專利名稱：用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置的電接觸件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，更特別地涉及用于半導(dǎo)體發(fā) 光設(shè)備的電接觸件。
背景技術(shù)：
例如發(fā)光二極管(LED)的半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備提供有效光源，并且比 白熾燈泡和熒光燈管更為魯棒。LED技術(shù)和處理中的進(jìn)步方便了使用這 種設(shè)備來代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，例如在商業(yè)和住宅的光照應(yīng)用中。因此，對 于用在光照應(yīng)用中的LED而言，效率和可靠性是重要的因素。此外， 對于增加從LED輸出的光的需求持續(xù)增長，造成更高的操作電流。
通常，在半導(dǎo)體管芯的相同側(cè)上制造具有n-型和p-型接觸件的 LED,以便光可以從光輸出表面發(fā)射出，而不受電接觸件阻礙。在這種 情況下，到至少一層的電接觸件可以經(jīng)過管芯的其它層延伸，從而減 小了 LED中的發(fā)光面積。用于半導(dǎo)體LED的n-型和p-型區(qū)域的半導(dǎo)體
材料通常具有低的載流子遷移率。因此，通常多個接觸件用于向LED 的內(nèi)部半導(dǎo)體層提供電流，以便所述電流經(jīng)所述層擴(kuò)散，從而造成LED 中基本上均勻的發(fā)光。然而，采用多個接觸件會減少LED的發(fā)光面積， 從而總體上LED中的電接觸件設(shè)計(jì)涉及在電流擴(kuò)展和在已經(jīng)形成接觸 件之后剩余的可用發(fā)光面積之間的權(quán)衡。
還需要對用于形成半導(dǎo)體LED的電接觸件的處理進(jìn)行改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于形成用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置 的電接觸件的處理。所述發(fā)光裝置包括具有第一導(dǎo)電型的第一層，覆 蓋所述第一層的用于發(fā)光的有源層，和覆蓋所述有源層的具有第二導(dǎo) 電型的第二層。所述處理包括至少形成通過第二層和有源層的第一和 第二細(xì)長電接觸件以提供與第一層的電連接，所述第一和笫二接觸件 彼此成角度定向，所述第一接觸件具有與所述第二接觸件接近的第一 末端，所迷第一末端與所述第二接觸件充分間隔開，以便當(dāng)通過所述接觸件向所述第一層施加電流時，在大體位于第一接觸件的第一末端 和第二接觸件之間的區(qū)域中的來自所述第一末端和第二接觸件的電流 作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿第一和第二接觸件的其它 處的電流密度。
所述形成可以包括形成所述第一和第二接觸件，以便所述第一接 觸件的第一末端靠近所述第二接觸件的第一末端。
所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置可以包括大體為矩形的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并且所 述形成可以包括沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的相鄰?fù)膺吔缧纬伤鼋佑|件，以 便所述第一接觸件的第一末端和第二接觸件的第一末端靠近所述半導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)的第一角。
所述形成可以包括沿所述矩形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的每個外邊界形成電接 觸件，以便相鄰的接觸件對具有間隔開的末端，所述末端靠近大體為 矩形的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的各個角，從而當(dāng)通過接觸件向第一層施加電流時，,
流作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿所述接觸件的其它處的 電流密度。
所述處理可以包括形成至少一個通過所述第二層和有源層的孔， 以及形成經(jīng)過所述孔到所述第 一層的電通路接觸件，所述孔與半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)的外邊界內(nèi)向間隔。
所述處理可以包括將所述電通路接觸件和至少第一和第二接觸件 互聯(lián)，以形成向所述第一層提供電流的第一電極。
所述形成可以包括形成具有側(cè)壁和底壁的通道，所述側(cè)壁通過所 述第二層和有源層延伸，所述底壁包括第一層的一部分。所述處理可 以進(jìn)一步包括將所述側(cè)壁絕緣以便防止通過所述第一和第二接觸件與 第二層和有源層電接觸。所述處理可以進(jìn)一步包括在通道中沉積導(dǎo)電
材料以與第一層電接觸，從而將第一接觸件的第一末端與第二接觸件 間隔開。
沉積可以包括對導(dǎo)電材料進(jìn)行構(gòu)圖，以至少從第一接觸件的第一 末端除去導(dǎo)電材料，以使得第一接觸件的第一末端與第二接觸件間隔 開。
絕緣可以包括在第一接觸件的第一末端附近沉積電介質(zhì)材料，所 述電介質(zhì)材料可用于當(dāng)在通道中沉積導(dǎo)電材料時將第一末端與第二接觸件絕緣。
絕緣可以包括在側(cè)壁上沉積電介質(zhì)材料。 所述處理可以包括至少將第一和第二接觸件互聯(lián)。
互聯(lián)可以包括在細(xì)長電接觸件之間形成互聯(lián)層，所述互聯(lián)層至少 覆蓋第二層的一部分，并且與其絕緣。
所述形成可以包括通過除去部分第二層和有源層來形成電接觸。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的半導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)包括具有第一導(dǎo)電型的第一層，用于產(chǎn)生光的有源 層，所述有源層覆蓋所述第一層，和具有第二導(dǎo)電型的第二層，所述 第二層覆蓋所述有源層。所述結(jié)構(gòu)還至少包括延伸通過所述第二層和 有源層并與第一層電接觸的第一和笫二細(xì)長電接觸件，所述第一和第 二接觸件彼此成角度定向，所述笫一接觸件具有與第二接觸件接近的 第一末端，所述第一末端與所述第二接觸件充分間隔開，以便當(dāng)通過 所述接觸件向所述第一層施加電流時，在大體位于第一末端和笫二接 觸件之間的區(qū)域中的來自第一接觸件的第一末端和第二接觸件的電流 作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿笫一和第二接觸件的其它 處的電流密度。
所述第一接觸件的第一末端可以靠近第二接觸件的第一末端。 所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)可以包括大體為矩形的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并且所 述第 一接觸件可以沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第 一外邊界延伸，所述第二接
觸件可以沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二相鄰?fù)膺吔缪由欤员闼龅谝唤?觸件的第一末端和第二接觸件的第一末端靠近所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一 角。
所述結(jié)構(gòu)可以包括沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第三外邊界延伸的第三細(xì) 長電接觸件，和沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第四外邊界延伸的第四細(xì)長電接 觸件，以便所述第一、第二、第三和第四接觸件的相鄰對具有間隔開 的末端，所述末端靠近大體為矩形的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的各個角，以便當(dāng)逸 過所述接觸件向第一層施加電流時，在大體位于所述間隔開的末端之
流密度近似等于沿所述接觸件的其它處的電流密度。
所述結(jié)構(gòu)可以包括至少一個延伸通過所述第二層和有源層的孔， 所述孔與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的外邊界內(nèi)向間隔，并且一電通路接觸件通過所述孔延伸并與笫 一層電接觸。所述結(jié)構(gòu)可以包括在電通路接觸件和至少第一和第二接觸件之間 的互聯(lián)，所述互聯(lián)用于方便向所述第一層施加電流。每個細(xì)長電接觸件可以包括具有側(cè)壁和底壁的通道，所述側(cè)壁， 伸通過所述第二層和有源層，所述底壁包括第一層的一部分，在所述 通道中并與第一層電接觸的導(dǎo)電材料，和在導(dǎo)電材料和所述側(cè)壁之間 的電介質(zhì)材料，所述電介質(zhì)材料用于防止通過第一和第二接觸件與第 二層和有源層電接觸。所述結(jié)構(gòu)可以包括在至少所述第一和第二接觸件之間的互聯(lián)，所 述互聯(lián)用于方便向所述第 一層施加電流。所述互聯(lián)可以包括至少覆蓋所述第二層的第一部分的互聯(lián)部分， 所述互聯(lián)部分與所述第二層絕緣。所述第一層可以包括n型半導(dǎo)體材料，并且所述第二層可以包括p 型半導(dǎo)體材料。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其包括上述 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步包括與至少第一和笫二電接觸件有電接觸的第 一電極和與第二層電接觸的第二電極，從而當(dāng)在第一電極和第二電極 之間施加電壓以便正向偏壓電流流經(jīng)所述有源層時在有源層中產(chǎn)生 光。結(jié)合附圖，根據(jù)下面對本發(fā)明特定實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它 方面和特征對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見。
在示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖中，圖l是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖2是圖1所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖3是圖1所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分的細(xì)節(jié)平面示圖；圖4是圖3所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)部分的截面示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的互聯(lián)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖6是圖5所示的互聯(lián)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分的第一截面示意圖；圖7是圖5所示的互聯(lián)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一部分的第二截面示意圖；圖8-13是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的互聯(lián)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的處理的系列截面示意圖；和圖14是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的替換實(shí)施例的平面示意圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1和圖2，用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)總體上以 100示出。結(jié)構(gòu)100包括第一導(dǎo)電型的第一層102和覆蓋第一層102 的有源層104。有源層104用于產(chǎn)生光。結(jié)構(gòu)IOO還包括第二導(dǎo)電型的 第二層106,其覆蓋有源層104。結(jié)構(gòu)IOO還包括延伸通過第二層106和有源層104并與第一層102 電接觸的至少第一細(xì)長電接觸件108和第二細(xì)長電接觸件110。第一和 第二電接觸件108和110彼此成角度定向，所述第一接觸件具有與第 二接觸件接近的第一末端112。第一末端112與第二接觸件110充分間 隔開，以便當(dāng)通過接觸件108和110向第一層102施加電流時，在大 體位于第一末端和第二接觸件之間的區(qū)域中的來自第一接觸件的第一 末端和第二接觸件的電流作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿 第一和第二接觸件的其它處的電流密度。通常，第一層102可以包括具有低載荷遷移率的半導(dǎo)體材料，因 此通過接觸件108和110向第一層施加的電流不會充分?jǐn)U散以在整個 第一層上產(chǎn)生均勻電流分布，其造成了較高電流密度的區(qū)域。這樣的 較高電流密度區(qū)域可以使這些區(qū)域中的光產(chǎn)生或亮點(diǎn)增加，并且也可 以導(dǎo)致所述區(qū)域中半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的局部受熱。由于較高電流密度而 導(dǎo)致的這種局部加熱和亮點(diǎn)的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)被稱為遭受了 "電流擁 擠"的損害。在圖1和圖2所示的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)100生長于大體為矩形的襯 底114上，并且接觸件108和110沿結(jié)構(gòu)100的各個相鄰的外邊界116 和118定位。第二接觸件110包括第一末端120，其定位于接近第一接 觸件108的第一末端112,第一和第二末端二者都靠近結(jié)構(gòu)100的第一 角121。在此實(shí)施例中，第一和第二接觸件108和IIO通常相互以大約 90°的角度定向。結(jié)構(gòu)100還包括第三和第四電接觸件122和124，其沿結(jié)構(gòu)100 的各個相鄰?fù)膺吔?26和128定位，并且具有接近的第一末端130和 132，其在結(jié)構(gòu)100的第二角131附近。第一接觸件108包括第二末端140,第三電接觸件122包括第二末 端142。第二末端140和142的位置靠近結(jié)構(gòu)100的第三角138。第二 接觸件110包括第二末端144,第四電接觸件124包括第二末端146。 第二末端144和146的位置靠近結(jié)構(gòu)100的第四角148。結(jié)構(gòu)IOO也包括通路接觸件133。每個通路接觸件包括延伸經(jīng)過第 二層106和有源層104的孔134，導(dǎo)電材料136延伸通過孔134，并與 第一層102接觸。細(xì)長電接觸件108、 110、 122和124以及通路接觸件133可以互 聯(lián)(未示出)，以向第一層102提供電連接，從而向半導(dǎo)體發(fā)光裝置 施加的電流在整個第一層102上橫向地?cái)U(kuò)散。在一個實(shí)施例中，第一層102包括n型半導(dǎo)體材料，第二層106 包括p型半導(dǎo)體材料。用于發(fā)光設(shè)備中的半導(dǎo)體中的n型和p型層的 材料通常具有低遷移率的載流子，其導(dǎo)致第一層102的相對較高的電 阻率，從而使得這些結(jié)構(gòu)尤其傾向于電流擁擠效應(yīng)。電接觸件108、110、 122和124通常包括低電阻率金屬，導(dǎo)致電接觸件中電流的良好橫向擴(kuò) 散。圖3和圖4中更為詳細(xì)地示出半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)100的一部分。參考圖4， 接觸件110包括通道180，其具有延伸通過第二層106和有源層104 的側(cè)壁182，和位于第一層102中的底壁184。接觸件110包括沿側(cè)壁182的電介質(zhì)材料層186,還包括在通道 180的底壁上的第一導(dǎo)電材料層188，其與第一層102電接觸。參考圖 3，電介質(zhì)層186也包括接觸件108和110的末端112和120之間的一 部分187。電介質(zhì)層部分187用于絕緣，并填充接觸件108和110的末 端112和120之間的空間。再參考圖4，接觸件IIO也包括沿側(cè)壁182的第二導(dǎo)電材料層190。 第一導(dǎo)電材料層188與第二導(dǎo)電材料層190電接觸。電介質(zhì)材料層l86 提供第二層106與有源層104之間以及與導(dǎo)電層188和190之間的絕 緣。在一個實(shí)施例中，第一和第二導(dǎo)電材料層188和190包括鈦和/或 金。鈦提供良好的粘合性和與n型半導(dǎo)體材料的良好歐姆接觸，金用 于提供將所述設(shè)備安裝到承載器(未示出)的安裝表面。在其它實(shí)施 例中，例如，導(dǎo)電材料層188和190可以包括鋁和/或金。在圖4所示的實(shí)施例中，通道180包括具有平頂山形狀的側(cè)壁182 (即在延伸通過第二層106和有源層104時所述通道逐漸向內(nèi)變細(xì))。細(xì)長接觸件108、 122和124都具有與接觸件IIO相似的結(jié)構(gòu)。通 路接觸件133通常包括與第二接觸件110相似的平頂山側(cè)壁結(jié)構(gòu)，除 了所述通路接觸件具有大體為圓環(huán)的形狀，如圖3中133所示。細(xì)長接觸件108、 110、 122和124和通路接觸件133通常提供在 第一層102上橫向分布的多個接觸，當(dāng)被互聯(lián)時其提供與第一層102 的連接，以使得施加到其上的電流在整個第一層上橫向地?cái)U(kuò)散并擴(kuò)散 經(jīng)過產(chǎn)生光的有源層104。圖5-7中的195示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的互聯(lián)半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)。與第一層102的連接在圖6中以橫截面詳細(xì)示出。參考圖6,互聯(lián) 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)195包括圖3和4中所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)IOO，還包括多個覆 蓋第二層106的連接層220。連接層220包括在第二層106上的第一電 介質(zhì)層222。第一電介質(zhì)層222與接觸件110和133的側(cè)壁上的電介質(zhì) 層186鄰近。連接層220還包括覆蓋所述接觸件110和133之間的區(qū) 域中的笫二層106的第一電極224。第一電極224提供與第二層106 的電連接，并且還充當(dāng)后面將描述的光反射器。連接層220也包括覆蓋電極224的第二電介質(zhì)層226。連接層220 包括第二電極228，其與第一和第二導(dǎo)電材料層188和190電接觸。第 二電極228包括在細(xì)長接觸件110和通路接觸件133之間進(jìn)行互聯(lián)的 部分230。第二電介質(zhì)層226將第一電極與第二電極"8絕緣。在所示的實(shí)施例中，連接層220包括在第二電極"8之上的第一 傳導(dǎo)安裝層232。第一安裝層232便于將結(jié)構(gòu)195安裝在例如倒裝芯片 座的承載器(未示出)上，例如同時提供與其的第一極性電連接，用 于接收電流。連接層220也提供其它細(xì)長接觸件108、 122和124以及其它通路 接觸件133之間的互聯(lián)，以便到第一層102的所有接觸件由所述連接 層互聯(lián)。圖7中以截面圖詳細(xì)示出與第二層106的連接。參考圖7,連接層 220還包括延伸多個通過第二電介質(zhì)層226并與第一電極224電接觸的 圓環(huán)傳導(dǎo)區(qū)域240 (如圖5所示)。連接層220還包括與圓環(huán)傳導(dǎo)區(qū)域 240電接觸的第二傳導(dǎo)安裝層242。笫二安裝層242便于將結(jié)構(gòu)195安裝在例如倒裝芯片座的承載器(未示出)上，例如同時提供與其的第 二極性電連接，用于接收電流。圖5以俯視圖示出最外的連接層。參考圖5，第二安裝層242包括 三個絕緣區(qū)域，每個區(qū)域通過下層的圓環(huán)傳導(dǎo)區(qū)域240和第一電極224 (圖5中未示出)與第二層106電接觸。第二安裝層242由第一安裝 層232圍繞，第一安裝層232通過通路接觸件133和細(xì)長接觸件108、 110、 122和124與笫一層102電接觸。當(dāng)在整個第一層102和第二層106上施加正向偏壓時，正向偏壓 電流流經(jīng)第二層106、有源層104和第一層102，并且在有源層中產(chǎn)生 光子。電流流經(jīng)細(xì)長接觸件108、 110、 122和124以及通路接觸件133， 以便電流在整個第一層102上橫向擴(kuò)散，從而在有源層104中均勻地 產(chǎn)生光。細(xì)長接觸件的末端之間的間隔減少了在結(jié)構(gòu)195的角121、 138、 131和148中的電流擁擠，否則這會造成角中的熱點(diǎn)。對于第一 層為n型材料和第二層為p型材料的實(shí)施例來說，當(dāng)p型層106被制 得比n型層102更為陽性時，發(fā)生正向偏壓。在有源層104中產(chǎn)生的光子在所有方向上入射，并且入射在第一 電極224上的光子被反射回去，通過第二層106、有源層104和第一層 102，通過襯底114，從其作為光被發(fā)射出去。直接入射在第一層102 上的來自有源層104的其它光子穿過第一層，通過襯底114，從其作為 光被發(fā)射出去。有利地，細(xì)長接觸件108、 110、 122和124的間隔開 的末端減少了半導(dǎo)體發(fā)光裝置的角中的電流擁擠，從而減少了亮點(diǎn)， 并提供來自所述裝置的更為均勻的光輸出。參考附圖8-12描述根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于準(zhǔn)備半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)100的處理。參考圖8，處理開始于襯底114上的第一層102、有源層104和第 二層106的外延沉積。例如，第一層102可以包括一個或多個具有不 同成分和摻雜濃度的n型層。例如，有源層104可以包括由一系列阻 擋層分開的一系列量子阱層。第二層106可以包括p型層，例如包括一個或多個具有不同成分和摻雜濃度的P型層。所述處理繼續(xù)進(jìn)行第一電極224的沉積。在第二層106包括p型 材料的實(shí)施例中，笫一電極224也可以充當(dāng)光反射器，用于將有源層 104中產(chǎn)生的光反射回去，經(jīng)過有源層和第一層102，以通過村底ll4出射半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備，或者如果襯底被除去，通過第一層出射。在一些實(shí)施例(未示出)中，第一電極224可以包括銀，并且一個或多個 歐姆接觸層被沉積在導(dǎo)電材料層之下， 一個或多個保護(hù)金屬層可以沉 積在導(dǎo)電材料層之上。所述保護(hù)金屬層的作用是防止銀移入結(jié)構(gòu)100 的其它部分。參考圖9，然后對第一電極224進(jìn)行構(gòu)圖和刻蝕以在導(dǎo)電材料層中 形成多個開口 250。構(gòu)圖可以包括在第一電極224上提供抗蝕劑材料 (未示出)，然后有選擇地對抗蝕劑材料進(jìn)行構(gòu)圖以形成例如對應(yīng)于 開口 250的圖案。然后對所述抗蝕劑層進(jìn)行顯影，并刻蝕結(jié)構(gòu)100以 形成開口 250。參考圖10，處理繼續(xù)進(jìn)行通道180和孔134的形成，其可以通過 上述在第一電極224上提供抗蝕劑層，對抗蝕劑層構(gòu)圖，然后刻蝕所 述通道和孔來形成。有利地，可以選擇所述刻蝕處理以產(chǎn)生平頂山形 側(cè)壁182，其具有足夠的斜度，以確保通道180中接下來各層的均勻沉 積。再參考圖3，形成通道180，以便相鄰?fù)ǖ赖哪┒?12和120在靠 近結(jié)構(gòu)100的角121 (和其它角)的位置處間隔開。再參考圖2，通常通過第二接觸件110向結(jié)構(gòu)IOO施加的電流從所 述接觸件擴(kuò)散，如電流線154所示。參考圖1,流經(jīng)第一層102的第一 單元區(qū)域150 (其靠近沿第二接觸件的中央位置)的來自第二接觸件 110的電流作用產(chǎn)生經(jīng)過第一單元區(qū)域的第一電流密度。流經(jīng)第一層 102的第二單元區(qū)域152 (其位于第一末端112和第二末端120之間) 的來自第一接觸件108的第一末端112和第二接觸件110的第一末端 120的電流作用產(chǎn)生經(jīng)過第二單元區(qū)域的第二電流密度。第一單元區(qū)域 150只接收來自第一接觸件110的電流，而第二單元區(qū)域152接收來自 第一和第二接觸件108和110的電流。因此，通過分別將第一和第二 接觸件108和110的末端112和120分隔開，流經(jīng)區(qū)域152的來自末 端112和120的每一個的電流作用#皮減小，從而減小了流經(jīng)第二單元 區(qū)域152的整體電流密度。選擇末端112和120之間的間隔以使得經(jīng) 過區(qū)域152的電流密度近似等于沿接觸件108和110 (例如經(jīng)過區(qū)域 150)的其它處的電流密度。有利地，減少角121處的電流擁擠的結(jié)果 是增加了橫向跨越結(jié)構(gòu)100的溫度和光產(chǎn)生的均勻性，從而提高了半導(dǎo)體發(fā)光裝置的可靠性。由于第一層102中在電接觸件對具有接近或 相連的位置處的較高電流密度，電流擁擠會造成局部過熱。此外，經(jīng) 過第一層102的非均勻的電流密度也造成有源層104中的非均勻光產(chǎn) 生。有利地，細(xì)長電接觸件108、 110、 122和124的間隔開的相鄰末 端減少了結(jié)構(gòu)100的角121、 131、 138和148的角處的電流擁擠?；蛘咴诹硪粚?shí)施例中，可以通過選擇性地在襯底114上生長層 102、 104和106來形成通道180和孔134，以便這些層不在期望成為 通道或孔的地方生長。參考圖11，所述處理繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)之上的電介質(zhì)層252的沉積。 電介質(zhì)層252包括沿通道180和孔134的側(cè)壁182的電介質(zhì)層186，并 且電介質(zhì)層226位于第一電極224之上。電介質(zhì)層252可以包括例如 氧化鋁或氮化硅。再參考圖3，電介質(zhì)層252進(jìn)一步包括部分187，其 沉積在結(jié)構(gòu)100的角121 (和角131、 138和148)中。參考圖12,處理繼續(xù)進(jìn)行通道180的底壁l84和孔134的底壁上 的第一導(dǎo)電材料層188的沉積。第一導(dǎo)電材料層l88可以包括例如金、 鈦或鋁。參考圖13，所述處理進(jìn)行第二電極228的沉積，其包括與第一導(dǎo) 電材料層188電接觸的導(dǎo)電材料部分190和在通道和孔134之間 互聯(lián)的導(dǎo)電材料部分230。再參考圖3，角121中的電介質(zhì)部分1W使 得接觸件108和110的末端112和120間隔開，從而減少了當(dāng)結(jié)構(gòu)被 操作來產(chǎn)生光時角121中的電流擁擠。相似地，第一、第二、第三和 第四接觸件108、 110、 I"和124的其它接近末端分別在角l31、 I" 和148中相似地分隔開。在上述實(shí)施例中，導(dǎo)電材料層188被沉積在通道l80的底壁184 上，然后對其構(gòu)圖和刻蝕以使得細(xì)長接觸件108、 110、 122和124的 末端被分隔開?；蛘撸谄渌鼘?shí)施例中，電介質(zhì)材料可以沉積在角區(qū) 域中，以便當(dāng)導(dǎo)電材料層188被沉積時，細(xì)長接觸件的末端由電介質(zhì) 層相互絕緣。圖14中的280示出用在半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的可替換 實(shí)施例。參考圖14，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)280包括多個指形電接觸件"2。指 形電接觸件282與下面的n型半導(dǎo)體層(未示出)電連接。半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)280進(jìn)一步包括大面積電接觸件284，其與p型半導(dǎo)體層(未示出)電連接。指形電接觸件282和大面積電接觸件284由電介質(zhì)層286彼 此絕緣。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)280包括多個角288和289，并進(jìn)一步包括多個在指形 電接觸件282之間的通常為"T"形的交叉點(diǎn)290。如上所述，指形電 接觸件282和下面的n型半導(dǎo)體層之間的連接會導(dǎo)致在角288、 289處 和在指形接觸件的各部分之間的交叉點(diǎn)290處的電流擁擠。因此，在 所示的實(shí)施例中，指形電接觸件282在與下面的n型半導(dǎo)體層電連接 的區(qū)域中具有被充分間隔開的末端，以減小n型層中的電流擁擠。例 如，在角288處，電接觸件282具有間隔開的、下面的末端292和294 (虛線所示)。電接觸件282進(jìn)一步包括與n型層電連接的下面的圓 墊接觸件296 (虛線所示)，指形電接觸件282包括與圓墊接觸件間隔 開的下面的末端298。在"T"交叉點(diǎn)290處，指形電接觸件282包括 與圓墊296間隔開的下面的末端300?？傮w上，這里所述的接觸件和形成接觸件的方法可以應(yīng)用于用在 LED中的其它總體上交叉的接觸件幾何結(jié)構(gòu)。例如，彼此以非直角的角減少電流擁擠。雖然已經(jīng)描述和說明了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是這些實(shí)施例應(yīng) 當(dāng)僅僅被視為本發(fā)明的說明而非限制本發(fā)明，所述限制由權(quán)利要求構(gòu) 成。
權(quán)利要求
1.一種形成用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置的電接觸件的方法，所述發(fā)光裝置包括第一導(dǎo)電型的第一層，覆蓋所述第一層的用于發(fā)光的有源層，和覆蓋所述有源層的第二導(dǎo)電型的第二層，所述方法包括至少形成通過第二層和有源層的第一和第二細(xì)長電接觸件以提供與第一層的電連接，所述第一和第二接觸件彼此成角度定向，所述第一接觸件具有與所述第二接觸件接近的第一末端，所述第一末端與所述第二接觸件充分間隔開，以便當(dāng)通過所述接觸件向所述第一層施加電流時，在大體位于在第一末端和第二接觸件之間的區(qū)域中的來自第一接觸件的第一末端和所述第二接觸件的電流作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿所述第一和第二接觸件的其它處的電流密度。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中所述形成包括形成所述第一和第二接 觸件，以便所述第一接觸件的第一末端靠近所述第二接觸件的第一末 端。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中所述半導(dǎo)體發(fā)光裝置包括大體為矩形 的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并且其中所述形成包括沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的相鄰?fù)膺吔缧纬伤鼋佑|件，以便所述第一接觸件的第一末端和第二接觸件的 第一末端靠近所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一角。
4. 權(quán)利要求3的方法，其中所述形成包括沿所述矩形半導(dǎo)體結(jié)構(gòu) 的每個外邊界形成電接觸件，以便所述接觸件的相鄰對具有間隔開的 末端，所述末端靠近所述大體為矩形的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的各個角，從而當(dāng) 通過所述接觸件向第一層施加電流時，在大體位于所述間隔開的末端 之間的區(qū)域中的來自各個所述間隔開的末端的電流作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿所述接觸件的其它處的電流密度。
5. 權(quán)利要求4的方法，進(jìn)一步包括形成至少一個通過所述第二層和有源層的孔，以及形成通過所述孔到所述第一層的電通路接觸件， 所述孔與半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的外邊界內(nèi)向間隔。
6. 權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括將所述電通路接觸件和至少第 一和第二接觸件互聯(lián)，以形成向所述第一層提供電流的第一電極。
7. 權(quán)利要求l的方法，其中所述形成包括形成具有側(cè)壁和底壁 的通道，所述側(cè)壁延伸通過所述第二層和有源層，所述底壁包括第一 層的一部分；將所述側(cè)壁絕緣以便防止通過所述第一和第二電接觸件與第二層和有源層電接觸；在所述通道中沉積導(dǎo)電材料以與第一層電 接觸，從而將第一接觸件的第一末端與第二接觸件間隔開。
8. 權(quán)利要求7的方法，其中所述沉積包括對所述導(dǎo)電材料進(jìn)行構(gòu) 圖，以至少從第一接觸件的第一末端除去導(dǎo)電材料，以使得第一接觸 件的第一末端與第二接觸件間隔開。
9. 權(quán)利要求7的方法，其中所述絕緣包括在第一接觸件的第一末 端附近沉積電介質(zhì)材料，所述電介質(zhì)材料用于當(dāng)在所述通道中沉積所 述導(dǎo)電材料時將第一末端與第二接觸件絕緣。
10. 權(quán)利要求7的方法，其中所述絕緣包括在所述側(cè)壁上沉積電 介質(zhì)材料。
11. 權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括將所述至少第一和第二接觸 件互聯(lián)。
12. 權(quán)利要求ll的方法，其中所述互聯(lián)包括在所述細(xì)長電接觸件 之間形成互聯(lián)層，所述互聯(lián)層至少覆蓋第二層的一部分，并且與其絕 緣。
13. 權(quán)利要求1的方法，其中所述形成包括通過除去部分第二層 和有源層來形成電接觸件。
14. 一種用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括 具有第一導(dǎo)電型的第一層；用于產(chǎn)生光的有源層，所述有源層覆蓋所 述第一層；和具有第二導(dǎo)電型的第二層，所述第二層覆蓋所述有源層； 延伸通過所述第二層和有源層并與第一層電接觸的至少第一和第二細(xì) 長電接觸件，所述第一和第二接觸件彼此成角度定向，所述第一接觸 件具有與第二接觸件接近的第一末端，所述第一末端與所述第二接觸件充分間隔開，以便當(dāng)通過所述接觸件向所述第一層施加電流時，在 大體位于所述第一末端和第二接觸件之間的區(qū)域中的來自第一接觸件 的第 一末端和第二接觸件的電流作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似 等于沿第一和第二接觸件的其它處的電流密度。
15. 權(quán)利要求14的結(jié)構(gòu)，其中所述第一接觸件的第一末端靠近第 二接觸件的第一末端。
16. 權(quán)利要求15的結(jié)構(gòu)，其中所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)包括大體為矩 形的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并且其中所述第一接觸件沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一 外邊界延伸，并且所述第二接觸件沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第二相鄰?fù)膺吔缪由?，以便所述第一接觸件的第一末端和第二接觸件的第一末端靠 近所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第一角。
17.權(quán)利要求16的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第三外 邊界延伸的第三細(xì)長電接觸件，和沿所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的第四外邊界延 伸的第四細(xì)長電接觸件，以便所述第一、第二、第三和第四接觸件的 相鄰對具有間隔開的末端，所述末端靠近所述大體為矩形的半導(dǎo)體結(jié) 構(gòu)的各個角，以便當(dāng)通過所述接觸件向第一層施加電流時，在大體位流作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿所述接觸件的其它處的 電流密度。
18. 權(quán)利要求17的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括至少一個延伸通過所述第 二層和有源層的孔，所述孔與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的外邊界內(nèi)向間隔；和 延伸通過所述孔并與所述第一層電接觸的電通路接觸件。
19. 權(quán)利要求18的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括在所述電通路接觸件和所述 至少第一和第二接觸件之間的互聯(lián)，所述互聯(lián)用于方便向所述第一層 施加電流。
20. 權(quán)利要求14的結(jié)構(gòu)，其中每個細(xì)長電接觸件包括具有側(cè)壁 和底壁的通道，所述側(cè)壁延伸通過所述第二層和有源層，所述底壁包 括第一層的一部分；所述通道中與所述第一層電接觸的導(dǎo)電材料；和 在導(dǎo)電材料和所述側(cè)壁之間的電介質(zhì)材料，所述電介質(zhì)材料用于防止 通過所述第一和第二接觸件到所述第二層和有源層的電接觸。
21. 權(quán)利要求14的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括在至少所述第一和第二接觸 件之間的互聯(lián)，所述互聯(lián)用于方便向所述第一層施加電流。
22. 權(quán)利要求21的結(jié)構(gòu)，其中所述互聯(lián)包括至少覆蓋所述第二層 的第一部分的互聯(lián)部分，所述互聯(lián)部分與所述第二層絕緣。
23. 權(quán)利要求14的結(jié)構(gòu)，其中所述第一層包括n型半導(dǎo)體材料， 并且所述第二層包括p型半導(dǎo)體材料。
24. —種半導(dǎo)體發(fā)光裝置，其包括權(quán)利要求14的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并 進(jìn)一步包括與所述至少第一和第二電接觸件有電接觸的第一電極和與 所述第二層有電接觸的第二電極，從而當(dāng)在第一電極和第二電極之間 施加電壓以便正向偏壓電流流經(jīng)所述有源層時在有源層中產(chǎn)生光。
全文摘要
一種用于形成用于半導(dǎo)體發(fā)光裝置的電接觸件的方法。所述發(fā)光裝置具有第一導(dǎo)電型的第一層，覆蓋所述第一層的用于發(fā)光的有源層，和覆蓋所述有源層的具有第二導(dǎo)電型的第二層。所述方法包括至少形成通過第二層和有源層的第一和第二細(xì)長電接觸件以提供與第一層的電連接，所述第一和第二接觸件彼此成角度定向，所述第一接觸件具有與所述第二接觸件接近的第一末端，所述第一末端與所述第二接觸件充分間隔開，以便當(dāng)通過所述接觸件向所述第一層施加電流時，在大體位于第一末端和第二接觸件之間的區(qū)域中的來自第一接觸件的第一末端和所述第二接觸件的電流作用使得所述區(qū)域中的電流密度近似等于沿所述第一和第二接觸件的其它處的電流密度。
文檔編號H01L33/20GK101595570SQ200780038907
公開日2009年12月2日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
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