本發(fā)明涉及發(fā)光元件。

背景技術(shù)：

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

專利文獻(xiàn)1：(日本)特開2014－236070號(hào)

在上述的發(fā)光元件中，由于在半導(dǎo)體層積體的上表面形成有具有均一厚度的保護(hù)膜，故而在保護(hù)膜的厚度薄的情況下，會(huì)有半導(dǎo)體層積體劣化的可能性。另外，雖然將保護(hù)膜的厚度增厚的話能夠抑制半導(dǎo)體層積體的劣化，但另一方面，來(lái)自半導(dǎo)體層積體的光容易被保護(hù)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明一方面的發(fā)光元件具有：半導(dǎo)體層積體；上部電極，其設(shè)置在所述半導(dǎo)體層積體的上表面的一部分；下部電極，其具有光反射性，設(shè)置在所述半導(dǎo)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(hù)膜，其與所述上部電極的表面、和所述半導(dǎo)體層積體的上表面連續(xù)而設(shè)置，在所述下部電極的正上方區(qū)域設(shè)置的所述保護(hù)膜的厚度比與所述上部電極的表面、和設(shè)有所述上部電極的區(qū)域的附近區(qū)域的所述半導(dǎo)體層積體的上表面連續(xù)而設(shè)置的所述保護(hù)膜的厚度薄。

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

附圖說(shuō)明

圖1是示意地表示實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(biāo)記說(shuō)明

10：半導(dǎo)體層積體

10n：n側(cè)半導(dǎo)體層

10a：活性層

10p：p側(cè)半導(dǎo)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(hù)膜

14：絕緣部件

15：接合部件

16：基板

100、200：發(fā)光元件

具體實(shí)施方式

＜實(shí)施方式1＞

圖1是表示本實(shí)施方式的發(fā)光元件100的俯視圖。圖2是用于說(shuō)明發(fā)光元件100的構(gòu)成的部分剖面圖。圖3是用于說(shuō)明在發(fā)光元件100配置有設(shè)于半導(dǎo)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(shuō)明實(shí)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(shè)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(dǎo)體層積體10、在半導(dǎo)體層積體10的上表面的一部分設(shè)置的上部電極11、在半導(dǎo)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(shè)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(dǎo)體層積體10的上表面連續(xù)而設(shè)置的保護(hù)膜13。而且，在下部電極12的正上方區(qū)域設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度比與上部電極11的表面、和設(shè)有上部電極11的區(qū)域的附近區(qū)域的半導(dǎo)體層積體10的上表面連續(xù)而設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度薄。

由此，能夠抑制半導(dǎo)體層積體的劣化且提高光取出效率。以下，對(duì)該方面進(jìn)行說(shuō)明。

在發(fā)光元件100中，半導(dǎo)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(dǎo)體層積體10的劣化，半導(dǎo)體層積體10的表面被具有透光性的保護(hù)膜13覆蓋。但是，通過(guò)由保護(hù)膜13來(lái)吸收來(lái)自半導(dǎo)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(qiáng)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(hù)膜吸收。另一方面，保護(hù)膜13中從外部供給電力的開口部及較薄地形成有保護(hù)膜13的部分會(huì)侵入水分。另外，半導(dǎo)體層積體10的上表面中、設(shè)有上部電極11的區(qū)域的附近區(qū)域(以下也簡(jiǎn)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(dǎo)體層積體10氧化，由此，具有易劣化的傾向。

因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)將半導(dǎo)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(shè)置的保護(hù)膜13的厚度減薄，將保護(hù)膜13對(duì)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(shè)置的保護(hù)膜13的厚度較厚地形成。由此，在具有半導(dǎo)體層積體10容易劣化的傾向的附近區(qū)域，能夠抑制半導(dǎo)體層積體10的劣化。即，在本實(shí)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(duì)發(fā)光元件100的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。

如圖2所示，半導(dǎo)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(dǎo)體層10p、活性層10a及n側(cè)半導(dǎo)體層10n。半導(dǎo)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(dǎo)體層10n、活性層10a及p側(cè)半導(dǎo)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(dǎo)體。

也能夠?qū)雽?dǎo)體層積體10的n側(cè)半導(dǎo)體層10n的上表面設(shè)為粗糙面。通過(guò)將上表面設(shè)為粗糙面，能夠使光取出效率提高。例如，在通過(guò)形成多個(gè)凸部而形成為粗糙面的情況下，為了適當(dāng)?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(shè)置在半導(dǎo)體層積體10上表面的一部分，與n側(cè)半導(dǎo)體層10n電連接。即，在本實(shí)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(kuò)散的電極。如圖1所示，在半導(dǎo)體層積體10的上表面設(shè)有多個(gè)外部連接部11a，在各自的外部連接部11a設(shè)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(shè)置在半導(dǎo)體層積體10下表面的一部分，與p側(cè)半導(dǎo)體層10p電連接。即，在本實(shí)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(shè)有下部電極12。由圖3可理解，下部電極12設(shè)置在半導(dǎo)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(dǎo)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(dòng)，電流向半導(dǎo)體層積體10的大范圍擴(kuò)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(lái)自半導(dǎo)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(hù)膜13具有保護(hù)發(fā)光元件100的功能。保護(hù)膜13設(shè)置在未形成有上部電極11的半導(dǎo)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(shè)有保護(hù)膜13，將導(dǎo)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(shè)置的保護(hù)膜13的厚度比與上部電極11的表面、附近區(qū)域的半導(dǎo)體層積體10的上表面連續(xù)而設(shè)置的保護(hù)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(dǎo)體層積體10的上表面連續(xù)而設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度比在下部電極12的正上方區(qū)域設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度厚。由此，能夠抑制半導(dǎo)體層積體10的劣化，且能夠?qū)?lái)自半導(dǎo)體層積體10的光有效地取出。另外，在此所說(shuō)的保護(hù)膜13的“厚度”是指與形成保護(hù)膜13的各部件的表面垂直的方向上的保護(hù)膜的厚度。

在發(fā)光元件100中，俯視觀察下，保護(hù)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(hù)膜13形成得較厚。由此，能夠進(jìn)一步提高光取出效率。

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

在下部電極12的正上方區(qū)域設(shè)置的保護(hù)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(dǎo)體層積體10的上表面設(shè)置的保護(hù)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(shè)置的保護(hù)膜13的厚度設(shè)為0.2μm，將與上部電極11的表面和附近區(qū)域的半導(dǎo)體層積體10的上表面連續(xù)而設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度設(shè)為0.7μm。由此，能夠抑制上部電極11的附近區(qū)域的半導(dǎo)體層積體10的劣化，確保可靠性，且將來(lái)自半導(dǎo)體層積體10的光有效地取出。

在下部電極12的正上方區(qū)域設(shè)置的保護(hù)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(hù)功能，且進(jìn)一步減輕對(duì)來(lái)自半導(dǎo)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(dǎo)體層積體10的上表面連續(xù)而設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度優(yōu)選為0.5～1.0μm。由此，由于水分不易透過(guò)保護(hù)膜13到達(dá)半導(dǎo)體層積體10，故而能夠抑制半導(dǎo)體層積體10的劣化。另外，由于保護(hù)半導(dǎo)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(hù)膜13與延伸部11b的表面、和包含設(shè)有延伸部11b的區(qū)域的附近區(qū)域在內(nèi)的半導(dǎo)體層積體10的上表面連續(xù)而設(shè)置。此時(shí)，在延伸部11b的表面、和設(shè)有延伸部11b的區(qū)域的附近區(qū)域的半導(dǎo)體層積體10的上表面設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度形成得比在下部電極12的正上方區(qū)域設(shè)置的保護(hù)膜13的厚度厚。由此，在半導(dǎo)體層積體10上表面的較大范圍，為了得到保護(hù)膜13產(chǎn)生的效果，能夠進(jìn)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(shè)于半導(dǎo)體層積體10上表面的一部分的第一上部電極111、設(shè)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(hù)膜13的端部?jī)?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(shè)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(hù)膜13之間，能夠抑制半導(dǎo)體層積體10的劣化。這樣的多層構(gòu)造只要僅設(shè)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(duì)光的吸收并抑制輸出的降低。

半導(dǎo)體層積體10的上表面中設(shè)有上部電極11的區(qū)域的附近區(qū)域在俯視觀察時(shí)，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(hù)膜13的厚度比設(shè)于下部電極12的正上方區(qū)域的保護(hù)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?yàn)楹?。通過(guò)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(dǎo)體層積體10的劣化。另外，通過(guò)將附近區(qū)域的外緣設(shè)為距離上部電極11的端部30μm以下，能夠抑制半導(dǎo)體層積體10的劣化且提高光取出效率。

設(shè)有延伸部11b的區(qū)域的附近區(qū)域，與設(shè)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(dǎo)體層積體10的劣化。因此，俯視觀察下，保護(hù)膜13中較厚的部分從延伸部11b伸出的距離比保護(hù)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(hù)膜13中較厚的部分從延伸部11b伸出的距離設(shè)為15μm，將保護(hù)膜13中較厚的部分從外部連接部11a伸出的距離設(shè)為20μm。在設(shè)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(hù)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(jìn)一步減輕保護(hù)膜13對(duì)來(lái)自半導(dǎo)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(diǎn)來(lái)看，保護(hù)膜13能夠使用例如sio2、sion、sin。在本實(shí)施方式中，保護(hù)膜13能夠使用sio2。

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

如圖2及圖3所示，絕緣部件14設(shè)置在半導(dǎo)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(dǎo)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(lái)自半導(dǎo)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(guò)將半導(dǎo)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(shè)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(shí)施方式，將半導(dǎo)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(shè)有下部電極12的區(qū)域設(shè)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(shè)置的保護(hù)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(shè)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(shè)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(hù)膜13同樣的材料。在本實(shí)施方式中，保護(hù)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(shè)為0.05μm以上為好，設(shè)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(shè)為1μm以下為好，設(shè)為0.5μm以下更好。

接合部件15設(shè)置在半導(dǎo)體層積體10與基板16之間，用于將二者接合。此時(shí)，設(shè)于半導(dǎo)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(dǎo)通。接合部件15在半導(dǎo)體層積體10下表面的大致整個(gè)區(qū)域、和基板16的上表面分別設(shè)置導(dǎo)電性部件，通過(guò)將這些導(dǎo)電性部件接合而形成。從接合性及導(dǎo)電性的觀點(diǎn)來(lái)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(dǎo)電性，設(shè)置在半導(dǎo)體層積體10的下方?；?6能夠使用例如cuw、si、mo。

＜實(shí)施方式2＞

參照?qǐng)D4對(duì)本實(shí)施方式的發(fā)光元件200進(jìn)行說(shuō)明。

發(fā)光元件200在保護(hù)膜13的構(gòu)成上與實(shí)施方式1不同。其他的構(gòu)成與實(shí)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(shè)有上述保護(hù)膜13。即，半導(dǎo)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(hù)膜13露出。在這樣的方式下，也與實(shí)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(lái)自半導(dǎo)體層積體10的光不被保護(hù)膜13吸收的區(qū)域，故而與實(shí)施方式1相比，可靠性降低，但光取出效率高。

以上，對(duì)實(shí)施方式1及實(shí)施方式2進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。