TWI429107B - 半導體發光元件、其製造方法、燈、照明裝置、電子機器及機械裝置 - Google Patents

Description

半導體發光元件、其製造方法、燈、照明裝置、電子機器及機械裝置

本發明係關於半導體發光元件、其製造方法、燈、照明裝置、電子機器、機械裝置、及電極，尤其是關於具備密接性提高之電極的半導體發光元件。本案係基於2009年5月14日在日本申請之特願2009-117771號、及2009年7月29日在日本申請之特願2009-176661號並主張其優先權，在此引用其內容。

近年，GaN系化合物半導體，作為短波長發光元件用的半導體材料而受到注目。GaN系化合物半導體，一般而言，係使用有機金屬氣相化學反應法(MOCVD法)及分子束磊晶法(MBE法)等薄膜形成手段來形成在藍寶石單結晶、各種氧化物及Ⅲ-Ⅴ族化合物等的基板上。

並且，GaN系化合物半導體發光元件，一般具備：由n型GaN系化合物半導體層(以下稱為n型半導體層)、活性層(以下稱為發光層)、及p型GaN系化合物半導體層(以下稱為p型半導體層)所構成之積層半導體層；前述p型半導體層上之p型電極；及前述n型半導體層上之n型電極。

作為如此的GaN系化合物半導體發光元件，有所謂的覆晶型半導體發光元件，其係發光元件以基板在上、電極在下的方式安裝在配線基板上，且從發光層射出的光透過基板而被取出至外部。

在覆晶型半導體發光元件中，為了藉由電極來使光反射，形成具有Ag及Al等反射層的電極。可是，因為Ag及Al是容易氧化的金屬，所以有因與外部水分及空氣接觸而發生劣化的問題。

因此，為了防止劣化，已提出各種方法。例如，為了防止與外部的水分及空氣接觸，提出在p型電極及n型電極的表面及周圍形成氧化矽及氮化矽等絕緣保護膜。再者，為了提高p型電極與n型電極間的絕緣性，提出在兩電極間形成絕緣保護膜。

又，從配線的容易性之觀點來看，一般是在電極的最表面使用Au。然而，由於前述氧化矽或氮化矽對Au的附著力非常弱，所以有無法在電極上形成強固的保護膜的問題。為了解決此問題，已揭露一種在Au與絕緣保護膜之間形成接著強化層以提高接著強度的技術(專利文獻1及專利文獻2)。

然而，即使將Au與絕緣保護膜的接著強度提高，惟在構成電極的金屬與GaN系化合物半導體之間的接著性不足的情況，仍有電極剝離及發光元件可靠性大幅降低等問題。

另一方面，亦已揭露為了使用在300℃以上的高温區容易發生遷移的Ag(容易被氧化的金屬)，而以不與Ag反應的金屬來將Ag覆蓋包圍的技術(專利文獻3)，及使用反射率高的白金屬、或其合金作為反射層之技術(專利文獻4)。

然而，即使以不與Ag反應的金屬來將Ag覆蓋包圍，惟在Ag電極與GaN系化合物半導體之間的接觸面積多的情況，效果並不充足。即，在接觸面積多的情況，仍會發生問題，即Ag會朝GaN系化合物半導體遷移，反射率降低導致發光效率降低，接觸不良導致VF上昇，再者，雖然Pt族不容易遷移，但相較於Ag的話反射率原本就低，且一旦成為接近400℃的温度便不能防止遷移。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]特開平11-150301號公報

[專利文獻2]特開平9-320984號公報

[專利文獻3]特開2006-245232號公報

[專利文獻4]特開2006-183400號公報

本發明係鑑於上述事情所作成者，其目的為提供一種半導體發光元件、燈、照明裝置、電子機器及電極，具備：提高正負電極部(n型電極及p型電極)與包含GaN系化合物半導體的積層半導體層(n型半導體層或/及p型半導體層)之接著性的電極構造。

為了達成上述目的，本發明採用以下構成。即，

(本案的第一態樣)

(1)一種半導體發光元件，其具備：基板；積層半導體層，係將n型半導體層、發光層、及p型半導體層依序積層在前述基板上所構成；一電極，係接合至前述p型半導體層；及另一電極，係接合至前述n型半導體層；該半導體發光元件之特徵為前述一電極或前述另一電極的一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層、第1擴散防止層、及第1密接層的構造，且，前述第1密接層的外緣部係形成為伸出而與前述積層半導體層接觸，完全覆蓋前述第1擴散防止層。

(2)如(1)記載之半導體發光元件，其特徵為在前述第1密接層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。

(3)如(1)或(2)記載之半導體發光元件，其特徵為前述歐姆接觸層係由透光性導電性材料所構成，該透光性導電性材料係選自由包含In、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、Ce、Sn、及Ni之任一種的導電性氧化物所構成的群組。

(4)如(1)～(3)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述金屬反射層係由Ag、Al、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Ti當中之任一者、或包含該等金屬之任一、者的合金所構成。

(5)如(1)～(4)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述第1擴散防止層係由Ta、Ti、Ni、或包含該等金屬之任一者的合金所構成。

(6)如(1)～(5)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述第1密接層係由Ta、Ti、Ni、或包含該等金屬之任一者的合金、或包含該等金屬之任一者的氮化物所構成。

(7)如(1)～(6)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為第2擴散防止層係形成為覆蓋前述第1密接層。

(8)如(7)記載之半導體發光元件，其特徵為前述第2擴散防止層係由Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、W或包含該等金屬之任一者的合金所構成。

(9)如(1)～(8)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為接合層係形成為覆蓋前述第1密接層或前述第2擴散防止層。

(10)如(9)記載之半導體發光元件，其特徵為前述接合層係由Au、Al、或包含該等金屬之任一者的合金所構成。

(11)如(1)～(10)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為第2密接層係形成為覆蓋前述接合層。

(12)如(11)記載之半導體發光元件，其特徵為前述第2密接層係由Ti、Ta、Ni、或包含該等金屬之任一者的合金所構成。

(13)如(1)～(12)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為絕緣保護膜係形成為覆蓋前述第2密接層。

(14)如(1)～(13)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述積層半導體層係構成為以氮化鎵系半導體作為主體。又，以氮化鎵系半導體作為主體係指至少發光層係藉由氮化鎵系半導體所構成之情事。

(15)一種燈，係具備：安裝基板，係在一面上具備一配線部、及配設成與前述一配線部分開之另一配線部；及半導體發光元件，係配置在前述安裝基板之一面上之如(1)～(14)中任1項記載之半導體發光元件；其特徵為以使前述半導體發光元件之一電極與前述一配線部連接，使前述半導體發光元件之另一電極與前述另一配線部連接，使前述半導體發光元件之基板成為與前述安裝基板對置側的方式配置。

(16)一種照明裝置，其特徵為裝入有如(15)記載的燈。

(17)一種電子機器，其特徵為裝入有如(15)記載的燈。

(18)一種半導體發光元件用之電極，其具備：基板；積層半導體層，係將n型半導體層、發光層、及p型半導體層依序積層在前述基板上所構成；一電極，係接合至前述p型半導體層；及另一電極，係接合至將前述積層半導體層的一部分切口所露出的前述n型半導體層；該半導體發光元件之特徵為前述一電極或前述另一電極的一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層、第1擴散防止層、及第1密接層所構成的構造，且，前述第1密接層的外緣部係形成為伸出而與前述積層半導體層接觸，完全覆蓋前述第1擴散防止層。

(19)如(18)記載之半導體發光元件用之電極，其特徵為在前述第1密接層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。

(20)如(18)或(19)記載之半導體發光元件用之電極，其特徵為接合層係形成為覆蓋前述第1密接層。

(本案的第二態樣)

(21)一種半導體發光元件，其具備：基板；積層半導體層，係將n型半導體層、發光層、及p型半導體層依序積層在前述基板上所構成；一電極，係接合至前述p型半導體層；及另一電極，係接合至前述n型半導體層；該半導體發光元件之特徵為前述一電極或前述另一電極的任一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層、及第1擴散防止層所構成的構造，且，前述歐姆接觸層係由包含選自由In、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、Ce、Sn、及Ni所構成的群組之至少一金屬的氧化物所構成。

(22)如(21)記載之半導體發光元件，其特徵為前述歐姆接觸層為ITO、IZO、AZO或GZO之任一者。

(23)如(21)或(22)記載之半導體發光元件，其特徵為前述歐姆接觸層的最大厚度為1nm~500nm。

(24)如(21)~(23)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為在前述歐姆接觸層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。

(25)如(21)~(24)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述金屬反射層係由Ag或Rh或包含前述金屬之任一者的合金所構成。

(26)如(21)~(25)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述金屬反射層為APC合金或ANC合金。

(27)如(21)~(26)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述金屬反射層的最大厚度為20~3000nm。

(28)如(21)~(27)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為在前述金屬反射層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。

(29)如(21)~(28)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述第1擴散防止層係由Ti、Ni、Ta、Cr、Nb之任一者的金屬、前述金屬之氮化物、或包含前述金屬之任一者的合金所構成。

(30)如(21)~(29)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為在前述第1擴散防止層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。

(31)如(21)~(20)中任1項記載之半導體發光元件，其特徵為前述積層半導體層係構成為以氮化鎵系半導體作為主體。

(32)一種燈，係具備：如(21)~(21)中任1項記載之半導體發光元件、及安裝基板；該燈之特徵為前述安裝基板係在一面上具備一配線部、及配設成與前述一配線部分開之另一配線部；前述半導體發光元件係以使前述半導體發光元件之基板成為與前述安裝基板對置側的方式配置，前述半導體發光元件之一電極係連接至前述一配線部，同時前述半導體發光元件之另一電極係連接至前述另一配線部。

(33)一種半導體發光元件之製造方法，係(21)~(21)中任1項記載之半導體發光元件之製造方法，其特徵為，形成前述半導體發光元件之一電極或另一電極之任一方或雙方的電極的製程具有：在p型半導體層或n型半導體層之任一方或雙方的層上形成歐姆接觸層之製程；將前述歐姆接觸層加以熱處理之製程；及將金屬反射層及第1擴散防止層依序積層在前述歐姆接觸層上之製程。

(34)一種燈，其特徵為具備如(21)～(21)中任1項記載之半導體發光元件。

(35)一種電子機器，其特徵為裝入有如(22)或(24)記載的燈。

(36)一種機械裝置，其特徵為裝入有如(25)記載的電子機器。

根據上述構成，便能提供一種半導體發光元件、燈、照明裝置、電子機器及電極，在正負電極部(n型電極或p型電極)之一方或雙方中，具備電極、與形成有電極之n型半導體層或p型半導體層的接著性提高之電極構造。

又，能提供一種覆晶型半導體發光元件、其製造方法、燈及照明裝置，具備具有金屬反射層之前述電極構造。

進一步地，本發明係一種半導體發光元件，其具備：基板；積層半導體層，係將n型半導體層、發光層、及p型半導體層依序積層在前述基板上所構成；一電極，係接合至前述p型半導體層；及另一電極，係接合至前述n型半導體層；前述一電極或前述另一電極的一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層、及第1擴散防止層所構成的構造，且，藉由將前述第1密接層的外緣部形成為伸出而與前述積層半導體層接觸，來完全覆蓋前述第1擴散防止層，藉此能提高前述電極與GaN系化合物半導體層之接著性。

本發明之半導體發光元件，其具備：基板；積層半導體層，係將n型半導體層、發光層、及p型半導體層依序積層在前述基板上所構成；一電極，係接合至前述p型半導體層；及另一電極，係接合至前述n型半導體層；前述一電極或前述另一電極的一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層、及第1擴散防止層所構成的構造，且，前述第1密接層的外緣部係形成為與前述積層半導體層接觸地伸出，完全覆蓋前述第1擴散防止層的構成，所以能提高電極朝積層半導體層的密接性，作成不會因安裝基板朝配線部接合時的拉伸應力而被剝離的電極。進一步地，能使半導體發光元件的製造效率提高，同時延長半導體發光元件的元件壽命。

根據本發明，則n型電極或p型電極之一方或雙方為具有金屬反射層的電極，且，能提供具備已提高前述電極、與形成有前述電極之n型半導體層或p型半導體層的接著性之電極構造的覆晶型半導體發光元件、其製造方法、燈及照明裝置。

本發明之半導體發光元件，前述第1密接層的外緣部，係在積層半導體層之n型半導體層或p型半導體層之一方或雙方的層中，為了與前述半導體層接觸而形成為伸出。因此，能具有形成為膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面之構成。其結果，能提高電極朝積層半導體層的密接性，抑制來自外部的水分及空氣的侵入，提高可靠性。

本發明之半導體發光元件，係以使接合層覆蓋前述第1密接層或前述第2擴散防止層的方式形成，進一步地以使前述第2密接層完全覆蓋前述接合層的方式接觸，能具有提高與絕緣保護膜之密接性的構成。因此，能提高電極本體朝積層半導體層的密接性。其結果，能抑制來自外部的水分及空氣的侵入，提高可靠性。

本發明之燈，係具備：安裝基板，係在一面上具備一配線部、及配設成與前述一配線部分開之另一配線部；及在前述安裝基板之一面上所配置之如前項(1)～前項(14)中任1項記載之半導體發光元件；能具有以使前述半導體發光元件之一電極與前述一配線部連接，使前述半導體發光元件之另一電極與前述另一配線部連接，使前述半導體發光元件之基板朝向與前述安裝基板對置側的方式配置的構成。因此，能提高電極朝積層半導體層的密接性，作成可靠性高的燈。

本發明之照明裝置，因為是裝入剛才記載的燈之構成，所以能作成具備朝積層半導體層的密接性提高之電極的構成。

本發明之電子機器，因為是裝入剛才記載的燈之構成，所以能作成具備朝積層半導體層的密接性提高之電極的構成。

本發明之半導體發光元件用之電極，其具備：基板；積層半導體層，係將n型半導體層、發光層、及p型半導體層依序積層在前述基板上所構成；一電極，係接合至前述p型半導體層；及另一電極，係接合至前述n型半導體層；前述一電極或前述另一電極的一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層、第1擴散防止層、及第1密接層所構成的構造，且，前述第1密接層的外緣部係以與前述積層半導體層接觸的方式伸出而形成，完全覆蓋前述第1擴散防止層之構成，所以能提高電極朝積層半導體層的密接性，抑制來自外部的水分及空氣的侵入，作成不會引起劣化的電極。

根據本發明之構成，便能藉由獲得正負電極部(n型電極及/或p型電極)與半導體之積層半導體層(接觸於該電極之n型半導體層及/或p型半導體層)的良好歐姆接觸，且即使在嚴苛的條件下亦有效地防止Ag(銀)朝化合物半導體層的遷移，來提供高可靠性、高品質的半導體發光元件、其製造方法、燈、電子機器及機械裝置。

本發明之半導體發光元件，較佳為，一電極或另一電極之任一方或雙方具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層及第1擴散防止層所構成的構造，且前述第1擴散防止層為由包含In、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、Ce、Sn、及Ni之任一金屬的氧化物所構成的構成，所以藉由歐姆接觸層及第1擴散防止層來防止金屬反射層的構成材料擴散，能防止金屬反射層的反射率降低。尤其是，即使在覆晶接合時對電極加熱，亦不會使金屬反射層的構成材料擴散，能防止金屬反射層的反射率降低。又，能提高歐姆接觸層的透過率，使半導體發光元件的發光效率提升。進一步地，能使歐姆接觸層與p型半導體層進行歐姆接觸，提高p型電極與p型半導體層之間的導電性，使半導體發光元件的發光效率提升。

[用於實施發明之形態]

以下，就用於實施本發明之較佳形態加以說明。然而，本發明並非僅限定於以下所述之例，只要沒有特別地限制，則亦可依需要而將數量、位置、材料、形狀等加以變更、追加、省略。

(第1實施形態)

第1圖~第5圖係顯示本發明實施形態之半導體發光元件之一例的圖。第1圖係本發明實施形態之半導體發光元件的平面示意圖，第2圖係第1圖之A-A’線的剖面示意圖，第3圖係第1圖之B-B’線的剖面示意圖，第4圖係構成第1圖所示之半導體發光元件的積層半導體層的剖面示意圖，第5圖係第1圖所示之半導體發光元件之p型電極的放大剖面圖。

(半導體發光元件)

如第1圖所示，半導體發光元件1在平面觀察下為約略矩形狀。將一邊側切口成在平面觀察下為半圓半矩形狀，形成切口部16及切口殘留部17。

將在平面觀察下為圓形狀的n型電極108設置在切口部16。n型電極108的側面及其周圍被保護膜10覆蓋。

半導體發光元件1的切口殘留部17也被保護膜10覆蓋，接合層55係從設於保護膜10一部分之在平面觀察下為圓形狀的凹部(谷部)111c露出。又，在切口殘留部17的保護膜10之下，藉由以與切口殘留部17幾乎同樣的形狀，由下開始依序配置歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53、第1密接層54、接合層55、及第2密接層56來構成p型電極111。

如第2圖及第3圖所示，本發明實施形態的半導體發光元件1係在基板101側的方向f上取出光的發光元件。在基板101上，依序積層：緩衝層102、基底層103、積層半導體層20，同時在積層半導體層20之與基板101存在側對置側的面(以下稱為上面)106c，形成p型電極111。進一步地，在將積層半導體層20之一部分加以切口所形成的n型半導體層104的露出面104c上，形成n型電極108。如此一來，概略構成半導體發光元件1。又，積層半導體層20係構成為從基板101側開始，依序積層：n型半導體層104、發光層105、及p型半導體層106。

又，p型電極111係構成為在p型半導體層106的上面106c，依序積層：歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53、第1密接層54、接合層55、第2密接層56、及保護層10。

進一步地，保護膜10覆蓋p型半導體層106的上面及側面，同時覆蓋半導體層露出面104c及n型電極108的側面。

以下，針對各構件加以說明。

<基板>

基板101是透明的，只要是可在表面磊晶成長Ⅲ族氮化物半導體結晶的基板的話即可，並無特別的限定，能選擇各種基板來使用。例如，能使用由藍寶石、氧化鋅、氧化鎂、氧化鋯、氧化鎂鋁、氧化鎵、氧化銦、氧化鋰鎵、氧化鋰鋁、氧化釹鎵、氧化鑭鍶鋁鉭、氧化鍶鈦、氧化鈦、鉿、鎢、鉬等所構成之基板。

又，在上述基板中，尤其是，較佳為使用以c面為主面的藍寶石基板，可在藍寶石的c面上形成緩衝層102。

<積層半導體層>

積層半導體層20可依需要來加以選擇。例如較佳為，由Ⅲ族氮化物半導體所構成的層，如第2圖及第3圖所示，係將n型半導體層104、發光層105及p型半導體層106之各層依序積層在基板101上所構成。又，積層半導體層20亦可進一步包含基底層103、緩衝層102。

如第4圖所示，n型半導體層104、發光層105及p型半導體層106之各層能各自以複數個半導體層來構成。

又，積層半導體層20，當是以MOCVD法形成時則可製得結晶性良好者。然而，即使是利用濺鍍法亦能藉由最佳化來形成具有結晶性優於MOCVD法的半導體層。以下，依序說明。

<緩衝層>

緩衝層102可依需要來加以選擇。較佳為由多結晶的Al_X Ga_1-X N(0≦x≦1)所構成者，更佳為單結晶的Al_X Ga_1-X N(0≦x≦1)者。

緩衝層102，如上述，例如，能作成由多結晶的Al_X Ga_1-X N(0≦x≦1)所構成之厚度0.01~0.5μm的層。一旦緩衝層102的厚度低於0.01μm，則有無法藉由緩衝層102來充分獲得緩和基板101與基底層103的晶格常數差異之效果的情況。又，一旦緩衝層102的厚度超過0.5μm，則雖然不影響作為緩衝層102的功能，但是緩衝層102的成膜處理時間會變長，而有生產性降低的可能性。

緩衝層102，有緩和基底層101與基底層103的晶格常數差異，而容易在基板101之(0001)C面上形成已進行C軸配向的單結晶層的作用。因此，一旦將單結晶的基底層103積層在緩衝層102上，便能積層結晶性更加良好的基底層103。又，在本發明中，較佳為進行緩衝層形成製程，但亦可不進行。

緩衝層102亦可為具有由Ⅲ族氮化物半導體所構成之六方晶系的結晶構造者。又，構成緩衝層102的Ⅲ族氮化物半導體的結晶，亦可為具有單結晶結構者，或者亦可為不具有單結晶結構者，較佳為使用具有單結晶構造者。Ⅲ族氮化物半導體的結晶，係藉由控制成長條件，不只在上方向上亦在面內方向上，來形成單結晶構造。因此，藉由控制緩衝層102的成膜條件，能作成單結晶構造之由Ⅲ族氮化物半導體結晶所構成之緩衝層102。在將具有如此的單結晶構造的緩衝層102成膜在基板101上的情況下，由於緩衝層102的緩衝功能有效地作用，所以成膜在其上的Ⅲ族氮化物半導體會成為具有良好配向性及結晶性的結晶膜。

又，構成緩衝層102之Ⅲ族氮化物半導體的結晶，藉由控制成膜條件，亦可作成由以六角柱為基本之集合組織(texture)所構成的柱狀結晶(多結晶)。又，在此之由集合組織所構成的柱狀結晶，係指在與鄰接的結晶粒之間形成結晶粒界而分隔，其本身的縱剖面形狀成為柱狀的結晶。

<基底層>

基底層103可依需要來加以選擇。作為例子，雖然可舉出Al_x Ga_y In_z N(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，x+y+z=1)，但是由於一旦使用Al_x Ga_1-x N(0≦x<1)便能形成結晶性良好的基底層103所以是較佳的。

基底層103的膜厚較佳為0.1μm以上，更佳為0.5μm以上，最佳為1μm以上。將該膜厚作成以上者可容易製得結晶性良好的Al_x Ga_1-x N層。雖然能不特別限定地設定上限，但是較佳為例如6μm以下。

為了改良基底層103的結晶性，基底層103較佳為不掺雜不純物者。但是，在需要p型或n型導電性的情況下，能添加受體不純物(acceptor impurity)或施體不純物。(donor impurity)。

<n型半導體層>

積層半導體層所包含的n型半導體層104可依需要來選擇，如第4圖所示，通常較佳為由n接觸層104a及n包覆層104b所構成。又，n接觸層104a亦可兼備n包覆層104b。又，亦可將前述基底層包含於n型半導體層104。

n接觸層104a為用於設置n型電極的層。作為n接觸層104a，較佳為由Al_x Ga_1-x N層(0≦x<1，較佳為0≦x≦0.5，更佳為0≦x≦0.1)所構成。

又，較佳為將n型不純物掺雜至n接觸層104a，一旦以1×10¹⁷ ~1×10²⁰ /cm³ (較佳為1×10¹⁸ ~1×10¹⁹ /cm³ )之濃度含有n型不純物，則從維持與n型電極的良好歐姆接觸的觀點來看是較佳的。作為n型不純物，雖然並無特別的限定，可舉出例如Si、Ge及 Sn等，但較佳地可舉出Si及 Ge。

n接觸層104a的膜厚，較佳為作成0.5~5μm，更佳為設定在1~3μm的範圍。一旦n接觸層104a的膜厚落在上述範圍，便可將半導體的結晶性維持為良好。

較佳為將n包覆層104b設置在n接觸層104a與發光層105之間。n包覆層104b係進行朝發光層105注入載子及封入載子的層。n包覆層104b可利用AlGaN、GaN、或GaInN等來形成。又，亦可使該等構造異質接合，作成已進行複數次積層的超晶格構造。在以GaInN形成n包覆層104b的情況下，將帶隙(band gap)作成比發光層105的GaInN的帶隙還大當然是較佳的。

雖然n包覆層104b的膜厚並無特別的限定，但是較佳為0.005~0.5μm，更佳為0.005~0.1μm。n包覆層104b的的n型掺雜濃度較佳為1×10¹⁷ ~1×10²⁰ /cm³ ，更佳為1×10¹⁸ ~1×10¹⁹ /cm³ 。一旦掺雜濃度在此範圍，則就維持良好結晶性及降低元件的動作電壓的觀點來看是較佳的。

又，在將n包覆層104b作成包含超晶格構造的情況下，省略詳細的圖示，亦可為包含積層有n側第1層及n側第2層的構造者，其中該n側第1層為由具有100以下膜厚之Ⅲ族氮化物半導體所構成，該n側第2層為由組成與該n側第1層相異同時具有100以下膜厚之Ⅲ族氮化物半導體所構成。

又，n包覆層104b亦可為包含交替地重複積層n側第1層及n側第2層之構造者。又，較佳地，將前述n側第1層或前述n側第2層之任一者作成接觸於活性層(發光層105)的構成即可。

<發光層>

積層在n型半導體層104上的發光層105可依需要來加以選擇，例如，有單一量子井構造或多重量子井構造等的發光層105。

如第4圖所示，作為量子井構造的井層105b，通常使用由Ga_1-y In_y N(0＜y＜0.4)所構成的Ⅲ族氮化物半導體層。作為井層105b的膜厚，能作成可獲得量子效果程度的膜厚，例如1~10nm，較佳為作成2~6nm，則從發光輸出的觀點來看是較佳的。

又，在多重量子井構造的發光層105的情況，以上述Ga_1-y In_y N作為井層105b，以帶隙能量比井層105b還大的Al_z Ga_1-z N(0≦z＜0.3)作為障壁層105a。在井層105b及障壁層105a，可依設計來掺雜不純物，亦可不掺雜不純物。

<p型半導體層>

p型半導體層106可依需要來加以選擇，如第4圖所示，通常是由p包覆層106a及p接觸層106b所構成。又，p接觸層106b亦可兼備p包覆層106a。

p包覆層106a為進行朝發光層105封入載子及注入載子的層。作為p包覆層106a，係使帶隙能量成為比發光層105的帶隙能量還大的組成，只要是能朝發光層105封入載子者即無特別的限定。較佳地，可舉出Al_x Ga_1-x N(0＜x≦0.4)者。

p包覆層106a，一旦成為如此的AlGaN，則從朝發光層封入載子的觀點來看是較佳的。p包覆層106a的膜厚，雖然並無特別的限定，但是較佳為1~400nm，更佳為5~100nm。

p包覆層106a的p型掺雜濃度較佳為1×10¹⁸ ~1×10²¹ /cm³ ，更佳為1×10¹⁹ ~1×10²⁰ /cm³ 。一旦p型掺雜濃度為上述範圍，便可不會使結晶性降低地製得良好的p型結晶。

又，p包覆層106a亦可作成進行複數次積層的超晶格構造。

又，在將p型包覆層106a作成包含超晶格構造的情況，省略詳細的圖示，可為包含積層p側第1層及p側第2層之構造者，該p側第1層係由具有100以下膜厚的Ⅲ族氮化物半導體所構成，該p側第2層係由組成與前述p側第1層相異同時具有100以下膜厚的Ⅲ族氮化物半導體所構成。又，亦可為包含將p側第1層及p側第2層交替地重複積層的構造者。

p接觸層106b為用於設置正極的層。作為p接觸層106b，較佳為Al_x Ga_1-x N(0≦x≦0.4)。一旦Al組成在上述範圍，則從維持良好的結晶性及與p歐姆電極的良好歐姆接觸的觀點來看是較佳的。

一旦含有1×10¹⁸ ~1×10²¹ /cm³ 濃度(較佳為5×10¹⁹ ~5×10²⁰ /cm³ 濃度)的p型不純物(掺雜劑)，則從維持良好的歐姆接觸、防止龜裂(crack)發生、及維持良好的結晶性的觀點來看是較佳的。作為p型不純物，並無特別的限定，例如較佳地可舉出Mg。

p接觸層106b的膜厚，並無特別的限定，較佳為0.01~0.5μm，更佳為0.05~0.2μm。一旦p接觸層106b的膜厚在該範圍，則從發光輸出的觀點來看是較佳的。

<p型電極>

第5圖係第2圖所示之本發明實施形態之半導體發光元件1之p型電極111的一例之放大剖面圖。

如第5圖所示，p型電極111係概略構成為積層：歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53、第1密接層54、接合層55、第2密接層56、及絕緣保護膜10。

<歐姆接觸層>

如第5圖所示，歐姆接觸層51係形成在p型半導體層106的上面106c。又，其外緣側部分具有朝向外周側膜厚逐漸變薄的傾斜面51e。

歐姆接觸層51，較佳為與p型半導體層106的接觸電阻小者。又，由於將來自發光層105的光取出至金屬反射層52側，所以歐姆接觸層51較佳為光透過性優異者。進一步地，又，為了使電流均勻地擴散至幾乎整面p型半導體層106，所以歐姆接觸層51較佳為具有優異的導電性。

作為歐姆接觸層51的構成材料，較佳為選自由包含In、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、Ce、Sn、及Ni之任一種的導電性氧化物所構成的群組。作為歐姆接觸層51的構成材料，只要是透明的導電性材料即可。例如，較佳為選自由包含In、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、Ce、Sn、及Ni之任一種的導電性氧化物所構成的群組、透光性(透明)的導電性材料。其中，特佳為銦氧化物或鈦氧化物。在將Ag用於後述的金屬反射層的情況，從該等導電性氧化物不會與Ag反應而防止Ag擴散至歐姆接觸層來看亦是較佳的。

在此，作為導電性的銦氧化物，只要是氧化物中包含銦元素之透明的導電性者可為任何的組成。例如，能例示：ITO(氧化銦錫(In₂ O₃ -SnO₂ ))、IZO(氧化銦鋅(In₂ O₃ -ZnO))、及IGO(氧化鎵銦(In₂ O₃ -Ga₂ O₃ ))。又，對於導電性的鈦氧化物，可舉出氧化鈦。作為除了銦氧化物或鈦氧化物以外之其他的透明的導電性材料，例如，能使用AZO(氧化鋁鋅(ZnO-Al₂ O₃ ))、GZO(氧化鎵鋅(ZnO-Ga₂ O₃ ))、掺雜氟的氧化錫、掺雜鈮的氧化鈦等。

能藉由以在此技術領域所熟知的慣用手段設置該等材料，來形成歐姆接觸層51。又，亦有在形成歐姆接觸層51後，實施以合金化及透明化為目的之熱退火的情況。但是亦可不實施。

包含銦氧化物的歐姆接觸層51，亦可使用經結晶化構造者。特佳地能使用具有六方晶構造或紅綠柱石(Bixbite)之包含In₂ O₃ 結晶的透明電極(例如，週知的ITO及IZO等)。

歐姆接觸層51的厚度，較佳為1nm~500nm，更佳為2nm~200nm，特佳為3nm~100nm。

<金屬反射層>

如第5圖所示，金屬反射層52係形成為完全覆蓋歐姆接觸層51。又，其外緣側部分，具有膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面52e。

即，金屬反射層52，係以完全覆蓋歐姆接觸層51的最前端上，即當平面觀察歐姆接觸層51時之形成輪廓線的境界部上的方式來形成。即，當平面觀察時，金屬反射層52係覆蓋歐姆接觸層51，進一步以伸出至歐姆接觸層51外周之外側為止的方式所形成的構成。藉由該構成，能使歐姆接觸層51的任何部分都不會從金屬反射層52下露出。

金屬反射層52較佳為利用反射率高的金屬來構成。更佳為利用例如Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等白金族金屬，Al、Ag、Ti、及包含該等金屬之任一種的合金等來構成。藉此，能有效地反射來自發光層105的光。

其中，一般以Al、Ag、Pt及包含該等金屬之至少一種的合金來作為電極用的材料，從容易入手、容易操作等觀點來看是優良的。

又，金屬反射層52係密接於歐姆接觸層51，在效率良好地反射來自發光層105的光，同時可提高p型電極111的接合強度方面是較佳的。因此，p型電極111為了獲得充分的強度，而必須將金屬反射層52強固地接合至歐姆接觸層51。

又，金屬反射層52，較佳為週知的Ag-Pd-Cu(APC)合金，或，Ag-Nd-Cu(ANC)合金。APC合金或ANC合金為包含Ag的合金，光反射率高，在容易入手，容易操作方面是優良的。

又，p型電極111的反射率，能依金屬反射層52的構成材料而改變，較佳為60%以上，更佳為80%以上，特佳為90%以上。

又，反射率，可以分光光度計等比較容易地測定。但是，p型電極111本身的面積小，因而難以測定反射率。因此，例如，當p型電極111形成時，能在面積大的透明玻璃製的「仿傚基板(dummy substrate)」上作成與p型電極111同樣者，以其作為樣品來測定反射率。

金屬反射層52的最大厚度，較佳為20~3000nm，更佳為50~1000nm，最佳為100~500nm。一旦金屬反射層52過薄，則無法獲得充分的反射效果。相反地，一旦過厚則不會產生特殊的好處，而只會造成製程時間的長時間化及材料的浪費。

<第1擴散防止層>

如第5圖所示，第1擴散防止層53係以完全覆蓋金屬反射層52的方式形成。又，其外緣側部分具有膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面53e。

即，第1擴散防止層53，係以完全覆蓋金屬反射層52的最前端部，即當平面觀察金屬反射層52時之形成輪廓線的境界部上的方式形成。即，雖然稍微難以第5圖來理解，但是當平面觀察時，第1擴散防止層53為覆蓋金屬反射層52，進一步以伸出至金屬反射層52外周之外側為止的方式所形成的構成。藉由該構成，能使金屬反射層52的任何部分都不會從第1擴散防止層53下露出。

第1擴散防止層53，較佳為由Ti、Ni、Ta、Cr、及Nb之任一者的金屬、前述金屬的氮化物、或包含前述金屬之任一者的合金所構成。藉由以該等材料作為第1擴散防止層53使用，能防止構成金屬反射層52之Ag等金屬材料擴散至接合層55側。

第1擴散防止層53的最大厚度，較佳為在50nm以上的範圍，更佳為在100nm以上的範圍，特佳為在200nm以上的範圍。藉由將第1擴散防止層53的最大厚度定為50nm以上的範圍，能防止構成金屬反射層52之Ag等金屬材料擴散至接合層等。又，第1擴散防止層53的最大厚度比5000nm還薄，在材料成本方面是較佳的。

<第1密接層>

在本發明之第一態樣係必須包含第1密接層。又，雖然在本發明之第二實施形態中不須包含該密接層，但亦可任意地包含。在不含第1密接層情況之第二態樣的發光元件，只要省略第1密接層之製造製程便可製造。

如第5圖所示，第1密接層54係以完全覆蓋第1擴散防止層53的方式形成。又，在其外緣部，形成接觸於p型半導體層106上面106c的外緣部54d。進一步地，在外緣部54d形成有膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面54e。

第1密接層54，當平面觀察時，係以伸出至第1擴散防止層53外周的外側為止之方式，即以完全覆蓋第1擴散防止層53之方式所形成的構成。藉由該構成，能提高歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53的遮蔽性。

又，第1密接層54，係完全覆蓋第1擴散防止層53的最前端上，即當平面觀察第1擴散防止層53時之形成輪廓線的境界部上，同時有接觸GaN系化合物半導體之積層半導體層(n型半導體層或/及p型半導體層)而提高與積層半導體層的密接性的作用。

第1密接層54較佳為由Ta、Ti、Ni或包含該等金屬之任一者的合金所構成。藉由使用由Ta、Ti、Ni或包含該等金屬之任一者的合金所構成之第1密接層54，能高密接性地將第1密接層54接合至p型半導體層106的上面106c。

又，藉由在金屬反射層52與接合層55之間，插入由比較強固的金屬材料之Ti所構成的第1密接層54，能強化p型電極111整體的強度。

第1密接層54的最大厚度較佳為5nm~400nm，更佳為20nm~300nm，特佳為40nm~200nm。

藉由將第1密接層54的最大厚度定為5nm~400nm，能高密接性地將第1密接層54接合至p型半導體層106的上面106c。又，一旦最大厚度成為低於5nm，則因第1密接層54的接合強度降低，同時第1密接層54的強度降低而不佳。

又，如第5圖所示，較佳為在第1密接層54的外緣側形成接觸p型半導體層106的上面106c之外緣部54d。藉由設置外緣部54d，能使第1密接層54強力地密接至p型半導體層106的上面106c，能提高p型電極111的密接性。

在第5圖所示之電極剖面，外緣部54d接觸p型半導體層106的上面106c部分的寬度較佳為2nm~20nm的範圍，更佳為3nm~10nm的範圍。藉由如上述的構成，能防止來自外部的水分及空氣的侵入，提高電極的耐候性、耐腐蝕性。

<第2擴散防止層>

雖然在第5圖省略明示，但是在本發明的實施形態中亦可在第1密接層54與接合層55之間，任意地設置防止接合層元素擴散的層(以下稱為第2擴散防止層)。

第2擴散防止層，較佳為以Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、W或包含該等金屬之至少1種的合金來構成。又，第2擴散防止層的最大厚度較佳為50nm~300nm，更佳為70nm~250nm。藉此，能防止接合層元素朝第1密接層54側擴散。

<接合層>

如第5圖所示，接合層55，係以亦包含外緣部54d，完全覆蓋第1密接層54的方式形成。進一步地，其外緣側部分具有膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面55e。

即，接合層55，係以完全覆蓋第1密接層54的最前端部，即當平面觀察第1密接層54時之形成輪廓線的境界部上之方式形成。即，當平面觀察時，因為接合層55係以伸出至第1密接層54的外周側為止之方式所形成的構成，所以能使第1密接層54的任何部分都不會從接合層55下露出。

在接合層55的上面側，形成有凹部111c。又，如第1圖所示，凹部111c係形成為平面上的圓形狀。

當製作燈時，使用Au等的凸塊，將由凹部111c所露出之接合層55與安裝基板的配線部接合。

凹部111c的內底面111d的面積，較佳為比凸塊的直徑稍大的程度。凹部111c的內底面111d的徑，較佳為例如直徑60μm~100μm。一旦將凹部111c的內底面111d的徑做得比100μm大，則雖然安裝作業變得容易，但是形成絕緣保護膜的面積變小，產生減損絕緣保護膜的效果的疑慮，作為發光元件的可靠性降低。相反地，一旦將凹部111c的內底面111d的徑做得比60μm小，則安裝作業變得困難，使產品的良率降低。

接合層55，較佳為由Au、Al或包含該等金屬之任一者的合金所構成，更佳為由Au所構成。藉由使用由Au、Al或包含該等金屬之任一者的合金所構成之接合層55，能高密接性地將接合層55接合至第1密接層54及p型半導體層106的上面106c。又，Au及Al，因為是與常使用作為凸塊之金(Au)的密接性高的金屬，所以當製作凸塊時，能使凸塊強力地接合至接合層55。

接合層55的最大厚度，較佳為50nm~2000nm，更佳為100nm~1500nm，特佳為200nm~1000nm。

一旦將接合層55的最大厚度做得比50nm薄，則與凸塊的密接性變差。又，即使將接合層55的最大厚度做得比2000nm厚，也不會產生特殊的好處，而只會招致成本增加而不佳。

<第2密接層>

可任意設置第2密接層56。如第5圖所示，第2密接層56，係除了凹部111c以外，以完全覆蓋接合層55的方式形成。進一步地，其外緣側部分具有膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面56e。

即，第2密接層56，係以完全覆蓋接合層55的最前端部上，即當平面觀察接合層55時之形成輪廓線的境界部上的方式形成。即，當平面觀察時，第2密接層56係以伸出至接合層55之外周側為止的方式所形成的構成。因此，除了凹部111c以外，能使接合層55的任何部分都不會從第2密接層56下露出。

第2密接層56較佳為由Ti、Ta、Ni或包含該等金屬之任一者的合金所構成。藉由使用由Ti、Ta、Ni或包含該等金屬之任一者的合金所構成之第2密接層56，能高密接性地將接合層55及絕緣保護膜10接合。

第2密接層56的最大厚度較佳為5nm~400nm，更佳為5nm~300nm，特佳為7nm~100nm。

又，一旦最大厚度低於5nm，則因第2密接層56的接合強度降低而不佳。

<絕緣保護膜>

如第5圖所示，由如SiO₂ 的矽氧化物所構成之絕緣保護膜10，係除了凹部111c以外，以完全覆蓋第2密接層56的方式形成。進一步地如第2圖所示，絕緣保護膜10，係以完全覆蓋：一部分p型半導體層106的上面106c、為了形成n型電極108而藉由蝕刻一部分積層半導體層20所露出的側面及n型半導體層104的露出面104c、及n型電極108的側面等之方式形成。又，n型電極不只是側面，連n型電極上面的邊緣部分等上面的一部分，也可利用絕緣保護膜10予以覆蓋。

藉由該構成，除了p型電極111的凹部111c及n型電極108的上面以外，將半導體發光元件1遮蔽(shield)，能把外部的空氣及水分侵入至半導體發光元件1的疑慮大幅減低，有助於防止半導體發光元件1的p型電極111及n型電極108的腐蝕。

絕緣保護膜10的厚度，較佳為50nm~1000nm，更佳為100nm~500nm，特佳為150nm~450nm。

藉由將絕緣保護膜10的厚度定為50nm~1000nm，能把外部的空氣及水分侵入至半導體發光元件1的疑慮大幅減低，防止半導體發光元件1的p型電極111及n型電極108的腐蝕。

又，在本實施形態，雖然是將p型電極111的位置定為在當平面觀察時約略矩形狀的基板中與n型電極108成線對稱的位置，但是p型電極111的位置並不限於此。只要是在p型半導體層106的上面106c，則p型電極可形成在任何地方。

又，用於p型電極111各層的金屬元素，可使用相同的金屬元素，或者亦可組合不同的金屬元素。

<n型電極>

如第2圖所示，在n型半導體層104的露出面104c形成n型電極108。如此一來，在形成n型電極108之際，藉由蝕刻等手段來將發光層105及p半導體層106的一部分加以切口除去而使n型半導體層104的n接觸層露出，將n型電極108形成在該露出面104c上。又，如前述，n型電極108，係除了n型電極108的上面以外，利用絕緣保護膜10予以覆蓋。

如第1圖所示，當平面觀察時，雖然將n型電極108作成圓形狀，但並不是限定於如此的形狀，能作成多角形狀等任意的形狀。

又，n型電極108兼備接合墊(bonding pad)。又，作為n型電極108，能利用在該技術領域熟知之慣用手段設置週知的各種組成及構造。

又，雖然在本發明中省略圖示，但是能使用具有與p型電極111同樣的構成、本發明的實施形態之半導體發光元件1的n型電極108。

n型電極108亦與p型電極111同樣地，可作成具備膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面的構造，亦可作成由歐姆接觸層51、第1密接層54、接合層55、第2密接層56所構成之多層構造。藉此，能防止外部的空氣或水分朝n型電極108及n型半導體層104的界面侵入，能提高n型電極108的耐蝕性，防止半導體發光元件1之n型電極108的剝離。

<發光機構>

如第2圖所示，本發明實施形態的半導體發光元件1，係將電壓施加在p型電極111與n型電極108之間而通電，獲得來自發光層105的發光，將光朝基板101的方向f取出。又，從發光層105朝向p型電極111的光，亦由金屬反射層52所反射，一部分被散射而朝橫方向或斜方向前進，將光朝基板101的方向f取出。

(半導體發光元件之製造方法)

接著，就本發明實施形態之半導體發光元件的製造方法之一例加以說明。

本發明實施形態之半導體發光元件的製造方法，具有：在基板上，依序積層n型半導體層、發光層、及p型半導體層而形成積層半導體層之製程(以下稱為積層半導體層形成製程)；及在前述p型半導體層上形成一電極，同時將前述積層半導體層的一部分切口而使n型半導體層的一部分露出後，在前述露出面形成另一電極之製程(以下稱為電極形成製程)。

<積層半導體層形成製程>

首先，準備藍寶石基板等之基板101，在基板101的上面，利用濺鍍法，積層緩衝層102。在腔室(chamber)內，亦可進行藉由將基板101曝露於Ar及N₂ 的電漿中來將上面洗淨的前處理。

在利用濺鍍法，形成具有單結晶構造的緩衝層102的情況，較佳為將腔室內之氮流量對氮原料及惰性氣體的流量的比設定為使氮原料成為50%~100%，更佳為75%程度。

又，緩衝層102，不僅是上述的濺鍍法，亦可利用週知的MOCVD法形成。

接著，在緩衝層102的上面，形成單結晶的基底層103。

基底層103，較佳為使用濺鍍法或MOCVD法來成膜。在使用濺鍍法的情況，相較於MOCVD法及MBE法等，可將裝置作成簡便的構成。

在將基底層103成膜之際的基板101的溫度，即，基底層103的成長溫度，較佳為800℃以上，更佳為900℃以上的溫度，最佳為1000℃以上的溫度。又，在將基底層103成膜之際的基板101的溫度，必須是比結晶的分解溫度還低溫，所以較佳為低於1200℃。在將基底層103成膜之際的基板101的溫度若在上述溫度範圍內的話，便可製得結晶性良好的基底層103。

接著，在基底層103上，積層n接觸層104a及n包覆層104b而形成n型半導體層104。例如，使用濺鍍法或MOCVD法。

接著，將發光層105形成n型半導體層104上。較佳為使用濺鍍法或MOCVD法，更佳為使用MOCVD法。

具體而言，以交替地重複積層障壁層105a及井層105b，且將障壁層105a配置在n型半導體層104側及p型半導體層106側的順序來積層的話即可。

接著，將p型半導體層106形成在發光層105上。例如，使用濺鍍法或MOCVD法。具體而言，依序積層p包覆層106a、及p接觸層106b即可。

<電極形成製程>

電極形成製程，係在將積層半導體層20的一部分切口而使n型半導體層104的一部分露出後，將另一電極(n型電極)形成在露出面104c(n型電極形成製程)，同時將一電極(p型電極)形成在p型半導體層106上(p型電極形成製程)的製程。

又，n型電極形成製程、及p型電極形成製程的順序係何者為先皆可。

<n型電極形成製程>

首先，利用週知的光微影手法進行圖案化，將既定區域之積層半導體層20的一部分加以蝕刻而使n接觸層104a的一部分露出。

接著，藉由濺鍍法來將n型電極108形成在n接觸層104a的露出面104c。

<p型電極形成製程>

p型電極形成製程係由以下製程所構成：將具有第1開口部的第1遮罩形成在p型半導體層上，依序將歐姆接觸層、金屬反射層及第1擴散防止層積層在由前述第1開口部露出之前述p型半導體層上的製程(以下稱為第1製程)；及將前述第1遮罩除去後，將具有比前述第1開口部還大的開口部之第2遮罩形成在前述p型半導體層上，以覆蓋由前述開口部露出之前述第1擴散防止層的方式形成第1密接層後，依序積層接合層、第2密接層及保護膜的製程(以下稱為第2製程)。

使用第6A~9圖所示之製程剖面圖，就p型電極的形成製程加以說明。

<第1製程>

首先，如第6A圖所示，將阻劑塗布在p型半導體層106的上面106c，將其乾燥作成不溶性阻劑部21。作為前述阻劑，能任意地選擇，例如，使用AZ5200NJ(產品名：AZ電子材料有限公司製)等。

接著，在阻劑部21的前面以遮蓋(cover)形成p型電極的位置之方式，配置1邊長度l₁ ×他邊長度l₂ 的約略矩形遮罩(以下稱為第1p型電極形成用遮罩)。

接著，如箭頭所示照射既定強度及波長的光，將阻劑部21之未被遮罩25遮蓋的部分曝光(部分曝光)。經曝光的阻劑部21，藉由光反應，如第6B圖所示，成為第1可溶性阻劑部22。又，因為該光反應是因應光強度進行，所以在光照射面側的光反應之進行變快，在p型半導體層106側的光反應之進行變慢。

因此，經形成之第1可溶性阻劑部22，如第6B圖所示，其側面，係以成為越向下方越往後退，即越向下方越向內側擴展之逆傾斜形狀的方式形成。由該側面所形成的形狀為逆斜面(reverse-taper)形狀。

相反地，形成在經遮蔽(masked)部分的不溶性阻劑部21，其側面，係以成為越向下方越向外側擴展，側面越向下方越往前進之傾斜形狀的方式形成。由該側面所形成的形狀為順斜面(positive-taper)形狀。

接著，例如，使用加熱板(hot plate)或烘箱(oven)等，將已形成第1可溶性阻劑部22之基板101加熱。藉由伴隨該加熱的熱反應，將第1可溶性阻劑部22交聯，如第6C圖所示，成為由交聯高分子所構成的硬化阻劑部23。又，即使不溶性阻劑部21被加熱也不會產生交聯及硬化。

接著，不使用遮罩，如第6D圖所示，如箭頭所示照射既定強度及波長的光(全面曝光)。藉此，使在部分曝光中未被曝光的不溶性阻劑部21成為第2可溶性阻劑部24。

接著，使用既定的有機溶媒，將第2可溶性阻劑部24溶解除去。前述硬化阻劑部23對該有機溶媒是不溶的。藉此，如第7A圖所示，殘留由交聯高分子所構成之硬化阻劑部23。硬化阻劑部23，具備使p型半導體層106的上面106c的一部分露出之寬度l₁ 的第1開口部27c。又，第1開口部27c，一旦從上方向目視，乃形成為1邊長度l₁ ×他邊長度l₂ 之約略矩形狀。第1開口部27c的側面(內壁面)27d，係越向下方越往後退的逆傾斜形狀(逆斜面形狀)。第1開口部27c之水平方向截面積，係越接近p型半導體層106越大。又，第1開口部27c的側面(內壁面)27d的傾斜角度幾乎是一定的。將其稱為第1遮罩27。

接著，藉由濺鍍法，透過第1遮罩27，將歐姆接觸層51形成在p型半導體層106的上面106c。

在歐姆接觸層51的成膜，歐姆接觸層51，係以具有比第1遮罩27之第1開口部27c的各邊長度l₁ 、l₂ 稍寬的範圍之方式形成。具體而言，在p型半導體層106的上面106c上，形成已擴展至遮罩27的內壁面27d附近為止的歐姆接觸層51。即，因為是使用第1開口部27c的內壁面27d越向下方越往後退，即向下方向擴展之第1遮罩27的構成，所以形成從濺鍍方向看成為陰影的部分，如第7B圖所示，在遮罩的邊緣部分之下，即，在歐姆接觸層51的外緣側，形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面51e。又，傾斜面51e的傾斜角度取決於膜厚。

接著，藉由濺鍍法，透過第1遮罩27，將金屬反射層52形成在歐姆接觸層51上。

在金屬反射層52的成膜，與歐姆接觸層51的情況同樣地使用濺鍍法。因此，金屬反射層52，係形成為比第1遮罩27之第1開口部27c的各邊長度l₁ 、l₂ 稍寬，在p型半導體層106的上面106c上擴展至第1遮罩27的內壁面27d附近為止。又，因為是使用第1開口部27c的內壁面27d越向下方越往後退之第1遮罩27的構成，所以如第7B圖所示，在從濺鍍方向成為陰影的部分，即，在金屬反射層52的外緣側，形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面52e。又，傾斜面52e的傾斜角度取決於膜厚。

進一步地，金屬反射層52係以完全覆蓋歐姆接觸層51的方式形成。

接著，藉由濺鍍法，透過第1遮罩27，將第1擴散防止層53形成在金屬反射層52上。

在第1擴散防止層53的成膜，與歐姆接觸層51的情況同樣地使用濺鍍法。因此，第1擴散防止層53，係形成為比第1遮罩27之第1開口部27c的各邊長度l₁ 、l₂ 稍寬，在p型半導體層106的上面106c上擴展至第1遮罩27的內壁面27d附近為止。又，因為是使用第1開口部27c的內壁面27d越向下方越往後退之第1遮罩27的構成，所以如第7B圖所示，在從濺鍍方向成為陰影的部分，即，在第1擴散防止層53的外緣側，形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面53e。又，傾斜面53e的傾斜角度取決於膜厚。

進一步地，第1擴散防止層53係以完全覆蓋金屬反射層52的方式形成。

接著，如第7C圖所示，藉由使用阻劑剝離材等除去第1遮罩27，在p型半導體層106的上面106c僅殘留由歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53所構成的3層構造體。

又，在形成金屬反射層52前，亦可實施洗淨歐姆接觸層51表面的前處理。作為洗淨的方法，有由曝露於電漿等之乾式製程(dry process)所產生者及由使接觸於藥液之濕式製程(wet process)所產生者，但是從製程的簡便性的觀點來看，較佳為乾式製程。

<第2製程>

接著，如第8A圖所示，以覆蓋由歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53所構成之3層構造體，同時也覆蓋p型半導體層106的上面106c的方式塗布阻劑，將其乾燥而作成不溶性阻劑部21。

接著，如第8B圖所示，在阻劑部21的前面以遮蓋形成電極的位置之方式，配置比在第1製程所使用之第1p型電極形成用遮罩的各邊長度寬之1邊長度l₃ ×他邊長度l₄ 的約略矩形遮罩(以下稱為第2p型電極形成用遮罩)。

接著，如箭頭所示照射既定強度及波長的光，將被曝光部分的阻劑部21進行光反應(部分曝光)，如第8B圖所示，作成第1可溶性阻劑部22。又，因為該光反應是因應光強度而進行，所以使得在光照射面側的光反應之進行變快，在p型半導體層106側的光反應之進行變慢。

因此，第1可溶性阻劑部22，如第8B圖所示，其側面，係以成為越向下方越往後退之逆傾斜形狀(逆斜面形狀)的方式形成。

相反地，經遮蔽部分的不溶性阻劑部21，係以使側面成為越向下方越往前進之傾斜形狀(順斜面形狀)的方式形成。

接著，例如，使用加熱板或烘箱等，將已形成第1可溶性阻劑部22之基板101加熱。藉由伴隨該加熱的熱反應，將第1可溶性阻劑部22交聯，如第8C圖所示，成為由交聯高分子所構成的硬化阻劑部23。

接著，如第8D圖所示，不使用遮罩，如箭頭所示照射既定強度及波長的光(全面曝光)。藉此，使在部分曝光中未被曝光的不溶性阻劑部21成為第2可溶性阻劑部24。

接著，使用既定的有機溶媒，將第2可溶性阻劑部24溶解除去。前述硬化阻劑部23對該有機溶媒是不溶的。藉此，如第9A圖所示，殘留由交聯高分子所構成之硬化阻劑部23。硬化阻劑部23，具備使p型半導體層106的上面106c的一部分露出之寬度l₃ 的第2開口部28c。又，第2開口部28c，一旦從上方向目視，則形成為1邊長度l₃ ×他邊長度l₄ 之約略矩形狀。第2開口部28c的側面(內壁面)，係越向下方越往後退的逆傾斜形狀(逆斜面形狀)。第2開口部28c之水平方向截面積，係越接近p型半導體層106越大。又，第2開口部28c的側面(內壁面)28d的傾斜角度幾乎是一定的。將其稱為第2遮罩28。

接著，藉由濺鍍法，透過第2遮罩28，將第1密接層54形成在第1擴散防止層53上。

在第1密接層54的成膜，第1密接層54，係以具有比第2遮罩28之第2開口部28c的各邊長度l₃ 、l₄ 稍寬的範圍之方式形成。具體而言，在p型半導體層106的上面106c上，擴展至第2遮罩28的內壁面28d附近為止地形成第1密接層54。又，因為是使用第2開口部28c的內壁面28d越向下方越往後退，即向下方向擴展之第2遮罩28的構成，所以形成從濺鍍方向看成為陰影的部分，如第9B圖所示，在遮罩的邊緣部分之下，即，在第1密接層54的外緣側，形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面54e。又，傾斜面54e的傾斜角度取決於膜厚。

又，因為第2遮罩28之第2開口部28c的各邊長度l₃ 、l₄ ，係各自比第1遮罩27之第1開口部27c的各邊長度l₁ 、l₂ 寬的構成，所以第1密接層54，係完全覆蓋第1擴散防止層53，同時在其外緣部形成接觸於p型半導體層106的外緣部54d。藉由設置如此的外緣部54d，能使第1密接層54密接性高地接合至p型半導體層106。

接著，藉由濺鍍法，透過第2遮罩28，將接合層55形成在第1密接層54上。

在接合層55的成膜，與第1密接層54上的情況同樣地使用濺鍍法。因此，接合層55，係形成為比第2遮罩28之第2開口部28c的各邊長度l₃ 、l₄ 稍寬，在p型半導體層106的上面106c上擴展至第2遮罩28的內壁面28d附近為止。又，因為是使用第2開口部28c的內壁面28d越向下方越往後退之第2遮罩28的構成，所以如第9B圖所示，在從濺鍍方向成為陰影的部分，即，在接合層55的外緣側，形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面55e。又，傾斜面55e的傾斜角度取決於膜厚。

又，接合層55係以完全覆蓋第1密接層54的方式形成。

接著，藉由濺鍍法，透過第2遮罩28，將第2密接層56形成在接合層55上。

在第2密接層56的成膜，與接合層55同樣地使用濺鍍法。因此，第2密接層56，係形成為比第2遮罩28之第2開口部28c的各邊長度l₃ 、l₄ 稍寬，在p型半導體層106的上面106c上擴展至第2遮罩28的內壁面28d附近為止。又，因為是使用第2開口部28c的內壁面28d越向下方越往後退之第2遮罩28的構成，所以如第9B圖所示，在從濺鍍方向成為陰影的部分，即，在第2密接層56的外緣側，形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面56e。又，傾斜面56e的傾斜角度取決於膜厚。

又，第2密接層56係以完全覆蓋接合層55的方式形成。

接著，如第9C圖所示，藉由使用阻劑剝離材等除去第2遮罩28，形成由在p型半導體層106的上面106c所形成之歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53、第1密接層54、接合層55、第2密接層56所構成的6層構造體。

進一步地，形成n型電極108。就製造方法而言，依需要，能適用與p型電極111同樣地使用第1遮罩27及第2遮罩28的製程。又，n型電極104能在適當的階段被設置，可在p型電極形成製程之前、或之後形成。

又，如第9D圖所示，藉由濺鍍法，以覆蓋第2密接層56及p型半導體層106的上面106c的方式形成絕緣保護膜10。又，此時，絕緣保護膜10，係以也覆蓋p型半導體層106的側面及n型半導體層104的露出面104c之方式形成。

接著，利用週知的光微影手法進行圖案化，在p型電極111之既定區域進行蝕刻形成凹部111c，使一部分接合層55露出。藉此，將積層歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53、第1密接層54、接合層55、第2密接層56、絕緣保護膜10，且，設置凹部111c之p型電極111，形成在p型半導體層106的上面106c。

接著，利用週知的光微影手法進行圖案化，將n型電極108的上面露出。

如以上般進行，製造第1~5圖所示之半導體發光元件1。

本發明實施形態之半導體發光元件1，其具備：基板101；積層半導體層20，係將n型半導體層104、發光層105、及p型半導體層106依序積層在基板101上所構成；一電極111，係接合至p型半導體層106；及另一電極108，係接合至n型半導體層104，一電極111或另一電極108的一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53、及第1密接層54所構成的構造，且，第1密接層54的外緣部54d係形成為伸出而與積層半導體層20接觸，完全覆蓋第1擴散防止層53的構造，所以能提高電極朝積層半導體層20的密接性，作成不會因安裝基板朝配線部接合時的拉伸應力而剝離的電極。又，能防止外部空氣或水分朝歐姆接觸層51侵入，延長半導體發光元件的元件壽命。

本發明實施形態之半導體發光元件1，因為是在第1密接層54的外緣部54d形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面54e的構成，所以能提高電極朝積層半導體層的密接性，防止外部空氣或水分朝電極內侵入，延長半導體發光元件的壽命。

在本發明實施形態之半導體發光元件1中，歐姆接觸層51為透明的導電性材料，例如，由包含In、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、Ce、Sn、Ni之任一種的導電性氧化物所構成之構成，所以能使光有效地透過，使半導體發光元件的發光特性提高。又，能抑制構成金屬反射層的金屬擴散至歐姆接觸層。

本發明實施形態之半導體發光元件1，金屬反射層52係由Ag、Al、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Ti當中之任一者、或包含該等金屬之任一者的合金所構成之構成，所以能使光效率良好地反射，使半導體發光元件的發光特性提高。

本發明實施形態之半導體發光元件1，第1擴散防止層53係由Ta、Ti、Ni或包含該等金屬之任一者的合金所構成之構成，所以能抑制構成金屬反射層52的金屬擴散至接合層。

本發明實施形態之半導體發光元件1，第1密接層54係由Ta、Ti、Ni、或包含該等金屬之任一者的合金、或包含該等金屬之任一者的氮化物所構成之構成，所以能使第1擴散防止層53與接合層55之間的密接性提高，作成不會引起劣化的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件1，第2擴散防止層係形成為覆蓋第1密接層54的構成，所以能防止接合層元素擴散至第1密接層54側，能作成不會引起劣化的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件1，前述第2擴散防止層係由Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、W或包含該等金屬之任一者的合金所構成之構成，所以能防止接合層元素擴散至第1密接層54側，能作成不會引起劣化的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件1，接合層55係形成為覆蓋第1密接層54或前述第2擴散防止層之構成，所以能提高電極朝積層半導體層20的密接性，使半導體發光元件之製造效率提高，同時延長半導體發光元件的元件壽命。

本發明實施形態之半導體發光元件1，前述接合層係由Au、Al、或包含該等金屬之任一者的合金所構成之構成，所以能使接合的接合性提高，作成安裝基板朝配線部的接合強度高的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件1，第2密接層56係形成為覆蓋接合層55，所以能使接合層55與保護膜10之間的密接性提高，作成不會引起劣化的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件1，第2密接層56係由Ti、Ta、Ni、或包含該等金屬之任一者的合金所構成，所以能使接合層55與保護膜10之間的密接性提高，作成不會引起劣化的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件1，絕緣保護膜10係形成為覆蓋第2密接層56，所以能使電極的耐蝕性提高，使半導體發光元件的元件壽命提高。

本發明實施形態之半導體發光元件1，積層半導體層20係構成為以氮化鎵系半導體作為主體的構成，所以能使電極的接合性及耐蝕性提高，使半導體發光元件的發光特性提高。

本發明實施形態之半導體發光元件用之電極111，其具備：基板101；積層半導體層20，係將n型半導體層104、發光層105、及p型半導體層106依序積層在基板101上所構成；一電極111，係接合至p型半導體層106；及另一電極108，係接合至n型半導體層104；一電極111或另一電極108的一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層51、金屬反射層52、第1擴散防止層53、及第1密接層54所構成的構造，且，第1密接層54的外緣部54d係形成為伸出而與積層半導體層20接觸，完全覆蓋第1擴散防止層53，所以能作成使密接性提高的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件用之電極111，係在第1密接層54的外緣部54d形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面54e的構成，所以能作成使密接性提高的電極。

本發明實施形態之半導體發光元件用之電極111，係接合層55形成為覆蓋第1密接層54的構成，所以能作成使密接性提高的電極。

(第2實施形態)

第10圖係顯示本發明實施形態的燈之一例的剖面概略圖。又，在以下說明中所參照的圖式，所圖示之各部的大小、厚度、及尺寸等係與實際的半導體發光元件等的尺寸關係不同。

如第10圖所示，本發明實施形態的燈4為基板安裝用晶片型，可使用第1實施形態所示之半導體發光元件1。

又，本發明實施形態的燈4，係例如，將半導體發光元件1與螢光體組合所構成者，能利用業者週知的手段來作成業者週知的構成。又，已知能藉由組合半導體發光元件1與螢光體來改變發光色，可在本發明實施形態之燈中無任何限制地採用這樣的技術。

本發明實施形態之燈4，係在使用可見光反射率高的白色氧化鋁陶瓷之安裝基板61的一面61a裝配由引線(lead wire)所構成之一配線部63及另一配線部62，它們的一端62a、63a位於安裝基板61的幾乎中央部，另一端62b、63b分別伸出至外部，成為當朝電性基板安裝時附加焊錫的電極。

半導體發光元件1，係以使其一電極(p型電極)111與另一電極(n型電極)108朝向安裝基板61之一面61a的方式配置。即，半導體發光元件1，係以使基板101側不會與安裝基板61面對面，即成為對置側的方式配置(覆晶配置)。因此，來自半導體發光元件1的光主要是從安裝基板側朝向基板101側放射。

半導體發光元件1之p型電極111及n型電極108，係分別利用由Au等所構成之凸塊74來與另一配線部62的一端部62a、及一配線部63的一端部63a接合。藉此，半導體發光元件1之p型電極111係與一配線部63電性連接，n型電極108係與另一配線部62電性連接。

將直方體狀的壁面構件70固定在基板61上。在壁面構件70的中央部，形成有用於收納半導體發光元件1的碗狀穴70a。穴70a的斜面70b，係以具有白色或金屬光澤的可見光線反射率高的面來形成，同時其曲面形係考慮光的反射方向來決定，作為用於將光取出至前方的反射面(reflector face)。

透明的封裝樹脂(模(mold))76將經配置在穴70a內部之半導體發光元件1披覆成圓頂狀(dome shape)。進一步地，為了覆蓋封裝樹脂76，而將透明的另一封裝樹脂(模)78填充至穴70a。

可任意地選擇封裝樹脂76、78，可使用耐熱性高的矽酮樹脂、聚碳酸酯樹脂、環氧樹脂等其他的樹脂或玻璃等透明材料等。封裝樹脂76、78亦可使用相同的樹脂，亦可使用不同的樹脂，但是從製造的容易性及接著性的良好性等來看，使用相同的樹脂是較佳的。又，亦可將螢光體分散至封裝樹脂76、78。藉此，能使其呈現出各種發光色，或在白色發光的情況下能提高演色性。

安裝基板61及/或壁面構件70，可使用樹脂製的構件或陶瓷製構件等。藉此，能減低製造成本、作成耐熱性優良者。作為樹脂，例如，使用高耐熱性及高反射率的耐綸樹脂(nylon resin)、白色的矽酮樹脂等。又，作為安裝基板61，亦可使用已進行印刷配線之混入玻璃的環氧樹脂(以下，稱為配線基板)，作成將半導體發光元件1直接安裝至前述配線基板上之COB(chip on board)型裝置。

又，本發明實施形態之燈4，亦能用於攜帶背光用途的側視型、顯示器所用之上視型等任何用途。

本發明實施形態之燈4，其具備：安裝基板61，係在一面上具備一配線部63、及配設成與一配線部63分開之另一配線部62；及在前述安裝基板61之一面61a上所配置之如前項(1)～(14)中任1項記載之半導體發光元件1；燈4，係以使半導體發光元件1之一電極111與一配線部63連接，使半導體發光元件1之另一電極108與另一配線部62連接，使半導體發光元件1之基板101朝向與安裝基板61對置側的方式配置之構成，所以p型電極111係密接性高地接合至積層半導體層20，即使與配線部63接合，p型電極111也不會剝離。藉此，能作成具有元件壽命長的半導體發光元件1的燈。

又，本發明實施形態之半導體發光元件1及本發明實施形態之燈4，例如，能裝入照明裝置來使用。該情況，雖然未圖示，能用於具備以下構件之照明裝置，例如：已形成配線及貫通孔(through hole)之基板；使用經安裝至基板表面的複數個半導體發光元件之燈；及具有凹字狀的剖面形狀，以將己使用半導體發光元件的燈安裝在凹部內側的底部方式所構成之反射器(reflector)或燈罩(shade)。作為本發明實施形態，依據特開2008-16412號公報所記載之內容，將已使用實施例所記載之半導體發光元件的燈固定在照明裝置用反射器內，能製作成已具備複數個前述反射器的照明裝置。

又，本發明實施形態之燈4，能使用於行動電話、顯示器、面板類等之電子機器、及裝入有前述電子機器之車輛、電腦、遊戲機等之機械裝置類。

以下，基於實施例來具體地說明本發明。但是，本發明並非僅限於該等實施例者。

[實施例]

(實施例1)<半導體發光元件之製作>

如以下般，製造第1實施形態所示之由氮化鎵系化合物半導體所構成之半導體發光元件。

首先，在由藍寶石所構成之基板上，透過由AlN所構成之緩衝層，形成厚度8μm之由未掺雜GaN所構成的基底層。

接著，在形成厚度2μm之掺雜Si的n型GaN接觸層、厚度250nm之n型In_0.1 Ga_0.9 N包覆層後，將厚度16nm之掺雜Si的GaN障壁層、及厚度2.5nm之In_0.2 Ga_0.8 N井層交替地分別積層5次，最後形成設置有障壁層之多重量子井構造的發光層。

進一步地，依序形成厚度10nm之掺雜Mg的p型Al_0.07 Ga_0.93 N包覆層、厚度150nm之掺雜Mg的p型GaN接觸層。

又，氮化鎵系化合物半導體層之積層，係藉由MOCVD法，利用在前述技術領域中熟知的通常條件進行。

接著，使用光微影法實施蝕刻，使n型GaN接觸層在所要的區域露出，在該露出面上形成Ti/Au之二層構造的n型電極。

接著，依照第1實施形態所示之遮罩形成製程，為了製作邊長350μm之方形的發光元件，使用阻劑，形成具備一邊長度為320μm之約略正方形狀之開口部(在第1圖之平面示意圖，能形成p型歐姆接觸層的開口部形狀)的第1遮罩。使用AZ5200NJ(產品名：AZ電子材料有限公司)作為阻劑。

接著，在具備前述第1遮罩的狀態下，利用濺鍍法，形成厚度20nm之由ITO所構成之歐姆接觸層、厚度100nm之由Ag所構成之金屬反射層、厚度100nm之由Ti所構成之第1擴散防止層。

接著，使用阻劑剝離液，除去第1遮罩。

接著，依照第1實施形態所示之遮罩形成製程，使用阻劑，形成具備一邊長度為330μm之約略正方形狀之開口部(在第1圖之平面示意圖，係已將能形成p型歐姆接觸層的開口部形狀約略加寬的開口部形狀)的第2遮罩。作為前述的阻劑，使用AZ5200NJ(產品名：AZ電子材料有限公司)。

接著，在具備前述第2遮罩的狀態下，利用濺鍍法，形成厚度40nm之由Ta所構成之第1密接層、厚度300nm之由Au所構成之接合層、厚度10nm之由Ti所構成之第2密接層。

接著，使用阻劑剝離液，除去第2遮罩。

接著，利用濺鍍法，以覆蓋第2密接層、p型半導體層的上面及側面、及n型半導體層的露出面的方式形成厚度250nm之由SiO₂ 所構成的保護膜。

接著，利用週知的光微影手法進行圖案化，在p型電極之既定區域進行蝕刻形成凹部，使一部分接合層露出，同時露出n型電極的上面，製造實施例1的半導體發光元件。

接著，以表1及表2所示條件，使與實施例1同樣地，製造實施例2~4、比較例1及比較例2的半導體發光元件。所製得之半導體發光元件具有本發明的特徵。

<半導體發光元件之評價>

針對各半導體發光元件進行電流電壓特性及發光特性的評價。

例如，針對實施例1之半導體發光元件，測定順向電壓，在由探針所產生的通電下、電流施加值20mA之順向電壓為3.0V。

之後，進行覆晶安裝利用測試機(tester)來測量發光輸出，施加電流20mA之發光輸出顯示20mW。又，能確認其發光面的發光分布為在正極下的整面發光。

<剝離測試>

首先，將記載於表1之實施例1~4及比較例1、2所示的p型電極構造作成直徑80μm的墊形狀而形成在GaN基板上，分別製作100個實施例1~4及比較例1、2的剝離測試用樣品。

接著，將80μm球徑的凸塊偏離前述墊中心30μm地形成，測試是否引起剝離。計數100個剝離測試用樣品之中發生剝離的個數。

將實施例1~4及比較例1、2的剝離測試用樣品之發生剝離的個數，整理在表1的「剝離測試」欄。

<高溫高濕度測試>

根據通常的方法，實施各半導體發光元件(晶片)的高溫高濕度測試。作為測試方法，係將100個各半導體發光元件(晶片)放入高溫高濕度器(Isuzu製作所，μ-系列)內，在溫度85℃、相對濕度85RH%的環境下進行發光測試(朝晶片的通電量為5mA，2000小時)後，使其不發光，計數發光亮度已降低之樣品數量(以下稱為不良數)。

將實施例1~4及比較例1、2的各半導體發光元件(晶片)的不良數，顯示在表1的「高溫高濕度測試」欄。

<耐蝕性測試>

在電流施加值20mA、順向電壓為3.0V、使發光輸出為20mW的發光狀態下，將各半導體發光元件沉入水槽的水中。維持著該狀態，保持10分鐘後，從水中拉起，再度測定發光特性。計數在實施例1~4及比較例1、2的各半導體發光元件分別100個樣品中，相較於沉入水中前，沉入水中後的發光特性降低的樣品數量(以下稱為不良數)。

將實施例1~4及比較例1、2的各半導體發光元件(晶片)的不良數，顯示在表1的「耐蝕性測試」欄。

證明本發明的半導體發光元件具有優異的效果。

(實施例5)

<半導體發光元件之製作>

如以下般，製造本發明之由氮化鎵系化合物半導體所構成之半導體發光元件。

與實施例1完全相同地，在基板上，透過緩衝層，形成基底層，進一步在其上，形成接觸層、包覆層、及多重量子井構造的發光層，在其上，依序形成包覆層、接觸層。

接著，使用光微影手法實施蝕刻，使n型GaN接觸層在所要的區域露出，在該露出面上形成Ti/Au之二層構造的n型電極。

接著，依照本發明之遮罩形成製程，為了製作邊長350μm之方形的發光元件，形成具備一邊長度為320μm之約略正方形狀之開口部的遮罩。作為阻劑，使用AZ5200NJ(產品名：AZ電子材料有限公司製)。

接著，在具備遮罩的狀態下，利用濺鍍法，形成厚度5nm之由IZO所構成之歐姆接觸層接著，在具備遮罩的狀態下，利用濺鍍法，形成厚度100nm之由Ag所構成之金屬反射層、厚度50nm之由TaN所構成之第1擴散防止層。

接著，除去前述遮罩，配置在烘箱的內部後，在減壓至既定真空度的狀態下，升溫至300℃，保持1小時，進行用於Ag之高密度化的熱處理。

接著，再度形成遮罩，形成厚度300nm之由Au所構成之接合層後，除去遮罩。

接著，利用濺鍍法，以覆蓋p型半導體層106的上面及側面、及n型半導體層的露出面的方式形成厚度250nm之由SiO₂ 所構成的絕緣保護膜。

接著，利用週知的光微影手法進行圖案化，在p型電極之既定區域進行蝕刻形成凹部，使一部分接合層露出，同時露出n型電極的上面，製造實施例5的半導體發光元件。

<半導體發光元件之評價>

針對實施例5之半導體發光元件，測定順向電壓，在由探針所產生的通電下、電流施加值20mA之順向電壓為3.1V。

又，施加電流20mA之發光輸出顯示22mW。又，能確認其發光面的發光分布為在正極下的整面發光。

(實施例6)~(實施例7)、(比較例3)、(比較例4)

除了依表2所記載之各條件以外，與實施例5同樣地製作半導體發光元件。

又，晶片，與實施例5同樣地，係460nm發光波長的晶片，將該晶片在N₂ 氣體環境下、分別保持在常溫、200℃、300℃、400℃的溫度環境下10分鐘後，測定順向電壓(Vf)、發光輸出(Po)。

在發光輸出的測定上，將半導體發光元件安裝至TO-18罐封裝(package)，利用測試機來測量施加電流20mA之發光輸出。

在施加電流20mA之實施例5~11之半導體發光元件的發光效率，在20℃為20mW以上。但是，在比較例3、4所記載之條件下，不能抑制在高溫下之形成金屬反射層的元素的擴散，金屬反射層的反射率惡化，發光效率降低。

雖然省略細節，但是在各種安裝基板上具備表2所記載之本發明的晶片的燈、及依照特開2008-16412號公報記載的內容來將該燈固定至照明裝置用反射器內，製作成具備複數個該反射器的照明裝置。又，如此的燈，係用於電子機器及各種機械裝置類。確認可獲得本案的效果。

[產業上的可利用性]

本發明係關於半導體發光元件、燈、照明裝置、電子機器、及電極者，尤其是在製造、利用具備已使密接性提高之電極的半導體發光元件的產業中有可利用性。

1．．．半導體發光元件

4．．．燈

10．．．絕緣保護膜

10e．．．傾斜面

10g．．．外周

16．．．切口部

17．．．切口殘留部

20．．．積層半導體層

21．．．不溶性阻劑部

22．．．可溶性阻劑部

23．．．硬化阻劑部

27．．．第1遮罩

27c．．．開口部

27d．．．內壁面

28．．．第2遮罩

28c．．．開口部

28d．．．內壁面

51．．．歐姆接觸層

51e．．．傾斜面

52．．．金屬反射層

52e．．．傾斜面

53．．．第1擴散防止層

53e．．．傾斜面

54．．．第1密接層

54d．．．外緣部

54e．．．傾斜面

55．．．接合層

55e．．．傾斜面

56．．．第2密接層

56e．．．傾斜面

61．．．安裝基板

61a．．．一面

62．．．另一配線部(引線)

62a．．．一端

62b．．．另一端

63．．．一配線部(引線)

63a．．．一端

63b．．．另一端

70．．．壁面構件

70a．．．穴

70b．．．斜面

74．．．凸塊

76、78．．．封裝樹脂(模)

101．．．基板

102．．．緩衝層

103．．．基底層

104．．．n型半導體層

104a．．．n接觸層

104b．．．n包覆層

104c．．．露出面

105．．．發光層

105a．．．障壁層

105b．．．井層

106．．．p型半導體層

106a．．．p包覆層

106b．．．p接觸層

106c．．．與基板對置側的面(上面)

108．．．n型電極(另一電極)

111．．．p型電極(一電極)

111c．．．凹部

111e．．．傾斜面

第1圖係顯示本發明之半導體發光元件之一例的平面示意圖。

第2圖係第1圖之A-A’線的剖面示意圖。

第3圖係第1圖之B-B’線的剖面示意圖。

第4圖係顯示本發明之半導體發光元件的積層半導體層之一例的剖面示意圖。

第5圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的一例之放大剖面圖。

第6A圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第6B圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第6C圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第6D圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第7A圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第7B圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第7C圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第8A圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第8B圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第8C圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第8D圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第9A圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第9B圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第9C圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第9D圖係本發明之半導體發光元件之p型電極的製程剖面圖之一例。

第10圖係顯示本發明的燈之一例的剖面示意圖。

第11圖係顯示本發明的半導體發光元件之一例的剖面示意圖。

1．．．半導體發光元件

10．．．絕緣保護膜

20．．．積層半導體層

51．．．歐姆接觸層

52．．．金屬反射層

53．．．第1擴散防止層

54．．．第1密接層

55．．．接合層

56．．．第2密接層

101．．．基板

102．．．緩衝層

103．．．基底層

104．．．n型半導體層

104c．．．露出面

105．．．發光層

106．．．p型半導體層

106c．．．與基板對置側的面

108．．．n型電極(另一電極)

111．．．p型電極(一電極)

111c．．．凹部

Claims (16)

1. 一種半導體發光元件，其具備：基板；積層半導體層，係將n型半導體層、發光層、及p型半導體層依序積層在該基板上所構成；一電極，係接合至該p型半導體層；及另一電極，係接合至該n型半導體層；該半導體發光元件之特徵為該一電極或該另一電極的任一方或雙方，具有依序積層歐姆接觸層、金屬反射層、及第1擴散防止層所構成的構造，且，該歐姆接觸層係由包含選自由In、Zn、Al、Ga、Ti、Bi、Mg、W、Ce、Sn、及Ni所構成的群組之至少一金屬的氧化物所構成。
2. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，該歐姆接觸層為ITO、IZO、AZO或GZO之任一者。
3. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，該歐姆接觸層的最大厚度為1nm~500nm。
4. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，在該歐姆接觸層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。
5. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，該金屬反射層係由Ag或Rh或包含該金屬之任一者的合金所構成。
6. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，該金屬反射層為Ag-Pd-Cu合金或Ag-Nd-Cu合金。
7. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，該金屬反射層的最大厚度為20~3000nm。
8. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，在該金屬反射層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。
9. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，該第1擴散防止層係由Ti、Ni、Ta、Cr、Nb之任一者的金屬、該金屬之氮化物或包含該金屬之任一者的合金所構成。
10. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，在該第1擴散防止層的外緣部形成膜厚朝向外周側逐漸變薄的傾斜面。
11. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，該積層半導體層係構成為以氮化鎵系半導體作為主體。
12. 一種燈，係具備：如申請專利範圍第1項之半導體發光元件、及安裝基板；該燈之特徵為，該安裝基板係在一面上具備一配線部、及配設成與該一配線部分開之另一配線部；該半導體發光元件係以使該半導體發光元件之基板成為與該安裝基板對置側的方式配置，該半導體發光元件之一電極係連接至該一配線部，同時該半導體發光元件之另一電極係連接至該另一配線部。
13. 一種半導體發光元件之製造方法，係如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方法，其特徵為，形成該半導體發光元件之一電極或另一電極之任一方或雙方的電極的製程具有：在p型半導體層或n型半導體層之任一方或雙方的層上形成歐姆接觸層的製程；將該歐姆接觸層加以熱處理之製程；及將金屬反射層及第1擴散防止 層依序積層在該歐姆接觸層上之製程。
14. 一種燈，其特徵為具備如申請專利範圍第1項之半導體發光元件。
15. 一種電子機器，其特徵為裝入有如申請專利範圍第12或14項的燈。
16. 一種機械裝置，其特徵為裝入有如申請專利範圍第15項的電子機器。