[发明专利]氮化物半导体发光元件和装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物半导体发光元件、氮化物半导体发光装置和制造氮化物半导体发光元件的方法。

背景技术

通常，在常见的氮化物半导体发光元件中，在蓝宝石基板上，顺序地设置n型氮化物半导体层、氮化物半导体发光层及p型氮化物半导体层等。在n型氮化物半导体层侧和p型氮化物半导体层侧的每个上，形成用于与外部电源连接的n侧电极和p侧电极。为了辅助电流在p型氮化物半导体层内扩散，在p型氮化物半导体层的基本整个表面上，例如由ITO（铟锡氧化物）形成的透明导电膜等沉积作为电流扩散层。

此外，在电流扩散层的上部上，沉积反射膜。为了朝着蓝宝石基板反射由氮化物半导体发光层射向电流扩散层的光，并因此提高氮化物半导体发光元件的光提取效率，设置该反射膜。反射膜通常由具有高反射率的金属材料（例如银或铝）形成。例如，特开第2011-71444号公报和特开第2006-108161号公报提出了一种氮化物半导体发光元件，其中金属反射膜隔着绝缘膜形成在透明导电膜上。而且，特开第2006-120913号公报提出了一种氮化物半导体发光元件，其中金属反射膜隔着由多个电介质层形成的多层反射膜形成在透明导电膜上。

然而，当金属反射膜如特开第2011-71444号公报和特开第2006-108161号公报中一样形成在氮化物半导体发光元件中时，由于作用在金属反射膜上的电场、环境湿度等而发生被称为迁移（migration）的现象，因此出现可靠性问题。当如特开第2006-120913号公报中所述形成多层反射膜时，因为必须沉积几十层反射膜以获得高反射率，所以不利的是，这需要很长时间，并且在花费方面是不经济的。

发明内容

提供本发明以克服上面的问题；本发明的目的是提供包括反射镜（其成本低、反射率高且可靠性高）的氮化物半导体发光元件、氮化物半导体发光装置和制造氮化物半导体发光元件的方法。

为了实现上面的目的，根据本发明，提供了氮化物半导体发光元件，该氮化物半导体发光元件包括：基板；氮化物半导体多层部分，设置在基板上；以及保护层，设置在氮化物半导体多层部分的上部上，其中氮化物半导体多层部分包括发光层，且气隙层形成在基板与发光层之间的区域以及发光层与保护层之间的区域的至少之一中。

在上述构造中，包括气隙层的反射镜形成在基板和发光层之间的区域以及发光层和保护层之间的区域的至少之一中。对于从发光层发射的光，反射镜具有高反射率。反射镜不具有金属反射膜。这防止了由于迁移现象导致的可靠性的降低。因此可以获得包括具有低成本、高反射率和高可靠性的反射镜的氮化物半导体发光元件。

替代地，在如上所述构造的氮化物半导体发光元件中，进一步包括设置在氮化物半导体多层部分上的电流扩散层，并且气隙层设置在电流扩散层和保护层之间。

在上述构造中，由“电流扩散层/气隙层/保护层”形成并且具有三层结构的反射镜形成。电流扩散层和反射镜之间的界面的折射率对比度是高的。因此，对于由发光层发射的光，反射镜具有高反射率。

替代地，在如上所述构造的氮化物半导体发光元件中，氮化物半导体多层部分还包括：设置在基板和发光层之间的第一氮化物半导体层；以及设置在发光层和保护层之间的第二氮化物半导体层，并且气隙层形成在第一氮化物半导体层中的区域和第二氮化物半导体层中的区域的至少之一中。

在上述构造中，包括气隙层的反射镜形成在第一氮化物半导体层中的区域和第二氮化物半导体层中的区域的至少之一中。因此，反射镜可形成在靠近发光层的位置。因此，由发光层发射的光可更有效地被反射离开反射镜。因此可以更多地提高由发光层发射的光的利用效率。

替代地，在如上所述构造的氮化物半导体发光元件中，进一步包括在发光层的主面的法线方向上邻近气隙层而设置的固体层，并且该固体层相对于气隙层具有高的折射率对比度，并且固体层与气隙层配对以形成反射镜。

在上述构造中，设置在发光层的主面的法线方向上邻近气隙层且相对于气隙层具有高折射率对比度的固体层。固体层与气隙层配对以形成用作反射镜的DBR（分布式布拉格反射器）镜。因此，在气隙层和固体层之间的界面中，获得了高的折射率对比度。因此可以进一步提高反射镜对于由发光层发射的光的反射率。

替代地，在如上所述构造的氮化物半导体发光元件中，进一步包括设置在氮化物半导体多层部分的上部上的连接电极和设置在氮化物半导体多层部分和连接电极之间的第一高反射电极层。