本發(fā)明涉及發(fā)光元件。

背景技術(shù)：

在專利文獻1中記載有如下的發(fā)光元件，在半導體層積體的上表面?zhèn)刃纬捎薪雍想姌O，在半導體層積體的下表面?zhèn)刃纬捎薪饘匐姌O，在半導體層積體的表面形成有保護膜。

專利文獻1：(日本)特開2014－236070號

在上述的發(fā)光元件中，由于在半導體層積體的上表面形成有具有均一厚度的保護膜，故而在保護膜的厚度薄的情況下，會有半導體層積體劣化的可能性。另外，雖然將保護膜的厚度增厚的話能夠抑制半導體層積體的劣化，但另一方面，來自半導體層積體的光容易被保護膜吸收，故而光取出效率降低。因此，本發(fā)明的目的在于提供抑制了半導體層積體的劣化的具有較高的光取出效率的發(fā)光元件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明一方面的發(fā)光元件具有：半導體層積體；上部電極，其設置在所述半導體層積體的上表面的一部分；下部電極，其具有光反射性，設置在所述半導體層積體的下表面中從所述上部電極的正下方區(qū)域離開的區(qū)域；保護膜，其與所述上部電極的表面、和所述半導體層積體的上表面連續(xù)而設置，在所述下部電極的正上方區(qū)域設置的所述保護膜的厚度比與所述上部電極的表面、和設有所述上部電極的區(qū)域的附近區(qū)域的所述半導體層積體的上表面連續(xù)而設置的所述保護膜的厚度薄。

通過形成為以上的構(gòu)成，能夠形成為抑制了半導體層積體的劣化的光取出效率高的發(fā)光元件。

附圖說明

圖1是示意地表示實施方式1的發(fā)光元件的構(gòu)成的俯視圖；

圖2是示意地表示實施方式1的發(fā)光元件的構(gòu)成的部分剖面圖，表示圖1的a－a線的截面；

圖3是示意地表示實施方式1的發(fā)光元件的構(gòu)成的俯視圖；

圖4是示意地表示實施方式2的發(fā)光元件的構(gòu)成的部分剖面圖，表示圖1的a－a線的截面。

標記說明

10：半導體層積體

10n：n側(cè)半導體層

10a：活性層

10p：p側(cè)半導體層

11：上部電極

11a：外部連接部

11b：延伸部

111：第一上部電極

112：第二上部電極

12：下部電極

13：保護膜

14：絕緣部件

15：接合部件

16：基板

100、200：發(fā)光元件

具體實施方式

＜實施方式1＞

圖1是表示本實施方式的發(fā)光元件100的俯視圖。圖2是用于說明發(fā)光元件100的構(gòu)成的部分剖面圖。圖3是用于說明在發(fā)光元件100配置有設于半導體層積體10的上表面及下表面的部件的區(qū)域的俯視圖。圖4是用于說明實施方式2的發(fā)光元件200的構(gòu)成的部分剖面圖。另外，在圖3中，陰影線所示的區(qū)域表示俯視觀察下設有下部電極12的區(qū)域，并非表示截面。

發(fā)光元件100具有半導體層積體10、在半導體層積體10的上表面的一部分設置的上部電極11、在半導體層積體10的下表面中從上部電極11的正下方區(qū)域離開的區(qū)域設置的具有光反射性的下部電極12、與上部電極11的表面和半導體層積體10的上表面連續(xù)而設置的保護膜13。而且，在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度比與上部電極11的表面、和設有上部電極11的區(qū)域的附近區(qū)域的半導體層積體10的上表面連續(xù)而設置的保護膜13的厚度薄。

由此，能夠抑制半導體層積體的劣化且提高光取出效率。以下，對該方面進行說明。

在發(fā)光元件100中，半導體層積體10的上表面主要構(gòu)成為光取出側(cè)的面。而且，為了抑制半導體層積體10的劣化，半導體層積體10的表面被具有透光性的保護膜13覆蓋。但是，通過由保護膜13來吸收來自半導體層積體10的光的一部分，輸出降低。特別是，在發(fā)光元件100中，在俯視觀察下，將上部電極11和下部電極12配置在不同的區(qū)域，故而若俯視觀察，則具有下部電極12的正上方區(qū)域較強發(fā)光的傾向。因此，在下部電極12的正上方區(qū)域，光的一部分易被保護膜吸收。另一方面，保護膜13中從外部供給電力的開口部及較薄地形成有保護膜13的部分會侵入水分。另外，半導體層積體10的上表面中、設有上部電極11的區(qū)域的附近區(qū)域(以下也簡稱為“附近區(qū)域”)與其他區(qū)域相比，電流密度較高，光密度較高。由這些水分和高光密度而使附近區(qū)域的半導體層積體10氧化，由此，具有易劣化的傾向。

因此，在本實施方式中，通過將半導體層積體10的上表面中、在位于下部電極12的正上方的區(qū)域設置的保護膜13的厚度減薄，將保護膜13對光的吸收減輕且提高光取出效率。另一方面，將在上部電極11的表面、和附近區(qū)域設置的保護膜13的厚度較厚地形成。由此，在具有半導體層積體10容易劣化的傾向的附近區(qū)域，能夠抑制半導體層積體10的劣化。即，在本實施方式中，能夠確保發(fā)光元件100的可靠性且提高光取出效率。

以下，參照附圖對發(fā)光元件100的構(gòu)成進行說明。

如圖2所示，半導體層積體10從發(fā)光元件100下側(cè)的配置有基板16的一側(cè)起，具有p側(cè)半導體層10p、活性層10a及n側(cè)半導體層10n。半導體層積體10的俯視形狀為一邊約2mm的大致正方形。n側(cè)半導體層10n、活性層10a及p側(cè)半導體層10p例如能夠使用inxalyga1－x－yn(0≤x、0≤y、x+y＜1)等氮化物半導體。

也能夠?qū)雽w層積體10的n側(cè)半導體層10n的上表面設為粗糙面。通過將上表面設為粗糙面，能夠使光取出效率提高。例如，在通過形成多個凸部而形成為粗糙面的情況下，為了適當?shù)靥岣吖馊〕鲂Ч?，凸部的高度?yōu)選形成為0.2～3.0μm，更優(yōu)選形成為0.4～1.5μm。

如圖2所示，上部電極11設置在半導體層積體10上表面的一部分，與n側(cè)半導體層10n電連接。即，在本實施方式中，上部電極11作為n電極而起作用。

上部電極11具有外部連接部11a、從外部連接部11a延伸的延伸部11b。外部連接部11a為用于與引線等外部部件連接的區(qū)域，延伸部11b為用于使供給到外部連接部11a的電流向更大的區(qū)域擴散的電極。如圖1所示，在半導體層積體10的上表面設有多個外部連接部11a，在各自的外部連接部11a設有延伸部11b。上部電極11例如能夠使用ni、au、w、pt、al、rh、ti等金屬。

下部電極12設置在半導體層積體10下表面的一部分，與p側(cè)半導體層10p電連接。即，在本實施方式中，下部電極12作為p電極而起作用。在圖3中，在左上方的斜線陰影區(qū)域設有下部電極12。由圖3可理解，下部電極12設置在半導體層積體10的下表面中與上部電極11的正下方區(qū)域分開的區(qū)域。由此，在半導體層積體10中，電流容易向上部電極11的正下方區(qū)域以外流動，電流向半導體層積體10的大范圍擴散，從而能夠使發(fā)光元件100的發(fā)光區(qū)域增加。

下部電極12具有將來自半導體層積體10的光向上表面?zhèn)确瓷?，提高發(fā)光元件100的光取出效率的功能。因此，下部電極12優(yōu)選使用具有較高的反射率的金屬而形成，例如能夠使用ag、al等金屬或以這些金屬為主要成分的合金。

保護膜13具有保護發(fā)光元件100的功能。保護膜13設置在未形成有上部電極11的半導體層積體10的上表面及上部電極11的表面。另外，為了確保與外部的連接，在外部連接部11a的一部分區(qū)域未設有保護膜13，將導電性的引線等與該區(qū)域接合，與外部電源電連接。

在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度比與上部電極11的表面、附近區(qū)域的半導體層積體10的上表面連續(xù)而設置的保護膜13的厚度薄。換言之，與上部電極11的表面、和附近區(qū)域的半導體層積體10的上表面連續(xù)而設置的保護膜13的厚度比在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度厚。由此，能夠抑制半導體層積體10的劣化，且能夠?qū)碜园雽w層積體10的光有效地取出。另外，在此所說的保護膜13的“厚度”是指與形成保護膜13的各部件的表面垂直的方向上的保護膜的厚度。

在發(fā)光元件100中，俯視觀察下，保護膜13僅將下部電極12的正上方區(qū)域部分地形成得較薄。即，在除此之外的區(qū)域，保護膜13形成得較厚。由此，能夠進一步提高光取出效率。

如圖2所示，保護膜13在半導體層積體10的周緣部也較厚地形成。在半導體層積體10的周緣部、特別是遍及半導體層積體10的上表面和側(cè)面而形成的保護膜13容易較薄地形成。因此，通過將半導體層積體10的周緣部的保護膜13較厚地形成，能夠保護半導體層積體10且進一步提高可靠性。

在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度優(yōu)選為在上部電極11的表面和附近區(qū)域的半導體層積體10的上表面設置的保護膜13的厚度的40％以下，更優(yōu)選為35％以下。例如，優(yōu)選將在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度設為0.2μm，將與上部電極11的表面和附近區(qū)域的半導體層積體10的上表面連續(xù)而設置的保護膜13的厚度設為0.7μm。由此，能夠抑制上部電極11的附近區(qū)域的半導體層積體10的劣化，確?？煽啃裕覍碜园雽w層積體10的光有效地取出。

在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度優(yōu)選為0.2～0.3μm。由此，能夠具有一定程度的保護功能，且進一步減輕對來自半導體層積體10的光的吸收。另外，與上部電極11的表面、和附近區(qū)域的半導體層積體10的上表面連續(xù)而設置的保護膜13的厚度優(yōu)選為0.5～1.0μm。由此，由于水分不易透過保護膜13到達半導體層積體10，故而能夠抑制半導體層積體10的劣化。另外，由于保護半導體層積體10不受外部沖擊等，故而能夠提高發(fā)光元件100的可靠性。

保護膜13與延伸部11b的表面、和包含設有延伸部11b的區(qū)域的附近區(qū)域在內(nèi)的半導體層積體10的上表面連續(xù)而設置。此時，在延伸部11b的表面、和設有延伸部11b的區(qū)域的附近區(qū)域的半導體層積體10的上表面設置的保護膜13的厚度形成得比在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度厚。由此，在半導體層積體10上表面的較大范圍，為了得到保護膜13產(chǎn)生的效果，能夠進一步提高可靠性及光取出效率。

如圖2所示，上部電極11優(yōu)選具有設于半導體層積體10上表面的一部分的第一上部電極111、設于第一上部電極111上的第二上部電極112。在上部電極11具有這樣的多層構(gòu)造的情況下，保護膜13的端部優(yōu)選介于第一上部電極111與第二上部電極112之間。由此，與未設有第二上部電極112的情況相比，能夠抑制水分浸入上部電極111與保護膜13之間，能夠抑制半導體層積體10的劣化。這樣的多層構(gòu)造只要僅設置在上部電極11中成為外部連接部11a的區(qū)域即可。由此，能夠減輕上部電極11對光的吸收并抑制輸出的降低。

半導體層積體10的上表面中設有上部電極11的區(qū)域的附近區(qū)域在俯視觀察時，其外緣處于距離上部電極11的端部15μm以上且30μm以下的位置為好。即，使保護膜13的厚度比設于下部電極12的正上方區(qū)域的保護膜13厚的區(qū)域的外緣位于自上部電極11的端部的距離為15μm以上且30μm以下的區(qū)域為好。通過使附近區(qū)域的外緣距離上部電極11的端部15μm以上，能夠抑制附近區(qū)域的半導體層積體10的劣化。另外，通過將附近區(qū)域的外緣設為距離上部電極11的端部30μm以下，能夠抑制半導體層積體10的劣化且提高光取出效率。

設有延伸部11b的區(qū)域的附近區(qū)域，與設有外部連接部11a的附近區(qū)域相比，電流密度降低，故而不易產(chǎn)生半導體層積體10的劣化。因此，俯視觀察下，保護膜13中較厚的部分從延伸部11b伸出的距離比保護膜13中較厚的部分從外部連接部11a伸出的距離短為好。例如，能夠?qū)⒈Ｗo膜13中較厚的部分從延伸部11b伸出的距離設為15μm，將保護膜13中較厚的部分從外部連接部11a伸出的距離設為20μm。在設有延伸部11b的區(qū)域的附近區(qū)域，即使減少較厚地形成保護膜13的區(qū)域，也能夠確保發(fā)光元件100的可靠性，故而能夠進一步減輕保護膜13對來自半導體層積體10的光的吸收，能夠提高光取出效率。

從絕緣性的觀點來看，保護膜13能夠使用例如sio2、sion、sin。在本實施方式中，保護膜13能夠使用sio2。

保護膜13能夠使用濺射法、蒸鍍法等而形成。作為形成本實施方式那樣的具有不同厚度的保護膜13的方法，首先在半導體層積體10的上表面形成具有規(guī)定厚度的保護膜。接著，在保護膜上設置在欲減薄保護膜的部分具有開口的掩模，經(jīng)由該掩模對保護膜進行蝕刻并將掩模除去，由此能夠形成保護膜?；蛘?，首先在半導體層積體10的上表面形成具有規(guī)定厚度的保護膜。接著，在保護膜上設置在欲增厚保護膜的部分具有開口的掩模，經(jīng)由掩模進一步形成保護膜。之后，通過將掩模除去而能夠形成。通過這樣的形成方法，形成具有所希望的厚度的保護膜13。

如圖2及圖3所示，絕緣部件14設置在半導體層積體10的下表面中包含上部電極11的正下方區(qū)域的區(qū)域。由此，難以向上部電極11的正下方區(qū)域供給電流，半導體層積體10中、上部電極11的正下方區(qū)域以外的區(qū)域成為主要的發(fā)光區(qū)域。在此，上部電極11的正下方區(qū)域中來自半導體層積體10的光容易被上部電極11反射或吸收，難以從發(fā)光元件100取出。因此，通過將半導體層積體10中、上部電極11的正下方區(qū)域以外的區(qū)域設為主要的發(fā)光區(qū)域，能夠提高發(fā)光元件100的光取出效率。在本實施方式，將半導體層積體10中、上部電極11正下方區(qū)域以外的區(qū)域、即設有下部電極12的區(qū)域設為主要的發(fā)光區(qū)域，將在下部電極12的正上方區(qū)域設置的保護膜13的厚度減薄。因此，能夠提高發(fā)光元件100的光取出效率。

如圖3所示，在俯視觀察下，絕緣部件14設置在包含上部電極11的外部連接部11a的正下方區(qū)域、和上部電極11的延伸部11b的正下方區(qū)域的區(qū)域。另外，在俯視觀察下，絕緣部件14形成得比在上部電極11的正下方區(qū)域設有上部電極11的區(qū)域大。由此，可得到由上述的絕緣部件14產(chǎn)生的效果的區(qū)域增加，能夠改善發(fā)光元件100的光取出面的亮度。

絕緣部件14能夠使用與上述的保護膜13同樣的材料。在本實施方式中，保護膜13使用有sio2。

絕緣部件14的厚度以能夠確保絕緣性的方式設為0.05μm以上為好，設為0.1μm以上更好。另外，為了削減制造成本，絕緣部件14的厚度設為1μm以下為好，設為0.5μm以下更好。

接合部件15設置在半導體層積體10與基板16之間，用于將二者接合。此時，設于半導體層積體10的下部電極12和基板16經(jīng)由接合部件15而導通。接合部件15在半導體層積體10下表面的大致整個區(qū)域、和基板16的上表面分別設置導電性部件，通過將這些導電性部件接合而形成。從接合性及導電性的觀點來看，接合部件15優(yōu)選使用例如以ausn、nisn、agsn等為主要成分的材料。

基板16具有導電性，設置在半導體層積體10的下方?；?6能夠使用例如cuw、si、mo。

＜實施方式2＞

參照圖4對本實施方式的發(fā)光元件200進行說明。

發(fā)光元件200在保護膜13的構(gòu)成上與實施方式1不同。其他的構(gòu)成與實施方式1相同。

如圖4所示，在下部電極12的正上方區(qū)域未設有上述保護膜13。即，半導體層積體10的上表面中的下部電極12的正上方區(qū)域從保護膜13露出。在這樣的方式下，也與實施方式1同樣地，能夠提高發(fā)光元件的光取出效率。另外，由于存在來自半導體層積體10的光不被保護膜13吸收的區(qū)域，故而與實施方式1相比，可靠性降低，但光取出效率高。

以上，對實施方式1及實施方式2進行了說明，但本發(fā)明不限于此。