專利名稱：半導體發光裝置及半導體發光裝置制造方法
技術領域：
本發明涉及半導體發光裝置及半導體發光裝置制造方法。
背景技術：
諸如發光二極管(LED)等半導體發光裝置具有例如以下結構在該結構中，將η型 導電型第一化合物半導體層11、活性層12及P型導電型第二化合物半導體層13依次層疊 在基板10上。另外，將第一電極(η側電極)15設置在該基板上或第一化合物半導體層11 的暴露部IlA上，并且將第二電極(ρ側電極)114設置在第二化合物半導體層13的頂部 上。這種半導體發光裝置可分為兩種類型其中一種類型的半導體發光裝置是，在該半導體 發光裝置中，讓來自活性層12的光通過第二化合物半導體層13而出射；另一種類型的半導 體發光裝置是例如在W02003/007390中所揭露的那樣，在該半導體發光裝置中，讓來自活 性層12的光通過第一化合物半導體層11而出射(為簡便起見，稱為“底部出射型”)。一般地，如圖5所示，傳統的底部出射型半導體發光裝置常常使用反射電極作為 第二電極114，該反射電極反射來自活性層12的可見光以便保持高的出射效率。在此種 情形中，第二電極114需要具有足以反射從活性層12發射的可見光的電子密度，并且第二 電極114由例如金屬(例如銀(Ag)、鋁(Al)等)構成。然而，由這種金屬構成的第二電極 容易在半導體發光裝置制造過程中或在半導體發光裝置工作期間造成電遷移(electrical migration)，并由于氧化等原因而造成顯著的劣化。因此，常常形成由例如TiW構成的覆層 100來覆蓋第二電極。此外，后文中將會在后面所述的實施例1中對圖5所示的半導體發光 裝置的其它元件進行詳細說明。然而，為了利用覆層100來覆蓋第二電極114，需要使用各種工藝，例如，基于物理 氣相沉積方法(PVD方法)形成覆層100以及通過光刻技術和蝕刻技術將覆層100圖案化。 由此，會不可避免地增加半導體發光裝置的制造成本。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種半導體發光裝置并提供一種半導體發光裝置制造 方法，該半導體發光裝置包括在半導體發光裝置制造過程中或在半導體發光裝置工作期間 表現出穩定行為的第二電極。為了達成上述目的，本發明的半導體發光裝置包括(A)第一化合物半導體層，它 是η型導電型；(B)活性層，它形成于第一化合物半導體層上并由化合物半導體構成；(C) 第二化合物半導體層，它形成于活性層上且是P型導電型；(D)第一電極，它與第一化合物 半導體層電連接；以及(E)第二電極，它形成于第二化合物半導體層上。其中，第二電極由 氧化鈦構成、具有4Χ 1021/cm3以上的電子濃度并反射從活性層發射的光。本發明的半導體發光裝置可采取這樣的形式其中，半導體層摻雜有鈮(Nb)、鉭 (Ta)或釩(V)。換句話說，半導體發光裝置可采取這樣的形式其中第二電極的摻雜雜質是 選自由鈮(Nb)、鉭(Ta)及釩(V)組成的群組中的至少一種原子。
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另外，包括上述優選形式的本發明半導體發光裝置可被配置成用于構成第一化 合物半導體層、活性層及第二化合物半導體層的化合物半導體為AlxGaYIni_x_YN(0 < X < 1， 0 < Y < 1，0< X+Y 。此外，包括上述優選形式及配置的本發明半導體發光裝置優選地被配置成氧化 鈦的晶體結構為金紅石(rutile)結構。此外，包括上述優選形式及配置的本發明半導體發光裝置優選地被配置成第二 化合物半導體層的形成有第二電極的頂面具有(0001)面(也稱為“C面”)。通過此種方式， 由于第二化合物半導體層的頂面具有C面，因此能根據構成該化合物半導體層的化合物半 導體而實現與第二電極的高度晶格匹配。為了實現上述目的，本發明的半導體發光裝置制造方法包括至少以下步驟(a) 通過在基板上依次層疊η型導電型第一化合物半導體層、活性層及ρ型導電型第二化合 物半導體層，形成發光部；以及(b)接著，在第二化合物半導體層上形成第二電極。其 中，用于構成第一化合物半導體層、活性層及第二化合物半導體層的化合物半導體是 AlxGayIn1^yN (0彡X彡1，0彡Y彡1，0彡X+Y彡1)；并且在步驟(b)中，在第二化合物半導 體層的具有(0001)面的頂面上，由具有金紅石晶體結構的氧化鈦構成的第二電極是在經 過雜質摻雜而使電子濃度為4X1021/cm3以上的狀態下以外延方式生長而成。本發明的半導體發光裝置制造方法可采取這樣的形式其中雜質為鈮(Nb)、鉭 (Ta)或釩(V)。換句話說，該方法可采取這樣的形式其中，第二電極的摻雜雜質是選自由 鈮(Nb)、鉭(Ta)及釩(V)組成的群組中的至少一種原子。另外，根據情況而定，在形成第二 電極之后，可從添加雜質的角度，通過例如離子注入方法在第二電極中注入雜質。在包括上述優選形式的本發明半導體發光裝置制造方法中，第二電極優選是基于 作為一種物理氣相沉積方法的脈沖激光沉積方法(PLD方法)而予以形成的，但該方法并不 僅限于此，第二電極還可在另一方法(例如分子束外延方法(MBE方法)或濺射方法)的基 礎上予以形成。另外，在包括上述優選形式及配置的本發明半導體發光裝置或其制造方法中，用 于構成第二電極的材料優選具有導電率隨溫度的升高而增大的特性，即類似于金屬的特 性。另外，為了判斷該特性是否類似于金屬，除了可以測量導電率外，還可在X射線光電 子光譜學方法(XPS方法)的基礎上測量物質的態密度，以判斷是否存在費米邊(Fermi edge)ο此外，包括上述優選形式及配置的本發明半導體發光裝置或其制造方法優選具有 如下的形式其中在第二電極中，由以下表達式(1)表示的等離子體頻率ω為425nm以下。ω = {(ne.e2)/(e0.me)}1/2 (1)這里，ne是電子密度，e是基本電荷，ε ^是真空介電常數，me是電子的靜止質量。另外，包括上述優選形式及配置的本發明半導體發光裝置或其制造方法優選地被 配置成從活性層發射的光通過第一化合物半導體層向外出射。即，該半導體發光裝置優選 為底部出射型。在包括上述優選形式及配置的本發明半導體發光裝置或包括上述優選形式及配 置的本發明半導體發光裝置制造方法(在下文中可統稱為“本發明”)中，如上所述，作為化 合物半導體，不僅可使用GaN基化合物半導體(包括AlGaN混晶或AlGaInN混晶、以及GaInN混晶)，而且可使用InN基化合物半導體以及AlN基化合物半導體。另外，作為這些半導體 層的形成方法(沉積方法)，可使用金屬有機化學氣相沉積方法(M0CVD方法)、MBE方法、 以及其中由鹵素幫助輸運或反應的氫化物氣相沉積方法。添加至這些化合物半導體層的η 型雜質的實例包括硅(Si)、硒(Se)、鍺(Ge)、錫(Sn)、碳(C)以及鈦(Ti)。ρ型雜質的實例 包括鋅(Zn)、鎂(Mg)、鈹(Be)、鎘(Cd)、鈣(Ca)、鋇(Ba)以及氧(O)0可在本發明中用作基板的基板包括藍寶石基板、GaAs基板、GaN基板、SiC基板、氧 化鋁基板、ZnS基板、ZnO基板、AlN基板、LiMgO基板、LiGaO2基板、MgAl2O4基板、InP基板、 Si基板、Ga基板、以及各自包括底層和形成于表面(主面)上的緩沖層的這些基板。在本 發明中，首先將半導體發光裝置設置在基板上，但是作為半導體發光裝置的最終形式也可 使用這樣的形式其中將半導體發光裝置形成于基板上的形式，或其中移除了基板的形式。在包括上述優選形式及配置的本發明半導體發光裝置或包括上述優選形式及配 置的本發明半導體發光裝置制造方法(在下文中可統稱為“本發明的半導體發光裝置等”) 中，對于構成第一電極的材料，第一電極可由下列材料構成鈦(Ti)；或者例如TiW或TiMo 等鈦合金(例如，TiW層，Ti層/Ni層/Au層，等等)；或者鋁(Al)、鋁合金、AuGe、AuGe/Ni/ Au等。另外，當該電極具有多層結構時，顯示在“/”之前的材料被設置在基板側上。對于第 一電極及第二電極，可根據需要而設置有接觸部(焊盤部)，該接觸部(焊盤部)包括具有 例如[粘接層(Ti層或Cr層等)]/[勢壘金屬層(Pt層、Ti層、TiW層或Mo層等)]/[在 安裝時具有良好兼容性的金屬層(例如Au層)]等層疊配置的多層金屬層，該層疊配置例 如是Ti層/Pt層/Au層等。第一電極及接觸部(焊盤部)可通過如下方法中的任一種方 法來予以形成例如真空蒸發沉積方法、濺射方法等各種PVD方法；各種化學氣相沉積方法 (CVD方法)；以及鍍覆方法。具體而言，例如，可使用本發明的半導體發光裝置等來構造發光二極管(LED)、邊 緣出射型半導體激光器、表面出射激光裝置(垂直共振腔激光器，VCSEL)。在本發明的半導體發光裝置等中，第二電極反射從活性層發射的光，但是措詞“第 二電極反射...光”表示在波長為380nm 800nm時的光反射率為40%以上。可通過將相 對的反射光強度與作為在理論上具有100%光反射率的基準的電介質多層膜相比較，來確 定第二電極的光反射率。可在霍爾測量(Van der Pauw方法)的基礎上確定第二電極的電 子濃度。在本發明中，由于第二電極是由具有高的電子密度的氧化鈦構成的，因而不僅可 實現高的導電率，而且還可實現高的光反射率。因此，可顯著提高半導體發光裝置的發射效 率。另外，由于第二電極是由氧化鈦構成的，因而不會出現由于氧化而引起劣化的問題，并 且由于氧化鈦是非常穩定的物質，因而不會出現電遷移。因此，不需利用覆層來覆蓋第二電 極，并且因此可嘗試簡化半導體發光裝置的制造過程并降低半導體發光裝置的制造成本。
圖1 (A)是實施例1的半導體發光裝置的各元件的布局示意圖，圖1 (B)是實施例 1的半導體發光裝置沿圖I(A)中的箭頭B-B截取的剖面示意圖。圖2是顯示了電子濃度與以波長形式表示的等離子體頻率之間的關系的曲線圖。圖3(A)及圖3(B)是基板等的局部端視示意圖，用來解釋用于制造實施例1的半
6導體發光裝置的方法。圖4(A)及圖4(B)是基板等的局部端視示意圖，用來繼圖3 (B)之后解釋用于制造 實施例1的半導體發光裝置的方法。圖5是傳統的半導體發光裝置的剖面示意圖。
具體實施例方式盡管以下將參照附圖在實施例的基礎上對本發明進行說明，然而在進行說明之前 先考慮本發明的第二電極。已知的是，通過在氧化鈦中摻雜五價鈮(Nb)或鉭(Ta)，亦即通過形成TihAzO2 (A 為五價雜質)，可獲得與ITO的導電率相等的高導電率(參見例如T.Hitotsugi，A. Ueda, Y. Furubayashi, Y. Hirose, S. Nomura, Τ. Shimada, Τ. Hasegawa, Jpn. J. App 1. Phys. 46, L86 (2007) ； N. Yamada, T.Hitotsugi, N. L. Kuong, Y. Furubayashi, Y. Hirose, Τ. Shimada, Τ. Hasegawa, Jpn. J. Appl. Phys. 46,5275(2007) ；T. Hitotsugi, Y. Furubayashi, A.Ueda, K. Itabashi, K. Inaba, Y. Hirose, G. Kinoda, Y. Yamamoto, T. Shimada, T. Hasegawa, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L1063 (2005) ； Y. Furubayashi, T.Hitotsugi, Y. Yamamoto, K. Inaba, G. Kinoda, T. Shimada, T. Hasegawa, Appl. Phys. Lett. 86, 252101 (2005)； 以 及 Τ. Hitotsugi, Α. Ueda、S. Nakano, N. Yamada, Y. Furubayashi, Y. Hirose, Τ. Shimada, Τ. Hasegawa, Appl. Phys. Lett. 90,212106(2007))。此處，在 Drude 電子理論的基礎上假設 自由電子無巡游性，可根據表達式(1)來確定被稱為“等離子體振子(plasmon) ”的等離子 體頻率(ω)(參照例如 C. Kittel 的 “Introduction to Solid State Physics (固體物理 學入門)”，第7版，第304頁(1998))。ω = {(ne.e2)/(e0.me)}1/2 (1)這里，ne是電子密度，e是基本電荷，ε ^是真空介電常數，me是電子的靜止質量。等離子體振子是量子化的電子振動，并且能量比其低的光在理論上被完全反射。 因此，可通過將氧化鈦中的電子濃度提高到等離子體頻率以上來完全反射可見區中的光。 據說，在氧化鈦中，例如Nb或Ta等雜質的活性化率約為80%。因此，通過摻雜5X 1021/cm3 的雜質，電子濃度(載流子濃度)變成4X1021/cm3，并且高達約423nm的光能夠被完全反射 (參照圖2)。另外，在圖2中，橫坐標表示電子濃度，并且縱坐標表示換算成波長的等離子 體頻率。當然，可通過摻雜更高濃度的雜質來實現更高的等離子體頻率。另外，氧化鈦是非常穩定的物質，因此由氧化鈦構成的第二電極具有非常強的耐 工藝性、耐熱性及電阻。此外，已知金紅石型氧化鈦(二氧化鈦；氧化鈦(IV))在空氣中是 穩定的，并且具有金紅石結構的氧化鈦(可稱為“金紅石型Ti02”)在GaN的C面上經歷 異質外延生長(參見例如 T. Hitotsugi, Y. Hirose, J. Kasai, Y. Furubayashi, M. Ohtani, K. Nakajima, T. Chilyow, T. Shimada, T. Hasegawa, Jpn. J. Appl. Phys. 44, L1503 (2005))。因 此，第二電極在第二化合物半導體層的C面上的異質外延生長可在該化合物半導體層與第 二電極之間的界面處提供電性良好的界面，而不會在該界面處出現由于缺陷等所引起的能 級。實施例1實施例1涉及本發明的半導體發光裝置及其制造方法。
實施例1的半導體發光裝置包括發光二極管(LED)，并且如圖1 (A)(它為各元件的 布局示意圖)及圖1 (B)(它為沿圖1 (A)中的箭頭B-B截取的剖面示意圖)所示，設置有 (A)n型導電型第一化合物半導體層11 ； (B)形成于第一化合物半導體層11上并由化合物 半導體構成的活性層12 ； (C)第二化合物半導體層13，它形成于活性層12上并且為ρ型導 電型；(D)第一電極15，它與第一化合物半導體層11電連接；以及(E)第二電極14，它形成 于第二化合物半導體層13上。另外，第二電極14由氧化鈦構成具體而言由具有金紅石晶體結構的氧化鈦構成， 具有4X1021/cm3以上的電子濃度，并反射從活性層12發射的光。也就是說，實施例1的半 導體發光裝置為底部出射型，在該底部出射型中，從活性層12發射的光是通過第一化合物 半導體層11向外出射。此處，在第二電極14中，氧化鈦(金紅石型TiO2)摻雜有鈮(Nb) 或鉭(Ta)。基于霍爾測量(Van der Pauw方法)在第二電極14中所確定的電子濃度的值 為4X1021/cm3。因此，在第二電極14中，由上述表達式(1)表示的等離子體頻率(ω)為 425nm以下。用于構成第二電極14的材料(摻雜有Nb或Ta的金紅石型TiO2)具有導電率 隨溫度的升高而增大的特性，即類似于金屬的特性。此處，基板10包括由例如藍寶石構成的基板IOA以及形成于基板IOA上并由GaN 構成的底層10B。另外，用于構成第一化合物半導體層11、活性層12及第二化合物半導體 層13的化合物半導體由AlxGaYIni_x_YN(0彡X彡1，0彡Y彡1，0彡X+Y彡1)構成，更具體而 言，為GaN基化合物半導體。也就是說，第一化合物半導體層11由摻雜有Si的GaN(GaN: Si) 構成，活性層12由InGaN層(阱層)及GaN層(勢壘層)構成并具有多量子阱結構。另外， 第二化合物半導體層13由摻雜有Mg的GaN(GaN = Mg)構成。另外，發光部由其中把第一化 合物半導體層11、活性層12及第二化合物半導體層12層疊在一起的層疊結構構造而成。 此外，第二化合物半導體層13的形成有第二電極14的頂面具有(0001)面，該(0001)面為 C面。此外，第一電極15設置于第一化合物半導體層11的部分IlA上，該部分IlA是通 過局部地移除(蝕刻)第二化合物半導體層13及活性層12而暴露出來。另外，當電流經 由直接位于剩余的第二化合物半導體層13之下的活性層12從第二電極14流動到第一化 合物半導體層11及第一電極15時，在活性層12中，因電流注入而激發了活性層12的量子 阱結構，從而在整個表面上形成發光狀態。另外，圖I(A)僅顯示了發光二極管的一些元件。此外，在實施例1的發光二極管中，第一接觸部(第一焊盤部)18A形成在第一電 極15上且從設置于絕緣層16中的第一開口 17A延伸至絕緣層16的頂部，并且第二接觸部 (第二焊盤部)18B形成在第二電極14上且從設置于絕緣層16中的第二開口 17B延伸至絕 緣層16的頂部。作為構成絕緣層16的材料，可以列舉如下的實例^…、基材料、SiNx基材 料、SiOxNY 基材料、Ta205、Zr02、A1N、及 A1203。以下，將參照顯示了基板等的圖3(A)和圖3(B)以及圖4㈧和圖4⑶的局部剖 面示意圖，對用于制造實施例1的半導體發光裝置的方法進行說明。[步驟 100]首先，將由藍寶石構成的基板IOA運送至MOCVD裝置并在含氫的載氣中在1050°C 的基板溫度下清潔10分鐘，然后將基板溫度降低到500°C。然后，在MOCVD方法的基礎上， 通過在供應氨氣作為氮原料的同時供應三甲基鎵(TMG)氣體作為鎵原料，在基板IOA的表面上進行晶體生長而得到由GaN構成的底層10B，然后停止供應TMG氣體。[步驟110]接著，在基板10上依次層疊η型導電型第一化合物半導體層11、活性層12及ρ型 導電型第二化合物半導體層13，以形成發光部。具體而言，在MOCVD方法的基礎上，將基板溫度升高到1020°C，然后在常壓下開始 供應甲硅烷(SiH4)氣體作為硅原料，以使第一化合物半導體層11在底層IOB上進行晶體 生長，第一化合物半導體層11由摻雜有Si的GaN(GaN=Si)構成，并且是η型導電型且具有 3ym的厚度。另外，摻雜濃度約為5X1018/cm3。然后，停止供應TMG氣體及SiH4氣體，并且將基板溫度降低到750°C。然后，使用 三乙基鎵(TEG)氣體及三甲基銦(TMI)氣體，并且通過閥切換來供應這些氣體，以進行晶體 生長而得到由InGaN及GaN構成且具有多量子阱結構的活性層12。例如，在發射波長為400nm的發光二極管中，可形成由In比例約為9%的InGaN及 GaN(厚度分別為2. 5nm及7. 5nm)構成的多量子阱結構(例如包括2個阱層)。另外，在發 射波長為460nm士 IOnm的藍光發光二極管中，可形成由In比例約為15 %的InGaN及GaN (厚 度分別為2. 5nm及7. 5nm)構成的多量子阱結構(例如包括15個阱層)。此外，在發射波長 為520nm士 IOnm的綠光發光二極管中，可形成由In比例約為23%的InGaN及GaN (厚度分 別為2. 5nm及15nm)構成的多量子阱結構(例如包括9個阱層)。在形成活性層12之后，停止供應TEG氣體及TMI氣體，將載氣從氮氣變為氫氣， 將基板溫度升高到850°C，并且開始供應TMG氣體及二茂鎂(Cp2MG)氣體，以使第二化 合物半導體層13在活性層12上進行晶體生長，第二化合物半導體層13由摻雜有Mg的 GaN(GaN = Mg)構成并具有IOOnm的厚度。另外，摻雜濃度約為5X 1019/cm3。然后，停止供應 TMG氣體及Cp2MG氣體，并且將基板溫度降低到室溫，從而完成晶體生長。[步驟 120]在如上所述完成晶體生長之后，通過在氮氣環境中在約800°C下退火10分鐘來活 性化P型雜質(P型摻雜劑)。[步驟 130]接著，在PLD方法的基礎上在第二化合物半導體層上沉積Ti1JzO2 (A為五價雜質， 具體而言為Nb或Ta)作為第二電極(P側電極)14。具體而言，例如在如下表1所示的條件 下沉積第二電極14。接著，可通過例如在氫氣氣氛中在400°C的條件下進行還原退火5分 鐘來將構成了過氧化第二電極14的TiOx(X > 2)轉變為Ti02。在此種情形中，雜質濃度是 這樣的值使得載流子濃度為4X 1021/cm3以上，以使第二電極14反射從活性層12發射的 光。例如，如上所述，在Nb或Ta的情形中，由于在TiO2中的電活性化率約為80%，因而劑 量可為約5X1021/cm3以上。另外，通常，假設在TiO2中雜質的電活性化率為α，則該雜質 的劑量可為4X1021X (l/a)/cm3以上。此外，已知的是，金紅石型TiO2在GaN的C面上是 以異質外延方式生長的，因此可容易地獲得良好的界面。[表 1]激光光源KrF準分子激光器(波長248nm)強度2J/cm22Hz靶材Ti02粉末的燒結體
(添加了 Nb2O5 或 Ta2O5 以摻雜 Nb 或 Ta)靶材與第二化合物半導體層之間的距離約50mm過程氣體02基板溫度250°C[步驟 140]然后，使第一化合物半導體層11局部地暴露出。具體而言，在光刻技術及干式蝕 刻技術的基礎上，通過局部地移除第二電極14、第二化合物半導體層13及活性層12來使 第一化合物半導體層11的部分IlA暴露出來(參見圖3(A))。然后，在剝離方法(liftoff method)的基礎上，在第一化合物半導體層11的暴露部分上形成第一電極15。具體而言，在 整個表面上形成抗蝕劑層，并且在位于第一化合物半導體層的要形成有第一電極15的那 部分上的抗蝕劑層中形成開口。然后，通過濺射方法在整個表面上沉積用于構成第一電極 15的金屬層(例如Ti層)，然后通過移除抗蝕劑層就能形成第一電極15 (參見圖3(B))。[步驟 150]然后，用絕緣層16覆蓋第一化合物半導體層11的至少暴露部分、活性層12的暴 露部分、第二化合物半導體層13的暴露部分及第二電極14的一部分(參見圖4(A))。作為 用于形成絕緣層16的方法，例如，可使用諸如真空蒸發沉積方法或濺射方法等PVD方法、或 者CVD方法。然后，在光刻技術及干式蝕刻技術的基礎上，分別在絕緣層16的位于第一電 極15上的一部分中及絕緣層16的位于第二電極14上的一部分中形成第一開口 17A及第 二開口 17B(參見圖4(B))。接著，形成貫穿第一開口 17A從第一電極15延伸至絕緣層16 頂部的第一接觸部(第一焊盤部)18A，并同時形成貫穿第二開口 17B從第二電極14延伸至 絕緣層16頂部的第二接觸部(第二焊盤部)18B。另外，第一接觸部(第一焊盤部)18A及 第二接觸部(第二焊盤部)18B各自都包括例如通過真空蒸發沉積方法形成的Ti層/Pt層 及通過鍍覆方法形成于該Ti層/Pt層之上的Au層。然后，通過切割來形成芯片，以獲得圖 I(A)及圖I(B)所示的半導體發光裝置(發光二極管)。此外，可通過樹脂成型或封裝來形 成子彈型及表面安裝型的各種半導體發光裝置(具體而言，發光二極管)。在實施例1中，第二電極14由摻雜有雜質并具有高的電子密度的氧化鈦構成，并 且因此不僅可實現高的導電率，而且還可實現高的光反射率。因此，可顯著地提高半導體發 光裝置的發射效率。另外，由于第二電極14是由氧化鈦構成的，因而不會出現由于氧化而 引起的劣化，并且不會出現電遷移。因此，與傳統技術不同的是，不需利用覆層來覆蓋第二 電極14，并且因此可嘗試簡化半導體發光裝置的制造過程并降低半導體發光裝置的制造成 本。另外，由于摻雜有雜質的氧化鈦具有高的功函數，因而在第二電極14與ρ型導電型第 二化合物半導體層13之間形成了低的肖特基勢壘，并且因此可獲得良好的歐姆連接以作 為第二電極14與第二化合物半導體層13之間的電連接。盡管在優選實施例的基礎上對本發明進行了上述說明，然而本發明并不僅限于此 實施例。實施例中所述的半導體發光裝置的配置及結構、用于構成半導體發光裝置的材料、 以及半導體發光裝置的制造條件和各種數值為范例性的，并且可進行適當的改動。例如，在 實施例1中所述的半導體發光裝置中，將形成于基板上的形式描述為半導體發光裝置的最 終形式，但作為另外一種選擇，可形成這樣的結構該結構中，第一電極15形成于通過拋磨 或蝕刻該基板而暴露出的第一化合物半導體層11上。另外，通過使用具有導電性的基板，
10可在該基板的主面(正面)上形成第一化合物半導體層等，而可在該基板的背面上形成第 一電極15。
權利要求
一種半導體發光裝置，其包括A)第一化合物半導體層，它是n型導電型；B)活性層，它形成于所述第一化合物半導體層上并由化合物半導體構成；C)第二化合物半導體層，它形成于所述活性層上且是p型導電型；D)第一電極，它與所述第一化合物半導體層電連接；以及E)第二電極，它形成于所述第二化合物半導體層上，其中所述第二電極由氧化鈦構成，具有4×1021/cm3以上的電子濃度，并反射從所述活性層發射的光。
2.如權利要求1所述的半導體發光裝置，其中所述第二電極摻雜有鈮或鉭。
3.如權利要求1所述的半導體發光裝置，其中用于構成所述第一化合物半導體層、所 述活性層及所述第二化合物半導體層的化合物半導體是AlxGaYIni_x_YN，這里0 < X < 1， 0彡Y彡1且0彡X+Y彡1。
4.如權利要求1所述的半導體發光裝置，其中所述氧化鈦的晶體結構是金紅石結構。
5.如權利要求1所述的半導體發光裝置，其中所述第二化合物半導體層的形成有所述 第二電極的頂面具有(0001)面。
6.如權利要求1所述的半導體發光裝置，其中用于構成所述第二電極的材料具有導電 率隨溫度的升高而增大的特性。
7.如權利要求1所述的半導體發光裝置，其中在所述第二電極中，由以下表達式(1)表 示的等離子體頻率ω為425nm以下ω = {(ne.e2)/(e0.me)}1/2 (1)這里，ne是電子密度，e是基本電荷，ε ^是真空介電常數，me是電子的靜止質量。
8.如權利要求1所述的半導體發光裝置，其中從所述活性層發射的光是通過所述第一 化合物半導體層向外出射的。
9.一種半導體發光裝置制造方法，其包括至少以下步驟a)通過在基板上依次層疊η型導電型第一化合物半導體層、活性層及P型導電型第二 化合物半導體層，形成發光部；以及b)接著，在所述第二化合物半導體層上形成第二電極，其中用于構成所述第一化合物半導體層、所述活性層及所述第二化合物半導體層的化 合物半導體是AlxGaYIni_x_YN，這里0彡X彡1，0彡Y彡1且0彡X+Y彡1 ；并且在所述步驟b)中，在所述第二化合物半導體層的具有(0001)面的頂面上，由具有金紅 石晶體結構的氧化鈦構成的所述第二電極是在經過雜質摻雜而使電子濃度為4X1021/cm3 以上的狀態下以外延方式生長而成。
10.如權利要求9所述的半導體發光裝置制造方法，其中所述雜質為鈮或鉭。
11.如權利要求9所述的半導體發光裝置制造方法，其中所述第二電極是在脈沖激光 沉積方法的基礎上形成的。
12.如權利要求9所述的半導體發光裝置制造方法，其中用于構成所述第二電極的材 料具有導電率隨溫度的升高而增大的特性。
13.如權利要求9所述的半導體發光裝置制造方法，其中在所述第二電極中，由以下表 達式(1)表示的等離子體頻率ω為425nm以下ω = {(ne.e2)/(e0.me)}1/2 (1)這里，ne是電子密度，e是基本電荷，ε ^是真空介電常數，me是電子的靜止質量。
14.如權利要求9所述的半導體發光裝置制造方法，其中從所述活性層發射的光是通 過所述第一化合物半導體層向外出射的。
全文摘要
本發明提供了一種半導體發光裝置，該半導體發光裝置包括在該半導體發光裝置的制造過程中或在該半導體發光裝置的工作期間表現出穩定行為的第二電極。本發明的半導體發光裝置包括第一化合物半導體層(11)，它是n型導電型；活性層(12)，它形成于第一化合物半導體層(11)上并由化合物半導體構成；第二化合物半導體層(13)，它形成于活性層(12)上且是p型導電型；第一電極(15)，它與第一化合物半導體層(11)電連接；以及第二電極(14)，它形成于第二化合物半導體層(13)上。其中，第二電極(14)由氧化鈦構成、具有4×1021/cm3以上的電子濃度并反射從活性層發射的光。
文檔編號H01L21/28GK101981710SQ20098011048
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月13日 優先權日2008年3月24日
發明者大橋達男, 柜田幸央 申請人:索尼公司