专利名称：发光器件的制作方法
技术领域：
本实施例涉及一种发光器件。
背景技术：
LED(发光二极管)是用于将电流转变为光的半导体发光器件。由LED发射的光波长取决于用于制造LED的半导体材料。这是因为发光的波长根 据半导体材料的带隙而改变，半导体材料的带隙表示价带电子与导带电子之间的能量差。最近，LED的亮度已增加，使得LED被用作用于显示设备、照明装置的光源以及用 于车辆的光源。此外，通过使用荧光材料或通过结合具有各种颜色的LED，LED可以发射具 有优越效率的白光。
发明内容
本实施例提供一种发光器件。实施例提供一种发光器件，所述发光器件包括能够防止电流泄漏同时有效地吸收 震动的钝化层。根据本实施例的发光器件包括发光半导体层，所述发光半导体层包括第一导电 半导体层、有源层和第二导电半导体层；第一钝化层，所述第一钝化层在发光半导体层上； 以及第二钝化层，所述第二钝化层在第一钝化层上并且具有2. 0至4. OGPa的弹性模量。根据本实施例的发光器件包括支撑层；第一电极层，所述第一电极层在支撑层 上；发光半导体层，所述发光半导体层在第一电极层上；第二电极层，所述第二电极层在发 光半导体层上；第一钝化层，所述第一钝化层环绕发光半导体层并且包括无机材料；以及 第二钝化层，所述第二钝化层环绕第一钝化层并且包括有机材料。有益效果本实施例提供一种发光器件。本实施例提供一种发光器件，所述发光器件包括能够防止电流泄漏同时有效地吸 收震动的钝化层。
图1至4是示出根据本实施例的发光器件及其制造方法的视图；图5是示出具有在图4所示结构的发光器件中包括GaN半导体层的发光半导体层 和包括有机层的第二钝化层上的应变和应力分布的视图；以及图6是示出发光器件的示意性视图，以说明压力施加到具有图4所示结构的发光 器件。
具体实施例方式下面，将参考附图来详细描述本发明的实施例。
但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并且不应该被认为局限于在此阐述 的示例实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开是彻底的和完全的，并将本发明的范围 完全传递给所属领域的技术人员。图中相同的附图标记始终用来表示相同的元件。在图中，为了清楚可以夸大层和 区域的尺寸和相对尺寸。应当理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”或“下”时，它可 以直接在另一个元件上或可以存在插入元件。当诸如表面的元件的一部分被称为术语“内 部”时，应当理解，与元件的其他部分相比，该部分远离器件。
应当理解，这种术语包括除了图中所示的方向之外的器件的其他方向。最后，当元 件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在插入元件。如在此使用的术语“和/或”包括 一个或多个相关列项的任意和所有组合。即使使用术语“第一”和“第二”来描述各种元件、组件、区、层和/或区域，但是这 种元件、组件、区、层和/或区域不局限于该术语。下面将参考诸如蓝宝石(Al2O3)衬底的非导电衬底上形成的氮化镓(GaN)基发光 器件来描述实施例。但是，本发明不限于此。本实施例可以包括诸如导电衬底的其他衬底。由此，本实施例包括在GaP衬底上 形成的AlGaInP 二极管、在SiC衬底上形成的GaN 二极管、在SiC衬底上形成的SiC 二极 管、在蓝宝石衬底上形成的SiC 二极管和/或在GaN、SiC、AIN、ZnO和/或其他衬底上形成 的氮化物基二极管或其组合。此外，根据本实施例的有源区不意欲用于发光二极管的区域。 此外，根据其他实施例，有源区可以以各种形式来提供。为了保证发光器件的结构稳定性和防止发光器件中的电流泄漏，当制造发光器件 时，可以在构成发光器件的半导体层的暴露表面上形成钝化层。具体地，在垂直型发光器件的情况下，钝化层保护半导体层，并且吸收去除衬底时 发生的震动和应力。因此，钝化层用作重要的组件。折射率和介电常数是选择用于发光器件的钝化层的材料时考虑的最基本性能。优 选地，用于钝化层的材料的折射率(η)必须在2.4至1.0之间的范围内，其中GaN的折射率 是2. 4以及空气的折射率是1.0。在此情况下，可以从发光器件有效率地提取光。优选地， 如果用于钝化层的材料具有优异的介电常数，则可以有效地实现电钝化，即，可以有效率地 防止电流泄漏。但是，由于垂直型发光器件需要经受由激光剥离工艺引起的高应力环境，因此钝 化层需要强的机械性能，所述激光剥离工艺使用激光来执行以去除衬底。S卩，在激光剥离工艺期间，产生大量震动波。由于GaN半导体是非常易碎的，震动 波易于使GaN半导体破裂。由此，通过考虑由于激光剥离引起的震动而设计的钝化层必须有效率地吸收激光 剥离工艺期间产生的震动，以及必须具有强的粘附强度，以可靠地固定GaN半导体。通常用作钝化材料的、诸如SiO2或SiNx的无机材料具有优越的粘附性能。但是， 该无机材料是非常易碎的，以及在吸收震动中具有局限性。由此，需要提供一种能增强机械稳定性同时保持与无机层的优异介电常数和耐热 性能相类似的钝化层。
(实施例)图1至4是示出根据本实施例的发光器件及其制造方法的视图。
如图1所示，在垂直型发光器件中，在衬底10上形成发光半导体层20，以及通过蚀 刻工艺，在发光半导体层20中蚀刻单元器件划分区。发光半导体层20包括第一导电半导 体层21、有源层22以及第二导电半导体层23。第一导电半导体层21以包括η-型杂质的氮化物半导体层的形式来提供。以及第 二导电半导体层23以包括ρ-型杂质的氮化物半导体层的形式来提供。在此之后，在通过蚀刻工艺形成的单元器件上形成第一电极层30。如图2所示，在通过蚀刻工艺暴露的发光半导体层20上形成第一钝化层40，以及 在第一钝化层40上形成第二钝化层50。第一钝化层40可以与发光半导体层20和第一电极层30接触。此外，在通过蚀刻 工艺限定的空间中填充第二钝化层50。S卩，在根据本实施例的发光器件中，钝化层具有包括第一钝化层40和第二钝化层 50的双层结构。第一钝化层40包括无机层，以及第二钝化层50包括有机层。此外，在根据另一实施例的发光器件中，钝化层可以具有包括至少三个层的复杂 结构，其中在第一钝化层40和第二钝化层50上附加地形成第三钝化层和第四钝化层。如图3所示，在第一电极层30和第二钝化层50上形成耦合金属层60，然后在耦合 金属层60上形成支撑层70。支撑层70在分离衬底10的工艺期间支撑发光结构并且包括 导电性的半导体层或金属。然后，通过激光剥离工艺去除衬底10，以及执行包括形成光提取结构24和第二电 极层31的工艺的后续工艺，由此实现图4所示的结构。在根据本实施例的发光器件中，第二钝化层50包括主要用作应力缓冲的有机层， 由此提高发光器件的抗冲击性能。包括无机层的第一钝化层40提高介电常数、耐热性能和 光提取效率。上述抗冲击性能是应力缓冲层所必需的基本性能，以及表示钝化层吸收激光剥离 工艺期间产生的冲击波的能力。GaN半导体基本上具有高于常规有机层100倍的弹性模量，并且GaN半导体是非常 易碎的。此外，由于具有厚度小于10 μ m的板形形状的GaN半导体容易经受x-y双轴应力， 所述板形GaN半导体具有高于块形(bulk-shape)GaN半导体的脆度。其间，大多数有机层具有低弹性模量、高伸长度以及大于GaN半导体薄膜的体积 的体积，使得该有机层能够有效率地吸收冲击能。由此，如果使用包括无机层和有机层的复杂结构，则与仅包括有机层的发光器件 的机械性能相比较，发光器件的机械性能得以显著提高。但是，如果在吸收冲击的工艺期间，有机层过度地变形，则相对于相邻部分会发生 失配，因此使应力不利地集中。由此，吸收冲击能的能力必须与弹性模量一起考虑。表1表示用作GaN层和钝化 层的有机层和无机层的物理性能。表1
权利要求
一种发光器件，包括发光半导体层，所述发光半导体层包括第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；第一钝化层，所述第一钝化层在所述发光半导体层上；以及第二钝化层，所述第二钝化层在所述第一钝化层上并且具有2.0至4.0GPa的弹性模量。
2.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一钝化层包括无机材料，以及所述第二 钝化层包括有机材料。
3.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一钝化层具有2.0X10_6至200X10_6 的介电常数。
4.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一钝化层与所述第二钝化层之间的粘 附强度是40至lOOOMPa。
5.如权利要求1所述的发光器件，包括在所述第二钝化层上的耦合金属层和支撑层。
6.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一钝化层包括Si、N、Ti、0或SOG(旋涂 玻璃)中的至少一种。
7.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第一钝化层包括Si02、Si3N4,TiO2, SiN或 TiN中的至少一种。
8.如权利要求1所述的发光器件，其中，所述第二钝化层包括基于聚酰亚胺的聚合物 材料、基于丙烯的聚合物材料或基于环氧树脂的聚合物材料中的至少一种。
9.一种发光器件，包括 支撑层；第一电极层，所述第一电极层在所述支撑层上；发光半导体层，所述发光半导体层在所述第一电极层上；第二电极层，所述第二电极层在所述发光半导体层上；第一钝化层，所述第一钝化层环绕所述发光半导体层并且包括无机材料；以及第二钝化层，所述第二钝化层环绕所述第一钝化层并且包括有机材料。
10.如权利要求9所述的发光器件，包括耦合金属层，所述耦合金属层在所述支撑层与所述第一电极层之间。
11.如权利要求9所述的发光器件，其中，所述第二钝化层具有2.0至4. OGPa的弹性模量。
12.如权利要求9所述的发光器件，其中，所述第一钝化层具有2.OX 10_6至200X 10_6 的介电常数。
13.如权利要求9所述的发光器件，其中，在所述第一钝化层与所述第二钝化层之间的 粘附强度是40至lOOOMPa。
14.如权利要求9所述的发光器件，其中，所述第一钝化层包括Si02、Si3N4、Ti02、SiN或 TiN中的至少一种。
15.如权利要求9所述的发光器件，其中，所述第二钝化层包括基于聚酰亚胺的聚合物 材料、基于丙烯的聚合物材料或基于环氧树脂的聚合物材料中的至少一种。
全文摘要
根据本发明的实施例，发光器件包括发光半导体层，所述发光半导体层由第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层构成；第一钝化层，所述第一钝化层在发光半导体层上；以及第二钝化层，所述第二钝化层在第一钝化层上、具有2.0至4.0GPa的弹性模量。
文档编号H01L33/44GK101965647SQ200980102031
公开日2011年2月2日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月11日
发明者曹贤敬, 裵德圭 申请人:Lg伊诺特有限公司