[發(fā)明專利]半導體發(fā)光器件及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110210216.7
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102347415A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 裴德圭
• 申請（專利權）人: THELEDS株式會社
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 許向彤;林錦輝

相關申請的交叉引用

本申請根據(jù)35U.S.C.§119要求2010年7月27日提交的韓國專利申請No.10-2010-0072193的優(yōu)先權以及由其產生的所有權益，上述韓國專利申請的內容通過引述全文結合于此。

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體發(fā)光器件及其制造方法，更具體地說，涉及一種垂直結構半導體發(fā)光器件及其制造方法。

背景技術

諸如發(fā)光二極管(light?emitting?diode，LED)等半導體發(fā)光器件是一種固態(tài)電子器件，通常包括插在p型半導體層和n型半導體層之間的半導體材料有源層。一旦在該半導體發(fā)光器件的所述p型半導體層和n型半導體層兩端施加激勵電流，電子和空穴就會從所述p型和n型半導體層注入所述有源層。注入的電子和空穴在該有源層中復合，從而產生光。

一般地說，所述半導體發(fā)光器件使用分子式為Al_xIn_yGa_(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的氮化物基III-V族半導體化合物來制造，并成為一種發(fā)射短波長光(紫外光到綠光)的器件，特別是發(fā)射藍光的器件。然而，由于氮化物基半導體化合物使用滿足晶格匹配條件的諸如藍寶石基底或碳化硅(SiC)基底等電介質基底來制造，以便施加激勵電流，因此，與所述p型和n型半導體層連接的兩個電極具有平面結構，其中，該兩個電極幾乎水平地布置在發(fā)光結構的上表面上。

然而，當所述n型和p型電極幾乎水平地布置在所述發(fā)光結構的上表面上時，由于發(fā)光面積的減小，亮度會降低，并且電流的擴布不平滑。因此，易受靜電放電(electrostatic?discharge，ESD)影響的可靠性就成為一個問題，另外，同一晶片上的芯片的數(shù)目會下降，由此降低了產率。此外，對芯片尺寸的減小產生限制，并且藍寶石基底也具有不良的導電性。因此，在高輸出激勵期間所產生的熱量不能充分地散發(fā)出去，由此引起了器件性能的限制。

為了解決上述的限制，使用激光剝離過程來制造垂直結構半導體發(fā)光器件，所述激光剝離過程通過高輸出激光的高密度能量分解藍寶石基底和氮化物基半導體化合物層的一部分之間的邊界，從而將藍寶石基底與氮化物基半導體化合物層的所述一部分分離。

圖1是剖視圖，示出了在用激光剝離過程分離了藍寶石基底之后通過附著支撐導電基底制造的垂直結構半導體發(fā)光器件。

參看圖1，現(xiàn)有技術中的垂直結構半導體發(fā)光器件10包括在導電基底40上順序地布置的金屬層35、p型半導體層25、有源層20、n型半導體層15。在n型半導體層15上布置n型電極45。一旦在p型和n型半導體層25和15兩端施加激勵電流，電子和空穴就從該p型和n型半導體層25和15注入有源層20中。注入的電子和空穴就在有源層20中復合，從而產生光。

在所述垂直結構半導體發(fā)光器件的情形中，重要的是，在同樣的面積中，光抽取效率有多高。然而，如圖1中的箭頭所示，從現(xiàn)有的垂直結構半導體發(fā)光器件10產生的光具有一個典型的光路，在該光路中，光從有源層20發(fā)射，在金屬層35處(即，p型半導體層25和導電基底40之間的界面)發(fā)生反射，并再次穿過有源層20傳輸?shù)絥型半導體層15的外部。由于光在穿過有源層20時會發(fā)生光吸收，所以光抽取效率較低，并且輸出到外部的光較少。

而且，為了防止金屬層35中的金屬擴散進p型半導體層25中，如圖2所示，提出了半導體發(fā)光器件10’，半導體器件10’包括布置在p型半導體層25和導電基底40之間的界面處并布置在金屬層35和導電基底40上的防反射層30。然而，在這種情形中，防反射層30可以作為波導，從而如圖2中的箭頭所示，來自有源層20的光在防反射層30處發(fā)生全反射，并在防反射層30中傳播之后通過防反射層30的側面?zhèn)鬏敵鋈ィ瑥亩鴱姆婪瓷鋵?0的側面產生光。由于光在基本上不想要的方向上傳播，或者光在全反射過程中有些損失，所以光抽取效率就降低了。于是，光輸出減小了。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種半導體發(fā)光器件，用于防止有源層中產生的光再次穿過該有源層時光輸出減少。

本發(fā)明也提供一種半導體發(fā)光器件的制造方法，該半導體發(fā)光器件用于防止有源層中產生的光再次穿過該有源層時光輸出減少。