[發明專利]具有更均勻注入和更低光學損耗的改進的P接觸

有效

• 申請號: 201280054659.4
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103918092B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: J.E.伊普勒
• 申請（專利權）人: 亮銳控股有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李亞非;汪揚

通過在毗鄰保護片(150)的區域(310)中故意抑制電流流動通過p層(130)來調適跨過半導體器件的p層(130)的電流分布，而不減小器件的任何部分的光學反射率。通過增大沿著接觸區域的邊緣以及在拐角耦合到p接觸(140)的p層的電阻，可以抑制此電流流動。在示例實施例中，在p接觸(130)形成之后，通過淺劑量的氫離子(H+)注入產生高電阻區域(130)。類似地，可以在p接觸和p層之間的選定區域中應用電阻性涂層。

技術領域

本發明涉及半導體發光器件的領域，并且具體地涉及用于改進提取效率以及提供跨過器件的發光區域的更均勻電流分布的技術。

背景技術

對半導體發光器件需求的顯著增大以及為了滿足需求的競爭的相應增大已經致使制造商尋求將減小成本或改進性能的技術。特別指出，改進所發射光的效率或質量的技術可以用于將一個競爭者的產品與其它競爭者的產品區分開。

圖1圖示示例現有技術薄膜倒裝芯片(TFFC)InGaN發光器件(LED)，其諸如公開于授權給Daniel A. Steigerwald, Jerome C. Bhat和Michael J. Ludowise并且通過引用結合于此的USP6,828,596，CONTACTING SCHEME FOR LARGE AND SMALL AREASEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING FLIp-CHIP DEVICES。

在此示例器件中，發光層120形成于n層110和p層130之間。外部電源(未圖示)經由與焊盤160和170的連接而提供電力到器件。p焊盤160經由p接觸140，通過可選的保護層150而耦合到p層130，該保護層抑制p接觸材料的遷移。在此示例中，n接觸層170直接耦合到n層110。邊界層180將n接觸層170和n層110與p層130和p接觸140隔離。

p接觸140在大面積上被提供以促進通過p層130的電流的均勻分布，p層130對于電流流動具有相對更高的電阻。n層110不表現高電阻，并且因此n接觸覆蓋更小的面積，此面積可以是器件面積的10%或更小。p接觸140優選地是高反射性的，從而將光反射到發光器件的頂部發射表面。銀通常被用作p接觸140。n接觸層也是反射性的并且諸如鋁的金屬是優選的。保護層150可以是金屬性的，但是為僅僅部分反射性的，因為還沒有發現用于此應用的合適的高反射性金屬。這種部分反射性的保護片填充毗鄰p接觸的區域，導致在p接觸外圍的更高光學損耗。

發明人已經意識到，在p接觸的外圍大約15微米之內產生的光會高可能性地進入保護層區域150并且在有機會離開器件之前遭受光學吸收。因此，與在p接觸的中心區域處注入的電流相比，在p接觸的邊緣注入的電流將表現更低的外量子效率。

盡管器件的邊緣和拐角的光學損耗更大，發明人也注意到與在器件的中心處相比，在外圍處以及在拐角中產生更多的發射光，這是因為與通過n接觸層的電流的橫向流動關聯的電壓降落以及豎直電流流動與結電壓的指數依存性相組合，在器件的邊緣處和拐角中提供顯著更高的電流密度。這些比較高的注入電流形成輕微的暈輪效應，在器件的拐角中具有明亮的區域。

除了潛在地引入光學異常，這種不均勻電流注入模式是低效率的，因為對于更高的電流密度，內量子效率更低。發光器件的'過發射(over-emitting)'部分，特別是拐角，也將是在器件中汲取更多電流的'熱點(hot-spot)'，所述熱點已經被觀察到引起在高電流工作的器件的過早失效。

發明內容

使光發射區域遠離部分反射性保護層并且進一步改進跨過有源層表面的所注入電流密度光發射的均勻性，這將會是有利的。