[發明專利]第III族氮化物半導體發光器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201510415396.0
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN105280778B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 戶谷真悟
• 申請（專利權）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L33/40
• 分類號: H01L33/40;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 蔡勝有,蘇虹

技術領域

本發明技術涉及第III族氮化物半導體發光器件以及制造該器件的方法。更具體地，本發明技術涉及具有電流阻擋層的第III族氮化物半導體發光器件以及制造該器件的方法。

背景技術

在第III族氮化物半導體發光器件中，電流傾向于在p電極的正下方的區中流動，而在遠離p電極的區中電流流動受阻礙。由于電流流動的局域化，發光器件的總的發射效率可能被抑制。

在防止這樣的電流流動的局域化的一個方案中，在p電極的正下方設置電流阻擋層。例如，專利文獻1公開了一種透明絕緣膜被形成為電流阻擋層的技術(參見例如專利文獻1的第[0017]段和第[0018]段和圖1)。憑借電流阻擋層，可以使得在發光層中選擇地發生發光(參見例如專利文獻1的第[0004]段)。

專利文獻2公開了一種激光剝離型發光器件。在該發光器件中，在p型GaN層與p電極之間設置有電流阻擋層。電流阻擋層用作分布式布拉格反射器(DBR)。該電流阻擋層擴散電流，并且該分布式布拉格反射器(DBR)將由發射層發射的光朝著在n型半導體層側上的光提取面反射(參見例如專利文獻2的第[0010]段和第[0028]段)。

專利文獻1：日本公開特許公報(特開)第2008-192710號

專利文獻2：日本公開特許公報(特開)第2007-150310號

同時，在一些情況下，在p型半導體側上具有光提取面的面朝上型發光器件可以被設置有也用作分布式布拉格反射器(DBR)的電流阻擋層。在這樣的情況下，從發光層朝著p電極發射的光被分布式布拉格反射器(DBR)反射，由此光不被p電極吸收而是朝著半導體層被反射。盡管光不被p電極吸收，但是光可以被光發射層再吸收。為了抑制光的再吸收，還用作分布式布拉格反射器(DBR)的電流阻擋層優選地具有稍微小的尺寸。

從另一角度，半導體發光器件優選地獲得超過所期望的器件區的充分的電流擴散。為此，電流阻擋層優選地具有稍微大的尺寸。然而，當大面積電流阻擋層形成為獲得充分的電流擴散時，待提取至外部的光不期望地朝著半導體層反射。

發明內容

已經構想了本技術以解決在傳統技術中所涉及的前述技術問題。因而，本技術的目的為提供在發光層的發光面中實現充分的電流擴散并且獲得至外部的合適的光提取的第III族氮化物半導體發光器件。另一目的為提供用于制造該發光器件的方法。

在本技術的第一方面中，提供了一種第III族氮化物半導體發光器件，其包括：

具有第一導電類型的第一半導體層；

設置在第一半導體層上的發光層；

具有第二導電類型的第二半導體層，第二半導體層被設置在發光層上；

設置在第二半導體層上的透明電極；

電連接至第一半導體層的第一電極；以及

電連接至第二半導體層的第二電極。在該第III族氮化物半導體發光器件中，在第二半導體層與透明電極之間插入有絕緣多層膜，其中絕緣多層膜具有接觸第二半導體層的第一表面和接觸透明電極的第二表面。絕緣多層膜用作分布式布拉格反射器并且形成在包括通過將第二電極投影至第二半導體層所獲得的投影區域的區中。絕緣多層膜具有第一區和第二區，其中第一區具有厚度大于絕緣多層膜的最大膜厚度的95％的層，并且第二區具有厚度不大于絕緣多層膜的最大膜厚度的95％的層。在第二區中絕緣多層膜的第二表面包括具有朝著第一表面凹陷的凹部的斜坡。

該第III族氮化物半導體發光器件具有絕緣多層膜。該絕緣多層膜用作電流阻擋層并還用作分布式布拉格反射器(DBR)。因為該絕緣多層膜被設置有凹部，所以該絕緣多層膜具有反射區和透射區。因此，用作電流阻擋層的絕緣多層膜抑制電流在第二電極的正下方流動并且實現了在發光面中充分的電流擴散。另外，該絕緣多層膜將一部分光朝著第二電極反射，并且將另一部分光合適地發射至外部。因而，可以形成足夠寬的絕緣多層膜，從而該半導體發光器件呈現高的光發射效率。

本技術的第二方面涉及第III族氮化物半導體發光器件的具體方式，其中，在正交于第一表面并且包括第一區和第二區的截面中，在位于第二表面上并且二等分第二區的寬度的第一點處，絕緣多層膜的厚度為絕緣多層膜的最大膜厚度的5％至40％。

本技術的第三方面涉及第III族氮化物半導體發光器件的具體方式，其中，在正交于第一表面并且包括第一區和第二區的截面中，與位于第二表面上并且二等分第二區的寬度的第一點相比，在絕緣多層膜的厚度為最大膜厚度的1/2處的第二點位于更靠近第一區處。