专利名称：具有电流扩展结构的薄膜led的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的薄膜LED。
该专利申请要求德国专利申请10 2004 003 986.0的优先权，特此通过回引纳入该德国专利申请的公开内容。
一种用于制造光电器件、尤其是用于制造基于氮化物化合物半导体的发光二极管的公知方法基于所谓的薄膜工艺。在该方法中，首先在生长衬底上外延地生长尤其是包括发射辐射的活性层的功能性半导体层序列，然后将新的载体涂敷在半导体层序列的位于该生长衬底对面的表面上，并且随后分离该生长衬底。由于针对氮化物化合物半导体所应用的生长衬底(例如SiC、蓝宝石或者GaN)是比较昂贵的，所以该方法尤其是提供了可再利用生长衬底的优点。例如可以利用从WO98/14986中公知的激光溶解(Laser-Lift-Off)方法来实现从由氮化物化合物半导体制成的半导体层序列中剥离由蓝宝石制成的生长衬底。
薄膜LED的特点尤其是在于以下的表征特征-在产生辐射的外延层序列的朝向载体的主面上涂敷或者构造了进行反射的层(反射膜层)，该进行反射的层将在外延层序列中所产生的电磁辐射的至少一部分反射回该外延层序列中；-外延层序列具有在20μm或者更少的范围中(尤其是在约6μm的范围中)的厚度；和-外延层序列包括至少一个具有至少一个面的半导体层，该半导体层具有混匀结构(Durchmischungsstruktur)，该混匀结构在理想情况下在外延的外延层序列中导致了光的近似遍历(ergodisch)的分布，也就是说，该混匀结构具有尽可能遍历的随机的分布(Streuverhalten)。
例如在I.Schnitzer等人的Appl.Phys.Lett.(63(16)，1993年10月18日，第2174-2176页)中说明了薄膜LED的基本原理，就这方面而言特此通过回引纳入该文献的公开内容。
通常通过两个电接触层，例如通过载体背侧上的p型接触层和半导体层序列的背向载体的侧面上的n型接触层，实现薄膜LED的电触点接通。通常将薄膜LED的背向载体的侧面设置用于耦合输出辐射，以致只能将对于所发射的辐射不透明的接触层涂敷到半导体层序列的表面的分区上。出于该原因，常常只有芯片表面的比较小的中央区配备有接触面(焊盘(Bondpad))。
在具有小于300μm的边缘长度的常规的发光二极管中，通常已经利用被布置在芯片表面中央的焊盘可以达到半导体芯片中的比较均匀的电流分布。但是，在例如具有约1mm的边缘长度的大面积的半导体芯片中，该方式的触点接通不利地导致半导体芯片的不均匀的电流馈电(Bestromung)，该不均匀的电流馈电导致了提高的正向电压并导致了活性区中的较小的量子效率。尤其是在具有微小的横向导电率的半导体材料中，尤其是在氮化物化合物半导体中，出现了该效应。在这种情况下，在半导体芯片的中央区中出现了最大的电流密度。但是向着不透明的焊盘至少部分地发射了并因此至少部分地吸收了在半导体芯片的该中央区中所发射的辐射。
例如为了改善电流扩展而公知，将薄的半透明的金属化层(例如Pt或者NiAu)整个面积地涂敷到p型半导体材料的芯片表面上。可是在此，在半透明的层中吸收了所发射的辐射的不可忽略的部分，例如吸收了约50％。此外，这样的接触层不是毫无问题地适于触点接通n掺杂的氮化物化合物半导体。
为了改善InGaAlP-LED中的电流耦合输入，从DE 199 47 030 A1中公知，应用相对厚的、透明的电流扩展层，该电流扩展层配备有横向结构化的电接触层。在此，通过中央焊盘以及通过芯片表面上的多个与焊盘相连接的接触接片(Kontaktsteg)来实现电流注入(Stromeinpraegung)。这种方式的触点接通不是毫无问题地可借用到大面积的发光二极管芯片上的，这些发光二极管芯片包括具有微小的横向导电率的半导体材料，尤其是包括氮化物化合物半导体，因为可能必须这样来提高芯片表面上的不透明的接触接片的密度，使得在接触层中可能吸收所发射的辐射的大部分。此外，比较厚的电流扩展层还导致了提高的电压降，并且要求在制造时的漫长的生长时间。此外，在比较厚的电流扩展层中，还可能出现通过其可能诱发裂缝的应力。
本发明所基于的任务在于，说明一种具有改进的电流扩展结构的薄膜LED，该薄膜LED的特点尤其是在于，在通过接触层材料较少屏蔽芯片表面时芯片面上的比较均匀的电流分布。
通过一种具有权利要求1所述的特征的薄膜LED来解决该任务。本发明的有利的改进方案和扩展方案是从属权利要求的主题。
在薄膜LED中，根据本发明通过构造两维的电子气或者空穴气来提高电流扩展层的横向导电率，该薄膜LED具有在主辐射方向上发射电磁辐射的活性层，在主辐射方向上跟随在活性层之后的、由第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层，通过其耦合输出在主辐射方向上所发射的辐射的主面，和被布置在主面上的第一接触层。
电流扩展层的提高的横向导电率导致了活性层的均匀的电流馈电并且由此提高了薄膜LED的效率。
为了在电流扩展层中构造两维的电子气或者空穴气，优选地将至少一个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层嵌入到电流扩展层中，该第二氮化物化合物半导体材料具有比第一氮化物化合物半导体材料大的电子带隙。
第一氮化物化合物半导体材料和第二氮化物化合物半导体材料有利地分别具有成分InxAlyGa1-x-yN，其中，0≤x≤1，0≤y≤1和x+y≤1，其中，第二氮化物化合物半导体材料的成分这样区别于第一氮化物化合物半导体材料的成分，使得第二氮化物化合物半导体材料的电子带隙大于第一氮化物化合物半导体材料的电子带隙。在此，各自的材料不必强制性地具有按照上述分子式的在数学上准确的成分。更确切地说，该材料可以具有基本上不改变材料的物理特性的一种或多种掺杂物以及附加的组成部分。可是为了简单起见，上述分子式只包括了晶格的主要组成部分(Al，Ga，In，N)，即使这些组成部分可部分地由少量其它材料来代替。
在至少一个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层和由第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层之间的交界面上，构造了具有特别高的横向导电率的区域。在能带模型中能够这样来解释这些区域的提高的横向导电率，使得在第一氮化物化合物半导体材料和第二氮化物化合物半导体材料之间的交界面上分别出现导带和价带的带缘(Bandkanten)的弯曲，该弯曲导致势阱的构成，在该势阱中出现了具有特别高的横向导电率的两维电子气或者空穴气。
在根据本发明的薄膜LED的优选的实施形式中，多个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层被嵌入到电流扩展层中。以这种方式，有利地在第一氮化物化合物半导体材料和第二氮化物化合物半导体材料之间构造了多个交界面，在这些交界面上由于能带弯曲分别构造了势阱，在该势阱中出现了具有高的横向导电率的两维电子气或者空穴气。由此，与只具有嵌入层的电流扩展层相比，进一步提高了整个电流扩展层的横向导电率，该嵌入层具有比第一氮化物化合物半导体材料大的电子带隙。由第二氮化物化合物半导体材料制成的层的数量优选的在1和5之间且包括1在内。
至少一个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层的厚度例如约为10nm至100nm。
由其构成电流扩展层的第一氮化物化合物半导体材料优选的是GaN。第二氮化物化合物半导体材料例如是AlxGa1-xN，其中，0＜x≤1，其中，优选地0.1≤x≤0.2适用。
至少一个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层优选地具有掺杂，其中，与电流扩展层邻接的区域中的掺杂物浓度高于该层的中央区中的掺杂物浓度。第二氮化物化合物半导体材料的与电流扩展层邻接的区域中的提高的掺杂物浓度具有以下优点，即在其中通过构造两维电子气或空穴气来提高横向导电率的区域中存在提高了数量的自由载流子。由此进一步改善了横向导电率和电流扩展。
例如分别n掺杂了第一和第二氮化物化合物半导体材料。在这种情况下，在第一和第二氮化物化合物半导体材料之间的交界面上构造了两维电子气。可替换地也能分别不仅p掺杂第一氮化物化合物半导体材料而且p掺杂第二氮化物化合物半导体材料。与上述情况相反，在此，在第一和第二氮化物化合物半导体材料之间的交界面上不构造两维电子气而是构造两维空穴气。在本发明的其它有利的变型方案中规定，将由第二氮化物化合物半导体材料制成的很薄的n掺杂层嵌入到由p掺杂的第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层中。以这种方式也能在p掺杂的第一氮化物化合物半导体材料中产生两维电子气。
薄膜LED的活性层例如包括了InxAlyGa1-x-yN，其中，0≤x≤1，0≤y≤1和x+y≤1。例如可以将该活性层构造为异质结构、双异质结构或者构造为量子势阱结构(Quantentopfstruktur)。名称“量子势阱结构”在此包括了其中载流子通过封闭(Confinement)得到其能态的量化的所有结构。名称“量子势阱结构”尤其是不包括关于量化的维数的说明。该量子势阱结构因此此外还包括了量子槽(Quantentrog)、量子线(Quantendraht)和量子点以及这些结构的任何组合。
在薄膜LED的实施形式中，被设置用于耦合输出辐射的主面的至少一个边缘长度为400μm或更长，特别优选地为800μm或更长。尤其是甚至可设置1mm或更长的边缘长度，其中，主面尤其是可具有正方形的形状。即使在大面积的薄膜LED中，也可通过提高电流扩展层的横向导电率来达到活性层中的比较均匀的电流分布，该电流分布否则可能不能毫无问题地利用由氮化物化合物半导体材料制成的常规的电流扩展层来实现。
薄膜LED的被布置在设置用于耦合输出辐射的主面上的第一接触层优选地包括金属或者金属合金。第一接触层优选的是Ti-Pt-Au层序列，该Ti-Pt-Au层序列从相邻的氮化物化合物半导体层出发例如包括约50nm厚的Ti层、约50nm厚的Pt层和约2μm厚的Au层。Ti-Pt-Au层序列有利地是相对于电迁移不敏感的，该电迁移否则例如可能出现在包括铝的第一接触层中。第一接触层因而优选的是无铝的。
第一接触层有利地具有包括一接点面(焊盘)和多个接触接片的横向结构。在优选的实施形式中，由至少一个框架形的接触接片包围该接触面，其中，框架形的接触接片通过至少一个其它的接触接片与该接触面相连接。至少一个框架形的接触接片可以例如具有正方形的、矩形的或者圆形的形状。
由于电流扩展层的提高的横向导电率，在根据本发明的薄膜LED中，接触层有利地只须覆盖较小的部分主面。第一接触层有利地只覆盖了少于15％的主面总面积、特别优选地少于10％的主面总面积。电流扩展层的良好的横向导电率此外还具有以下优点，即接触层的比较粗略的结构化已经足够，以便在薄膜LED中的活性层中产生比较均匀的电流密度分布。例如有利地由1、2或者3个框架形的接触接片来包围接触面。为了提高薄膜LED的效率，由于电流扩展层的高的横向导电率，不必要接触层的更精细的结构化，尤其是不必要应用较大数量的框架形的接触接片。第一接触层的结构化的工作量因此有利的是微小的。
其它优选的实施形式包括第二接触层，该第二接触层从活性层出发来看位于第一接触层对面。第二接触层在位于该接触面对面的区域中具有凹槽(Aussparung)。因此这样来结构化第二接触层，使得，从活性层出发来看，未由第二接触层所覆盖的区域位于与至少一个接触接片共同构造第一接触层的接触面的对面。这具有以下的优点，即降低了活性层的位于接触面之下的区域中的电流密度。如果第一接触层由不透明的金属制成，则这是尤其有利的，因为否则在接触面中可能吸收在接触面之下所产生的辐射的至少一部分。以这种方式有利地提高了薄膜LED的效率。
第二接触层优选的是对于所发射的辐射进行反射的层。如果薄膜LED在位于主面对面的、具有连接层(例如焊接层)的面上与载体相连接，则这是尤其有利的。在这种情况下，从进行反射的接触层向主面反射回在载体的方向上所发射的辐射，并且以这种方式减少了载体和/或连接层中的辐射吸收。
本发明对于以300mA或者更大的电流强度来驱动的薄膜LED是特别有利的，因为在常规的薄膜LED中在这样高的驱动电流强度下可能观察到不均匀的电流分布，该电流分布在发光二极管芯片的中央区中可能具有最大值。
以下借助实施例结合
图1至7来详细阐述本发明。
其中图1A示出根据本发明的第一实施例的薄膜LED的横截面的示意图，图1B示出根据本发明的第一实施例的薄膜LED的俯视图的示意图，图2A示出根据本发明的第二实施例的薄膜LED的横截面的示意图，图2B示出根据本发明的第二实施例的薄膜LED的俯视图的示意图，图3A和3B示出n掺杂半导体层的电子能带结构的示意图，由具有较大电子带隙的第二半导体材料制成的n掺杂层被嵌入到该n掺杂半导体层中，图4示出图2中所示出的半导体层的掺杂物浓度的变化的示意图，图5示出半导体层的能带模型的示意图，多个由具有较大电子带隙的第二半导体材料制成的半导体层被嵌入到该半导体层中，图6示出p掺杂半导体层的价带边缘的变化的示意图，由具有较大电子带隙的第二半导体材料制成的p掺杂半导体层被嵌入到该p掺杂半导体层中，和图7A和7B示出p掺杂半导体层的能带模型的示意图，由具有较大电子带隙的第二半导体材料制成的n掺杂半导体层被嵌入到该p掺杂半导体层中。
在这些附图中，相同的或相同作用的元件配备有相同的参考符号。
在图1A中沿着图1B中所示的俯视图的线I-II的横截面所示出的、根据本发明的第一实施例的薄膜LED包括含有活性层7的外延层序列16。活性层7例如被构造为异质结构、双异质结构或者被构造为量子势阱结构。由活性层7在主辐射方向15上发射(例如紫外线的、蓝色的或者绿色的光谱范围中的)电磁辐射19。例如在至少一个p掺杂半导体层6和至少一个n掺杂半导体层8之间包括活性层7。通过主面14从薄膜LED中耦合输出由活性层7在主辐射方向15上所发射的电磁辐射19。
在位于主面14对面的侧面上，借助连接层3(例如焊接层)来将外延层序列16固定到载体2上。载体的背侧例如配备有电极1。
在薄膜LED的主面14上设置了第一接触层11、12、13，用于电触点接通薄膜LED的外延层序列16。在活性层7和第一接触层11、12、13之间包括电流扩展层9，该电流扩展层9包括第一氮化物化合物半导体材料(优选GaN)。至少一个由第二氮化物化合物半导体材料制成的(优选地由AlGaN制成的)层10被嵌入到由第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层9中，也就是说，电流扩展层9是一种多层的层，该电流扩展层9例如包括了由所嵌入的AlGaN层10相互分开的两个GaN子层9a、9b。AlGaN层10优选地具有成分AlxGa1-xN，其中，0.1≤x≤0.2。
如在下文还将详细阐述的那样，通过被嵌入到电流扩展层9中的半导体层10来改善电流扩展层9的横向导电率。被嵌入到电流扩展层9中的、由第二氮化物化合物半导体材料制成的层10优选地具有10nm至100nm且包括10nm和100nm在内的厚度。
第一接触层11、12、13优选地包括Ti-Pt-Au层序列(未示出)，该Ti-Pt-Au层序列从相邻的电流扩展层10出发例如包括约50nm厚的Ti层、约50nm厚的Pt层和约2μm厚的Au层。为了避免电迁移，第一接触层11、12、13优选地不包括铝。在图1B中所示出的俯视图中说明了被布置在薄膜LED的主面14上的第一接触层11、12、13的横向结构。第一接触层包括被布置在主面14的中央区中的接触面11。此外，第一接触层还包括多个从接触面11出发在朝向薄膜LED的边缘的径向方向上分布的接触接片12。这些接触接片12至少部分地通过包括接触面11在内的其它的框架形接触接片13来互相连接。
框架形的接触接片13如所示出的那样可被实施为互相嵌套的正方形或者矩形。可替换地，例如圆形的框架或者规则的多角形形状的框架也是可能的，其中，优选同心地布置框架形的接触接片13，也就是说这些框架形的接触接片13具有在其中优选地布置接触面11的共同的中心点。框架形的接触接片的数量优选地为1、2或者3。包括接触面11和接触接片12、13的第一接触层优选地由金属、尤其是由铝来构造。
第二接触层5与薄膜LED的半导体层序列16的朝向载体2的侧面邻接，该第二接触层5优选地建立通向相邻的半导体层6的欧姆接触。第二接触层5优选地包括诸如铝、银或者金的金属。在p掺杂的与第二接触层5邻接的半导体层6的情况下，银尤其是第二接触层5的合适的材料，因为银建立了通向p掺杂的氮化物化合物半导体的良好的欧姆接触。
第二接触层5优选的是反射所发射的辐射的层。这具有以下优点，即由活性层7在载体2的方向上发射的电磁辐射至少部分地向主面14反射并且在那里从薄膜LED中耦合输出。以这种方式，减少了例如在载体2之内或者在连接层3中可能出现的吸收损失。
在位于第一接触层的接触面11对面的区域中，第二接触层5优选地具有凹槽18。凹槽18的大小和形状优选地基本上与接触面11的大小和形状一致。由于在凹槽18的区域中不形成第二接触层5和相邻的半导体层6之间的欧姆接触，所以通过凹槽18的区域来减少主面14上的第一接触层11、12、13与载体2的背侧上的电极1之间的电流。以这样的方式，有利地降低了通过被布置在第一接触面11和第二接触层5中的凹槽18之间的活性层7的区域的电流。因此减少了活性层7的该区域中的辐射产生，由此有利地至少部分降低了不透明的接触面11内的辐射的吸收。
在第二接触层5和连接层3之间优选地包括势垒层4。势垒层4例如包括TiWN。通过势垒层4尤其是防止例如为焊接层的连接层3的材料扩散到第二接触层中，通过该第二接触层尤其是可能损害用作反射膜层的第二接触层5的反射。
在图2A中以横截面和在图2B中以俯视图示意性示出的、根据本发明的薄膜LED的第二实施例与图1中所示的本发明第一实施例的区别一方面在于，代替唯一的层，将三个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层10a、10b、10c嵌入到电流扩展层9中，也就是说，电流扩展层9是一种多层的层，该电流扩展层9例如包括通过三个所嵌入的AlGaN层10a、10b、10c来互相分开的四个GaN子层9a、9b、9c、9d。可替换地也还可以将其它由第二氮化物化合物半导体材料制成的层嵌入到由第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层9中。
所嵌入的层的优选的数量在1和5之间。多个层10a、10b、10c分别具有10nm至100nm的厚度，并且不必周期地来布置。例如，层10a、10b、10c是不同厚的和/或具有不同的相互的间距。
与图1中所示的具有单个所嵌入的层的实施形式相比，通过多个所嵌入的由第二氮化物化合物半导体材料制成的层10a、10b、10c，有利地进一步提高了电流扩展层9的横向导电率。例如通过三个被嵌入到电流扩展层9中的层10a、10b、10c，在第一氮化物化合物半导体材料和具有较大的电子带隙的第二氮化物化合物半导体材料之间产生了六个交界面。在这些交界面的每一个上分别构造了针对电子的势阱，在该势阱内，电子具有特别高的活动性。
电流扩展层的横向导电率的提高的优点在于，通过将由第二氮化物化合物半导体材料制成的层10a、10b、10c嵌入到电流扩展层9中来这样提高电流扩展层9的横向导电率，使得可以减少接触接片的数量、接触接片的相互之间的间距以及由接触接片12、13和接触接片11所覆盖的芯片面，而不必由此主要损害了薄膜LED内的电流扩展。
如从图2B中所示的俯视图中能识别的那样，本发明的第二实施例与本发明的第一实施例的区别此外还在于，主面14上的第一接触层代替三个框架形的接触接片13而只包括两个框架形的接触接片13。通过提高电流扩展层9的横向导电率，因此可以简化第一接触层11、12、13的结构，由此减小了制造工作量以及减少了接触层11、12、13内的辐射的吸收。
以下借助图3至7来详细阐述，通过构造两维电子气或者空穴气来提高横向导电率。示意性地在图3A中示出了在由氮化物化合物半导体材料(例如n掺杂的GaN)制成的半导体层的能带模型中的电子能带结构，在该半导体层中嵌入了由具有较大电子带隙的第二氮化物化合物半导体材料(例如n掺杂的AlGaN)制成的半导体层。图3A示意性地示出导带20、价带21的分布以及GaN的费米能级22和AlGaN的费米能级23，其中，未曾考虑这两个半导体材料之间的交互作用。由于ALGaN与GaN相比有较大的电子带隙，在被嵌入到GaN层中的AlGaN层中的导带20和价带21之间的间距大于相邻GaN层中的间距。
图3B示出在考虑这两种半导体材料的交互作用的情况下的导带边缘21的分布。由于费米能级22、23互相补偿，所以在GaN层的与AlGaN层邻接的区域中出现了这样的能带弯曲，使得在这些区域中分别构造了针对电子的势阱25，在该势阱25中，电子具有这样高的活动性，使得在该区域中构造了两维电子气。
示意性地在图4中，针对电流扩展层的优选的实施形式示出了掺杂物浓度δ与位置坐标z有关的变化曲线，该位置坐标z垂直于电流扩展层、也即平行于主辐射方向变化。在该实施例中，AlGaN层被嵌入到由GaN制成的电流扩展层中，其中，分别不仅n掺杂GaN层而且n掺杂AlGaN层。AlGaN层在与GaN层邻接的区域24中具有比在其内部中更高的掺杂物浓度(所谓的掺杂尖峰)。由此进一步提高了在图3B中所示的势阱25中具有高活动性的自由电子的数量，并且因此进一步改善了横向导电率。
代替仅将由第二氮化物化合物半导体材料制成的唯一的层嵌入到由第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层中，如在图3中借助能带模型已说明的那样，也能嵌入多个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层，诸如以前借助本发明的第二实施例已阐述的那样。对于这种情况，图5说明了导带20和价带21的分布，而不必考虑例如GaN和AlGaN的这两种半导体材料之间的交互作用。在考虑该交互作用的情况下，在这两种半导体材料之间的交界面的每一个交界面上分别出现了结合图3B所阐述的能带弯曲和势阱的相应的构造(未示出)。
电流扩展层和其中所嵌入的、由第二氮化物化合物半导体材料制成的半导体层不必分别是n掺杂的。可替换地，两者例如也可以是p掺杂的。针对被嵌入到p掺杂的GaN层中的p掺杂的AlGaN层的情况，图6示意性地示出价带边缘21的变化曲线。在这种情况下，在交界面上分别出现各表示空穴的势阱26的能带弯曲。以这种方式在交界面区域中可以分别产生两维空穴气。
在本发明的其它优选的实施形式中，为了在例如p-GaN的p掺杂电流扩展层内产生两维电子气，将n掺杂层(例如n-AlGaN)嵌入到电流扩展层中，该n掺杂层比p掺杂层具有更大的电子带隙。示意性地在图7A中示出了该实施形式的未受干扰的能带模型，并且在图7B中示出了在考虑半导体层的交互作用的情况下的能带模型。类似于图3B中所示出的实例，其中，不仅GaN层而且所嵌入的AlGaN层分别都是n掺杂的，在这种情况下，在p掺杂的GaN和n掺杂的AlGaN之间的交界面上，由于能带弯曲而也在半导体-半导体交界面上分别构造了针对电子的势阱25，其方式是构造了具有提高的横向导电率的两维电子气。
本发明不限于借助实施例的说明。更确切地说，本发明包括任何新的特征以及这些特征的任何组合，这尤其是包括了权利要求中所述的特征的任何组合，即使该特征或者该组合本身在权利要求或者实施例中未明确说明。
权利要求
1.薄膜LED，其具有在主辐射方向(15)上发射电磁辐射(19)的活性层(7)，在所述主辐射方向(15)上跟随在所述活性层(7)之后的、由第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层(9)，通过其耦合输出在所述主辐射方向(15)上所发射的辐射(19)的主面(14)，以及被布置在所述主面(14)上的第一接触层(11，12，13)，其特征在于，通过构造两维电子气或者空穴气来提高所述电流扩展层(9)的横向导电率。
2.按权利要求1所述的薄膜LED，其特征在于，为了在所述电流扩展层(9)中构造两维电子气或者空穴气，将至少一个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层(10)嵌入到所述电流扩展层(9)中，该第二氮化物化合物半导体材料具有比第一氮化物化合物半导体材料大的电子带隙。
3.按权利要求2所述的薄膜LED，其特征在于，将多个由所述第二氮化物化合物半导体材料制成的层(10a，10b，10c)嵌入到所述电流扩展层(9)中。
4.按权利要求2或3所述的薄膜LED，其特征在于，由所述第二氮化物化合物半导体材料制成的层(10a，10b，10c)的数量在1和5之间且包括1和5在内。
5.按权利要求2至4之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述至少一个由所述第二氮化物化合物半导体材料制成的层(10)具有10nm至100nm的厚度。
6.按权利要求2至5之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述第一氮化物化合物半导体材料是GaN。
7.按权利要求2至6之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述第二氮化物化合物半导体材料是AlxGa1-xN，其中，0.1≤x≤0.2。
8.按权利要求2至7之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述至少一个由所述第二氮化物化合物半导体材料制成的层(10)具有掺杂，其中，与所述电流扩展层(9)邻接的区域中的掺杂物浓度高于所述层(10)的中央区中的掺杂物浓度。
9.按权利要求2至8之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述第一和所述第二氮化物化合物半导体材料分别是n掺杂的。
10.按权利要求2至9之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述第一氮化物化合物半导体材料是p掺杂的，而所述第二氮化物化合物半导体材料是n掺杂的。
11.按前述权利要求之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述活性层(7)具有InxAlyGa1-x-yN，其中，0≤x≤1，0≤y≤1和x+y≤1。
12.按前述权利要求之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述主面(14)的至少一个边缘长度为400μm或更长。
13.权利要求12所述的薄膜LED，其特征在于，所述主面(14)的至少一个边缘长度为800μm或更长。
14.按前述权利要求之一所述的薄膜LED，其特征在于，规定以300mA或更高的电流强度来驱动所述薄膜LED。
15.按前述权利要求之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述第一接触层(11，12，13)不包括铝。
16.按前述权利要求之一所述的薄膜LED，其特征在于，由所述第一接触层(11，12，13)覆盖少于15％的所述主面(14)的整个面积。
17.按前述权利要求之一所述的薄膜LED，其特征在于，所述第一接触层(11，12，13)具有包括接触面(11)和多个接触接片(12，13)的横向结构。
18.按权利要求17所述的薄膜LED，其特征在于，由至少一个框架形的接触接片(13)包围所述接触面(11)，其中，所述框架形的接触接片(13)通过至少一个其它的接触接片(12)与所述接触面相连接。
19.按权利要求18所述的薄膜LED，其特征在于，所述框架形的接触接片(13)具有正方形的、矩形的或者圆形的形状。
20.按权利要求18或19所述的薄膜LED，其特征在于，所述框架形的接触接片(13)的数量为一、二或者三。
21.按前述权利要求之一所述的薄膜LED，其特征在于，在所述活性层(7)的位于所述第一接触层(11，12，13)的对面的侧面上，设置了反射所发射的辐射的第二接触层(5)，其中，所述第一接触层(11，12，13)具有接触面(11)，而所述第二接触层(5)在位于所述接触面(11)对面的区域中具有凹槽(18)。
全文摘要
在薄膜LED中，通过构造两维电子气或者空穴气来提高电流扩展层(9)的横向导电率，该薄膜LED具有在主辐射方向(15)上发射电磁辐射(19)的由氮化物化合物半导体制成的活性层(7)，在主辐射方向(15)上跟随在活性层(7)之后的、由第一氮化物化合物半导体材料制成的电流扩展层(9)，通过其耦合输出在主辐射方向(15)上所发射的辐射的主面(14)，以及被布置在主面(14)上的第一接触层(11，12，13)。通过将至少一个由第二氮化物化合物半导体材料制成的层(10)嵌入到电流扩展层(9)中来有利地实现两维电子气或者空穴气的构造。
文档编号H01L33/38GK1914742SQ200580003269
公开日2007年2月14日 申请日期2005年1月25日 优先权日2004年1月26日
发明者J·鲍尔, B·哈恩, V·海勒, R·奥伯施密德, A·魏马 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司