专利名称：半导体发光器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及发光二极管(LED)、半导体激光器(LD)等的半导体发光器件及其制造方法。
背景技术：
从来，高辉度的发光二极管是在半导体衬底上边形成由双异质构造等构成的发光部分，其上形成电流扩散层而构成。用树脂封装该发光二极管的场合，电流扩散层的上部覆盖以用于保护器件的透明树脂。
该构造中，电流扩散层(折射率3.1～3.5)和透明树脂(折射率约1.5)之间的临界角为25～29度。因此入射角大的光被全反射，向发光器件外部射出的机率显著降低。因而，实际上发生的光取出效率，现状是变成了20％左右。
另外，作为使电流扩散层的表面粗糙化的方法，大家都知道用盐酸、硫酸、过氧化氢，或其混合液进行处理使芯片表面粗糙化的方法(特开2000-299494号、特开平4-354382号公报)。可是，这些方法，受衬底结晶性影响，有时因露出面方位而不能粗糙化。因此，不仅常常限制芯片上面粗糙化，而且对提高光取出效率存在制约，难以提高辉度。
发明内容
这样现有的用树脂封装的发光二极管内，在含有发光层的半导体多层膜的最上层与透明树脂的边界上，全反射对界面倾斜方向入射的光，存在光取出效率低下的这种问题。并且，该问题不限于发光二极管，而且对面发光型半导体激光器也存在同样的问题。
按照本发明一个实施例的半导体发光器件包括
具有第1表面和第2表面的衬底；以及在上述衬底的上述第1表面上形成、且包含光发射层和电流扩散层的半导体叠层，其中光射出的表面具有微小凹凸，上述微小凹凸的99％以上是凹部高度为100nm以上，底边长度为10～500nm的锥体形状。
按照本发明一个实施例的半导体发光器件的制造方法包括在具有第1表面和第2表面的衬底的第1表面上形成半导体叠层，上述半导体叠层包含光发射层和电流扩散层；在用于向外部取出光的光射出表面上，形成含有嵌段共聚物的聚合物膜；对上述聚合物膜施行退火处理，使上述嵌段共聚物相分离，除去上述相分离后的嵌段共聚物的一方的相，形成具有由残余相构成的图形的掩蔽材料层，以及在上述光取出面上复制上述掩蔽材料层的图形，在上述光取出面上形成微小凹凸。
按照本发明，由于在光取出面上形成了规定的微小凹凸，因而可以防止因光全反射引起的光取出效率下降。其结果，成为可能实现光取出效率的提高。并且，能降低因半导体层内部多次反射引起的内部吸收损失，能够实现温度上升极其之小的发光器件。采用对光取出面实施利用嵌段共聚物的粗糙化处理的办法，不依赖于底下结晶方向，成为可以均匀形成微小凹凸。
图1是表示本发明一个实施例的LED器件构造剖面图。
图2A到2D表示本发明一个实施例的微小凹凸状态剖面图。
图3A到3D表示本发明一个实施例的LED制造工序剖面图。
图4A到4D表示本发明另一个实施例的LED制造工序剖面图。
图5A到5B表示本发明另一个实施例的LED器件构造剖面图。
图6A到6B表示本发明另一个实施例的LED器件构造剖面图。
图7是表示本发明另一个实施例的LED器件构造剖面图。
图8A到8C表示本发明另一个实施例的LED制造工序剖面图。
图9A到9C表示本发明另一个实施例的LED制造工序剖面图。
图10表示本发明另一个实施例中的表面凹凸状态的显微镜照片。
图11A到11C表示本发明另一个实施例的LED制造工序剖面图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
(第1实施例)图1是表示本发明第1实施例的LED器件构造剖面图。
如该图所示，在n型GaP衬底10正面上，形成包括n型InAlP包层11、InGaAlP有源层12、以及由p型InAlP包层13构成的异质构造部分14、和p型GaP电流扩散层15的半导体叠层。一部分电流扩散层15上边形成p侧电极(上部电极)16，保留剩下的露出部分。另一方面，衬底10的背面上形成n侧电极(下部电极)17。有源层12发出的光由电流扩散层15的露出面取出来。即，电流扩散层15的露出面就是光取出面。
电流扩散层15的露出面上，形成了微小凹凸18。该微小凹凸18采用后述的嵌段共聚物来形成，例如是图2A所示的形状。图2A中，h表示微小凹凸18的凸部高度，d表示凸部的底边长度(宽度)。
凸部剖面为三角锥形，假设凸部宽度d为10～500nm、高度h为100nm以上的分布、顶角为25～80度范围，可以认为有充分提高光取出效率的效果。器件内形状的偏差为，例如宽度100±50nm、高度200±100nm的范围(器件内宽度分布±50％，高度分布±50％)。
并且，微小凹凸18的至少一个，如图2B所示在凸部的顶端也可以有微小透明部分。或者，如图2C所示凸部的顶端也可以是平坦的。进而，如图2D所示，将凸部的顶端加工成平坦，同时该部分上留下微小透明部分也行。
参照图3A到3D，说明本实施例的LED制造工序。
首先，如图3A所示，在n型GaP衬底10上边，外延生长异质构造部分14和电流扩散层15。在一部分电流扩散层15上边形成p侧电极16，在衬底10背面一侧形成n侧电极17。
把聚苯乙烯(PS)与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的1∶2.5(但，只要是1∶2～3范围就行)嵌段共聚物溶解于作为溶剂的乙基乙酸溶纤剂(ECA)，准备好共聚物溶液。
另外，在这里，也可以使用丙二醇甲醚乙酸脂(PGMEA)或乳酸乙酯(EL)，而不用乙基乙酸溶纤剂(ECA)。
电流扩散层15和p侧电极16上边，用旋涂法以转动数2500rpm，涂布该溶液，形成涂膜。通过110℃、用90秒进行预烘使溶剂挥发，如图3B所示，形成聚合物层31。而后，在氮气气氛中，进行210℃、4小时退火，使嵌段共聚物中的PS与PMMA相分离。
使用CF4(30sccm)，在压力1.33Pa、功率100W的条件下，用RIE法蚀刻包括相分离后的嵌段共聚物的聚合物层。根据PS与PMMA的蚀刻速度差，选择性除去PMMA，如图3C所示，留下PS的图形32。该PS图形32用作掩蔽材料层。具体点说，通过使用BCl3(23sccm)和N2(7sccm)的RIE法，在电流扩散层15的表面上复制PS图形32。条件是设定压力0.2Pa、功率500W，进行约100秒。其结果，如图3D所示，在电流扩散层15的表面上形成了凹凸图形。使用BCl3(8sccm)、Cl2(5sccm)和Ar(37sccm)，同样条件下也行。通过用O2灰化法除去残余的PS图形，获得图1中表示的构造。
本实施例中，通过使用上述这种嵌段共聚物的处理，在作为光取出面的电流扩散层15露出面上均匀地形成了三角锥形的微小凹凸。凹凸中的凸部，底边长度为约100±50nm，高度为约200±100nm。并且，凸部的顶角为20～40度。由于存在这样的微小凹凸，光取出面上的入射角即使增大，也能向外部取出光。并且，在用透明树脂密封的场合，也能达到光取出效率的提高。
光取出效率的提高，可以确认与微小凹凸的凸部高度相应。具体点说，微小凹凸的凸部高度h＝100nm时，效率约提高到1.3倍，h＝200nm时，获得约1.5倍的光取出效率。光取出效率的提高效果，可以认为凸部高度h为100nm以上时有明显差别(提高1成以上)。若高度h超过200nm，从1.5倍变成为1.6倍，则其以上几乎不变。并且，凸部宽度d要是10～500nm的范围，可以认为能充分提高光取出效果。
电流扩散层15表面上形成的微小凹凸的90％以上满足上述条件就可以说，能够获得充分的效果。这样的微小凹凸是通过利用嵌段共聚物处理之后才获得的，如果用现有的粗糙面加工或蚀刻加工法就不能彻底得到。如采用EB这样的微细化光刻技术，虽然也能够形成同样的微小凹凸，但牵涉到大幅度提高成本。用本实施例的方法，就能够廉价简便地形成微小凹凸。
作为含有干式蚀刻速度之差大的聚合物链的嵌段共聚物，可以举出含有芳香环聚合物链和丙烯系列聚合物链的嵌段共聚物。就含有芳香环的聚合物链来说，例如，通过聚合从乙烯萘、苯乙烯及其电介质中选择的至少一种单体而合成的聚合物链。就丙烯系列聚合物链来说，可以举出，例如，通过聚合从丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸及其电介质中选择的至少一种单体而合成的聚合物链。作为典型性的聚合物，可以举出聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的1∶2.5(但，只要是1∶2～3范围就行)嵌段共聚物，本实施例中就使用它。
按照本实施例，可在光取出面上均匀形成微小凹凸，因而防止由全反射影响造成的光取出效率降低。其结果，可达到提高光取出效率，能够提高LED辉度。与用盐酸、硫酸、过氧化氢或其混合液使衬底表面粗糙化的处理不同，按本发明实施例的方法，不管衬底的晶面方位，都能够高效率地形成微小凹凸。
不过，采用在光取出面上形成微小凹凸的办法，对现有技术而言，因内部多次反射由有源层再吸收的光也给外部取出，因而成了可在更高温(～10℃以上)下工作。
(第2实施例)本实施例中，除了把CF4变更为O2以外都与上述同样条件下，用RIE法形成PS图形。
与第1实施例同样，在电流扩散层15上边形成含有嵌段共聚物的聚合物层31，进行了嵌段共聚物的相分离。使用O2(30sccm)，在压力13.3Pa、功率100W的条件下，用RIE法蚀刻聚合物层31。使用O2的情况下，与CF4的情况不同，不能削减到底下衬底为止，但采用比较可靠地削减PS-PMMA嵌段的PMMA的办法，可以形成PS图形。
除使用Cl2(5～40sccm)以外，用与上述同样条件的RIE法，把所得到的PS图形复制到电流扩散层15上。用O2灰化法，除去残余的PS图形。
其结果，在作为光取出面的电流扩散层15的露出面上，与第1实施例同样，形成了宽度为约100±50nm的分布，高度为约200±100nm的凹凸图形。于是，获得与第1实施例同样的效果。
(第3实施例)本实施例中，利用由电子束照射切断主链，形成PS图形。
与第1实施例同样，在电流扩散层15上边形成含有嵌段共聚物的聚合物层31，并进行了嵌段共聚物的相分离。采用整个聚合物层31上一并照射电子束的办法，切断PMMA的主链。这时，电子束的照射条件设为2MeV。接着，用显影液(例如 MIBK(甲基异丁基甲酮)和IPA(异丙醇)的混合液)进行显影。进而，用IPA或乙醇等进行冲洗通过选择性溶解除去PMMA，留下PS图形32。
除使用Cl2(5～40sccm)以外，用与上述同样条件的RIE法，把所得到的PS图形复制到电流扩散层15上。用O2灰化法，除去残余的PS图形。
其结果，在作为光取出面的电流扩散层15的露出面上，与第1实施例同样，形成了宽度为约100±50nm的分布，高度为约200±100nm的凹凸图形。于是，获得与第1实施例同样的效果。
(第4实施例)本实施例中，作为嵌段共聚物，采用含有芳香环聚合物链和脂肪族双键聚合物链的材料。
所谓脂肪族双键聚合物链是聚合物主链中包括双键的聚合物，通过臭氧等的氧化，切断该双键。因此，在含有芳香环聚合物链和脂肪族双键聚合物链的嵌段共聚物中，可以有选择地除去脂肪族双键聚合物链。就脂肪族双键聚合物链而言，具体点说，可以举出聚二烯系列聚合物及其电介质等。就含有芳香环聚合物链和脂肪族双键聚合物链的嵌段共聚物而言，具体点说，可以举出聚苯乙烯和聚丁二烯的嵌段共聚物、聚苯乙烯和聚异戊二烯的嵌段共聚物等。
本实施例中，使用聚苯乙烯与聚异戊二烯的1∶2.5(但，只要是1∶2～3范围就行)嵌段共聚物，用与第1实施例同样的办法，在电流扩散层15上边形成聚合物层，并使嵌段共聚物相分离。而后，通过在臭氧气氛中放置约5分钟，除去聚异戊二烯，形成PS图形。然后，用与第1实施例同样的办法，把PS图形复制到电流扩散层15表面上。
其结果，在作为光取出面的电流扩散层15的露出面上，与第1实施例同样，形成了宽度为约100±50nm的分布，高度为约200±100nm的凹凸图形。于是，获得与第1实施例同样的效果。即使使用聚苯乙烯和聚丁二烯的共聚体作为嵌段共聚物的场合，也能用同样的工艺，形成相同程度的凹凸。
(第5实施例)图4A到4D是表示本发明第5实施例的LED制造工序剖面图。另外，对与图3A到3D同一部分加上同一符号，并省略其详细说明。
本实施例中，在电流扩散层上边所形成的透明层表面上，形成微小凹凸。
首先，形成与图3A同样构造以后，如图4A所示，在电流扩散层15上边形成透明膜41。透明膜41，例如可采用SiO2、SiN2或TiO2等，用溅射法、CVD法、或涂布法等来形成。
其次，利用与第1实施例同样的嵌段共聚物，用同样的办法，如图4B所示在透明膜41上边形成聚合物膜31进而，在氮气氛中，进行210℃、4小时的退火，使嵌段共聚物发生相分离。
用RIE法蚀刻含有相分离后的嵌段共聚物的聚合物层，与形成PS图形32同时，如图4C所示把PS图形32复制到透明膜41上。RIE可使用CF4、CHF3、C4F8、SF6等气体，在压力5～10Pa、功率100～1000W的条件下进行。
通过用O2灰化法除去残余的PS图形，如图4D所示，在透明膜41的表面上形成微小凹凸。该微小凹凸，与第1实施例同样，宽度为约100±50nm，高度h为约200±100nm，是均匀性良好的。
获得图4D所示的构造以后，把透明膜41上所形成的微小凹凸复制到电流扩散层15上，并可用HF、NH4F等药液除去透明膜41。这时，与第1实施例同样，可在电流扩散层15的表面上形成微小凹凸。
这样，按照本实施例，可在用作光取出面的透明膜41或电流扩散层15的表面上均匀性良好地形成微小凹凸，因而能够防止由光全反射影响造成的光取出效率降低。于是，获得与第1实施例同样的效果。
(第6实施例)图5A和5B是表示本发明第6实施例的LED器件构造剖面图。
图5A中所示的LED是从与衬底50相反一侧的表面取出光的方式(结向上型)，在n型GaN衬底50上边，顺序形成n型GaN缓冲层51、n型GaN包层52、由InGaN/GaN构成的MQW有源层53、p型AlGaN覆盖层54、以及p型GaN接触层55。一部分接触层55上边形成p侧电极56，保留剩下的露出部分。另一方面，在衬底50的背面上形成n侧电极57。在接触层55的露出面上，按照已经说过的那种办法形成微小凹凸55a。也可以在接触层55的露出面所配置的电介质膜上形成微小凹凸55a。
由于在光取出面的表面上形成均匀性良好微小凹凸55a，所以能够实现光取出效率的提高。
图5B中所示的LED是从衬底50侧取出光的方式(结向下型)，与图5A同样，在n型GaP衬底50上边顺序形成各层51～55。接触层55上边形成n侧电极57，衬底50的背面上形成图形化的n侧电极58。保留衬底50背面的露出部分，按照已经说过的那种办法形成微小凹凸50a。
由于在光取出面的背面上形成均匀性良好微小凹凸50a，所以能够实现光取出效率的提高。
在图5B所示的LED中，从MQW有源层53出来的光，受各端面反射，可从上面的微小凹凸50a取出，能够降低芯片侧面的光密度。因此，可以防止位于芯片侧面的树脂劣化，长时间工作也能防止树脂变色。
(第7实施例)图6A到6B是表示本发明第7实施例的LED器件构造剖面图。
图6A所示的LED是从与衬底60相反一侧的表面取出光的方式(结向上型)，在蓝宝石衬底60上边，顺序形成AlGaN缓冲层61、n型GaN包层62、由InGaN/GaN构成的MQW有源层63、p型AlGaN覆盖层64、p型GaN接触层65、以及ITO等透明电极66。从透明电极66到n型接触层62的中间为止，蚀刻除去一部分。
在一部分透明电极66上边形成p侧电极67，保留剩余的露出部分。在露出了接触层62的表面上形成n侧电极68。透明电极66的露出面上，按照已经说过的那种办法形成微小凹凸66a。
由于在作为光取出面的透明电极66表面上均匀形成微小凹凸66a，所以能够实现光取出效率的提高。
图6B中所示的LED是从衬底60侧取出光的方式(结向下型)，与图6A同样，在蓝宝石衬底60上边顺序形成各层61～65。从p型接触层65到n型接触层62的中间为止，蚀刻除去一部分。p型接触层65上边形成p侧电极67，并在n型接触层62的露出面上形成n侧电极68。在衬底60的整个背面，按照已经说过的那种办法形成微小凹凸60a。
由于在作为光取出面的衬底60背面上均匀形成微小凹凸60a，所以能够实现光取出效率的提高。
(第8实施例)图7是表示本发明第8实施例的LED器件构造剖面图。
该图所示的LED中，在p型GaP衬底70上边，顺序形成p型GaP缓冲层71、p型InGaP接合层72、p型InAlP包层73、InGaAlP有源层74、n型InAlP包层75、以及n型InGaAlP电流扩散层76。
在电流扩散层76表面的中央部分，形成n型GaAs接触层77、i型InAlP阻挡层78、i型GaAs阻挡盖层79、以及n侧电极81。在电流扩散层76表面的周边部分，形成n型GaAs接触层77和n侧电极81。另一方面，在衬底70的背面上，形成图形化的p侧电极82。在电流扩散层75的露出面上，按照已经说过的那种办法形成微小凹凸83。
参照图8A到8C，说明本实施例的LED制造方法。
首先，如图8A所示，在n型GaAs衬底90上边，顺序形成n型GaAs缓冲层91(厚度0.5μm；载流子浓度4×1017cm-3)、i型InGaP刻蚀停止层92(厚度0.2μm)、i型GaAs阻挡盖层79(厚度0.1μm)、i型InAlP阻挡层78(0.2μm)、n型GaAs接触层77(厚度0.1μm；载流子浓度1×1018cm-3)、n型InGaAlP电流扩散层76(厚度1.5μm；载流子浓度4×1017cm-3)、n型InAlP包层75(厚度0.6μm；载流子浓度4×1017cm-3)、InGaAlP-MQW有源层74(厚度0.72μm；波长621nm)、p型InAlP包层73(厚度1μm；载流子浓度4×1017cm-3)、p型InGaP接合层72(厚度0.05μm；载流子浓度3×1018cm-3)、以及n型InAlP覆盖层95(厚度0.15μm；载流子浓度2×1015cm-3)。
其次，除去覆盖层95，露出接合层72。另一方面，在厚度150μm的p型GaP衬底70上边生长p型GaP缓冲层71(厚度0.2μm；载流子浓度3×1018cm-3)，制成支持衬底。将其粘合到接合层72上。接着，蚀刻除去GaAs衬底90、缓冲层91和刻蚀停止层92，获得图8B所示这样的构造。
其次，如图8C所示，把阻挡盖层79、阻挡层78和接触层77蚀刻成电极图形。这时，在中央部分制成圆形图形，在周边部分作成细线状，同时除去阻挡盖层79和阻挡层78。无论是哪个图形，在最上层也都形成n侧电极81。在衬底70的背面上形成p侧电极82。图中虽然没有明确表示出来，但是为了提高没有形成n侧电极81部分下面的发光效率，除中央部分外，在4个地方形成p侧电极82作为圆形图形。
此后，用与上述同样的办法，通过使用嵌段共聚物，在电流扩散层76表面形成微小凹凸，获得图7所示的构造。
由于在作为光取出面的电流扩散层76没有形成电极81的面上均匀性良好地形成微小凹凸83，所以能够达到光取出效率的提高。于是，获得与第1实施例同样的效果。
(第9实施例)参照图9A到9C，利用SiO2、SiN等氧化膜或氮化膜作为掩模，说明加工下部膜的方法。
首先，如图9A所示，在图7构造的InGaAlP电流扩散层76上边，用旋涂法，以膜厚0.1μm形成作为SiO2膜的SOG膜91其上，按照与第1实施例同样的办法，形成含有嵌段共聚物的聚合物膜，并发生相分离。而后，采用O2(30sccm)，在压力13Pa、功率100W的条件下，进行约30秒钟RIE的办法，形成聚合物图形92。
以聚合物图形92为掩模，用CF4(30sccm)，在压力1.3Pa、功率100W的条件下约100秒钟，对SOG膜91进行RIE，形成如图9B所示SOG图形。
其次，采用BCl3(8sccm)、Cl2(5sccm)、及Ar(37sccm)，在压力0.2Pa、功率500W的条件下进行约100秒钟RIE。因此，如图9C所示InGaAlP电流扩散层76的表面上，形成宽度50～300nm、高度100～500nm微细三角锥形的微小凹凸83。这时，在微小凹凸的顶点上即使残留着SOG(氧化膜)91也不成问题。
这样，使InGaAlP电流扩散层76的表面上，就微小凹凸的凸部而言，能够均匀地形成宽度100±50nm、高度200±100nm的三角锥形。图10中，表示显示该微小凹凸的电子显微镜照片。
(第10实施例)
参照图11A到11C，说明应用多层光刻胶方式加工下方衬底的方法。
首先，如图11A所示，在InGaAlP电流扩散层76上边，形成膜厚1.0μm的下层用光刻胶膜(正型酚醛清漆)95。这里所用的光刻胶里，不含有感光剂也行。在下层光刻胶膜95上边，通过与上述同样办法，形成SOG膜91和聚合物膜。对聚合物膜含有的嵌段共聚物进行相分离以后，用O2(30sccm)，在压力13Pa、功率100W的条件下，进行约30秒钟RIE，形成聚合物图形92。
接着，以聚合物图形92用作掩模，通过对SOG膜91进行RIE，用O2(8sccm)和N2(80sccm)，在压力2Pa、功率300W的条件下，对下层光刻胶膜95进行RIE的办法，如图11B所示，形成光刻胶图形95a。
接着，采用与第9实施例同样的条件，对InGaAlP电流扩散层76进行RIE以后，用O2进行灰化，剥离光刻胶图形95a的办法，如图11C所示，在InGaAlP电流扩散层76表面上，形成微细三角锥形的凹凸83。所得凹凸的凸部为宽度50～200nm、高度100～500nm。
这样，就能够在InGaAlP电流扩散层76的表面上，均匀地形成宽度100±50nm、高度300±150nm的三角锥形的凸部。
本发明不限于上述的各个实施例。就用于形成聚合物层的材料来说，可以使用能够选择性除去相分离状态下一方的任意嵌段共聚物。微小凹凸，可以位于光取出侧的最上层，以相分离后的聚合物膜为掩模，形成于能够蚀刻加工的任意层上。
并且，微小凹凸的凸部只要是锥体形状，就得到上述这种效果。进而，也可以在电极部分以外的芯片各面(表面、侧面)上，用本发明实施例的方法形成微小凹凸的锥体形状。即使在电极形成前的光取出面上形成微小凹凸后形成电极，其效果也没有什么变化。其它，在不脱离本发明要旨的范围内，可以实施种种变形。
如以上详述的那样，按照本发明，防止光取出面的光受全反射影响而降低光取出效率，提供一种提高光取出效率的半导体发光器件。
另外的优点和改进，对本领域普通技术人员将是显而易见。因此，本发明概括起来说并不限于这里表示和描述的具体细节和表现的各实施例。所以，应该能够作各种各样的修改而不脱离由附属权利要求书及其等同物所限定的本发明总构思的精神或范围内。
权利要求
1.一种半导体发光器件包括具有第1表面和第2表面的衬底；以及在上述衬底的上述第1表面上形成、且包含光发射层和电流扩散层的半导体叠层，其中光射出面具有微小凹凸，上述微小凹凸的99％以上是凸部高度为100nm以上，底边长度为10～500nm的锥体形状。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中上述的光取出面位于上述衬底的上述第2表面。
3.根据权利要求2所述的半导体发光器件，其中上述的衬底是透明衬底。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中上述的光取出面是上述半导体叠层的最外表面。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中上述凸部的至少一个是顶角为20～80度的三角锥形。
6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中上述凸部的至少一个，在顶部上具有由与上述光取出面的材料不同的材料构成的微小透明部分。
7.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中上述凸部的至少一个具有平坦的顶部。
8.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中上述凸部的至少一个具有平坦的顶部，在平坦的顶部上边具有由与上述光取出面的材料不同的材料构成的微小透明部分。
9.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中上述衬底，在上述第2表面上具有透明氧化膜或透明氮化膜，上述微小凹凸处于上述透明氧化膜或透明氮化膜的表面。
10.根据权利要求4所述的半导体发光器件，其中上述电流扩散层位于上述半导体叠层的最上层，上述微小凹凸存在于上述电流扩散层的露出面上。
11.根据权利要求10所述的半导体发光器件，其中上述电流扩散层，在上述露出面上具有透明氧化膜或氮化膜，上述微小凹凸是上述透明氧化膜或透明氮化膜的表面。
12.一种用于制造半导体发光器件的方法，包括在具有第1表面和第2表面的衬底的第1表面上形成半导体叠层，上述半导体叠层包含光发射层和电流扩散层；在用于向外部取出光的光射出表面上，形成含有嵌段共聚物的聚合物膜；对上述聚合物膜施行退火处理，使上述嵌段共聚物相分离，除去上述相分离后的嵌段共聚物一方的相，形成具有由残余相构成的图形的掩蔽材料层，以及在上述光取出面上复制上述掩蔽材料层的图形，并在上述光取出面上形成微小凹凸。
13.根据权利要求12所述的方法，其中上述聚合物膜是在上述半导体叠层的最外面上形成的。
14.根据权利要求12所述的方法，其中上述聚合物膜是在上述衬底的上述第2表面上形成的。
15.根据权利要求14所述的方法，其中上述衬底是透明衬底。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括在形成聚合物膜前的光取出面上边，形成由氧化膜或氮化膜构成的透明膜，其中上述光取出面是上述透明膜的表面。
17.根据权利要求12所述的方法，其中上述嵌段共聚物含有芳香环聚合物链和丙烯系列聚合物链。
18.根据权利要求17所述的方法，其中上述芳香环聚合物链含有聚苯乙烯，上述丙烯系列聚合物链含有聚甲基丙烯酸甲酯，通过上述退火处理，上述嵌段共聚物相分离为聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯，上述掩蔽材料层是通过除去上述聚甲基丙烯酸甲酯，留下上述聚苯乙烯图形来形成的。
19.根据权利要求18所述的方法，其中上述聚甲基丙烯酸甲酯的除去是采用蚀刻含有上述相分离后的嵌段共聚物的上述聚合物层的办法进行的。
20.根据权利要求18所述的方法，其中上述聚甲基丙烯酸甲酯的除去是采用对含有上述相分离后的嵌段共聚物的上述聚合物层，实施电子束照射、显影、及冲洗处理的办法进行的。
21.根据权利要求12所述的方法，其中上述嵌段共聚物含有芳香环聚合物链和脂肪族双键聚合物链。
22.根据权利要求20所述的方法，其中上述芳香环聚合物链含有聚苯乙烯，上述脂肪族双键聚合物链含有聚异戊二烯，通过上述退火处理，上述嵌段共聚物相分离为聚苯乙烯与聚异戊二烯，上述掩蔽材料层是通过用臭氧处理，除去上述聚异戊二烯，留下上述聚苯乙烯图形来形成的。
23.根据权利要求12所述的方法，其中在上述光取出面上复制上述掩蔽材料层的图形，用使用RIE的干式蚀刻法或湿式蚀刻法进行。
全文摘要
一种半导体发光器件包括具有第1表面和第2表面的衬底；以及在上述衬底的上述第1表面上形成的半导体叠层和包含一个光发射层和一个电流扩散层，其中一个光射出面具有微小凹凸，上述微小凹凸的99％以上是凸部部高度为100nm以上，底边长度为10～500nm的锥体形状。
文档编号H01L21/302GK1433088SQ0310171
公开日2003年7月30日 申请日期2003年1月17日 优先权日2002年1月18日
发明者杉山仁, 大桥健一, 山下敦子, 鹫塚章一, 赤池康彦, 吉武春二, 浅川钢児, 江头克, 藤本明 申请人:株式会社东芝