[发明专利]半导体光学装置和半导体光学装置的制造方法

说明书

半导体光学装置具有：芯片，其是半导体叠层的芯片，所述半导体叠层具有：具有第1面的第1导电型的第1半导体层、具有第2面的与第1导电型相反的第2导电型的第2半导体层、和夹在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间的有源层，所述芯片的侧面包括：第1侧面，其与所述第2面连续，与第2面之间形成钝角，横截所述第2半导体层和所述有源层，并进入到所述第1半导体层；和与所述第1侧面连续的分割面；第1导电型侧电极，其形成在所述第1面上；以及第2导电型侧电极，其形成在所述第2面上，所述半导体叠层的面内尺寸是50μm以下。

技术领域

本发明涉及半导体光学装置和半导体光学装置的制造方法。

背景技术

作为半导体光学装置，公知有发光二极管等的半导体光学元件和光电二极管等的半导体受光元件。发光二极管、光电二极管构成为在半导体芯片内包含n型区域、p 型区域、在更多的情况下配置在这些区域之间的活性区域。主要是将单独半导体芯片 (die)分别安装在封装中。在要形成光学活性面的情况下，多数情况是通过分布配置作为点的单独半导体芯片来构成面。以下，以发光二极管等的半导体发光元件为例进行说明。

当将发光二极管配置在预定面内时，成为点光源的集合。例如，使用在圆状的区域内分布配置有许多发光二极管的交通信号灯。近处的观察者可以识别出在圆状发光区域内配置有许多发光二极管。只要能够使圆状的发光区域均匀发光，自然是更期望的。在对宽的面积进行均匀照明的用途等中，期望的是面状的发光源。例如在使用发光二极管作为液晶显示装置的背光装置的情况下，将从发光二极管发出的光导入到具有光散射功能的扩散板，进行面光源化。

使用GaN(氮化镓)等的氮化物半导体的发光二极管(LED)可以发出紫外光或者蓝色光，通过利用荧光体，可以发出三基色的光、白色光。发光二极管具有至少包括n型半导体层、用于发光的有源层(active layer)和p型半导体层的半导体叠层。在半导体叠层中使用了氮化物系半导体的情况下，作为使该氮化物系半导体生长的生长衬底，使用例如蓝宝石基板。从外延生长的难易度方面来看，通常在生长衬底上首先使n型层生长，在其上使有源层、p型层生长。

蓝宝石基板由于热传导率低，因而散热性差，对投入大电流的高输出LED那样的器件是不合适的。近年来，使用这样的激光剥离：使氮化物半导体叠层生长在蓝宝石基板上，在p型层上形成p侧电极，在其上贴附散热性高的硅等的支撑基板，之后从蓝宝石生长衬底侧照射激光，对外延层进行局部分解，剥离蓝宝石生长衬底(例如 JPA2006－128710)。在使用硅等的不透明的支撑基板的情况下，从n型侧取出输出光。当剥离了蓝宝石生长衬底时，可以在露出的n型半导体层上形成n侧电极。在该情况下，由于使电流朝半导体叠层的厚度方向流动，因而对电流路径的电阻降低是有效的。

作为p型电极，例如，在p型半导体层的发光区域的大致全域内形成p侧透明电极和反射电极。通过反射朝向支撑基板的发光，可以提高光取出效率。N侧电极例如形成在成为光出射面的n型半导体层表面的至少一部分处。由有源层发出的光，一部分直接从n型半导体层放出，一部分透射过形成在p型半导体层上的p侧透明电极，由反射电极反射，从n型半导体层侧放出。

发光二极管通常在构造的一部分处包含生长衬底或支撑基板。当具有某种程度以上的面积的发光二极管仅由外延层构成时，通常强度不足。在剥离生长衬底的情况下，通常使支撑基板贴合。

还有这样的提案：使发光二极管的裸芯片小于以往的典型的最小尺寸 (300μm×300μm)，仅处理外延层叠(例如JPA2011－77447)。将多个单结晶半导体薄膜排列在预定面内，构成面作为光源的集合体。例如将尺寸100μm的发光部以间距200μm配置，或者将尺寸10μm的发光部以间距20μm配置。发光区域的面成为期望的形状。

各发光部是这样形成的：经由牺牲层使半导体叠层生长在生长衬底上，进行台面蚀刻(mesa-etching)而成形为岛状梯形图案，对牺牲层进行选择性蚀刻，将半导体叠层从基板上剥离。

发明内容