71)连接。如上述,在本例中,连接电极(95)的延伸部(95a,95b)和分支电极(85,75)在第一发光部(101)及第二发光部(102)的边缘彼此相对地延伸。由此,在多个发光部串联连接而以高电压驱动的元件中各个发光部的面积小的情况下,从电流供给及/或发光的均匀性的侧面来讲,构成良好的结构。
另外,如上述,绝缘性反射层(R)以覆盖第一发光部(101)、第二发光部(102)、连接电极(95)及绝缘层(35)的方式形成,因绝缘性反射层(R)下方的结构物,例如,发光部(101,102)与蚀刻部(21,25)之间的段差或高度差、连接电极(95)、分支电极(85,75)、欧姆电极(82,72)等引起的凹凸结构等,在形成绝缘性反射层(R)时需要更加地注意。例如,在绝缘性反射层(R)为具备分布布拉格反射器的多层结构的情况下,为了使绝缘性反射层(R)良好地发挥功能,需要将各个物质层准确地形成为特别设计的厚度。例如,分布布拉格反射器可由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反复层叠而构成,对于蓝光,SiO2/TiO2的反射效率较好,对于UV光,SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。分布布拉格反射器(91a)优选为通过物理蒸镀法(PVD;Physical Vapor Deposition)而构成,尤其优选通过电子束蒸镀法(E-BeamEvaporation)或溅射法(Sputtering)或热蒸镀法(Thermal Evaporation)而形成。在蒸镀要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前,形成具备一定的厚度的电介质膜(91b),从而能够稳定地制造分布布拉格反射器(91a),也有利于光的反射。电介质膜(91b)的材质优选为SiO2,关于其厚度,作为一例,可以是0.2um~1.0um。包覆膜(91c)由Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF等构成。关于绝缘性反射层(R),作为一例,整体厚度可以是1~8um。
但是,绝缘性反射层(R)并不是将入射的光全部反射,而是可透过一部分的光。特别地,如图7所示,具有因发光部(101,102)与蚀刻部(21,25)之间的段差或高度差而导致绝缘性反射层(R)的各个物质层不能形成为所设计的厚度的区域,而在该区域中反射效率下降,由此光被透过。在本例中,如上述,不仅在第一发光部(101)及第二发光部(102)之间的蚀刻部(21)形成绝缘层(35),而且在外缘蚀刻部(25)也形成绝缘层(35),绝缘层(35)的厚度可根据需要而调节。因此,绝缘层(35)减少所述高度差,在绝缘性反射层(R)形成于蚀刻部(21,25)时根据位置而具备大致均等的高度,从而有利于绝缘性反射层(R)的各个物质层形成为所设计的厚度。其结果,也有利于执行绝缘性反射层(R)的形成工序本身,抑制根据高度差而导致反射效率下降。
图8是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图,在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间及外缘蚀刻部形成有绝缘层(35)。连接电极(95)与沿着第一发光部(101)及第二发光部(102)的彼此相对的边缘而形成的图6的实施例不同地,沿着与相对的边缘连接的边缘而形成。另外,第一分支电极(85)沿着与连接电极(95)的第一延伸部(95a)相对的第一发光部(101)的边缘而形成,第二分支电极(75)沿着与连接电极(95)的第二延伸部(95b)相对的第二发光部(102)的边缘而形成。这样,延伸部(95a,95b)与分支电极(85,75)彼此相对,它们之间的间隔大致均等,因此在具备多个发光部而各个发光部的面积较小的半导体发光元件中构成有利于提高电流供给的均匀性及发光的均匀性的结构。另外,在第一发光部(101)及第二发光部(102)的彼此相对的边缘侧没有延伸部,因此在电气性的绝缘的问题等上会更加自由。
图9是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,第一延伸部(95a)沿着第一发光部(101)的另一边缘而进一步延伸,第二延伸部(95b)向第二发光部(102)的内侧进一步延伸。另外,追加设有与第一分支电极(85)不连接,独立地与第一半导体层(30)连通的第一电连接器(81)。
图10是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,图11是表示沿着图10的B-B线而切开的截面的一例的图,半导体发光元件包括第一发光部(101)、第二发光部(102)、保护部(201)、绝缘性反射层(R)、第一电极部(80,81,82,85)及第二电极部(70,71,72,75)。保护部(201)包括多个半导体层(30,40,50),第一发光部(101)、第二发光部(102)及保护部(201)通过蚀刻部(21,25)而自行电气性地分离。在这样的蚀刻部(21,25)形成绝缘层(35),关于绝缘层(35)在上述说明中也有记载,而在本例中形成为更厚。从上方观察时,保护部(201)周围的蚀刻部(21,25)的一部分与第一发光部(101)及第二发光部(102)的外边缘的蚀刻部(25)连接。
连接电极(95)将第一发光部(101)和第二发光部(102)电连接,绝缘性反射层(R)覆盖第一发光部(101)、第二发光部(102)、保护部(201)、连接电极(95)及绝缘层(35)。保护部(201)从第一发光部(101)与第二发光部(102)之间起形成至第一上部电极(80)的下方及第二上部电极(70)的下方为止。
在本例中,半导体发光元件为倒装芯片(flip chip),第一电极部(80,81,82,85)将第一发光部(101)的第一半导体层(30)和保护部(201)的第二半导体层(50)电气性地连通。第二电极部(70,71,72,75)将第二发光部(102)的第二半导体层(50)和保护部(201)的第一半导体层(30)电气性地连通。例如,追加的第一电连接器(281)贯穿绝缘性反射层(R)而将第二上部电极(70)和保护部(201)的第一半导体层(30)电连接。追加的第二电连接器(271)贯穿绝缘性反射层(R)而将第一上部电极(80)和保护部(201)的第二半导体层(50)电连接。由此,第一发光部(101)及第二发光部(102)通过连接电极(95)而以正向连接,保护部(201)与第一发光部(101)及第二发光部(102)以反向连接。由此,保护部(201)用作ESD保护元件(例如:zener diode:齐纳二极管)。
如上述,根据本例的半导体发光元件,在倒装芯片上保护部(201)形成于衬底(10)之上,如图10所示,保护部(201)紧凑地形成于第一发光部(101)与第二发光部(102)之间,与图6所示的例子相比,无需追加另外的蚀刻部(21,25)的形成、上部电极的形成、连接电极(95)的形成等工序而能够形成的优点。另外,并不是为了将保护部(201)和各个发光部电连接而长幅地形成分支电极等的结构,因此不存在通过长幅地形成金属分支而引起的增加光吸收的问题,设计比较自由。
图12是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,连接电极的第一延伸部(95a)及第二延伸部(95b)进一步被延伸。因保护部(201),第一延伸部(95a)向保护部(201)的周边周围折弯而形成曲线。
图13是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,保护部(201)在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间而形成于其中央,在保护部(201)的两侧分别形成连接电极(95a,95b,95c)。本例与图10所示的例子相比,具有对称性良好的优点。
图14是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,保护部(201)与第一发光部(101)及第二发光部(102)并不是通过贯穿绝缘层(35)的电连接器而连接,而是通过由绝缘层(35)覆盖的追加的连接电极(285,275)而连接。追加的连接电极(275)连接第一发光部(101)的第一半导体层(30)与保护部(201)的第二半导体层(50),追加的连接电极(285)连接第二发光部(102)的第二半导体层(50)与保护部(201)的第一半导体层(30)。
图15是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,连接电极(95a,95b,95c)在绝缘性反射层(R)上从第一发光部(101)形成至第二发光部(102)为止,通过贯穿绝缘性反射层(R)的追加的电连接器(81,71)而分别与第一发光部(101)的第二半导体层(50)及第二发光部(102)的第一半导体层(30)电气性地连通。
图16是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,第三发光部(103)追加地设于第一发光部(101)与第二发光部(102)之间。第三发光部(103)通过连接电极(95a,95b,95c)而分别与第一发光部(101)及第二发光部(102)连接。保护部(201)分为两个部分而在第一发光部(101)与第三发光部(103)之间及第二发光部(102)与第三发光部(103)之间,所述两个部分的第二半导体层(50)之间通过追加的连接电极(275)而电连接。其结果,第一、第二及第三发光部(101,102,103)以正向连接,保护部(201)与它们以反向连接。
图17是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,本发明还可适用于除了倒装芯片元件之外的横向芯片。在图17中,在中央的保护部(201)的周围,4个发光部(101,102,103,104)通过连接电极(95)而串联连接。保护部(201)与4个发光部(101,102,103,104)之间形成有蚀刻部,在整个蚀刻部形成有绝缘层(35)。追加的连接电极(283)将第一发光部(101)的第二半导体层(50)和保护部(201)的第一半导体层(30)连接,追加的连接电极(285)将第四发光部(104)的第一半导体层(30)和保护部(201)的第二半导体层(50)连接。由此,保护部(201)与发光部(101,102,103,104)以反向连接。
图18是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,一个倒装芯片(101)和保护部(201)一起形成于衬底(10)。保护部(201)和倒装芯片(101)通过蚀刻部而绝缘,在蚀刻部形成有绝缘层(35)。在绝缘性反射层(R)上以彼此隔开的方式形成第一上部电极(80)及第二上部电极(70),第一电连接器(81)将第一半导体层(30)和第一上部电极(80)连接,第二电连接器(71)将第二半导体层(50)和第二上部电极(70)连接。在中央的保护部(201)两侧分别形成有第一分支电极(85)及第二分支电极(75)。追加的第一电连接器(281)将保护部(201)的第一半导体层(30)和第二上部电极(70)连接,追加的第二电连接器(271)将保护部(201)的第二半导体层(50)和第一上部电极(80)连接。由此,一个倒装芯片(101)和保护部(201)以反向连接,由此形成具备ESD保护功能的半导体发光元件。
图19是表示在分离具备非导电性反射膜的倒装芯片时发生裂痕的一例的图,通过作为反射膜而选择非导电性反射膜,从而与具备所述金属反射膜的倒装芯片相比,减少了光的吸收。但是,由于生长衬底或多个半导体层具备结晶性,因此虽然通过刻划及破断工序而能够很好地切开,但如图20所示,由于非导电性反射膜主要包括电介质,因此在进行芯片的分离工序时在边缘的非导电性反射膜会发生裂痕。另外,有时发生这样的裂痕扩散到半导体发光元件的内侧即发光面侧的不良问题。
图21是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图,图22是用于说明形成有多个半导体发光元件的晶片的一例的图,图23是沿着图21的A-A线而截取的截面的一例。
在本例中,半导体发光元件包括多个半导体层(30,40,50)、光吸收防止膜(41)、电流扩散导电膜(60)、非导电性反射膜(91)、第一电极部、第二电极部、阻断面(35)。下面,以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
在衬底(10;例如:Al2O3,Si,SiC)上生成缓冲层(例如:AlN或GaN缓冲层)和未被掺杂的半导体层(例如:un-doped GaN)、具备第一导电性的第一半导体层(30;例如:掺有Si的GaN)、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40;InGaN/(In)GaN多量子阱结构)、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50;例如:掺有Mg的GaN)。缓冲层(20)可被省略,多个半导体层(30,40,50)分别构成为多层。第一半导体层(30)和第二半导体层(50)以导电性相反的方式形成,但在III族氮化物半导体发光元件的情况下不优选。
在本例中,第一电极部作为上部电极而具备第一电极(75),作为电连接部而具备第一分支电极(78)和将第一电极(75)和第一分支电极(78)连接的电连接器(72)。另外,第二电极部作为上部电极而具备第二电极(85),作为电连接部而具备将第二电极(85)和第二分支电极(88)连接的电连接器(82)。
在图23中图示了第一电极部及第二电极部均以多个半导体层为基准配置于衬底的相反侧的例子,但本发明也适用于电极部的位置与本例不同的半导体发光元件。例如,作为垂直型半导体发光元件,在去除衬底而露出的第一半导体层的下方或具备导电性的衬底设有n侧或p侧接合电极的半导体发光元件中也可适用本例。
从有源层(40)生成的光的一部分还会被第二分支电极(88)而吸收,因此优选为,为了防止该情况,在第二分支电极(88)的下方具备光吸收防止膜(41)。光吸收防止膜(41)既可仅具备反射从有源层(40)产生的一部分或全部的光的功能,也可仅具备防止来自第二分支电极(88)的电流流向第二分支电极(88)的正下方的功能,也可将两个功能均具备。
优选为,具备电流扩散导电膜(60)。电流扩散导电膜(60)形成于光吸收防止膜(41)与第二分支电极(88)之间,具备透光性,且大致将第二半导体层(50)全部覆盖而形成。特别是,在p型GaN的情况下,电流扩散能力下降,在p型半导体层(50)由GaN构成的情况下,大部分需要得到电流扩散导电膜(60)的帮助。例如,ITO、Ni/Au这样的物质可被用作电流扩散导电膜(60)。
非导电性反射膜(91)将来自有源层(40)的光反射至多个半导体层(30,40,50)侧。在本例中,非导电性反射膜(91)为了减少由金属反射膜引起的光的吸收而由非导电性物质形成。非导电性反射膜(91)可由单层的电介质层构成,也可具备多层结构。作为多层结构的一例,非导电性反射膜(91)包括依次层叠的电介质膜、分布布拉格反射器(DistributedBragg Reflector)及包覆膜。
作为电介质膜(91b)的材料,适合使用SiO2,优选具备0.2um~1.0um的厚度。在电介质膜(91b)的厚度过于薄的情况下,不足以将高度为2um~3um程度的下部电极(78,88)覆盖好,在厚度过于厚的情况下,对在非导电性反射膜(91)形成开口的工序带来负担。电介质膜(91b)的厚度可比在其后后续的分布布拉格反射器(91a)的厚度更厚。另外,为了确保元件的可靠性,需要通过更适当的方法来形成电介质膜(91b)。例如,由SiO2构成的电介质膜(91b)优选通过化学气相蒸镀法(CVD;Chemical Vapor Deposition)来形成,尤其优选通过等离子体增强化学气相蒸镀法(PECVD;Plasma Enhanced CVD)来形成。因为为了减缓所述高度差(step coverage),化学气相蒸镀法比电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)等这样的物理蒸镀法(PVD;Physical Vapor Deposition)更有利。具体地,当通过电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)而形成电介质膜(91b)时,在具有高度差的区域,电介质膜(91b)难以形成为所设计的厚度,由此,为了减少高度差和可靠的绝缘,电介质膜(91b)优选通过化学气相蒸镀法来形成。由此,在确保半导体发光元件的可靠性的同时,确保作为反射膜的功能。
分布布拉格反射器(91a)形成在电介质膜(91b)上。例如,分布布拉格反射器通过SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反复层叠而构成,对于蓝光,SiO2/TiO2的反射效率良好,对于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的反复层叠结构而构成的情况下,分布布拉格反射器(91a)优选通过物理蒸镀法(PVD;Physical Vapor Deposition)而形成,尤其优选通过电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)或溅射法(Sputtering)或热蒸镀法(Thermal Evaporation)而形成。
包覆膜(91c)由Al2O3这样的金属氧化物、SiO2,SiON这样的电介质膜(91b)、MgF、CaF等的物质构成。
电介质膜(91b)及包覆膜(91c)中的一个以上可被省略。
分布布拉格反射器(91a)优选由透光性物质(例如;SiO2/TiO2)形成,以防止光的吸收。电介质膜(91b)由折射率比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的电介质(例如:SiO2)构成。在此,有效折射率是指,在由具备彼此不同的折射率的物质构成的波导中进行的光所具备的等价折射率。包覆膜(91c)还可由比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的物质(例如:Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF)构成。当这样选择折射率时,从光波导(opticalwaveguide)的观点来说明了电介质膜(91b)-分布布拉格反射器(91a)-包覆膜(91c)的关系。光波导是用比光的折射率低的物质来包围光的传播部,并利用全反射而引导光的结构物。从这样的观点来讲,在将分布布拉格反射器(91a)看作传播部时,电介质膜(91b)和包覆膜(91f)作为包围传播部的结构而构成光波导的一部分。
作为一例,分布布拉格反射器(91a)由SiO2和TiO2成对地层叠多次而构成。此外,分布布拉格反射器(91a)还可由Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物质和比它们折射率低的电介质薄膜(代表性的为,SiO2)等的组合来构成。在分布布拉格反射器(91a)由TiO2/SiO2构成的情况下,优选为,以从有源层发出的光的波长的1/4的光学厚度为基本,考虑根据入射角度和波长的反射率等而进行最佳的工序,各层的厚度无需必须为波长的1/4的光学厚度。其适合的组合的数为4~40对(pairs)。在分布布拉格反射器(91a)由SiO2/TiO2构成的情况下,SiO2的折射率为1.46,TiO2的折射率为2.4,因此分布布拉格反射器的有效折射率构成为1.46与2.4之间的值。由此,电介质膜(91b)由SiO2构成,其厚度适合为0.2um~1.0um。在进行要求精密性的分布布拉格反射器(91a)的蒸镀之前,通过形成一定厚度的电介质膜(91b),从而能够稳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)也由具备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)优选具备λ/4n至3.0um的厚度。在此,λ是从有源层(40)生成的光的波长,n是构成包覆膜(91c)的物质的折射率。在λ为450nm(4500A)的情况下,可形成为4500/4*1.46=771A以上的厚度。
第一电极(75)形成在非导电性反射膜(91)上,向第一半导体层(30)供给电子和空穴中的一个。第二电极(85)在非导电性反射膜(91)上为了实现绝缘而与第一电极(75)相对且隔着间隔而形成,并向第二半导体层(50)供给电子和空穴中的另一个。
阻断面(35)形成在多个半导体层(30,40,50)的边缘,阻断在非导电性反射膜(91)产生的裂痕(crack)向内侧扩散,例如沿着第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔而扩散。在本例中,在俯视观察时,多个半导体层(30,40,50)具备四边形,第一电极(75)及第二电极(85)具备大致四边形,边缘彼此相对地形成。在从形成有多个半导体发光元件的晶片分离成单独的各个半导体发光元件时,还使用在执行激光-刻划等分离工序之前,为了区分为单独的各个元件,对多个半导体发光元件之间的第二半导体层(50)及有源层(40)进行台面蚀刻而使第一半导体层(30)露出(25;参照图22)的方法。另外,在多个半导体层(30,40,50)的边缘的周围,整体地对第二半导体层(50)及有源层(40)进行台面蚀刻而形成槽(32),通过槽(32)而形成外壁(37),通过外壁(37)的高度差,外壁(37)的侧表面(33)构成阻断面。槽(32)可形成于半导体发光元件的周围的一部分,例如,仅形成于在非导电性反射膜(91)产生的裂痕容易向内侧扩散的区域。在槽(32)的侧表面(35),非导电性反射膜(91)不容易形成为所设计的厚度,因此形成为比在第二半导体层(50)上形成的非导电性反射膜(91)薄的厚度。由此,裂痕难以沿着槽(32)的侧表面(35)而扩散。由此,槽(32)的侧表面(35)构成阻断面。
图24是表示通过阻断面而阻断裂痕的扩散的一例的图,非导电性反射膜(91)可形成在多个半导体层(30,40,50)、槽(32)及露出部(25;参照图22)上。在对露出部(25)区域进行刻划(SCL10)而分离成单独的各个元件时,可在露出部(25)区域的非导电性反射膜(91)产生裂痕而扩散至多个半导体层(30,40,50)上的非导电性反射膜(91)为止,由此对外观品质及光提取效率产生不良影响。在本例中,通过由外壁(37)的侧表面(33;阻断面)产生的高度差而一次性地阻断裂痕的扩散。大部分的裂痕通过阻断面(33)而被阻断,但也可能发生一部分裂痕跨越外壁(37)的情况。此时,通过阻断面(35)而重新阻断裂痕,由此可靠地防止向内侧扩散。这样,因通过阻断面(33,35)的高度差及如上述,在阻断面(33,35)非导电性反射膜(91)的厚度相对更薄,从而裂痕难以扩散到多个半导体层(30,40,50)上。由此,防止由裂痕扩散导致的不良。
第一分支电极(78)形成在将第二半导体层(50)及有源层(40)台面蚀刻而露出的第一半导体层(30),第一电极(75)延伸而构成贯穿非导电性反射膜(91)的电连接器(72)并与第一分支电极(78)连接。第二分支电极(88)形成在电流扩散导电膜(60)上,第二电极(85)延伸而构成贯穿非导电性反射膜(91)的电连接器(82)并与第二分支电极(88)连接。第一分支电极(78)从第一电极(75)的下方向第二电极(85)的下方延伸,第二分支电极从第二电极(85)的下方向第一电极(75)的下方延伸。分支电极的形状可变更,也可构成代替带形状的分支电极而具备凸台(island)形状的焊盘的实施例。
例如,利用溅射装置、电子束装置等而在非导电性反射膜(91)上蒸镀第一电极(75)及第二电极(85)。第一电极(75)及第二电极(85)以彼此相对的方式配置。第一电极(75)及第二电极(85)通过螺柱突起、导电性焊膏、共晶接合、焊接等方法而与设于外部(封装体、COB、次黏着基台等)的电极电连接。在共晶接合的情况下,重要的是使第一电极(75)与第二电极(85)不形成大的高度差。根据本例的半导体发光元件,第一电极(75)及第二电极(85)通过相同的工序而形成在非导电性反射膜(91)上,因此两电极的高度差几乎不存在。由此,在共晶接合的情况下具备优点。在半导体发光元件通过共晶接合而与外部电连接的情况下,第一电极(75)及第二电极(85)的最上部由Au/Sn合金、Au/Sn/Cu合金这样的共晶接合物质形成。
作为其他实施例,第一电极(75)及第二电极(85)通过焊接而与所述外部电连接。在该情况下,第一电极(75)及第二电极(85)具备依次层叠的反射层/扩散防止层/焊接层。例如,反射层由Ag、Al等构成,在反射层的下方追加形成接触层(例如:Ti、Cr)。扩散防止层由从Ni、Ti、Cr、W、TiW中选择的至少一个而构成。焊接层由Au构成或由Sn(焊接层)/Au(氧化防止层)构成或不包括Au而仅由Sn构成或由被热处理的Sn构成。作为焊料,可使用无铅焊料。
如上述,在本例的半导体发光元件中,可由阻断面来阻断在将第一电极及第二电极与外部接合的工序等后续的工序中,因热冲击或摩擦等而导致裂痕或其他损坏从非导电性反射膜的边缘向内侧扩散的情况。
与本例不同地,也可以构成如下实施例:去除分支电极,凸台状的第一下部电极形成于通过台面蚀刻而露出的第一半导体层,凸台状的第二下部电极形成在第二半导体层上,在非导电性反射膜形成有与下部电极对应的多个开口,在非导电性反射膜上具备连接多个开口的p侧连接电极、n侧连接电极,并形成覆盖连接电极的钝化膜,在钝化膜上具备与n侧连接电极连接的第一电极及与p侧连接电极连接的第二电极。
图25是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图,在多个半导体层的边缘的至少一部分形成槽(32),槽(32)的侧表面构成阻断面(35)。通过槽而形成外壁(37),槽(32)的侧表面(35)也是外壁(37)的侧表面。在本例中,在分离成单独的各个半导体发光元件时,在执行激光-刻划等分离工序之前,省略为了区分为单独的各个元件而将多个半导体发光元件之间的第二半导体层(50)及有源层(40)台面蚀刻而露出第一半导体层(30)(25;参照图22)的工序,而是对多个半导体层及衬底执行切开工序。由此,具备增加半导体发光元件的发光区域的优点。在分离成单独的各个半导体发光元件时,生长衬底(10)的侧表面及外壁(37)的外侧面构成切割面。在沿着切开的线(SCL10)而分离时,在形成在外壁(37)上的非导电性反射膜(91)可发生裂痕,但在外壁(37)的内侧面及/或槽的侧表面(35)可阻断裂痕的扩散。
图26是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图,图27是沿着图26的B-B线而截取的截面的一例。
在本例中,第一电极(75)及第二电极(85)在非导电性反射膜(91)上为了实现绝缘而与第一电极(75)相对且隔着间隔形成,阻断面(35)形成在与间隔对应的多个半导体层(30,40,50)的边缘,由此阻断在非导电性反射膜(91)产生的裂痕(crack)沿着间隔而扩散。例如,与间隔对应的形成在多个半导体层(30,40,50)的侧表面的沟(groove)的面构成阻断面(35)。
在从形成有多个半导体发光元件的晶片分离成单独的各个半导体发光元件时,会在非导电性反射膜(91)产生裂痕,在非导电性反射膜(91)中,与通过第一电极(75)及第二电极(85)覆盖的区域相比,裂痕更容易沿着第一电极(75)与第二电极(85)之间的区域(间隔)的非导电性反射膜(91)之间而扩散。在本例中,在第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔的边缘形成阻断面(35)而阻断裂痕被扩散。阻断面(35)通过蚀刻多个半导体层(30,40,50)的一部分而形成。例如,通过将第二半导体层(50)及有源层(40)台面蚀刻而形成。由此,阻断面(35)向半导体发光元件的侧表面方向开放。阻断面(35)在第一电极(75)与第二电极(85)的间隔的边缘形成为一定的宽度和长度,在本例中,形成在第二分支电极(88)的附近。
即便是非导电性反射膜(91),而当非导电性反射膜(91)与第一电极(75)及第二电极(85)接触时,一部分的光在接触面反射,而另一部分被第一电极(75)及第二电极(85)吸收而构成损失。由此,从提高亮度的观点来讲,第一电极(75)及第二电极(85)的面积小为好。相反地,从用于散热的传热性的观点来讲,第一电极(75)及第二电极(85)的面积大为好。由此,从散热的观点来讲,增加第一电极(75)的边缘(77)与第二电极(85)的边缘(87)之间的间隔是有限的。
在本例中,第一电极(75)及第二电极(85)除了阻断面(35)侧之外,还形成至非导电性反射膜(91)的上表面的边缘为止,由此构成有利于确保散热面积的结构。由此,即便从提高亮度的观点考虑而增加第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔,也能够防止散热面积的减少,在将外部电极和半导体发光元件的第一电极(75)及第二电极(85)接合时,为了电绝缘而确保充分的间隔。
另外,在半导体发光元件的边缘进行台面蚀刻的区域只限于包括阻断面(35)侧的一部分(例如:与第一分支电极(78)对应的部分)。由此,与为了分离成单独的元件而在半导体发光元件边缘周围整体地进行台面蚀刻而减少发光面的情况相比,发光面积增加。另外,这样在增加发光面积并将第一电极(75)及第二电极(85)形成至非导电性反射膜(91)的边缘为止而分离成单独的各个元件时,可进行刻划及/或破断工序。此时,由于直接切开非导电性反射膜(91),因此为了特意防止裂痕的扩散而形成阻断面(35)。为了形成阻断面(35),由非导电性反射膜(91)覆盖至将与所述间隔对应的多个半导体层(30,40,50)的一部分蚀刻而露出的第一半导体层(30)为止。覆盖从阻断面(35)侧露出的第一半导层的非导电性反射膜(91)与覆盖第二半导体层(50)上的电流扩散导电膜(60)的非导电性反射膜(91)之间产生高度差。由此,如果从边缘产生的裂痕要扩散到第二半导体层(50)上的非导电性反射膜(91),则需要跨越阻断面,而因所述高度差,裂痕的扩散被阻断。由此,提高半导体发光元件的产量。
图28及图29是用于说明本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图,图29作为表示沿着图28所示的C-C线而截取的截面的一例的图,表示用于分离成单独的各个元件的刻划线(SCL1,SCL2,SCL3)。
首先,在衬底(10)上生长多个半导体层(30,40,50)(参照图29)。通过台面蚀刻工序而使要具备n侧分支电极(78)的第一半导体层(30)露出(例如:对应图28的63的区域)。优选为,与该工序一起进行蚀刻后述的第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔的边缘的第二半导体层(50)及有源层(40)的工序而形成阻断面(35)。如图28所示,用于形成阻断面(35)的蚀刻在多个半导体发光元件的边缘,例如在边界进行。如后述,该边界可构成多个半导体发光元件的分离线。由此,通过用于形成阻断面(35)的蚀刻,相邻的半导体发光元件的阻断面(35)也一起形成。台面蚀刻工序可在后述的形成光吸收防止膜(41)之后或在形成电流扩散导电膜(60)之后执行。
之后,在第二半导体层(50)上形成光吸收防止膜(41)。光吸收防止膜(41)与p侧分支电极(88)对应地形成。可考虑省略光吸收防止膜(41)。接着,在第二半导体层(50)上,以覆盖光吸收防止膜(41)的方式形成电流扩散导电膜(60)。为了减少光的吸收,电流扩散导电膜(60)由透光性导电体(例如:ITO)形成。电流扩散导电膜(60)可被省略,但为了使电流扩散到第二半导体层(50),通常具备电流扩散导电膜(60)。
接着,在电流扩散导电膜(60)上形成p侧分支电极(88),并在与此同时或通过另设的工序而露出的第一半导体层(30)上形成n侧分支电极(78)。p侧分支电极(88)及n侧分支电极(78)由多个层构成。接着,形成非导电性反射膜(91)。例如,以覆盖用于形成电流扩散导电膜(60)及p侧分支电极(88)、n侧分支电极(78)及阻断面(35)的蚀刻区域的方式形成电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91f)。电介质膜(91b)或包覆膜(91f)可被省略。
之后,例如,利用溅射装置、电子束装置等而在非导电性反射膜(91)上蒸镀第一电极(75)及第二电极(85)。在形成第一电极(75)及第二电极(85)的工序中,在开口(63,65)还同时形成电连接器(72,82)。电连接器以与分支电极的末端的上表面及侧表面接触的方式形成。其结果,接触面被增加,由此实现稳定的电连接。
在晶片状态下相邻的半导体发光元件的第一电极(75)及第二电极(85)可彼此同时形成为一体。例如,在晶片状态下,用于形成第一电极(75)及第二电极(85)的金属层以带形状、多个列或条纹形状被蒸镀(参照图28)。
之后,执行分离成单独的各个元件的分离工序。在图29中图示了用于分离成各个半导体发光元件的分离线(SRL1,SRL2,SRL3)。例如,通过破断、锯断或刻划&破断等这样的方法而沿着分离线(SRL1,SRL2,SRL3)切开,从而分离成单独的各个半导体发光元件。还可追加化学性蚀刻工序。例如,在刻划&破断中,以如下方式执行刻划工序:利用激光或刀具,将焦点对准到包括半导体发光元件的衬底(10)的表面和衬底的内部的衬底(10)侧来适用激光。在利用激光的刻划工序中,相邻的半导体发光元件沿着分离线(SRL1,SRL2,SRL3)而初步地切断为半导体发光元件。通过接着刻划工序而执行的破断工序,将初步地切开的半导体发光元件完全地分离成单独的半导体发光元件。
在晶片状态下相邻的半导体发光元件的阻断面(35)彼此连接,在通过所述分离工序而分离成单独的各个半导体发光元件时,相邻的半导体发光元件的阻断面(35)之间被分离,通过分离而在具备阻断面(35)的边缘,生长衬底(10)的侧表面、第一半导体层(30)的侧表面及非导电性反射膜(91)的侧表面成为切割面。另外,在晶片状态下相邻的半导体发光元件的第一电极(75)及第二电极(85)被连接,在分离成单独的各个半导体发光元件时,相邻的半导体发光元件的第一电极(75)及第二电极(85)被分离,通过分离,生长衬底(10)的侧表面、多个半导体层(30,40,50)的侧表面、非导电性反射膜(91)的侧表面及第一电极(75)及第二电极(85)的侧表面成为切割面。
图30是用于说明通过阻断面而阻断裂痕的扩散的另一例的图,例如以在衬底(10)方向或其相反方向,沿着分离线(SRL1,SRL2,SRL3)而施加外力的方式执行破断工序。在这样的破断工序中,衬底(10)和多个半导体层(20,30,40,50)是结晶质,因此可沿着分离线(SRL1,SRL2,SRL3)而准确地切开。但是,覆盖至边缘为止的非导电性反射膜(91)是非晶质,因此无法沿着分离线(SRL1,SRL2,SRL3)而准确地切开,并容易发生损坏,例如在非导电性反射膜(91)的边缘产生裂痕(CR31)等。如图19及图20所示,在这样的非导电性反射膜(91)的边缘上的损坏扩散到半导体发光元件的发光面侧即内侧而引起外观不良,从而导致产量下降。特别地,在裂痕(CR31)沿着第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔而扩散的情况下构成问题,而在本例中,如图29及图30所示,通过阻断面(35)而在边缘发生高度差。裂痕(CR31)难以跨越这样的高度差而被扩散,裂痕(CR31)可在阻断面(35)被中断。由此,大大减少了边缘损坏的问题。特别地,可省略预先去除一部分的非导电性反射膜(91)等的工序或用于区分为单独的各个元件的半导体发光元件之间的蚀刻工序,直接沿着分离线(SRL1,SRL2,SRL3)而通过刻划及破断工序来进行分离。也可考虑将阻断面(35)侧的非导电性反射膜(91)的切割面形成为倾斜面而执行角反射器的作用。
也可与本例不同地,在衬底(10)上形成多个半导体层(30,40,50)之后,经过区分为单独的各个元件的工序而分离成单独的的半导体发光元件之后,通过通常的半导体制造工序而形成光吸收防止膜(41)、电流扩散导电膜(60)、分支电极(78,88),而这样的区分为单独的各个元件的工序可以是以所述分离线(SRL1,SRL2,SRL3)为中心蚀刻一定宽度的多个半导体层(30,40,50)而去除的过程(25;参照图22)。
在本例中,与此不同地,在分离线(SRL1,SRL2,SRL3)除了用于形成阻断面(35)的蚀刻区域之外,减少多个半导体层(30,40,50)的蚀刻,从而增加发光面积。另外,还具有省略上述的区分为单独的各个元件的工序等工序上的优点。另外,由此,未被第一电极(75)及第二电极(85)覆盖的面积增加,能够获得减少光的吸收的效果。如图30所示,通过由阻断面(35)的形成而产生的高度差,阻断在这样的分离工序中在非导电性反射膜(91)发生的裂痕沿着第一电极(75)与第二电极(85)之间而扩散。
图31是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,阻断面(35)的宽度及长度可被改变,特别地,可根据第一电极(75)与第二电极(85)的间隔而改变。如图31所示,一部分阻断面(35)可向第一电极(75)及第二电极(85)的下方延伸。另外,也可考虑在半导体发光元件的结构上特别频繁发生裂痕的部分这样选择性地追加阻断面。
另外,随着发光面变宽,可在n侧及p侧分别形成凸台状的电连接部(74,84),由此来代替增加分支电极的长度。
图32是用于说明本发明的半导体发光元件的特征的图,半导体发光元件包括多个半导体层(30,40,50)、光吸收防止膜(41)、电极(75)及非导电性反射膜(R)。
多个半导体层(30,40,50)包括:在衬底(10)上形成的缓冲层(20)、具备第一导电性的第一半导体层(30;例如:掺有Si的GaN)、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50;例如:掺有Mg的GaN)及介于第一半导体层(30)与第二半导体层(50)之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱结构)。多个半导体层(30,40,50)分别由多层构成,缓冲层(20)可被省略。
电极(75)形成在多个半导体层(30,40,50)上,与多个半导体层(30,40,50)电连接。图32所示的电极(75)的截面可以是长幅延伸的延伸式(extending type)电极的横截面或凸台状(island type)电极的横截面。在非导电性反射膜(R)上具有用于进行接合的焊盘电极(例如:70,80;参照图36,8),焊盘电极和电极(75)通过贯穿非导电性反射膜(R)的电连接器而电连接。
优选为,包括透光性导电膜(60),透光性导电膜(60)介于第二半导体层(50)与电极(75)之间,并以覆盖第二半导体层(50)的方式形成。光吸收防止膜(41)至少形成于电极(75)的周边。在本例中,光吸收防止膜(41)在第二半导体层(50)与透光性导电膜(60)之间与电极(75)对应地形成,光吸收防止膜(41)的一部分被露出到电极(75)的周边。光吸收防止膜(41)可仅具备反射在有源层(40)发生的一部分或全部光的功能,也可仅具备防止电流从电极(75)流向电极(75)的正下方的功能(currentblocking),也可将两个功能全部具备。
非导电性反射膜(R)以覆盖电极(75)及透光性导电膜(60)的方式形成,并反射来自有源层的光。关于多个层(91a,91b,91c)将后述。非导电性反射膜(R)优选具备多层结构,为了减少光被金属反射膜吸收,非导电性反射膜(R)的至少反射光的一侧由非导电性物质形成。在此,绝缘性是指,非导电性反射膜(R)不用作电气性导通的手段,必须使整个非导电性反射膜(R)仅由非导电性物质构成。在形成非导电性反射膜(R)时,可发生因电极(75)这样的凹凸结构物而产生高度差,非导电性反射膜(R)的层结构扭曲而反射率下降的异常区域(A1)。对此,将在后面更具体地说明。
在本例中,从电极(75)的横截面观察时,光吸收防止膜(41)的一部分从电极(75)露出,并形成至电极(75)的周边为止。使自从电极(75)露出的光吸收防止膜(41)的电极(75)的侧表面的长度(D2;距离或宽度)比自所述异常区域(A1)的电极(75)的侧表面的长度(D1;距离或宽度)长,从而减少因光进入上述异常区域(A1)而被泄漏或吸收而造成的损失。
在半导体发光元件中,在将第二半导体层(50)和有源层(40)蚀刻而露出的第一半导体层(30)上具备电极的情况下,也可适用光吸收防止膜。可考虑将蚀刻非导电性反射膜(R)而露出的第一半导体层(30)覆盖的例子,在通过由所述蚀刻而引起的高度差而在非导电性反射膜(R)形成异常区域的情况下,与此对应地,也可考虑在形成于第一半导体层(30)的电极周边形成光吸收防止膜的例子(参照图39至图43)。
图33是用于说明非导电性反射膜(R)的一例的图,非导电性反射膜(R)作为多层结构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。
在形成非导电性反射膜(R)时,因电极(75)这样的凹凸结构物而产生高度差。由此,在形成要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前,通过形成一定厚度的电介质膜(91b),从而能够稳定地形成分布布拉格反射器(91a),有利于光的反射。另外,如图33a所示,考虑与在非导电性反射膜(R)上形成的焊盘电极(70,80)的关系及光引导,非导电性反射膜(R)在分布布拉格反射器(91a)上包括包覆膜(91c)。
作为电介质膜(91b)的材质,适合使用SiO2,其厚度优选为0.2um~1.0um。在电介质膜(91b)的厚度过于薄的情况下,不足以将高度为2um~3um程度的电极(75)覆盖好,而在过于厚的情况下,在后述的开口形成工序中构成负担。电介质膜(91b)的厚度可比后续的分布布拉格反射器(91a)的厚度更厚。另外,为了确保元件的可靠性,电介质膜(91b)需要通过适当的方法来形成。例如,由SiO2构成的电介质膜(91b)优选通过化学气相蒸镀法(CVD;Chemical Vapor Deposition)而形成,尤其优选为通过等离子体增强化学气相蒸镀法(PECVD;Plasma Enhanced CVD)而形成。因为,化学气相蒸镀法比电子束蒸镀法(E-BeamEvaporation)等这样的物理蒸镀法(PVD;Physical Vapor Deposition)更有利于减缓所述高度差(stepcoverage)。具体地,当通过电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)来形成电介质膜(91b)时,在具有所述高度差的区域,电介质膜(91b)难以形成为所设计的厚度,由此导致分布布拉格反射器(91a)的反射率下降,并在电绝缘上也出现问题。因此,为了减少高度差并实现可靠的绝缘,电介质膜(91b)优选通过化学气相蒸镀法而形成。由此,在确保半导体发光元件的可靠性的同时,还能确保作为反射膜的功能。
分布布拉格反射器(91a)形成在电介质膜(91b)。分布布拉格反射器(91a)例如由SiO2和TiO2成对地层叠多次而构成。此外,分布布拉格反射器(91a)可通过Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物质和比其折射率低的电介质薄膜(代表性的为,SiO2)等的组合来构成。例如,分布布拉格反射器(95a)可将成对的SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO反复层叠而构成,对于蓝光,SiO2/TiO2的反射效率较好,对于UV光,SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。在分布布拉格反射器(91a)由SiO2/TiO2这一对构成的情况下,优选为,将各层的厚度以从有源层(40)发出的光的波长的1/4的光学厚度为基本,考虑根据入射角度和波长的反射率等而进行最佳的工序,各层的厚度并不是必须为波长的1/4的光学厚度。所述成对的层叠的数量适合为4~40对(pairs)。在分布布拉格反射器(91a)由成对的SiO2/TiO2反复层叠的结构构成的情况下,分布布拉格反射器(91a)优选通过物理蒸镀法(PVD;Physical VaporDeposition)而形成,尤其优选为通过电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)、溅射法(Sputtering)或热蒸镀法(Thermal Evaporation)而形成。
包覆膜(91c)由Al2O3这样的金属氧化物、SiO2、SiON这样的电介质膜、MgF、CaF等物质构成。包覆膜(91c)优选具备λ/4n至3.0um的厚度。在此,λ是从有源层(40)生成的光的波长,n是构成包覆膜(91c)的物质的折射率。在λ为450nm(4500A)的情况下,可由4500/4*1.46=771A以上的厚度形成。
虽然由多对的SiO2/TiO2构成的分布布拉格反射器(91a)的最上层可由TiO2构成,但是当考虑也可由具备λ/4n程度的厚度的SiO2层构成时,包覆膜(91c)优选为比λ/4n更厚,以与位于下方的分布布拉格反射器(91a)的最上层区别开。但是,由于不仅对后续的开口形成工序构成负担,并且厚度的增加不利于提高效率,还提高材料费,因此包覆膜(91c)不优选具备3.0um以上的过于厚的厚度。由此,为了不给后续的工序带来负担,包覆膜(91c)厚度的最大值适合形成为1um~3um以内。但是,根据情况,也不是不能形成为3.0um以上。
为了光的反射及引导,分布布拉格反射器(91a)的有效折射率大于电介质膜(91b)的折射率。在分布布拉格反射器(91a)与焊盘电极(例如:70,80;参照图34,图6)直接接触的情况下,通过分布布拉格反射器(91a)而进行的光的一部分可被焊盘电极(70,80)吸收。由此,当导入具备比分布布拉格反射器(91a)低的折射率的包覆膜(91c)时,可大大减少由焊盘电极(70,80;参照图38)引起的光的吸收。当这样选择折射率时,可从光波导(opticalwaveguide)的观点来说明电介质膜(91b)-分布布拉格反射器(91a)-包覆膜(91c)的关系。光波导是用比光的折射率低的物质来包围光的传播部,并利用全反射而引导光的结构物。从这样的观点来讲,在将分布布拉格反射器(91a)看作传播部时,电介质膜(91b)和包覆膜(91c)作为包围传播部的结构而构成光波导的一部分。
例如,为了防止光的吸收,当分布布拉格反射器(91a)由透光性物质(例如;SiO2/TiO2)形成的情况下,电介质膜(91b)由折射率比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的电介质(例如:SiO2)构成。在此,有效折射率是指,在由具备彼此不同的折射率的物质构成的波导中进行的光所具备的等价折射率。包覆膜(91c)还由比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的物质(例如:Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF)构成。在分布布拉格反射器(91a)由SiO2/TiO2构成的情况下,SiO2的折射率为1.46,TiO2的折射率为2.4,因此分布布拉格反射器(91a)的有效折射率具备1.46与2.4之间的值。由此,电介质膜(91b)可由SiO2构成,其厚度适合为0.2um~1.0um。包覆膜(91c)也由具备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。
从光波导的观点来讲不优选,但从本发明的整个技术思想的观点来讲,可考虑省略电介质膜(91b)的情况,无需排除由分布布拉格反射器(91a)和包覆膜(91c)构成的结构。也可考虑代替分布布拉格反射器(91a)而包括作为电介质的TiO2材质的电介质膜(91b)的情况。另外,在分布布拉格反射器(91a)在最上层具备SiO2层的情况下,可考虑省略包覆膜(91c)。另外,如果考虑实质上在横向上进行的光的反射率而设计电介质膜(91b)和分布布拉格反射器(91a),则在分布布拉格反射器(91a)在最上层具备TiO2层的情况下,也可考虑省略包覆膜(91c)。
这样,电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)作为非导电性反射膜(R)而执行光波导的作用,整个厚度优选为1μm~8μm。
如图33a例示,倾斜的光(L1,L2)也被焊盘电极(70,80)或非导电性反射膜(R)反射,但是在分布布拉格反射器(91a)的情况下,对越接近垂直方向的光(L3),反射率越高,大致反射99%以上。另外,在作为非导电性反射膜(R)而使用ODR的情况下,可良好地反射所有方向的光。
参照图33b,为了将DBR及ODR等多层结构用作反射膜,各个物质层应准确地形成为特别设计的厚度。但是,通过非导电性反射膜(R)下方的结构物(例如:电极700、800,通过半导体层的蚀刻而产生的高度差等),在非导电性反射膜(R)出现产生高度差的部分(由虚线表示)。在这样的具有高度差的区域,各个物质层不能形成为所设计的厚度或各个层不能解决高度差而被中断或产生形状被扭曲的区域(异常区域;A1;参照图32)。其结果,在异常区域(A1)中反射率下降,光(L11,L12)被泄漏或增加吸收损失。
如图32所示,从电极(75)的横截面观察时,光吸收防止膜(41)的一部分从电极(75)露出,形成至电极(75)的周边为止。使自从电极(75)露出的光吸收防止膜(41)的电极(75)的侧表面的长度(D2;距离或宽度)比所述异常区域(A1)的长度(D1;距离或宽度)长,由此减少因光进入所述异常区域(A1)而被泄漏或吸收来造成的损失。
如上述,在本发明的半导体发光元件中,光吸收防止膜(41)可仅具备反射从有源层(40)发生的一部分或全部的光的功能,也可仅具备防止来自电极(75)的电流流向电极(75)的正下方的功能(current blocking),也可将两个功能均具备。由此,光吸收防止膜(41)通过反射朝向所述异常区域(A1)的光,从而减少损失。另外,从其他观点来讲,光吸收防止膜(41)抑制直接流向所述异常区域(A1)的正下方的有源层(40)的电流,因此有可能相对减少在所述异常区域(A1)的正下方的有源层(40)上的光的生成,在该情况下,朝向异常区域(A1)的光的量也会减少,其结果,又能减少光损失。
为了这样的功能,光吸收防止膜(41)可由用比第二半导体层(50;例如:p型半导体层)折射率低的透光性物质构成的单层(例如:SiO2)或多层(例如:Si02/TiO2/SiO2)或分布布拉格反射器或单层和分布布拉格反射器的组合等构成。关于光吸收防止膜(41)的厚度,根据结构,适合形成为0.01μm~1.0μm。如果光吸收防止膜(41)的厚度过于薄,则功能较弱,如果过于厚,则导致在光吸收防止膜(41)上形成的透光性导电膜(60)难以蒸镀。光吸收防止膜(41)无需必须由非导电性物质构成。但是,通过利用电介质物质,从而能够提高抑制电流直接流向电极(75)的正下方的效果。
图34是用于说明光吸收防止膜(41)的例子的图,图示了电极(75)的横截面和非导电性反射膜(R)。在本例中,光吸收防止膜(41)的末端具备楔(wedge)状,电极(75)的侧表面相对光吸收防止膜(41)而形成为倾斜面。如上述,关于光吸收防止膜(41)的厚度,具备与构成非导电性反射膜(R)的各个层的厚度相比不可忽视的厚度。由此,与光吸收防止膜(41)的末端或边缘垂直地构成高度差面的情况相比,如图34所示地,末端具备楔状而使高度变化缓慢时,更有利于抑制异常区域(A1)的发生。同样地,与将电极(75)的侧表面形成为垂直面的情况相比,如果将侧表面形成为倾斜面,则在形成非导电性反射膜(R)时,使多个层更好地沿着电极(75)的轮廓而形成,因此有利于抑制异常区域(A1)的发生或减少其长度。
为了防止光进入异常区域(A1),增加从具有高度差的面(例如:电极(75)的侧表面)起的光吸收防止膜(41)的长度为好,但是有可能减少向有源层(40)的电流供给,因此光吸收防止膜(41)的长度不适合过于长。
图35是用于说明对电极(75)的高度、异常区域(A1)及光吸收防止膜(41)之间的关系进行实验的结果的图,异常区域(A1)比起非导电性反射膜(R)本身的厚度,更是受到由电极(75)引起的高度差或电极(75)的厚度的影响。异常区域(A1)的长度(D1)与所述高度差(例如:在图35所示的例子中为电极(75)的高度)有关。例如,表示以图35a、图35b及图35c的顺序增加电极(75)的高度(厚度)而形成非导电性反射膜(R)的结果。电极(75)的高度越增加,在异常区域(A1)中层结构的扭曲更被加重。例如,在将电极(75)的厚度变更为1.0μm、1.5μm、2.0μm、2.5μm、3.0μm等而进行实验时,异常区域(A1)的长度(D1)形成为0.2μm~2.0μm程度。由此,在由电极(75)引起的高度差为0.5μm~3.0μm的情况下,使自电极(75)的侧表面起的光吸收防止膜(41)的长度(D2)比异常区域(A1)的长度(D1)长,适合形成为2.0μm~10μm。在D2为10μm以上的情况下,需要考虑由正常地发出光的有源层的减少而导致的动作电压(Vf)的上升和亮度减少。重要的是使D2为D1以上,由此,优选与D1对应地适当决定D2的长度。
图36是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,图37是表示在图36中沿着A-A线而切开的截面的一例的图,图38是表示在图36中沿着B-B线而切开的截面的一例的图。
半导体发光元件包括衬底(10)、多个半导体层(30,40,50)、光吸收防止膜(41)、透光性导电膜(60)、第一电极(82,85)、第二电极(72,75)、非导电性反射膜(R)、第一焊盘电极(80)、第二焊盘电极(70)、第一电连接器(81)及第二电连接器(71)。下面,以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
作为衬底(10),主要使用蓝宝石、SiC、Si、GaN等,衬底(10)最终可被去除。本例在去除衬底(10)或具备导电性的情况下,电极可适用于衬底(10)被去除的第一半导体层(30)侧或形成于导电性衬底侧的半导体发光元件。第一半导体层(30)和第二半导体层(50)可变换其位置,在III族氮化物半导体发光元件中,主要由GaN构成。
多个半导体层(30,40,50)包括:在衬底(10)上形成的缓冲层(20)、具备第一导电性的第一半导体层(30;例如:掺有Si的GaN)、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50;例如:掺有Mg的GaN)及介于第一半导体层(30)与第二半导体层(50)之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱结构)。多个半导体层(30,40,50)分别由多层构成,缓冲层(20)可被省略。通过将多个半导体层(30,40,50)的一部分台面蚀刻,从而露出第一半导体层(30)的一部分。
光吸收防止膜(41)在第二半导体层(50)上与第二电极(72,75)对应地形成。图32是在图36中沿着C-C线而切开的截面的一例。优选为,具备透光性导电膜(60)。透光性导电膜(60)形成于光吸收防止膜(41)与第二电极(72,75)之间,并具备透光性,大致将整个第二半导体层(50)覆盖而形成,但也可以仅形成于一部分。特别地,在p型GaN的情况下,电流扩散能力下降,在p型半导体层(50)由GaN构成的情况下,大部分需要得到透光性导电膜(60)的帮助。例如,ITO、Ni/Au这样的物质可用作透光性导电膜(60)。
第一电极(82,85)与将第二半导体层(50)及有源层(40)的一部分台面蚀刻而露出的第一半导体层(30)电连接。第二电极(72,75)在透光性导电膜(60)上与光吸收防止膜(41)对应地形成,并与第二半导体层(50)电连接。在本例中,电极具备凸台状(islandtype)电极(72,82)和延伸式(extending type)电极(75,85;分支电极)。当然,电极也可以形成为与此不同的形态,也可以仅具备凸台状电极或仅具备延伸式电极。在本例中,第一延伸式电极(85)从第一焊盘电极(80)的下方向第二焊盘电极(70)的下方延伸,第二延伸式电极(75)从第二焊盘电极(70)的下方向第一焊盘电极(80)的下方延伸。
非导电性反射膜(R)以覆盖透光性导电膜(60)、电极(72,75,82,85)及通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)的方式形成,将来自有源层(40)的光反射到多个半导体层(30,40,50)侧。非导电性反射膜(R)优选为具备多层结构,可适用图32至图34中说明的非导电性反射膜(R)。光吸收防止膜(41)分别与延伸式电极(75;分支电极)和凸台状电极(72)对应地形成。非导电性反射膜(R)的异常区域(A1)也可形成在延伸式电极(75)及凸台状电极(72)的周围。作为在图36中沿着C-C线而切开的延伸式电极(75)的横截面的一例,参照图32,从延伸式电极(75)的侧表面起的光吸收防止膜(41)的长度(D2;向线C-C方向的长度)比非导电性反射膜(R)的异常区域(A1)的长度(D1;向线C-C方向的长度)长。
第一焊盘电极(80)及第二焊盘电极(70)在非导电性反射膜(R)上以彼此隔开且相对的方式形成。在本例中,第一焊盘电极(80)供给电子,第二焊盘电极(70)供给空穴。当然,也可以是与此相反的情况。第一电连接器(81)通过形成在非导电性反射膜(R)的开口(97b)而与第一焊盘电极(80)和第一电极(82,85)电连接,第二电连接器(71)通过开口(97a)而与第二焊盘电极(70)和第二电极(72,75)电连接。可以在形成焊盘电极(70,80)时一起形成电连接器(71,81),也可以在形成电连接器(71,81)之后,通过另设的过程而形成焊盘电极(70,80)。
第一焊盘电极(80)及第二焊盘电极(70)作为用于与外部电极电连接的电极,可与外部电极共晶接合或焊接或导线接合。外部电极可以是形成在次黏着基台的导通部、封装体的引线框架、形成在PCB的电子图案等,只要是与半导体发光元件独立地构成的导线,则对其形态不作特别限定。第一焊盘电极(80)及第二焊盘电极(70)具备某程度的面积而形成,由此反射通过非导电性反射膜(R)而未被反射的光。第一焊盘电极(80)及第二焊盘电极(70)既可以具备利用另外的突起物而与封装体结合的程度的高度,也可以本身蒸镀成与封装体结合的程度的高度。
根据这样的半导体发光元件,代替金属反射膜而使用非导电性反射膜(R),从而减少由光被吸收而产生的损失。另外,形成光吸收防止膜(41),以阻断光进入因电极、由蚀刻产生的高度差等凹凸结构而在非导电性反射膜(R)上形成的异常区域(A1),从而减少光的损失,提高亮度。特别地,这样,光吸收防止膜(41)不仅单纯地用作电流阻断层,而且还具备为了阻断光进入上述的异常区域(A1)而考虑了异常区域(A1)的长度的长度(距离或宽度),从而有利于提高亮度。
图39是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图,与第二电极(72,75)对应地在第二半导体层(50)与透光性导电膜(60)之间形成有光吸收防止膜(41)。另外,在第一电极(82,85)与第一半导体层(30)之间形成有追加的光吸收防止膜(45)。
图40是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,可看作是沿着图39的D-D线而切开的截面的一例。电极(85)形成在通过台面蚀刻而露出的第一半导体层(30)上。因通过台面蚀刻而产生的高度差,在非导电性反射膜(R;91a,91b,91c)发生异常区域(A1)。与这样的异常区域(A1)对应地,追加的光吸收防止膜(45)形成在电极(85)与第一半导体层(30)之间而露出到电极(85)的周边,在覆盖追加的光吸收防止膜(45)并与第一半导体层(30)导通的导电体(65)上形成电极(85)。
图41是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,可看作是沿着图39的D-D线而切开的截面的另一例。为了阻断光进入因通过台面蚀刻产生的高度差而形成的异常区域(A1),追加的光吸收防止膜(45)形成在通过台面蚀刻而产生的多个半导体层(30,40,50)的内侧面及第一半导体层(30)上,追加的光吸收防止膜(45)的一部分被去除,电极(85)与第一半导体层(30)导通而形成。
图42是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,在台面蚀刻时调节视觉条件而使被蚀刻的面(37)成为倾斜面。虽然存在通过台面蚀刻产生的高度差,但因为被蚀刻的面(37)是倾斜面,因此与具备急剧的高度差的情况相比,能够更好地形成非导电性反射膜(R;91a,91b,91c)。由此,在非导电性反射膜(R;91a,91b,91c)减少异常区域(A1)的扭曲的程度或显著地消除扭曲。由此,异常区域(A1)不再异常,具备所需程度的反射率或减少光的泄漏。
图43是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,由非导电性反射膜(R)覆盖第一电极(82)及第二电极(75),并通过贯穿非导电性反射膜(R)的电连接器(71,81),焊盘电极(70,80)与电极(75,82)分别连接。与通过台面蚀刻而产生的高度差面(例如:35)对应地形成异常区域(A1),与此对应地,追加的光吸收防止膜(45)形成在通过台面蚀刻而产生的高度差面(例如:35)及露出的第一半导体层(30)。导电体(65)介于第一电极(82)与追加的光吸收防止膜(45)之间而与第一半导体层(30)电连接。当然,也可以是光吸收防止膜(41)与追加的光吸收防止膜(45)连接的例子。
图44及图45是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,在本例中,光吸收防止膜(41)形成在电极(75)的周边,阻断光进入在非导电性反射膜(R)产生的异常区域(A1)。与上述的例子不同地,在本例中,光吸收防止膜(41)形成在透光性导电膜(60)与非导电性反射膜(R)之间。这样形成的光吸收防止膜(41)既可由非导电性物质形成,也可由导电性物质形成。在光吸收防止膜(41)由导电性物质形成的情况下,图44及图45的形态均可实现。在光吸收防止膜(41)由非导电性物质形成的情况下,如图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导电膜(60)与电极(75)导通。为了抑制电流流向电极(75)的正下方,电流阻断层(21)在电极(75)的下方形成于第二半导体层(50)与透光性导电膜(60)之间。在该情况下,与电流阻断层(21)独立地形成光吸收防止膜(41),因此可以与异常区域(A1)无关地决定电流阻断层(21)的长度或宽度。另外,在图44所示的例子的情况下,光吸收防止膜(41)还能够减缓因电极(75)产生的高度差,因此能够减少发生异常区域(A1)的程度。
图46至图48是表示本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图,下面,以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。在半导体发光元件的制造方法中,首先,如图46a所示,在生长衬底(10)上形成多个半导体层(30,40,50)。多个半导体层(30,40,50)包括:在生长衬底(10)上形成的缓冲层(20)、具备第一导电性的第一半导体层(30;例如:掺有Si的GaN)、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50;例如:掺有Mg的GaN)及介于第一半导体层(30)与第二半导体层(50)之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40;例如:InGaN/(In)GaN多量子阱结构)。多个半导体层(30,40,50)分别由多层构成,缓冲层(20)可被省略。
之后,如图46b及图46c所示,去除多个半导体层(30,40,50)的一部分而划分多个半导体发光芯片区域(104)和各个半导体发光芯片区域(104)周边的壁(37)。在本例中,在该划分的过程中,各个半导体发光芯片区域(104)的多个半导体层(30,40,50)的侧表面(106)的倾斜度和壁(37)的侧表面的倾斜度彼此不同。例如,如图46b所示,与各个半导体发光芯片区域(104)对应的第一掩膜(M1)和与壁(37)对应且比第一掩膜(M1)蚀刻选择比高的第二掩膜(M2)形成在多个半导体层(30,40,50)上,多个半导体层(30,40,50)被蚀刻。例如,第一掩膜(M1)包括光致抗蚀剂,第二掩膜(M2)包括电介质及金属中的至少一个。作为电介质,例如是SiO2、SiN、Al2O3等,作为金属,例如是Ni、Cr等。
如图46c所示,在蚀刻工序的结果,与第一掩膜(M1)对应地,各个半导体发光芯片区域(104)的侧表面(106)相对于生长衬底(10)而倾斜地构成倾斜面。与第二掩膜(M2)对应地,由生长衬底(10)和壁(37)的侧表面所构成的角度比由生长衬底(10)和各个半导体发光芯片(105)的侧表面(106)所构成的角度更接近直角,优选形成为直角。在本例中,2个壁(37)形成于相邻的半导体发光芯片区域(104)之间。如图46c所示,在蚀刻多个半导体层(30,40,50)的过程中,在各个半导体发光芯片区域(104)的多个半导体层(30,40,50)形成有露出第一半导体层(30)的开口(63)。在蚀刻工序之后,由光致抗蚀剂构成的第一掩膜(M1)被去除,由电介质或金属构成的第二掩膜(M2)被残留。在此,壁(37)包括留在第二掩膜(M2)的下方的多个半导体层(30,40,50)和残留的第二掩膜(M2)。当然,第二掩膜(M2)也可被去除,但通过留下第二掩膜(M2),从而由壁(37)产生的高度差变大,通过这样的高度差,能够更好地形成后述的不均匀部(98)
之后,如图47a所示,非导电性反射膜(R)以覆盖各个半导体发光芯片区域(104)及多个半导体发光芯片区域(104)之间的方式形成。非导电性反射膜(R)反射来自有源层(40)的光。非导电性反射膜(R)优选具备多层结构,为了减少由金属反射膜引起的光的吸收,至少非导电性反射膜(R)的反射光的一侧由非导电性物质形成。在此,绝缘性是指,非导电性反射膜(R)不用作电气性导通的手段,必须使整个非导电性反射膜(R)仅由非导电性物质构成。作为多层结构,非导电性反射膜(R)包括分布布拉格反射器(Distributed BraggReflector)、全方位反射器(ODR;Omni-Directional Reflector)等。在形成非导电性反射膜(R)时,有可能发生通过由壁(37)或各个半导体发光芯片区域(104)的多个半导体层(30,40,50)的侧表面(106)产生的高度差来导致非导电性反射膜(R)的层结构扭曲而反射率下降的不均匀部(98)。在本例中,各个半导体发光芯片(105)的侧表面(106)构成倾斜面而减缓扭曲,壁(37)为了故意加重扭曲而形成为垂直或急剧的倾斜。由此,如图47所示,在与壁(37)对应的非导电性反射膜(R)形成不均匀部(98)。
在形成非导电性反射膜(R)之后,如图47b所示,形成电极(80,70)和电连接器(81,71),在各个半导体发光芯片区域(104)形成半导体发光芯片(105)。各个半导体发光芯片(105)包括多个半导体层、透光性导电膜(60)、非导电性反射膜(R)、电极(80,70)及电连接器(81,71)。之后,如图47c所示,切开2个壁(37)之间而分离成单独的半导体发光元件(101)。壁(37)具备与半导体发光芯片(105)的侧表面(106)对置的内侧面及与内侧面相对的外侧面,外侧面自切开时所形成的切割面分离而形成,非导电性反射膜(R)覆盖外侧面与切割面之间。在切开时,可进行刻划及/或破断工序。也可追加化学蚀刻工序。例如,在刻划&破断中,在刻划工序中利用激光或刀具,通过接着刻划工序而执行的破断工序,将初步地切开的半导体发光元件完全地分离成单独的半导体发光元件(101)。作为利用激光而锯断的方法的一例,可使用隐形切割(Stealth dicing)方法。根据该方法,从生长衬底(10)的内侧切断(cutting),从而克服碎屑、元件损毁、半导体物质的损失等问题。例如,将焦点对准生长衬底(10)的表面下方,通过激光(2)而在生长衬底(10)形成多个穿孔,使附着于多个半导体层(30,40,50)侧的带膨胀,从而分离成单独的芯片。通过隐形切割方法,仅在生长衬底(10)的内部形成多个穿孔,衬底的表面毫无损坏。另外,与用刀片切开的情况相比,通过隐形切割而切开时,大大减小切割的间隔或宽度。
图48是表示非导电性反射膜(R)的层结构在壁(37)扭曲的不均匀部(98)的一例的图,参照图48a,通过由壁(37)产生的高度差,非导电性反射膜(R)的各个层不能柔和地跨越壁(37)。大致在壁(37)的侧表面与生长衬底(10)所相交的下侧拐角部及壁(37)的上端边缘等中,非导电性反射膜(R)的各个层不能连续均匀地连接,增加不均匀性,或者因各个层未能连接而形成边界线等原因,形成不均匀部(98)。如图48b所示,在将壁(37)之间切开时,在非导电性反射膜(R)可发生裂痕(CR1,CR2),通过壁(37)之间的不均匀部(98),可阻断裂痕(CR1,CR2)向旁边扩散。另外,通过形成于壁(37)的上端的边缘附近的不均匀部(98),可阻断裂痕(CR1,CR2)的扩散。另外,关于跨越壁(37)的裂痕(CR1,CR2),通过形成于壁(37)的下端的不均匀部(98),无法进一步地扩散。由此,防止裂痕(CR1,CR2)侵入到半导体发光芯片(105)。
图49及图50是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,图50表示在图49中沿着A-A线而切开的截面的一例。半导体发光元件包括多个半导体层(30,40,50)、壁(37)、非导电性反射膜(R)及至少一个电极(80,70)。在多个半导体层(30,40,50)上由光致抗蚀剂形成第一掩膜(M1),并以包括电介质或金属的方式形成第二掩膜(M2),然后对多个半导体层(30,40,50)进行蚀刻而划分为多个半导体发光芯片区域(104)和壁(37)。另外,在蚀刻多个半导体层(30,40,50)之前,使用SiO2这样的电介质而形成光吸收防止膜(41)。在本例中,光吸收防止膜(41)与后述的电连接器(71)或分支电极(75)对应地形成,也形成在要形成壁(37)的位置。光吸收防止膜(41)即可仅具备反射从有源层(40)产生的一部分或全部的光的功能,也可仅具备防止电流流向电连接器(71)或分支电极(75)的正下方的功能(currentblocking),也可将两个功能均具备。
在划分为多个半导体发光芯片区域(104)和壁(37)的蚀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)由多个半导体层(30,40,50)、作为残留的光吸收防止膜(41)的电介质层及第二掩膜(M2)构成。壁(37)与多个导体层(30,40,50)的侧表面(106)分离而形成,在本例中,以包围半导体发光芯片(105)的周围的方式形成。
在进行蚀刻工序之后,形成覆盖各个半导体发光芯片(105)的透光性导电膜(60;例如:ITO)。接着,在与光吸收防止膜(41)对应的透光性导电膜(60)上形成分支电极(75),在通过台面蚀刻而露出的第一半导体层(30)上形成分支电极(85)。根据半导体发光元件的规格,也可省略分支电极(85,75)。另外,在形成透光性导电膜(60)之后,还可执行蚀刻多个半导体层(30,40,50)的工序,在该情况下,在与壁(37)对应的位置也残留透光性导电膜(60),使残留的透光性导电膜(60)包括在壁(37)的一部分。作为又一例,在与壁(37)对应的位置包括光吸收防止膜(41)及透光性导电膜(60)中的至少一个情况下,第二掩膜(M2)可包括光吸收防止膜(41)及透光性导电膜(60)中的至少一个及其上的光致抗蚀剂。
非导电性反射膜(R)以覆盖半导体发光芯片区域(104)的多个半导体层(30,40,50)、多个半导体层(30,40,50)与壁(37)之间及壁(37)的方式形成。在非导电性反射膜(R)因壁(37)而形成有不均匀部(irregular portion),不均匀部(98)与多个半导体层(30,40,50)的侧表面(106)上的非导电性反射膜(R)的形状(例如:非导电性反射膜(R)的各个层的均匀性)相比,形状更不均匀。第一电极(80)及第二电极(70)形成在非导电性反射膜(R)上,通过电连接器(81,71)而与多个半导体层(30,40,50)电连接。不均匀部(98)在切成各个半导体发光元件(101)时防止在非导电性反射膜(R)产生的裂痕(CR1,CR2)向半导体发光芯片(105)的多个半导体层(30,40,50)侧扩散。
非导电性反射膜(R)具备多个层,作为一例而包括分布布拉格反射器(91a)。在分布布拉格反射器(91a)与多个半导体层(30,40,50)之间形成电介质膜(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成对地层叠多次而构成。此外,分布布拉格反射器(91a)可通过Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物质和比其折射率低的电介质薄膜(代表性的为,SiO2)等的组合而构成。例如,分布布拉格反射器(91a)由成对的SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反复层叠而构成,对于蓝光,SiO2/TiO2的反射效率较好,对于UV光,SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。在分布布拉格反射器(91a)由成对的SiO2/TiO2构成的情况下,优选为,将各个层的厚度以从有源层(40)发出的光的波长的1/4的光学厚度为基本,考虑根据入射角度和波长的反射率等而进行最佳化工序,但各个层的厚度无需必须为波长的1/4光学厚度。所述成对的层叠的数量适合为4~40对(pairs)。在分布布拉格反射器(91a)由成对的SiO2/TiO2的反复层叠结构构成的情况下,分布布拉格反射器(91a)优选通过物理蒸镀法(PVD;Physical Vapor Deposition)而形成,尤其优选通过电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)、溅射法(Sputtering)或热蒸镀法(Thermal Evaporation)形成。
包覆膜(91c)由Al2O3这样的金属氧化物、SiO2、SiON这样的电介质膜(91b)、MgF、CaF等物质构成。包覆膜(91c)优选具备λ/4n至3.0um的厚度。在此,λ是在有源层(40)生成的光的波长,n是构成包覆膜(91c)的物质的折射率。在λ为450nm(4500A)的情况下,可形成为4500/4*1.46=771A以上的厚度。这样,电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)作为非导电性反射膜(R)而执行光波导的作用,整体厚度为1μm~8μm或4μm~5μm。
图51是用于说明本发明的半导体发光元件及其制造方法的另一例的图,如图51a所示,在相邻的半导体发光芯片(105)之间形成有一个壁(37),在壁(37)与半导体发光芯片(105)的侧表面(106)之间的非导电性反射膜(R)上形成有不均匀部(98)。如图51b所示,沿着切开线(SCL1)而切开壁(37),从而分离成单独的半导体发光元件(101)。壁(37)具备与多个半导体层(30,40,50)的侧表面(106)对置的内侧面及与内侧面相对的外侧面,外侧面是在切开时所形成的切割面。在非导电性反射膜(R)产生的裂痕(CR1,CR2)不能通过不均匀部(98),由此无法进一步地扩散。
图52是用于说明本发明的半导体发光元件及其制造方法的又一例的图,如图52a所示,在相邻的半导体发光芯片(105)之间形成一个壁(37),在壁(37)与半导体发光芯片(105)的侧表面(106)之间的非导电性反射膜(R)形成有不均匀部(98)。去除与切开线(SCL1)对应的壁(37)上的非导电性反射膜(R)的一部分而形成槽(99)。之后,如图52b所示,沿着切开线(SCL1)而切开壁(37),从而分离成单独的半导体发光元件(101)。在分离时,通过槽(99)而减少在非导电性反射膜(R)上产生裂痕(CR1,CR2),产生的裂痕(CR1,CR2)不能通过不均匀部(98),由此无法进一步地扩散。
图53是用于说明本发明的半导体发光元件及其制造方法的又一例的图,如图53a所示,在将多个半导体层(30,40,50)蚀刻而分割成多个半导体发光芯片区域(104)和壁(37)之后,形成覆盖各个半导体发光芯片区域(104)的保护掩膜(M3)。之后,如图53b所示,通过湿式蚀刻等方法而追加地蚀刻壁(37)的下侧拐角部,从而将壁(37)的侧表面(107)形成为倒台形状。在将壁(37)的侧表面(107)形成为倒台形状的过程中,通过保护掩膜(M3),半导体发光芯片区域(104)的侧表面(106)保持原来的倾斜。与此不同地,也可将半导体发光芯片区域(104)的多个半导体层(30,40,50)的侧表面(106)形成为倒台形状。之后,如图53c所示,形成非导电性反射膜(R)。壁(37)的侧表面(107)构成倒台或逆倾斜,因此非导电性反射膜(R)的各个侧难以沿着壁(37)而均匀地形成,由此形成加重了形状的扭曲的不均匀部(98)。通过不均匀部(98)而阻断在切开多个半导体发光芯片(105)时产生的裂痕(CR1,CR2)的扩散。
图54是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图,壁(37)在半导体发光芯片(105)的周围部分地形成。例如,在蒸镀金属层而将多个半导体发光元件电连接的情况下,可向未形成有壁(37)的一侧形成金属层。或者,反而在壁(37)上,例如,在非导电性反射膜(R)上形成金属层,由此减少由金属层形成的高度差。
下面,对本发明的各种实施方式进行说明。
(1)一种半导体发光元件,其特征在于,其包括:至少一个发光部,它们形成在衬底上,并包括多个半导体层,该多个半导体层包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;保护部,其以与至少一个发光部绝缘的方式形成在衬底上,并具备多个半导体层;绝缘性反射层,其形成在至少一个发光部及保护部上;第一电极部,其将至少一个发光部的第一半导体层和保护部的第二半导体层电气性地连通;及第二电极部,其将至少一个发光部的第二半导体层和保护部的第一半导体层电气性地连通,第一电极部及第二电极部中的至少一个包括:上部电极,其形成在绝缘性反射层上;及多个电连接器,它们将至少一个发光部、上部电极及保护部电气性地连通。
(2)半导体发光元件的特征在于,至少一个发光部包括:第一发光部,其具备多个半导体层,与第一电极部电气性地连通;第二发光部,其与第一发光部分离而形成,与第二电极部电气性地连通;及连接电极,其将第一发光部和第二发光部电气性地连通。
(3)半导体发光元件的特征在于,半导体发光元件为倒装芯片(flip chip),第一电极部包括第一上部电极及多个电连接器,第二电极部包括第二上部电极及多个电连接器,第一电极部的多个电连接器包括:第一电连接器,其贯穿绝缘性反射层而将第一发光部的第一半导体层和第一上部电极电气性地连通;及第二电连接器,其将保护部的第二半导体层和第一上部电极电气性地连通,第二电极部的多个电连接器包括:第三电连接器,其贯穿绝缘性反射层而将第二发光部的第二半导体层和第二上部电极电气性地连通;及第四电连接器器,其将保护部的第一半导体层和第二上部电极电气性地连通。
(4)半导体发光元件的特征在于,从上方观察时,第一上部电极及第二上部电极的一部分与保护部重叠,第二电连接器及第四电连接器贯穿绝缘性反射层而与保护部电气性地连通。
(5)半导体发光元件的特征在于,保护部从第一发光部与第二发光部之间起形成至第一上部电极的下方及第二上部电极的下方为止。
(6)半导体发光元件的特征在于,通过蚀刻多个半导体层而形成的蚀刻部,第一发光部、第二发光部及保护部彼此绝缘,从上方观察时,保护部周围的蚀刻部比第一发光部及第二发光部的轮廓的去除多个半导体层的外缘更位于内侧。
(7)半导体发光元件的特征在于,通过蚀刻多个半导体层而形成的蚀刻部,第一发光部、第二发光部及保护部彼此绝缘,从上方观察时,保护部周围的蚀刻部的一部分与第一发光部及第二发光部的轮廓的去除多个半导体层的外缘连接。
(8)半导体发光元件的特征在于,连接电极包括:第一延伸部,其在第一发光部的第二半导体层与绝缘性反射层之间延伸;第二延伸部,其在蚀刻第二发光部而露出的第一半导体层上延伸;及连接部,其在第一发光部与第二发光部之间将第一延伸部和第二延伸部连接。
(9)半导体发光元件的特征在于,至少一个连接电极包括:第一追加的电连接器,其在第一发光部上的绝缘性反射层上形成至第二发光部的绝缘性反射层上为止,并贯穿绝缘性反射层而将第一发光部的第二半导体层和至少一个连接电极电气性地连通;及第二追加的电连接器,其贯穿绝缘性反射层而将第二发光部的第一半导体层和至少一个连接电极电气性地连通。
(10)半导体发光元件的特征在于,其包括:第三单元,其位于第一发光部与第二发光部之间,至少一个连接电极将第一发光部、第二发光部及第三单元串联连接,保护部从第三单元的边缘侧形成至第一上部电极的下方及第二上部电极的下方为止。
(11)一种半导体发光元件,其特征在于,其包括:第一发光部及第二发光部,它们形成在衬底上,并包括多个半导体层,通过去除第一发光部及第二发光部的周边的多个半导体层来形成的蚀刻部而彼此绝缘,该多个半导体层包括分别具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;绝缘层,其覆盖与蚀刻部对应的整个衬底;连接电极,其在第一发光部与第二发光部之间的绝缘层上横穿,将第一发光部和第二发光部电连接;绝缘性反射层,其覆盖第一发光部、第二发光部及绝缘层;第一电极部,其向第一半导体层供给电子和空穴中的一个;及第二电极部,其向第二半导体层供给电子和空穴中的另一个,第一电极部及第二电极部中的至少一个包括:第一上部电极,其形成在绝缘性反射层上;及第一电连接器,其贯穿绝缘性反射层,将第一上部电极和多个半导体层电气性地连通。
(12)半导体发光元件的特征在于,第一发光部与第二发光部之间的蚀刻部的宽度比第一发光部及第二发光部的轮廓的蚀刻部的宽度窄。
(13)半导体发光元件的特征在于,绝缘层形成在第一发光部与第二发光部之间的整个蚀刻部,与连接电极对应地形成至第一发光部及第二发光部的侧表面为止。
(14)半导体发光元件的特征在于,绝缘层包括SiO2,绝缘性反射层包括DBR(Distributed Bragg Reflector:分布布拉格反射器)及ODR(Omni-DirectionalReflector:全方位反射器)中的一个。
(15)半导体发光元件的特征在于,半导体发光元件为倒装芯片(flip chip),第一电极部包括:第一上部电极,其形成在第一发光部的绝缘性反射层上;及第一电连接器,其贯穿绝缘性反射层而将第一发光部的第一半导体层和第一上部电极电气性地连通,第二电极部包括:第二上部电极,其形成在第二发光部的绝缘性反射层上;及二电连接器,其贯穿绝缘性反射层而将第二发光部的第二半导体层和第二上部电极电气性地连通。
(16)半导体发光元件的特征在于,其包括:保护部,其在衬底上具备多个半导体层,通过蚀刻部而与第一发光部及第二发光部绝缘,通过绝缘性反射层而覆盖;第三电连接器,其将第一上部电极和保护部的第二半导体层电气性地连通;及第四电连接器,其将第二上部电极和保护部的第一半导体层电气性地连通。
(17)半导体发光元件的特征在于,连接电极包括:第一延伸部,其在第一发光部的第二半导体层与绝缘性反射层之间沿着第二发光部的边缘而延伸;第二延伸部,其在蚀刻第二发光部而露出的第一半导体层上沿着第二发光部的边缘而延伸;及连接部,其在第一发光部与第二发光部之间的绝缘层上延伸,将第一延伸部及第二延伸部连接。
(18)一种半导体发光元件,其特征在于,其包括:第一发光部及第二发光部,它们形成在衬底上,并包括多个半导体层,通过去除第一发光部与第二发光部之间的多个半导体层来形成的蚀刻部而彼此绝缘,该多个半导体层分别包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;绝缘层,其覆盖与蚀刻部对应的整个衬底;第一电极部,其向第一发光部的第一半导体层供给电子和空穴中的一个;第二电极部,其向第二发光部的第二半导体层供给电子和空穴中的另一个;及连接电极,其在第一发光部与第二发光部之间的绝缘层上横穿,将第一发光部与第二发光部电连接,连接电极包括:第一延伸部,其在第一发光部的第二半导体层与绝缘性反射层之间延伸;第二延伸部,其在蚀刻第二发光部而露出的第一半导体层上沿着蚀刻部而延伸;及连接部,其在第一发光部与第二发光部之间的绝缘层上延伸,将第一延伸部及第二延伸部连接。
(19)半导体发光元件的特征在于,蚀刻部及绝缘层形成在第一发光部与第二发光部之间及第一发光部及第二发光部的轮廓,第一发光部与第二发光部之间的蚀刻部的宽度比第一发光部及第二发光部的轮廓的蚀刻部的宽度窄。
(20)半导体发光元件的特征在于,半导体发光元件为倒装芯片(flip chip),第一电极部包括:第一上部电极,其形成在第一发光部的绝缘性反射层上;及第一电连接器,其贯穿绝缘性反射层而将第一发光部的第一半导体层和第一上部电极电气性地连通,第二电极部包括:第二上部电极,其形成在第二发光部的绝缘性反射层上;及第二电连接器,其贯穿绝缘性反射层而将第二发光部的第二半导体层和第二上部电极电气性地连通,该半导体发光元件包括:第一分支电极,其在蚀刻第一发光部而露出的第一半导体层上沿着与第一延伸部的相对的一侧的边缘而延伸,并与第一电连接器电气性地连通;及第二分支电极,其在第二发光部的第二半导体层与绝缘性反射层之间沿着与第二延伸部的相对的一侧的边缘而延伸,与第二电连接器电气性地连通。
(21)一种半导体发光元件,其将形成有多个半导体发光元件的半导体发光元件晶片分离成各个半导体发光元件而形成,其特征在于,其包括:多个半导体层,它们利用生长衬底而生长,并包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层、介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合来生成光的有源层;非导电性反射膜,其以反射从有源层生成的光的方式形成在多个半导体层上,并具备分布布拉格反射器;第一电极及第二电极,它们在非导电性反射膜上为了绝缘而彼此相对且隔开间隔而形成,以向多个半导体层供给电子及空穴;及阻断面,其形成在与间隔对应的多个半导体层的边缘,从而阻断在非导电性反射膜产生的裂痕(crack)沿着间隔而扩散,该阻断面去除多个半导体层的一部分而形成。
(22)半导体发光元件的特征在于,非导电性反射膜包括:分布布拉格反射器,其形成在多个半导体层上且形成至至少一部分的阻断面为止。
(23)半导体发光元件的特征在于,去除晶片状态的多个半导体发光元件之间的第二半导体层及有源层而区分为单独的各个半导体发光元件,阻断面通过去除第二半导体层及有源层而形成,与多个半导体发光元件之间具备相同的深度。
(24)半导体发光元件的特征在于,在多个半导体层的边缘将第二半导体层及有源层台面蚀刻而形成槽,槽的侧表面构成阻断面。
(25)半导体发光元件的特征在于,在多个半导体层的边缘将第二半导体层及有源层台面蚀刻而形成槽,通过槽而在多个半导体层的轮廓形成壁,壁的侧表面构成阻断面。
(26)半导体发光元件的特征在于,非导电性反射膜覆盖第二半导体层及槽,在槽的侧表面,非导电性反射膜的厚度比在第二半导体层上的非导电性反射膜的厚度薄。
(27)半导体发光元件的特征在于,槽向半导体发光元件的侧表面方向开口。
(28)半导体发光元件的特征在于,槽形成在多个半导体层的整个周围。
(29)半导体发光元件的特征在于,在分离成单独的各个半导体发光元件时,生长衬底的侧表面及壁的侧表面构成切割面。
(30)半导体发光元件的特征在于,与多个半导体层的边缘对应的第一电极及第二电极的侧表面构成切割面。
(31)半导体发光元件的特征在于,在非导电性反射膜形成有多个开口,该半导体发光元件包括:第一下部电极,其与多个开口中的一部分的开口对应地形成在对第二半导体层及有源层进行台面蚀刻而露出的第一半导体层,通过一部分的开口而与第一电极电连接;及第二下部电极,其与多个开口中的剩余开口对应地形成在第二半导体层上,通过开口而与第二电极电连接,阻断面通过将第二半导体层及有源层台面蚀刻而形成。
(32)一种半导体发光元件,其特征在于,其包括:多个半导体层,它们包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;电极,其与多个半导体层电连接;光吸收防止膜,其至少设于电极的周边;及非导电性反射膜,其覆盖多个半导体层、光吸收防止膜及电极,反射来自有源层的光,具备通过电极与电极的周边之间的高度差而在电极的周边反射率下降的异常区域,从电极的横截面观察时,从电极露出的光吸收防止膜比异常区域更长,以阻断来自有源层的光入射到异常区域。
(33)半导体发光元件的特征在于,非导电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)中的至少一个。
(34)半导体发光元件的特征在于,光吸收防止膜是电流阻断层(currentblocking layer),该电流阻断层介于多个半导体层与电极之间,并具备绝缘性。
(35)半导体发光元件的特征在于,其包括:透光性导电膜,其介于光吸收防止膜与电极之间,并覆盖第二半导体层。
(36)半导体发光元件的特征在于,非导电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)中的一个,电极的厚度为0.5μm~3.0μm,自电极的侧表面起的光吸收防止膜的长度为2.0μm~10μm。
(37)半导体发光元件的特征在于,其包括:追加的电极,其形成在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上;第一焊盘电极及第二焊盘电极,它们形成在非导电性反射膜上;第一电连接器,其贯穿非导电性反射膜而将第一焊盘电极和追加的电极电连接;及第二电连接器,其贯穿非导电性反射膜而将第二焊盘电极和电极电连接。
(38)半导体发光元件的特征在于,电极包括从第二焊盘电极的下方向第一焊盘电极的下方延伸的分支电极,光吸收防止膜介于第二半导体层与分支电极之间,与形成于分支电极周边的异常区域对应地,沿着分支电极而延伸。
(39)半导体发光元件的特征在于,追加的电极包括在第一半导体层上,从第一焊盘电极的下方向第二焊盘电极的下方延伸的追加的分支电极,该半导体发光元件还包括追加的光吸收防止膜,该追加的光吸收防止膜以与被蚀刻的第二半导体层及有源层相邻地与形成于非导电性反射膜的追加的异常区域对应的方式沿着追加的分支电极而延伸。
(40)半导体发光元件的特征在于,电极设置在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上,光吸收防止膜介于第一半导体层与电极之间。
(41)半导体发光元件的特征在于,电极设置在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上,非导电性反射膜覆盖第二半导体层及第一半导体层,通过由蚀刻产生的高度差而产生异常区域,光吸收防止膜形成在通过蚀刻而露出的第二半导体层的侧表面、有源层的侧表面及第一半导体层上。
(42)半导体发光元件的特征在于,其包括:电流阻断层,其介于多个半导体层与电极之间;及透光性导电膜,其介于电流阻断层与电极之间,并覆盖第二半导体层,光吸收防止膜形成在透光性导电膜与非导电性反射膜之间。
(43)半导体发光元件的特征在于,光吸收防止膜的末端具备楔wedge状。
(44)半导体发光元件的特征在于,电极的侧表面相对于光吸收防止膜而形成为倾斜面。
(45)半导体发光元件的特征在于,电极形成在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上,蚀刻的第二半导体层及有源层的面相对于电极所在的露出的第一半导体层而构成倾斜,非导电性反射膜覆盖第二半导体层及第一半导体层,沿着构成倾斜的蚀刻的第二半导体层及有源层的面而形成。
(46)一种半导体发光元件,其将形成有多个半导体发光芯片的晶片切开成各个半导体发光芯片而形成,其特征在于,其包括:多个半导体层,它们利用生长衬底而生长,并包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层、介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;壁,其与多个半导体层的侧表面隔开而形成;非导电性反射膜,其覆盖多个半导体层、多个半导体层与壁之间及壁而形成,反射来自有源层的光,并在壁的周边具备不均匀部(irregularportion),该不均匀部与在多个半导体层的侧表面上的形状相比,形状更不均匀;及至少一个电极,其设置在非导电性反射膜上,与多个半导体层电连接,不均匀部阻断在切开成各个半导体发光芯片时在非导电性反射膜产生的裂痕扩散到多个半导体层侧。
(47)半导体发光元件的特征在于,多个半导体层的侧表面的倾斜度与壁的侧表面的倾斜度彼此不同。
(48)半导体发光元件的特征在于,多个半导体层的侧表面相对于生长衬底倾斜地形成,生长衬底与壁的侧表面所构成的角度比生长衬底与多个半导体层的侧表面所构成的角度更接近直角。
(49)半导体发光元件的特征在于,以倒台形状对壁的侧表面进行蚀刻,以壁的上端的宽度比下端的宽度宽。
(50)半导体发光元件的特征在于,非导电性反射膜包括具备多个层的分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及全方位反射器(Omni-Directional Reflector)中的至少一个,在壁的周边非导电性反射膜的各个层的均匀性下降而形成不均匀部。
(51)半导体发光元件的特征在于,至少一个电极包括:第一电极,其以非导电性反射膜为基准设置于多个半导体层的相反侧,向第一半导体层供给电子和空穴中的一个;第二电极,其以非导电性反射膜为基准,设置于多个半导体层的相反侧,向第二半导体层供给电子和空穴中的另一个;第一电连接器,其贯穿非导电性反射膜而将第一电极和第一半导体层电连接;及第二电连接器,其贯穿非导电性反射膜而将第二电极和第二半导体层电连接,在多个半导体层的侧表面与壁之间,以与第一电连接器接触的第一半导体层相同的高度形成有第一半导体层。
(52)一种半导体发光元件的制造方法,该半导体发光元件通过将形成有多个半导体发光芯片的晶片切开成各个半导体发光芯片而形成,该方法的特征在于,其包括:在生长衬底上形成多个半导体层的步骤,该多个半导体层包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层、介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;将多个半导体层的一部分去除而划分为多个半导体发光芯片区域和各个半导体发光芯片区域的周边的壁的步骤;形成非导电性反射膜的步骤,该非导电性反射膜覆盖各个半导体发光芯片区域、各个半导体发光芯片区域与壁之间及壁而形成,反射来自有源层的光,在壁的周边具备与在各个半导体发光芯片区域的多个半导体层的侧表面上的形状相比形状更不均匀的不均匀部(irregularportion);形成至少一个电极的步骤,该电极设置在各个半导体发光芯片区域的非导电性反射膜上,与多个半导体层电连接;及将多个半导体发光芯片之间切开的步骤,以通过不均匀部而阻断裂痕向各个半导体发光芯片的非导电性反射膜侧扩散的方式将多个半导体发光芯片之间切开。
(53)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在将多个半导体发光芯片区域和各个半导体发光芯片区域的周边的壁划分的步骤中,使各个半导体发光芯片区域的多个半导体层的侧表面的倾斜度和壁的侧表面的倾斜度不同。
(54)半导体发光元件的制造方法的特征在于,将多个半导体发光芯片区域和各个半导体发光芯片区域的周边的壁划分的步骤包括:在多个半导体层上形成与各个半导体发光芯片区域对应的第一掩膜和与壁对应且比第一掩膜蚀刻选择比高的第二掩膜的过程;及蚀刻形成有第一掩膜及第二掩膜的多个半导体层的过程。
(55)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在蚀刻多个半导体层的过程中,生长衬底与壁的侧表面所构成的角度比生长衬底与各个半导体发光芯片区域的多个半导体层的侧表面所构成的角度更接近直角。
(56)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在蚀刻多个半导体层的过程中,各个半导体发光芯片区域的多个半导体层的侧表面相对于生长衬底倾斜地形成,在形成非导电性反射膜的步骤中,在各个半导体发光芯片区域的多个半导体层的侧表面减缓非导电性反射膜的形状的不均匀性。
(57)半导体发光元件的制造方法的特征在于,第一掩膜包括光致抗蚀剂,第二掩膜包括电介质及金属中的至少一个。
(58)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在蚀刻多个半导体层的过程中,在各个半导体发光芯片区域的多个半导体层形成有露出第一半导体层的开口,形成至少一个电极的步骤包括形成以非导电性反射膜为基准形成在多个半导体层的相反侧的第一电极、形成于开口而将第一半导体层和第一电极电连接的第一电连接器、以非导电性反射膜为基准形成在多个半导体层的相反侧的第二电极及贯穿非导电性反射膜而将第二半导体层和第二电极电连接的第二电连接器的过程。
(59)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在形成非导电性反射膜之前,包括:与第二电连接器对应地在各个半导体发光芯片区域的多个半导体层上及壁上使用电介质而形成光吸收防止膜的步骤;及形成介于光吸收防止膜与非导电性反射膜之间的透光性导电膜的步骤,第二掩膜包括光吸收防止膜及透光性导电膜中的至少一个。
(60)半导体发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个半导体层。
(61)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在相邻的半导体发光芯片之间形成有2个壁,在将多个半导体发光芯片之间切开的步骤中,在2个壁之间切开多个半导体芯片。
(62)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在相邻的半导体发光芯片之间形成有1个壁,在将多个半导体发光芯片之间切开的步骤中将壁切开。
(63)半导体发光元件的制造方法的特征在于,在划分的步骤之后,在形成非导电性反射膜之前,包括以使壁的上端的宽度比下端的宽度宽的方式,以倒台形状蚀刻壁的侧表面的步骤。
(64)半导体发光元件的制造方法的特征在于,壁以包围各个半导体发光芯片区域的方式形成。
(65)半导体发光元件的制造方法的特征在于,壁在至少一个半导体发光芯片区域的周边部分地形成。
根据本发明的半导体发光元件,通过具备多个发光部的半导体发光元件,提高多个发光部之间的电绝缘的可靠性。
另外,在连接多个发光部的元件中,通过缩小发光部之间的间隔的结构,有利于提高电绝缘的可靠性。
另外,在无需追加的工序的情况下,在衬底上可紧凑地一起形成倒装芯片形态的发光部和ESD保护元件。
根据本发明的半导体发光元件,通过阻断面而阻断在分离成各个半导体发光元件的分离工序中在非导电性反射膜产生的裂痕的扩散,从而提高产量。
另外,减少为了区分为各个半导体发光元件而蚀刻元件之间的多个半导体层的情况,从而增加发光面积。
另外,随着发光面的增加,可增加未被第一电极及第二电极覆盖的面积,由此可获得提高亮度的效果。
根据本发明的半导体发光元件,形成光吸收防止膜,以阻断光进入通过由电极、蚀刻产生的高度差等凹凸结构而在非导电性反射膜形成的异常区域,从而减少光的损失,提高亮度。
根据本发明的半导体发光元件,代替金属反射膜而使用非导电性反射膜,从而能够减少由光被吸收而带来的损失。
根据本发明的半导体发光元件及其制造方法,通过阻断在切割成单独的半导体发光元件的切开工序中产生的裂痕等损坏扩散到半导体发光芯片侧,从而防止半导体发光元件的不良。

Claims (14)

1.一种半导体发光元件,其特征在于,其包括:
多个半导体层,其包括:具备第一导电性的第一半导体层;具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层;及介于第一半导体层与第二半导体层之间,通过电子和空穴的复合而生成光的有源层;
电极,其与多个半导体层电连接;
光吸收防止膜,其介于多个半导体层与电极之间;及
非导电性反射膜,其覆盖多个半导体层、光吸收防止膜及电极,反射来自有源层的光,且该非导电性反射膜具备因电极与电极的周边之间的高度差而在电极的周边反射率下降的异常区域,
在从电极的横截面观察时,从电极露出的光吸收防止膜比异常区域更长,以阻断来自有源层的光入射到异常区域。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
非导电性反射膜包括分布布拉格反射器Distributed Bragg Reflector及全方位反射器Omni-Directional Reflector中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
光吸收防止膜是电流阻断层current blocking layer,该电流阻断层具备绝缘性。
4.根据权利要求3所述的半导体发光元件,其特征在于,
该半导体发光元件包括透光性导电膜,该透光性导电膜介于光吸收防止膜与电极之间,并覆盖第二半导体层。
5.根据权利要求4所述的半导体发光元件,其特征在于,
非导电性反射膜包括分布布拉格反射器Distributed Bragg Reflector及全方位反射器Omni-Directional Reflector中的一个,电极的厚度为0.5μm~3.0μm,光吸收防止膜自电极的侧表面起的长度为2.0μm~10μm。
6.根据权利要求4所述的半导体发光元件,其特征在于,
该半导体发光元件包括:
追加的电极,其形成在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上;
第一焊盘电极及第二焊盘电极,它们形成在非导电性反射膜上;
第一电连接器,其贯穿非导电性反射膜而对第一焊盘电极和追加的电极进行电连接;及
第二电连接器,其贯穿非导电性反射膜而对第二焊盘电极和电极进行电连接。
7.根据权利要求6所述的半导体发光元件,其特征在于,
电极包括从第二焊盘电极的下方向第一焊盘电极的下方延伸的分支电极,
光吸收防止膜介于第二半导体层与分支电极之间,与形成于分支电极的周边的异常区域对应地沿着分支电极而延伸。
8.根据权利要求7所述的半导体发光元件,其特征在于,
追加的电极包括追加的分支电极,该追加的分支电极在第一半导体层上,从第一焊盘电极的下方向第二焊盘电极的下方延伸,
该半导体发光元件包括追加的光吸收防止膜,该追加的光吸收防止膜以与被蚀刻的第二半导体层及有源层相邻地与形成于非导电性反射膜的追加的异常区域对应的方式沿着追加的分支电极而延伸。
9.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
电极设置在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上,
光吸收防止膜介于第一半导体层与电极之间。
10.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
电极设置在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上,
非导电性反射膜覆盖第二半导体层及第一半导体层,通过因蚀刻产生的高度差而形成异常区域,
光吸收防止膜形成在通过蚀刻而露出的第二半导体层的侧表面、有源层的侧表面及第一半导体层上。
11.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
该半导体发光元件包括:
电流阻断层,其介于多个半导体层与电极之间;及
透光性导电膜,其介于电流阻断层与电极之间,并覆盖第二半导体层,
光吸收防止膜形成在透光性导电膜与非导电性反射膜之间。
12.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
光吸收防止膜的末端具备楔wedge状。
13.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
电极的侧表面相对于光吸收防止膜而形成为倾斜面。
14.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,
电极形成在蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上,被蚀刻的第二半导体层及有源层的面相对于电极所在的露出的第一半导体层而构成倾斜,非导电性反射膜覆盖第二半导体层及第一半导体层,沿着构成倾斜的被蚀刻的第二半导体层及有源层的面而形成。
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