[发明专利]半导体发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过层叠第III族氮化物化合物半导体形成的半导体发光元件。本发明具体地涉及在其表面上形成有由氧化铟锡(ITO)针状晶体制成的薄膜的半导体发光元件。

背景技术

目前，在具有非导电性蓝宝石衬底的第III族氮化物化合物半导体元件中，通常在半导体元件层的侧面上形成n-电极和p-电极。此处，在所谓的面向上型第III族氮化物化合物半导体元件中，通过在p-型层表面上使用由例如合金化的金(Au)和钴(Co)制成的薄膜透光电极，从形成电极的侧面提取光。然而，Au/Co薄膜透光电极具有基本为60％的透光率；因此，光提取效率并不足。

另一方面，提出使用氧化铟锡(ITO)作为第III族氮化物化合物半导体发光元件的透光电极(专利文献1)。然而，即使使用ITO作为透光电极，但是由于在ITO表面上的总反射，光提取效率仍不足。而且，从第III族氮化物化合物半导体发光元件的p-电极以外的部分例如n-电极的周边、没有形成第III族氮化物化合物半导体的侧表面和衬底侧的光提取由于总反射也是不够的。

此外，在专利文献2中，公开了涂敷ITO微细针状颗粒并加热以形成ITO膜的方法。

专利文献1：日本专利No.3394488

专利文献2：JP-A No.2006-212584

关于ITO膜，还没有发现改善光提取效率的方法。因此，为了改善光提取效率，本发明意图提供第III族氮化物化合物半导体发光元件，在该第III族氮化物化合物半导体发光元件的表面上形成有薄膜，该薄膜由在膜形成过程中形成为针状的氧化铟锡(ITO)针状晶体制成。

发明内容

为了克服所述问题，根据本发明的第一方面，在通过在衬底上层叠第III族氮化物化合物半导体形成半导体发光元件中，在所述半导体发光元件的表面上形成薄膜，该薄膜由在膜形成过程中形成的ITO针状晶体制成。

而且，根据本发明的第二方面，所述薄膜是半导体发光元件的电极。根据本发明的第三方面，所述薄膜在半导体发光元件的侧表面上形成。而且，根据本发明的第四方面，所述薄膜在没有层叠第III族氮化物化合物半导体的衬底侧上形成。

根据本发明的第五方面，在通过层叠第III族氮化物化合物半导体形成半导体发光元件的制造方法中，利用真空沉积法、离子注入法或者溅射法，在1.0×10^-1Pa或者更低的真空下，在半导体发光元件的表面上形成由氧化铟锡针状晶体制成的薄膜。

如下所述，本发明人发现，在半导体发光元件的表面上形成由ITO针状晶体制成的薄膜时，可改善光提取效率。

附图说明

图1表示本发明实施例1涉及的ITO膜的表面SEM照片。

图2是本发明对比例1涉及的ITO膜的表面SEM照片。

图3是本发明实施例2涉及的半导体发光元件100的结构的截面图。

图4是本发明实施例3涉及的半导体发光元件200的结构的截面图。

图5是本发明实施例4涉及的半导体发光元件300的结构的截面图。

图6是本发明实施例5涉及的半导体发光元件400的结构的截面图。

具体实施方式

ITO针状晶体优选具有200nm或更小的尺寸。当尺寸大于200nm时，光提取效率改善得较小。

ITO膜可形成为半导体发光元件的透光电极。当在衬底上层叠第III族氮化物化合物半导体的n-型层、发光层和p-型层，并且在p-型层上形成由ITO针状晶体制成的薄膜以形成电极时，获得了具有优异光提取效率的半导体发光元件。此外，当在半导体发光元件的侧表面上或者在其中没有层叠第III族氮化物化合物半导体的衬底侧上形成由ITO针状晶体制成的薄膜时，获得了具有优异光提取效率的半导体发光元件。

通过使用真空沉积法、离子注入法或溅射法形成该ITO膜。此时，真空优选设定为1.0×10^-1Pa或更低。当在所述范围外形成ITO膜时，不能获得由针状晶体制得的且具有优异光提取效率的ITO膜。而且，ITO膜形成后，优选在600℃或更高的温度下在惰性气体气氛中加热ITO膜。