[发明专利]半导体发光元件及其制造方法、灯

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光元件及其制造方法、灯，尤其是涉及驱动电压(Vf)低的半导体发光元件及其制造方法、灯。

本申请基于在2008年5月20日在日本申请的专利申请2008-131882号要求优先权，将上述申请的内容援引到本申请中。

背景技术

近年，作为短波长光发光元件用的半导体材料，GaN系化合物半导体受到注目。GaN系化合物半导体采用有机金属化学气相沉积法(MOCVD法)或分子束外延法(MBE法)等的薄膜形成方法在蓝宝石单晶、种种的氧化物或III-V族化合物等的基板上形成。

GaN系化合物半导体薄膜具有电流向薄膜面内方向的扩散小的特性。此外，p型的GaN系化合物半导体与n型的GaN系化合物半导体相比，具有电阻率高的特性。因此，在p型的半导体层的表面只层叠由金属形成的p型电极时，基本上没有电流向p型半导体层的面内方向的扩散。因此，形成具有由n型半导体层、发光层、p型半导体层构成的LED结构的叠层半导体层、在最上部的p型半导体层上形成p型电极的场合，具有发光层之中只有位于p型电极正下方的部分发光的特性。

因此，为了向发光元件的外部取出在p型电极的正下方发生的发光，必须使p型电极具有透光性。作为具有透光性的p型电极，有使用ITO等的导电性透光性材料的方法(例如，参照专利文献1)。

另外，还公开了在由透明导电膜构成的正极与p型半导体层接触的发光元件中，在该透明导电膜的p型半导体侧的表面附近存在含有III族金属成分Ge的半导体金属混在层，p型半导体层中存在检测到来自透明导电膜的In和Sn的区域的正极金属混在层(例如，参照专利文献2)。即，专利文献2公开了在p型半导体层上形成透明导电膜时，优选采用利用RF放电的溅射成膜法来形成。并且，记载了：利用RF放电的溅射成膜时，由于离子加速效果对附着在p型半导体层上的溅射原子给予能量，并且在其与p型半导体之间得到促进表面扩散的作用。另外，公开了金属氧化物的溅射中，GaN层表面暴露在溅射时的等离子体中时，等离子体粒子破坏GaN表面的结晶性，结果半导体金属混在层中的半导体金属的比例高，混在层的膜厚增大。并且，记载了：GaN表面首先被等离子体粒子破坏结晶性后进行透明导电膜的成膜，因此可认为破坏了结晶结构的半导体金属进一步扩散到透明导电膜中，其结果产生上述现象。然而，专利文献2的(0058)段落中记载了没有观测到结晶性被破坏的证据，可知与扩散相关的现象并不明确。

这样，构成化合物半导体的表界面的材料元素的扩散、偏析依赖于构成表界面的材料元素的种类、化合物半导体的生长条件、热处理方法等，详细情况还不确定。

另外，上述专利文献2还公开了：存在含有Ga的半导体金属元素混在层(透光性电极层侧)；存在含有In和/或Sn的透光性电极金属混在层(p型半导体层侧)，但对于半导体金属元素混在层(透光性电极层侧)中的Sn掺杂物的扩散状态、浓度分布都没有记载。

另一方面，在p型半导体层的上面形成作为p型电极发挥作用的ITO膜的场合，含于ITO中的Sn对p型半导体层作为n型的掺杂物发挥作用，使ITO与p型的半导体层之间发生高的接触电阻，因此难以使p型电极的接触电阻充分低，有时在使驱动电压(Vf)降低方面成为一个障碍。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007-73690号公报

专利文献2：日本特开2007-142028号公报

发明内容

本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供p型半导体层与透光性电极层的接触电阻充分低、驱动电压(Vf)低的半导体发光元件及其制造方法。

为了达到上述的目的，本发明提供以下的发明。

[1]一种半导体发光元件，是具备基板、在上述基板上依次形成n型半导体层、发光层和p型半导体层而构成的叠层半导体层和在上述p型半导体层的上面形成的透光性电极层的半导体发光元件，

上述透光性电极层是含有Zn作为掺杂元素的层，

上述透光性电极层中的上述Zn含有量，随着接近上述p型半导体层与上述透光性电极层的界面而逐渐地减少，

在上述透光性电极层中形成有构成上述p型半导体层的元素从上述界面向上述透光性电极层内扩散而成的扩散区域。

[2]根据前项1所述的半导体发光元件，其中，上述扩散区域的距离上述界面5nm的位置的构成上述p型半导体层的元素的浓度为2原子％以上。

[3]根据前项1或2所述的半导体发光元件，其中，上述扩散区域的厚度，从上述界面起为3nm以上。