[发明专利]半导体发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体发光元件及其制造方法，该半导体发光元件例如 作为通信装置、道路、线路、向导显示板装置、广告显示装置、便携电话、 显示器的背光源、照明器具等所使用的发光体。

背景技术

近年来，作为半导体发光元件之一的半导体发光二极管(以下称为 “LED”)的制造技术急速发展，特别是开发蓝色LED以来，由于光的三原色 的LED已经齐全，所以通过三原色LED的组合，就能够发出所有波长的光。 结果，LED的适用范围急速扩展，其中，就照明领域而言，与对环境、能量 问题意识的提高相结合，作为变成电灯泡、荧光灯的自然光、白色光源正在 得到关注。

但是，与电灯泡或荧光灯相比，现有的LED相对于输入能量的光变换 效率还比较差，对于任一种波长、旨在变换效率更高、亮度更高的LED的 研究开发正在进行。

就在不久前，高亮度化技术开发的中心还在于外延生长技术，而该技术 成熟之后的近年来，工艺技术作为中心而正在被开发。

通过工艺技术提高亮度，是外部量子效率(内部量子效率×外部取出效 率)的提高，作为其具体技术，可以列举出元件的形状细微加工技术、反射 膜、透明电极的形成技术等。其中，利用晶片键合的方法在红色、蓝色发光 的LED中已经确立了几种方法，发明了高亮度类型的LED并且上市。

晶片键合方法之一，是把透过发光层的射出光的基板，例如玻璃或蓝宝 石或GaP等直接贴付在外延层上的方法。

图1表示采用该方法的LED的示意剖面图。

图1中，201是窗口层，202、204是外延层，203是发光层，205是透 明基板，206、207是电极。

图1的LED，从发光层203射出的光L，如箭头所示，不被透明基板 205吸收，而是透过。

特别是，把所述透明基板205直接贴付在外延层204上的方法，从发光 层203射出的光不再通过发光层203，即从发光层203射出的光不被发光层 203吸收，可以大致从LED的所有面把光向外部取出，可以开发出变换效率 (取出效率)更高的LED。

以往，作为在外延层上贴付透明基板的方法，日本专利第3230638号公 报已有记载。该日本专利第3230638号公报是为了制作四元系的LED，在 AlGaInP(铝·镓·铟·磷)系的半导体层上直接贴付GaP(镓·磷)透明基板。

但是，在上述把透明基板直接贴付在外延层上的方法中，已知存在以下 问题，即，如果基板的载流子浓度(基板浓度)变高，则在透明基板内因自 由载流子引起光的吸收，不能充分取出所发射的光。

发明内容

为了解决该问题，本申请的申请人/受让人(夏普株式会社)于在先的中 国申请第200610159385.1号中，提出以下方法，即，通过降低透明基板的载 流子浓度，抑制掺杂原子向贴付界面的偏析，防止形成光吸收层从而使发光 效率不降低，以及减少透明基板内因自由载流子引起的光吸收而使发光效率 不降低。图2是使用该方法的LED的示意图，图2中，301、303是外延层， 302是发光层，304是透明基板。

如果采用上述方法，就可以抑制掺杂原子在透明基板304的贴付界面的 偏析，防止透明基板304的贴付界面的光透过率降低。

而且，如果采用上述方法，由于透明基板304的载流子浓度不变高，所 以透明基板304内因自由载流子引起的光吸收就会减少，发光效率就不会降 低。

但是，如上述方法那样，由于透明基板304的载流子浓度受限，所以存 在透明基板304的收获率(合格率)下降、制造成本上升的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够提高发光效率、而且能够降低 制造成本的半导体发光元件及其制造方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面的半导体发光元件，其特征 在于，包括：

第一导电类型的半导体层；

在所述第一导电类型的半导体层上形成的发光层；

在所述发光层上形成的第二导电类型的半导体层；

在所述第二导电类型的半导体层上形成的、透过来自所述发光层的光的 透光性半导体层；以及

在所述透光性半导体层上形成的、透过来自所述发光层的光的透光性半 导体基板，

所述第二导电类型的半导体层与所述透光性半导体层具有不同的载流 子浓度，所述第二导电类型的半导体层的载流子浓度大于所述透光性半导体 层的载流子浓度。