制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法以及由此制造出的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了用于制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法和通過該方法制造的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。所述用于制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法包括步驟：在襯底上形成第一和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層以形成在第一與第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層之間包括有源層的發(fā)光結(jié)構(gòu)；順序地形成第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層；形成連接到第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的第一電極；在第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層上形成光致抗蝕劑膜以暴露第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的一部分；以及在被光致抗蝕劑膜暴露的第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層上順序地形成用作第二電極的反射金屬層和阻擋層之后去除光致抗蝕劑膜。
【專利說明】制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法以及由此制造出的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法以及使用該方法制造出的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，具體地涉及這樣的制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，該方法能夠在通過簡化用于形成電極的工序來減少光致抗蝕及光刻工序數(shù)量的同時增大有源層的發(fā)光區(qū)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著采用氮化鎵(GaN)基化合物半導(dǎo)體的能夠發(fā)射藍光、綠光和紫外光的發(fā)光器件的發(fā)展，已經(jīng)可以顯示全色域的顏色。在諸如藍寶石襯底之類的絕緣襯底上可以生長GaN基化合物半導(dǎo)體晶體，但由于這個原因，不能在襯底的背面上形成電極。因此，兩個電極都應(yīng)當(dāng)形成于生長在襯底上的半導(dǎo)體層的一側(cè)。為此，必須采用用于形成臺面結(jié)構(gòu)的工序，其中，部分地去除上部半導(dǎo)體層和有源層以暴露下部半導(dǎo)體層的一部分頂面。
[0003]另外，在半導(dǎo)體發(fā)光器件被倒裝芯片式地接合到襯底的情況下，有源層中產(chǎn)生的光在穿過η型半導(dǎo)體層和襯底之后向外發(fā)射。在有源層中產(chǎn)生的光當(dāng)中，以大于臨界角(基于η型半導(dǎo)體層和襯底的折射率計算出該臨界角)的角度發(fā)射的光在η型半導(dǎo)體層與襯底之間的界面處會發(fā)生反射，并且當(dāng)在P型和η型電極與襯底之間重復(fù)反射時會通過器件的側(cè)面射出。隨著反射的重復(fù)進行，光的能量會被P型電極和η型電極吸收，從而會大大減小光的強度。
[0004]為了提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的光提取效率，需要由以合金形式使用的諸如Ag、Au、Pt等具有高光反射率的材料來形成電極。然而，當(dāng)在反射電極中使用這種金屬(尤其是Ag)的情況下，在高溫下對其進行處理時，由于熱穩(wěn)定性低，在分界面處會產(chǎn)生團聚和空隙(void)。為了避免這種狀況，可以在反射金屬層上形成阻擋金屬層。隨后，可以在阻擋金屬層上形成接合電極。為此，會增大光致抗蝕劑形成、光致抗蝕劑去除和沉積工序的數(shù)量。
[0005]此外，當(dāng)在反射金屬層上形成阻擋金屬層時，可以使用掩模層中的開口來實現(xiàn)選擇性沉積。在電極形成工序中，可以在考慮了制造誤差的情況下確定掩模中的開口，尤其是必須充分考慮阻擋金屬層與電極之間的距離，以使得整個電極能夠形成在阻擋金屬層上。這里，在增大了阻擋金屬層與電極之間的距離的情況下，阻擋金屬層的面積會增大，從而導(dǎo)致發(fā)光面積減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006][技術(shù)問題]
[0007]本發(fā)明的一個方面提供了一種制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，其包括通過僅由一個光致抗蝕工藝在P型半導(dǎo)體層上同時沉積反射金屬層和阻擋金屬層來形成P型電極，并且提供了一種使用該方法制造的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。
[0008][技術(shù)方案][0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述方法包括步驟:在襯底上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層，在所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層之間插入了有源層；形成在襯底上順序堆疊的第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層；形成第一電極以連接到所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層；在所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層上形成光致抗蝕劑膜，以暴露所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的一部分；以及在所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的被所述光致抗蝕劑膜暴露的部分上連續(xù)地形成反射金屬層和阻擋金屬層作為第二電極，并去除所述光致抗蝕劑膜。
[0010]形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟可以包括:形成所述反射金屬層；以及在保持所述光致抗蝕劑膜的狀態(tài)下，連續(xù)地形成所述阻擋金屬層以覆蓋所述反射金屬層的頂面和側(cè)面。
[0011]形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟可以包括:通過電子束蒸發(fā)來形成所述反射金屬層；以及通過濺射沉積來形成所述阻擋金屬層。
[0012]形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟可以包括:使用具有第一堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)來沉積所述反射金屬層；以及使用具有比所述第一堆疊覆蓋范圍大的第二堆疊覆蓋范圍的濺射來沉積所述阻擋金屬層。
[0013]形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟可以包括:使用具有第一堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)來沉積所述反射金屬層；以及使用具有比所述第一堆疊覆蓋范圍大的第二堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)來沉積所述阻擋金屬層。
[0014]可以將所述阻擋金屬層形成為覆蓋所述反射金屬層的頂面和側(cè)面，以使得所述阻擋金屬層的覆蓋所述頂面的部分比所述阻擋金屬層的覆蓋所述側(cè)面的部分厚。
[0015]所述方法還可以包括在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的整個頂面上形成鈍化層的步驟。
[0016]可以由負性光致抗蝕劑來形成所述光致抗蝕劑膜。
[0017]所述方法還可以包括在所述阻擋金屬層上形成接合金屬層的步驟。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括:第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層；介于所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層之間的有源層；電連接到所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的第一電極；以及第二電極，其包括反射金屬層和阻擋金屬層，所述反射金屬層形成在所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層上，所述阻擋金屬層形成為覆蓋所述反射金屬層的頂面和側(cè)面，所述阻擋金屬層的覆蓋所述頂面的部分比所述阻擋金屬層的覆蓋所述側(cè)面的部分厚。
[0019]所述第一和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層以及所述有源層可以被形成在具有透光性和電絕緣性的襯底上。
[0020]所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件還可以包括形成在所述第二電極上的導(dǎo)電支撐襯底，并且可以在與所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層相反的方向上將所述第一電極形成在所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的表面上。
[0021]所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件還可以包括穿透所述有源層和所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層以連接到所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的至少一個導(dǎo)電通孔，并且所述第一電極可以連接到所述導(dǎo)電通孔并暴露于外部。
[0022]所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件還可以包括形成在所述阻擋金屬層上的接合金屬層。
[0023][有益效果]
[0024]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，通過減少光致抗蝕劑形成及去除工序的數(shù)量可以簡化制造工藝，并且可以減小阻擋金屬層的面積以減少被阻擋金屬層吸收的光量。另外，可以通過包覆(capping)將阻擋金屬層包覆至反射金屬層來將阻擋金屬層附著到反射金屬層上，以防止在對反射金屬層進行熱處理時在反射金屬層與阻擋金屬層之間的分界面處產(chǎn)生團聚和空隙，從而可以確保發(fā)光器件的可靠性。此外，根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例，可以增大發(fā)光面積以提高照明強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0026]圖2至圖9是示出制造圖1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0027]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的電極結(jié)構(gòu)與根據(jù)相關(guān)技術(shù)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的電極結(jié)構(gòu)的比較的橫截面圖；
[0028]圖11是通過比較圖11的(a)中所示的使用負性光致抗蝕劑的情況與圖11的(b)中所示的使用正性光致抗蝕劑的情況來示出沉積反射金屬層和阻擋金屬層的工序的示圖；以及
[0029]圖12和圖13是示意性示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)在將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。
[0031]然而，本發(fā)明可以以許多不同形式來例示，而不應(yīng)被認為局限于本文所述的具體實施例。提供這些實施例是為了使得本發(fā)明是透徹和完整的，并將本發(fā)明的范圍充分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為清楚起見可能夸大了元件的形狀和尺寸，并且將始終使用相同附圖標(biāo)記來代表相同或相似的元件。
[0032]圖1是示意性示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0033]參照圖1，根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100可以包括在襯底110的頂面上順序堆疊的第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120、有源層130和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140。另外，可以在通過臺面蝕刻暴露的一部分第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120上形成第一電極170，并且可以在第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140上形成第二電極160?？梢栽诎雽?dǎo)體層120、130和140的表面(側(cè)面和頂面)上形成鈍化層180，并同時使得其中形成了第一電極170和第二電極160的區(qū)域保持敞開。鈍化層180可以保護發(fā)光結(jié)構(gòu)并在各個層和電極之間形成電絕緣。
[0034]襯底110可以用來生長氮化物半導(dǎo)體層。襯底110可以是高電阻襯底，并且主要采用藍寶石襯底。藍寶石是具有六菱形R3C對稱性的晶體，并且具有沿C軸的晶格常數(shù)13.0OlA和沿A軸的晶格常數(shù)4.758A。藍寶石的定向平面包括C (0001)平面、A (1120)平面、R (1102)平面等。C平面主要用作用于氮化物半導(dǎo)體生長的襯底，因為它有助于氮化物膜的生長并且在高溫下穩(wěn)定。然而，根據(jù)本實施例的襯底110不限于藍寶石襯底，除了藍寶石襯底外還可以使用由SiC、S1、GaN、AlN等形成的襯底。
[0035]第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140可以由具有以AlxInyGa(1_x_y)N (其中O≤ x≤ 1，0≤ y≤ 1，且O≤ x+y≤ I)表示的化合物的材料來形成，并且可以分別摻雜η型和ρ型雜質(zhì)?？梢酝ㄟ^與生長氮化物半導(dǎo)體層有關(guān)的已知方法來生長第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140，例如金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD )、分子束外延(MBE )、氫化物氣相外延(HVPE )等。
[0036]盡管未示出，然而可以在襯底110上形成緩沖層(未示出)以緩解襯底110與第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120之間的晶格失配。緩沖層可以是由II1-V族氮化合物半導(dǎo)體形成的η型材料層或未摻雜材料層。緩沖層可以是在低溫下生長的AlN成核層或n-GaN成核層。
[0037]有源層130可以是通過電子-空穴載流子復(fù)合而發(fā)光的材料層，并且可以由以II1-V族氮化合物半導(dǎo)體制成的具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)(在該結(jié)構(gòu)中交替堆疊了量子阱層和量子勢壘層)的GaN基半導(dǎo)體層來形成有源層130。這里，量子勢壘層可以具有以AlxInyGa(1_x_y)N (其中O < x < 1,0 ≤ y ≤ I,且0≤ x+y ≤ I)表示的成分，量子講層可以具有以InzGa(1_z)N (其中OSzS I)表示的成分。這里，量子勢壘層可以具有超晶格結(jié)構(gòu)，其厚度使得從第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140注入的空穴能夠隧穿。
[0038]盡管未示出，然而還可以在第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140與第二電極160之間形成透明導(dǎo)電氧化物(TCO)膜。另外，當(dāng)在第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140與第二電極160之間形成了 TCO膜或由鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鋁(Al)等制成的金屬層的情況下，可以增大焊盤電極與透光電極之間的接合強度。尤其是在使用鎳(Ni)的情況下，可以進一步增大接合強度。
[0039]在本實施例中，第二電極160中可以包括順序堆疊的反射金屬層161和阻擋金屬層162，必要時還可以在其上形成接合金屬層163?？梢杂删哂懈叻瓷渎什⑶遗c第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140形成歐姆接觸的材料來形成反射金屬層161，例如，對于該反射金屬層161，可以使用從由Ag、Al、Au和它們的合金組成的組中選擇的任一種金屬。另外，阻擋金屬層162可以形成為覆蓋反射金屬層161的頂面和側(cè)面，并且可以由TiW等來制成。阻擋金屬層162可以防止反射金屬層161在接合金屬層163的材料與反射金屬層161的材料的分界面處熔融，從而避免反射金屬層161的性質(zhì)(特別是反射率和接觸電阻)劣化。在本實施例中，如圖1所示，阻擋金屬層162可以形成為覆蓋反射金屬層161的頂面和側(cè)面，并且阻擋金屬層162的覆蓋反射金屬層161頂面的部分的厚度tl可以大于阻擋金屬層162的覆蓋反射金屬層161側(cè)面的部分的厚度t2。如下文所述，當(dāng)實施了本發(fā)明構(gòu)思所提出的沉積工藝時，可以得到這種結(jié)構(gòu)?？梢杂衫鏑r/Au來制造接合金屬層163。同時，第一電極170可以由接合金屬層形成，并且與第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120形成歐姆接觸。
[0040]下面將描述制造圖1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。圖2至圖7是示出制造圖1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的每個工序的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0041]首先，參照圖2，可以在襯底110上順序地外延生長第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120、有源層130和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140，以形成發(fā)光結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^MOCVD等來生長這些氮化物半導(dǎo)體層120、130和140。
[0042]接下來參照圖3和圖4，可以形成臺面結(jié)構(gòu)以便在氮化物半導(dǎo)體層120和140上形成各個電極。如圖3所示，可以通過在第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140的除待蝕刻部分以外的頂面上形成光致抗蝕劑膜145，來得到臺面結(jié)構(gòu)。此后，如圖4所示，可以部分地蝕刻并去除第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140和有源層130以暴露第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120，從而可以形成臺面結(jié)構(gòu)。隨后，可以從臺面結(jié)構(gòu)上去除用以形成該臺面結(jié)構(gòu)的光致抗蝕劑膜145。
[0043]接下來參照圖5，可以形成光致抗蝕劑膜150，該光致抗蝕劑膜150在用于形成第二電極的區(qū)域中具有開口。這里，第二電極可以具有由上文所述的反射金屬層和阻擋金屬層形成的多層結(jié)構(gòu)。第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140的被光致抗蝕劑膜150暴露的頂面部分可以小于其整個頂面，這是為了在金屬沉積工序中備留余量。
[0044]隨后，參照圖6，可以在第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140的頂面上形成在用于形成第二電極160的區(qū)域中具有開口的光致抗蝕劑膜150，并且可以通過電子束蒸發(fā)或濺射沉積來形成由反射金屬層161和阻擋金屬層162形成的多層結(jié)構(gòu)。這里，示出圖5的光致抗蝕劑膜150作為圖4的光致抗蝕劑膜150的放大示圖。
[0045]這里，可以使用具有不同的堆疊覆蓋范圍的裝置來分別沉積反射金屬層161和阻擋金屬層162。例如，在使用具有低堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)①來形成反射金屬層161之后，在保持光致抗蝕劑膜150的狀態(tài)下，使用具有高堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)②來沉積阻擋金屬層162以覆蓋反射金屬層161的頂面和側(cè)面。作為替代方式，可以通過電子束蒸發(fā)形成反射金屬層161，并且通過濺射沉積形成阻擋金屬層162。這是因為濺射比電子束蒸發(fā)具有更高的堆疊覆蓋范圍。即，可以使用電子束蒸發(fā)形成反射金屬層161，并且可以使用堆疊覆蓋范圍比電子束蒸發(fā)高的濺射來形成阻擋金屬層162。在這種情況下，由于可以使用單個光致抗蝕劑膜150來在形成反射金屬層161之后形成阻擋金屬層162，因此可以將阻擋金屬層162形成為如圖6所示，使得其覆蓋了反射金屬層頂面的部分比覆蓋了反射金屬層側(cè)面的部分更厚。隨后，可以執(zhí)行熱處理，并且可以去除用以形成反射金屬層161和阻擋金屬層162的光致抗蝕劑膜150，從而得到圖7所示的結(jié)構(gòu)。
[0046]如上所述，可以改進制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一般方法，以根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思來實現(xiàn)利用單個光致抗蝕劑膜形成反射金屬層161和阻擋金屬層162的工藝。由于僅形成了單個光致抗蝕劑膜，因此可以減少形成光致抗蝕劑膜之后執(zhí)行的光致抗蝕劑膜去除及清洗工序的數(shù)量，從而可以簡化制造工藝。另外，可以通過包覆將阻擋金屬層162附著到反射金屬層161，尤其是在反射金屬層161由銀(Ag)形成的情況下，這種方式可以防止由去除光致抗蝕劑膜所導(dǎo)致的銀(Ag)的損失并且防止在分界面處形成空隙，從而可以穩(wěn)固地確保發(fā)光器件的可靠性。此外，由于需要單個光致抗蝕劑工序，因此可以使得用于電極沉積的余量最小化。因此，可以增大第二電極的面積，即電流注入的有效面積，從而提高了發(fā)光效率。
[0047]同時，在本實施例中使用的光致抗蝕劑膜150可以是負性光致抗蝕劑。參照圖11，將通過比較圖11的(a)所示的使用負性光致抗蝕劑的情況與圖11的(b)所示的使用正性光致抗蝕劑的情況來說明沉積反射金屬層和阻擋金屬層的工序。在如圖11的(a)所示的使用負性光致抗蝕劑(允許被光照射的部分保留)的情況下，反射金屬層161和阻擋金屬層162被分隔成形成在第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140上的部分和形成在光致抗蝕劑膜150上的部分，因此，可以通過后續(xù)剝離工序容易地去除光致抗蝕劑膜150。另一方面，在如圖11的(b)所示的使用正性光致抗蝕劑(允許未被光照射的部分保留)的情況下，連續(xù)地形成反射金屬層161’和阻擋金屬層162’，顯得難以去除光致抗蝕劑膜150’。
[0048]接下來，參照圖8，可以分別在阻擋金屬層162和第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120的暴露部分上形成接合金屬層和第一電極?？梢酝ㄟ^如下方式來實現(xiàn)接合金屬層的形成:形成在用于形成第一電極的區(qū)域中具有開口的光致抗蝕劑膜(未示出)，以便暴露第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120的一部分；在第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120的暴露部分上形成第一電極170 ;并去除光致抗蝕劑膜。此后，可以形成在用于形成接合金屬層163的區(qū)域中具有開口的光致抗蝕劑膜(未示出)，以暴露阻擋金屬層162的一部分。在形成了接合金屬層163之后，去除光致抗蝕劑膜。結(jié)果，可以得到如圖8所示的結(jié)構(gòu)。
[0049]隨后參照圖9，可以在圖8的結(jié)構(gòu)上形成鈍化層180。具體地說，可以通過在圖8的結(jié)構(gòu)的整個頂面上(即在第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層120和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層140的暴露部分上)形成絕緣層來實現(xiàn)鈍化層180的形成。絕緣層可以由SiO2或SiN形成。當(dāng)在絕緣層上形成了具有暴露了第一電極170和第二電極160的接合金屬層163的開口的光致抗蝕劑膜(未示出)之后，可以通過蝕刻選擇性地去除絕緣層，從而形成鈍化層180。結(jié)果，可以制造出如圖9所示的最終的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100。
[0050]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的電極結(jié)構(gòu)與根據(jù)相關(guān)技術(shù)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的電極結(jié)構(gòu)的比較的橫截面圖。這里，圖10中的(a)是通過執(zhí)行兩次光致抗蝕劑形成和去除工序以形成反射金屬層和阻擋金屬層而制造的一般氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件10的橫截面?zhèn)纫晥D，圖10中的(b)是通過單次光致抗蝕工序形成反射金屬層和阻擋金屬層而制造的根據(jù)本發(fā)明示例實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0051]參照圖10中的(a)和(b)，由于相關(guān)技術(shù)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件10的反射金屬層61和阻擋金屬層62是通過兩次光致抗蝕工序形成的，所以，當(dāng)在各個掩模層中形成開口時除了考慮余量的誤差以外還必須充分考慮開口的大小。因此用于形成阻擋金屬層62的區(qū)域大于用于形成根據(jù)本發(fā)明示例實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100的阻擋金屬層162的區(qū)域。因此，根據(jù)本發(fā)明示例實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100可以解決相關(guān)技術(shù)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件10的阻擋金屬層62減小了發(fā)光面積這一問題。即，根據(jù)本發(fā)明示例實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件100可以減小阻擋金屬層162的面積，并增大反射金屬層161的面積，從而可以增大發(fā)光面積。
[0052]圖12和圖13是示意性示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的橫截面圖。在前述實施例中，連接到器件的一對電極是朝向器件的頂部布置的，并且在最終器件中包括半導(dǎo)體生長襯底110。在圖12的實施例中，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件200可以包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層220、有源層230和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層240，并且可以在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層240上形成包括反射金屬層261、阻擋金屬層262和導(dǎo)電支撐襯底263的第二電極260。另外，可以在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層220的表面上在與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層240相反的方向上形成第一電極270。在本實施例中，反射金屬層261和阻擋金屬層262的性能非常重要，原因在于，從有源層230發(fā)出的光會被反射金屬層261反射，并且反射光會被引導(dǎo)向下(基于圖12)。同時，導(dǎo)電支撐襯底263可以用作支撐體，用于在去除用于半導(dǎo)體生長的襯底110的激光剝離工藝中支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)，并且可以由包括Au、N1、Al、Cu、W、S1、Se和GaAs中至少一種的材料形成導(dǎo)電支撐襯底263。例如，SiAl襯底可用于導(dǎo)電支撐層襯底263。
[0053]根據(jù)圖13所示的示例性實施例的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件300可以包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層320、有源層330和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層340，并且可以在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層340上形成包括反射金屬層361、阻擋金屬層362和接合金屬層363的第二電極360。在圖12的前述實施例中，導(dǎo)電支撐襯底263電連接到第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層240 ;然而在本實施例中，支撐襯底362電連接到第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層320。為此，電連接到支撐襯底362的導(dǎo)電通孔V可以穿透有源層330和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層340以連接到第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層320。在這種情況下，可以插入絕緣層371以將導(dǎo)電通孔V與有源層330和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層340分隔開。介于第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層340與支撐襯底370之間的反射金屬層361的表面可以部分地暴露于外部，并且在其暴露的表面上可以形成要被施加外部電信號的接合金屬層363。在本實施例中，可以形成阻擋金屬層362以覆蓋反射金屬層361的頂面和側(cè)面，使得阻擋金屬層362的覆蓋反射金屬層361的頂面的部分比其覆蓋反射金屬層361的側(cè)面的部分厚，這是因為使用了單個光致抗蝕劑膜來實現(xiàn)具有不同堆疊覆蓋范圍的沉積工藝。這里，反射金屬層361的頂面可以理解為圖13中的反射金屬層361的底面，因為與前述實施例相比，其圖示在相反的方向。
[0054]盡管上文已經(jīng)示出并描述了示例性實施例，然而對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，可以在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出各種修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述方法包括步驟: 在襯底上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層，在所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層之間插入了有源層； 形成在襯底上順序堆疊的第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層； 形成第一電極以連接到所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層； 在所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層上形成光致抗蝕劑膜，以暴露所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的一部分；以及 在所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的被所述光致抗蝕劑膜暴露的部分上連續(xù)地形成反射金屬層和阻擋金屬層作為第二電極，并去除所述光致抗蝕劑膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟包括: 形成所述反射金屬層；以及 在保持所述光致抗蝕劑膜的狀態(tài)下，連續(xù)地形成所述阻擋金屬層以覆蓋所述反射金屬層的頂面和側(cè)面。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟包括: 通過電子束蒸發(fā)來形成所述反射金屬層；以及 通過濺射沉積來形成 所述阻擋金屬層。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟包括: 使用具有第一堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)來沉積所述反射金屬層；以及 使用具有比所述第一堆疊覆蓋范圍大的第二堆疊覆蓋范圍的濺射來沉積所述阻擋金屬層。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述反射金屬層和阻擋金屬層的步驟包括: 使用具有第一堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)來沉積所述反射金屬層；以及 使用具有比所述第一堆疊覆蓋范圍大的第二堆疊覆蓋范圍的電子束蒸發(fā)來沉積所述阻擋金屬層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述阻擋金屬層形成為覆蓋所述反射金屬層的頂面和側(cè)面，以使得所述阻擋金屬層的覆蓋所述頂面的部分比所述阻擋金屬層的覆蓋所述側(cè)面的部分厚。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的整個頂面上形成鈍化層的步驟。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中由負性光致抗蝕劑來形成所述光致抗蝕劑膜。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述阻擋金屬層上形成接合金屬層的步驟。
10.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括: 第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層； 介于所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層之間的有源層； 電連接到所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的第一電極；以及 第二電極，其包括反射金屬層和阻擋金屬層，所述反射金屬層形成在所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層上，所述阻擋金屬層形成為覆蓋所述反射金屬層的頂面和側(cè)面，所述阻擋金屬層的覆蓋所述頂面的部分比所述阻擋金屬層的覆蓋所述側(cè)面的部分厚。
11.如權(quán)利要求10所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層、所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層和所述有源層被形成在具有透光性和電絕緣性的襯底上。
12.如權(quán)利要求10所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括形成在所述第二電極上的導(dǎo)電支撐襯底， 其中在與所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層相反的方向上將所述第一電極形成在所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的表面上。
13.如權(quán)利要求10所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括穿透所述有源層和所述第二導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層以連接到所述第一導(dǎo)電類型氮化物半導(dǎo)體層的至少一個導(dǎo)電通孔， 其中所述第一電極連接到所述導(dǎo)電通孔并暴露于外部。
14.如權(quán)利要求10所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括形成在所述阻擋金屬層上的接合金屬層。`
【文檔編號】H01L33/46GK103797591SQ201180073488
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月17日
【發(fā)明者】黃碩珉, 李進馥, 張?zhí)┦? 禹鍾均 申請人:三星電子株式會社