[发明专利]半导体发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光元件。

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，是将以蓝宝石单晶为首的各种的氧化物、III-V族化合物作为基板，在其上利用有机金属气相化学反应法(MOCVD法)、分子束外延法(MBE法)等形成的。

在使用了这样的GaN系化合物半导体的半导体发光元件中，通常在基板上形成具有包含n型半导体层、发光层、p型半导体层的LED结构的叠层半导体层，在最上部的p型半导体层上形成透明电极以及接合用的焊盘电极，另一方面，在通过蚀刻等除去p型半导体层以及发光层的一部分从而露出的n型半导体层上形成接合用的焊盘电极。

作为公报记载的现有技术，已知下述的构成：在由ITO等的金属氧化物形成的透明电极上的一部区域配置具有某种程度的厚度的接合用的焊盘电极(连接电极)(参照专利文献1)。另外，该专利文献1记载了：采用Au/Cr构成透明电极上的焊盘电极；以及，采用Au/Cr构成n型氮化物半导体层上的焊盘电极。

现有技术文献

专利文献1：特开2008-244503号公报

发明内容

Cr与GaN等的III族氮化物半导体、ITO(氧化铟锡；Indium Tin Oxide)等的透明电极的接合性高，因此可考虑作为将透明电极或者半导体层与焊盘电极接合的接合层的构成材料使用。

可是，在接合层中使用Cr的场合，根据使用环境，空气或者水分容易从外部侵入接合层中，侵入到接合层中的空气或者水分在通电时将接合层分解，有可能缩短半导体发光元件的元件寿命。

本发明的目的是提高透明电极或者半导体层与连接电极的接合性以及电极的可靠性。

应用本发明的半导体发光元件，包含：基板；含有发光层并层叠于基板上的叠层半导体层；含有铟氧化物并层叠于叠层半导体层上的透明电极；含有选自阀作用金属中的至少一种元素，并且以与透明电极接触的一侧含有该元素的氧化物或者氮化物的至少任一方的方式层叠于透明电极上的接合层；以及，层叠于接合层上，用于与外部电连接的连接电极。

这样的半导体发光元件，可使其特征在于，接合层含有选自Al、Ti、Zn、Zr、Nb、W、Mg、Bi、Si、Hf、Ta中的至少一种元素。

另外，在接合层含有上述元素的氮化物的场合，可使其特征在于，接合层含有选自Ta、W、Ti中的至少一种元素。

另外，在接合层含有上述元素的氧化物的场合，可使其特征在于，接合层含有选自Ta、Nb、Ti中的至少一种元素。

进而，可使其特征在于，连接电极具有由Au、Al或者含有这些金属中的任一种的合金形成的接层(bonding layer)。

另外，可使其特征在于，连接电极还具有层叠于接合层与接层之间的阻挡层，阻挡层是由Ag、Al、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Ti、W、Mo、Ni、Co、Zr、Hf、Ta、Nb之中的任一种或者含有这些金属中的任一种的合金形成的层。

进而，可使其特征在于，透明电极含有铟氧化物以及锌氧化物而构成。

另外，可使其特征在于，叠层半导体层由III族氮化物半导体构成。

另外，从其他的观点考虑，应用本发明的半导体发光元件，包含：基板；具有发光层的由III族氮化物半导体构成并层叠于基板上的叠层半导体层；含有选自阀作用金属中的至少一种元素，并且以与叠层半导体层之中的一个半导体层接触的一侧含有该元素的氧化物或者氮化物的至少任一方的方式层叠于该一个半导体层上的接合层；以及，层叠于接合层上，用于与外部电连接的连接电极。

这样的半导体发光元件，可使其特征在于，接合层含有选自Al、Ti、Zn、Zr、Nb、Mg、Bi、Si、Hf、Ta中的至少一种元素。

另外，可使其特征在于，接合层含有选自Ta、Nb、Ti中的至少一种元素。

进而，可使其特征在于，连接电极具有由Au、Al或者含有这些金属中的任一种的合金形成的接层。

另外，可使其特征在于，连接电极还具有层叠于接合层与接层之间的阻挡层，阻挡层是由Ag、Al、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Ti、W、Mo、Ni、Co、Zr、Hf、Ta、Nb之中的任一种或者含有这些金属中的任一种的合金形成的层。