專利名稱：氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法，具體地涉及可以改善制造產(chǎn)率 和可靠性的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
一種由組成化學(xué)式例如 InaGabAlcN(其中 a+b+c = 1,0 ^ a < 1,0 < b ^ 1,0 ^ c < 1)表示的氮化物半導(dǎo)體具有大的帶隙和高熱穩(wěn)定性。對于氮化物半導(dǎo)體，甚至可以通過 調(diào)整其組成而控制帶隙。因而，期望氮化物半導(dǎo)體作為可應(yīng)用于氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的 材料，半導(dǎo)體發(fā)光元件例如發(fā)光二極管或激光二極管以及各種半導(dǎo)體器件，其典型的實例 是高溫器件。對于使用氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光二極管，具體地，已經(jīng)開發(fā)和實施了從藍(lán)光至綠光 的波長范圍內(nèi)具有發(fā)光強(qiáng)度高至幾個坎德拉的發(fā)光二極管。此外，作為高容量光盤介質(zhì)的 拾取的光源，使用氮化物半導(dǎo)體的激光二極管的實施正在變成研發(fā)的焦點。例如，專利文獻(xiàn)1 (日本特開公報No. 09-008403)公開了具有上和下電極結(jié)構(gòu)的傳 統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的實例。如同在圖21中所示出的示意截面圖，傳統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光元件被配置為，第一歐姆電極層102和第二歐姆電極層102形成于由ρ型GaAs制成并 且具有形成于其上的正電極層107的基底100上，ρ型氮化物半導(dǎo)體層103、發(fā)光層104和 η型氮化物半導(dǎo)體層105以該順序?qū)盈B的氮化物半導(dǎo)體層層疊結(jié)構(gòu)108形成于第二歐姆電 極層101上，并且負(fù)電極層106形成于η型氮化物半導(dǎo)體層105上。通過熱壓接合結(jié)合形成于導(dǎo)電基底100上的第一歐姆電極層102和形成于在藍(lán)寶 石基底(未示出)上層疊的氮化物半導(dǎo)體層的層疊結(jié)構(gòu)108上的第二歐姆電極層101，并且 隨后去除藍(lán)寶石基底，從而形成傳統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。
發(fā)明內(nèi)容
但是，當(dāng)具有大面積的導(dǎo)電基底100的整個表面通過熱壓接合與氮化物半導(dǎo)體層 層疊結(jié)構(gòu)108的整個表面結(jié)合時，第一歐姆電極層102和第二歐姆電極層插入其間，難于均 勻加熱和壓力接合這些整個表面。因而，展示出導(dǎo)電基底100和氮化物半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)108 之間的不良粘接，并且因而引起這些整個表面剝離的問題。此外，還展示出導(dǎo)電基底100和第一歐姆電極層102之間的不良粘接，并且因而引 起全部或部分導(dǎo)電基底100從第一歐姆電極層102剝離的問題。如果導(dǎo)電基底100完全從第一歐姆電極層102剝離，則不可以去除藍(lán)寶石基底，造 成了不能制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的問題。如果導(dǎo)電基底100從第一歐姆電極層102部分剝離，則注入到氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的電流不能在氮化物半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)108和導(dǎo)電基底100之間成功地流動，引起工作 電壓增加。因而，產(chǎn)生氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性惡化的問題。此外，如果導(dǎo)電基底100從第一歐姆電極層102部分剝離，則當(dāng)晶片切割為各個氮 化物半導(dǎo)體發(fā)光元件時，產(chǎn)生導(dǎo)電基底100從第一歐姆電極層102剝離的問題，該問題使制 造產(chǎn)率降低。此外，如果導(dǎo)電基底100從第一歐姆電極層102部分剝離，則在制造工藝期間，溶 齊U、光刻膠或蝕刻液穿透在導(dǎo)電基底100和第一歐姆電極層102之間。如果氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光元件應(yīng)用于燈，則樹脂、潮氣等通過剝離部分浸入從而引起進(jìn)一步的剝離，這可以破壞 第一歐姆電極層102或第二歐姆電極層101。這引起氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性惡化 的問題。此外，當(dāng)例如Au布線鍵合于負(fù)電極層106時，如果在導(dǎo)電基底100和第一歐姆電 極層102之間展示不良的粘接，則剝離出現(xiàn)于導(dǎo)電基底100和第一歐姆電極層102之間，造 成增加工作電壓的問題。因而，本發(fā)明的目標(biāo)是提供可以改善制造產(chǎn)率和可靠性的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件 及其制造方法。因而，本發(fā)明的第一方面可以提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其包括透明導(dǎo) 體、第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，第一導(dǎo)電型氮化 物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，順序地層疊在透明導(dǎo)體上。這里，在本發(fā)明的第一方面中，透明導(dǎo)體優(yōu)選包含氧化銦錫(氧化銦和錫的合成 物，此后也稱為“ΙΤ0”)、氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鎘銦(氧化鎘和銦的合成物)、氧化鎘 鋅(氧化鎘和鋅的合成物)、氧化鋅錫(氧化鋅和錫的合成物)、氧化銦鋅(氧化銦和鋅的 合成物)、氧化鎂銦(氧化鎂和銦的合成物)、氧化鈣鎵(氧化鈣和鎵的合成物)、氮化鈦、氮 化鋯、氮化鉿、或硼化鑭。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，可以提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，其包括第一透明 導(dǎo)體、金屬層、第二透明導(dǎo)體、第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半 導(dǎo)體層，金屬層、第二透明導(dǎo)體、第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物 半導(dǎo)體層順序地層疊在第一透明導(dǎo)體上。這里，在本發(fā)明的第二方面中，優(yōu)選第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層的表面具有凹凸。此外，在本發(fā)明的第二方面中，優(yōu)選第二透明導(dǎo)體的厚度比第一透明導(dǎo)體的厚度 小。在本發(fā)明中，當(dāng)然“厚度”指在氮化物半導(dǎo)體層生長方向上的厚度。此外，在本發(fā)明的第二方面中，優(yōu)選第一透明導(dǎo)體和第二透明導(dǎo)體的至少之一包 含氧化銦錫、氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鎘銦、氧化鎘錫、氧化鋅錫、氧化銦鋅、氧化鎂銦、 氧化鈣鎵、氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿、或硼化鑭。此外，在本發(fā)明的第二方面中，優(yōu)選在金屬層側(cè)上的第二透明導(dǎo)體的表面具有凹 凸。此外，在本發(fā)明的第二方面中，優(yōu)選在所述金屬層側(cè)上的第二透明導(dǎo)體的表面具 有凹痕。在本發(fā)明中，“凹痕”指具有曲面的凹形。此外，在本發(fā)明的第二方面中，優(yōu)選金屬層包括從包括選自由金屬粘接層、金屬阻 擋層和金屬反射層組成的組的至少一層。在本發(fā)明中，“金屬粘接層”指當(dāng)與沒有形成金屬粘接層的情形相比時，具有用插入其間的金屬粘接層能夠進(jìn)一步抑制層相互剝離功能的 層。在本發(fā)明中，“金屬阻擋層”指當(dāng)與沒有形成金屬阻擋層的情形相比時，具有用插入其間 的金屬阻擋層能夠進(jìn)一步抑制原子在層間遷移功能的層。在本發(fā)明中，“金屬反射層”具有 至少反射部分從發(fā)光層發(fā)出的光的功能的層。此外，在本發(fā)明的第二方面中，金屬粘接層優(yōu)選包含鉻或鉻合金(鉻和至少一種 鉻以外的其它類型金屬的合金)。
此外，在本發(fā)明的第二方面中，金屬阻擋層優(yōu)選包含鎳、鈦、鎳鈦合金或鉬。此外，在本發(fā)明的第二方面中，金屬反射層優(yōu)選包含選自由銀、鉬、鋁、銠、銀釹合 金(銀和釹的合金)、銀釹銅合金(銀、釹和銅的合金)、銀鈀合金(銀和鈀的合金)、銀鈀銅 合金(銀、鈀和銅的合金)、銀鉍合金(銀和鉍的合金)和銀釹金合金(銀、釹和金的合金) 組成的組中的至少一種。此外，在本發(fā)明的第二方面中，第一透明導(dǎo)體側(cè)的氮化物發(fā)光元件的表面可以制 造作為安裝表面。此外，在本發(fā)明的第二方面中，第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層可以至少包含鎂，并且 第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層可以至少包含硅。此外，在本發(fā)明的第一方面中，第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二導(dǎo)電型 氮化物半導(dǎo)體層優(yōu)選位于所述透明導(dǎo)體上，在由通過暴露部分透明導(dǎo)體的表面而獲得的暴 露表面圍繞的區(qū)域內(nèi)部。此外，在本發(fā)明的第一方面中，部分透明導(dǎo)體的表面被暴露以便圍繞第一導(dǎo)電型 氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層的周邊。此外，在本發(fā)明的第二方面中，第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電 型氮化物半導(dǎo)體層優(yōu)選位于第二透明導(dǎo)體上，在由通過暴露部分第二透明導(dǎo)體的表面而獲 得的暴露表面所圍繞的區(qū)域內(nèi)部。此外，在本發(fā)明的第二方面中，部分透明導(dǎo)體的表面被暴露以便圍繞第一導(dǎo)電型 氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層的周邊。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，可以提供一種上述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法， 包括的步驟是按順序在基底上層疊第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和包含鎂的第一 導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，在第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層上形成透明導(dǎo)體；并且加熱透明導(dǎo) 體至不低于500°C的溫度持續(xù)不小于10分鐘。這里，在本發(fā)明的第三方面中，透明導(dǎo)體優(yōu)選包含氧化銦錫、氧化鋅、氧化錫、氧化 鎘、氧化鎘銦、氧化鎘錫、氧化鋅錫、氧化銦鋅、氧化鎂銦、氧化鈣鎵、氮化鈦、氮化鋯、氮化 鉿、或硼化鑭。此外在本發(fā)明的第三方面中，優(yōu)選包括通過去除第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā) 光層、和第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層而暴露部分透明導(dǎo)體的表面的步驟。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，可以提供一種上述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法， 包括的步驟是第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和包含鎂的第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體 層按該順序在基底上層疊，在第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層上形成第二透明導(dǎo)體；并且加熱 第二透明導(dǎo)體至不低于500°C的溫度持續(xù)不小于10分鐘；在加熱之后形成金屬層；并且形 成第一透明導(dǎo)體。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，可以提供一種上述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法， 包括的步驟是第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和包含鎂的第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體 層按該順序在基底上層疊，在第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層上形成第二透明導(dǎo)體；加熱第二 透明導(dǎo)體至不低于500°C的溫度持續(xù)不小于10分鐘；加熱之后在第二透明導(dǎo)體的表面上形 成所述凹凸；形成金屬層，并且形成第一透明導(dǎo)體。此外在本發(fā)明的第四和第五方面中，第一透明導(dǎo)體和第二透明導(dǎo)體的至少之一優(yōu) 選包含氧化銦錫、氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鎘銦、氧化鎘錫、氧化鋅錫、氧化銦鋅、氧化 鎂銦、氧化鈣鎵、氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿、或硼化鑭。此外在本發(fā)明的第四和第五方面中，優(yōu)選包括通過去除第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體 層、發(fā)光層和第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層而暴露第二透明導(dǎo)體的部分表面的步驟。此外在本發(fā)明的第三、第四和第五方面中，基底優(yōu)選包含選自由藍(lán)寶石、砷化鎵、 磷化鎵、硅和鍺的組成的組的至少一種。此外在本發(fā)明的第三、第四和第五方面中，可以包括去除所述基底的步驟。在本發(fā)明中，對于形成各個第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮 化物半導(dǎo)體層的氮化物半導(dǎo)體層，可以使用例如由組成化學(xué)式AlxGayInzN (注意0 < x < 1， O^y^ l,x+y+z興0)表示的氮化物半導(dǎo)體晶體制成的層。注意在上述組成化 學(xué)式中，x代表鋁(A1)的組成比，y代表鎵(Ga)的組成比，并且z代表銦(In)的組成比。根據(jù)本發(fā)明，可以提供可以改善制造產(chǎn)率和可靠性的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件及其 制造方法。當(dāng)結(jié)合附圖時，從下面本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它目的、特征、方面 和優(yōu)點將變得更為顯見。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的優(yōu)選實例的示意截面圖。圖2-7是在圖1中所示出根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中示出 部分的制造工藝的示意截面圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件另一優(yōu)選實例的示意截面圖。圖9-13是在圖8中所示出的根據(jù)本發(fā)明氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中示 出部分的制造工藝的示意截面圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件又一優(yōu)選實例的示意截面圖。圖15-20是在圖14中所示出的根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 中示出部分的制造工藝的示意截面圖。圖21是具有上和下電極結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的實例的示意截面圖。圖22是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件又一優(yōu)選實例的示意截面圖。圖23-29是在圖22中所示出的根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 中示出部分的制造工藝的示意截面圖。
具體實施例方式此后將描述本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的圖中，相同的參照標(biāo)號代表相同或?qū)?yīng)的部分。第一實施例圖1是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的優(yōu)選實例的示意截面圖。氮化物半 導(dǎo)體發(fā)光元件被配置，使得摻雜鎂(Mg)的p型氮化物半導(dǎo)體層4、由氮化物半導(dǎo)體制成的具 有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5、摻雜硅(Si)的n型氮化物半導(dǎo)體層6、和由Ti層和Au 層層疊體制成的n側(cè)焊墊電極10按該順序?qū)盈B在由IT0制成的透明導(dǎo)體上。這里，n型氮 化物半導(dǎo)體層6具有在其上形成有凹凸的表面。此外，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件具有被暴露 的表面410，其中在氮化物半導(dǎo)體層(這里，p型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和n型氮化物 半導(dǎo)體層6)側(cè)上的透明導(dǎo)體40的表面的外圍部分被暴露。因而，p型氮化物半導(dǎo)體層4、 發(fā)光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6位于被暴露的表面410所圍繞的區(qū)域內(nèi)部的透明導(dǎo)體 40的表面上。此后將描述如同在圖1中所示出的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的優(yōu)選實 例。起初，如同在圖2的示意截面圖中所示出的，由GaN制成的緩沖層2、未摻雜的氮化物半 導(dǎo)體層3、n型氮化物半導(dǎo)體層6、發(fā)光層5、p型氮化物半導(dǎo)體層4按該順序通過例如金屬 有機(jī)化學(xué)氣相沉積(M0CVD)法生長在藍(lán)寶石基底1上。這里，緩沖層2可以具有例如20nm 的厚度，并且未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3可以具有例如lym的厚度。此外，n型氮化物半導(dǎo) 體層6具有例如4 y m的厚度，發(fā)光層5可以具有例如50nm的厚度，并且p型氮化物半導(dǎo)體 層4可以具有例如150nm的厚度。注意可以不生長未摻雜的氮化物半導(dǎo)體層3。接著，如同在圖3的示意截面圖中所示出的，由IT0制成的例如具有50 ym厚度的 透明導(dǎo)體40，通過蒸鍍法形成于p型氮化物半導(dǎo)體層4上。隨后，透明導(dǎo)體的形成之后獲得 的晶片被加熱。這里，透明導(dǎo)體40優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且 更加優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于650°C的溫度，以便改進(jìn)透射率并且減小電阻率， 以作為透明導(dǎo)體。此外，就允許透明導(dǎo)體進(jìn)一步展示其功能而言，透明導(dǎo)體40優(yōu)選加熱到 上述溫度(不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且更加優(yōu)選不低于500°C并且不高于 650°C的溫度)，持續(xù)不少于10分鐘并且不多于60分鐘，并且更加優(yōu)選持續(xù)不少于10分鐘 并且不多于30分鐘。隨后從藍(lán)寶石基底1的后表面?zhèn)仁┘覻AG-THG激光(355nm波長)，后表面?zhèn)缺荤R 面拋光，使得藍(lán)寶石基底1、緩沖層2、和部分未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3被熱分解從而去除藍(lán) 寶石基底1和緩沖層2，如同在圖4的示意截面圖中所示出的。然后研磨未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3從而暴露n型氮化物半導(dǎo)體層6的表面。如在 圖5的示意截面圖中所示出的，在n型氮化物半導(dǎo)體層6的表面通過反應(yīng)離子蝕刻(RIE) 等形成凹凸。接著，如在圖6的示意截面圖中所示出的，通過例如蒸鍍法等按順序在n型氮化物 半導(dǎo)體層6的表面上層疊適于作焊墊的Ti層和Au層，而在部分n型氮化物半導(dǎo)體層6的 表面形成n側(cè)焊墊電極10。隨后，Au布線(未示出)球焊到n側(cè)焊墊電極10上。隨后，如同在圖7的示意截面圖中所示出的，部分的各個p型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā) 光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6通過RIE等被蝕刻從而暴露部分透明導(dǎo)體40的表面。因 而形成被暴露的表面410。上述被蝕刻的晶片被劃分為多個芯片，從而獲得如同在圖1中所示出的根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。封裝這樣形成的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，使得在透明導(dǎo)體40 側(cè)上其表面用作安裝表面以被安裝在安裝構(gòu)件上。如上所述，在本實施例中，由IT0制成的透明導(dǎo)體40執(zhí)行支撐基底的功能以去除 藍(lán)寶石基底，和導(dǎo)電基底的功能以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。因而，在本實施例中，為了形成上 和下電極結(jié)構(gòu)，不需要通過熱壓接合的結(jié)合，并且可以顯著地減小由熱壓接合和其它方式 所引起的基底的傳統(tǒng)的剝離和翹曲，使得可以改善氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造產(chǎn)率和可 靠性。此外，在本實施例中，還可以有效地避免氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的工作電壓的增加， 工作電壓的增加有助于剝離。此外，在本實施例中，被暴露的表面410的形成使得當(dāng)將晶片劃分為多個芯片時 可以容易地劃分被蝕刻的晶片。此外，在本實施例中，當(dāng)將晶片劃分為芯片時，無需劃分pn結(jié)，使得短路不易發(fā)生。此外，在本實施例中，還減少了在透明導(dǎo)體40上氮化物半導(dǎo)體層(p型氮化物半導(dǎo) 體層4、發(fā)光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6)的碎片、裂紋和剝離，從而改善了氮化物半導(dǎo)體 發(fā)光元件的可靠性，并且可以減小氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的照明故障。在本實施例中，優(yōu)選形成透明導(dǎo)體40從而具有不小于40 ii m并且不大于400 u m 的厚度，并且更優(yōu)選厚度不小于50 y m并且不大于120 u m。如果形成透明導(dǎo)體40從而具有 不小于40 ii m并且不大于400 u m的厚度，尤其地厚度不小于50 y m并且不大于120 u m,則 透明導(dǎo)體40趨向于更有效地執(zhí)行支撐基底的功能以去除藍(lán)寶石基底，和導(dǎo)電基底的功能 以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。第二實施例圖8是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的另一優(yōu)選實例的示意截面圖。氮化 物半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置使得金屬層42、第二透明導(dǎo)體41、摻雜鎂(Mg)的p型氮化物半導(dǎo) 體層4、由氮化物半導(dǎo)體制成的具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5、摻雜硅(Si)的n型氮 化物半導(dǎo)體層6、和由Ti層和Au層層疊體制成的n側(cè)焊墊電極10按該順序?qū)盈B在由IT0 制成的第一透明導(dǎo)體43上。這里，n型氮化物半導(dǎo)體層6具有在其上形成有凹凸的表面。 此外，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件具有被暴露的表面410，其中在氮化物半導(dǎo)體層(這里，p型氮 化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6)側(cè)上的第二透明導(dǎo)體41的表面的外 圍部分被暴露。因而，P型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6位于被暴 露的表面410所圍繞的區(qū)域內(nèi)部的第二透明導(dǎo)體41的表面上。此后將描述如同在圖8中所示出的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的優(yōu)選實 例。起初，如同在圖2的示意截面圖中所示出的，由GaN制成的緩沖層2、未摻雜的氮化物半 導(dǎo)體層3、n型氮化物半導(dǎo)體層6、發(fā)光層5、p型氮化物半導(dǎo)體層4按此順序通過例如M0CVD 法生長在藍(lán)寶石基底上。迄今該工序類似于第一實施例。接著，如同在圖9的示意截面圖中所示出的，由IT0制成的具有例如40 ym厚度的 第二透明導(dǎo)體41，由銀釹合金(Ag-Nd)膜制成的金屬層42，和由IT0制成的具有例如50i!m 厚度的第一透明導(dǎo)體43，按該順序例如通過蒸鍍法等形成于p型氮化物半導(dǎo)體層4上。這里，第二透明導(dǎo)體41優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且更 加優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于650°C的溫度，以便改進(jìn)透射率并且減小電阻率以
8作為透明導(dǎo)體。此外，就允許透明導(dǎo)體進(jìn)一步展示其功能而言，第二透明 導(dǎo)體41優(yōu)選加熱 到上述溫度(不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且更加優(yōu)選不低于500°C并且不高 于650°C的溫度)，持續(xù)不少于10分鐘并且不多于60分鐘，并且更加優(yōu)選持續(xù)不少于10分 鐘并且不多于30分鐘。隨后從藍(lán)寶石基底1的后表面?zhèn)仁┘覻AG-THG激光(355nm波長)，后表面?zhèn)缺荤R 面拋光，使得藍(lán)寶石基底1、緩沖層2、和部分未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3被熱分解從而去除藍(lán) 寶石基底1和緩沖層2，如同在圖10的示意截面圖中所示出的。然后研磨未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3從而暴露n型氮化物半導(dǎo)體層6的表面。如在 圖11的示意截面圖中所示出的，在n型氮化物半導(dǎo)體層6的表面通過RIE等形成凹凸。接著，如在圖12的示意截面圖中所示出的，通過例如蒸鍍法等，在n型氮化物半導(dǎo) 體層6的表面上順序?qū)盈B適于作為焊墊的Ti層和Au層，在部分n型氮化物半導(dǎo)體層6的 表面形成n側(cè)焊墊電極10。隨后，Au布線(未示出)球焊在n側(cè)焊墊電極10上。隨后，如同在圖13的示意截面圖中所示出的，部分各個p型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā) 光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6通過RIE等被蝕刻從而暴露部分第二透明導(dǎo)體41的表面。 因而形成被暴露的表面410。上述被蝕刻的晶片被劃分為多個芯片，使得獲得如同在圖8中所示出的根據(jù)本發(fā) 明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。封裝這樣形成的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，使得第一透明導(dǎo)體 43側(cè)上的其表面作為安裝表面以被安裝到安裝構(gòu)件上。如上所述，在本實施例中，由IT0制成的第一透明導(dǎo)體43、由Ag-Nd膜制成的金屬 層42、和由IT0制成的第二透明導(dǎo)體41的層疊體執(zhí)行支撐基底的功能以去除藍(lán)寶石基底， 和導(dǎo)電基底的功能以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。因而，在本實施例中，為了形成上和下電極結(jié) 構(gòu)，不需要通過熱壓接合的結(jié)合，并且可以顯著地減小由熱壓接合和其它方式所引起的基 底的傳統(tǒng)剝離和翹曲，使得可以改善氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造產(chǎn)率和可靠性。此外，在 本實施例中，還可以有效地避免氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的工作電壓的增加，工作電壓的增 加有助于剝離。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一透明導(dǎo)體和第二透明導(dǎo) 體之間的金屬層具有反射至少部分從發(fā)光層發(fā)出的光的金屬反射層的功能，使得可以比在 第一實施例中的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件提取更多的光。因而，根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo) 體發(fā)光元件在光的外部提取效率方面是杰出的，并且因而可以作為具有良好可靠性的氮化 物半導(dǎo)體發(fā)光元件。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，被暴露的表面410的形成使 得當(dāng)將晶片劃分為多個芯片時可以容易地劃分被蝕刻的晶片。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，當(dāng)將晶片劃分為芯片時，無需 劃分pn結(jié)，使得短路不易發(fā)生。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，還減少了在第二透明導(dǎo)體41 上氮化物半導(dǎo)體層(P型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6)的碎片、裂 紋和剝離，從而改善了氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性，并且可以減小氮化物半導(dǎo)體發(fā)光 元件的照明故障。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，兩個透明導(dǎo)體，即第一透明導(dǎo)體43和第二透明導(dǎo)體41用作透明導(dǎo)體，使得可以形成具有大的膜厚度的透明導(dǎo)體。在本實施例中，優(yōu)選形成第一透明導(dǎo)體43、金屬層42和第二透明導(dǎo)體41的層疊體 從而具有不小于40 ii m并且不大于400 u m的總厚度，并且更優(yōu)選總厚度不小于50 y m并且 不大于120 u m。如果層疊體具有不小于40 y m并且不大于400 u m的總厚度，尤其厚度不小 于50 y m并且不大于120 u m,則層疊體趨向于更有效地執(zhí)行支撐基底的功能以去除藍(lán)寶石 基底，和導(dǎo)電基底的功能以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。此外，優(yōu)選形成第二透明導(dǎo)體41從而具有比第一透明導(dǎo)體43小的厚度。如果形 成第二透明導(dǎo)體41從而具有比第一透明導(dǎo)體43小的厚度，則趨向于改善從發(fā)光層42發(fā)出 的光的提取效率。第三實施例圖14是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一優(yōu)選實例的示意截面圖。氮 化物半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置使得金屬層42、第二透明導(dǎo)體41、摻雜鎂(Mg)的p型氮化物半 導(dǎo)體層4、由氮化物半導(dǎo)體制成的具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5、摻雜硅(Si)的n型 氮化物半導(dǎo)體層6、和由Ti層和Au層層疊體制成的n側(cè)焊墊電極10按該順序?qū)盈B在由IT0 制成的第一透明導(dǎo)體43上。此外，凹凸形成于n型氮化物半導(dǎo)體層6上，并且形成于金屬 層42側(cè)上的第二透明導(dǎo)體41的表面上。此外，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件具有被暴露的表面 410，其中在氮化物半導(dǎo)體層(這里，p型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體 層6)側(cè)上的第二透明導(dǎo)體41的表面的外圍部分被暴露。因而，p型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā) 光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6位于被暴露的表面410所圍繞的區(qū)內(nèi)部的第二透明導(dǎo)體 41的表面上。此后將描述如同在圖14中所示出的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的優(yōu)選實 例。起初，如同在圖2的示意截面圖中所示出的，由GaN制成的緩沖層2、未摻雜的氮化物半 導(dǎo)體層3、n型氮化物半導(dǎo)體層6、發(fā)光層5、p型氮化物半導(dǎo)體層4按該順序通過例如M0CVD 法生長在藍(lán)寶石基底上。迄今該工序類似于第一和第二實施例。接著，如同在圖15的示意截面圖中所示出的，由IT0制成的具有例如50i!m厚度 的第二透明導(dǎo)體41形成于p型氮化物半導(dǎo)體層4上，并且凹凸形成于第二透明導(dǎo)體41的 表面。這里，第二透明導(dǎo)體41表面的凹凸可以通過以例如每個具有2 u m直徑和2 y m高度 的點的圖案去除第二透明導(dǎo)體41而形成。接著，如在圖16的示意截面圖中所示出的，例如由鋁(A1)膜制成的具有例如 200nm厚度的金屬層42，和由IT0制成的例如具有50iim厚度的第一透明導(dǎo)體層43，按該順 序通過例如蒸鍍法等層疊。這里，第二透明導(dǎo)體41優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且更 加優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于650°C的溫度，以便改進(jìn)透射率并且減小電阻率以 作為其透明導(dǎo)體。此外，就允許透明導(dǎo)體進(jìn)一步展示其功能而言，第二透明導(dǎo)體41優(yōu)選加 熱到上述溫度(不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且更加優(yōu)選不低于500°C并且不 高于650°C的溫度)，持續(xù)不少于10分鐘并且不多于60分鐘，并且更加優(yōu)選持續(xù)不少于10 分鐘并且不多于30分鐘。隨后從藍(lán)寶石基底1的后表面?zhèn)仁┘覻AG-THG激光(355nm波長)，后表面?zhèn)缺荤R 面拋光，使得藍(lán)寶石基底1、緩沖層2、和部分未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3被熱分解從而去除藍(lán)寶石基底1和緩沖層2，如同在圖17的示意截面圖中所示出的。然后研磨未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3從而暴露n型氮化物半導(dǎo)體層6的表面。如在 圖18的示意截面圖中所示出的，在n型氮化物半導(dǎo)體層6的表面通過RIE等形成凹凸。接著，如在圖19的示意截面圖中所示出的，通過例如蒸鍍法等，在n型氮化物半導(dǎo) 體層6的表面上順序?qū)盈B適于作為焊墊的Ti層和Au層，在部分n型氮化物半導(dǎo)體層6的 表面形成n側(cè)焊墊電極10。隨后，Au布線(未示出)球焊在n側(cè)焊墊電極10上。隨后，如同在圖20的示意截面圖中所示出的，部分各個p型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā) 光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6通過RIE等被蝕刻從而暴露部分第二透明導(dǎo)體41的表面。 因而形成被暴露的表面410。上述被蝕刻的晶片被劃分為多個芯片，使得獲得如同在圖14中所示出的根據(jù)本 發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。封裝這樣形成的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，使得第一透明導(dǎo) 體43側(cè)上的其表面作為安裝表面以安裝在安裝構(gòu)件上。如上所述，在本實施例中，由IT0制成的第一透明導(dǎo)體43、由Ag-Nd膜制成的金屬 層42、和由IT0制成的第二透明導(dǎo)體41的層疊體也執(zhí)行支撐基底的功能以去除藍(lán)寶石基 底，和導(dǎo)電基底的功能以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。因而，也在本實施例中，為了形成上和下電 極結(jié)構(gòu)，不需要通過熱壓接合的結(jié)合，并且可以顯著地減小由熱壓接合和其它方式所引起 的基底的傳統(tǒng)剝離和翹曲，使得可以改善氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造產(chǎn)率和可靠性。此 外，在本實施例中，也可以有效地避免氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的工作電壓的增加，工作電壓 的增加有助于剝離。此外，而且在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一透明導(dǎo)體和第二透 明導(dǎo)體之間的金屬層具有反射至少部分從發(fā)光層發(fā)出的光的金屬反射層的功能，使得可以 比在第一實施例中的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件提取更多的光。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在第一透明導(dǎo)體43的表面和 第二透明導(dǎo)體41的表面之間形成具有凹凸的表面的金屬層42，使得光被金屬層42反射的 區(qū)域比在第二實施例中增加得更多，并且入射到金屬層42的凹凸表面上的光被漫反射，使 得有效地外部提取光。因而，比在第二實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中可以提取更多的光。因而，根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件在光的外部提取效率方面是杰出 的，因而可以作為具有良好的可靠性的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，被暴露的表面410的形成使 得當(dāng)將晶片劃分為多個芯片時可以容易地劃分被蝕刻的晶片。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，當(dāng)將晶片劃分為芯片時，無需 劃分pn結(jié)，從而短路不易發(fā)生。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，還減少了在第二透明導(dǎo)體41 上氮化物半導(dǎo)體層(P型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和n型氮化物半導(dǎo)體層6)的碎片、裂 紋和剝離，從而改善了氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性，并且可以減小氮化物半導(dǎo)體發(fā)光 元件的照明故障。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，兩個透明導(dǎo)體，即第一透明導(dǎo) 體43和第二透明導(dǎo)體41用作透明導(dǎo)體，使得可以形成具有大的膜厚度的透明導(dǎo)體。
也在本實施例中，優(yōu)選形成第一透明導(dǎo)體43、金屬層42和第二透明導(dǎo)體41的層疊 體從而具有不小于40 μ m并且不大于400 μ m的總厚度，并且更優(yōu)選總厚度不小于50 μ m并 且不大于120 μ m。如果層疊體具有不小于40 μ m并且不大于400 μ m的總厚度，尤其厚度不 小于50 μ m并且不大于120 μ m,則層疊體趨向于更有效地執(zhí)行支撐基底的功能以去除藍(lán)寶 石基底和導(dǎo)電基底的功能以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。第四實施例圖22是根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的又一優(yōu)選實例的示意截面圖 。氮 化物半導(dǎo)體發(fā)光元件被配置使得金屬層42、第二透明導(dǎo)體41、摻雜鎂(Mg)的ρ型氮化物 半導(dǎo)體層4、由氮化物半導(dǎo)體制成的具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)的發(fā)光層5、摻雜硅(Si)的η 型氮化物半導(dǎo)體層6、和由Ti層和Au層層疊體制成的η側(cè)焊墊電極10按該順序?qū)盈B在由 ITO制成的第一透明導(dǎo)體43上。此外，凹凸形成于η型氮化物半導(dǎo)體層6上，形成于金屬 層42側(cè)上的第二透明導(dǎo)體41的表面上，并且形成于金屬層42側(cè)上的第一透明導(dǎo)體43的 表面上。此外，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件具有被暴露的表面410，其中在氮化物半導(dǎo)體層(這 里，P型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和η型氮化物半導(dǎo)體層6)側(cè)上的第二透明導(dǎo)體41的 表面的外圍部分被暴露。因而，ρ型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和η型氮化物半導(dǎo)體層6 位于被暴露的表面410所圍繞的區(qū)內(nèi)部的第二透明導(dǎo)體41的表面上。此后將描述如同在圖22中所示出的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的優(yōu)選實 例。起初，如同在圖2的示意截面圖中所示出的，由GaN制成的緩沖層2、未摻雜的氮化物半 導(dǎo)體層3、η型氮化物半導(dǎo)體層6、發(fā)光層5、ρ型氮化物半導(dǎo)體層4按此順序通過例如MOCVD 法生長在藍(lán)寶石基底上。迄今該工序類似于第一和第二實施例。接著，如同在圖15的示意截面圖中所示出的，由ITO制成的具有例如50μπι厚度 的第二透明導(dǎo)體41，形成于ρ型氮化物半導(dǎo)體層4上，并且凹凸形成于第二透明導(dǎo)體41的 表面。這里，第二透明導(dǎo)體41表面的凹凸可以通過以例如每個具有2 μ m直徑和2 μ m高度 的點的圖案去除第二透明導(dǎo)體41而形成。接著，如在圖23的示意截面圖中所示出的，例如由鋁(Al)膜制成的具有200nm厚 度的金屬層42，通過例如蒸鍍法等層疊在第二透明導(dǎo)體層41上。接著，如同在圖24的示意截面圖中所示出的，通過蝕刻等去除金屬層42的部分表 面而在金屬層42的表面形成凹凸。這里，金屬層42表面的凹凸可以通過以例如每個具有 2 μ m直徑和2 μ m高度的點的圖案去除金屬層42而形成。接著，如同在圖25中所示出示意截面圖，例如通過蒸鍍法等層疊由ITO制成的具 有50 μ m厚度的第一透明導(dǎo)體43。這里，第二透明導(dǎo)體41優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且更 加優(yōu)選加熱到不低于500°C并且不高于650°C的溫度，以便改進(jìn)透射率并且減小電阻率以 作為其透明導(dǎo)體。此外，就允許透明導(dǎo)體進(jìn)一步展示其功能而言，第二透明導(dǎo)體41優(yōu)選加 熱到上述溫度(不低于500°C并且不高于800°C的溫度，并且更加優(yōu)選不低于500°C并且不 高于650°C的溫度)，持續(xù)不少于10分鐘并且不多于60分鐘，并且更加優(yōu)選持續(xù)不少于10 分鐘并且不多于30分鐘。隨后從藍(lán)寶石基底1的后表面?zhèn)仁┘覻AG-THG激光(355nm波長)，后表面?zhèn)缺荤R 面拋光，使得藍(lán)寶石基底1、緩沖層2、和部分未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3被熱分解從而去除藍(lán)寶石基底1和緩沖層2，如同在圖26的示意截面圖中所示出的。然后研磨未摻雜氮化物半導(dǎo)體層3從而暴露η型氮化物半導(dǎo)體層6的表面。如在 圖27的示意截面圖中所示出的，在η型氮化物半導(dǎo)體層6的表面通過RIE等形成凹凸。接著，如在圖28的示意截面圖中所示出的，通過例如蒸鍍法等，在η型氮化物半導(dǎo) 體層6的表面上順序?qū)盈B適于作為焊墊的Ti層和Au層，在部分η型氮化物半導(dǎo)體層6的 表面形成η側(cè)焊墊電極10。隨后，Au布線(未示出)球焊在η側(cè)焊墊電極10上。隨后，如同在圖29的示意截面圖中所示出的，部分各個ρ型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā) 光層5、和η型氮化物半導(dǎo)體層6通過RIE等被蝕刻從而暴露部分第二透明導(dǎo)體41的表面。 因而形成被暴露的表面410。上述被蝕刻的晶片被劃分為多個芯片，使得獲得如同在圖22中所示出的根據(jù)本 發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。封裝這樣形成的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，使得第一透明導(dǎo) 體43側(cè)上的其表面作為安裝表面以安裝到安裝構(gòu)件上。如上所述，在本實施例中，由ITO制成的第一透明導(dǎo)體43、由Ag-Nd膜制成的金屬 層42、和由ITO制成的第二透明導(dǎo)體41的層疊體也執(zhí)行支撐基底的功能以去除藍(lán)寶石基 底，和導(dǎo)電基底的功能以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。因而，也在本實施例中，為了形成上和下電 極結(jié)構(gòu)，不需要通過熱壓接合的結(jié)合，并且可以顯著地減小由熱壓接合和其它方式所引起 的基底的傳統(tǒng)剝離和翹曲，使得可以改善氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造產(chǎn)率和可靠性。此 夕卜，也在本實施例中，可以有效地避免氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的工作電壓的增加，工作電壓 的增加有助于剝離。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一透明導(dǎo)體和第二透明導(dǎo) 體之間的金屬層也具有反射至少部分從發(fā)光層發(fā)出的光的金屬反射層的功能，使得可以比 在第一實施例中的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件提取更多的光。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在第一透明導(dǎo)體43的表面和 第二透明導(dǎo)體41的表面之間形成具有凹凸的表面的金屬層42，使得光被金屬層42反射的 區(qū)域比在第二實施例中增加得更多，并且入射到金屬層42的凹凸表面上的光被漫反射，從 而可以有效地外部提取光。因而，比在第二實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中可以提取更 多的光。因而，根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件在光的外部提取效率方面是杰出 的，因而可以作為具有有利的可靠性的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，被暴露的表面410的形成使 得當(dāng)將晶片劃分為多個芯片時可以容易地劃分被蝕刻的晶片。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，當(dāng)將晶片劃分為芯片時，無需 劃分Pn結(jié)，從而短路不易發(fā)生。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，還減少了在第二透明導(dǎo)體41 上氮化物半導(dǎo)體層(P型氮化物半導(dǎo)體層4、發(fā)光層5、和η型氮化物半導(dǎo)體層6)的碎片、裂 紋和剝離，從而改善了氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性，并且可以減小氮化物半導(dǎo)體發(fā)光 元件的照明故障。此外，在根據(jù)本實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，兩個透明導(dǎo)體，即第一透明導(dǎo) 體43和第二透明導(dǎo)體41用作透明導(dǎo)體，使得可以形成具有大的膜厚度的透明導(dǎo)體。
在本實施例中，也優(yōu)選形成第一透明導(dǎo)體43、金屬層42和第二透明導(dǎo)體41的層疊 體從而具有不小于40 μ m并且不大于400 μ m的總厚度，并且更優(yōu)選厚度不小于50 μ m并且 不大于120 μ m。如果層疊體具有不小于40 μ m并且不大于400 μ m的總厚度，尤其厚度不小 于50 μ m并且不大于120 μ m,則層疊體趨向于更有效地執(zhí)行支撐基底的功能以去除藍(lán)寶石 基底，和導(dǎo)電基底的功能以形成上和下電極結(jié)構(gòu)。其它在上述第一實施例中，解釋了其中ITO用作透明導(dǎo)體40的材料的情形。對于在本發(fā)明中的透明導(dǎo)體40的材料，優(yōu)選使用ΙΤ0、氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鎘銦、氧化鎘鋅、 氧化鋅錫、氧化銦鋅、氧化鎂銦、氧化鈣鎵、氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿、或硼化鑭。更加優(yōu)選使 用ITO或氧化鋅。在上述第二至第四實施例中，解釋了其中ITO可以用作第一透明導(dǎo)體43和第二透 明導(dǎo)體41的材料的情形。對于在本發(fā)明中的第一透明導(dǎo)體43和/或第二透明導(dǎo)體41的 材料，優(yōu)選使用ΙΤ0、氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鎘銦、氧化鎘鋅、氧化鋅錫、氧化銦鋅、氧 化鎂銦、氧化鈣鎵、氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿、或硼化鑭。更加優(yōu)選使用ITO或氧化鋅。換而言之，優(yōu)選使用ΙΤ0、氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鎘銦、氧化鎘鋅、氧化鋅錫、 氧化銦鋅、氧化鎂銦、氧化鈣鎵、氮化鈦、氮化鋯、氮化鉿、或硼化鑭作為透明導(dǎo)體40、第一透 明導(dǎo)體43、和第二透明導(dǎo)體41的材料，因為這些透明導(dǎo)體在導(dǎo)電性、光透明度、強(qiáng)度等方面 杰出。尤其，如果ITO或氧化鋅用作透明導(dǎo)體40、第一透明導(dǎo)體43、和第二透明導(dǎo)體41的材 料，則存在一種趨勢，即形成ITO或氧化鋅的溫度可以進(jìn)一步下降，并且還可以降低電阻。 尤其，如果各個透明導(dǎo)體40、第一透明導(dǎo)體43、和第二透明導(dǎo)體41由氧化鋅制成，則這些透 明導(dǎo)體可以通過無電鍍方法形成，因而其制造趨于便利。對于用作透明導(dǎo)體40、第一透明導(dǎo)體43、和第二透明導(dǎo)體41的材料，可以使用非 晶ΙΤ0。如果非晶ITO用作透明導(dǎo)體40、第一透明導(dǎo)體43、和第二透明導(dǎo)體41的材料，則圖 案可以制造得更為清晰。例如，如果在金屬層42的表面形成凹凸，如同在圖14和22中所 示出的，則存在一種趨勢，即金屬層42的凹凸可以在例如圖15的制造步驟中所示出的在第 二透明導(dǎo)體41的表面形成得更為精確。此外，在本發(fā)明中優(yōu)選在與發(fā)光層5相對的η型氮化物半導(dǎo)體層6的表面形成凹 凸，如同在上述第一至第四實施例中所示出的。在這種情形，可以改善從發(fā)光層5發(fā)出的光 的外部提取效率。在上述第一至第四實施例中，P型氮化物半導(dǎo)體層4被描述為第一導(dǎo)電 型氮化物半導(dǎo)體層，而η型氮化物半導(dǎo)體層6被描述為第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層。但是， 在本發(fā)明中，η型半導(dǎo)體層6可以是第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，而ρ型氮化物半導(dǎo)體層4 可以是第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，并且在上述第一至第四實施例中η型氮化物半導(dǎo)體層 6和ρ型氮化物半導(dǎo)體層4的位置可以相對于其位置互換。此外，在本發(fā)明中優(yōu)選在金屬層42側(cè)上第二透明導(dǎo)體41的表面和/或在第二透 明導(dǎo)體41側(cè)金屬層42的表面形成凹凸，如同在上述第三和第四實施例中所示出的。在該 情形，從發(fā)光層5發(fā)出的光更可能在第二透明導(dǎo)體41和金屬層42之間的界面反射，從而可 以改善從發(fā)光層5發(fā)出的光的外部提取效率。此外，優(yōu)選在金屬層42側(cè)上第二透明導(dǎo)體41 的表面和/或在第二透明導(dǎo)體41側(cè)金屬層42的表面以凹痕的形式形成凹凸。在該情形， 從發(fā)光層5發(fā)出的光更可能在第二透明導(dǎo)體41和金屬層42之間的界面反射，并且因而存在一種趨勢，即可以進(jìn)一步改善從發(fā)光層5發(fā)出的光的外部提取效率。在所述第二實施例中，解釋了其中Ag-Nd確定為用作金屬層42的材料的Ag合金 的情形。在所述第三和第四實施例中，解釋了其中Al用作金屬層42的材料的情形。在本 發(fā)明中，金屬層42優(yōu)選包括選自由金屬粘接層、金屬阻擋層和金屬反射層構(gòu)成的組的至少 一層。在該情形，金屬層42展示了選自由金屬粘接層功能(當(dāng)與其中沒有形成金屬粘接層 的情形相比，可以用插入其間的金屬粘接層進(jìn)一步抑制層信號剝離的功能)、金屬阻擋層的 功能(當(dāng)與其中沒有形成金屬阻擋層的情形相比，可以用插入其間的金屬阻擋層進(jìn)一步抑 制層間原子遷移的功能)、和金屬反射層的功能(反射至少部分來自發(fā)光層的光的功能)的 組成的組的至少一種功能。因而，存在一種趨勢，即改善本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的 制造產(chǎn)率和可靠性，已經(jīng)例如光的外部提取效率的特性。
這里，就改善金屬粘接層的功能而言，可以優(yōu)選使用鉻或鉻合金作為金屬粘接層 的材料。就改善金屬阻擋層的功能而言，可以優(yōu)選使用鎳、鈦、鎳鈦合金或鉬作為金屬阻擋 層的材料。此外，就改善金屬反射層的功能而言，可以優(yōu)選使用選自由銀、鉬、鋁、銠、銀釹合 金、銀釹銅合金、銀鈀合金、銀鈀銅合金、銀鉍合金和銀釹金合金構(gòu)成的組的至少一種作為 金屬反射層的材料。在上述第一至第四實施例中，透明導(dǎo)體40側(cè)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的表面、或第 一透明導(dǎo)體43側(cè)其表面，制造作為安裝表面以被安裝到安裝構(gòu)件上。在上述安裝表面上， 可以形成例如鉻和金的層疊體的金屬膜。在上述第一至第四實施例中，藍(lán)寶石基底用作在其上生長氮化物半導(dǎo)體層的基 底。對于在本發(fā)明中用于在其上生長氮化物半導(dǎo)體層的基底，就減小基底和形成氮化物半 導(dǎo)體層的氮化物半導(dǎo)體晶體之間的晶格常數(shù)差異而言，優(yōu)選使用選自由藍(lán)寶石、砷化鎵、磷 化鎵、硅和鍺組成的組中的至少一種類型的半導(dǎo)體晶體。在上述第一至第四實施例中，發(fā)光層5被描述為具有MQW結(jié)構(gòu)的層。但是，本發(fā)明 不僅局限于此，也可以使用具有單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)的發(fā)光層。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種可以改善制造產(chǎn)率和可靠性的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件 及其制造方法，因而根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體元件可以合適地用于具有發(fā)出例如不低于 430nm并且不高于490nm的波長的藍(lán)光的藍(lán)發(fā)光二極管等。盡管詳細(xì)描述和圖示了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)清楚地理解這些描述和圖示僅是示意和 示例性地，而非限制性地，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求的款項解釋。本申請基于分別于2006年9月8日和2007年5月31日在日本特許廳提交的日 本專利申請No. 2006-244195和2007-145584，其整體內(nèi)容以引用的方式引入于此。
權(quán)利要求
一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，包括第一透明導(dǎo)體；金屬層；第二透明導(dǎo)體；第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層；發(fā)光層；和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，所述金屬層、第二透明導(dǎo)體、第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層按順序?qū)盈B在所述第一透明導(dǎo)體上，所述第二透明導(dǎo)體的厚度比所述第一透明導(dǎo)體的厚度小。
2.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，包括第一透明導(dǎo)體；金屬層；第二透明導(dǎo)體；第一 導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層；發(fā)光層；和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，所述金屬層、第二透明導(dǎo) 體、第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層按順序?qū)盈B在所述 第一透明導(dǎo)體上，在所述第一透明導(dǎo)體側(cè)的氮化物發(fā)光元件的表面制造作為安裝表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，該元件包括透明導(dǎo)體、第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層按順序?qū)盈B在所述透明導(dǎo)體上。本發(fā)明還提供了一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件，該元件包括透明導(dǎo)體；金屬層；第二透明導(dǎo)體；第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層；發(fā)光層；和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層，所述金屬層、第二透明導(dǎo)體、第一導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層、發(fā)光層、和第二導(dǎo)電型氮化物半導(dǎo)體層按順序?qū)盈B在所述透明導(dǎo)體上。本發(fā)明還提供了各個這些氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。
文檔編號H01L33/42GK101807636SQ201010121580
公開日2010年8月18日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日
發(fā)明者幡俊雄 申請人:夏普株式會社