，從而產(chǎn)生亮度降低。另一方面，若窗層34過(guò)薄，則形狀控制變得不充分。SP，在第一接觸層32例如為0.1 ym的情況下，在除去不注入電流的區(qū)域的第一接觸層時(shí)，若以100%的過(guò)蝕刻條件進(jìn)行蝕刻，則蝕刻深度成為0.2 μ m。若窗層34的厚度不是0.2 μ m以上，則蝕刻將會(huì)進(jìn)行到組成傾斜層36、第一包覆層38。因此，窗層34的厚度優(yōu)選為0.2?0.6 μπι的范圍。
[0053]圖5是第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意剖視圖。
[0054]在第二實(shí)施方式中，在窗層34的表面之中的未設(shè)置第一接觸層32的區(qū)域設(shè)置3102等絕緣膜90ο在絕緣膜90設(shè)置有開(kāi)口部90a，透明導(dǎo)電膜26設(shè)置成覆蓋在開(kāi)口部90a露出的第一接觸層32和作為未形成開(kāi)口部90a的區(qū)域的絕緣膜90。還在透明導(dǎo)電膜26之上設(shè)置第一電極20?？昭ㄔ陔娏髌帘螌?0被屏蔽，因此，空穴被經(jīng)由第一接觸層32向窗層34注入。
[0055]在第二實(shí)施方式中也是，第一導(dǎo)電型層30的厚度比第二導(dǎo)電型層50的厚度小，空穴的有效質(zhì)量比電子的有效質(zhì)量大，因此，空穴在第一導(dǎo)電型層30內(nèi)不在橫向上擴(kuò)散地被注入第一接觸層32的正上方的發(fā)光層40。因此，如圖5所示，發(fā)光區(qū)域?yàn)榈谝唤佑|層32的正上方，能夠較高地保持電流注入密度。相對(duì)于比較例，第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的亮度能夠提高約20%以上。
[0056]若使用Si02、Si0N、SiN (包括Si3N4)作為絕緣膜90，則能夠抑制來(lái)自發(fā)光層40的光的吸收。此外，能夠加可靠地保持窗層34與透明導(dǎo)電膜26之間的電絕緣性。在是動(dòng)作電流密度較高、例如比一安培(IA)高的高電流驅(qū)動(dòng)的高輸出LED的情況下，優(yōu)選為這樣設(shè)置絕緣膜。
[0057]圖6(a)是第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意俯視圖，圖6(b)是沿B-B線的示意剖視圖。
[0058]半導(dǎo)體層58依次層疊有:第二接觸層56、電流擴(kuò)散層54、第二包覆層52、發(fā)光層40、第一包覆層38、組成傾斜層36、窗層34、第一接觸層32。各個(gè)層的材質(zhì)、雜質(zhì)濃度、厚度與如圖3(a)所示的第一實(shí)施方式相同。
[0059]第一接觸層32如圖1 (a)及圖1 (b)所示，從上方觀察時(shí)，在細(xì)線部60b的方向上分散設(shè)置。另一方面，設(shè)置在電流擴(kuò)散層54之上且由GaAs等構(gòu)成的第二接觸層56也是，沿著細(xì)線部60b分散設(shè)置。細(xì)線部60b在分散設(shè)置的第二接觸層56之上和電流擴(kuò)散層54之上延伸。
[0060]細(xì)線部60b與第二接觸層56的接觸電阻比細(xì)線部60b與η型Ina5(Gaa3Ala7)a5P的電流擴(kuò)散層54的接觸電阻低。因此，如圖6(b)所示，電子從細(xì)線部60b注入第二接觸層56后，經(jīng)由第二接觸層56流入電流擴(kuò)散層54。電子產(chǎn)生了在電流擴(kuò)散層54中在橫向上擴(kuò)散的同時(shí)向發(fā)光層40進(jìn)入的載流子流動(dòng)F2。另一方面，空穴從第一接觸層32進(jìn)入正上方的發(fā)光層40。在該情況下，設(shè)置有第二接觸層56的區(qū)域與位于第一接觸層32之上的發(fā)光區(qū)域ER之間的距離變長(zhǎng)，因此，第二接觸層56中的光吸收減少，能夠進(jìn)一步提高光取出效率。另外，僅使第二接觸層56分散設(shè)置而使第一接觸層32連續(xù)設(shè)置，這也能夠減少光吸收。
[0061]第一?第三實(shí)施方式以及伴隨這些實(shí)施方式的變形例的半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置為，對(duì)夾著發(fā)光層的第一和第二接觸層中的至少某個(gè)進(jìn)行除去，從而將第一接觸層32和第二接觸層56設(shè)置成從上方觀察沒(méi)有重疊。此外，設(shè)置為從上方觀察，發(fā)光強(qiáng)度高的區(qū)域與細(xì)線電極60b沒(méi)有重疊。因此，能夠提高對(duì)發(fā)光層的電流注入密度以及發(fā)光效率，從而能夠提高光取出效率。這樣得到的高輸出LED被廣泛應(yīng)用于照明裝置、顯示裝置、信號(hào)器等。
[0062]以上說(shuō)明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，這些實(shí)施方式只是作為例子進(jìn)行提示，并不意欲限定發(fā)明的范圍。這些新穎的實(shí)施方式也能夠采用其他各種方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種省略、替換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)，并且也包含在權(quán)利要求書(shū)中記載的發(fā)明及其等同的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，具備: 支撐基板； 第一電極，設(shè)置于上述支撐基板之上； 第一導(dǎo)電型層，設(shè)置于上述第一電極之上，具有作為半導(dǎo)體的第一接觸層； 發(fā)光層，設(shè)置于上述第一導(dǎo)電型層之上； 第二導(dǎo)電型層，設(shè)置于上述發(fā)光層之上，具有第二接觸層；以及 第二電極，設(shè)置于上述第二導(dǎo)電型層之上，具有細(xì)線部和焊盤部: 上述細(xì)線部設(shè)置于上述第二接觸層之上， 從上方觀察，上述第一接觸層與上述第二接觸層不重疊地設(shè)置。2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第二電極的上述焊盤部設(shè)置于未形成上述第二接觸層的區(qū)域。3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 從上方觀察，上述第一接觸層沿著上述第二電極的上述細(xì)線部分散地設(shè)置。4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 從上方觀察，上述第一接觸層沿著上述第二電極的上述細(xì)線部設(shè)置為矩形。5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 從上方觀察，上述第二接觸層在上述第二電極的上述細(xì)線部的下方分散地設(shè)置。6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第一導(dǎo)電型層在第一接觸層側(cè)還具有帶隙能量比上述發(fā)光層的帶隙能量高的作為半導(dǎo)體層的窗層， 該半導(dǎo)體發(fā)光元件還具備絕緣層，該絕緣層具有開(kāi)口，并且設(shè)置在上述窗層與上述第一電極之間， 上述第一接觸層設(shè)置于上述開(kāi)口。7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第一導(dǎo)電型層在第一接觸層側(cè)還具有帶隙能量比上述發(fā)光層的帶隙能量高的作為半導(dǎo)體層的窗層， 該半導(dǎo)體發(fā)光元件還具備絕緣層，該絕緣層具有開(kāi)口，并且設(shè)置在上述窗層與上述第一電極之間， 上述第一接觸層設(shè)置于上述開(kāi)口。8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第一導(dǎo)電型層還從上述第一接觸層側(cè)開(kāi)始依次具有帶隙能量比上述發(fā)光層的帶隙能量高的作為半導(dǎo)體層的窗層以及第一包覆層， 上述第二導(dǎo)電型層還在上述發(fā)光層側(cè)具有第二包覆層，在上述第二接觸層側(cè)具有電流擴(kuò)散層， 上述第一導(dǎo)電型層的厚度比上述第二導(dǎo)電型層的厚度小。9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第一電極具有: 透明導(dǎo)電膜，與上述第一接觸層相接觸，含有摻錫氧化銦、氧化鋅、氧化錫中的某個(gè)；以及 反射金屬層，設(shè)置于上述透明導(dǎo)電膜與上述支撐基板之間，能夠反射來(lái)自上述發(fā)光層的光。10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第二導(dǎo)電型層的表面之中的未設(shè)置上述第二接觸層和上述第二電極的區(qū)域具有凹凸結(jié)構(gòu)。11.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述發(fā)光層含有InxGai_xN，其中，O ^ x ^ I, 上述窗層和上述第一接觸層含有AlyGai_yN，其中，O ^ y ^ 112.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第一接觸層和上述窗層含有GaP， 上述發(fā)光層含有Inx (GahAly) hP、AlzGa1^zAs, InsGa^sAstPH之中的某個(gè)，其中，O 芻 X 芻 1,0 ^ y ^ 0.6 ；0 ^ z ^ 0.5 ；0 ^ s ^ 1，0 芻 t 芻 I。13.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第一接觸層的厚度大于等于0.03 μ m且小于等于0.2 μπι。14.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述第二接觸層含有Inx(GahAly)1-A AlzGa1^zAs, InsGahAstP^之中的某個(gè)，其中，O 芻 X 芻 1,0 ^ y ^ 0.6 ；0 ^ ζ ^ 0.5 ；0 ^ s ^ 1，0 芻 t 芻 I。15.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于， 上述透明導(dǎo)電膜的厚度大于等于0.04 μ m且小于等于0.09 μ mo16.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，具有: 支撐基板； 第一電極，設(shè)置于上述支撐基板之上； 第一導(dǎo)電型層，設(shè)置于上述第一電極之上，具有窗層和以埋設(shè)于上述第一電極的方式從上述窗層向上述第一電極側(cè)突出的凸?fàn)畹淖鳛榘雽?dǎo)體層的第一接觸層； 發(fā)光層，設(shè)置于上述第一導(dǎo)電型層之上； 第二導(dǎo)電型層，設(shè)置于上述發(fā)光層之上，具有第二接觸層；以及 第二電極，設(shè)置于上述第二導(dǎo)電型層之上，具有細(xì)線部和焊盤部: 上述細(xì)線部設(shè)置于上述第二接觸層之上； 從上方觀察，上述第一接觸層與上述第二接觸層不重疊地設(shè)置， 上述窗層是帶隙能量比上述發(fā)光層的帶隙能量高的半導(dǎo)體層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，具有：支撐基板；第一電極，設(shè)置于上述支撐基板之上；第一導(dǎo)電型層，設(shè)置于上述第一電極之上，具有作為半導(dǎo)體的第一接觸層；發(fā)光層，設(shè)置于上述第一導(dǎo)電型層之上；第二導(dǎo)電型層，設(shè)置于上述發(fā)光層之上，具有第二接觸層；以及第二電極，設(shè)置于上述第二導(dǎo)電型層之上，具有細(xì)線部和焊盤部：上述細(xì)線部設(shè)置于上述第二接觸層之上，從上方觀察，上述第一接觸層與上述第二接觸層不重疊地設(shè)置。
【IPC分類】H01L33/14, H01L33/38
【公開(kāi)號(hào)】CN104934512
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510313500
【發(fā)明人】西川幸江, 山崎宏德, 古木勝義, 片岡敬
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社東芝
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2011年9月8日
【公告號(hào)】CN102760815A, CN102760815B, US8618551, US20120273793