[发明专利]氮化镓基化合物半导体发光器件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是基于35 U.S.C.§111(a)提交的申请，根据35 U.S.C.§119(e)(1)，要求根据35 U.S.C.§111(b)于2005年8月15日提交的临时申请No.60/707,969的优先权。

技术领域

本发明涉及一种氮化镓基化合物半导体发光器件，更具体地，涉及一种其特性和生产率特别优良的具有正电极的氮化镓基化合物半导体发光器件。

背景技术

近年来，作为用于发射紫外至蓝色或者绿色范围的光的发光二极管(LED)的材料，具有由Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x＜1，0≤y＜1，x+y＜1)表示的化合物的氮化镓基化合物半导体已经引起了注意。采用以上材料的化合物半导体可以发射紫外光或者蓝光和绿光，同时保持高的光发射强度，这是以前所不能实现的。与GaAs发光器件不同，氮化镓基化合物半导体通常生长在作为绝缘衬底的蓝宝石衬底上，这使得在衬底的背面上很难设置电极。因此，负电极和正电极都必须形成在生长的晶体半导体层侧。

此外，在使用氮化镓基化合物半导体的半导体器件的情况下，蓝宝石衬底允许发射的光波透过。因此，注意力被吸引至以电极表面在下面的方式安装以允许光从蓝宝石衬底侧离开的倒装芯片型半导体器件。

图1是示意性示出了该类型的一般发光器件的图。发光器件具有在衬底1上生长的缓冲层2、n型半导体层3、发光层4以及p型半导体层5，其中通过蚀刻部分去除发光层4和p型半导体层5，从而使n型半导体层3暴露。此外，在p型半导体层5上形成正电极10，并在n型半导体层上形成负电极20。以其电极形成表面朝向例如引线框架的方式安装上述发光器件，随后将发光器件接合到引线框架。从衬底1的一侧提取从发光层4发射的光。为了从这种类型的发光器件有效地提取光，正电极10由反射性金属形成，并且其被设置为覆盖p型半导体层5的大部分，从而使来自发光层的朝向正电极侧的光被正电极10反射，并且从衬底1的一侧离开。

因此，正电极材料必须具有小接触电阻和高反射率。普遍认为Ag和Al是高反射性金属，已提出通过在p型半导体层上直接设置厚度不小于20nm的Ag层形成的具有高反射系数的反射性正电极(参见例如日本待审的专利公开No.11-186599)。作为使用Ag的方式，日本待审的专利公开No.11-186599讲述了通过在p型氮化物半导体层上形成银层并且用稳定剂层覆盖银层而获得的正电极。

当用稳定剂层覆盖银层时，必然通过使用其反射系数低于Ag或Al的反射系数的材料来形成稳定剂层。为了实现正电极的高反射系数，银层被设计为尽可能宽，而稳定剂层与p型半导体层形成接触的区域减小为尽可能小。为此，稳定剂层必须接着到p型半导体层，同时保持大的接着强度。

作为用于形成较少从p型半导体层剥落的正电极金属膜的技术，已制造了具有大于晶格常数的深度的凹部的氮化镓半导体器件(参见例如日本待审的专利公开No.2002-155507)。然而，根据该方法，必须在生长半导体的步骤中形成凹部，这降低了生产率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有正电极的氮化镓基化合物半导体发光器件，所述正电极包括设置在p型半导体层上的第一电极和覆盖所述第一正电极的侧面和上面的覆盖层(over-coating layer)，所述覆盖层不会从所述p型半导体层剥落。

一般地说，半导体发光器件具有正方形的形状，且正电极具有拐角部分。通过集中的研究，本发明人发现，覆盖层易于在正电极的拐角部分处剥落，从而创造出本发明。也就是说，本发明提供以下发明。

(1)一种氮化镓基化合物半导体发光器件，包括在衬底上依次形成的氮化镓基化合物半导体的n型半导体层、发光层和p型半导体层，负电极和正电极设置为分别与所述n型半导体层和所述p型半导体层接触，其中所述正电极包括至少第一电极以及覆盖所述第一电极的侧面和上面的覆盖层，并且沿所述第一电极的外边缘的每单位长度，在所述正电极的拐角部分处所述覆盖层与所述p型半导体层形成接触的面积大于在其边部分处所述覆盖层与所述p型半导体层形成接触的面积。

(2)根据上述(1)的氮化镓基化合物半导体发光器件，其中，当由A表示在边部分上在所述第一电极的侧面与所述覆盖层的侧面之间的间隔时，在拐角部分处在所述第一电极的侧面与所述覆盖层的侧面之间的间隔不小于2^1/2×A。