[發(fā)明專利]發(fā)光元件及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410105968.0
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN104078543A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 金泰根;樸相永
• 申請（專利權(quán)）人: 英迪股份有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/10;H01L33/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件及其制造方法，尤其涉及利用半導體的發(fā)光元件及其制造方法。

背景技術(shù)

一般來講，發(fā)光二極管(Light?Emitting?Diode:LED)之類的發(fā)光元件具有發(fā)光效率高、壽命長、電量消耗少、環(huán)保等諸多優(yōu)點，因此使用這種發(fā)光元件的技術(shù)領(lǐng)域在不斷增多。

發(fā)光元件根據(jù)其形態(tài)可分為水平型(Lateral?Type)與垂直型(Vertical?Type)。水平型結(jié)構(gòu)是在基板上層積n型半導體元件、量子阱、p型半導體元件，通過蝕刻露出n型半導體元件的一部分，然后在p型半導體元件上形成p型電極，在露出的n型半導體元件上形成n型電極的結(jié)構(gòu)。

垂直型發(fā)光二極管(以下簡稱VLED)具有散熱板效率高、光學電力性能提高等優(yōu)點，從而受到廣泛關(guān)注。但是在目前情況下，若想制造應用于固體照明的高效率的VLED，則必須提高光提取效率。

LED的光效率，即外部量子效率取決于內(nèi)部量子效率與光提取效率的乘積，而內(nèi)部量子效率則取決于電流注入效率。為此，必須從電極向半導體層有效地分散電流，并且向活性層有效地注入載流子。

并且，在LED內(nèi)部的活性層生成的光向外部照射時，由于半導體材料與空氣具有折射率差異，無法照射到外部，而是發(fā)生全反射和吸收，發(fā)生光損耗。為此，通過使VLED的上端表面具有一定的粗糙度(Roughness)，或者在n型電極上采用導電玻璃(ITO)等物質(zhì)，以提高光提取效率。

但是VLED的n電極在高溫作業(yè)時可能會受到熱損傷(thermal?damage)，因此在改善光提取效率方面，對電極的研究具有局限性。這些問題導致VLED的光提取效率下降，在降低LED光效率方面起到?jīng)Q定性作用。因此，為了解決這些問題，需要研究能夠提高LED光效率的技術(shù)方案。

以下參照圖1做進一步詳細說明。

圖1為概括顯示現(xiàn)有技術(shù)的垂直型發(fā)光元件的剖視圖。

如圖1所示，現(xiàn)有的垂直型發(fā)光元件是在基板110上依次形成p型電極120、p型半導體層130、活性層140、n型半導體層150，并在n型半導體層150的上表面形成n型電極160。此時，從活性層生成并垂直上升的光L再次垂直上升，并重復被基板110反射的過程后最終消失。因此，光損耗量為發(fā)光元件110的整個面積中n性電極160所占面積對應的光量。并且，實質(zhì)上p型電極120與所述活性層140具有相同面積，實質(zhì)上從p型電極120均勻地向活性層140提供空穴，而n型電極160提供的電子I無法均勻地擴散到所述活性層140。因此，只有所述活性層140的部分區(qū)域生成光，降低光效率。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過提高光提取效率、分散電子的注入，以提高光效率的發(fā)光元件。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供制造這種發(fā)光元件的方法。

技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一個實施例的發(fā)光元件包括p型半導體層、活性層、n型半導體層、p型電極及n型電極。所述活性層形成于所述p型半導體層的上表面。所述n型半導體層形成于所述活性層的上表面。所述p型電極向所述p型半導體層提供空穴。所述n型電極向所述n型半導體層提供電子，其中所述n型電極的底面為中央部凸出的形狀。

例如，所述n型電極的底面可以為V字形或U字形。

并且，所述發(fā)光元件還可以包括形成于所述反射層的底面的歐姆接觸層。

例如，所述n型電極可以包括鎳(Ni)及金(Au)中的至少任一種，所述反射層可以包括鋁(Al)及銀(Ag)中的至少任一種，所述歐姆接觸層可以包括鈦(Ti)及鉻(Cr)中的至少任一種。

另外，所述發(fā)光元件還可以包括形成于所述反射層的底面的絕緣層。

例如，所述n型電極可以包括鎳(Ni)、金(Au)及鈦(Ti)中的至少任一種，所述反射層可以包括鋁(Al)及銀(Ag)中的至少任一種，所述絕緣層可以包括氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiN)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一個實施例的發(fā)光元件的制造方法包括：備由p型半導體層、所述p型半導體層的上表面的活性層及所述活性層的上表面的n型半導體層構(gòu)成的半導體層的步驟；在所述n型半導體層的上表面蝕刻出V字形或U字形槽的步驟；以及形成填充所述V字形或U字形槽的n型電極的步驟。

另外，本發(fā)明的制造方法還可以包括：在所述形成填充所述V字形或U字形槽的n型電極的步驟之前，在V字形或U字形槽的表面形成反射層的步驟。