[發明專利]半導體發光元件及其制造方法、燈

有效

• 申請號: 200980118007.0
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN102037576A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 篠原裕直;福永修大
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/28;H01L29/47;H01L29/872
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;田欣

技術領域

本發明涉及半導體發光元件及其制造方法、燈，尤其是涉及驅動電壓(Vf)低的半導體發光元件及其制造方法、燈。

本申請基于在2008年5月20日在日本申請的專利申請2008-131882號要求優先權，將上述申請的內容援引到本申請中。

背景技術

近年，作為短波長光發光元件用的半導體材料，GaN系化合物半導體受到注目。GaN系化合物半導體采用有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD法)或分子束外延法(MBE法)等的薄膜形成方法在藍寶石單晶、種種的氧化物或III-V族化合物等的基板上形成。

GaN系化合物半導體薄膜具有電流向薄膜面內方向的擴散小的特性。此外，p型的GaN系化合物半導體與n型的GaN系化合物半導體相比，具有電阻率高的特性。因此，在p型的半導體層的表面只層疊由金屬形成的p型電極時，基本上沒有電流向p型半導體層的面內方向的擴散。因此，形成具有由n型半導體層、發光層、p型半導體層構成的LED結構的疊層半導體層、在最上部的p型半導體層上形成p型電極的場合，具有發光層之中只有位于p型電極正下方的部分發光的特性。

因此，為了向發光元件的外部取出在p型電極的正下方發生的發光，必須使p型電極具有透光性。作為具有透光性的p型電極，有使用ITO等的導電性透光性材料的方法(例如，參照專利文獻1)。

另外，還公開了在由透明導電膜構成的正極與p型半導體層接觸的發光元件中，在該透明導電膜的p型半導體側的表面附近存在含有III族金屬成分Ge的半導體金屬混在層，p型半導體層中存在檢測到來自透明導電膜的In和Sn的區域的正極金屬混在層(例如，參照專利文獻2)。即，專利文獻2公開了在p型半導體層上形成透明導電膜時，優選采用利用RF放電的濺射成膜法來形成。并且，記載了：利用RF放電的濺射成膜時，由于離子加速效果對附著在p型半導體層上的濺射原子給予能量，并且在其與p型半導體之間得到促進表面擴散的作用。另外，公開了金屬氧化物的濺射中，GaN層表面暴露在濺射時的等離子體中時，等離子體粒子破壞GaN表面的結晶性，結果半導體金屬混在層中的半導體金屬的比例高，混在層的膜厚增大。并且，記載了：GaN表面首先被等離子體粒子破壞結晶性后進行透明導電膜的成膜，因此可認為破壞了結晶結構的半導體金屬進一步擴散到透明導電膜中，其結果產生上述現象。然而，專利文獻2的(0058)段落中記載了沒有觀測到結晶性被破壞的證據，可知與擴散相關的現象并不明確。

這樣，構成化合物半導體的表界面的材料元素的擴散、偏析依賴于構成表界面的材料元素的種類、化合物半導體的生長條件、熱處理方法等，詳細情況還不確定。

另外，上述專利文獻2還公開了：存在含有Ga的半導體金屬元素混在層(透光性電極層側)；存在含有In和/或Sn的透光性電極金屬混在層(p型半導體層側)，但對于半導體金屬元素混在層(透光性電極層側)中的Sn摻雜物的擴散狀態、濃度分布都沒有記載。

另一方面，在p型半導體層的上面形成作為p型電極發揮作用的ITO膜的場合，含于ITO中的Sn對p型半導體層作為n型的摻雜物發揮作用，使ITO與p型的半導體層之間發生高的接觸電阻，因此難以使p型電極的接觸電阻充分低，有時在使驅動電壓(Vf)降低方面成為一個障礙。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2007-73690號公報

專利文獻2：日本特開2007-142028號公報

發明內容

本發明是鑒于上述狀況而完成的，其目的在于提供p型半導體層與透光性電極層的接觸電阻充分低、驅動電壓(Vf)低的半導體發光元件及其制造方法。

為了達到上述的目的，本發明提供以下的發明。

[1]一種半導體發光元件，是具備基板、在上述基板上依次形成n型半導體層、發光層和p型半導體層而構成的疊層半導體層和在上述p型半導體層的上面形成的透光性電極層的半導體發光元件，

上述透光性電極層是含有Zn作為摻雜元素的層，

上述透光性電極層中的上述Zn含有量，隨著接近上述p型半導體層與上述透光性電極層的界面而逐漸地減少，

在上述透光性電極層中形成有構成上述p型半導體層的元素從上述界面向上述透光性電極層內擴散而成的擴散區域。

[2]根據前項1所述的半導體發光元件，其中，上述擴散區域的距離上述界面5nm的位置的構成上述p型半導體層的元素的濃度為2原子％以上。

[3]根據前項1或2所述的半導體發光元件，其中，上述擴散區域的厚度，從上述界面起為3nm以上。