[發(fā)明專利]半導體發(fā)光器件、制造方法以及半導體發(fā)光器件封裝件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110456822.7
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN102522473A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 崔繁在;李鎮(zhèn)賢;樸基烈;趙明洙
• 申請（專利權）人: 三星LED株式會社
• 主分類號: H01L33/36
• 分類號: H01L33/36;H01L33/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權代理有限公司 11286
• 代理人: 薛義丹

本申請是申請日為2009年2月26日、申請?zhí)枮?00910118515.0、發(fā)明名稱為“半導體發(fā)光器件、制造方法以及半導體發(fā)光器件封裝件”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體發(fā)光器件、一種制造該半導體發(fā)光器件的方法以及一種利用該半導體發(fā)光器件的半導體發(fā)光器件封裝件，更具體地講，本發(fā)明涉及這樣一種半導體發(fā)光器件、一種制造該半導體發(fā)光器件的方法以及一種利用該半導體發(fā)光器件的半導體發(fā)光器件封裝件，即，所述半導體發(fā)光器件通過利用面積小的電極來確保最大的發(fā)光面積以使發(fā)光效率最大化并執(zhí)行均勻的電流擴展(current?spreading)，并且確保低成本、高可靠性和高品質的大規(guī)模生產(chǎn)。

背景技術

半導體發(fā)光器件包含發(fā)光的材料。例如，發(fā)光二極管(LED)是利用與半導體結合的二極管，將電子和空穴結合產(chǎn)生的能量轉換成光并發(fā)射光的器件，半導件發(fā)光器件被廣泛地用作發(fā)光裝置、顯示裝置和光源，并且已經(jīng)加速了半導體發(fā)光器件的研發(fā)。

具體地講，利用GaN基發(fā)光二極管的蜂窩電話鍵盤、側取景器(side?viewer)和照相機閃速存儲器的普遍應用有助于使用發(fā)光二極管的全面照明(general?illumination)的積極發(fā)展，其中，近年來已經(jīng)積極地開發(fā)并廣泛地使用GaN基發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的應用，如大尺寸TV的背光單元、車的前燈和全面照明，已經(jīng)從小巧的便攜式產(chǎn)品發(fā)展到具有高功率、高效率和高可靠性的大型產(chǎn)品。因此，需要一種具有對應產(chǎn)品所需的性能的光源。

通常，半導體結發(fā)光器件具有p型半導體和n型半導體相互結合的結構。在半導體結的結構中，可通過電子和空穴在兩種類型的半導體相互結合的區(qū)域的復合來發(fā)射光。為了激活光發(fā)射，可在兩個半導體之間形成有源層。根據(jù)半導體層的電極的位置，半導體結發(fā)光器件包括水平結構和垂直結構。所述垂直結構包括epi-up結構和倒裝芯片(flip-chip)結構。如上所述，要認真地考慮根據(jù)單獨產(chǎn)品的性能所需的半導體發(fā)光器件的結構性能。

圖1A和圖1B是示出了根據(jù)相關技術的水平發(fā)光器件的視圖。圖1C是示出了根據(jù)相關技術的垂直發(fā)光器件的剖視圖。在下文中，為了便于解釋，在圖1A至圖1C中，將假定n型半導體層與基底接觸并且p型半導體層形成在有源層上來進行描述。

參照圖1A，將首先描述具有epi-up結構的水平發(fā)光器件。在圖1A中，將假定形成在最外側邊緣上的半導體層為p型半導體層來進行描述。半導體發(fā)光器件1包括非傳導基底13、n型半導體層12、有源層11和p型半導體層10、n型電極15形成在n型半導體層12上，p型電極14形成在p型半導體層10上，并且n型電極15和p型電極14連接到外部電流源(未示出)，以將電壓施加到半導體發(fā)光器件1。

當電壓通過電極14和15被施加到半導體發(fā)光器件1時，電子從n型半導體層12移動，空穴從p型半導體層10移動。通過電子和空穴的復合來發(fā)射光，半導體發(fā)光器件1包括有源層11，并且從有源層11發(fā)射光。在有源層11中，激活了半導體發(fā)光器件1的光發(fā)射，從而發(fā)射光，為了進行電連接，n型電極和p型電極以最低的接觸電阻分別位于n型半導體層12和p型半導體層10上。

電極的位置可根據(jù)基底的類型而改變。例如，當基底13是作為非傳導基底的藍寶石基底(sapphire?substrate)時，n型半導體層12的電極可不形成在非傳導基底13上，而是形成在n型半導體層12上。

因此，參照圖1A，當n型電極15形成在n型半導體層12上時，要消耗形成在上側的p型半導體層10和有源層12的一部分，從而形成歐姆接觸。電極的形成導致半導體發(fā)光器件1的發(fā)光面積減小，因此，發(fā)光效率也降低。

在圖1B中，示出了具有提高發(fā)光效率的結構的水平發(fā)光器件。圖1B中示出的半導體發(fā)光器件為倒裝芯片半導體發(fā)光器件2。基底23位于頂部。電極24和25分別與形成在傳導基底28上的電極接觸26和27接觸。與電極24和25無關，從有源層21發(fā)射的光穿過基底23發(fā)射。因此，可以防止圖1A所示的在半導體發(fā)光器件中導致的發(fā)光效率的降低。

然而，盡管倒裝芯片發(fā)光器件2的發(fā)光效率高，但是發(fā)光器件2中的n型電極和p型電極需要設置在同一平面內并在半導體發(fā)光器件2中結合。在n型電極和p型電極結合之后，n型電極和p型電極可能會與電極接觸26和27分開。因此，需要昂貴的精確的處理設備。這會導致制造成本增加、生產(chǎn)率降低、良率降低以及產(chǎn)品的可靠性降低。