半导体发光装置及半导体发光元件的支承基板的制作方法

1.本发明涉及半导体发光装置及半导体发光元件的支承基板，尤其涉及具有发光二极管(led)等半导体发光元件的半导体发光装置及半导体发光元件的支承基板。


背景技术：

2.近年来，为了实现高输出化、配光控制，将发光二极管(led)等半导体发光元件配置在多个器件内来进行使用。
3.例如，已知有在汽车用前照灯中配合行驶环境来控制配光的配光可变型前照灯(adb：adaptive driving beam)。另外，还已知具有高输出的照明用led封装体、高密度地配置有led的用于信息通信设备的led封装体等。
4.但是，进一步要求实现发光效率高、能够获得均匀的发光的高输出半导体发光元件。另外，还被要求一种能够在防止发光元件的性能下降的同时具备保护元件等附加功能的元件不易发生破坏的半导体发光装置。
5.例如，在专利文献1中公开了一种半导体发光装置，该半导体发光装置具备搭载在树脂制的载体上的在背面形成有保护元件的发光元件。另外，在专利文献2中公开了将保护元件设置在发光元件的安装基板上的半导体发光装置。在专利文献3中公开了将保护元件设置在半导体基板内的半导体发光装置。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本专利第6571805号公报
9.专利文献2：国际公开wo2013/187318号公报
10.专利文献3：美国专利us 2013/0020598 a1号公报


技术实现要素：

11.发明要解决的课题
12.本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于提供一种发光效率高且能够得到均匀的发光的高输出半导体发光装置。另外，本发明的目的还在于提供一种发光效率高、能够得到均匀的发光且利用保护元件而不容易产生元件破坏的半导体发光装置。
13.进一步地，提供一种发光效率高、能够得到均匀的发光且利用保护元件而不容易产生元件破坏的高输出半导体发光元件中使用的支承基板。
14.用于解决课题的手段
15.本发明的第一实施方式的半导体发光装置，具有：
16.半导体发光层叠体，其由第一导电型的第一半导体层、发光层以及第二导电型的第二半导体层层叠而成，在所述第一半导体层侧的面设置有与所述第一半导体层连接的至少1个第一元件电极以及与所述第二半导体层连接的至少1个第二元件电极，和
17.soi基板，其由上层半导体层、下层半导体层以及设置在所述上层半导体层与所述
下层半导体层之间的层间绝缘膜构成，
18.所述soi基板具有：
19.至少1个第一布线电极，其经由绝缘膜设置在所述上层半导体层上，并与所述半导体发光元件的所述至少1个第一元件电极对应；
20.至少1个第二布线电极，其在所述上层半导体层上与所述上层半导体层连接地设置，并与所述半导体发光层叠体的所述至少1个第二元件电极对应；
21.第一安装电极，其设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述soi基板的第一通孔电极与所述至少1个第一布线电极连接；和
22.第二安装电极，其经由绝缘膜设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述下层半导体层及所述层间绝缘膜而到达所述上层半导体层的第二通孔电极与所述上层半导体层连接，
23.所述半导体发光层叠体的所述至少1个第一元件电极及所述至少1个第二元件电极分别与所述soi基板的所述至少1个第一布线电极及所述至少1个第二布线电极接合。
24.本发明的另一实施方式的支承基板的技术内容如下：
25.该支承基板用于搭载半导体发光元件，该半导体发光元件具有第一导电型的第一半导体层和第二导电型的第二半导体层、以及设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的发光层，在一个面侧设置与所述第一半导体层连接的至少1个第一电极以及与所述第二半导体层连接的至少1个第二电极，
26.所述支承基板具有soi基板，该soi基板由上层半导体层、下层半导体层以及设置在所述上层半导体层与所述下层半导体层之间的层间绝缘膜构成，
27.所述soi基板具有：
28.至少1个第一布线电极，其经由绝缘膜设置在所述上层半导体层上，并与所述半导体发光元件的所述至少1个第一元件电极对应；
29.至少1个第二布线电极，其在所述上层半导体层上与所述上层半导体层连接地设置，并与所述半导体发光层叠体的所述至少1个第二元件电极对应；
30.第一安装电极，其设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述soi基板的第一通孔电极与所述至少1个第一布线电极连接；和
31.第二安装电极，其经由绝缘膜设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述下层半导体层及所述层间绝缘膜而到达所述上层半导体层的第二通孔电极与所述上层半导体层连接。
附图说明
32.图1a是示意性地表示本发明的第一实施方式的半导体发光装置10的剖面的剖视图。
33.图1b是将半导体发光装置10的半导体发光元件部及支承基板部分离地表示的剖视图。
34.图1c是表示保护元件17与半导体发光元件31的连接的电路图。
35.图2a是示意性地表示支承基板11的上表面、即支承基板11与半导体发光元件31的接合侧的面的平面图。
36.图2b是示意性地表示在支承基板11的背面、即pcb基板等电路基板上安装有半导体发光装置10的面的平面图。
37.图3a是示意性地表示半导体发光元件31的上表面的平面图。
38.图3b是示意性地表示半导体发光元件31的背面(与支承基板11的接合面)的平面图。
39.图4a是示意性地表示支承基板11的制造方法的剖视图。
40.图4b是示意性地表示支承基板11的制造方法的剖视图。
41.图4c是示意性地表示支承基板11的制造方法的剖视图。
42.图5a是示意性地表示本发明的第二实施方式的半导体发光装置50的剖面的剖视图。
43.图5b是将第二实施方式的半导体发光装置50的半导体发光元件31及支承基板11分离地表示的剖视图。
44.图6是示意性地表示第二实施方式的金属电极层55的形成方法的剖视图。
具体实施方式
45.以下，对本发明优选的实施方式进行说明，但是也可以适当地改变或组合这些实施方式。另外，在以下的说明以及附图中，对实质上相同或等同的部分标注相同的附图标记进行说明。
46.[第一实施方式]
[0047]
图1a是示意性地表示本发明的第一实施方式的半导体发光装置10的剖面的剖视图。图1b是与图1a对应的将半导体发光装置10的半导体发光元件部及支承基板部分离地表示的剖视图。需要说明的是，图1a及图1b是沿着图2a及图3b中所示的a-a线形成的剖视图。
[0048]
半导体发光装置10具有支承基板11和与支承基板11接合的半导体发光元件31。更详细而言，支承基板11由第一基板半导体层13、第二基板半导体层15以及设置在第一基板半导体层13与第二基板半导体层15之间的层间绝缘膜14构成。
[0049]
另外，在支承基板11的背面设置有与半导体发光元件31电连接且用于驱动半导体发光元件31的第一安装电极24a及第二安装电极24b。
[0050]
此外，在soi基板12的第二基板半导体层15设置有保护元件17。保护元件17与半导体发光元件31电连接，作为半导体发光元件31的保护电路发挥功能。
[0051]
作为半导体发光元件的发光二极管(以下，也称为led元件)31具有半导体发光层叠体(以下，称为led半导体层)32，半导体发光层叠体32由作为第二半导体层的n型半导体层33、作为第一半导体层的p型半导体层35以及设置在n型半导体层33和p型半导体层35之间的发光层34构成。
[0052]
在本实施方式中，将作为生长最表面层的p型半导体层35(第一导电型的半导体层)作为下表面，将led元件31接合于支承基板11，将n型半导体层33(第二导电型的半导体层)作为半导体发光装置10的表面层。来自半导体发光元件31的发光从n型半导体层33向半导体发光装置10的外部放射出(放射光lo)。
[0053]
需要说明的是，在本实施方式中，对第一导电型为p型、第二导电型为n型的情况进行说明，但第一导电型也可以为n型、第二导电型为p型。
[0054]
图1b是为了便于说明和理解而将支承基板11与半导体发光元件31分离地表示的示意性的剖视图。以下，参照图1b对支承基板11和半导体发光元件31进行详细说明。
[0055]
(支承基板11)
[0056]
支承基板11具有在半导体层间夹有层间绝缘膜的基板、例如soi(silicon on insulator)基板12。第一基板半导体层13和第二基板半导体层15例如是掺杂有p(磷)或as(砷)的n型si(硅)层，层间绝缘膜14是sio2膜。在下文中，将第一基板半导体层13及第二基板半导体层15分别称为上层si层13及下层si层15。
[0057]
需要说明的是，支承基板11并不限定于soi(silicon on insulator)基板。在本说明书中，将在ge(锗)等在半导体层间夹有层间绝缘膜的结构的基板也称为soi(semiconductor on insulator)基板进行说明。
[0058]
在支承基板11的上表面(与led元件31接合的一侧的面)具备第一布线电极22a和第二布线电极22b(以下，在不作特别区分的情况下，将其统称为布线电极22)。
[0059]
在本实施方式中，第一布线电极22a是与半导体发光元件31的第一元件电极(p-电极)连接的p-布线电极，第二布线电极22b是与半导体发光元件31的第二元件电极(n-电极)连接的n-布线电极。
[0060]
第一布线电极(p-布线电极)22a和第二布线电极(n-布线电极)22b受作为绝缘膜(例如sio2膜)的保护膜28a保护。第一布线电极22a经由上层si层13上的绝缘膜25而设置，且与上层si层13电绝缘。第二布线电极22b设置在上层si层13上，且与上层si层13欧姆接触。
[0061]
另外，在支承基板11的背面设置有第一安装电极24a和第二安装电极24b(以下，在不作特别区分的情况下，统称为安装电极24)。第一安装电极24a和第二安装电极24b与pcb基板等电路基板上的布线连接。
[0062]
在本实施方式中，第一安装电极24a是阳极电极，第二安装电极24b是阴极电极。阳极电极24a以及阴极电极24b受作为绝缘膜(例如sio2膜)的保护膜28b保护。
[0063]
阳极电极24a经由金属通孔23与第一布线电极22a连接，金属通孔23从soi基板12的背面(下层si层15的背面)到达上表面(上层si层13的表面)。另外，第一布线电极22a、金属通孔23以及阳极电极24a利用绝缘膜25与soi基板12绝缘。
[0064]
需要说明的是，从防止第一布线电极22a与阳极电极24a的导通不良以及提高对半导体发光元件31发出的热进行散热的散热性的观点出发，优选设置多个金属通孔23。
[0065]
在soi基板12上设置有从soi基板12的背面到达上层si层13的表面或其内部的通孔(via hole)26。阴极电极24b经由通孔26与上层si层13电连接。
[0066]
更详细而言，在通孔26的内壁上设置有绝缘膜27。阴极电极24b在绝缘膜27上形成，并且具有从下层si层15的背面到达上层si层13的通孔电极部24v。另外，阴极电极24b与下层si层15绝缘。
[0067]
阴极电极24b的通孔电极部24v通过欧姆接触与从通孔26露出的上层si层13连接。因此，阴极电极24b经由上层si层13与第二布线电极22b电连接。
[0068]
需要说明的是，从防止第二布线电极22b与上层si层13a的导通不良以及提高对半导体发光元件31发出的热进行散热的散热性的观点出发，优选设置多个包含通孔电极部24v的导通孔26。
[0069]
而且，在soi基板12的下层si层15设置有保护元件17。更详细而言，在下层si层15形成有b(硼)或al(铝)等杂质扩散的杂质扩散区域17d(p-si区域)，利用杂质扩散区域17d与跟杂质扩散区域17d相接的下层si层15的pn接合而形成作为齐纳二极管(zd)的保护元件17(图中的虚线部)。
[0070]
作为保护元件17的一端的杂质扩散区域17d(p-si区域)与阴极电极24b连接。保护元件17的另一端与下层si层15连接，并经由下层si层15(n-si层)与阳极电极24a电连接。
[0071]
更具体而言，如图1c所示，保护元件17的正极(阳极)及负极(阴极)分别与半导体发光元件31的阴极电极24b及阳极电极24a连接，形成为保护元件17与半导体发光元件31并联的方式。
[0072]
第一布线电极22a例如由ni(镍)/au(金)构成，第二布线电极22b例如由ti(钛)或ni/au构成。另外，阳极电极24a和阴极电极24b例如由ni/au构成。在这些电极中，au是表面层。
[0073]
(半导体发光元件31)
[0074]
在第一实施方式中，led元件31使用所谓的薄膜led(thin-film led)作为led半导体层(半导体发光层叠体)32。更具体而言，led半导体层32具有以下结构：从生长基板上拆下具有led结构半导体层叠体(薄膜led)的结构，该led结构在生长基板上外延生长而成。
[0075]
需要说明的是，led半导体层32并不限定于薄膜led，led半导体层32也可以使用在一个面侧设置有p-电极和n-电极的半导体发光层叠体。
[0076]
led半导体层32具有n型半导体层(第二半导体层)33、发光层34以及p型半导体层(第一半导体层)35。n型半导体层33及p型半导体层35分别由至少1个半导体层构成，可以具有势垒层、电流扩散层、接触层等对应于特性提高等设计的各种半导体层。
[0077]
led半导体层32例如是由gan系的半导体层构成的蓝色发光的发光半导体层，但并不限定于该发光半导体层。发光层34具有例如单量子阱(sqw)或多量子阱(mqw)结构。
[0078]
在led半导体层32设置有p-电极(第一元件电极)36a及n-电极(第二元件电极)36b。p-电极36a形成在p型半导体层35的表面上，通过欧姆接触与p型半导体层35连接。
[0079]
在led半导体层32形成有从p型半导体层35的表面到达n型半导体层33的通孔36v，n-电极36b设置在从通孔36v露出的n型半导体层33上，通过欧姆接触与n型半导体层33连接。
[0080]
在led半导体层32的侧面、底面(与支承基板11接合侧的面)以及通孔36v的内壁面上设置有由sio2构成的元件保护膜38。通过元件保护膜38保护led半导体层32的侧面的同时还保护p-电极36a及n-电极36b、通孔36v的内壁面。
[0081]
p-电极36a由在p型半导体层35上依次形成的透光性导电膜ito(铟锡氧化物)、ni(镍)、pt(铂)以及ag(银)反射膜的ito/ni/pt/ag层构成。需要说明的是，优选的是在p-电极36a设置反射膜。但是，也可以不设置反射膜。
[0082]
n-电极36b由在n型半导体层33上依次形成的ti(钛)或ni(镍)及au(金)的(ti或ni)/au层构成。
[0083]
需要说明的是，p-电极36a和n-电极36b的材料及构造并不限定于上述结构。可以在考虑通过光反射来提高光的提取效率、欧姆特性、元件可靠性(使用寿命)等特性来对材料和结构进行适当选择。
[0084]
(支承基板11与半导体发光元件31的接合)
[0085]
支承基板11与半导体发光元件31通过接合层41a及接合层41b实施接合，形成图1a所示的半导体发光装置10。
[0086]
更详细而言，支承基板11的第一布线电极(p-布线电极)22a通过接合层41a与半导体发光元件31的p-电极36a接合。支承基板11的第二布线电极22b通过接合层41b而与半导体发光元件31的n-电极36b接合。
[0087]
(支承基板11及半导体发光元件31的上表面及背面)
[0088]
图2a是示意性地表示支承基板11的上表面、即与半导体发光元件31的接合侧的面的平面图。图2b是示意性地表示在支承基板11的背面、即pcb基板等电路基板上安装有半导体发光装置10的面的平面图。
[0089]
如图2a所示，在支承基板11上配置有多个具有圆形形状的第二布线电极22b(n-布线电极)(在本实施方式中为5个)。多个第二布线电极22b通过作为绝缘膜的保护膜28a而与第一布线电极(p-布线电极)22a绝缘。
[0090]
需要说明的是，多个第二布线电极22b只要形成有电流扩散良好、发光均匀的个数、设置位置、大小即可。
[0091]
另外，在soi基板12的上层si层13的整个表面上除了多个第二布线电极22b以及保护膜28a的区域之外的部分配置第一布线电极22a。
[0092]
如图1b及图2b所示，多个第二布线电极22b与支承基板11的背面的阴极电极24b连接，第一布线电极22a与阳极电极24a连接。
[0093]
图3a是示意地表示半导体发光元件31的上表面、即放射光lo出射的面，也是示意性地表示n型半导体层33的表面的平面图。另外，图3b是示意性地表示半导体发光元件31的背面(与支承基板11的接合面)的平面图。
[0094]
(支承基板11的电极转换功能)
[0095]
支承基板11具有所谓的电极转换功能。具体而言，如图3b所示，在半导体发光元件31的背面(与支承基板11的接合面)设置有1个p-电极36a和多个n-电极36b(在本实施方式中为5个)。
[0096]
需要说明的是，p-电极36a及n-电极36b至少设置1个即可，但是优选的是设置有多个n-电极36b。可以根据电流扩散及发光亮度，适当地对p-电极36a及n-电极36b的个数、大小及配置进行设计。
[0097]
另一方面，如图2a所示，在支承基板11的上表面(与半导体发光元件31的接合面)设置有与半导体发光元件31的p-电极36a及n-电极36b对应的个数、大小及配置的第一布线电极22a及第二布线电极22b。
[0098]
需要说明的是，优选设置有多个(n个，n为2以上的整数)n-电极36b。在该情况下，优选的是，设置于半导体发光元件31的底面的该多个n-电极36b配置成对称位置。例如，如图3b所示，该多个n-电极36b优选的是相对于半导体发光元件31的中心点c或中心线(例如，对称线a-a)配置在对称位置上。
[0099]
另外，在本实施方式中，以n-电极36b具有圆形形状的情况为例进行了说明，但不限于该形态。n-电极36b只要具有与半导体发光元件31的形状及大小、n-电极36b的数量、大小及配置等对应的形状即可。另外，多个n-电极36b也可以不具有相同的形状。
[0100]
另外，如图3b所示，优选的是，半导体发光元件31的p-电极36a形成为除了n-电极36b的形成区域(即，n-电极36b的区域以及保护n-电极36b的边缘部的元件保护膜38的区域)之外遍及p型半导体层35的整面的电极、也即所谓的整面电极。
[0101]
并且，如图2b所示，在支承基板11的背面(即，在电路基板上搭载半导体发光装置10的面)设置有各1个阳极电极24a和阴极电极24b，并分别与半导体发光元件31的p-电极36a和n-电极36b连接。
[0102]
即，为了提高电流扩散等元件特性，即使在半导体发光元件31设置多个p-电极36a和/或n-电极36b，也可以将支承基板11的阳极电极24a和阴极电极24b集中在各自1个电极上，pcb基板等电路基板的布线变得容易。
[0103]
[支承基板11的制造方法]
[0104]
以下，图4a～图4c是示意性地表示支承基板11的制造方法的剖视图。参照图4a～图4c，详细且具体地说明支承基板11的制造方法。支承基板11通过下述步骤-1至步骤-12(st-1～st-12)进行制造。
[0105]
(st-1)
[0106]
准备soi基板12，soi基板12具有作为掺杂有p或as的n-si层的上层si层13、下层si层15以及由sio2膜构成的层间绝缘膜14。
[0107]
(st-2)
[0108]
通过离子注入或热扩散等从下层si层15的下表面表面扩散b或al等杂质，形成p-杂质的扩散区域17d(p-si区域)。由此，在下层si层15形成作为齐纳二极管的保护元件17(图中的虚线部)。
[0109]
(st-3)
[0110]
形成通孔(贯穿孔)23v，通孔23v从下层si层15的下表面到达上层si层13的表面。
[0111]
(st-4)
[0112]
通过使用了teos(四乙氧基硅烷)的等离子体cvd，形成作为基板绝缘膜25的sio2膜。上层si层13的表面、下层si层15的下表面以及通孔23v的内壁面受绝缘膜25包覆。
[0113]
(st-5)
[0114]
通过溅射或者无电解镀及电解镀，在上层si层13的表面上以及下层si层15的下表面上形成铜(cu)层。另外，用cu填充通孔23v的内部。
[0115]
由此，形成作为cu层的基底金属层21a(上层si层13的表面)、基底金属层29(下层si层15的下表面)以及金属通孔23。
[0116]
(st-6)
[0117]
形成通孔(贯穿孔)26，通孔26从下层si层15的下表面到达上层si层13。更详细而言，利用d-rie(deep rie)深层反应离子刻蚀工艺或博世工艺(bosch process)在内壁形成sio2膜(绝缘膜27)的同时进行蚀刻，形成了通孔26。
[0118]
(st-7)
[0119]
利用湿蚀刻或干蚀刻，对基板绝缘膜25及基底金属层(cu层)29实施蚀刻，形成使杂质扩散区域17d及下层si层15露出的孔部26r。
[0120]
(st-8)
[0121]
利用电子束(eb)法或溅射法，在下层si层15的下表面依次蒸镀ni及au，形成ni/au
层即背面电极层24。
[0122]
由此，形成构成保护元件(齐纳二极管)17的电极的杂质扩散区域17d与下层si层15的欧姆接触。另外，形成阴极电极24b的通孔电极部24v，通孔电极部24v构成与上层si层13欧姆接触的电极。
[0123]
需要说明的是，也可以使背面电极层24的厚度形成得较厚而利用通孔电极部24v埋设通孔26。在该情况下，能够提高通孔电极部24v的散热性。
[0124]
(st-9)
[0125]
在上层si层13上的基底金属层(cu层)21a上形成ni/au层22a。
[0126]
(st-10)
[0127]
利用湿蚀刻或干蚀刻，对上层si层13上的基底金属层21a及ni/au层22a、以及下层si层15的下表面上的基底金属层29及背面电极层24进行蚀刻。
[0128]
由此，进行第一布线电极22a、阳极电极24a以及阴极电极24b的电极构图。
[0129]
(st-11)
[0130]
利用电子束(eb)法或溅射法，在通过步骤st-10而露出的上层si层13上依次蒸镀ti(钛)或ni、au，形成(ti或ni)/au层即第二布线电极22b。
[0131]
(st-12)
[0132]
通过使用溅射法或teos的等离子体cvd，形成基板保护膜28a及28b。
[0133]
通过以上的步骤st-1至st-12制成支承基板11。
[0134]
特别是，通过在相对于层间绝缘膜的膜面垂直的方向上对隔开第一基板半导体层13和第二基板半导体层15的该层间绝缘膜14贯穿金属通孔23和通孔电极部24v，提高了支承基板11的上下方向的传热性(散热性)。
[0135]
如上所述，利用接合层41a和接合层41b将通过以上的方式制造而成的支承基板11接合于半导体发光元件31，由此制成半导体发光装置10。
[0136]
根据上述第一实施方式的半导体发光装置10，能够提供发光效率高且能够得到均匀的发光的高输出半导体发光装置。另外，还能够提供能够得到均匀的发光且利用保护元件保护元件不易被破坏的高输出半导体发光装置。
[0137]
另外，通过贯穿层间绝缘膜14的金属通孔23以及通孔电极部24v来实现提高散热性，能够提供一种高输出半导体发光装置。
[0138]
另外，还能够提供一种安装有半导体发光装置的电路基板等的布线变得容易的高输出半导体发光装置。
[0139]
[第二实施方式]
[0140]
图5a是示意性地表示本发明的第二实施方式的半导体发光装置50的剖面的剖视图。
[0141]
图5b是与图5a对应的将半导体发光装置50的半导体发光元件部及承基板部分离地表示的剖视图。
[0142]
第二实施方式的半导体发光装置50与上述第一实施方式的半导体发光装置10的不同之处在于在上层si层13与绝缘膜25之间设置了金属电极层。
[0143]
更详细而言，如图5a及图5b所示，在将设置于上层si层13一侧的、上层si层13与第一布线电极22a之间的绝缘膜设定为绝缘膜25a时，在上层si层13与第一布线电极22a之间、
即在上层si层13上设置有金属电极层55。
[0144]
金属电极层55与第二布线电极22b(n-布线电极)电连接。因此，即使在电流扩散因上层si层13(n-si层)的电阻率而不充分的情况下，也能够提高电流扩散，从而能够提高发光的面内均匀性以及发光效率。
[0145]
需要说明的是，优选的是，金属电极层55以遍及上层si层13的整面的方式形成。
[0146]
图6是示意性地表示金属电极层55的形成方法的剖视图。金属电极层55是在第一实施方式中说明的步骤st-2之后追加下述步骤st-2a的方式来执行。
[0147]
然后，执行st-3’、st-4’来代替第一实施方式中的st-3、st-4。在步骤st-5之后，执行在第一实施方式中说明的步骤st-5～st-12。
[0148]
(st-2a)
[0149]
在st-2中形成保护元件17后，通过溅射法、电子束法、电阻加热蒸镀或镀敷等，依次蒸镀ti或ni、au，形成作为(ti或ni)/au层的金属电极层55。
[0150]
(st-3')
[0151]
形成通孔(贯穿孔)23v，通孔23v从下层si层15的下表面到达金属电极层55的表面。
[0152]
(st-4')
[0153]
通过使用了teos(四乙氧基硅烷)的等离子体cvd，形成作为基板绝缘膜25的sio2膜。上层si层13的表面、金属电极层55的表面以及通孔23v的内壁面受绝缘膜25包覆。需要说明的是，这里将形成于金属电极层55上的绝缘膜表示为绝缘膜25a(绝缘膜的一部分)。
[0154]
如上述说明，根据第二实施方式的半导体发光装置50，能够提供一种发光效率更高且能够得到更均匀的发光的高输出半导体发光装置。另外，金属电极层55起到将半导体发光元件31所产生的热导向通孔23及通孔26的导热层(散热器)的作用，因此，能够提供高输出半导体发光装置。另外，还能够提供一种能得到极其均匀的发光且利用保护元件保护元件不易被破坏的高输出半导体发光装置。
[0155]
如以上的详细说明，根据本实施方式的半导体发光装置，能够提供一种发光效率高且能够得到均匀的发光的高输出半导体发光装置。另外，还能够提供一种能得到均匀的发光且利用保护元件保护元件不易被破坏的高输出半导体发光装置。
[0156]
另外，能够提供一种高输出半导体发光装置，使得安装有半导体发光装置的电路基板等的布线变得容易。
[0157]
而且，还能够提供一种发光效率高、能够得到均匀的发光且利用保护元件保护元件不易被破坏的高输出半导体发光元件中使用的支承基板。
[0158]
符号说明
[0159]
10，50：半导体发光装置
[0160]
11：支承基板
[0161]
12：soi基板
[0162]
13：第一基板半导体层
[0163]
14：层间绝缘膜
[0164]
15：第二基板半导体层
[0165]
17：保护元件
[0166]
17d：杂质扩散区域
[0167]
22a：第一布线电极
[0168]
22b：第二布线电极
[0169]
23：金属通孔
[0170]
24a：阳极电极
[0171]
24b：阴极电极
[0172]
25，25a：绝缘膜
[0173]
26：通孔(贯穿孔)
[0174]
28a，28b，38a，38b：保护膜
[0175]
31：半导体发光元件
[0176]
32：半导体发光层叠体
[0177]
33：n型半导体层
[0178]
34：发光层
[0179]
35：p型半导体层
[0180]
36a：p-电极
[0181]
36b：n-电极
[0182]
55：金属电极层。

技术特征：
1.一种半导体发光装置，其特征在于，具有：半导体发光层叠体，其由第一导电型的第一半导体层、发光层以及第二导电型的第二半导体层层叠而成，在所述第一半导体层侧的面设置有与所述第一半导体层连接的至少1个第一元件电极以及与所述第二半导体层连接的至少1个第二元件电极，和soi基板，其由上层半导体层、下层半导体层以及设置在所述上层半导体层与所述下层半导体层之间的层间绝缘膜构成，所述soi基板具有：至少1个第一布线电极，其经由绝缘膜设置在所述上层半导体层上，并与所述半导体发光元件的所述至少1个第一元件电极对应；至少1个第二布线电极，其在所述上层半导体层上与所述上层半导体层连接地设置，并与所述半导体发光层叠体的所述至少1个第二元件电极对应；第一安装电极，其设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述soi基板的第一通孔电极与所述至少1个第一布线电极连接；和第二安装电极，其经由绝缘膜设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述下层半导体层及所述层间绝缘膜而到达所述上层半导体层的第二通孔电极与所述上层半导体层连接，所述半导体发光层叠体的所述至少1个第一元件电极及所述至少1个第二元件电极分别与所述soi基板的所述至少1个第一布线电极及所述至少1个第二布线电极接合。2.根据权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，所述上层半导体层及所述下层半导体层是n-si层，所述下层半导体层与所述第一安装电极连接，所述半导体发光装置具有杂质扩散区域，该杂质扩散区域设置于所述下层半导体层表面，与所述第二安装电极连接，并与所述下层半导体层pn接合。3.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一导电型和所述第二导电型分别为p型和n型，所述至少1个第二元件电极设置在从所述第一半导体层的表面到达所述第二半导体层的通孔露出的所述第二半导体层上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一导电型和所述第二导电型分别为p型和n型，所述至少1个第一元件电极具有透光性导电膜和反射膜。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述半导体发光层叠体具有多个所述第二元件电极，所述多个所述第二元件电极在所述第一半导体层侧的面上配置成对称位置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述第一元件电极形成为除了所述至少1个第二布线电极的区域之外遍及所述第一半导体层的整面的整面电极。7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述半导体发光装置具有金属电极层，该金属电极层设置于所述上层半导体层上且与所述至少1个第二布线电极连接。8.根据权利要求7所述的半导体发光装置，其特征在于，所述金属电极层以遍及所述上层半导体层的整面的方式形成。9.一种支承基板，其特征在于，
该支承基板用于搭载半导体发光元件，该半导体发光元件具有第一导电型的第一半导体层和第二导电型的第二半导体层、以及设置于所述第一半导体层和所述第二半导体层之间的发光层，在一个面侧设置与所述第一半导体层连接的至少1个第一电极以及与所述第二半导体层连接的至少1个第二电极，所述支承基板具有soi基板，该soi基板由上层半导体层、下层半导体层以及设置在所述上层半导体层与所述下层半导体层之间的层间绝缘膜构成，所述soi基板具有：至少1个第一布线电极，其经由绝缘膜设置在所述上层半导体层上，并与所述半导体发光元件的所述至少1个第一元件电极对应；至少1个第二布线电极，其在所述上层半导体层上与所述上层半导体层连接地设置，并与所述半导体发光层叠体的所述至少1个第二元件电极对应；第一安装电极，其设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述soi基板的第一通孔电极与所述至少1个第一布线电极连接；和第二安装电极，其经由绝缘膜设置在所述下层半导体层上，通过贯穿所述下层半导体层及所述层间绝缘膜而到达所述上层半导体层的第二通孔电极与所述上层半导体层连接。10.根据权利要求9所述的支承基板，其特征在于，所述上层半导体层及所述下层半导体层是n-si层，所述下层半导体层与所述第一安装电极连接，所述支承基板具有杂质扩散区域，该杂质扩散区域设置于所述下层半导体层表面，与所述第二安装电极连接，并与所述下层半导体层pn接合。11.根据权利要求9或10所述的支承基板，其特征在于，所述支承基板具有金属电极层，该金属电极层设置于所述上层半导体层上且与所述至少1个第二布线电极连接。

技术总结
具有半导体发光层叠体和SOI基板，半导体发光层叠体由n型半导体层、发光层及p型半导体层层叠而成，在一个面侧具有至少1个p-电极及n-电极，SOI基板由上层半导体层、层间绝缘膜及下层半导体层构成。SOI基板具有：经由绝缘膜设置在上层半导体层上并与p-电极对应的第一布线电极；与上层半导体层连接并与n-电极对应的第二布线电极；设置在下层半导体层上并通过贯穿SOI基板的第一通孔电极与第一布线电极连接的阳极；经由绝缘膜设置在下层半导体层上并通过到达上层半导体层的第二通孔电极与上层半导体层连接的阴极，p-电极和n-电极分别与第一布线电极和第二布线电极接合。布线电极和第二布线电极接合。布线电极和第二布线电极接合。


技术研发人员：河野圭真 市川幸治 神原大蔵 堀尾直史
受保护的技术使用者：斯坦雷电气株式会社
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2023/8/5