[发明专利]氮化物半导体晶圆及其制造方法、以及氮化物半导体紫外线发光元件及装置

说明书

防止伴随紫外线发光动作的起因于填充在电极间的树脂的电特性劣化。一种在基板(12)上具有紫外线发光元件的氮化物半导体晶圆，该紫外线发光元件具备：具有n型AlGaN层(16)、由AlGaN层构成的活性层(17)、p型AlGaN层(19、20)的半导体层叠部(21)；n电极(23)；p电极(22)；保护绝缘膜(24)；第1及第2镀覆电极(25、26)；以及氟树脂膜(27)，在第1区域(R1)的p型AlGaN层上表面形成p电极，在第2区域(R2)的n型AlGaN层上表面形成n电极，保护绝缘膜具有n电极和p电极的至少一部分露出的开口部，第1镀覆电极与第2镀覆电极隔离而与p电极接触，将第1区域(R1)的上表面及外周侧面的整面、与第1区域(R1)相接的第2区域(R2)的一部分覆盖，第2镀覆电极与n电极接触，氟树脂膜(27)将第1及第2镀覆电极的侧壁面及间隙部(31)的底面覆盖。

技术领域

本发明有关氮化物半导体晶圆及其制造方法、氮化物半导体紫外线发光元件、以及将该氮化物半导体紫外线发光元件安装在基台上而做成的氮化物半导体紫外线发光装置，特别是有关将发光中心波长约365nm以下的发光从基板侧挑选出的倒装芯片安装用的氮化物半导体紫外线发光元件的电极结构的改善技术。

背景技术

以往，对于LED(发光二极管)或半导体激光器等氮化物半导体发光元件来说，多数为在蓝宝石等基板上利用外延生长来形成由多个氮化物半导体层构成的发光元件结构(例如，参照下述的非专利文献1、非专利文献2)。氮化物半导体层，一般可以由式Al_1-x-yGa_xIn_yN(0≤x≤1，0≤y ≤1，0≤x+y≤1)来表示。

发光元件结构具有在n型氮化物半导体层与p型氮化物半导体层之间夹着由单一量子阱结构(SQW：Single-Quantum-Well)或多重量子阱结构(MQW：Multi-Quantum-Well)的氮化物半导体层形成的活性层的双异质结构。在活性层为AlGaN系半导体层的情况下，通过调整AlN摩尔分率(也称Al组成比)，可以在以GaN和AlN所能取得的带隙能(约3.4eV 和约6.2eV)分别作为下限及上限的范围内对带隙能进行调整，得到发光波长从约200nm到约365nm的紫外线发光元件。具体而言，通过从p型氮化物半导体层向n型氮化物半导体层以顺方向让电流流过，在活性层会产生与上述带隙能相应的发光。

另一方面，作为氮化物半导体紫外线发光元件的安装形式，一般采用倒装芯片安装(例如，参照下述专利文献1的图4等)。在倒装芯片安装中，来自活性层的发光会透过带隙能比活性层大的AlGaN系氮化物半导体及蓝宝石基板等而被取出到元件外。因而，在倒装芯片安装中，使蓝宝石基板朝上，使朝向芯片上表面侧形成的p侧及n侧的各电极面朝下，芯片侧的各电极面和副基座(sub-mount)等封装零件侧的电极垫经由在各电极面上形成的金属突起而被电接合及物理接合。

氮化物半导体紫外线发光元件，一般而言，如下述专利文献2的图4、 6及7等、或者下述专利文献3的图2、4及6等所公开的方式，利用氟系树脂或硅树脂等紫外线透过性树脂被密封而供实用。该密封树脂将内部的紫外线发光元件加以保护免于外部氛围影响，防止因水分的浸入或氧化等造成的发光元件劣化。再者，该密封树脂也有时被设置为用于缓和因聚光透镜与紫外线发光元件之间的折射率差、或者紫外线的照射对象空间与紫外线发光元件之间的折射率差引起的光的反射损失，从而谋求提升光的取出效率的折射率差缓合材料。此外，也可以将该密封树脂的表面成形成球面等聚光性曲面，来提高照射效率。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开第2014/178288号公报

[专利文献2]日本特开2007-311707号公报

[专利文献3]美国专利申请公开第2006/0138443号说明书

[专利文献4]日本特开2006-348088号公报