[发明专利]氮化物半导体发光元件

说明书

本申请是申请日为2005年3月30日、申请号为200580009774X、名称为“氮化物半导体发光元件”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种包含用通式In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x＜1、0≤y＜1)表示的氮化物半导体的氮化物半导体发光元件，尤其涉及一种用于与外部电路连接的焊盘电极所占面积比较大的小型氮化物半导体发光元件。

背景技术

一般的氮化物半导体发光元件，通常是在蓝宝石、SiC、GaN等基板上，至少层叠n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层，并通过从p型向n型通电来使其发光。p型半导体层上形成有通过引线焊接方式等用于与外部电源正极连接的p型焊盘电极，n型氮化物半导体层上形成有用于与电源负极连接的n测焊盘电极。使用蓝宝石等绝缘基板时，则去除部分p型氮化物半导体层而露出n型氮化物半导体层，在其上面形成n型焊盘电极。另一方面，使用SiC、GaN基板等导电基板时，则在基板背面直接形成n型焊盘电极。

这种氮化物半导体发光元件，通常将p型氮化物半导体层一侧作为发光观测面，并在p型氮化物半导体层上形成有均匀扩散电流的透光电极(如日本专利文献1或2)。透光电极几乎覆盖了p型氮化物半导体层的整个表面，并起到向整个p型氮化物半导体层扩散电流的作用，且由金属薄膜等透光材料构成而不遮住发光。

日本专利文献1：特开平6-338632号公报

日本专利文献2：特开平10-144962号公报

发明内容

上述氮化物半导体发光元件中，因p型焊盘电极和n型焊盘电极具有遮旋光性，所以除p型焊盘电极与n型焊盘电极之外，p型氮化物半导体层的上表面基本上都为发光区域。但是随着氮化物半导体发光芯片小型化的发展，p型焊盘电极和n型焊盘电极在元件中所占面积比增大，从而确保外部量子效率就成为重要课题。即，因p型焊盘电极和n型焊盘电极仅需具备可进行引线焊接等的大小，所以即是芯片小型化，它们的大小也基本上是固定的。因此元件越小，由p型焊盘电极和n型焊盘电极构成的遮光部分所占面积比就越大，从而难以有效取出半导体层中所产生的发光。

因此本发明的目的在于，提供一种在p型氮化物半导体层上形成透光电极和p型焊盘电极并通过透光电极观测发光的氮化物半导体元件中能够有效取出发光的新型的元件结构。

在将透光电极和p型焊盘电极形成于p型氮化物半导体层上，通过透光电极观测发光的氮化物半导体发光元件中，相应于电流流通起点的p型焊盘电极以及n型焊盘电极的配置、决定发光区域的透光电极以及p型氮化物半导体层的形状等因素，在其表面上形成发光分布区域。特别是远离p型焊盘电极和n型焊盘电极的末端部，因电流不能充分流通，所以发光强度呈减弱趋势。随着芯片的小型化，由于发光区域变窄，因此末端部发光强度减弱的影响则相对变大。本发明的发明人发现，通过缩小透光电极和p型氮化物半导体层的端面锥角，能够改善发光区域末端部位的发光强度，并由此完成了本发明。

即本发明所涉及的氮化物半导体发光元件，其基板上具有n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层；在上述p型氮化物半导体层上形成有透光电极；并形成有用于与外部电路连接的p型焊盘电极；在上述n型氮化物半导体层上形成有用于与外部电路连接的n型焊盘电极；从p型氮化物半导体层一侧观测发光，其特征在于，将上述透光电极及/或上述p型氮化物半导体层的端面锥角，根据其位置设定成不同的角度。

采用本发明，通过将上述透光电极及/或上述p型氮化物半导体层的端面锥角，根据其位置设定成不同的角度，能够提高末端部位的光取出效率而实现更为均匀的发光。例如，根据p型焊盘电极和n型焊盘电极的位置关系，对于电流难以流通、发光较弱的末端部，如果控制透光电极及/或p型氮化物半导体层的端面锥角，使其变小，则能够提高该末端部的光取出效率，从而提高发光的均匀性。在此，通过缩小透光电极及/或p型氮化物半导体层的端面锥角，能够抑制发光强度变弱的理由是：其一，对于在半导体层内多重反射并横向传播的光成分，用端面改变其反射角，从而可抑制多重反射；其二，能够增加从端面射向上方(发光观测方向)的光线。本发明的效果将随芯片的小型化而益发显著。即芯片越小，发光区域中端面所占面积比越大，调控端面锥角所产生的效果愈加明显。