專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法
半導(dǎo)體發(fā)光器件
背景技術(shù)：
實施方案涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。第III-V族氮化物半導(dǎo)體由于其物理和化學(xué)特性已經(jīng)廣泛用作發(fā)光器件如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管(LD)的主要材料。通常，第III-V族氮化物半導(dǎo)體包括具有組 成式InxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1和0彡x+y彡1)的半導(dǎo)體材料。LED是一種利用化合物半導(dǎo)體的特性將電信號轉(zhuǎn)變成紅外線或光來發(fā)射信號的半 導(dǎo)體器件。LED還用作光源。使用氮化物半導(dǎo)體的LED或LD主要用于發(fā)光器件以獲得光。例如，LED或LD用 作用于各種產(chǎn)品如移動電話的鍵盤發(fā)光部分、電子布告牌和照明裝置的光源。

發(fā)明內(nèi)容
實施方案提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，其能夠減少電流集中到第一導(dǎo) 電半導(dǎo)體層的邊緣區(qū)域上。實施方案提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，其通過形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體 層的外周部分形成具有相對低濃度的半導(dǎo)體層而能夠減少轉(zhuǎn)移到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層邊緣 區(qū)域的電流。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括第一導(dǎo)電半導(dǎo) 體層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層之下的第一電極層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的外周部分 處的半導(dǎo)體層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層；在所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體 層；和在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的第二電極層。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體 層，其包括第一電極接觸層和所述第一電極接觸層上的第一導(dǎo)電氮化物層；在所述第一導(dǎo) 電半導(dǎo)體層之下的第一電極層；在所述第一電極接觸層的側(cè)面處和在所述第一導(dǎo)電氮化物 層外側(cè)下部的半導(dǎo)體層；在所述第一導(dǎo)電氮化物層上的有源層；在所述有源層上的第二導(dǎo) 電半導(dǎo)體層；和在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的第二電極層。根據(jù)本發(fā)明的又一實施方案，提供一種制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述方法包 括形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的外周部分處形成半導(dǎo)體層；在所述 第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成有源層；在所述有源層上形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；和在所述第二 導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成第二電極層。實施方案可防止施加到第一電極層的電流集中到邊緣區(qū)域。實施方案可提高發(fā)光效率。實施方案可提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的可靠性。


圖1是顯示根據(jù)一個實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的截面視圖；圖2是根據(jù)一個實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的底視圖；和
圖3至14是顯示用于制造根據(jù)一個實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的截面視 圖。
具體實施例方式在實施方案的說明中，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)在另一襯底、 另一層(或膜)、另一區(qū)域、另一墊或另一圖案之“上”或“下”時，其可以“直接”或“間接” 位于所述另一基底、層(或膜)、區(qū)域、墊或圖案之上/下，或者也可以存在一個或更多個中 間層。這種層的位置是參照附圖描述的。為了方便或清楚起見，附圖中顯示的各層的厚度和尺寸可以放大、省略或示意性 繪制。此外，元件的尺寸不完全反應(yīng)實際尺寸。在下文，將參照附圖描述實施方案。圖1是顯示根據(jù)一個實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的截面圖，和圖2是根據(jù)一個實 施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的底視圖。參照圖1和2，根據(jù)所述實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件100包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110、半導(dǎo) 體層120、溝道層130、第二電極層140和導(dǎo)電支撐構(gòu)件150。發(fā)光結(jié)構(gòu)110包括具有第一電極接觸層11IA和第一導(dǎo)電氮化物層IllB的第一導(dǎo) 電半導(dǎo)體層111、有源層113和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115。有源層113置于第一和第二導(dǎo)電半 導(dǎo)體層111和115之間。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層111可包括第一電極接觸層11IA和第一導(dǎo)電氮化物層11IB兩 者，或者可以省略第一導(dǎo)電氮化物層111B。第一電極接觸層IllA可包括摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑的至少一個半導(dǎo)體層。第一 電極接觸層IllA可包括第III-V族化合物半導(dǎo)體。例如，第一電極接觸層IllA可包括選 自 GaN、InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN 禾Π AlInN 的至少一種。如果第一電極接觸層 IllA 是N型半導(dǎo)體層，則第一導(dǎo)電摻雜劑是N型摻雜劑。例如，N型摻雜劑可選自Si、Ge、Sn、Se 和Te。具有預(yù)定圖案的第一電極層119可設(shè)置在第一電極接觸層IllA之下。第一電極 層119可具有圓形圖案、多邊形圖案或具有分枝結(jié)構(gòu)的圖案。具有凹凸構(gòu)造的粗糙結(jié)構(gòu)可 形成于第一電極接觸層IllA的底表面的部分或整個區(qū)域上。第一導(dǎo)電氮化物層11IB形成于第一電極接觸層11IA上。第一導(dǎo)電氮化物層IllB 可包括至少一個摻雜第一導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電氮化物層IllB可包括第III-V 族化合物半導(dǎo)體。例如，第一導(dǎo)電氮化物層IllB可包括選自GaN、InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN和AlInN的至少一種。如果第一導(dǎo)電氮化物層IllB是N型半導(dǎo)體層，則第一導(dǎo)電 摻雜劑是N型摻雜劑。例如，N型摻雜劑可選自Si、Ge、Sn、Se和Te。半導(dǎo)體層120形成于第一電極接觸層IllA的外周部分處。半導(dǎo)體層120可以為輕 摻雜半導(dǎo)體層或未摻雜半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層120可包括選自GaN、InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN和AlInN的至少一種。半導(dǎo)體層120設(shè)置在第一電極接觸層IllA的側(cè)面和第一導(dǎo) 電氮化物層IllB的外圍下部處。半導(dǎo)體層120的厚度T可以小于第一電極接觸層IllA的厚度。此外，半導(dǎo)體層120 的厚度τ可以等于或大于第一電極接觸層IllA的厚度。半導(dǎo)體層120可具有達(dá)到第一導(dǎo)電氮化物層IllB上部的厚度。此外，第一電極接觸層IllA與有源層113隔開預(yù)定距離。第一電極接觸層11IA和第一導(dǎo)電氮化物層11IB可具有比半導(dǎo)體層120高的載流 子濃度。也就是說，半導(dǎo)體層120具有比第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層111的載流子濃度低的載流子濃 度。例如，第一電極接觸層11IA和第一導(dǎo)電氮化物層IllB的載流子濃度為5 9X IO18CnT3 或更高。半導(dǎo)體層120的載流子濃度低于第一電極接觸層IllA和第一導(dǎo)電氮化物層IllB 的載流子濃度。例如， 半導(dǎo)體層120的載流子濃度為1 5X IO15cnT3或更低。此外，半導(dǎo)體層120可以摻雜低濃度第一導(dǎo)電摻雜劑。半導(dǎo)體層120還可摻雜有 第二導(dǎo)電摻雜劑，或者半導(dǎo)體層120可以不摻雜導(dǎo)電摻雜劑。有源層形成于第一導(dǎo)電氮化物層IllB上。有源層113具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量 子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。有源層113可具有包括由第III-V族化合物半導(dǎo)體材料制成的阱層和勢 壘層的堆疊結(jié)構(gòu)。例如，有源層113具有InGaN阱/GaN勢壘層或AlGaN阱/GaN勢壘層的 堆疊結(jié)構(gòu)。有源層113由具有根據(jù)待發(fā)射光的波長的帶隙能的材料制成。例如，在波長為460 至470nm的藍(lán)光的情況下，有源層113具有包括InGaN阱/GaN勢壘層的單量子阱結(jié)構(gòu)或多 量子阱結(jié)構(gòu)。有源層113可包括能夠提供可見光帶的光例如藍(lán)光、紅光和綠光的材料。導(dǎo)電覆層可形成于有源層之上和/或之下。導(dǎo)電覆層可包括AlGaN層。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115設(shè)置在有源層113上。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115包括至少一 個摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體層。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115可包括第III-V族化合物半 導(dǎo)體。例如，第二半導(dǎo)體層115可包括選自GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN 的至少一種。如果第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層是P型半導(dǎo)體層，則第二導(dǎo)電摻雜劑是P型摻雜劑。例 如，P型摻雜劑可選自Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層(未顯示)形成于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115上。如果第一導(dǎo)電半 導(dǎo)體層111是P型半導(dǎo)體層，則第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115是N型半導(dǎo)體層。第三導(dǎo)電半導(dǎo)體 層可摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑。發(fā)光結(jié)構(gòu)110可包括N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu) 和P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的一種。溝道層130和第二電極140在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115上排列。沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115外周部分在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115上設(shè)置溝道層130的 內(nèi)部部分(內(nèi)側(cè)部分)。溝道層130的外部部分(外側(cè)部分)延伸到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115 之外，使得溝道層130的外部部分暴露于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的外部區(qū)域Al。溝道層130可形成 于第二電極層140頂部的邊界區(qū)域上。也就是說，溝道層130可形成于發(fā)光結(jié)構(gòu)110和第 二電極層140之間的邊界區(qū)域上。溝道層130可設(shè)置于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115的外側(cè)上部 和第二電極層140之間。溝道層130可由利用導(dǎo)電材料的導(dǎo)電溝道層或利用非導(dǎo)電材料的 非導(dǎo)電材料溝道層形成。導(dǎo)電溝道層可由透明導(dǎo)電氧化物層形成或可包括Ti、Ni、Pt、Pd、Rh、Ir和W中 的至少一種。例如，透明導(dǎo)電氧化物層可由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫 (IZTO)、氧化銦鋁鋅(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化 銻錫(ΑΤΟ)、氧化鎵鋅(GZO)中的至少一種形成。此外，如果在芯片分離工藝期間對發(fā)光結(jié)構(gòu)110實施隔離蝕刻以將發(fā)光結(jié)構(gòu)110 分離成單元芯片而沒有溝道層121，則會由第二電極層130產(chǎn)生碎片。碎片附著在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115和有源層113之間或有源層113和第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層111之間，從而可能發(fā) 生短路。因此，導(dǎo)電保護(hù)層由在隔離蝕刻不開裂或不產(chǎn)生碎片的材料形成。因此，不產(chǎn)生第 二電極層130的碎片，并且不發(fā)生短路。換言之，溝道層130可包括具有透光性質(zhì)的導(dǎo)電材料或絕緣材料。溝道層130制 成框的形式并設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115的外部部分和第二電極層140之間。溝道層130 可包括選自 ZnO、SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 和 TiO2 的絕緣材料。 溝道層130包括絕緣材料，第二電極層140和發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間的間隙可加寬。溝道層130可在垂直方向上部分交疊發(fā)光結(jié)構(gòu)110。溝道層130可在垂直方向上 部分交疊半導(dǎo)體層120。溝道層130增加第二電極層140和有源層113之間的側(cè)面的距離。因此，可降低 第二電極層140和有源層113之間出現(xiàn)電短路的可能性。溝道層130的部分頂部可通過隔離蝕刻暴露。因此，溝道層130可在垂直方向上 接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)110的部分區(qū)域，其余部分在垂直方向上可以不接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)110。第二電極層140形成于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115和溝道層130上。第二電極層140 包括包含選自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其組合中至少一種的至少一層。具有預(yù)定圖案的歐姆層(未顯示)可形成于第二電極層140和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 115之間。歐姆層可具有矩陣圖案、十字形圖案、多邊形圖案或圓形圖案。歐姆層可包括選 自ITO (氧化銦錫)、IZO (氧化銦鋅)、IZTO (氧化銦鋅錫)、IAZO (氧化銦鋁鋅)、IGZO (氧 化銦鎵鋅)、IGTO (氧化銦鎵錫)、AZO (氧化鋁鋅)、ATO (氧化銻錫)的至少一種。發(fā)光結(jié) 構(gòu)110可形成于歐姆接觸層和溝道層130上。導(dǎo)電支撐構(gòu)件150形成于第二電極層140上。也就是說，導(dǎo)電支撐構(gòu)件150可設(shè) 置于第二電極層140上。導(dǎo)電支撐構(gòu)件150可包括選自銅、金和載體晶片(例如，Si, Ge, GaAs、ZnO 禾口 SiC)的材料。圖3至14是顯示用于制造根據(jù)實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的程序的截面視圖。參照圖3，緩沖層103形成于襯底101上，并且第一電極接觸層IllA形成于緩沖層 103 上。襯底101可包含選自A1203、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP或GaAs的材料。預(yù)定的 凹凸圖案可形成于襯底101上。氮化物半導(dǎo)體可在襯底101上生長。在該情況下，生長設(shè)備可選自電子束蒸發(fā)、 PVD (物理氣相沉積)、CVD (化學(xué)氣相沉積)、PLD (等離子體激光沉積)、雙型熱蒸發(fā)、濺射 和MOCVD(金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積)設(shè)備。然而，實施方案不限于上述生長設(shè)備。例如，氮 化物半導(dǎo)體可包括化學(xué)式為InxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1和0彡x+y彡1)的化合 物半導(dǎo)體。緩沖層103形成于襯底101上。緩沖層103減小將在緩沖層103生長的半導(dǎo)體層 和襯底101之間的晶格失配。例如，緩沖層103減小將在緩沖層103生長的GnN層和襯底 101之間的晶格失配。緩沖層可包括選自GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN的 至少一種。未摻雜半導(dǎo)體層(未顯示)或其他半導(dǎo)體層可形成于緩沖層103上。未摻雜半 導(dǎo)體層可包括未摻雜的GaN層，其未摻雜第一或第二導(dǎo)電摻雜劑。緩沖層103和/或未摻雜半導(dǎo)體層可以省略，或者，可以不存在于所得器件中。第一電極接觸層IllA包括至少一個摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體層。第一電 極接觸層IllA可包括第III-V族化合物半導(dǎo)體。例如，第一電極接觸層IllA可包括選自 GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN 和 AlInN 的至少一種。如果第一電極接觸層 IllA 是 N型半導(dǎo)體層，則第一導(dǎo)電摻雜劑是N型摻雜劑。例如，N型摻雜劑可選自Si，Ge、Sn、Se和 Te0如果第一電極接觸層IllA是N-GaN層，則供給N型摻雜劑、包含N型摻雜劑的硅 烷氣體例如NH3、TMGa (或TEGa)或Si以形成具有預(yù)定厚度的N型GaN層。參照圖4至6，凹陷105形成于第一電極接觸層IllA中以形成半導(dǎo)體層120。凹 陷105可通過利用掩模圖案的干蝕刻法來蝕刻芯片邊界區(qū)域而形成。凹陷105的深度等于 或大于第一電極接觸層IllA的厚度，但是實施方案不限于此。凹陷105可制成沿芯片邊界 區(qū)域的條的形式。半導(dǎo)體層120形成于第一電極接觸層IllA的凹陷105中。半導(dǎo)體層120可以是輕 摻雜半導(dǎo)體層或未摻雜半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層120可包括選自GaN、InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN和AlInN的至少一種。如果半導(dǎo)體層120是未摻雜的GaN層，則半導(dǎo)體層120可通 過供給NH3、TMGa (或TEGa)來形成。半導(dǎo)體層120具有比第一電極接觸層IllA低的載流子濃度。如果第一電極接觸 層IllA具有正常載流子濃度，則半導(dǎo)體層120具有低的載流子濃度或半導(dǎo)體層120不摻 雜。此外，如果第一電極接觸層IllA具有高的載流子濃度，則半導(dǎo)體層120具有低的載流 子濃度或半導(dǎo)體層120不摻雜。例如，第一電極接觸層IllA的載流子濃度為5 9X IO18CnT3或更高。半導(dǎo)體層 120的載流子濃度低于第一電極接觸層IllA的載流子濃度。例如，半導(dǎo)體層120的載流子 濃度是1 5 X IO15CnT3或更低。也就是說，半導(dǎo)體層120摻雜有低濃度的第一導(dǎo)電摻雜劑或摻雜有第二導(dǎo)電摻雜 齊U。此外，半導(dǎo)體層120可以不摻雜導(dǎo)電摻雜劑。參照圖5至7，第一導(dǎo)電氮化物層IllB形成于第一電極接觸層IllA和半導(dǎo)體層 120上。第一導(dǎo)電氮化物層IllB可包括至少一個摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體層。第 一導(dǎo)電氮化物層IllB可包括第III-V族化合物半導(dǎo)體。例如，第一導(dǎo)電氮化物層IllB可 包括選自GaN、InN、A1N、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN的至少一種。如果第一導(dǎo)電氮化 物層11IB是N型半導(dǎo)體層，則第一導(dǎo)電摻雜劑是N型摻雜劑。例如，N型摻雜劑可選自Si、 Ge、Sn、Se 禾口 Te0第一導(dǎo)電氮化物層IllB可包括半導(dǎo)體與第一電極接觸層IllA相同或不同的材 料，但實施方案不限于此。第一導(dǎo)電氮化物層IllB的載流子濃度高于半導(dǎo)體層120的載流 子濃度。例如，第一導(dǎo)電氮化物層IllB具有5 9X IO18CnT3或更高的載流子濃度。第一導(dǎo)電氮化物層IllB可以省略。在該情況下，第一電極接觸層IllA具有相對 大的厚度，半導(dǎo)體層120具有對相當(dāng)于第一電極接觸層IllA的1/2 3/5厚度的厚度。此 夕卜，半導(dǎo)體層120的頂表面可用氮化物半導(dǎo)體層(例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層)密封。參照圖8，有源層113形成于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層111的第一導(dǎo)電氮化物層IllB上， 第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115形成于有源層113上。
有源層113具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。有源層113可具有包括由第III-V族化合物半導(dǎo)體材料制成的阱層和勢壘層的堆疊結(jié)構(gòu)。例如，有源層113具有 InGaN阱/GaN勢壘層或AlGaN阱/GaN勢壘層的堆疊結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電覆層可形成于有源層之上和/或之下。導(dǎo)電覆層可包括AlGaN層。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115包括至少一個摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體層。第二 導(dǎo)電半導(dǎo)體層115可包括第III-V族化合物半導(dǎo)體。例如，第二半導(dǎo)體層115可包括選自 GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN的至少一種。如果第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115是 P型半導(dǎo)體層，則第二導(dǎo)電摻雜劑是P型摻雜劑。例如，P型摻雜劑可選自Mg、Zn、Ca、Sr和 Ba0第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層(未顯示)形成于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115上。如果第一導(dǎo)電半 導(dǎo)體層111是P型半導(dǎo)體層，則第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115是N型半導(dǎo)體層。第三導(dǎo)電半導(dǎo)體 層可摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑。發(fā)光結(jié)構(gòu)110可包括N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu) 和P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的一種。參照圖9，溝道層130形成于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115的頂表面上。溝道層130可包 括選自 το、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGTO、AZO、ΑΤΟ、SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 和 TiO2 的一種。溝道層130制成在芯片的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115的邊緣區(qū)域處的框的形式。溝道 層可包括透光材料或絕緣材料。換言之，溝道層130可選擇性地形成于發(fā)光結(jié)構(gòu)110上，對應(yīng)于單位芯片區(qū)域。溝道層130可利用掩模圖案形成于單位芯片區(qū)域的邊界上。溝道層130可利用各 種沉積方法如濺射法形成。參照圖9和10，第二電極層140形成于溝道層130和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115上，導(dǎo) 電支撐構(gòu)件150形成于第二電極層140上。第二電極層140和導(dǎo)電支撐構(gòu)件150是用作第二電極的導(dǎo)電層。具有預(yù)定圖案的 歐姆圖案(未顯示)可形成于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層115和第二電極層140之間。第二電極層140 可包括包含選自 Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf 禾口 其組合的至少一種的至少一層，但是實施方案不限于此。導(dǎo)電支撐構(gòu)件150可包括選自銅、 金和載體晶片(例如，Si、Ge、GaAS、ZnO和SiC)的材料，但是實施方案不限于此。參照圖10和11，移除設(shè)置在第一電極接觸層IllA之下的襯底101。例如，襯底 101可通過激光剝離(LLO)法剝離。也就是說，如果將具有預(yù)定波段的激光輻照到襯底101 上，則熱能集中在襯底101和第一電極接觸層IllA之間的邊界表面上，使襯底101與第一 電極接觸層IllA分離。在移除襯底101之后，通過蝕刻方案移除緩沖層103。襯底101可通過其他方案移除。例如，如果緩沖層103存在于襯底101和第一導(dǎo)電 半導(dǎo)體層111之間，則將濕蝕刻劑注入緩沖層103以移除緩沖層103中，由此移除襯底101。在移除襯底101之后，通過ICP/RIE(電感耦合等離子體/反應(yīng)性離子蝕刻)方案 拋光第一電極接觸層IllA的底表面。參照圖12和13，在移除襯底101之后，執(zhí)行臺面蝕刻以在芯片邊界區(qū)域處暴露溝 道層130的外側(cè)下部。臺面蝕刻可以是干蝕刻或濕蝕刻。此時，切割發(fā)光結(jié)構(gòu)110的外側(cè) 區(qū)域Al。
如果溝道層130包括導(dǎo)電材料，則發(fā)光效率可以因溝道層130的歐姆特性而提高。 如果溝道層130包括絕緣材料，則第二電極140和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層114之間的間隙可以 加寬。具有預(yù)定圖案的第一電極層119可形成于第一電極接觸層IllA之下。凹凸粗糙 結(jié)構(gòu)可形成于第一電極接觸層11IA的底表面上。在形成第一電極層119之后或之前，執(zhí)行 切割工藝以提供單個芯片。如果向半導(dǎo)體發(fā)光器件100供給正向功率，則向第一電極層119和導(dǎo)電支撐構(gòu)件 150供給功率。發(fā)光結(jié)構(gòu)110的第一電極接觸層IllA的外周部分處形成半導(dǎo)體襯底120。 因此，電流可以不流到第一電極接觸層IllA的邊緣(也就是說 ，外周部分)，而是通過第一 導(dǎo)電氮化物層IllB流到有源層120。根據(jù)所述實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件可使流過器件邊 緣的電流最小化，從而可以提高發(fā)光效率和器件可靠性。根據(jù)所述實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件可應(yīng)用于各種器件，例如發(fā)光器件封裝、背 光單元和照明裝置。發(fā)光器件封裝體可包括主體、第一引線電極、第二引線電極、根據(jù)所述實施方案的 半導(dǎo)體發(fā)光器件和模制件。第一引線電極和第二引線電極可設(shè)置于主體處。半導(dǎo)體發(fā)光器件可電連接至第一 引線電極和第二引線電極。模制件可配置為模制半導(dǎo)體發(fā)光器件。主體可形成為包括例如硅材料、合成樹脂或金屬材料，并且可以在半導(dǎo)體發(fā)光器 件周圍形成傾斜表面。第一引線電極和第二引線電極可相互電斷開，并且可向半導(dǎo)體發(fā)光 器件供電。此外，第一引線電極和第二引線電極可反射從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光，由此提 高光效率。此外，第一引線電極和第二引線電極可用于排放由半導(dǎo)體發(fā)光器件產(chǎn)生的熱。半導(dǎo)體發(fā)光器件可設(shè)置于主體上，或可設(shè)置于第一引線電極或第二引線電極上。 半導(dǎo)體發(fā)光器件可通過例如導(dǎo)線電連接至第一引線電極，并且可以例如芯片鍵合配置連接 至第二引線電極。模制件可模制半導(dǎo)體發(fā)光器件以保護(hù)半導(dǎo)體發(fā)光器件。此外，模制件可包含熒光 材料以改變從半導(dǎo)體發(fā)光器件發(fā)射的光。根據(jù)實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件可以封裝在例如半導(dǎo)體襯底、絕緣襯底或陶瓷襯 底(例如樹脂材料或硅)中。根據(jù)所述實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件可以應(yīng)用于背光單元。背光單元可適于顯示設(shè)備如液晶顯示器，以向所述顯示設(shè)備提供光。背光單元可 包括光供給部件、導(dǎo)光板和光片。根據(jù)所述實施方案的發(fā)光器件封裝體可適于光供給部件。 背光單元可以不采用導(dǎo)光板。根據(jù)所述實施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件可適用于照明裝置。照明裝置可包括外殼和光供給模塊。光供給模塊可設(shè)置在外殼內(nèi)。根據(jù)所述實施 方案的發(fā)光器件封裝可適于光供給模塊。該說明書中提及的“ 一個實施方案”、“實施方案”、“示例性實施方案，，等是指關(guān)于 實施方案所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特征包含在本發(fā)明的至少一個實施方案中。說明書中 各處使用的這類短語不一定都是指相同的實施方案。此外，當(dāng)關(guān)于任意實施方案描述具體 特征、結(jié)構(gòu)或特征時，關(guān)于實施方案的其它特征、結(jié)構(gòu)或特性來實現(xiàn)該特征、結(jié)構(gòu)或特性也在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個示例性實施方案描述本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員可以設(shè)計多種其它修改方案和實施方案，它們也在本公開內(nèi)容的原理的精神和范 圍內(nèi)。更具體地，可以對本公開內(nèi)容、附圖和所附權(quán)利要求中的主題組合布置的組成部件和 /或布置進(jìn)行各種變化和修改。除了對組成部件和/或布置進(jìn)行變化和修改之外，可替代使 用對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言也是明顯的。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層之下的第一電極層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的外周部分處的半導(dǎo)體層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層；在所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；和在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的第二電極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層具有比所述第一導(dǎo)電半 導(dǎo)體層的載流子濃度低的載流子濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層包括未摻雜的半導(dǎo)體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層與所述有源層間隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層包括第一電極 接觸層和第一導(dǎo)電氮化物層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一電極接觸層設(shè)置在所述第一 電極層上和所述半導(dǎo)體層的側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一導(dǎo)電氮化物層具有比所述半 導(dǎo)體層的載流子濃度高的載流子濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一電極接觸層和所述第一導(dǎo)電 氮化物層具有約5 9X IO18cnT3或更高的載流子濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一電極接 觸層的側(cè)面和所述第一導(dǎo)電氮化物層的外側(cè)下部處。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的 外側(cè)上部和所述第二電極層之間的溝道層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層由導(dǎo)電材料或絕緣材料 形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括設(shè)置在所述第二電極層上的導(dǎo)電 支撐構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層具有約1 5X IO15CnT3 或更低的載流子濃度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層包括選自GaN、InN, A1N、InGaN, AlGaN, InAlGaN 和 AlInN 中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層摻雜有選自Si、Ge、Sn、 Se和Te中的至少一種材料。
16.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層，其包括第一電極接觸層和在所述第一電極接觸層上的第一導(dǎo)電氮 化物層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層之下的第一電極層；在所述第一電極接觸層的側(cè)面和所述第一導(dǎo)電氮化物層外側(cè)下部的半導(dǎo)體層；在所述第一導(dǎo)電氮化物層上的有源層； 在所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；和 在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的第二電極層。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層具有比所述第一導(dǎo)電 氮化物層的載流子濃度低的載流子濃度。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一電極接觸層和所述第一導(dǎo) 電氮化物層具有約5 9X IO18cnT3或更高的載流子濃度。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層具有約1 5 X IO1W3或更低的載流子濃度。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述半導(dǎo)體層摻雜有選自Si、Ge、 Sn、Se和Te的至少一種材料。
全文摘要
實施方案公開一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層之下的第一電極層；所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的外周部分處的半導(dǎo)體層；所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層；所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的第二電極層。
文檔編號H01L33/14GK101807641SQ20101012151
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者丁煥熙 申請人:Lg伊諾特有限公司