專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光器件、半導(dǎo)體發(fā)光裝置以及制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件、半導(dǎo)體發(fā)光裝置以及制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。
背景技術(shù)：
存在對諸如LED (發(fā)光二極管)的高效率發(fā)光器件的需求。在LED中，例如，層疊ρ型GaN層、有源層和η型GaN層，并且電流從連接到ρ型 GaN層的ρ側(cè)電極和連接到η側(cè)GaN層的η側(cè)電極注入到半導(dǎo)體層中。結(jié)果，在有源層處發(fā)射光。在使用例如藍(lán)寶石作為襯底的LED中，ρ側(cè)電極和η側(cè)電極通常被設(shè)置在位于同一側(cè)的表面上，并且從這些電極側(cè)的表面提取光。通常，例如，將由金屬氧化物等等制成的透明電極用于ρ側(cè)電極，以從電極側(cè)上的表面提取光。然而，由于金屬氧化物的電導(dǎo)率比典型金屬的電導(dǎo)率小一個或更多數(shù)位，因此難以均勻地將電流注入有源層中。關(guān)于這一點(diǎn)，公開了這樣的技術(shù)，其中，例如，在透明電極上形成窄線狀的襯墊電極以使電流的擴(kuò)展均勻(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。此時，由于關(guān)于電連接特性而選擇用于襯墊電極的材料，因此光吸收通常為高的。結(jié)果，當(dāng)為了使電流注入?yún)^(qū)域均勻而增加襯墊電極的面積來有效地電流注入時，在襯墊電極處被吸收的光量增加。 因此，在這樣的配置中，存在電流注入效率與光提取效率的折衷，因此存在對效率改善的限制。另一方面，公開了這樣的技術(shù)，其中，通過在半導(dǎo)體發(fā)光器件中設(shè)計電極的形狀、 將肖特基電極用于電極的一部分、使用電流阻滯層等等，控制電流路徑來提高效率(例如， 參見專利文獻(xiàn)幻。然而，在該情況下同樣地，沒有考慮與半導(dǎo)體層接觸的電極以及設(shè)置在電極上的襯墊電極的特性、形狀、布局等等。因而仍未解決由襯墊電極的光吸收引起的效率降低的問題。如上所述，常規(guī)技術(shù)難以在提高電流注入效率的同時改善光提取效率。相關(guān)文件專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利4089194專利文獻(xiàn)2 JP-A 2000-174339 (特開)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明提供在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件、半導(dǎo)體發(fā)光裝置以及制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種半導(dǎo)體發(fā)光器件包括層疊的結(jié)構(gòu)體，其包括第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層；第一電極，其被電連接到所述第一半導(dǎo)體層；第二電極，其與所述第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，所述第二電極對從所述發(fā)光層發(fā)射的光具有透光性；第三電極，其貫穿所述第二電極并電連接到所述第二電極以與所述第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸；以及第四電極，其被形成在所述第三電極的與所述第二半導(dǎo)體層相反的一側(cè)上，并且沿所述第一半導(dǎo)體層、所述發(fā)光層和所述第二半導(dǎo)體層的層疊方向觀察時所述第四電極的形狀與沿所述層疊方向觀察時的所述第三電極的形狀相同。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置包括上述半導(dǎo)體發(fā)光器件；以及波長轉(zhuǎn)換層，其被配置為吸收從所述半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光并發(fā)射具有與從所述半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的波長不同的波長的光。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述器件包括層疊的結(jié)構(gòu)體，其包括第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層；第一電極，其被電連接到所述第一半導(dǎo)體層；第二電極，其與所述第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，所述第二電極對從所述發(fā)光層發(fā)射的光具有透光性；第三電極， 其貫穿所述第二電極并電連接到所述第二電極以與所述第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸；以及第四電極，其被形成在所述第三電極的與所述第二半導(dǎo)體層相反的一側(cè)上，所述方法包括層疊所述第一半導(dǎo)體層、所述發(fā)光層以及所述第二半導(dǎo)體層；在所述第一半導(dǎo)體層上形成所述第一電極；在所述第二半導(dǎo)體層的一部分上形成所述第二電極；在從所述第二電極暴露的所述第二半導(dǎo)體層上層疊將作為所述第三電極的膜和將作為所述第四電極的膜； 以及使用共用的掩模共同地處理所述將作為所述第三電極的膜和所述將作為所述第四電極的膜。根據(jù)本發(fā)明，提供了在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件、半導(dǎo)體發(fā)光裝置以及制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。


圖IA和IB是示例根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖；圖2A和2B是示例本發(fā)明的比較例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖；圖3是示例根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的效果的模擬模型的示意圖；圖4A和4B是示例制造根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的按工藝順序的示意性截面圖；圖5A和5B是本發(fā)明的在圖4B之后的按工藝順序的示意性截面圖；圖6是示例根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意性平面圖；圖7A和7B是示例根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖；圖8A和8B是示例根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖；圖9是示例根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的流程圖；以及圖10是示例根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的配置的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述實(shí)施例。附圖是示意性的或概念性的；并且各部分的厚度與寬度之間的關(guān)系、各部分之間的尺寸的比例系數(shù)等等未必與其實(shí)際值相同。此外，在各附圖之間，即使對于相同的部分， 尺度和比例系數(shù)可以被不同地示例。在本申請的說明書和附圖中，用相似的參考標(biāo)號標(biāo)記與在上文中關(guān)于附圖描述的那些相似的部件，并且適當(dāng)?shù)厥÷栽敿?xì)描述。第一實(shí)施例圖IA和IB是示例根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖。更具體而言，圖IB是平面圖，圖IA是沿圖IB的線A_A’的截面圖。如圖IA和IB所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件110包括層疊的結(jié)構(gòu)體ls，該層疊的結(jié)構(gòu)體Is具有η型半導(dǎo)體層1、ρ型半導(dǎo)體層2以及設(shè)置在η型半導(dǎo)體層1與P型半導(dǎo)體層2之間的發(fā)光層3。在該具體實(shí)例中，η型半導(dǎo)體層1是第一半導(dǎo)體層，而P型半導(dǎo)體層是第二半導(dǎo)體層。在該具體實(shí)例中，層疊的結(jié)構(gòu)體Is具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中P型半導(dǎo)體層2和發(fā)光層3被選擇性地去除，并且在ρ型半導(dǎo)體層2側(cè)的第一主表面Isa處，η型半導(dǎo)體層1部分
地暴露。在半導(dǎo)體發(fā)光器件110中，設(shè)置被電連接到η型半導(dǎo)體層1的η側(cè)電極7。設(shè)置歐姆電極4ο以形成與ρ型半導(dǎo)體層2的歐姆接觸。歐姆電極4ο具有對從發(fā)光層3發(fā)射的光的透光性。歐姆電極4ο被電連接到ρ型半導(dǎo)體層2。設(shè)置肖特基電極如。肖特基電極如貫穿歐姆電極4ο并被電連接到歐姆電極4ο。 肖特基電極4s形成與ρ型半導(dǎo)體層2的肖特基接觸。此外，肖特基電極如的至少一部分貫穿歐姆電極4ο就足夠了。例如，肖特基電極如的一部分可以被設(shè)置在位于ρ型半導(dǎo)體層2上的歐姆電極4ο的外邊緣周圍以與ρ型半導(dǎo)體層2的形成肖特基接觸。在肖特基電極如上設(shè)置襯墊電極4ρ。更具體而言，在肖特基電極的與ρ型半導(dǎo)體層2相反的一側(cè)形成襯墊電極4ρ。當(dāng)沿η型半導(dǎo)體層1、發(fā)光層3和ρ型第二半導(dǎo)體層2的層疊方向(S卩，垂直于第一主表面Isa 的方向)觀察時襯墊電極4ρ具有與肖特基電極如相同的形狀。例如，如下所述，形成將作為襯墊電極4ρ的膜和將作為肖特基電極如的膜，并且這些膜被共同地處理為相同的圖形。結(jié)果，可以相同的平面配置設(shè)置襯墊電極4ρ和肖特基電極4s。在該具體實(shí)例中，上述η側(cè)電極7是第一電極，歐姆電極4ο是第二電極，肖特基電極4s是第三電極，襯墊電極4p是第四電極。第四電極可被用于襯墊電極。更具體地，與例如用于布線材料的線或用于倒裝芯片封裝的凸起一起設(shè)置襯墊電極4p，通過該線或凸起來承載電流。在該具體實(shí)例中，當(dāng)沿垂直于第一主表面Isa的方向觀察時，η側(cè)電極7與肖特基電極4s(和襯墊電極4ρ)被對角地設(shè)置在半導(dǎo)體發(fā)光器件110上。然而，如下所述，η側(cè)電極7與肖特基電極如的布局和平面配置是任意的，可以進(jìn)行各種修改。在由例如藍(lán)寶石制成的襯底10上設(shè)置層疊的結(jié)構(gòu)體。在該具體實(shí)例中，為了改善光提取效率的目的，襯底10具有凸起和凹陷。然而，可以在必要時設(shè)置這些凸起和凹陷?？梢圆辉O(shè)置凸起和凹陷。在襯底10上，設(shè)置例如未摻雜的GaN緩沖層11，并且在其上設(shè)置例如由η型GaN 構(gòu)成的η型半導(dǎo)體層1。在該具體實(shí)例中，ρ型半導(dǎo)體層2和發(fā)光層3被選擇性地去除，并且在P型半導(dǎo)體層2側(cè)的第一主表面Isa處部分地暴露η型半導(dǎo)體層1。該暴露部分現(xiàn)在稱為下部η型半導(dǎo)體層la，而η型半導(dǎo)體層1的在下部η型半導(dǎo)體層Ia之上的部分稱為上部η型半導(dǎo)體層lb。換言之，η型半導(dǎo)體層1包括下部η型半導(dǎo)體層Ia和上部η型半導(dǎo)體層lb。在下部η型半導(dǎo)體層Ia上設(shè)置η側(cè)電極7。對于η側(cè)電極7，可以使用例如Ti/ Al材料。更具體地，可以使用Ti/Al/Pt層疊膜(Ti被設(shè)置在η型半導(dǎo)體層1側(cè))。然而， 本發(fā)明不受此限制?？梢詫⑷魏尾牧嫌糜讦莻?cè)電極7。例如，與η型半導(dǎo)體層1形成歐姆接觸的任何材料和諸如單層或疊層的任何配置都是適用的。在將Ti/Al/Pt層疊膜用于η側(cè)電極7的情況下，可以改善η型半導(dǎo)體層1與η側(cè)電極7之間的歐姆接觸特性，其中形成層疊膜且然后在氮?dú)夥罩性?50°C的溫度下退火該層疊膜。在η型半導(dǎo)體層1上設(shè)置由例如InGaN構(gòu)成的發(fā)光層3 (有源層)。在發(fā)光層3 中，可采用單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)或多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。發(fā)光層3的光發(fā)射波長的峰值光發(fā)射波長的范圍為例如370到400nm。然而，本發(fā)明不受此限制，發(fā)光層3的光發(fā)射波長是任意的。在發(fā)光層3上，例如，設(shè)置ρ型AWaN包覆層h、p型GaN層2b和高濃度摻雜的ρ 型GaN層2c。ρ型半導(dǎo)體層2包括ρ型AWaN包覆層h、p型GaN層2b和高濃度摻雜的ρ 型GaN層2c。在ρ型半導(dǎo)體層2上設(shè)置歐姆電極4ο。對于歐姆電極4ο，適用例如ITO(銦錫氧化物)。例如，在通過例如氣相沉積在P型半導(dǎo)體層2上形成ITO膜之后，在高溫下加熱ITO 膜，該高溫為例如300°C到800°C的溫度，更優(yōu)選為約700°C的溫度。結(jié)果，獲得歐姆電極4ο 與P型半導(dǎo)體層2之間的歐姆接觸。另外，本發(fā)明不受此限制。歐姆電極4ο可以包括至少一種選自In、ai、Sn、Ni、Mg、 Cu、Au、Pd、Rh和( 的氧化物，這些氧化物對于從發(fā)光層3發(fā)射的光具有透光性。對于歐姆電極4ο，可以使用具有大于發(fā)光層3的光發(fā)射波長的帶隙的任何材料， 以提供透光性。還可以使用這樣的金屬材料，其膜厚度遠(yuǎn)小于光發(fā)射波長的吸收系數(shù)的倒數(shù)。此外，為了提供透光性，可以使用這樣的電極作為歐姆電極4ο，平面圖形形成為窄線或網(wǎng)狀，并且使圖形具有開口以允許發(fā)射的光通過，同時對發(fā)射的光的透射率相對低。結(jié)果，歐姆電極4ο對從發(fā)光層3發(fā)射的光的透射率被設(shè)定為高于肖特基電極4s 對從發(fā)光層3發(fā)射的光的透射率。例如，在歐姆電極4ο的一部分中設(shè)置開口 4q，并且在該開口 4q中的ρ型半導(dǎo)體層 2上設(shè)置肖特基電極如。對于肖特基電極4s，可以使用例如Al。結(jié)果，獲得肖特基電極如與P型半導(dǎo)體層2之間的肖特基接觸。
然而，本發(fā)明不受此限制。肖特基電極如可以包括可以與ρ型半導(dǎo)體層2形成肖特基接觸的選自Al、Ag和1 的至少一種。希望地，對所發(fā)射的光具有高透射率的材料適用于肖特基電極如。例如，希望地， 肖特基電極4s對從發(fā)光層3發(fā)射的光的反射率為80%或更高。這可通過使用例如上述Al、 Ag和1 等等作為肖特基電極如而實(shí)現(xiàn)。對于設(shè)置在肖特基電極如上的襯墊電極4p，可以使用例如Ti/Pt/Au或Ni/Au。 更具體地，對于襯墊電極，可以使用這樣的層疊膜，以便具有優(yōu)良電連接的例如Au被設(shè)置在上側(cè)(與層疊的結(jié)構(gòu)體Is相反的一側(cè))，并且具有高密著性的Ni、Ti等等被設(shè)置在下側(cè) (層疊的結(jié)構(gòu)體Is側(cè))。更具體地，襯墊電極4p可以包括具有設(shè)置在第三電極上的Ni層和設(shè)置在Ni層上的Au層的層疊體以及具有設(shè)置在第三電極上的Ti層、設(shè)置在Ti層上的Pt層和設(shè)置在Pt 層上的Au層的層疊體的至少一種。此時，對于襯墊電極4p，從對肖特基電極如的密著性和對稍后連接的接合線的電連接的兩種觀點(diǎn)來選擇正確的材料，以便對從發(fā)光層3發(fā)射的光的反射率相對低。另一方面，如上所述，為肖特基電極如選擇具有對所發(fā)射的光的高反射率的材料。更具體地，肖特基電極4s對從發(fā)光層3發(fā)射的光的反射率高于襯墊電極4p對從發(fā)光層3發(fā)射的光的反射率。結(jié)果，在發(fā)光層3處發(fā)射的光被有效地反射離開肖特基電極如，并被發(fā)射通過具有透光性的歐姆電極4ο。在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件110中，由于低反射率的襯墊電極4p具有與高反射率的肖特基電極4s相同的平面配置，抑制了由光吸收引起的效率降低，這是因?yàn)?，從發(fā)光層3發(fā)射的光沒有進(jìn)入襯墊電極4p。此時，由于高透光性的歐姆電極4ο，在歐姆電極 4ο處的光吸收可以盡可能快地被抑制，并且高度有效地發(fā)射光。、此外，由于肖特基電極如與ρ型半導(dǎo)體層2形成歐姆接觸，因此流過襯墊電極4ρ 和肖特基電極4s的電流難以直接流到ρ型半導(dǎo)體層2中，并且該電流通過被連接到肖特基電極4s的歐姆電極4ο而流入ρ型半導(dǎo)體層2中。由此，在對應(yīng)于肖特基電極如的位置處的發(fā)光層3中抑制了光發(fā)射，從而在對應(yīng)于歐姆電極4ο的發(fā)光層3處有效地進(jìn)行了光發(fā)射。換言之，難以在其透光性低于歐姆電極4ο的肖特基電極如之下進(jìn)行光發(fā)射；電流在高透光性的歐姆電極4ο處從歐姆電極4ο相對均勻地被注入，并且該電流被均勻地注入發(fā)光層3中。從而，可以改善電流注入效率。如上所述，所發(fā)射的光被有效地反射離開高反射率的肖特基電極如，并被通過歐姆電極4ο透射。然后被提取。比較例圖2Α和2Β是示例比較例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖。更具體而言，圖2Β是平面圖，圖2Α是沿圖2Β的線Α_Α’的截面圖。如圖2Α和2Β所示，在比較例的半導(dǎo)體發(fā)光器件119中，沒有設(shè)置肖特基電極如。 換言之，未在歐姆電極4ο中設(shè)置開口 4q，幾乎在ρ型半導(dǎo)體層2的整個表面之上設(shè)置歐姆電極4ο，并且在其一部分上襯墊電極4p。除此之外，其結(jié)構(gòu)與半導(dǎo)體發(fā)光器件110的結(jié)構(gòu)相同。
在半導(dǎo)體發(fā)光器件119中，由于沒有設(shè)置肖特基電極如，從襯墊電極4p流入歐姆電極4ο的電流通過ρ型半導(dǎo)體層2而流入發(fā)光層3的幾乎整個表面。結(jié)果，在發(fā)光層3的幾乎整個表面處發(fā)射光。更具體地，在低透光性的襯墊電極4ρ下方的發(fā)光層3處也發(fā)射光，而光的大部分被低光反射率的襯墊電極4ρ吸收。由此，這部分光不能被提取到器件的外部。此外，在與除了在襯墊電極4ρ下方的部分之外的部分對應(yīng)的發(fā)光層3處發(fā)射的光的一部分反射離開例如襯底10側(cè)的界面，并進(jìn)入襯墊電極4ρ而被吸收。如上所述，由于在比較例的半導(dǎo)體發(fā)光器件119中未設(shè)置肖特基電極如，因此不能控制電流注入?yún)^(qū)域；電流注入效率低；并且高提取效率同樣低。與此相對比，在半導(dǎo)體發(fā)光器件110中，在襯墊電極4ρ與ρ型半導(dǎo)體層2之間插入具有與襯墊電極4ρ相同的平面配置的高反射率的肖特基電極4s。因此，可以提供在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件。此外，希望地，肖特基電極如的平面配置與襯墊電極4p的平面配置相同，從而從發(fā)光層3發(fā)射的光不會進(jìn)入襯墊電極4p。更具體地，在襯墊電極4p大于肖特基電極如的情況下，發(fā)射的光進(jìn)入低反射率的襯墊電極4p而被吸收，導(dǎo)致效率降低。因此，相同的平面配置是指其中當(dāng)從發(fā)光層3側(cè)觀察時襯墊電極4p基本上被肖特基電極4s遮蔽。因此，術(shù)語“相同”意味著包括例如制造中的處理精度的變化和由在處理中形成的錐形部分引起的差異等等以及相同的情況。平面配置基本上相同就足夠了。此外，即使在襯墊電極4p小于肖特基電極如的情況下，也可以獲得高的光提取效率。然而，在半導(dǎo)體發(fā)光器件Iio的實(shí)際使用中，優(yōu)選襯墊電極4p的面積盡可能更大，從而襯墊電極4p被設(shè)計為盡可能大，以便于將線接合到襯墊電極4p的接合工藝并便于通過增加接合面積來使接合穩(wěn)定。由此，為了實(shí)現(xiàn)高的光提取效率、便利的接合工藝以及穩(wěn)定的接合，希望將襯墊電極4p和肖特基電極如的平面配置設(shè)計為基本上相同。此外，在襯墊電極4p和肖特基電極如被形成為基本上相同的平面配置的情況下， 如下所述，還具有可以在同一工藝中共同地處理它們而省略工藝的優(yōu)點(diǎn)。此外，肖特基電極如對ρ型半導(dǎo)體層2的接觸電阻可以被設(shè)定為例如 1. OX ΙΟ"2 Ω cm2或更大。另一方面，歐姆電極4ο對ρ型半導(dǎo)體層2的接觸電阻可以被設(shè)定為肖特基電極4s與ρ型半導(dǎo)體層2之間的接觸電阻的十分之一或更小。因此，電流路徑被正確地控制以改善電流注入效率。更具體地，例如，半導(dǎo)體發(fā)光器件110的驅(qū)動電壓為約3V， 而此時當(dāng)承載20mA的電流時的電壓降為約0. 02V,因此可以保持適當(dāng)?shù)尿?qū)動條件。下面，將描述與在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件110中改善光提取效率的效果有關(guān)的模擬結(jié)果。圖3是示例根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的效果的模擬模型的示意圖。如圖3所示，該模擬采用其中半導(dǎo)體發(fā)光器件110被簡化的一維模型。此外，在圖 3中，省略了歐姆電極4ο。在該模擬中，肖特基電極4s的寬度dl為100 μ m，發(fā)光層3的寬度d2為100 μ m， 并且發(fā)光層3與肖特基電極如之間的距離d3 (即，ρ型半導(dǎo)體層2的厚度)為100 μ m。在肖特基電極4s的端部處的位置為原點(diǎn)p0，并且離開原點(diǎn)p0的距離為距離χ。當(dāng)距離χ在發(fā)光層3的整個寬度d2內(nèi)變化時通過模擬確定光Id和光Ir，其中光Id為在發(fā)光層3處發(fā)射、直接從發(fā)光層3進(jìn)入肖特基電極如的光，而光Ir為反射離開背表面并進(jìn)入肖特基電極 4s的光。此時，為了簡化，背表面處的反射為100%。結(jié)果，在該模型中表明，直接從發(fā)光層3進(jìn)入肖特基電極如的光Id的量的比率為總量的0.35%，而反射離開背表面并進(jìn)入的光Ir的量的比率為總量的8%。更具體而言， 8. 35 %的光從發(fā)光層3進(jìn)入肖特基電極如。此時，由于在比較例的半導(dǎo)體發(fā)光器件119中未設(shè)置肖特基電極4s，8. 35%的這部分光進(jìn)入低反射率的襯墊電極4p，并且這部分光的實(shí)質(zhì)量被吸收到襯墊電極4p中。與此相對比，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件110中，8. 35%的這部分光沒有進(jìn)入襯墊電極4p，而是以高反射率被反射離開高反射率的肖特基電極如，并再次反射離開例如背表面，從而被有效地提取。下面，將描述制造半導(dǎo)體發(fā)光器件110的示例性方法。圖4A和4B是示例根據(jù)第一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的按工藝順序的示意性截面圖。更具體地，圖4A是第一工藝圖，圖4B是在圖4A之后的圖。圖5A和5B是在圖4B之后的按工藝順序的示意性截面圖。如圖4A所示，在由例如藍(lán)寶石構(gòu)成的襯底10上，通過例如MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積)、MBE (分子束外延)等等依次形成未摻雜的GaN緩沖層11和由η型GaN層構(gòu)成的η型半導(dǎo)體層1。隨后，通過例如MOCVD或MBE在η型半導(dǎo)體層1上形成由例如InGaN層構(gòu)成的發(fā)光層3。此外，通過例如MOCVD在發(fā)光層3上依次形成ρ型AWaN包覆層h、p型 GaN層2b和高濃度摻雜的ρ型GaN層2c。由此，構(gòu)造層疊的結(jié)構(gòu)體Is。例如在RTA (快速熱退火)爐等等中加熱該層疊的結(jié)構(gòu)體ls，以便于在P型GaN層 2b中的ρ型激活。隨后，通過例如氣相沉積等等在ρ型半導(dǎo)體層2上形成用于歐姆電極4ο的由ITO 構(gòu)成的透明金屬氧化物膜40f。在300°C到800°C (包括300°C和800°C )、更優(yōu)選約700°C 的溫度的高溫下加熱該透明金屬氧化物，以便可以獲得與P型半導(dǎo)體層2的歐姆接觸。之后，如圖4B所示，通過光刻和諸如RIE (反應(yīng)離子蝕刻)去除在特定區(qū)域中的歐姆電極4o、p型半導(dǎo)體層2和發(fā)光層3以及η型半導(dǎo)體層1的一部分。此外，上述蝕刻不限于諸如RIE的干法蝕刻。還可以通過例如濕法蝕刻來進(jìn)行蝕刻。之后，如圖5Α所示，在通過例如CVD (化學(xué)氣相沉積)等等在工件的整個表面之上形成由例如氧化硅膜等等構(gòu)成的絕緣膜12之后，通過光刻和濕法蝕刻等等部分去除在η型半導(dǎo)體層1上的絕緣膜，然后通過例如真空沉積和剝離形成由Ti/Al/Pt構(gòu)成的η側(cè)電極7。 此時，例如在氮?dú)夥罩性?50°C的溫度下進(jìn)行退火，以便可以改善在η側(cè)電極7與η型半導(dǎo)體層1之間的歐姆接觸特性。此外，在該退火之前去除絕緣膜12。之后，如圖5Β所示，形成另一絕緣膜(未示出)，部分地去除在歐姆電極4ο上的絕緣膜，并形成開口 4q以暴露ρ型半導(dǎo)體層2的一部分。依次在其上形成將作為肖特基電極 4s的Al膜和將作為襯墊電極4p的例如Ti/Pt/Au層疊膜或Ni/Au層疊膜，并且通過光刻使用同一掩模共同地處理這些膜以形成肖特基電極4s和襯墊電極4p。由此，肖特基電極如和襯墊電極4p被處理為具有相同的平面配置。對于該處理，可以使用剝離。之后，去除上述絕緣膜，并處理歐姆電極4ο的形狀。
之后，例如通過光刻和RIE設(shè)置器件隔離溝槽(未示出)以暴露襯底10，以便于芯片制造，然后例如通過CVD、濺射、氣相沉積等等形成諸如氧化硅膜的透明絕緣膜(未示出) 以覆蓋器件隔離溝槽的側(cè)表面。于是獲得如圖IA和IB所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件110。此外，在將具有透光性的金屬氧化物材料用于歐姆電極4ο的情況下，希望地，在形成肖特基電極4s和襯墊電極4p的工藝之前形成歐姆電極4ο。更具體地，如上所述，為了改善歐姆接觸特性，當(dāng)形成歐姆電極4ο時，在300°C到800°C (包括300°C和800°C )、更優(yōu)選約700°C的溫度的高溫下加熱透明金屬氧化物4of。對肖特基電極如和襯墊電極4p 施加該高溫加熱處理引起諸如在肖特基電極4s和襯墊電極4p上的遷移的問題。由于該原因，希望地，在形成歐姆電極4ο之后形成肖特基電極如和襯墊電極4ρ。此外，在形成歐姆電極4ο之后形成肖特基電極如和襯墊電極4ρ的情況下，將肖特基電極4s和襯墊電極4ρ設(shè)置在歐姆電極4ο之上。此時，為了優(yōu)良地保持肖特基電極如與歐姆電極4ο之間的電連接，希望將肖特基電極如設(shè)置為部分地覆蓋歐姆電極4ο。然而，本發(fā)明不受此限制。肖特基電極4s和歐姆電極4o (以及襯墊電極4ρ)的形狀和布局是任意的，只要獲得在肖特基電極4s與歐姆電極4ο之間的電連接即可。此外，本發(fā)明不限于上述描述。根據(jù)用于歐姆電極4ο、肖特基電極如和襯墊電極 4ρ的材料和形成方法，形成歐姆電極4ο、肖特基電極如和襯墊電極4ρ的順序是任意的。此外，在上述具體實(shí)例中，在形成將成為歐姆電極4ο的材料之后將層疊的結(jié)構(gòu)體 Is處理為η型半導(dǎo)體層1的一部分。然而，可以改變形成將成為歐姆電極4ο的材料的工藝與處理層疊的結(jié)構(gòu)體Is的工藝之間的順序。此外，以上描述是制造方法的一個實(shí)例。還可以在技術(shù)上可行的范圍內(nèi)改變各工藝得順序。此外，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件110中，可以將肖特基電極如(第三電極)的電導(dǎo)率設(shè)定為低于歐姆電極4ο(第二電極)的電導(dǎo)率。此外，可以將襯墊電極4ρ(第四電極)的電導(dǎo)率設(shè)定為低于歐姆電極4ο(第二電極)的電導(dǎo)率。更具體而言，將歐姆電極4ο的電導(dǎo)率設(shè)定得較高允許抑制歐姆電極4ο的電壓降以改善效率。圖6是示例根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意性平面圖。如圖6所示，與半導(dǎo)體發(fā)光器件110相比，在根據(jù)該實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光器件 111中，當(dāng)沿垂直于第一主表面Isa的方向觀察時肖特基電極如(和襯墊電極4ρ)的平面配置被加以修改。更具體地，在半導(dǎo)體發(fā)光器件111中，以面向η側(cè)電極7的對角并沿著從該對角延伸的兩個邊設(shè)置開口 4q，并且以與該形狀匹配的形狀設(shè)置肖特基電極如和襯墊電極4p。結(jié)果，可以使通過肖特基電極如形成的電流路徑成形以使電流注入?yún)^(qū)域更均勻。根據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光器件111，可以提供進(jìn)一步提高電流注入效率并改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件。第二實(shí)施例在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，為連接到η型半導(dǎo)體層的電極設(shè)置歐姆電極和肖特基電極。在該情況下，從η型半導(dǎo)體層提取光。圖7Α和7Β是示例根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖。更具體而言，圖7Β是平面圖，圖7Α是沿圖7Β的線Α-Α’的截面圖。圖7Β是在從圖7Α的箭頭B觀察時的平面圖。
如圖7A和7B所示，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件120包括層疊的結(jié)構(gòu)體51s， 該層疊的結(jié)構(gòu)體51s具有第一半導(dǎo)體層(ρ型半導(dǎo)體層52)、第二半導(dǎo)體層(n型半導(dǎo)體層 51)以及設(shè)置在第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層53。這里，在該實(shí)施例中，P型半導(dǎo)體層52是第一半導(dǎo)體層，而η型半導(dǎo)體層51是第
二半導(dǎo)體層。ρ型半導(dǎo)體層52具有以從發(fā)光層53側(cè)開始順序設(shè)置的ρ型AWaN包覆層52a、ρ 型GaN層52b和高濃度摻雜的ρ型GaN層52c。在該具體實(shí)例中，在ρ型半導(dǎo)體層52的與發(fā)光層53相反的一側(cè)上，依次設(shè)置例如 P側(cè)接觸電極^a、接合層5 和導(dǎo)電襯底50。將例如Ag用于P側(cè)接觸電極55a，將例如Au 用于接合層^b，并將例如Si用于襯底50。半導(dǎo)體發(fā)光器件120進(jìn)一步包括被電連接到第一半導(dǎo)體層的ρ側(cè)電極M。在該具體實(shí)例中，P側(cè)電極討通過P側(cè)接觸電極^a、接合層5 和導(dǎo)電襯底50而被電連接到 P型半導(dǎo)體層52。半導(dǎo)體發(fā)光器件120進(jìn)一步包括歐姆電極57ο、肖特基電極57s和襯墊電極57p。歐姆電極57ο形成與η型半導(dǎo)體層51的歐姆接觸，并且對于從發(fā)光層53發(fā)射的光具有透光性。肖特基電極57s貫穿歐姆電極57ο并被電連接到歐姆電極57ο以形成與η型半導(dǎo)體層51的肖特基接觸。更具體而言，在歐姆電極57ο中設(shè)置開口 57q，并且肖特基電極57s 和η型半導(dǎo)體層51在該開口 57q中形成肖特基接觸。此外，肖特基電極57s的至少一部分貫穿歐姆電極57ο就足夠了。在肖特基電極57s的與η型半導(dǎo)體層51相反的一側(cè)上形成襯墊電極57ρ，并且當(dāng)沿P型半導(dǎo)體層52、發(fā)光層53和η型半導(dǎo)體層51的層疊方向觀察時襯墊電極57ρ具有與肖特基電極57s相同的平面配置。這里，在該實(shí)施例中，ρ側(cè)電極M是第一電極，歐姆電極57ο是第二電極，肖特基電極57s是第三電極，襯墊電極57p是第四電極。更具體地，在半導(dǎo)體發(fā)光器件120中，第一半導(dǎo)體層是ρ型半導(dǎo)體層52，而第二半導(dǎo)體層是η型半導(dǎo)體層51。在層疊的結(jié)構(gòu)體51s的第一半導(dǎo)體層側(cè)的第二主表面51sb側(cè)設(shè)置第一電極。在層疊的結(jié)構(gòu)體51s的第二半導(dǎo)體層側(cè)的第三主表面51sc側(cè)設(shè)置第二、第三和第四電極。對于η型半導(dǎo)體層51、發(fā)光層53、ρ型半導(dǎo)體層52、歐姆電極57ο、肖特基電極57s 和襯墊電極57p，可以適用與在第一實(shí)施例中描述的η型半導(dǎo)體層1、發(fā)光層3、ρ型半導(dǎo)體層2、歐姆電極4ο、肖特基電極如和襯墊電極4ρ相似的配置和材料。然而，對于半導(dǎo)體發(fā)光器件120中的ρ側(cè)電極Μ，可以使用例如Ti/W等等。歐姆電極57ο、肖特基電極57s和襯墊電極57p可以發(fā)揮與第一實(shí)施例中相似的效果。因此，可以通過半導(dǎo)體發(fā)光器件120提供在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件。圖8A和8B是示例根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光器件的配置的示意圖。更具體而言，圖8B是平面圖，圖8A是沿圖8B的線A-A’的截面圖。圖8B是在從圖8A的箭頭B觀察時的平面圖。如圖8A和8B所示，在根據(jù)該實(shí)施例的另一半導(dǎo)體發(fā)光器件121中，肖特基電極 57s(和襯墊電極57p)具有的形狀使得多個窄線被框架包圍。在被窄線和框架包圍的內(nèi)部上和框架的外部上設(shè)置歐姆電極57ο。在該情況下同樣地，可以提供在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件。如上所述，可以將歐姆電極57ο、肖特基電極57s和襯墊電極57p形成為任何形狀。此外，在歐姆電極57ο被設(shè)置在η型半導(dǎo)體層51側(cè)的情況下，由于η型半導(dǎo)體層 51的電阻相對低，因此即使當(dāng)沒有在整個表面上設(shè)置歐姆電極57ο時，也可以均勻地注入電流。因此，歐姆電極57ο可以被設(shè)置在整個表面上或不被設(shè)置在整個表面上，并且還可將具有窄線或網(wǎng)狀的平面圖形的金屬膜用于歐姆電極57ο。第三實(shí)施例第三實(shí)施例是制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。下面，將采用根據(jù)第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件110的制造方法作為實(shí)例進(jìn)行說明。更具體地，根據(jù)該實(shí)施例的制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法是一種制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，該器件包括層疊的結(jié)構(gòu)體ls，其具有第一半導(dǎo)體層(η型半導(dǎo)體層1)、第二半導(dǎo)體層(P型半導(dǎo)體層幻以及設(shè)置在第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層3;第一電極(η側(cè)電極7)，其被電連接到第一半導(dǎo)體層；第二電極(歐姆電極4ο)，其與第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，并對從發(fā)光層發(fā)射的光具有透光性；第三電極(肖特基電極4s)，其貫穿第二電極并電連接到第二電極以與第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸；以及第四電極(襯墊電極 4p)，其被形成在第三電極的與第二半導(dǎo)體層相反的一側(cè)上。下面，將描述根據(jù)該實(shí)施例的制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的特征。圖9是示例根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的流程圖。如圖9所示，在根據(jù)該實(shí)施例的制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法中，層疊第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及第二半導(dǎo)體層(步驟S110)。例如，可以采用關(guān)于圖4A描述的方法。從而， 形成層疊的結(jié)構(gòu)體Is。必要時暴露第一半導(dǎo)體層(步驟S111)。此外，在制造根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件120時，省略步驟Slll。在第一半導(dǎo)體層(例如，η型半導(dǎo)體層1)上形成第一電極(例如，η側(cè)電極7)(步驟 S120)。在第二半導(dǎo)體層(例如，ρ型半導(dǎo)體層幻上形成第二電極(例如，歐姆電極4ο) (步驟 S130)。此時，可以改變上述步驟S120和步驟S130的順序。例如，可以采用關(guān)于圖4Β和 5Β描述的方法。在從第二電極暴露的第二半導(dǎo)體層上，層疊將作為第三電極的膜和將作為第四電極的膜(步驟S140)。使用同一掩模共同地處理將作為第三電極的膜和將作為第四電極的膜(步驟 S150)。在上述步驟S140和步驟S150中，可以采用例如關(guān)于圖5Β描述的方法。
更具體地，例如，部分地去除在歐姆電極4ο上的絕緣膜，形成開口 4q，暴露ρ型半導(dǎo)體層2的一部分，并在其上依次形成將作為肖特基電極如的Al膜、將作為襯墊電極4ρ 的Ti/Pt/Au層疊膜等等。使用同一掩模通過例如剝離共同處理這些膜，以形成肖特基電極 4s和襯墊電極4p。由此，將肖特基電極如和襯墊電極4p處理成具有相同的平面配置。在上述步驟S130中，在第二半導(dǎo)體層上形成將作為第二電極的膜之后，通過加熱形成第二電極(歐姆電極4ο)。該熱處理包括在不低于300°C且不高于800°C的溫度下進(jìn)行的熱處理。從而，可以獲得優(yōu)良的歐姆接觸。此外，希望地，在步驟S130 (形成第二電極)之后進(jìn)行上述步驟S140 (層疊將作為第三電極的膜和將作為第四電極的膜)。由此，不對將作為第三電極的膜和將作為第四電極的膜施加步驟S130中的高溫?zé)崽幚?，從而可以獲得優(yōu)良的特性。希望地，在低于在步驟S130(形成第二電極)中施加的溫度的溫度下下進(jìn)行上述步驟S140和步驟S150。此外，關(guān)于根據(jù)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件120和121，在ρ側(cè)電極M被設(shè)置在層疊的結(jié)構(gòu)體51s的第二主表面51sb上且歐姆電極57ο、肖特基電極57s和襯墊電極57p 被設(shè)置在第三主表面51sc上的情況下，省略上述步驟Slll ；在步驟SllO之后在第二主表面51sb上形成ρ側(cè)接觸電極5 和接合層55b，然后將接合層5 接合到襯底50。此時，將例如Ag用于ρ側(cè)接觸電極55a，將例如Au用于接合層55b，并將例如Si 用于襯底50。去除在層疊的結(jié)構(gòu)體51s的η型半導(dǎo)體層51側(cè)的用于構(gòu)造層疊的結(jié)構(gòu)體51s的例如藍(lán)寶石襯底，并在表面(第三主表面51sc)上形成第二電極(在該情況下，η側(cè)的歐姆電極57o)(步驟S130)。層疊將作為第三電極和第四電極的膜(在該情況下將作為肖特基電極57s和襯墊電極57p的膜)(步驟S140)，并處理這些膜(步驟S150)。在第一半導(dǎo)體層(在該情況下，P型半導(dǎo)體層5 上形成第一電極(在該情況下， P側(cè)電極54)(步驟S120)。此時，在導(dǎo)電襯底50的與層疊的結(jié)構(gòu)體51s相反的表面上形成第一電極(在該情況下，P側(cè)電極54)。根據(jù)該實(shí)施例的制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，可以提供制造在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。第四實(shí)施例圖10是示例根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置的配置的示意性截面圖。如圖10所示，根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置210是組合熒光體和根據(jù)上述實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件110、111、120和121及其變型例的任何一種的白光LED。換言之，根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置210包括上述半導(dǎo)體發(fā)光器件中的任何一種以及波長轉(zhuǎn)換層，該波長轉(zhuǎn)換層吸收從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光并發(fā)射具有與從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的波長不同的波長的光。對于波長轉(zhuǎn)換層，使用具有例如下述熒光體的層。此外，下面，將描述其中使上述半導(dǎo)體發(fā)光器件與波長轉(zhuǎn)換層組合的情況。如圖10所示，在根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置210中，在由陶瓷等等構(gòu)成的容器22的內(nèi)面上設(shè)置反射膜23。反射膜23被單獨(dú)地設(shè)置在容器22的內(nèi)側(cè)面和底面上。反射膜23由例如鋁等等構(gòu)成。通過基臺(submoimt) M將半導(dǎo)體發(fā)光器件110置于在容器22 的底部上設(shè)置的反射膜23上。為了使半導(dǎo)體發(fā)光器件110、基臺對和反射膜23彼此固定，可以使用利用接合劑、 焊料等等的接合。在基臺M的半導(dǎo)體發(fā)光器件側(cè)的表面上，設(shè)置未示出的電極，并且通過接合線沈?qū)⑦@些電極連接到半導(dǎo)體發(fā)光器件Iio的P側(cè)上的襯墊電極4p以及連接到η側(cè)電極7。將包含紅光熒光體的第一熒光體層211(波長轉(zhuǎn)換層)設(shè)置為覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光器件110，并且在該第一熒光體層211上形成包含藍(lán)光、綠光或黃光熒光體的第二熒光體層 212(波長轉(zhuǎn)換層)。在這些熒光體層上方形成由硅樹脂構(gòu)成的蓋27。第一熒光體層211包含樹脂和分散在該樹脂中的紅光熒光體。關(guān)于紅光熒光體，可以將例如&03、YVO4, Y2 (P，V) O4等等用于體材料，并且在體材料中包含三價Eu (Eu3+)的激活物質(zhì)。更具體地，可以將t03:EU3+、YV04:EU3+等等用于紅光熒光體。Eu3+的分子濃度可以為1 %到10%。關(guān)于紅光熒光體的體材料，除了 IO3和YVO4之外，還可以使用La0S、Y2(P，V)04等等。此外，除了 Eu3+之外，還可以使用Mn4+等等。更特別地，通過向YVO4體材料添加具有三價Eu的少量Bi，在380nm處的吸收增加，從而可以進(jìn)一步提高發(fā)光效力。關(guān)于樹脂，可以使用例如硅樹脂等等。第二熒光體層212包含樹脂和分散在該樹脂中的藍(lán)光熒光體、綠光熒光體和黃光熒光體中的至少一種。例如，可以使用下列組合藍(lán)光熒光體和綠光熒光體的熒光體、組合藍(lán)光熒光體和黃光熒光體的熒光體、或者組合藍(lán)光熒光體、綠光熒光體和黃光熒光體的熒光體。關(guān)于藍(lán)光熒光體，可以使用例如(Sr，Ca)1Q (PO4)6Cl2: Eu2+、Baife2Al16O27: Eu2+等等。關(guān)于綠光熒光體，可以使用例如具有三價Tb的光發(fā)射中心的ISiO5 = Ce3+或Tb3+。 在該情況下，能量從Ce離子傳送到Tb離子以改善激發(fā)效率。關(guān)于綠光熒光體，可以使用 Sr4Al14O25 = Eu2+等等。關(guān)于黃光熒光體，可以使用例如Y3Al5 Ce3+等等。關(guān)于樹脂，可以使用例如硅樹脂等等。特別地，三價Tb呈現(xiàn)可見度最高處的約550nm的銳光發(fā)射，從而當(dāng)與三價Eu的銳紅光發(fā)射組合時顯著地改善了發(fā)光效力。根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置210，從半導(dǎo)體發(fā)光器件110發(fā)射的例如380nm的紫外光允許包含在熒光體層中的上述熒光體的有效激發(fā)。此外，光被反射離開反射膜23，并且被允許有效地從蓋27發(fā)射。例如，在具有包含在第一熒光體層211中的三價Eu等等的發(fā)射中心的上述熒光體中，光被轉(zhuǎn)換成具有約620nm的窄波長分布的光而有效地產(chǎn)生紅色可見光。包含在第二熒光體層212中的藍(lán)光、綠光或黃光熒光體被有效地激發(fā)，允許有效地產(chǎn)生藍(lán)色、綠色或黃色可見光。混合這些顏色允許以高效率和良好的色彩再現(xiàn)性產(chǎn)生白光和其他各種顏色的光。接下來，將描述制造根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置210的方法。由于可以將上述方法用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件110的工藝中，因此下面將描述在完成半導(dǎo)體發(fā)光器件110之后的工藝。首先，通過例如濺射在容器22的內(nèi)面上形成將成為反射膜23的金屬膜。構(gòu)圖該金屬膜，從而在容器22的內(nèi)側(cè)面和底面的每一者上留下反射膜23。隨后，在基臺M上固定半導(dǎo)體發(fā)光器件110，并且通過接合線沈?qū)⒒_M的電極連接到P側(cè)襯墊電極4p和η側(cè)電極7。將基臺M放置和固定在容器22的底面上的反射膜 23上。將包含紅光熒光體的第一熒光體層211形成為覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光器件110和接合線沈，并且將包含藍(lán)光、綠光或黃光熒光體的第二熒光體層212形成在第一熒光體層211上。關(guān)于形成各熒光體層的方法，可以采用例如這樣的方法，以便將每種熒光體分散到樹脂原材料混合液中，并將該混合液滴落并通過加熱以通過熱聚合固化該樹脂。此外，包含每種熒光體的樹脂原材料混合液被滴落、被允許靜置一會兒，然后被固化。這使得每種熒光體的精細(xì)顆粒沉淀以使每種熒光體的精細(xì)顆粒不均勻地沉淀在第一和第二熒光體層211 和212的下部中，允許對每種熒光體的發(fā)光效力的適當(dāng)控制。之后，將蓋27設(shè)置在熒光體層212上，于是制成根據(jù)該實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光裝置210，S卩，白光LED。上文中參考具體實(shí)例描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于這些具體實(shí)例。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員會從已知的技術(shù)適當(dāng)?shù)剡x擇半導(dǎo)體發(fā)光器件或制造方法的半導(dǎo)體多層膜、金屬膜、介電膜等等的要素的配置、尺寸、材料質(zhì)量、設(shè)置等等，并類似地實(shí)施本發(fā)明。這樣的實(shí)施以獲得類似的效果的程度而被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，具體實(shí)例的任何兩個或多個要素可以在技術(shù)可行的程度內(nèi)被組合；并以包括本發(fā)明的要旨的程度而被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于作為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件和半導(dǎo)體發(fā)光裝置而可通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計修改獲得的所有半導(dǎo)體發(fā)光器件和半導(dǎo)體發(fā)光裝置同樣以包括本發(fā)明的要旨的程度而在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，在本發(fā)明的精神內(nèi)的各種修改和改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此所有這樣的修改和改變應(yīng)被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。工業(yè)適用性根據(jù)實(shí)施例，提供了在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件、半導(dǎo)體發(fā)光裝置以及制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。標(biāo)號說明1 η型半導(dǎo)體層(第一半導(dǎo)體層)Ia下部η型半導(dǎo)體層Ib上部η型半導(dǎo)體層Is 層疊的結(jié)構(gòu)體Isa第一主表面2 ρ型半導(dǎo)體層(第二半導(dǎo)體層)2a ρ 型 AlGaN 包覆層2b ρ 型 GaN 層2c高濃度摻雜的ρ型GaN層3 發(fā)光層4o歐姆電極(第二電極)
1
4of透明金屬氧化物膜4p襯墊電極(第四電極)4q 開口4s肖特基電極(第三電極)7 η側(cè)電極(第一電極)10 襯底11 緩沖層12 絕緣層22 容器23反射膜24 基臺26接合線27 蓋50 襯底51 η型半導(dǎo)體層(第二半導(dǎo)體層)51s層疊的結(jié)構(gòu)體51sb第二主表面51sc第三主表面52 ρ型半導(dǎo)體層(第一半導(dǎo)體層)52a ρ 型 AlGaN 包覆層52b ρ 型 GaN 層52c高濃度摻雜的ρ型GaN層53發(fā)光層54 ρ側(cè)電極(第一電極)55a ρ側(cè)接觸電極55b接合層57ο歐姆電極(第二電極)57ρ襯墊電極(第四電極)57q 開口57s肖特基電極(第三電極)110、111、119、120、121 半導(dǎo)體發(fā)光器件210半導(dǎo)體發(fā)光裝置211第一熒光體層212第二熒光體層
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括層疊的結(jié)構(gòu)體，其具有第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層；第一電極，其被電連接到所述第一半導(dǎo)體層；第二電極，其與所述第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，所述第二電極對從所述發(fā)光層發(fā)射的光具有透光性；第三電極，其貫穿所述第二電極并電連接到所述第二電極以與所述第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸；以及第四電極，其被形成在所述第三電極的與所述第二半導(dǎo)體層相反的一側(cè)上，并且沿所述第一半導(dǎo)體層、所述發(fā)光層和所述第二半導(dǎo)體層的層疊方向觀察時所述第四電極的形狀與沿所述層疊方向觀察時所述第三電極的形狀相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述第三電極對所述發(fā)射的光的反射率大于所述第四電極對所述發(fā)射的光的反射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的器件，其中所述第二電極對所述發(fā)射的光的透射率大于所述第三電極對所述發(fā)射的光的透射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的器件，其中所述第一半導(dǎo)體層由η型半導(dǎo)體構(gòu)成； 所述第二半導(dǎo)體層由P型半導(dǎo)體構(gòu)成；所述第二半導(dǎo)體層和所述發(fā)光層被選擇性地去除，并且在所述第二半導(dǎo)體層的一側(cè)的第一主表面上暴露所述第一半導(dǎo)體層的一部分；以及所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極和所述第四電極被設(shè)置在所述層疊的結(jié)構(gòu)體的所述第一主表面的一側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的器件，其中所述第一半導(dǎo)體層由P型半導(dǎo)體構(gòu)成； 所述第二半導(dǎo)體層由Π型半導(dǎo)體構(gòu)成；所述層疊的結(jié)構(gòu)體具有在所述第一半導(dǎo)體層的一側(cè)的第二主表面和在所述第二半導(dǎo)體層的一側(cè)的第三主表面；所述第一電極被設(shè)置在所述層疊的結(jié)構(gòu)體的所述第二主表面的一側(cè)上；以及所述第二電極、所述第三電極和所述第四電極被設(shè)置在所述層疊的結(jié)構(gòu)體的所述第三主表面的一側(cè)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的器件，其中所述第三電極被設(shè)置為使得所述第三電極覆蓋所述第二電極的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的器件，其中所述第四電極是襯墊電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層包括 InxAlyGa1^yN (0 彡 χ 彡 1，0 彡 y 彡 1，x+y 彡 1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的器件，其中所述第三電極的電導(dǎo)率低于所述第二電極的電導(dǎo)率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其中所述第二電極包括至少一種選自In、Si、Sn、Ni、Mg、 Cu、Au、Pd、Rh和Ga的氧化物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的器件，其中所述第三電極包括選自Al、Ag和1 的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的器件，其中所述第四電極包括具有設(shè)置在所述第三電極上的M 層和設(shè)置在所述Ni層上的Au層的層疊體以及具有設(shè)置在所述第三電極上的Ti層、設(shè)置在所述Ti層上的Pt層和設(shè)置在所述Pt層上的Au層的層疊體中的一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的器件，其中所述發(fā)射的光從其上設(shè)置有所述層疊的結(jié)構(gòu)體的所述第二電極的一側(cè)發(fā)射。
14.一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體發(fā)光器件；以及波長轉(zhuǎn)換層，其被配置為吸收從所述半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光并發(fā)射具有與從所述半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光的波長不同的波長的光。
15.一種制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述器件具有層疊的結(jié)構(gòu)體，其具有第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層；第一電極，其被電連接到所述第一半導(dǎo)體層；第二電極，其與所述第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，所述第二電極對從所述發(fā)光層發(fā)射的光具有透光性；第三電極，其貫穿所述第二電極并電連接到所述第二電極以與所述第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸；以及第四電極，其被形成在所述第三電極的與所述第二半導(dǎo)體層相反的一側(cè)上，所述方法包括層疊所述第一半導(dǎo)體層、所述發(fā)光層以及所述第二半導(dǎo)體層；在所述第一半導(dǎo)體層上形成所述第一電極；在所述第二半導(dǎo)體層上形成所述第二電極；在從所述第二電極暴露的所述第二半導(dǎo)體層上層疊將作為所述第三電極的膜和將作為所述第四電極的膜；以及使用共用的掩模共同地處理所述將作為所述第三電極的膜和所述將作為所述第四電極的膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中形成所述第二電極包括進(jìn)行在所述第二半導(dǎo)體層上形成將作為所述第二電極的膜的熱處理，所述熱處理在不低于300°C且不高于800°C的溫度下進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中在形成所述第二電極之后進(jìn)行所述將作為所述第三電極的膜和所述將作為所述第四電極的膜的層疊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中在比形成所述第二電極時施加的溫度低的溫度下進(jìn)行所述第三電極和所述第四電極的形成。
全文摘要
一種半導(dǎo)體發(fā)光器件包括多層結(jié)構(gòu)(1s)，其包括第一半導(dǎo)體層(1)、第二半導(dǎo)體層(2)以及設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的發(fā)光層(3)；第一電極(7)；第二電極(4o)；第三電極(4s)；以及第四電極(4p)。所述第一電極被電連接到所述第一半導(dǎo)體層。所述第二電極與所述第二半導(dǎo)體層形成歐姆接觸且透射從所述發(fā)光層發(fā)射的光。所述第三電極貫穿所述第二電極并電連接到所述第二電極以與所述第二半導(dǎo)體層形成肖特基接觸。所述第四電極被形成在所述第三電極的與所述第二半導(dǎo)體層相反的一側(cè)上，并且沿所述多層結(jié)構(gòu)的層疊方向觀察時所述第四電極的形狀與沿所述層疊方向觀察時所述第三電極的形狀相同。從而，提供了在提高電流注入效率的同時改善光提取效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件。還公開了半導(dǎo)體發(fā)光器件以及制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。
文檔編號H01L33/00GK102326265SQ200980157138
公開日2012年1月18日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者岡俊行, 布上真也, 村本衛(wèi)司 申請人:株式會社東芝