TWI282635B - GaN-based light-emitting diode and luminous device - Google Patents

Description

1282635 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種改善發光效率的GaN系發光二極 ” 體及使用該GaN系發光二極體的發光裝置。 •【先前技術】 • GaN系發光二極體（以下也稱為[GaN系LED])係夾著 由GaN系半導體組成的發光層，接合有p型及η型的GaN 系半導體而成之具有pn接合二極體構造的半導體發光元 ®件，藉由選擇構成發光層的GaN系半導體的組成，可使發 出紅色至紫外線的光。

GaN系半導體係由以化學式AlaInbGai.bN(0$a$ ；1， OS 1，〇$ a+b$ 1)決定的三族氮化物組成的化合物半導 體，例如可舉例說明 GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN、A1N、 InN等任意的組成物。而且，在上述化學式中，以硼（b)、 鉈（T1)等置換三族元素的一部分者，或以磷（p)、砷（As)、 鲁銻（Sb)、鉍（Bi)等置換N(氮）的一部分者也包含於GaN系半 導體。

GaN系LED可使用有機金屬化合物氣相成長（MOVPE， Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)法、氫化物氣相成長 (HVPE : Hydride Vapor Phase Epitaxy)法、分子束磊晶成長 (MBE : Molecular Beam Epitaxy)法等的氣相成長方法，在 由藍寶石（sapphire)等組成的結晶基板（substrate)上依序疊 層η型GaN系半導體層、發光層、p型GaN系半導體層， 然後，可藉由在η型GaN系半導體層與p型GaN系半導 5 317713 1282635 ι 體層的每一層形成電極而製造。 此外’在本說明書中係視為在GaN系半導體層的氣相 成長時，結晶基板位於下側，在其上堆積有GaN系半導體 、層，在元件構造的說明中也適用該上下的區別。此外，茲 將與上下方向（也是基板或半導體層的厚度方向）正交的方 向亦稱為橫方向。 而且，將P型GaN系半導體層簡稱為p型層，將11型 GaN系半導體層簡稱為^型層。 +而且，亦將Ρ型GaN系半導體的歐姆電極稱為ρ型歐 姆電極（p-type ohmic electrode)，將η型GaN系半導體的 歐姆電極稱為η型歐姆電極（n_type Ghmie eleetr〇de)。 習知有-種G a N系L E D，係在透明基板上依序疊層有 η型層、發光層、p型層，在p型層上配設有使在發光層發 先的光透過之方式形成的p型歐姆電極、及反射 利特開2004-119996號公報）。 【發明内容】 T Fn Ϊ日本專利㈣2謝_ 11 9996號公報所記載的GaN系 歐姆％在I型層的表面形成有由Pd(l巴）組成的部份P型 由二/上方直接覆蓋有由AI(鋁)組成的反射層。A1 妙二屬方；GaN系LED的典型的發光波長之在綠色至近 區域的反射率最高的金屬之一，故藉由這種構造的採 用’期待可提高GaN系LED的光取出效率。但是一方

Lit::，造中，藉由在歐姆電極的形成時通常所 …、处 k成A1擴散至P型歐姆電極的内部或p 317713 6 1282635 • 姆電極與p型層的界面 該接_且上升二： ，造成整:的;:::::降低’故〜效率高 者，系為解決上述習知技術的問題點而研創 ， 的在提供—種改善發光效率的GaN系LED。

本發明具有以下的特徵： 、M 鲁 〇)、一種GaN系發光二極體，包含： η型GaN系半導體層； 糸主發光層’形成於該n型GaN系半導體層上且由GaN 糸+導體組成； P型GaN系半導體層，形成於該發光層上； P型歐姆電極，在該？型GaN系半導體層的表面形成 為具有窗部的圖案； •金屬製反射層，以與該？型GaN系半導體層夾著該p 馱姆屯極之方式形成，且將通過該窗部而由該發光層到 達的光予以反射；以及 保濩膜，介設於該反射層與該P型歐姆電極之間且由 絕緣體組成。 (2) 、如前述（1)之GaN系發光二極體，其中，該反射 層的最表面層係接合層（b〇nding 〗ayer)，或者在該反射層上 再形成有金屬製的接合層。 (3) 、如前述（2)之GaN系發光二極體，其中，該接合 層係由Au、AU合金、如或Sn合金所組成的層。 7 317713 1282635 ι (4)、如前述（3)之GaN系發光二極體，其中，至少將 由珂述發光層到達的光予以反射之部分的反射層係由 Ag、Ag合金、八卜A1合金或白金族元素所形成。 、 （5)、如前述（3)之GaN系發光二極體，其中，至少將 由則述發光層到達的光予以反射的部分之該反射層係由 • Ag、Ag合金、A1或A1合金所形成，而且，在該部分與前 述接合層之間介設有障壁層1叮打）。 φ ⑹如鈾述Ο之系發光二極體，其中，該保護 膜的膜厚為至1//m。 (7) 、如岫述⑴之GaN系發光二極體，其中，該保護 膜係具有比前述p型GaN系半導體層更低的折射率。 (8) 、如前述（1)之GaN系發光二極體，其中，至少將 由月，J述發光層到達的光予以反射的部分之前述反射層係由

Agj Ag合金、八丨或八丨合金形成，而且，前述p型歐姆電 極係為包含Au的p型歐姆電極。 ⑩，（9)'如前述⑴之_系發光二極體，其中，前述p 尘臥姆I極係在與前述保護膜接觸的部位包含由Ni、Ti 或Cr組成的部分。

前述P

前述P 〇〇)、如前述（1)之GaN系發光二極體，其中 型歐姆電極的膜厚為60nm至l#m。 〇1)、如前述（10)之GaN系發光二極體，其中 型歐姆電極的膜厚為lOOnm以上。 ’、 317713 8 1282635 .則述發光層係由發光波長420nm以下的InxGa]_xN(包含 x=〇的情形）所組成。 λ _ () 種舍光t置，係匈述（2)之GaN系發光二極體 係將前述接合層朝向該安裝面而固定在安裝用基材的安裝 、面上’該接合層與該安裝用基材係藉由導電性接合材料接 合0 (14) 、如前述（13)之發光裝置，其中，藉由前述導電性 籲接合材料進行的接合係藉由銲接（s〇ldering)形成者。 (15) 、如前述（13)之發光裝置，其中，藉由前述導電性 接合材料進行的接合係藉由共晶接合而形成者。 【實施方式】 以下參照圖式具體地說明本發明。 ‘第1圖係顯示本發明實施形態之GaN系LED的構造 =模式圖，第！圖⑷係頂視圖，第J圖⑻係第 χ-γ線中的剖視圖。 _ 在第1圖令，i為結晶基板，2為η型層，3為發光層， 為Ρ型層’Ρ1為η型歐姆電極，卩2為ρ型歐姆電極，Μ .、、、Ρ侧接合電極’ Ρ4為由絕緣體所組成的保護膜，μ為 結晶基板1例如為藍寶石基板。 η型層2例如為以5χ 1〇IW3的濃度推雜以(石夕）之膜 厚3 // m的GaN層。 、 發光層3例如為將膜厚8麵的㈣障壁層與膜厚_ 的InGaN井層予以晶居女 邛曰丁以s層各10層而形成的MQW(多重量子 317713 9 1282635 井（MultiQuantumWell))層。 P型層4例如為膜厚3〇 m的Al〇.]Ga〇9N層虚腺展 200nm的GaN層的疊層體，豆 J增』厂子 ^ ^ ^ ^ ^ -λ Τ μ Al〇.iGa0.9N 層係以與發 •先層3接觸的側作為以ΐχ ι〇Ι9 ^ , ^ r μ ^ ^ cm的浪度摻雜Mg(鎂）的 層讜GaN層係以與p型歐姆 ν 1Π19 -3 ΛΑ ^ ^ , 人玛也極Ρ2接觸的側作為以5 X 10 cm的濃度摻雜Mg(鎂）的層。 在結晶基板1與n型層2之間配設由GaN、A1GaN# 組成的未圖示之緩衝層（bufferlayer)較佳。 η型歐姆電極P1例如為藉由：由盥n 依序疊層膜厚3Gnm的A卜膜日2接觸的侧 胰与100nm的Pd(鈀、、臌斤 100nm的Au(金）、膜屋】οη Λ, 、）版厚

Ami 的Pt㈤、膜厚彻麵的

Au，進仃熱處理而形成。 P型歐姆電極P2例如蛊並山.丄， 价u田Ά 為猎由.由與Ρ型層4接觸的側 依次豐層膜厚2〇nm的Pcl、膜屋1ΛΛ αα λ u腺7予10〇nm的Au、膜犀10_ 的Ni (鎳），進行熱處理而形 、尽1〇nm 4種；度的電極膜因呈不 型歐姆電極P2係形成為具有窗部的圖宰，俾 層3產生的光可透過。窗部係指不存 ::荦在：1圖的例子中，。型歐姆電㈣係形成為Π θ案° t子狀圖案的尺寸例如將窗部設為—邊8“出 =形，將相互接鄰的窗部的間隔（電極膜部分的寬）設 縱橫各 2 // ni。 ° 、此外，形成於Ρ型歐姆電極Ρ2的最表面之Ni薄膜 用以使與保護膜P4的密接性提高的密接強化層。也能 這種密接強化層使用Ti(鈦）層或Cr(鉻）層。 b 317713 10 1282635 P側接合電極！>3例如 姆電極μ接觸的側依序疊〜.=p型層4及P型歐 的Au，進行熱處理而形^。曰料2〇nm的Ti、膜厚6跑m 由絕緣體組成的保謹 的膜厚300nm的Si〇2y又 係例如以電聚CVD法製膜 膜戸100 Μ ή:係例如由與保護膜P4接觸的側依序疊層有 胰谷100nm的a卜膜厘^ τ且曰, 之疊層體。 ^ 1GGnm_、膜厚⑽⑽的Au 在弟1圖所示的Ga]sj金τ ϋΤΛ上 #主篮曰N糸LED中，在發光層3產生的 先主要疋由結晶基板丨的 直接或經過内部反射，纟^出到70件外。由發光層3 歐姆進行到上方的光係在p型 面或反射層Ρ5的下面受到反射，改變進 σ下方右以Sl〇2形成保護膜Ρ4，則因Si〇2的折 射：比GaN系半導體低，故在p型層4與保護膜P4的界 面中^因折射率差造成的反射，使光取出效率的改善效 果更提面。因Si〇2為絕緣體’光吸收較小，因此當在發光 層產生的光透過保護膜卩4時，或在p型層4與保護膜料 的界面被反射時所受的損失變成極低。 其-人，忒明第1圖所示的GaN系LED的製程。 首先，在結晶基板1的成長面上使用MOVPE法、HVPE： 法、MBE法等，依序成長緩衝層、n型層2、發光層3、卩 型層4。在成長p型層4後，依照需要為了使該p型層* 低電阻化’進行退火（annealing)等的處理。 第2圖（a)係完成p型層4的成長的晶圓的頂視圖。方 317713 11 1282635 便上僅顯示相當於-個元件的區域，惟 圓單位來^第2 _及⑷係與第3 干二對型層4的成長的晶圓’首先如第2(b)圖所 ,二:成13^姆電極！>2。料電極膜的形成可使用公知的 瘵鑛（eVaporation)法、濺鑛（啊如㈣法、cvd 恭 極膜的圖案形成（patterning)可使用—般的光微： (ph〇tollth〇graphy)技術來進行。例如為在p㈣層 : 形成光阻(Ph〇toresist)膜，#自光微影技術 ^ 電 ’鳩广，口部的圖案後，使用電子束蒸鑛法 膜’瑕後剝離（肋。ff)光阻膜之方法。而且，在全 成電極臈，之後蝕刻去除不需要的部分的方法亦可。7 η型歐姆電極P1、P側接合電極P3、保護膜P4、反 層P5的圖案形成也能藉由同樣的方法進行。 :成P型歐姆電極P2，[藉由使用氯氣的反應性離 J法，由p型層4的表面側去除p型層4與發光層3 卞部分，如第2圖⑷所示，使n型層2露出。此步驟:係 快要形成後述的n型歐姆電極P1之前進行也可以。 ^ ^ ^如第3圖（d)所示，形成覆蓋p型歐姆電極p2 、n P刀形成由絕緣體所組成的保護膜P4。製膜法係依 =保護膜的種類，可適當地❹CVD法、輪法、基鑛 ^習知的製膜法。使用溶膠_凝膠（s〇1_gel)法等的座式法 也無妨。在以Si〇2形成保護膜p4時較佳的製膜法係為難 以產生針孔（pinh〇le)的電漿CVD法。 其次，如第3圖（e)所示，在保護膜p4的表面形成反 317713 12 1282635 射層P5。對於反射層p5的形 ― 濺鍍法、CVD、>笪了使用白知的洛鍍法、 P5之缘=二在第3圖⑷中雖然是使反射層 是必：反二 P4的緣部而形成，惟這種構成不 . 、反射層P5剛好與保護膜P4重聂而 ―也可:保…的緣部，與。型層4的表面接觸而形成 與二=3Ρ3_所示’分別形“型歐姆電極P1 P调接口私極P3。n型歐姆電極 應性離子勉刻使其露出的 :错由反 形成。此等電極#由純^㈣部分電性連接之方式 知由任何一方先形成皆可。對; 用公知的蒸錄法、濺鍍法、cv 對：：版可使 P W接口電極P3的形成結 圓全體5分鐘，以你、隹千μ 後以400 C熱處理晶 以促進電極與GaN系 熱處理也具有使保 的讀。該 果。 _P4與反射層p5的密接性提高的效 此外針對11型歐姆電極與p帝 、 盘车塞财从4立你 Λ ^姆黾極’為了降低 料中J不進行t ^佳，惟在電極材 者，對於使用c種：理也迠得到實用上充分低的接觸電阻 針對二=極材料的情形係無需熱處理。而且， 熱處理。电極與p型歐姆電極以外的構件也無需進行 熱處理後，依”衫肢 面，在使結晶基板！的厚度變薄後，研/田了基板1的下 寻傻使用劃線（scribing)、 317713 13 1282635 切割（dicing)、雷射熔斷等的方法進行元件分離。 以上雖然是使用第1圖至第3圖說明本發明實施形態 之GaN系LED的構成及製程，惟本發明並非限定於前述 .例示的構成。 結晶基板只要是可使用於GaN系半導體層的磊晶成 長（epitaxial growth)之基板即可，除了藍寶石基板外，較佳 的結晶基板可列舉：由Si、SiC、GaN、AlGaN、ZnO、A1N、 GaAs、GaP、ZrB2、TiB2、尖晶石（spinel)、NG0(NdGa03)、 鲁LG0(LiGa02)、LA0(LaA103)等組成的基板，或以由此等 材料組成的結晶層作為表層而具有的基板。 加工結晶基板的結晶成長面作為凹凸面’措由在該面 上部分地形成阻礙GaN系半導體結晶的成長的遮罩 (mask)，可使GaN系半導體結晶的橫方向成長產生。橫方 向成長的結晶係變成差排密度（dislocation density)低的高 品質的結晶。 • GaN系半導體的成長所使用的結晶基板也能在製造元 件的途中的製程中，或在安裝已晶片化的元件後予以去除。 由η型層、發光層及p型層組成的疊層構造若為被植 入η型層的η型載子（carrier)與被植入ρ型層的ρ型載子在 發光層再結合而產生發光而構成的話較佳，關於各層的結 晶組成、層厚、被添加的雜質的種類及濃度等，若適當參 考習知習知的技術亦可。較佳為以帶隙（band gap)比發光層 更大的η型層與ρ型層夾著發光層之雙異質構造（double hetero-structure)。而且，發光層係以單一量子井（SQW, 14 317713 1282635 ，刑1ϊ 1、qua咖'weII)構造或多重量子井_w)構造較佳。e / Ή層^可作成為以疊層具有被覆層（elad layer)、 接觸層等的不同功能的層之多層構造。 - 對於P型歐姆電極，作主料 jxil χτ ^ 作為對p型GaN系半導體的低接 _觸電阻的電極可適當地使用f知的電極。 - ，3 Au的P型歐姆電極已知與㈣系半導體的接觸 二：別：，係最佳的p型歐姆電極。例如由心單體組

玉H、或由以Au為主成分的合金組成的如合金 電極、或豐層由Ni、P

Rh(铑）、Pt、T1等選擇的一種以 上々五屬M Au且經熱處理所形成之Au系電極。 匕3、種Au的P型歐姆電極因Au的熔點較低，故容 易受到反射層的構成材料的擴散所造成的影響。因此 電：與反射層之間介設保護膜的本發明的構成， 係在使用包含AU的p型歐姆電極時特別有效。 化人m與/=人了即使在較低溫也反應形成金屬間 二 …如的P型歐姆電極與由A1組成 m，則藉由在歐姆電極的形成時所進行的一般教處 理，…型歐姆電極的特性顯著地劣化之問題。因此， 在P型歐姆電極與反射層之間介Μ 成，係在組合包含姆的本發明的構 層時特別有效。 姆电極與由A1組成的反射 其他的較佳的P型歐姆電極可舉例說明疊層 單體或合金組成的電極、白金族元素選擇的兩種 以上的祕。白金族元素因對可見光至近紫外的光之反射 317713 15 1282635 性優良，故若使用這種型 率良好。 極’則LED的光導出效 若P型歐姆電極的最上層為由 _的層，則與由絕緣體組成的 -、几$組成 .變的容易剥離。因此，==性變低’保護膜 位係以Ni、Ti、Cr 杜姆电極中與保護膜接觸的部 以寺形成較佳〇 Ni、Ti、 對金屬氧化物或金屬氮化物顯示 、、孟萄係 保護膜的義，使元件的特性 、"妾^ °藉由抑制 藉由將P型歐姆電極二靠度提高。 %極產生的光吸收變小，由 一使由该 件的光導线錢高。錢收造成的損域低，故元 ρ型歐姆電㈣膜厚未被限定， 高透明性的厚度之20_以下。但是，若更進:::顯： 厚度的Ρ型歐姆電極形成為具有窗部的圖案時二 1 阻（Sheet resistance)過高，甚至因為晶片的尺合 ►流不充分地擴散至晶片的角隅之問題。、“生電 為了降低P型歐姆電極的薄片電阻 良好地擴散，令電極臈的膜厚為6()nm以上=朝=向

以上更佳。若設為100_以上，黯入至=H ..工則射入至電極膜部分的光 盖：也二ί過電極膜而被反射’故在元件的光導出效率改 ° 文佐。右光透過ρ型歐姆電極的電極 吁的反射損失。 〜 而且，在本發明的GaN系LED甲因將ρ型歐姆電極 317713 16 1282635 7成為具有窗部的圖案’故為了抑制起因於構 =夾著該金屬的P型層及保護膜之熱 ：產= 輪的劣化，也如上述令P型歐姆電極=的 以上較佳，100_以上更佳。 〕胰厗為60麵 位於=4:適合？型歐姆電極的金屬的線膨脹率大概 、X 10 K至2x 1〇-5K-]的範圍，而仏 ::膨脹率在GaN時為5.6χ1〇·6〜該 = 之金屬氧化物或金屬氮化物的線膨服率2 二V〇 K·1以下。如此’被由線膨脹率比本身還小的 成的P型層及保護膜夾著的P型歐姆電極，若在制 程中或元件的使用時受到加熱，則在之後被冷 : =會變成受到強的引拉應力。此時，電極膜的膜厚越：， :由於應力遷移（stress migration)現象等使電極膜容易產 生大的變形或破壞。特別是在形成為具有窗部的圖案 型歐姆電極中，構造上由於電極膜的大規模的變形或破 ，’使其電流擴散功能大大地受到影響。^電極的電流擴 放功能降低’則會發生元件的動作電麗的上昇或因電流集 中於-部分所造成的發光的不均勾化或局部的發熱、由S 發熱造成的發光效率的降低、元件壽命的降低之問題。 、此一因加大P型歐姆電極的膜厚所產生的效果會在形 成方；其上的保護膜的財料使M Si02時更為顯著。此乃因 s】〇2在較佳的保護膜的材料中也是線膨脹率特別小的材料 之故。 而且，邊效果在p型歐姆電極配設用以強化與保護膜 317713 17 1282635 的密接性之由Ni、Ti、Cr等組成 因越提高與保護膜的 才更為頒者。此乃 述熱膨脹率差而承受；歐姆電極起因於上 +自保瘦胰的應力越強之故。 另彳面’右過於加大p型歐 電極膜容易由p型層的表面剝 ^尽則因有 極的膜厚為1//m / 、 、。 7 P型歐姆電 下特佳。# M下較佳，5()()_以下更佳，_咖以 也有^==_€極_ ’則在LED的製程中 田在P型層上形成為具有

型歐姆電極的更上方形成光 ^ =圖木之P 離或脫落等不良情形的產生，並:使二:：;先，剝 光阻膜之製程係由例如由第 口 13此形成 W 4 由弟2圖（b)所示的狀態在PM 4 mask)可使用：阻，在'。在此製程中，轴刻遮罩⑽hing Μ欠進行钱刻加工的p型声4 先戶版復盖去除 膜係以Ρ型層4的=層：：表面之部分。亦即，此光阻 宰之 』 、 /、在其上形成為具有窗部的圖 魏姆電極P2組成的凹凸面(P型歐姆電極P2的窗 P=凹：，電極膜部分成為凸部)當作基底面而形成，惟 2的膜厚越小’該基底面越接近平坦面，故 、的也接性變佳’而抑制其卿或脫落。 以下^ ”型歐姆電極的膜厚為500nm J車乂二鳥，以下更佳。若如此減小p型歐姆電極的 、予，則由於同樣的效果，亦可抑制在覆蓋p型歐姆電極 317713 18 1282635 =形成的保賴之上製作光_時之該光阻膜的剝離及脫 具有窗部的圖案係舉例說明電極膜為呈現網狀、分枝 1、梳子狀、放射狀、渦旋狀、曲折（mea，狀等的圖案。 -弟4圖⑷係具有方形的窗部的網狀圖案之一例，第*圖⑻ 係具有圓形的窗部的網狀圖案之一例，第4圖⑷㈣ 重環狀圖案與放射狀圖案的網狀圖案之一例，第j圖 ，，曲折狀圖案之一例’第4圖⑷係梳子狀圖案之一例，第 一圖⑺係分枝狀圖案之-例。格子狀圖案係網狀圖案之 。此等圖案也能混合。 任-種圖案的情形都是微細地形成電極膜部分或窗部 二二Γ⑽部分或窗部形成帶狀時的帶寬或者形成點狀 =的縱橫的寬度以1㈣至較佳，以m至 # m更佳，以2 // m至15 // ill特佳。 丨所佔歐姆電極形成為具有窗部的圖案時，令該圖案 产比趟:的面積比為2G%至8G%的範圍較佳。窗部的面 “成電流在發光層局部地以高的電流密度 將InxGaj’d)使用於發光層的元件中，已 的^加越低’亦即發光波長越短，伴隨著電流密度 (shift)亦/、效率的降低越小’而且’因發光波長的位移 栋乂 士’、…因㈣合在高電流密度下的驅動，由此，即 x=〇的,ιί:):::系LED中’發光層由InxGai-xN(包含 /、，成，在發光波長位於紫色至近紫外（約420nm 317713 19 1282635 f約365nm)的區域之發光層中’令窗部的面積比為60%至 光:率:高善電流密度使-部分的發光層動作，而有利於發 -此外，若令窗部的面積比為60%以上， 中因包含有許多電極膜的寬度較窄的部分，故起因二 繞的熱膨脹率差之熱應力而容易產生電極臈的變 形或破壞，亚且產生該變形或破壞時 ,能的降低更為顯著。為τ^“廣放功 ，膜厚為_細以上較佳。此問續’令Ρ型歐姆電極的 弟5圖係頒不本發明一會綠抑能 視圖。在此第5円J GaN系LED的剖 ,屮於，目所不的元件中，保護膜P4未完全覆蓋 姆電極P2的窗部之"層4的表面，在; =:Γ，Ρ型層4的表面與反射層p5係接觸，而在 === 制反射層。5的構成材料的擴散所造成 Ρ 姆電極Ρ2的特性劣化。 層圖或第5圖所示的元件中，若以折射率比p型 層4盘保成由絕緣體組成的保護膜P4,則在Μ 射。這綠^ 、的界面會發生因折射率差造成的光反 LED的光般因損失比在金屬表面的反射還小’故在 率比p型η 善上較佳。因此，保護膜P4由折射 在露出於 的絕緣體形成，且如第1圖所示的元件， 之間升nP型歐姆電極P2的窗部之P型層4與反射層P5 :較佳’俾以該保護膜P4完全隔開。 彖版組成的保護膜的材料除了 Si02外，可舉例說 317713 20 1282635 全屬Q2 TlC>2等。亦即，對於該保護膜，絕緣性的 二2化物/屬氮化物或金屬氧氮化物較適合，除了上 等嗜緣例况明Al2〇3、A1N、Zr()2等。也能疊層此 ，Js , , 、、·、邑、·彖肢組成的保護膜因光吸收 、二:：：保護膜的内部時、或在p型層與保護 胰的界面被反射時所受的損失設為較小者。 :護膜的膜厚若為達成本發明的目 特別被限定，惟為了確實 I禾 1以上較佳，以〇9 、、&成热針孔的膜，以〇.1 Am 斗 ."m以上更佳，以0.3 // m以上特佳。

右々保護膜的膜厚為3 目丨,—曰L 的剝離法進行該圖案化。以下’則谷易地使用簡便 射層二不能說絕緣體之熱傳導性良好，故以反 層，接^接接合層，或者在反射層上再形成接合 以二::與::;基材而安裝广保護膜的膜厚 Μ寺佳，俾藉由誃安壯 以下更佳’以0.3//m以下 變大。a 衣方法得到的元件的散熱性的改善效果 第6圖係與本發明—每 圖。在爷第6 _ 之 系LED的剖視 型；f示的元件中，保護膜P4係覆蓋藉由使η 成。曰亦广出時的姓刻而露出的發光層3的端面而延長形 及、卜保€膜Ρ4係兼作為發光層3的端面保護膜。 Ρ型ίΐΓ以在發光層中產生的光的波長中，反射率比 極更高的材料形成較佳。較佳的反射層的： 為可見姐波長域至近紫外區域中的反射材料 317713 21 1282635 A1、Rh、Pt等，特別是Ag、a卜Rh、Pt以外的白金族元 素（Ir、Pd、Ru、Os)也適合使用。反射層係至少以上述元 素的反射率高的金屬形成：通過配設於p型歐姆電極的窗 部而將由發光層到達的光予以反射之部分即可。例如在第 1圖所示的元件中，以八丨僅形成反射層的該部分。也能僅 以上述元素的反射率高的金屬形成反射層。

Ag若使用於陽極，則因有容易引起電化學性遷移 (electrochemical migration)之問題，故直接將由八层組成的 反射層形成於p型歐姆電極上會有成為引起p型歐姆電極 的劣化或LED的劣化的原因之虞。 A1因其線膨脹率為GaN系半導體的線膨脹率的約4 倍’故如習知技術，若直接將由A丨組成的反射層形成 型層上，則由於因熱膨脹率差而產生的熱應力 、 的變形容易發生。若該變形波及p型歐姆電極，= 姆電極與P型層的接觸狀態惡化，Η歐姆電極的接 ^升。而"^ΑΙ因㈣較低’故在電極的熱處理時容易 κ月’而，也容易引起起因於上述的熱應力之應力 p型歐姆電極與p型層的界面之A】係使 夕 極的接觸電阻上升。而且，AI具有在與作為p型人= 的材料的金屬之間形成金屬間化合物的性質。 〇 上合有成為直引1將由A1組成的反射層形成於p型歐姆電極 曰有成為引起P型歐姆電極的劣化的原因之虞。 因此’特別是在使用由Ag 4 A1組成㈣射 p型歐姆電極與反射層之間介設保護膜的本發明㈣成2 3177J3 22 Ϊ282635 有效。 以Ag或AI形成反射層時，就反射率而言，使用單體 較佳，惟為了提高耐熱性或耐候性（weatherabiliiy)，在發 •光層中產生的光的波長中的反射率未顯著地降低的範圍 ，（例如不會到單體的8〇%以下的範圍）下，也能使用添加其 他的元素之合金。這種合金係當作各種半導體發光裝置或 液晶顯示裝置等的配線用而被開發。可適當地使用高反射 •性的Ag合金或A1合金。較佳的剔合金可舉例明在八】添 加丁i、Si、Nd、Cu等的合金。 形成由Ag*A1的合金組成的反射層之方法除了人 :鑛等之外，也能制··將由欲添加的元素的㈣ =護膜的表面’由其上疊層…後再進行熱處 : 極P"弟1圖的元件中，在由上面側觀看時，n型歐姆電 I W側接合電極Ρ3都被作成長方形狀，沿著方 Ρ: =Γ的兩邊的每一邊形成，惟η型歐姆電極- :二：：)狀或配置不限定於此。例如此等的電極 弟7圖（a)所不的元件般為正方形 — ::)所：的元件般為圓形狀亦可，而且，配置係 所不的元件般以對角配置也可以。 弟7圖⑻ 在露層的表面進行姓刻型層露出， η型歐姆電極θ 面形成η型歐姆電極的元件構成中的 參考日=姆電極、Ρ侧接合電極的㈣H 国特開200(Μ64930號公報等。 317713 23 1282635 ，此外’結晶基板可使用SiC基板、ZnO基板、QaN基 板等透明的導電性基板，惟此時可將n側的歐姆電極形成 於結晶基板的下面。 ' 對於n型歐姆電極，對n型GaN系半導體的低接觸電 阻的電極，可適當使用習知的電極。這種電極可舉出例如 與η型層接觸的部分由a卜Ti、Cr、w或此等元素的合金 所組成的電極。 •、較佳的11型歐姆電極可舉出與η型層接觸的部分由A1 組成者，惟這種11型歐姆電極可作成與反射層相同的刊面 構造。此時因可同時形成n型歐姆電極與反 少製程的數目。 又咸 作All歐姆電極若形成層厚為2〇〇_左右以上，則可兼 …口電極，惟依照需要在n型歐姆電極 側的接合電極也可以。 另外屯成η 剖視圖第。8㈣顯示第1圖所示的，咖㈣例的 ^ 8 ®巾，s為安裝用基材’例如為在由A〗 的基板S1的表面开彡忐古士 、、且成 ]衣面形成有由Au組成的導 以的圖案。GaN系lED係藉由 才S2 S3、 將反射層P5朝安μ絲⑽⑫ $性接合材料C’ 於導線電極S2 人，將η型歐姆電極Ρ1接合 將Ρ側接合電極Ρ3接人於遒# + 將反射層Ρ5接合於導峻+托u 接。杰泠線電極S3， :Γ子？材料C例如為AU-SnW的鮮:二： h放於樹脂黏合劑(binder)而成的導電：膏 317713 24 1282635 (conductive paste)。 在弟8圖所示的例中，為了使咖的反 ίΓ二Γ的功能，安裝用基材§的導線電極“不3 用，惟此處為了方便起見，稱之為導線電極 反射層Ρ5與安係為了使在LED產生的熱^ 此乃因二:中入’導電性接合材料變成較佳的接合材料。 成…屯5材料如銲料般，其本身係由金屬材料組 成，或如導電性膏般，以 +、、且 ，子，故熱傳導性良好。有羊w孟屬石厌寻的微粒 卿此二在本發明中如第8圖中的反射層p5的最表面 二f件時將使用於與接合材料的接合的層稱之 在第8圖中，反射層P5與導線電極§4之接合係 :在L E D產生的熱散去到基材S。為了此目的，導電性 δ材料C係以使用銲料為佳。 ’如此第8圖的例子，若以反射層ρ5的最表面層 a層’以導電性接合材料接合該接合層與安裝用基材 」士則在LED的動作時在發光層產生的熱被有效地傳導至 安褒用基材，故元件的溫度上升被抑制。由此，抑 效率㈣低或波長變動’而且，改善元件的壽命或可靠;生。 、攻種效果即使在反射層之上更形成金屬製的接合層， 以導電，接合材料接合該接合層與安裝用基材也能得到。 在第8圖的例子中’導電性接合材料使用銲料時，以 Au形成反射層P5的最表面層（=接合層），俾與薛料的潤濕 317713 25 1282635 .性變佳。Au因難以被氧化，故由 各種鮮料具有良好的潤濕性。若接_^且2表面係顯示對 具有良好的潤濕性，則因接合上:=面對各種銲料 接的接合界面，故該界面的熱；=成有無間隙地密 最常被使用者為共晶銲錫，共晶銲錫 吊使用Sn(錫）。若以S4Sn合金（包含與使用的〜李: 晶銲錫相同的成分之Sn合金）形成接合㈣，則在使用^ Sn為成分的共晶銲錫時，可緊宓 接合。 j緊在地使接合層與該共晶銲錫 入八：且’ Au-si合金、Au_Ge合金、Au_Sn合金、Au_Sb &孟寺的Au合金㈣㈣因電傳導性及熱傳導性良好， 且化學上也穩定，故常被使用於半導體零件的接人用。从 以八^戈如合金（包含與使用的^合金系鮮錫㈣的成: 之=合金）形成接合層，則在使用Au合金系焊錫時，可 緊挽地使接合層與Au合金系銲錫接合。 > 接合詹與導線電極也能使其共晶接合。在共晶接合 中，例如藉由以接合層壹作Δ „ s . ^ . ° 筏。層田作Au層，預先在導線電極的表 面形成Sn|，在使此等層接觸的狀態下，以熱、振又 的形式施加能量’使Au-如共晶合金在接觸部產生，又以進 行接合。共晶接合由於也是利用金屬材料的接合，故對於 元件的散熱性提高為較佳的接合方法。 ^ 、 銲接時’反射層P5雖然被暴露於高溫，惟為了 因此時的熱所產生的在包含於反射層P5的A】層與心居 之間的合金化反應，在此等層之間介設由炫點比如高的 317713 26 1282635 '金屬材料組成的障壁層較佳。若產生Au與Ai的反應，則 除了 A1層的反射性降低外，也形成有強度拙劣的合金層或 .形成有孔洞（void)，故元件的壽命或可靠性會降低。這種 .•反應在元件的使用溫度或元件的使用溫度以下的低溫也能 -緩慢=進行，惟藉由障壁層的介設，也能抑制元件的壽命 或可靠性降低。取代A〗層而使用A〗合金層，取代Au層 而使用Au合金層的情形也一樣。 • •障壁層係構成欲藉由該障壁層隔開的兩層之金屬中， 包含具有由比炫點高的金屬更高的溶點之 形成~。較佳的障壁層的材料可舉出w、Mo、Ta、Nb、v、 &寻的所謂的高熔點金屬、白金族元素' Ti、州等的單體 ^合$。障壁層為疊層複數層由此等材料組成的層而成的 夕“膜也可以。父互豐層pt層與Au層的多層膜作為壁 層較適合。 依照反射層P5的構成，在A1(合金）層與如(合金）層 之間、在Ag(合金）層與Au(合金）層之間、在^(合金）層與 (口王）層之間也疋基於同樣的理由，介設障壁層較佳。 ，射層P5與p型歐姆電極？2為了防止因靜電等造成 的保叹膜P4的破壞’或伴隨著該破壞的led的劣化，使 其電性短路也可以。該短路也能在安裝 導料極S3與導線電極S4短路而進行。]糟由使 ^ 9圖係本發明一實施形態之㈣系㈣的剖視圖。 ' Θ的凡件中’在元件内P型歐姆電極P2與反射 層Ρ5 ‘產生短路。具體而言，Ρ側接合電極Ρ3係延長至 317713 27 1282635

反射層P5的表面上而形成。該G 於反射厣以）·品r L、 冰精由以重豎 曰 形成的層狀的p側接合電極P3的芒矣而 層當作接合層，而可散熱性佳地進行安裳。P3的取表面 射乂第/圖所示的元件中’在使p型歐姆電極P2盘反 =5二路時，係採用：反射層P5不隔著保護膜p;，、不 ^在p型歐姆電極P2上的部分之構造 係在反射層包含A〗馬+ ^里稱k 歐姆，， §層時特佳。理由乃因若在P型 A! t不隔著保護膜而配言免A1層或Ag㉟，則發生 或Ag的擴散，與p型歐姆電極的材料 :::型:姆電極與。型層的界面。此點也因二ΐ 的發熱部之活性層與薄的ρ型層所隔開心 歐二ΐ::ί高的溫度。特別是為了在包含Au的ρ型 生，:奸/成A1層時，抑制具有不佳的性質之合金的產 生，取好務必介設保護膜。 』座

第10—圖係本發明—實施形態之GaN系LE :射：t弟?0圖的元件中，在元件内n型歐姆電極P1與 長至i射5^產生短路。具體而言’n型歐姆電極P1係延 :田、b 5的表面上而形成。該GaN系LED係藉由以 豐於反射層P5上而形成的層狀的n型歐姆電極p 表面層當作接合層，而可散熱性佳地進行安裝。 取 特別疋在反射層使用Ag時，若反射層的電位 則有發生^的電化學性遷移的問題之虞。因此，^防 止此問題’如第H)圖所示的元件，最好使反射層與供給命 •至η型GaN糸半導體用的電極短路。 3177J3 28 Ϊ282635 使用^ G 仏兄明本發明一實施形態之最後由元件去除 二a系、半導體層的成長之結晶基板的態樣的圖。 P型層4 係在結晶基板1上成長n型層2、發光層3、 B之\圓的成P型歐姆電極P2、保護膜P4、反射層 型歐姆"4 ^® °反射層P5係在元件的周緣部中與P I £人姆毛極P2電性連接。 介2亦可在P型歐姆電極P2與反射層P5的連接部 的^辟二=在構成每一個的金屬材料之間的合金化反應 將反射層p5作成為多層構造，以ai或 g /成取下層’以Au(合金）與Sn(合金）形成其最上層， 本’在其間介設障壁層’該最下層僅形成於保護膜？4的 極障壁層與最上層的至少—方延長於？型歐姆電 極P2的路出部上而形成亦可。 2 η圖⑻係顯示在反射層？5上隔著導電性接合材料 、5有保持基板B之部位。導電性接合材料c例如為 料或導電性貧。保持基板B若為導電性基板即可，例如為 Si基板、GaAs基板、GaP基板、队基板、㈣基板、加 基板、各種金屬基板等。而且，取代使用導電性接合材 C接合保持基板B，而藉由以反射層p5當作電極的電錢， 使由Ni等的金屬組成的厚膜沉積，也能將此構成當作保又持 用的基板而使用。 為了以Au系或Sn系的銲料或者藉由共晶接合來接合 該反射層P5與導電性基板，最好是以Au(合金）或 形成反射層P5的最上層。 σ ] 317713 29 1282635 * 第11圖（c)^#員示結晶基板1被去除，在露出的n型 層2的表面形成有n型_電極ρι之部位。結晶基板t 的去除可藉由磨削、研磨將結晶基板1的全部或大部分磨 .薄’或者使用雷射剝離（Iaser随off)的技術剝離結晶基板 -L與η型層2的界面而進行1型歐姆電極ρι也能形成於 藉由來自n型層的下方的钮刻而使其露出的η型層的露出 面。 。 • 在本發明的其他的較佳實施形態中，使用歐洲專利申 ，公開公報ΕΡ!丨84897Α!所揭示的⑽系半導體結晶的 成長方法之 LEPS(Lateral Epitaxy 〇n a patt_d ubStrate:橫向蟲日日日在圖案基板）上進行⑽系半導體層 =成長’在形成於p型層的表面之貫穿差排密度相對地低 的區域上1擇性地形成p型歐姆電極的電極膜部分。由 此，可提高發光層中的發光效率（内部量子效率）。 •以勒=LEPS的一態樣中’纟C面藍寶石基板的表面藉由 2刻形成延伸於藍寶石的川】〉方向（成為成長於基板 :⑽系半導體結晶㈣·⑽〉方向）的多數個條狀凹部 主曾)’在該表面形成條狀的凹凸圖案，在其上使GaN系 導體結晶成長。於是，引起以凸部的表面為起點的橫方 :的結晶成長’不久由各凸部成長的結晶合體，而得到且 的表面之結晶層。若以該結晶層當作基底層（base :)，在該基底層上依序使n型層、發光層、p型層成長， :ED晶圓時，則在p型層的表面出現貫穿差排的密度 斗寸低的條狀的區域。此為形成於藍寶石基板的表面的凹部 317713 30 1282635 的上方的區域，亦即由藍寶石基板的凸部橫 晶構成基底層的部分之上方的區域。該 =: 的密度可成為! 左右或者i 〇7cm_2以：？牙差排 A X有1 U Cm以下之較低的值。 -在該P型層的表面，可配設例如具有第4圖⑷所示的 =狀圖案&型歐姆電極’俾相當於該梳子的齒的部分 广：的部分的每一個配置於貫穿差排密度低的條狀區 或’亦即藍寶石基板的凹部的上方的區域。由此，因可使 ，型歐姆電極經過]3型層供給至發光層的電流的大部分 it:貫穿差排密度低的區域，故發光層令的載子(一—) 、么光的再結合的機率變高，且發光效率提高。 —。亥效果在發光層由In組成X的低的(包含 ㈣的情形）組成的發光波長為紫色（約42〇 體 =顯著、:其理由為在由 _、且、的發光層中’讀帶給發光效率的不塑 之故。 S又八 的帝用^啦8的實施形態中’最好將P型歐姆電極 也馭。卜刀的面積的60%以上、較佳為70%以上、更佳 ;Γ!Γ°以上形成在作為低差排密度區域之基板的凹部的上 万的區域。 安^此’ ρ型歐姆電極的圖案並未被限定為梳子狀圖 ^几且’形成於基板表面的凹凸圖案也未被限定為條狀。 iL案若為凹部與凸部的邊界線的方向成為成長於基 4可从GaN糸半導體結晶的<；1-1〇〇>方向的圖案即可，例 〇°成凸部形成島狀的圖案。而且，即使該邊界線的方 317713 31 1282635 .向為其⑽的方向，II由摻I准一等可提高GaN系半導體結 晶的橫方向成長速度，由此，可在基板的凹部的上方形成 貫穿差排密度低的區域。 疋在此Λ轭形悲中，由基板的凸部橫方向成長的 1晶在與成長於凹部的結晶連接之前，會與從相鄰的凸部 杈方向成長的結晶合體，結果，會有在基板的凹部與成長 於基板上的GaN系半導體結晶層之間殘留空隙的情形。這 ♦種空隙因其内部由折射率低的氣體物質所充滿，故容易反 射由發光層到達的光，而難以在由該基板的下面側導出在 發光層產生的光。此問題如第u圖所示的實施形態，可藉 由在反射層上接合新的保持基板，去除使用於LEPS的^ 板（在表面形成凹凸圖案的基板）而解決。 土 <實施例> [第一實施例] —本發明的實施例係依以下的程序製作具有第a圖所 不的剖面構造的GaN系LED，進行評價。 (LED晶圓的製作） 、 …欠藍寶石基板的—主面上周期地形成由光阻組成 的ir、狀的衫圖案（mask帅⑽）。條狀的 週期（遮罩的寬+在接鄰的遮罩間基 露又為3 :=)為6…條狀方向係設為藍寶石:: 〇&Ν W山方向)。藉由自該遮罩上進行反應性離子蝕刻， 而在露出的藍寶石基板的表面加工深度】_的溝槽。然 317713 32 1282635 後，藉由去除光阻，而得到在表面形成有條狀的凹凸圖案 的監實石加工基板1。此外，在具有該條狀方向的藍寶石 加工基板上，抑制GaN系半導體結晶的橫方向成長，且容 易埋設基板表面的凹部。

其次，使用MOVPE法，在上述藍寶石加工基板丨上 依序使η型層2、發光層3、p型層4成長，接著藉由使用 快速熱退火（RTA : Rapid Thermal Annealing)裝置進行退火 處理，得到具備LED構造的GaN系半導體疊層體之lED 晶圓。其中，η型層2係以··非摻雜（und〇ped)GaN層與摻 雜Si的GaN層的兩層構造，在以非摻雜GaN層埋入藍寶 石加工基板1的表面的凹凸之後，使摻雜Si的GaN層成 長。而且，發光層3係形成··交互疊層為了使發光波長成 為400nm而調節In組成的InGaN井層、與能隙比該井層 更大的InGaN障壁層之MQW構造。而且，p型層4係形 成·捧雜Mg的AlGaN被覆層（clad layer)與疊層於該被覆 層上的摻雜Mg的GaN接觸層組成的兩層構造。 (電極等的形成） 族厚H)〇nm的Au、膜厚2〇nm的Ti而形成。p型歐姆電 極P2 _案化係藉由使用通常的微影手法之剝離法而進 ^對圖案化後的p型歐姆電極P2進行5〇〇。〇、】分鐘的 其次，在P型層4的表面形成P型歐姆電極P2為且 有正方形狀的窗部的格子狀圖案。該格子狀圖案所佔的窗 部的面積比係設為約7G%。肖p型歐姆電極p2係使用墓 鑛法’由接觸P型層4的側依序疊層：膜厚術ΜΙ 317713 33 !282635 熱處理。

其次，為了部分地使包含於n型声 層露出，使用反應性離子蝕刻法， 广的GaN ‘除P型層4以及發光層3的—部分 S 4的上面側去 餘刻形成的摻雜Si的GaN層的：’：由在利用該 ，而形成_歐姆電 电極P1進行50(TC、1分鐘的熱處理。 ，’ η型歐姆 其次，使用電漿CVD法形成由s· 的保護膜P4,俾覆蓋晶圓的 =的膜厚3〇〇_ 刻形成部分地去除保護膜P4的開口;^接者’稭由乾式餘 P1的上面與P型歐姆電極?2的_部分露出。n型歐姆電極 其次，藉由蒸鍍法在保護膜P4 厚200咖的反射層P5。 、P4上形成由此组成的膜 其次’使用蒸鍍法形成P側接人 極P3係形成：最下層為 ° 。卩側接合電 I ^ _ 馮胰谷I〇nm的Ti，在i上吞五晶a 各二層的膜厚80nm的Pt盥膜严,," 宜g

Au . ^ ^ ”膜；8〇11111的Au，使最上層為

Au層之豐層體。使該 取層為 膜P4的開口部的D划心電極P3接觸於露出於保護 〜W U 口p的p型歐姆電 P4 ^ h hh ά 且復皿形成於保護膜 4之上的反射層P5的整體而形成。 ⑽ 形成該P側接合電極P3之 電極P3相同的疊；構1 " $將具有與P側接合 .^ 曰構以的Π側接合電極P6形成於霞屮认 保護膜P4的開口部的η型歐姆電極P]上。 “ 其次’研磨藍寳石加工基板 _心，然後進行_ “ 卜囟使其厗度溥到 丁 ^線，由晶圓切出LED晶片。日曰 317713 34 !282635 片的尺寸係以3 5 Ο // m四方形。 (評價） 成有::Γ二:二片，晶(bare chip))固定在表面形 側接合電：二面’分別藉由以Au_Sn銲錫將。 鲜層。5上而形成的部分的表面使用於一 厚電電流MM測定所安裝的LED晶片的順向電 j出。在輸㈣測定係使用積分球。結果，⑽ 3·8ν，輛出為 l〇e7mw。 [弟二實施例] 除了將包含於P型歐姆電極P2的Rh置換成Μ外， ”餘係用與第一實施例同樣的方法製作LED晶片，進行評 價。結果’ Vf為3.4V，輸出為97mw。 [第一比較例] 、習知技術的例子係製作具有第13圖⑷所示的剖面構 k之GaN不LED ’進行評價。該GaN系led係p型歐姆 電極並未形成具有窗部的圖案’而且不具有由此组成的反 射層。 led晶圓的製作係與第一實施例同樣地進行。 P；f' 了在所得到的曰曰圓白勺p型€ i 4的表面完全不配設窗 317713 35 1282635 部的圖案（亦即平板狀）之外，盆 —

Lg. ^p. ,/、餘人弟一貫施例的P型歐 姆电極同樣地，形成P型歐姆電極⑴。 其次，η型歐姆電極P11的形 極叫的形成，以及將伴⑽P1p t 姆電 與第-實施例同樣地…成於晶圓上面整體係 厂人’糟由乾式餘刻’形成部分地去除保護膜P14的 開口和使n型歐姆電極P11的上面與P型歐姆電極P12 •的上面露出。接著’在露出於該開口部的n型歐姆電極叫 與二型歐姆電極P12的每一個之上，同時形成具有與在第 一貫施例形成者相同的疊層構造之n側接合電極pi6與p 側接合電極P13。 然後，藉由與第一實施例同樣的方法，由晶圓切出L E D 晶片’固定於安裝用基材上，而進行評價。 結果，Vf為3.8V，輸出為9.5mW。 若比較第一實施例的元件與第一比較例的元件，則p _型歐姆電極因使用由Rh與Au組成的相同的疊層構造之電 極，故Vf變為同等。另一方面，第一實施例的元件係藉 由以相對於波長400nm的光之反射率比Rh高的A!組成的 反射層’使在發光層產生的光的至少一部分反射於基板 側’相對於此，第一比較例的元件因不具有使用該反射層 的反射構造，故第一實施例的元件之輸出比第一比較例的 元件高。 而且，若比較第二實施例的元件與第一比較例的元 件，則第二實施例的元件儘管使用反射性比Rh還差的P d 36 317713 1282635 於p型歐姆電極，其輸出仍超過第一比較例的元件。而且， 第二實施例的元件因Vf比第一比較例的元件更低，故發 光政率比第一比較例的元件更佳。 -[第二比較例] 習知技術的例子係製作具有第13圖（]3)所示的剖面構 k = GaN系LED，進行評價。該GaN系LED係在p型歐 姆電極與由A!組成的反射層之間未介設有由絕緣體組成 的保護膜。 LED晶圓的製作係與第—實施例同樣地進行。 在斤得到的曰曰圓的p型層丨4的表面與第一實施例同樣 地，形成p型歐姆電極P12。 形成由A1組成的膜厚200nm的反射層P15， 俾直接覆蓋p型歐姆電極p12。 其次，η型歐姆電極pn ^ m u PU的形成、以及將保護膜P14 形成方二u面整體係與第_實施例同樣地進行。 n 口邻，播猎？:式蝕刻’形成部分地去除保護膜P14的 :出：接著姆電極P11的上面與反射層P15的上面 路出接者，在路出於該開口部的n型歐妞+ 射層P15的每—個上，同時 極叫與反 者相同的疊層構造之 #在弟—實施例形成 P13。 側接合電極P16與P側接合電極

曰B 5 ^巧鬥僳的方法， 片’固定於安裝用基材上， 結果，VfA4^ ±λ 1貝 為4.5v，輸出為7 5mW。 317713 37 1282635 ，[產業上的可利用性] 層產生的:心系發光二極體中’由於在發光 •設由絕绫-二 型歐姆電極與反射層之間，介 ρ型歐姆：：保護膜，故因反射層的材料擴散造成的 姆C接觸電阻的上昇被抑制。而且，因ρ型歐 材:τ放所造成的反射層的反射率的降低也被抑 極與反射屏猎以由絶緣體組成的保護膜隔開？型歐姆電 ►化:、茈：’可使二型歐姆電極與反射層的每-個最佳 不會伴隨著轉換效率的降低， 層的光導出效率，纽善發光效率。 。使用反射 Ρ型：二在本發明實施例之GaN系發光二極體中，因將 火 ' 电極形成為具有窗部的圖案’故因在發光層產生 率型歐姆電極吸收所造成的損失變小，且光導出效 射本發明實施例之⑽系發光二極體最好是以反 声曰、面層當作接合層，或者在反射層上形成接合 =以導電性接合材料接合該接合層與安裝用基材而 產。如此安裝的話，由於在元件的動作時在發光層 L可有效地被傳導至安裝用基材，故元件的溫度上 =制’結果’發光效率的降低或波長變動被抑制，並 改°元件的壽命或可靠度。 本申π案ir、以在日本國申請的特願2005-03 ^ 55、特 ^ 2005-284375以及特願脈3ΐ778ι為基礎，這些内容 王都包含在本說明書中。 317713 38 1282635 ， 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明實施形態之GaN系發光二極體的 圖，第1圖⑷係頂視圖，第！圖⑻係第！圖⑷的χ_γ線 '的剖視圖。 、 第2圖（a)至（c)係說明第1圖所示的GaN系發光二極 體的製程圖。 第3圖（d)至（f)係說明第j圖所示的GaN系發光二極 _體的製程圖。 第4圖（a)至（f)係舉例說明p型歐姆電極的圖案（具有 窗部的圖案）的圖。 第5圖係顯示本發明實施形態之GaN系發光二極體的 剖視圖。 第6圖係顯示本發明實施形態之GaN系發光二極體的 剖视圖。 _ 第7圖（幻及❻)係顯示本發明實施形態之GaN系發光 二極體的頂視圖。 第8圖係顯示第1圖所示的GaN系發光二極體的安 例的剖視圖。 、 第9圖係顯示本發明實施形態之GaN系發光二極體的 剖視圖。 第10圖係顯示本發明實施形態之GaN系發光二極體 的剖視圖。 一 第11圖（a)i(c)係說明本發明實施形態之GaN系發光 二極體的製程圖。 317713 39 1282635 第12圖係顯示本發明實施形態之GaN系發光二極 的剖視圖。 弟13圖（a)及（b)係顯示習知技術之GaN系發光二 的剖視圖。 【主要元件符號說明】

結晶基板、藍寶石 2 η型層 Ρ型層 U性接合材料 Ρ2、pi 9 » 12 P型歐姆電極 、P14保護膜 ^'Pl6 n側接合電極 1至以導線電極 力π工基板 3 發光層 Β 保持基板 Ρ1、Ρ11 η型歐姆電極 Ρ3、Ρ13 ρ側接合電極 Ρ5、Ρ15 反射層 S 安裝用基材

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Claims (1)

1282635 w - 十、申請專利範圍： 1 · 一種GaN系發光二極體，係包含： η型GaN系半導體層； 、 發光層’形成於該η型GaN系半導體層上且由GaN - 系半導體所組成； P型GaN系半導體層，形成於該發光層上； P型歐姆電極，在該p型GaN系半導體層的表面形 ^ 成為具有窗部的圖案； 金屬製反射層，以與該p型GaN系半導體層爽著 該P型歐姆電極之方式形成，且將通過該窗部而由該發 光層到達的光予以反射；以及 保護膜，介設於該反射層與該P型歐姆電極之間且 由絕緣體所組成。 2·如申請專利範圍第1項之GaN系發光二極體，其中， 遠反射層的最表面層係接合層，或者在該反射層上再妒 φ 成有金屬製的接合層。 3·如申請專利範圍第2項之GaN系發光二極體，其中， 該接合層係由Au、Au合金、Sn或Sn合金所組成的層。 4·如申請專利範圍第3項之GaN系發光二極體，其中， 至少將由該發光層到達的光的予以反射部分的該反射 層係由Ag、Ag合金、A卜A1合金或白金族元素所形成。 5·如申請專利範圍第3項之GaN系發光二極體，其中， 至少將由該發光層到達的光予以反射的部分的該反射 層係由Ag、Ag合金、A1或A1合金所形成，而且，在 317713 41 1282635 該部分與該接合層之間介設有障壁層。 6·如申請專利範圍第2項之GaN系發光二極體，其中， 該保護膜的膜厚為〇.l/zm至1 //m。 、7.如申請專利範圍第1項之GaN系發光二極體，其中， _該保護膜係具有比該P型GaN系半導體層更低的折射 率〇 8β如^請專利範圍第1項之GaN系發光二極體，其中， 至少將由該發光層到達的光予以反射的部分的該反射 層係由Ag、Ag合金、A1或A1合金所形成，而且，該 P型歐姆電極係為包含Au的p型歐姆電極。 9· f申請專利範圍第1項之GaN系發光二極體，其中， 該P型歐姆電極係在與該保護膜接觸的部位包含由 Nl、Ti或Cr所組成的部分。 1〇f申明專利乾圍帛1項之GaN系發光二極體，其中 該p型歐姆電極的膜厚為6〇nm至。

申明專利範圍第丨0項之GaN系發二苴 該㈣歐姆電極的膜厚為100_以上。 ，、中 12.:2專利範圍第1項之_系發光二極體，其中， 8〇0/ 1自的圖案所佔的窗部的面積比為60至 厂而且’該發光層係由發光波長42〇_以 WWW包含㈣的情形）所組成。 二衣置’係申請專利範圍第2項之GaN系發光 材的：二Γ:合層朝向該安裝面而固定在安裝用基 、 4接合層與該安裝用基材係藉由導電性 317713 42 1282635 接合材料接合。 l4t申請翻範圍第13項之發光裝置 15.=，斗進行的接合係藉由銲接形成：’。藉由該導 〇申凊專利範圍第Π項之發光裝置，其中，一 ^ 電性接合材料進行的接合係藉由共晶接合¥ ^形成者。

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