[發明專利]帶有金屬化側墻的半導體發光器件

有效

• 申請號: 201310664614.5
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN104241477B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: J·M·弗羅因德;D·L·德賴弗斯
• 申請（專利權）人: 安華高科技通用IP(新加坡)公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 王田

技術領域

本領域一般地涉及半導體器件，以及更具體地，涉及半導體發光器件。

背景技術

在現有技術中，許多不同類型的半導體發光器件是已知的，包括表面發射激光器和發光二極管。這些器件中的一些利用氮化鎵（GaN）來形成用于產生光的有源半導體結構。基于GaN的表面發射激光器和發光二極管已經在許多應用中得到了廣泛的使用，包括交通燈和其他類型的固態照明、室內和室外電子顯示器、用于液晶顯示器的背光以及許多其他應用。這些基于GaN的器件具有許多顯著的優點，例如優異的光束特征以及易于成批制作和封裝。其他類型的半導體發光器件利用其他的半導體材料提供了類似的優點。

發明內容

在一個實施例中，半導體發光器件包括至少部分透明的襯底，有源半導體結構，絕緣層以及金屬層。所述襯底包括第一表面、第二表面以及至少一個側墻。所述有源半導體結構包括第一表面、第二表面以及至少一個側墻，有源半導體結構的第一表面面向襯底的第二表面。所述絕緣層包圍有源半導體結構的至少一個側墻的至少一部分。所述金屬層包圍絕緣層的至少一部分。所述有源半導體結構的至少一個側墻呈錐形，并且所述有源半導體結構的至少一個側墻的第一部分具有與所述有源半導體結構的至少一個側墻的第二部分不同的錐度。

可以以表面發射激光器或發光二極管或其他的形式實現半導體發光器件。

可以結合照明系統、電子顯示器或其他類型的系統或器件中關聯控制電路實現一個或多個表面發射激光器、發光二極管或其他半導體發光器件。作為一個更加具體的示例，可以以具有關聯控制電路的陣列形式組合，并且在照明系統、電子顯示器或其他類型的系統或器件中實現多個半導體發光器件。

本發明的其他實施例包括但不限于方法、裝置、集成電路以及處理器件。

附圖說明

圖1是在說明性的實施例中包括具有金屬化側墻的發光二極管的示例性半導體發光器件的橫截面圖。

圖2至11示出了形成圖1中的發光二極管的過程中的各個步驟。

圖12和13是在說明性的實施例中對于發光二極管的不同可能結構的橫截面圖。

圖14-19示出了在說明性的實施例中形成發光二極管陣列的過程中的各個步驟。

圖20是說明性的實施例的發光二極管陣列結構的橫截面圖。

圖21示出了在說明性的實施例中形成發光二極管的另一種陣列結構的過程中的步驟。

圖22是在說明性的實施例中帶有共用金屬化側墻的發光二極管的另一種陣列結構的橫截面圖。

圖23示出了在說明性的實施例中具有金屬化側墻的發光二極管陣列。

圖24示出了在說明性的實施例中帶有共用陣列反射器的圖23中的發光二極管陣列。

圖25示出了包括發光二極管陣列和關聯控制電路的集成電路。

圖26示出了包含圖25中的集成電路的處理器件。

具體實施方式

本發明的實施例在本文中將結合示例性的發光二極管（LED）示出。然而應當理解，能夠利用半導體發光器件（包括例如表面發射激光器（SEL））的各種可選類型和結構來實現本發明的實施例。

圖1以LED100的形式示出了示例性的半導體發光器件。LED100包括藍寶石襯底102和有源半導體結構104。如圖1中所示，有源半導體襯底104的表面面向藍寶石襯底102的表面。在圖1中，面向襯底102的有源半導體襯底104表面在本文中稱為頂表面或第一表面。在圖1中，面向有源半導體結構104的第一表面的襯底102的表面在本文中稱為底表面或第二表面。

在該實施例中的有源半導體結構104示意性的包括GaN LED結構，但是可以在其他的實施例中使用許多其他的半導體材料和結構。GaN LED結構可以外延生長或者另行利用公知的技術形成在藍寶石襯底上。

藍寶石襯底102在由有源半導體結構104產生的光的一個或多個波長處是基本上透明的，并且是在本文中更一般地稱為“至少部分透明的襯底”的示例。上述襯底對于包括由有源半導體結構104產生的光的典型波長的特定波長范圍可以是基本上透明的。可以在其他的實施例中使用各種不同類型的襯底。因此，藍寶石的使用并不是必須的。

絕緣層108形成在襯底102的側墻、有源半導體結構104的側墻以及有源半導體結構104的部分底表面或第二表面的周圍。有源半導體結構104的沒有被絕緣層108包圍的底表面或第二表面的剩余部分可以形成用于p-接觸110的區域。金屬層112包圍絕緣層108。