[发明专利]半导体发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光元件，特别涉及在光取出面上形成了凹凸形状来提高光取出效率的半导体发光元件及其制造方法。

背景技术

以往，在LED等半导体发光元件中，在光取出侧的半导体层表面的一部分上，形成有电极，并且，为了提高来自半导体层的光的取出效率，有时形成有多个凹凸形状。例如，公知有记载于如下文献中的技术：日本特开2000-196152号公报、日本特开2005-5679号公报、日本特开2003-69075号公报、日本特开2005-244201号公报以及日本特开2006-147787号公报。

在日本特开2000-196152号公报记载的发光元件中，在光取出侧的半导体层表面上，隔开间隔地形成有多个半球形状的凹凸，在这些凹凸上形成有透明电极，在透明电极上有选择地层叠键合焊盘。形成凹凸的方法如下。即，通过热处理，使隔开规定间隔并列设置的多个阻挡层(resist)溶融而软化，将变形为横截面呈半圆状的“半球形状”的部分转印到光取出侧的半导体层表面上，由此来形成凹凸。

在日本特开2005-5679号公报记载的发光元件中，在光取出侧的半导体层表面上，通过蚀刻形成了二维周期构造的凹凸。在光取出侧，在未形成凹凸的部分上，以具有高度差的方式形成有n侧电极和p侧电极。

在日本特开2003-69075号公报记载的发光元件中，在氮化镓系化合物半导体基板上，层叠有氮化镓系化合物半导体，在氮化镓系化合物半导体基板的与用于层叠元件的面相反侧的面上，通过蚀刻，形成有凹凸。在该凹凸上形成有电极。

在日本特开2005-244201号公报记载的发光元件中，在光取出侧的半导体层表面上，具有：形成了多个细长空隙的多孔质构造；以及包围该多孔质构造的电极。该多孔质构造的形成方法如下。即，在由晶片构成的蓝宝石基板上，依次形成n型半导体层、活性层、p型电子阻挡层、p型畸变超晶格层以及p型接触层，形成p侧欧姆电极，作为开口状的光取出部的周缘，之后，将层叠了各半导体层的晶片浸入到药液中。由此，在p型接触层的光取出部上形成了多孔质构造。此时，在包围多孔质构造的周缘部分上，残留有p侧欧姆电极。另外，在形成多孔质构造之后，通过蚀刻来形成n侧电极。

在日本特开2006-147787号公报记载的发光元件中，在光取出侧的半导体层表面上，形成有凹凸，该凹凸是以从基板的界面产生的贯通错位为基点，在晶体生长时自然产生的。并且，在凹凸上形成有电极。

另外，在光取出侧的面上形成了凹凸的发光元件中，在日本特开2007-88277号公报中记载了这样的发光元件：在光取出侧的面的相反侧，形成了p侧电极和n侧电极。在日本特开2007-88277号公报记载的发光元件中，在蓝宝石基板上层叠着包含发光层的半导体，在蓝宝石基板的与形成了发光层的面相反侧的面(光取出侧的面)上，具有凸部。该凸部是使用模具制作成的，并且，该凸部是由按长周期形成的较高的第1凸部和按短周期形成的较低的第2凸部混合构成的。

另外，在日本特开2007-67209号公报中记载了这样的发光元件：该发光元件的前提是在电极正下方的氮化物半导体层表面上形成凹凸。在日本特开2007-67209号公报记载的发光元件中，在氮化镓基板上层叠有氮化镓系化合物半导体，在氮化镓基板的与层叠元件的面相反侧的面上，形成有凹凸。该凹凸的形成方法如下。即，在通过研磨形成了大的凹凸之后，与其重叠地，通过蚀刻形成微小的凹凸。由此，能够降低氮化物半导体与层叠在其上面的电极之间的接触电阻，能够提高密接性。

但是，现有技术存在以下所示的问题。

现有技术均是以提高来自半导体层的光取出效率为目的而设置凹凸形状的技术，所以，在除了光取出效率之外还要提高光输出的情况下，将产生以下问题。

例如，在通过在半导体层表面上设置凸部来提高光输出的情况下，存在凸部的高度越高，光输出越高的趋势。换言之，存在这样的趋势：半导体层表面被挖陷(切削或侵蚀)得越深，光输出越高。