發(fā)光元件的制作方法

專利名稱：發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光元件。本發(fā)明特別涉及發(fā)光效率高的發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
以往，已知有一種發(fā)光元件，其包含支撐襯底、配置于支撐襯底的一側(cè)的主表面的 由銀或銀合金形成的光反射層、對發(fā)光而言必需的多個半導(dǎo)體層，且具備具有電連接于尤 反射層的一側(cè)的主表面和用于光取出的另側(cè)的主表面的半導(dǎo)體區(qū)域、連接于半導(dǎo)體區(qū)域的 另側(cè)的主表面的電極(例如，參照專利文獻1)。另外，專利文獻1中記載的發(fā)光元件公開了這樣的教導(dǎo)，即可在主表面形成可提 高光取出效率的多個凹凸。就專利文獻1中記載的發(fā)光元件而言，無論從活性層放出的光的入射角為如何， 光反射層可反射該光，因此可提供優(yōu)異的發(fā)光效率的發(fā)光元件。專利文獻1 日本特開2006-24701號公報

發(fā)明內(nèi)容
將發(fā)光元件安裝于管座(stem)等的情況下，需要通過吸附貼附于粘著片等的發(fā) 光元件來拿取，在這樣的情況下，使用由橡膠、樹脂、陶瓷、金屬等形成的夾頭(二 > 〃卜) 等夾具。而且，在專利文獻1中記載的發(fā)光元件中，在主表面上所形成的多個凹凸，從其形 狀就可清楚地知道機械上極其脆弱；另外，包含對發(fā)光而言必需的多個半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體 區(qū)域也由于厚度非常薄而其機械強度不充分。因此，通過使用夾頭將專利文獻1中記載的 發(fā)光元件安裝于管座等的情況下，夾頭通過接觸于該發(fā)光元件而對發(fā)光元件引起機械損 傷，有時會發(fā)生活性層的損傷、發(fā)光元件壽命的降低、電泄漏(漏電異常)，發(fā)光圖案的不良 等不良現(xiàn)象。因此，本發(fā)明的目的在于提供發(fā)光效率高并且可靠性高的發(fā)光元件。為了達成上述目的，本發(fā)明可提供一種發(fā)光元件，其具備具有第1導(dǎo)電型的第1 半導(dǎo)體層、與第1導(dǎo)電型不同的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層、夾入于第1半導(dǎo)體層和第2半 導(dǎo)體層的活性層的發(fā)光層；設(shè)置于發(fā)光層的一個表面?zhèn)龋瓷浠钚詫铀l(fā)出的光的反射層； 在反射層的發(fā)光層側(cè)的相反側(cè)隔著接合層而支撐發(fā)光層的支撐襯底；設(shè)置于反射層的一部 分上、將反射層和發(fā)光層電連接的歐姆接觸部；在發(fā)光層的另一個表面?zhèn)群桶l(fā)光層的側(cè)面 分別形成的凹凸部；覆蓋發(fā)光層的另一個表面的凹凸部和發(fā)光層的側(cè)面的凹凸部的絕緣 膜。另外，就上述發(fā)光元件而言，絕緣膜可使活性層所發(fā)出的光透過。另外，就上述發(fā)光元件而言，在發(fā)光層和反射層之間進一步具備第1導(dǎo)電型的接 觸層；就絕緣膜而言，優(yōu)選僅設(shè)置于發(fā)光層的另一個表面的規(guī)定的區(qū)域和發(fā)光層的側(cè)面，而 不形成于第1導(dǎo)電型的接觸層的側(cè)面和支撐襯底的側(cè)面。另外，就上述發(fā)光元件而言，優(yōu)選發(fā)光層具有順臺面(mesa)形狀和逆臺面形狀，絕緣膜沿著順臺面形狀和逆臺面形狀而設(shè)置。另外，就上述發(fā)光元件而言，優(yōu)選發(fā)光層的寬度比支撐襯底的寬度窄。另外，就上述發(fā)光元件而言，進一步具備設(shè)置于發(fā)光層的反射層側(cè)的相反側(cè)的表 面電極；就歐姆接觸部而言，從發(fā)光層的另一個表面?zhèn)瘸蚧钚詫佑^察的情況下，可形成于 除了表面電極的正下方區(qū)域以外的區(qū)域的一部分區(qū)域。另外，就上述發(fā)光元件而言，進一步具備設(shè)置于反射層與發(fā)光層之間、使光透過的 電介質(zhì)層；就歐姆接觸部而言，可形成于通過貫通電介質(zhì)層的一部分區(qū)域而設(shè)置的開口內(nèi)， 將接觸層和反射層電連接。另外，就上述發(fā)光元件而言，絕緣膜包含折射率互不相同的多個絕緣層，就多個絕 緣層而言，可按照折射率沿著遠離發(fā)光層的另一個表面和發(fā)光層的側(cè)面的方向降低的順序 進行層疊。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件，可提供發(fā)光效率高并且可靠性高的發(fā)光元件。


圖1A 本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的模式俯視圖。圖1B 圖1A的A-A線中的發(fā)光元件的模式剖面圖。圖1C:圖1A的B-B線中的發(fā)光元件的模式剖面圖。圖lD:(a)為本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的角的一部分的放大圖，(b)為圖 lD(a)的一部分的放大圖。圖1E 表示發(fā)光層的寬度與支撐襯底的寬度的比較的圖。圖2A (a)為比較例1中的發(fā)光元件的剖面圖，(b)為比較例2中的發(fā)光元件的剖 面圖。圖2B 以比較例1中的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下，將本發(fā)明的實施 方式中的發(fā)光元件的相對光取出效率與比較例2中的發(fā)光元件的相對光取出效率進行比 較的圖。圖2C 表示由本實施方式中的發(fā)光元件所具備的絕緣膜的厚度的差異導(dǎo)致的光 取出效率的不同的圖。圖2D 比較例3中的發(fā)光元件的剖面圖。圖2E 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件和比較例3中的發(fā)光元件各自的元件 固定夾具可使用次數(shù)的圖。圖2F 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件和比較例3中的發(fā)光元件各自的排列 不良發(fā)生比例的圖。圖3A 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖3B 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖3C 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖3D 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖3E 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖3F 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖3G 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。
圖3H 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖31 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖3J 表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的圖。圖4 本發(fā)明的實施方式的變形例1中的發(fā)光元件的模式俯視圖。圖5A 本發(fā)明的實施方式的變形例2中的發(fā)光元件的模式俯視圖。圖5B 本發(fā)明的實施方式的變形例2中的發(fā)光元件的剖面圖。圖6 表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下 的，實施例1中的發(fā)光元件的相對光取出效率的圖。圖7 表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下 的，實施例2中的發(fā)光元件的相對光取出效率的圖。圖8 表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下 的，實施例3中的發(fā)光元件的相對光取出效率的圖。圖9 表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下 的，實施例4中的發(fā)光元件的相對光取出效率的圖。附圖標記說明
l、la、lb發(fā)光元件
3、4、5發(fā)光元件
7外延晶片
7a附帶歐姆接觸部的外延晶片
7b附帶反射層的外延晶片
7c、7d、7e、7f、7g、7h 接合結(jié)構(gòu)體
10發(fā)光層
10a、10c逆臺面形狀
10b、10d、lOeUOf順臺面形狀
15GaAs襯底
20支撐襯底
100活性層
102p型包覆層
104p型接觸層
104a表面
106n型包覆層
108n型接觸層
109蝕刻阻擋層
110表面電極
110a、110b、110c、110d 細線電極
112焊盤電極
112a第1焊盤電極
112b第2焊盤電極
120反射層
130電介質(zhì)層130a 開口135歐姆接觸部135a 外周部135b、135c 伸出部136a、136b、136c、136d、136e 線狀部140、140a、140b 凹凸部140c、140d 側(cè)面141 凹部150、152 絕緣膜152a 高低差200接合層210背面電極300 槽
具體實施例方式實施方式圖1A表示，本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的頂面的模式形態(tài)，圖1B表示圖1A 的A-A線中的發(fā)光元件的模式剖面。另外，圖1C表示圖1A的B-B線中的發(fā)光元件的模式 剖面。發(fā)光元件1的結(jié)構(gòu)的概要本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件1具備具有作為第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層的 P型包覆層102、作為與第1導(dǎo)電型不同的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層的n型包覆層106、夾 于P型包覆層102和n型包覆層106并可發(fā)出規(guī)定波長的光的活性層100的發(fā)光層10 ；設(shè) 置于發(fā)光層10的一個表面?zhèn)炔⒎瓷浠钚詫?00所發(fā)出的光的由金屬形成的反射層120 ；在 反射層120的發(fā)光層10側(cè)的相反側(cè)，通過由金屬形成的接合層200而支撐發(fā)光層10的、具 有導(dǎo)電性的支撐襯底20 ；設(shè)置于反射層120的一部分上的、將反射層120和發(fā)光層10電連 接的歐姆接觸部135 ；在發(fā)光層10的另一個表面?zhèn)群桶l(fā)光層10的側(cè)面分別形成的凹凸部 140 ；覆蓋發(fā)光層10的另一個表面的凹凸部140和發(fā)光層10的側(cè)面的凹凸部140的絕緣膜 150。需要說明的是，在圖1B和圖1C中，為了方便說明，省略了形成于發(fā)光層10的側(cè)面的 凹凸部140的圖示。另外，發(fā)光元件1具備形成于發(fā)光層10的光取出面，即，在n型包覆層106的活 性層100側(cè)的相反側(cè)的表面的一部上形成的n型接觸層108 ；設(shè)置于發(fā)光層10的反射層 120側(cè)的相反側(cè)，即n型接觸層108上的表面電極110 ；設(shè)置于表面電極110上的作為導(dǎo)線 (wire)接合用焊盤(pad)的焊盤電極112 ；作為發(fā)光層10與反射層120之間所形成的接觸 層的P型接觸層104 ；在除了設(shè)置有歐姆接觸部135的區(qū)域以外的區(qū)域，在發(fā)光層10與反 射層120之間，更具體而言，在p型接觸層104與反射層120之間所設(shè)置的電介質(zhì)層130 ； 設(shè)置于支撐襯底20的與接合層200接觸的表面的相反側(cè)的表面的背面電極210。另外，雖 然在發(fā)光元件1的制造方法中進行詳述，但是發(fā)光層10的側(cè)面形狀通過濕法蝕刻而形成。
具體而言，如圖IB所示，發(fā)光層10的側(cè)面的一部分形成有逆臺面形狀10a、逆臺面 形狀10c和順臺面形狀10b。即，在本實施方式中，p型包覆層102的側(cè)面和n型包覆層106 的側(cè)面的一部分以逆臺面形狀而形成，并且活性層100的側(cè)面以順臺面形狀而形成。需要 說明的是，逆臺面形狀10a相對于p型接觸層104的表面的傾斜度，與逆臺面形狀10c相對 于P型接觸層104的表面的傾斜度相同。另外，如圖1C所示，在垂直于具有逆臺面形狀的 發(fā)光層10的側(cè)面的發(fā)光層10的側(cè)面中，p型包覆層102、n型包覆層106和活性層100的 任一個側(cè)面皆以順臺面形狀(即，順臺面形狀10d、順臺面形狀10e和順臺面形狀10f)而形 成。需要說明的是，順臺面形狀10d相對于p型接觸層104的表面的傾斜度，與順臺面形狀 10f相對于p型接觸層104的表面的傾斜度相同。另外，如圖1A所示，從上方觀看時，本實施方式中的發(fā)光元件1，形成為大致正方 形。作為一個實例，就發(fā)光元件1的平面尺寸而言，縱尺寸和橫尺寸分別為200 ym。另外， 就發(fā)光元件1的厚度而言，形成為200i!m左右。另外，例如，本實施方式中的發(fā)光元件1也 可制成具有平面尺寸為300 u m左右的芯片尺寸的發(fā)光元件，或具有平面尺寸為500 y m以 上的大型的芯片尺寸的發(fā)光元件。發(fā)光層10、p型接觸層104和n型接觸層108發(fā)光層10、p型接觸層104和n型接觸層108分別由III_V族化合物半導(dǎo)體形成。 具體而言，可通過使用GaAs系、GaP系、InP系等化合物半導(dǎo)體，InGaAs系、InGaP系、AlGaAs 系等三元系化合物半導(dǎo)體，AlGalnP系等四元系化合物半導(dǎo)體而形成。例如，發(fā)光層10具 有n型包覆層106 (其通過含有n型的AlGalnP而形成)和p型包覆層102 (其通過含有p 型的AlGalnP而形成)夾持活性層100 (其由未摻雜作為雜質(zhì)的摻雜劑的未摻雜的AlGalnP 系的化合物半導(dǎo)體的本體形成)的結(jié)構(gòu)。如果從外部供給電流，活性層100就發(fā)出規(guī)定波長的光。例如，活性層100由發(fā)出 波長為624nm附近的紅色光的化合物半導(dǎo)體材料來形成。另外，n型包覆層106通過以規(guī) 定濃度來含有Si、Se等n型的摻雜劑來形成。進一步，p型包覆層107通過以規(guī)定濃度來 含有Zn、Mg等p型的摻雜劑來形成。進一步，就p型接觸層104而言，作為一個實例，由以 規(guī)定濃度而摻雜了 Mg的p型的GaP層形成。而且，就n型接觸層108而言，作為一個實例， 由以規(guī)定濃度而摻雜了 Si的GaAs層形成。需要說明的是，n型接觸層108設(shè)置于n型包 覆層106的頂面上形成有表面電極110的區(qū)域。電介質(zhì)層130和歐姆接觸部135電介質(zhì)層130設(shè)置于p型接觸層104的表面的未設(shè)置歐姆接觸部135的區(qū)域。歐 姆接觸135部形成于貫通電介質(zhì)層130的一部分區(qū)域而設(shè)置的開口 130a內(nèi)，將p型接觸層 104和反射層120電連接。作為一個實例，歐姆接觸部135由包含Au、Zn的金屬材料，例如 AuZn合金來形成。電介質(zhì)層130，由折射率比構(gòu)成發(fā)光層10的材料的折射率低的、對于活性層100所 發(fā)出的光的波長而言為透明的材料形成。作為一個實例，電介質(zhì)層130由Si02、SiNx等的對 于該光為透明的透明電介質(zhì)層形成。另外，就電介質(zhì)層130而言，在活性層100所發(fā)出的光 的波長為入，并且構(gòu)成電介質(zhì)層130的材料的折射率為n的情況下，以(2XX)/(4Xn)以 上的厚度來形成。需要說明的是，就電介質(zhì)層130而言，也可由IT0(氧化錫銦，具有比歐姆 接觸部135的導(dǎo)電率低的導(dǎo)電率)等金屬氧化物材料的透明導(dǎo)電體層形成。
另外，電介質(zhì)層130也可由折射率各不相同的多個材料構(gòu)成的薄膜的層疊結(jié)構(gòu)形 成。例如，電介質(zhì)層130也可制成分布式布拉格反射鏡(Distributed BraggReflector DBR)結(jié)構(gòu)。作為一個實例，可形成具有如下DBR結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)層130 將規(guī)定膜厚的由Si02 形成的層、規(guī)定膜厚的由Ti02形成的層制成對(pair)，將所得的對層多次層疊形成DBR結(jié) 構(gòu)。凹凸部140發(fā)光層10的表面，具體而言，n型包覆層106的與活性層100接觸的面的相反側(cè) 的表面的一部分，成為光取出面。而且，一個凹部與一個凸部形成的成對的凹凸部140，連 續(xù)地連接在n型包覆層106的光取出面上形成。例如，一個凹部和其它的凹部，或一個凸部 和其它的凸部隔著規(guī)定的間距而形成于n型包覆層106的表面。需要說明的是，就凹凸部 140而言，也可通過在發(fā)光層10的表面無規(guī)地排列凹部和凸部而形成。進一步，在本實施 方式中，在發(fā)光層10的側(cè)面(即，活性層100的側(cè)面、p型包覆層102的側(cè)面和n型包覆層 106的側(cè)面)也形成有凹凸部140。就凹凸部140而言，形成為具有例如算術(shù)平均粗糙度為 lOOnm以上的凹凸，具有提高發(fā)光元件1的光取出效率的功能。絕緣膜150作為本實施方式中的發(fā)光元件1所具備的透明層的絕緣膜150，由對于活性層100 所發(fā)出的光而言為光學(xué)透明的材料(即，使該光透過的材料)形成。而且，就絕緣膜150而 言，設(shè)置于發(fā)光層10的表面的一部分(即，除了設(shè)置了表面電極110和焊盤電極112的部 分以外的區(qū)域)，并且沿著發(fā)光層10的側(cè)面而設(shè)置。即，沿著發(fā)光層10的側(cè)面所形成的順 臺面形狀和逆臺面形狀的表面，設(shè)置了絕緣膜150。另外，絕緣膜150，由于形成于發(fā)光層10 的側(cè)面，因此由具有絕緣性的材料形成。即，本實施方式中的發(fā)光層10包擴活性層100、n 型包覆層106、p型包覆層102 ；活性層100被p型包覆層102和n型包覆層106夾持。就 絕緣膜150而言，由于形成于通過外延生長而形成的各半導(dǎo)體層之中的發(fā)光層10的表面的 一部分和發(fā)光層10的側(cè)面，因此由具有絕緣性的材料形成。絕緣膜150可由，例如，二氧化硅、氮化硅形成。另外，絕緣膜150也可由折射率 互不相同的多個絕緣層，即，由二氧化硅形成的膜和由氮化硅形成的膜經(jīng)過多層層疊的多 層膜形成。對于作為該多個絕緣層的多層膜，例如，可按照沿著從發(fā)光層10的另一個表面 (即，光取出面)和發(fā)光層10的側(cè)面遠離的方向折射率降低的順序來層疊。具體而言，絕緣膜150可通過含有x層(并且，x為正整數(shù))的膜而形成。例如， 可首先在發(fā)光層10的側(cè)面形成由二氧化硅形成的第1膜，然后在第1膜上形成由氮化硅形 成的第2膜。或者也可以是第1膜由氮化硅形成，第2膜由二氧化硅形成。進一步，也可在 第2膜上形成由二氧化硅或由氮化硅形成的膜，作為第3膜；也可在第3膜上形成由折射率 與第3膜不同的材料形成的第4膜。需要說明的是，絕緣膜150僅設(shè)置于發(fā)光層10的另一個表面的規(guī)定的區(qū)域和發(fā)光 層10的側(cè)面，而不形成于p型接觸層104的側(cè)面和支撐襯底20的側(cè)面。更具體而言，絕緣 膜150不形成于支撐襯底20的側(cè)面，也就是寬度與支撐襯底20的寬度大致相同的區(qū)域。 即，在本實施方式中，在P型接觸層104的側(cè)面、電介質(zhì)層130的側(cè)面、反射層120的側(cè)面、 接合層200的側(cè)面、支撐襯底20的側(cè)面、背面電極210的側(cè)面，未設(shè)置絕緣膜150。反射層120
反射層120，由對于活性層100所發(fā)出的光而言反射率高的導(dǎo)電性材料形成。作為 一個實例，反射層120，由對于該光而言反射率為80%以上的導(dǎo)電性材料形成。反射層120 將活性層100所發(fā)出的光中到達了反射層120的光反射向活性層100側(cè)。反射層120由例 如Al、Au、Ag等金屬材料或包含選自這些金屬材料的至少一種金屬材料的合金形成。作為 一個實例，反射層120由規(guī)定膜厚的A1形成。另外，反射層120也可通過進一步含有由Ti、Pt等金屬材料形成的阻擋層、容易接 合于接合層200的接合膜而形成。作為一個實例，阻擋層可由規(guī)定膜厚的Ti形成。阻擋層 抑制構(gòu)成接合膜的材料向反射層120中傳輸。另外，接合膜由與接合層200電接合和機械 接合的材料形成，作為一個實例，可由規(guī)定膜厚的Au形成。支撐襯底20、接合層200、背面電極210支撐襯底20由導(dǎo)電性材料形成。支撐襯底20可由p型或n型的導(dǎo)電性Si襯底、 Ge襯底、GaAs襯底、GaP襯底等半導(dǎo)體襯底，或包含Cu等金屬材料的金屬襯底形成。例如， 在本實施方式中，導(dǎo)電性Si襯底可用作支撐襯底20?？稍谥我r底20的形成有背面電極 210的表面的相反側(cè)的表面上，通過使用例如規(guī)定膜厚的Au而形成接合層200。另外，接合層200也可通過含有歐姆接觸于支撐襯底20的歐姆接觸電極層、由Ti、 Pt等的金屬材料形成的阻擋層、容易接合于反射層120的接合膜而形成。作為一個實例， 歐姆接觸電極可由包含Au、Ti、Al等的金屬材料形成；阻擋層可由規(guī)定膜厚的Pt形成。例 如，歐姆接觸電極由規(guī)定膜厚的Ti形成。另外，阻擋層抑制構(gòu)成接合膜的材料向歐姆接觸 電極傳輸。進一步，接合膜由電接合和機械接合于反射層120的材料形成，作為一個實例， 如上述可由規(guī)定膜厚的Au形成。背面電極210由電接合于支撐襯底20的材料形成，例如，由Ti、Au等金屬材料形 成。在本實施方式中，背面電極210含有Ti和Au。具體而言，規(guī)定膜厚的Ti設(shè)置成電接合 于支撐襯底20，在Ti之上進一步設(shè)置規(guī)定膜厚的Au。需要說明的是，就發(fā)光元件1而言， 通過使用Ag糊等導(dǎo)電性的接合材料或AuSn等共晶材料，使背面電極210 —側(cè)朝下地搭載 于由Al、Cu等金屬材料形成的管座的規(guī)定的位置。表面電極110和焊盤電極112參照圖1A，表面電極110設(shè)置于n型包覆層106上的規(guī)定區(qū)域中所形成的n型接 觸層108之上。參照圖1A便可知，作為一個實例，從發(fā)光元件1上方觀看時，表面電極110 形成為大致矩形狀，在四角分別具備具有規(guī)定曲率的彎曲部。需要說明的是，表面電極110 不受限于這樣的形狀，從上方觀看時，也可形成為圓形狀、多邊形狀(例如，六邊形等)。另 外，焊盤電極112形成為與表面電極110的表面相接觸。表面電極110由歐姆接觸于n型 接觸層108的金屬材料形成。例如，表面電極110由含有Au、Ge、Ni等的金屬材料來形成。 另外，焊盤電極112由含有例如Ti、Au等的金屬材料來形成。此處，在從發(fā)光層10的另一個表面(光取出面)側(cè)朝向活性層100而觀察的情況 下，歐姆接觸部135形成于除了表面電極110的正下方區(qū)域以外的區(qū)域的一部分區(qū)域。從 上方觀看時，歐姆接觸部135設(shè)置于開口 130a內(nèi)，后者位于除了表面電極110的正下方的 電介質(zhì)層130的區(qū)域以外的部分。即，從上方觀看時，表面電極110和焊盤電極112設(shè)置于 與歐姆接觸部135不重疊的位置。圖lD(a)和(b)表示從上方參照本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的角的一部分的放大圖的概要，圖IE表示在本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的剖面中，發(fā)光層的寬度與支 撐襯底的寬度的比較。參照圖lD(a)，就本實施方式中的發(fā)光元件1而言，在發(fā)光層10的側(cè)面具有凹凸部 140a和凹凸部140b。凹凸部140a形成于逆臺面形狀I(lǐng)Oa部分，凹凸部140b形成于順臺面 形狀I(lǐng)Ob部分。即，就具有逆臺面形狀的發(fā)光層10的側(cè)面而言，通過具備具有銳角的角的 多個凹凸部140a和凹凸部140b而形成。另一方面，在垂直于具有逆臺面形狀的發(fā)光層10 的側(cè)面的側(cè)面中，形成有不同于具有銳角的角的凹凸部的、具有曲線區(qū)域的側(cè)面140c和側(cè) 面140d。需要說明的是，圖lD(a)只不過是表示概要，對于具有曲線區(qū)域的側(cè)面140c和側(cè) 面140d的形態(tài)而言，不限定于圖示的實施方式。另外，參照圖ID的(b)。圖ID的(b)為具有逆臺面形狀的發(fā)光層10的側(cè)面的一 部分的放大圖。參照圖ID(b)便可知，在發(fā)光元件1的表面形成有構(gòu)成凹凸部140的多個 凹部141。另外，形成于η型包覆層106的側(cè)面和ρ型包覆層102的側(cè)面的一個凸狀部分與 鄰接該凸狀部分的另一個凸狀部分的間隔Dl (S卩，間距)為例如2μπι左右。另外，形成于 η型包覆層106的側(cè)面的凸狀部分的距離凹部141的頂端的距離D2為例如1 μ m左右。另 外，參照圖1E，形成有絕緣膜150的發(fā)光層10側(cè)的“寬度a”，形成為比支撐襯底20的“寬 度b”窄。需要說明的是，間隔Dl和距離D2不受限于上述的實例，也可根據(jù)發(fā)光元件1的 用途而適宜變更。由形成凹凸部140的場所導(dǎo)致的光取出效率的差異圖2A的(a)表示比較例1中的發(fā)光元件的剖面的概要，圖2A的(b)表示比較例 2中的發(fā)光元件的剖面的概要。另外，圖2B表示以比較例1中的發(fā)光元件的光取出效率為 基準，本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的相對光取出效率與比較例2中的發(fā)光元件的相對 光取出效率進行的比較。對于比較例1中的發(fā)光元件3和比較例2中的發(fā)光元件4兩者而言，除了形成有 凹凸部140的區(qū)域與本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件1不同這一點之外，具有大致相同的 結(jié)構(gòu)，因此除了差異點之外省略詳細說明。就比較例1中的發(fā)光元件3而言，發(fā)光層(即，包含活性層100、p型包覆層102和 η型包覆層106的層)的寬度，按照具有與支撐襯底20的寬度大致相同的寬度而形成，并且 凹凸部140僅設(shè)置于η型包覆層106的表面中除了設(shè)置了表面電極110和焊盤電極112的 區(qū)域以外的區(qū)域。另外，就比較例2中的發(fā)光元件4而言，發(fā)光層(即，包含活性層100、ρ型包覆層 102和η型包覆層106的層)的寬度，沿著從ρ型接觸層104向η型接觸層108的推進方 向慢慢地狹窄(即，成為順臺面形狀)，并且凹凸部140僅設(shè)置于η型包覆層106的表面中 除了設(shè)置了表面電極110和焊盤電極112的區(qū)域以外的區(qū)域。即，比較例2中的發(fā)光元件 4的發(fā)光層的側(cè)面為，4面全都僅由順臺面形狀形成。參照圖2Β，將比較例1中的發(fā)光元件3的光取出效率設(shè)為“1. 0”的情況下，比較例 2中的發(fā)光元件4的相對光取出效率為“1.05”。另一方面，本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元 件1的相對光取出效率為“1. 15”，可知相比于比較例1和比較例2中的發(fā)光元件而言，可 實現(xiàn)高的光取出效率。由絕緣膜150的厚度的差異導(dǎo)致的光取出效率
圖2C表示，由本實施方式中的發(fā)光元件所具備的絕緣膜的厚度的差異導(dǎo)致的光 取出效率的不同。具體地，圖2C表示以從本實施方式中的發(fā)光元件1中僅去除絕緣層150后的發(fā)光 元件(即，絕緣膜的膜厚為“Onm”)的光取出效率為基準，通過各種各樣地變化絕緣層150 的厚度，比較了具備絕緣層150的本實施方式中的發(fā)光元件1的光取出效率的結(jié)果。參照 圖2C便可知，通過使絕緣膜150的膜厚為IOOnm以上，發(fā)光元件1的相對光取出效率便為 1. 08倍以上。可知至少當絕緣膜150的膜厚為200nm以上IOOOnm以下時，本實施方式中 的發(fā)光元件1的相對光取出效率，超過1. 08倍。元件固定夾具可使用次數(shù)和排列不良發(fā)生比例圖2D表示比較例3中的發(fā)光元件的剖面的概要。另外，圖2E表示本發(fā)明的實施 方式中的發(fā)光元件和比較例3中的發(fā)光元件各自的元件固定夾具可使用次數(shù)，圖2F表示本 發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件和比較例3中的發(fā)光元件各自的排列不良發(fā)生比例。就比較例3中的發(fā)光元件5而言，發(fā)光層(即，包含活性層100、p型包覆層102和 η型包覆層106的層)的寬度，按照具有與支撐襯底20的寬度大致相同的寬度而形成，并且 不形成凹凸部140 ；絕緣膜152形成于元件的側(cè)面的一部分，因而形成有高低差152a，除這 點之外，具備與本實施方式中的發(fā)光元件1大致相同的結(jié)構(gòu)。在實施發(fā)光元件的電氣特性的確認試驗的情況下，用金屬制的夾具夾入發(fā)光元 件，將發(fā)光元件固定來實施。就金屬制的夾具而言，通過反復(fù)接觸于元件的側(cè)面而慢慢地磨 耗。在此情況下，如比較例3那樣，由于到發(fā)光元件5的側(cè)面為止形成有絕緣膜152，夾具便 與硬度高的絕緣膜152相接觸，因此夾具表面容易產(chǎn)生磨耗。需要說明的是，夾具的材質(zhì)為 超硬合金，具體為通過將碳化鎢和鈷混合、燒結(jié)而獲得的合金。在此，測定了使夾具反復(fù)接觸于元件側(cè)面，直到更換夾具為止所需要的夾具的接 觸次數(shù)。其結(jié)果，參照圖2E可知，如比較例3中的發(fā)光元件5那樣，夾具與絕緣膜152相接 觸的情況下，更換周期早。另一方面，就本實施方式中的發(fā)光元件1而言，由于在接觸于夾 具的部分沒有形成絕緣膜150，因此如圖2E所示，直到接觸IOX IOk次為止，可不更換夾具。另外，如比較例3中的發(fā)光元件5那樣，從元件的頂面到底面具有大致相同的寬 度，并且僅在元件的側(cè)面的一部分形成絕緣膜152的情況下，在元件側(cè)面形成明顯的高低 差152a。此處，在出貨發(fā)光元件的情況下，出貨前需要檢查芯片特性，從而僅篩選出良品。 芯片特性通過芯片檢測器來檢查。而且，在將發(fā)光元件搭載于芯片檢測器時，需要通過夾具 夾著來移動發(fā)光元件。在此情況下，當用夾具夾著比較例3中的發(fā)光元件5時，由于發(fā)光元 件5具有高低差152a，因此存在發(fā)光元件5傾斜的情況。于是，發(fā)生發(fā)光元件5的排列不良 (即，良品判定、篩選后的良品群中的排列不良)。因此，對本實施方式中的發(fā)光元件1和比較例3中的發(fā)光元件5，比較了排列不良 的發(fā)生比例。其結(jié)果顯示了 當比較例3中的發(fā)光元件5的排列不良的發(fā)生比例為1. 1% 時，本實施方式中的發(fā)光元件1的排列不良的發(fā)生比例為0. 1%，排列不良的發(fā)生比例為極 小。變形例本實施方式中的發(fā)光元件1發(fā)出包含波長為624nm附近的紅色的光，但是發(fā)光元 件1所發(fā)出的光的波長不限定于該波長。通過控制活性層100的結(jié)構(gòu)，也可形成發(fā)出規(guī)定的波長范圍的光的發(fā)光元件1。作為活性層100所發(fā)出的光，例如，可列舉出橙色光、黃色 光或綠色光等波長范圍的光。另外，發(fā)光元件1所具備的發(fā)光層10也可由包含發(fā)出紫外區(qū) 域、紫色區(qū)域或藍色區(qū)域的光的活性層100的InAlGaN系的化合物半導(dǎo)體來形成。進一步，對于發(fā)光元件1所具備的發(fā)光層10、p型接觸層104和η型接觸層108等 化合物半導(dǎo)體層而言，構(gòu)成這些化合物半導(dǎo)體層的化合物半導(dǎo)體的導(dǎo)電型也可制成與本實 施方式相反的導(dǎo)電型。例如，η型接觸層108和η型包覆層106的導(dǎo)電型也可制成ρ型，并 且P型包覆層102和ρ型接觸層104的導(dǎo)電型也可制成η型。另外，活性層100也可形成為具有量子阱結(jié)構(gòu)。就量子阱結(jié)構(gòu)而言，也可由單量子 阱結(jié)構(gòu)、多量子阱結(jié)構(gòu)或應(yīng)變多量子阱結(jié)構(gòu)的任何一種結(jié)構(gòu)形成。另外，就本實施方式中的歐姆接觸部135而言，具有連續(xù)的1個的形態(tài)，也可按照 具有分割為多個部分的形態(tài)而形成。發(fā)光元件1的制造方法圖3Α至圖3J表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件的制造流程的一個實例。首先，如圖3Α的(a)所示，在η型的GaAs襯底15之上，例如，通過有機金屬氣相 生長法(Metal Organic Vapor Phase EPitaxy =MOVPE法)形成包含多個化合物半導(dǎo)體層 的AlGaInP系的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)。具體而言，通過使用MOVPE法，在GaAs襯底15之上依序 形成具有未摻雜的(Ala7Gaa3)a5Ina5P的蝕刻阻擋層109、具有摻雜了 Si的η型的GaAs的 η型接觸層108、具有摻雜了 Si的η型的(Ala7Gaa3)a5Ina5P的η型包覆層106、具有未摻雜 的(AlaiGaa9)a5Ina5P 的活性層 100、具有摻雜了 Mg 的 ρ 型的(Al0.7Ga0.3)0.5Ina5P 的 ρ 型包 覆層102、具有摻雜了 Mg的ρ型的GaP的ρ型接觸層104。由此，形成了在GaAs襯底15上 形成有包含發(fā)光層10的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的外延晶片7。此處，對于使用了 MOVPE法的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)的形成而言，通過將生長溫度設(shè)定 為650°C，生長壓力設(shè)定為6666. IPa(50Τοπ·)，半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)所具有的多個化合物半導(dǎo) 體層的各自的生長速度設(shè)定為0. 3nm/sec 1. Onm/sec、以及V/III比設(shè)定為約200左右， 從而實施。需要說明的是，V/III比是指以三甲基鎵(TMGa)、三甲基鋁(TMAl)等III族原 料的摩爾數(shù)為基準時的砷化三氫(AsH3)、磷化氫(PH3)等V族原料的摩爾數(shù)的比。另外，MOVPE法中使用的原料可使用三甲基鎵(TMGa)，三乙基鎵(TEGa)、三甲基鋁 (TMAl)、三甲基銦(TMIn)等有機金屬化合物、以及砷化三氫(AsH3)、磷化氫(PH3)等氫化物 氣體。進一步，η型的摻雜劑的原料可使用二甲硅烷(Si2H6)15而且，ρ型的摻雜劑的原料可 使用雙環(huán)戊二烯基鎂(Cp2Mg)。另外，作為η型的摻雜劑的原料，可使用硒化氫(H2Se)、單甲硅烷(SiH4)、二乙基碲 (DETe)或二甲基碲(DMTe)。而且，作為ρ型的摻雜劑的原料，可使用二甲基鋅(DMZn)或二 乙基鋅(DEZn)。接著，如圖3A(b)所示，將圖3A(a)中形成的外延晶片7從MOVPE裝置搬出后，在ρ 型接觸層104的表面形成電介質(zhì)層130。具體而言，通過使用等離子體CVD (Chemical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積)裝置，將作為電介質(zhì)層130的SiO2膜形成于ρ型接觸層104的 表面。需要說明的是，電介質(zhì)層130由多個層形成的情況下，可通過真空蒸鍍法、濺射法等 來形成。接著，通過使用光刻法和蝕刻法，在電介質(zhì)層130形成開口 130a。例如，在要形成開口 130a的區(qū)域，將具有槽的光致抗蝕劑圖案形成于電介質(zhì)層130上。開口 130a形成為 從電介質(zhì)層130的表面貫通至ρ型接觸層104與電介質(zhì)層130的界面。具體而言，通過使 用氫氟酸系蝕刻液作為蝕刻劑，通過去除未形成光致抗蝕劑圖案的區(qū)域的電介質(zhì)層130而 在電介質(zhì)層130中形成開口 130a。需要說明的是，開口 130a形成于圖IA中說明的設(shè)置歐 姆接觸部135的區(qū)域。進一步，通過使用真空蒸鍍法，在開口 130a形成作為構(gòu)成歐姆接觸部135的材料 的AuZn合金。例如，將形成開口 130a時使用的光致抗蝕劑圖案作為掩模，通過在開口 130a 內(nèi)真空蒸鍍AuZn，形成歐姆接觸部135。作為一個實例，如圖3B所示，在電介質(zhì)層130中，在 除了要形成表面電極110和焊盤電極112的區(qū)域以外的規(guī)定的區(qū)域，形成歐姆接觸部135。由此，如圖3A的(b)所示，形成了附帶歐姆接觸部的外延晶片7a，其具有在電介質(zhì) 層130中由AuZn形成的歐姆接觸部135。需要說明的是，就歐姆接觸部135而言，通過進行 后述的合金處理，作為歐姆電極而起作用。接著，如圖3C的(a)所示，在附帶歐姆接觸部的外延晶片7a的表面，S卩，電介質(zhì)層 130和歐姆接觸部135的表面，形成作為金屬反射層的反射層120。具體而言，通過使用真 空蒸鍍法或濺射法形成作為反射層120的Al層。需要說明的是，優(yōu)選在反射層120之上依 序形成作為阻擋層的Ti層、作為接合膜的Au層。由此，形成了附帶反射層的外延晶片7b。 需要說明的是，就反射層120而言，可根據(jù)活性層100所發(fā)出的光的波長，選擇對于該光的 波長的反射率高的材料。接著，如圖3C的(b)所示，制備導(dǎo)電性的Si襯底作為將接合層200形成于表面的 支撐襯底20。需要說明的是，在接合層200含有歐姆接觸電極層、阻擋層和接合膜而形成的 情況下，在Si襯底上通過使用真空蒸鍍法而依序形成作為歐姆電極層的Ti、作為阻擋層的 Pt、作為接合膜的Au。接著，使附帶反射層的外延晶片7b的反射層120表面和支撐襯底20 的接合層200的表面相對地重疊，該狀態(tài)通過由碳等形成的夾具來保持。反射層120包含 接合膜，接合層200包含接合膜的情況下，使反射層120的接合膜和接合層200的接合膜重 疊。接著，將夾具在保持附帶反射層的外延晶片7b和具有接合層200的支撐襯底20 重疊的狀態(tài)，導(dǎo)入晶片貼合裝置內(nèi)。而且，在晶片貼合裝置內(nèi)設(shè)定規(guī)定壓力。作為一個實例， 設(shè)定為1.333Pa(0. OlTorr)的壓力。而且，通過夾具，向相互重疊的附帶反射層的外延晶片 7b和具有接合層200的支撐襯底20施加壓力。作為一個實例，施加30kgf/cm2的壓力。接 著，以規(guī)定的升溫速度將夾具加熱至規(guī)定溫度。具體而言，夾具的溫度加熱至350°C。而且，夾具的溫度達到350°C左右之后，使夾 具保持該溫度約30分鐘。其后，慢慢冷卻夾具。使夾具的溫度充分地降低至，例如室溫。 夾具的溫度降低之后，開放施加于夾具的壓力。于是，通過使晶片貼合裝置內(nèi)的壓力為大氣 壓，取出夾具。由此，附帶反射層的外延晶片7b和具有接合層200的支撐襯底20，在反射層 120與接合層200之間，機械接合并電接合。接著，接合了附帶反射層的外延晶片7b和具有接合層200的支撐襯底20的結(jié)構(gòu) 體，通過貼附用蠟而貼附于研磨裝置的夾具。具體而言，支撐襯底20側(cè)貼附于該夾具。而 且，將該結(jié)構(gòu)體的GaAs襯底15研磨至規(guī)定的厚度。接著，將研磨后的結(jié)構(gòu)體從研磨裝置的 夾具取出，洗滌去除附著于支撐襯底20的表面的蠟。然后，通過使用GaAs蝕刻用的蝕刻劑，通過從研磨后的結(jié)構(gòu)體選擇性地完全地去除所殘留的GaAs襯底15，從而形成露出了蝕 刻阻擋層109的結(jié)構(gòu)體。作為GaAs蝕刻用的蝕刻劑，例如，可列舉出氨水與過氧化氫水的 混合液。需要說明的是，也可不研磨GaAs襯底15，通過蝕刻來去除全部的GaAs襯底15。然后，通過使用規(guī)定的蝕刻劑來蝕刻，從去除了 GaAs襯底15的結(jié)構(gòu)體去除蝕刻阻 擋層109。由此，如圖3D的(a)所示，形成了去除了蝕刻阻擋層109的接合結(jié)構(gòu)體7c。蝕 刻阻擋層109由AlGaInP系的化合物半導(dǎo)體形成的情況下，作為規(guī)定的蝕刻劑，可使用包含 鹽酸的蝕刻劑。由此，η型接觸層108的表面露出于外部。接著，通過使用光刻法和真空蒸鍍法，在η型接觸層108的表面的規(guī)定位置，形成 表面電極110。表面電極110例如形成為一邊的長度為105 μ m、四角具有彎曲部的大致正 方形狀。表面電極110例如通過在η型接觸層108上依序蒸鍍AuGe、Ti、Au來形成。在此 情況下，如圖3E所示那樣，表面電極110形成于不位于歐姆接觸部135的正上方的位置。接著，以表面電極110作為掩模，通過使用硫酸、過氧化氫水和水的混合液，將除 了對應(yīng)于表面電極110的正下方的η型接觸層108以外的η型接觸層108蝕刻，從而去除。 由此，形成了圖3D的(b)所示那樣的接合結(jié)構(gòu)體7d。需要說明的是，通過使用該混合液， 可以相對于由η型的(Ala7Gaa3)a5Ina5P形成的η型包覆層106，選擇性地蝕刻由GaAs形成 的η型接觸層108。因此，在接合結(jié)構(gòu)體7d中，η型包覆層106的表面的一部分(即，除了 表面電極110的正下方以外的η型包覆層106的表面)便露出于外部。接著，如圖3F所示，在η型包覆層106的表面，通過形成凹凸部140而形成接合結(jié) 構(gòu)體7e。具體而言，通過使用光刻法，將隔著規(guī)定間距而重復(fù)凹部用圖案或凸部用圖案的掩 模圖案形成于η型包覆層106的表面。例如，隔著2. 0 μ m左右的間距重復(fù)凹部用圖案或凸 部用圖案來形成掩模圖案。需要說明的是，就凹部用圖案或凸部用圖案而言，例如，按照具 有矩陣狀、蜂窩狀等的配置而形成。于是，以所形成的掩模圖案作為掩模，通過使用濕法蝕 刻法而在η型包覆層106的表面形成凹凸部140。由此，形成了具有凹凸部140的接合結(jié)構(gòu) 體7e。接著，通過使用光刻法而將分離發(fā)光元件用的掩模圖案形成于接合結(jié)構(gòu)體7e的 表面。即，在接合結(jié)構(gòu)體η型包覆層106的表面形成發(fā)光元件分離用的掩模圖案。以 掩模圖案作為掩模，通過濕法蝕刻法，從η型包覆層106的表面?zhèn)热コ溅研徒佑|層104為 止，從而分別地分離發(fā)光元件。在這樣的情況下，在發(fā)光層10的側(cè)面中，在η型包覆層106的側(cè)面形成了逆臺面 形狀10a，在ρ型包覆層102的側(cè)面形成了逆臺面形狀10c。進一步，在活性層100的側(cè)面 形成有順臺面形狀10b，并且在發(fā)光層10的側(cè)面形成了凹凸部140。需要說明的是，在圖3G 中，為了方便說明，未圖示發(fā)光層10的側(cè)面的凹凸部140。另外，為了方便說明，未圖示表 現(xiàn)了形成有順臺面形狀的側(cè)面的剖面(以下，在制造方法的說明中為同樣)。由此，如圖3G 所示，形成了多個發(fā)光元件間被分離了的接合結(jié)構(gòu)體7f。需要說明的是，發(fā)光層10的側(cè)面 為通過濕法蝕刻而露出的表面，相比于用機械方式分離元件，不會對發(fā)光層10造成機械損 傷。接著，在接合結(jié)構(gòu)體7f的表面，通過使用等離子體CVD法而形成絕緣膜150。作為 絕緣膜150，例如形成SiO2膜。其后，通過使用光刻法而在除了表面電極110的正上方以外 的部分形成掩模圖案。接著，以該掩模圖案作為掩模，表面電極110的正上方的絕緣膜150通過使用包含稀氟化氫的蝕刻劑的蝕刻來去除。由此，形成了圖3H所示那樣的露出了表面 電極110的表面的接合結(jié)構(gòu)體7g。需要說明的是，由于接合結(jié)構(gòu)體7f的水平方向的形狀不 同，因而該蝕刻的蝕刻率因接合結(jié)構(gòu)體7f的位置的不同而不同，因此絕緣膜150的膜厚優(yōu) 選為例如400nm厚以上。接著，在支撐襯底20的背面通過真空蒸鍍法或濺射法形成背面電極210。背面電 極210例如依序?qū)i、Au形成于支撐襯底20的背面。而且，形成了背面電極210之后，將形 成有背面電極210的支撐襯底20，在規(guī)定氣氛下，施行規(guī)定溫度、規(guī)定時間的熱處理(S卩，使 背面電極210合金化的合金處理)。例如，該熱處理為在作為惰性氣氛下的氮氣氛下，400°C 的溫度、5分鐘的熱處理。進一步，在表面電極110之上，通過使用光刻法和真空蒸鍍法或 濺射法而形成焊盤電極112。焊盤電極112，例如可通過將Ti、Au依序成膜于表面電極110 之上來形成。由此，形成了圖31所示那樣的接合結(jié)構(gòu)體7h。需要說明的是，在本實施方式中，通過后述的切割裝置切離晶片而分離發(fā)光元件1 的情況下，通過在槽300插入切割刀片而分離。在此情況下，在槽300中，例如，沒有填充構(gòu) 成絕緣膜150的材料，絕緣膜150僅較薄地形成于ρ型接觸層104的表面。因此，在本實施 方式中，在由切割裝置導(dǎo)致的切割時，可抑制切割刀片的必要以上的磨耗，并且可防止在發(fā) 光層10產(chǎn)生設(shè)想外的應(yīng)力，進一步，可抑制絕緣膜150的切削碎渣的產(chǎn)生。接著，例如，將支撐襯底20側(cè)貼附于粘著片的接合結(jié)構(gòu)體7h搭載于切割裝置。然 后，在槽300，通過使以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的切割刀片朝向支撐襯底20側(cè)切下，實施元件分 離。由此，制造圖3J所示那樣的，本實施方式中的發(fā)光元件1。經(jīng)過圖3A 圖3J的各工序而制造的發(fā)光元件1，作為一個實例，為具有平面尺寸 為200 μ m見方的大致四角形狀的元件尺寸(平面尺寸)的發(fā)光二極管(Light Emitting Diode =LED)。而且，通過使用導(dǎo)電性的接合材料而將該發(fā)光元件1芯片接合于T0-18管座， 并且焊盤電極112和T0-18管座的規(guī)定的區(qū)域通過Au等的導(dǎo)線連接。由此，可通過導(dǎo)線從 外部向焊盤電極112供給電流，評價發(fā)光元件1的特性。實施方式的效果本實施方式中的發(fā)光元件1在發(fā)光層10的表面的一部分和發(fā)光層10的側(cè)面形 成有凹凸部140，并且這些凹凸部140由作為保護層的絕緣膜150來覆蓋，因此所覆蓋的區(qū) 域通過絕緣膜150而受到機械性保護，即使是將發(fā)光元件1安裝于管座等的情況下使夾頭 (collet)等夾具接觸發(fā)光元件1，也可抑制在厚度薄、機械上極其脆弱的發(fā)光層10和機械 強度弱的凹凸部140產(chǎn)生機械損傷。而且，由于在作為發(fā)光層10的光取出面的表面(即，η 型包覆層106的表面)的一部分和發(fā)光層10的側(cè)面這兩處形成凹凸部140，因此可提高發(fā) 光元件1的光取出效率。另外，本實施方式中的發(fā)光元件1，由于通過對于活性層100所發(fā)出的光而言為透 明的絕緣膜150而將凹凸部140覆蓋，可進一步提高發(fā)光元件1的光取出效率。需要說明 的是，由于在發(fā)光層10的側(cè)面形成有絕緣膜150，可防止由具有導(dǎo)電性的廢物附著于發(fā)光 層10的側(cè)面而導(dǎo)致的短路以及發(fā)光層10的氧化。另外，本實施方式中的發(fā)光元件1，由于形成有絕緣膜150的發(fā)光層10側(cè)的寬度形 成為比支撐襯底20的寬度窄，因此即使是通過金屬制等的夾具夾入發(fā)光元件1，夾具不會 與發(fā)光層10接觸而對發(fā)光層10造成機械損傷。另外，就發(fā)光元件1而言，由于通過該夾具夾住支撐襯底20而保持于夾具，因此硬度高的絕緣膜150不會接觸夾具的表面，可抑制夾 具表面的磨耗，可長期使用夾具。實施方式的變形例1圖4表示本發(fā)明的實施方式的變形例1中的發(fā)光元件的模式的頂面。本發(fā)明的實施方式的變形例1中的發(fā)光元件la，除了表面電極110的形狀和歐姆 接觸部135的形狀為不同之外，具備與實施方式中的發(fā)光元件1大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，除 了差異點之外，省略詳細說明。實施方式的變形例1中的發(fā)光元件Ia的表面電極110含有焊盤電極112正下方的 圓電極以及從上方觀看時從圓電極的中心朝發(fā)光元件Ia的外緣延伸的多個細線電極。需 要說明的是，圖4中的圓電極由于位于焊盤電極112正下方，而未圖示。具體而言，表面電極110含有沿著從上方觀看時為大致正方形的發(fā)光元件Ia的 一條對角線的方向而設(shè)置的細線電極110a、沿著另一條對角線的方向而設(shè)置的細線電極 110c、沿著大致水平于發(fā)光元件Ia的一條邊的方向而設(shè)置的且設(shè)置于連接垂直于該一條 邊的2條邊的大致中央的線上的一部分的細線電極110b、沿著垂直于細線電極IlOb的長方 向的方向而設(shè)置的細線電極110d。細線電極IlOa與細線電極IlOc的交點和細線電極IlOb 與細線電極IlOd的交點，設(shè)定為大致一致的位置。而且，細線電極IlOa和細線電極IlOc 的長度，比細線電極IlOb和細線電極IlOd的長度長。圓電極分別與細線電極IlOa乃至細 線電極IlOd接觸，從上方觀看時，設(shè)置于發(fā)光元件Ia的大致中央。另外，從上方觀看時，歐姆接觸部135設(shè)置于位于除了表面電極110的正下方的電 介質(zhì)層130的區(qū)域以外的部分的開口內(nèi)。例如，從上方觀看時，歐姆接觸部135包括具有沿 著發(fā)光元件Ia的外周的形狀的外周部135a以及多個伸出部(包擴在沿著發(fā)光元件Ia的 一條邊的方向上延伸的部分和在沿著對角線的方向上延伸的部分)。例如，伸出部135b形 成為包括在沿著細線電極IlOd的方向上延伸的部分和在沿著細線電極IlOa的方向上延伸 的部分。同樣地，伸出部135c形成為包括在沿著細線電極IlOa的方向上延伸的部分和沿 著細線電極IlOb的方向上延伸的部分。實施方式的變形例2圖5A表示本發(fā)明的實施方式的變形例2中的發(fā)光元件的模式的頂面，圖5B表示 本發(fā)明的實施方式的變形例2中的發(fā)光元件的剖面的概要。需要說明的是，圖5B的剖面圖 為圖5A中的B-B線的剖面。實施方式的變形例2中的發(fā)光元件lb，除了從發(fā)光元件Ib的頂面?zhèn)裙┙o電流之 外，具備與實施方式中的發(fā)光元件1大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，除了差異點之外，省略詳細說 明。需要說明的是，實施方式的變形例中的發(fā)光元件Ib有時稱為頂面2電極結(jié)構(gòu)型的發(fā)光 元件。參照圖5B，實施方式的變形例2中的發(fā)光元件Ib具備發(fā)光層10、電連接于設(shè)置在 發(fā)光層10的一側(cè)的表面的一部分區(qū)域的η型接觸層108的表面電極110、設(shè)置于表面電極 110的一部分表面的作為導(dǎo)線接合用焊盤的第1焊盤電極112a、歐姆接觸于設(shè)置在發(fā)光層 10的另側(cè)的表面?zhèn)鹊摩研徒佑|層104的一部分的歐姆接觸部135、與除了設(shè)置有歐姆接觸 部135的區(qū)域以外的ρ型接觸層104相接觸而設(shè)置的電介質(zhì)層130、設(shè)置于歐姆接觸部135 和電介質(zhì)層130的發(fā)光層10側(cè)的相反側(cè)的表面的反射層120。
需要說明的是，實施方式的變形例2中的支撐襯底20可由不具有導(dǎo)電性的材料， 例如，玻璃襯底、藍寶石襯底等形成。此處，就實施方式的變形例2中的發(fā)光元件Ib而言，發(fā)光層10、n型接觸層108和 P型接觸層104的一部分區(qū)域，從η型接觸層108側(cè)向著P型接觸層104側(cè)被去除。而且， 在對應(yīng)于所去除的區(qū)域的歐姆接觸部135上，設(shè)置了第2焊盤電極112b。由此，第1焊盤電 極112a的表面和第2焊盤電極112b的表面分別朝相同的方向而露出。另外，第2焊盤電 極112b設(shè)置于在去除了發(fā)光層10、η型接觸層108和ρ型接觸層104的區(qū)域中的、露出于 外部的歐姆接觸部135的一部分之上。由此，供給于第2焊盤電極112b的電流通過歐姆接 觸部135而供給于發(fā)光層10的活性層100。關(guān)于電極的位置關(guān)系如圖5A所示，表面電極110在η型包覆層106上形成為具有形成為大致圓形的圓 電極和電連接于圓電極的多個線狀電極。需要說明的是，在圖5Α中就圓電極而言，由于位 于第1焊盤電極112a的正下方，因此未圖示。表面電極110與η型接觸層108相接觸而設(shè)置，例如，從上方觀看時，具有大致梳 形狀。作為一個實例，表面電極110含有接近于發(fā)光元件Ib的一條邊而大致水平于該一條 邊而設(shè)置的細線電極110a、接近于該一條邊的對邊而大致水平于該對邊而設(shè)置的細線電極 110c、設(shè)置于在細線電極IlOa與細線電極IlOc之間且距離細線電極IlOa的距離和距離細 線電極IlOc的距離大致相等的位置的細線電極110b。進一步，表面電極110具有細線電極IlOd以及位于設(shè)置了第1焊盤電極112a的 區(qū)域的正下方的圓電極，細線電極IlOd在垂直于細線電極110a、細線電極IlOb和細線電極 IlOc的長方向的方向延伸，通過細線電極110a、細線電極IlOb和細線電極IlOc的端部而 分別將細線電極110a、細線電極IlOb和細線電極IlOc電連接。需要說明的是，從上方觀看 時，不存在對應(yīng)于細線電極IlOd的歐姆接觸部135。另外，細線電極IlOa和細線電極IlOb 的長度為大致相等；設(shè)置于最遠離第1焊盤電極112a的位置的細線電極IlOc的長度形成 為比細線電極IlOa的長度和細線電極IlOb的長度短。而且，表面電極110的圓電極設(shè)置 于包括細線電極IlOa與細線電極IlOd的交點的位置。另外，歐姆接觸部135設(shè)置在電介質(zhì)層130的開口內(nèi)，根據(jù)表面電極110從上方觀 看到的形狀，設(shè)置于除了表面電極Iio的正下方以外的區(qū)域。就歐姆接觸部135而言，以在 表面電極110與歐姆接觸部135之間使電流大致均勻地擴散為目的，因而成為表面電極110 與歐姆接觸部135之間的距離為大致固定距離的配置。例如，歐姆接觸部135與表面電極110同樣地具有大致梳形狀。作為一個實例，歐 姆接觸部135具有從上方觀看時，接近于發(fā)光元件Ib的一條邊而設(shè)置、大致水平于該一條 邊的線狀部136a，接近于該一條邊的對邊而設(shè)置的大致水平于該對邊的線狀部136d，與線 狀部136d相比更接近線狀部136a而設(shè)置的線狀部136b，與線狀部136a相比接近線狀部 136d而設(shè)置的線狀部136c。進一步，歐姆接觸部136具有線狀部136e和位于設(shè)置了第2焊盤電極112b的區(qū) 域的正下方的圓部，線狀部136e在垂直于線狀部136a、線狀部136b、線狀部136c以及線狀 部136d的長方向的方向延伸，在線狀部136a、線狀部136b、線狀部136c以及線狀部136d的 端部分別將線狀部136a、線狀部136b、線狀部136c以及線狀部136d電連接。需要說明的是，就歐姆接觸部135的圓部而言，由于位于第2焊盤電極112b的正下方，因此在圖5A中 未圖示。另外，線狀部136a形成為比其它的線狀部短，線狀部136d形成為比其它的線狀部 長。另外，線狀部136b的長度與線狀部136c的長度大致相等地形成。而且，線狀部136a、 線狀部136b、線狀部136c和線狀部136d分別以大致相同間距來配置。另外，歐姆接觸部 135的圓部設(shè)置于包擴線狀部136d與線狀部136e的交點的區(qū)域，從發(fā)光元件Ib的上方觀 看時，設(shè)置于第1焊盤電極112a的對角的位置。另外，從上方觀看時，線狀部136a和線狀部136b配置在夾著線狀電極IlOa的位 置。作為一個實例，第1焊盤電極112a和第2焊盤電極112b形成為直徑為100 μ m的圓狀， 多個線狀電極和多個線狀部形成為寬度為10 μ m的線狀。實施例1基于本發(fā)明的實施方式中的發(fā)光元件1的制造方法(例如，參照圖3A 圖3J)，制 造了實施例1中的發(fā)光元件。即，制造了一種發(fā)光元件，其具備由摻雜了 Si的η型的GaAs 形成的η型接觸層108、發(fā)光層10、由摻雜了 Mg的ρ型的GaP形成的ρ型接觸層104，發(fā) 光層10包擴由摻雜了 Si的η型的(Ala7Gaa3)a5Ina5P形成的η型包覆層106、由未摻雜的 (AlaiGaa9)a5Ina5P 形成的活性層 100、由摻雜了 Mg 的 ρ 型的(Al0.7Ga0.3)0.5Ina5P 形成的 ρ 型包覆層102。另外，在實施例1中的發(fā)光元件中，如實施方式中說明的那樣，形成凹凸部 140，并且形成了 400nm的膜厚的SiO2膜作為絕緣膜150。進一步，實施例1中的發(fā)光元件中使用的材料如下。歐姆接觸部135由AuZn合金 形成。另外，電介質(zhì)層130由SiO2層形成。另外，反射層120由由Al形成的反射層、由Ti 形成的阻擋層、由Au形成的接合膜形成。而且，接合層200由由Ti形成的歐姆接觸電極層、 由Pt形成的阻擋層、由Au形成的接合膜形成。進一步，支撐襯底20使用了導(dǎo)電性的Si襯 底。另外，表面電極110由AuGe/Ni/Au形成。而且，焊盤電極112和背面電極210由Ti/Au 形成。實施例1中的發(fā)光元件的相對光取出效率圖6表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下的 實施例1中的發(fā)光元件的相對光取出效率。作為比較，制造了不具備凹凸部140和絕緣膜150的發(fā)光元件。這樣的發(fā)光元件 為具有從實施例1中的發(fā)光元件去除了凹凸部140和絕緣膜150的形態(tài)的發(fā)光元件。參照 圖6便可知，顯示了實施例1中的發(fā)光元件，相比于不含凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件而言， 相對光取出效率為1. 19倍左右。實施例2制造實施例2中的發(fā)光元件，除了將實施例1中的絕緣膜150由Si3N4形成之外， 具備與實施例1相同的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，由Si3N4形成的絕緣膜150也與SiO2同樣地 通過等離子體CVD法而形成。實施例2中的發(fā)光元件的相對光取出效率圖7表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下的 實施例2中的發(fā)光元件的相對光取出效率。作為比較，制造了不具備凹凸部140和絕緣膜150的發(fā)光元件。這樣的發(fā)光元件
1為具有從實施例2中的發(fā)光元件去除了凹凸部140和絕緣膜150的形態(tài)的發(fā)光元件。參照 圖7便可知，顯示了實施例2中的發(fā)光元件，相比于不含凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件而言， 相對光取出效率為1. 19倍左右。實施例3制造實施例3中的發(fā)光元件，除了將實施例1中的絕緣膜150制成第1膜與第2 膜的多層結(jié)構(gòu)之外，具備與實施例1相同的結(jié)構(gòu)造。此處，第1膜由SiO2形成。另外，第2 膜由Si3N4形成，并且在第1膜上形成。需要說明的是，第2膜也與第1膜同樣地通過等離 子體CVD法形成。實施例3中的發(fā)光元件的相對光取出效率圖8表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下的 實施例3中的發(fā)光元件的相對光取出效率。作為比較，制造了不具備凹凸部140和絕緣膜150的發(fā)光元件。這樣的發(fā)光元件 為具有從實施例3中的發(fā)光元件去除了凹凸部140和絕緣膜150的形態(tài)的發(fā)光元件。參照 圖8便可知，顯示了實施例3中的發(fā)光元件，相比于不含凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件而言， 相對光取出效率為1. 19倍左右。實施例4制造實施例4中的發(fā)光元件，除了將實施例1中的絕緣膜150制成第1膜和第2 膜的多層結(jié)構(gòu)之外，具備與實施例1相同的結(jié)構(gòu)。此處，第1膜由Si3N4形成。另外，第2膜 由SiO2形成，并且在第1膜上形成。實施例4中的發(fā)光元件的相對光取出效率圖9表示以不具備凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件的光取出效率為基準的情況下的 實施例4中的發(fā)光元件的相對光取出效率。作為比較，制造了不具備凹凸部140和絕緣膜150的發(fā)光元件。這樣的發(fā)光元件 為具有從實施例4中的發(fā)光元件去除了凹凸部140和絕緣膜150的形態(tài)的發(fā)光元件。參照 圖9便可知，顯示了實施例4中的發(fā)光元件，相比于不含凹凸部和絕緣膜的發(fā)光元件而言， 相對光取出效率為1. 19倍左右。以上，雖然說明了本發(fā)明的實施方式和實施例，但是上述所記載的實施方式和實 施例并不限定專利權(quán)利要求中的發(fā)明。另外，應(yīng)當留意的是，實施方式和實施例的中說明的 特征的全部組合，在解決發(fā)明課題的技術(shù)方案中，并不限定為必需。
權(quán)利要求
一種發(fā)光元件，其特征在于，具備具有第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層、與所述第1導(dǎo)電型不同的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層、夾入于所述第1半導(dǎo)體層和所述第2半導(dǎo)體層的活性層的發(fā)光層，設(shè)置于所述發(fā)光層的一個表面?zhèn)炔⒎瓷渌龌钚詫铀l(fā)出的光的反射層，在所述反射層的所述發(fā)光層側(cè)的相反側(cè)通過接合層而支撐所述發(fā)光層的支撐襯底，設(shè)置于所述反射層的一部分并將所述反射層和所述發(fā)光層電連接的歐姆接觸部，在所述發(fā)光層的另一個表面?zhèn)群退霭l(fā)光層的側(cè)面分別形成的凹凸部，覆蓋所述發(fā)光層的所述另一個表面的所述凹凸部和所述發(fā)光層的所述側(cè)面的所述凹凸部的絕緣膜。
2.如權(quán)利要求1中記載的發(fā)光元件，其特征在于，所述絕緣膜使所述活性層所發(fā)出的 所述光透過。
3.如權(quán)利要求2中記載的發(fā)光元件，其特征在于，在所述發(fā)光層和所述反射層之間進一步具備第1導(dǎo)電型的接觸層， 所述絕緣膜僅設(shè)置于所述發(fā)光層的所述另一個表面的規(guī)定區(qū)域和所述發(fā)光層的所述 側(cè)面，而不形成于所述第1導(dǎo)電型的接觸層的側(cè)面和所述支撐襯底的側(cè)面。
4.如權(quán)利要求3中記載的發(fā)光元件，其特征在于，所述發(fā)光層具有順臺面形狀和逆臺 面形狀，所述絕緣膜沿著所述順臺面形狀和所述逆臺面形狀而設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4中記載的發(fā)光元件，其特征在于，所述發(fā)光層的寬度比所述支撐襯底 的寬度窄。
6.如權(quán)利要求5中記載的發(fā)光元件，其特征在于，進一步具備設(shè)置于所述發(fā)光層的所述反射層側(cè)的相反側(cè)的表面電極， 所述歐姆接觸部，在從所述發(fā)光層的所述另一個表面?zhèn)瘸蛩龌钚詫佑^察的情況 下，形成于除了所述表面電極的正下方區(qū)域以外的區(qū)域的一部分區(qū)域。
7.如權(quán)利要求6中記載的發(fā)光元件，其特征在于，進一步具備設(shè)置于所述反射層與所述發(fā)光層之間、使所述光透過的電介質(zhì)層， 所述歐姆接觸部，形成于貫通所述電介質(zhì)層的一部分區(qū)域而設(shè)置的開口內(nèi)，將所述接 觸層和所述反射層電連接。
8.如權(quán)利要求2中記載的發(fā)光元件，其特征在于， 所述絕緣膜包含折射率互不相同的多個絕緣層，所述多個絕緣層按照沿著遠離所述發(fā)光層的所述另一個表面和所述發(fā)光層的所述側(cè) 面的方向折射率降低的順序進行層疊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件，其發(fā)光效率高并且可靠性高。本發(fā)明的發(fā)光元件(1)具備具有第1導(dǎo)電型的第1半導(dǎo)體層、與第1導(dǎo)電型不同的第2導(dǎo)電型的第2半導(dǎo)體層、夾入于第1半導(dǎo)體層和第2半導(dǎo)體層的活性層(100)的發(fā)光層(10)，設(shè)置于發(fā)光層(10)的一個表面?zhèn)炔⒎瓷浠钚詫?100)所發(fā)出的光的反射層(120)，在反射層(120)的發(fā)光層(10)側(cè)的相反側(cè)通過接合層(200)而支撐發(fā)光層(10)的支撐襯底(20)，設(shè)置于反射層(120)的一部分并將反射層(120)和發(fā)光層(10)電連接的歐姆接觸部(135)，在發(fā)光層(10)的另一個表面?zhèn)群桶l(fā)光層(10)的側(cè)面分別形成的凹凸部(140)，覆蓋發(fā)光層(10)的另一個表面的凹凸部(140)和發(fā)光層(10)的側(cè)面的凹凸部(140)的絕緣膜(150)。
文檔編號H01L33/22GK101989641SQ20101023681
公開日2011年3月23日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者渡邊優(yōu)洋, 秋元克彌, 藤本哲爾, 飯塚和幸 申請人:日立電線株式會社