专利名称：半导体发光器件的制作方法
技术领域：
本公开总体涉及一种半导体发光器件，更具体地，涉及一种具有用于电流扩散的电极结构的半导体发光器件。III族氮化物半导体发光器件指的是例如包括由Al (x) Ga (y) In (Ι-χ-y)
1,0 ^ x+y ^ 1)组成的化合物半导体层的发光二极管的发光器件， 并且还可以包括由例如SiC、SiN, SiCN和CN的其他族元素组成的材料，以及由这样的材料制成的半导体层。
背景技术：
这部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。图1是常规的III族氮化物半导体发光器件的示例的图。III族氮化物半导体发光器件包括基板100、在基板100上生长的缓冲层200、在缓冲层200上生长的η型III族氮化物半导体层300、在η型III族氮化物半导体层300上生长的发光层(active layer) 400、在发光层400上生长的ρ型III族氮化物半导体层500、在ρ型III族氮化物半导体层500上形成的P侧电极600、在ρ侧电极600上形成的ρ侧焊盘700、在通过对ρ型III族氮化物半导体层500和发光层400进行台面蚀刻而露出的η型III族氮化物半导体层300上形成的η侧电极800、以及可选的保护膜900。对于基板100，可以将GaN基板用作同质基板(homo-substrate)。可以将蓝宝石基板、SiC基板或Si基板用作异质基板(hetero-substrate)。然而，可以使用其上可以生长氮化物半导体层的任何类型的基板。在使用SiC基板的情况下，η侧电极800可以形成在SiC基板的表面上。在基板100上外延生长的氮化物半导体层通常通过金属有机化学汽相沉积 (MOCVD)来生长。缓冲层200用于克服异质基板100与氮化物半导体层之间的晶格常数和热膨胀系数的差异。美国专利第5，122，845号描述了一种在380°C至800°C下、在蓝宝石基板上生长具有100A至500A厚度的AlN缓冲层的技术。另外，美国专利第5，290, 393号描述了一种在 200 V至900 V下、在蓝宝石基板上生长具有IOA至5000A厚度的Al (x) Ga (l_x) N (0彡χ < 1) 缓冲层的技术。此外，美国公开第2006/Μ4454号描述了一种在600°C至990°C下生长SiC 缓冲层(籽晶层)并且在其上生长^i(X) Ga (1-x) N1)的技术。优选地，应该在η 型III族氮化物半导体层300的生长之前生长非掺杂GaN层。该非掺杂GaN层可以被认为是缓冲层200或η型III族氮化物半导体层300的一部分。在η型氮化物半导体层300中，至少η侧电极800的形成区域(η型接触层)掺杂有掺杂物。某些实施方式，η型接触层由GaN制成，并且掺杂有Si。美国专利第5，733，796 号描述了一种通过调整Si与其他源材料的混合比来以目标掺杂浓度对η型接触层进行掺杂的技术。发光层400通过电子和空穴的复合而产生光量子。例如，发光层400包含^i(X)Ga(1-x)N(0 < χ彡1)并且具有单层或多量子阱层。P型氮化物半导体层500掺杂有例如Mg的适当的掺杂物，并且通过激活过程 (activation process)而具有ρ型电导率。美国专利第5，Μ7，533号描述了一种通过电子束辐照来激活P型氮化物半导体层的技术。此外，美国专利第5，306，662号描述了一种通过在400°C以上进行退火而激活ρ型氮化物半导体层的技术。美国公开第2006/157714号描述了一种通过将氨与胼基原材料一起用作用于生长P型氮化物半导体层的氮前体、而无需激活过程使P型氮化物半导体层具有P型电导率的技术。ρ侧电极600用于使电流易于供应至P型氮化物半导体层500。美国专利第 5，563，422号描述了一种关于透光电极的技术，该透光电极由形成在ρ型氮化物半导体层 500的几乎整个表面上并且与ρ型氮化物半导体层500欧姆接触的Ni和Au构成。另外，美国专利第6，515，306号描述了一种在ρ型氮化物半导体层上形成η型超晶格层、并且在其上形成由铟锡氧化物(ITO)制成的透光电极的技术。ρ侧电极600可以形成为厚至不透射光线而将光线反射向基板100。该技术称为倒装芯片技术。美国专利第6，194，743号描述了一种关于电极结构的技术，该电极结构包括具有超过20nm厚度的Ag层、覆盖Ag层的扩散阻挡层以及包含Au和Al并覆盖扩散阻挡层的接合层。ρ侧焊盘700和η侧电极800用于供电和外部接线。美国专利第5，563，422号描述了一种使用Ti和Al形成η侧电极的技术。可选的保护膜900可以由SW2制成。η型氮化物半导体层300或ρ型氮化物半导体层500可以构成为单层或多层。通过采用激光技术或湿法蚀刻而将基板100从氮化物半导体层分离来形成垂直式发光器件。图2是在美国专利第5，563，422号中描述的电极结构的示例的图。ρ侧焊盘700 和η侧电极800位于发光器件的相对的对角部分上，以改善电流扩散。图3是在美国专利第6，307，218号中描述的电极结构的示例的图。根据发光器件的大面积趋势，将分支电极910以规定的间隔提供在ρ侧焊盘710与η侧电极810之间，以改善电流扩散。然而，具有例如在美国专利第5，563，422号或美国专利第6，307，218号中描述的上述电极结构的发光器件具有这样的问题，即，电流集中在区域R上并且P侧焊盘710与η 侧电极810之间距离较短。如果在连接至ρ侧焊盘710或η侧电极810的导线上发生接合缺陷，则发光器件的电流扩散不均勻。图4是经历导线接合缺陷的半导体发光器件的照片。图4(a)是显示具有正常接合至其上的四条导线的发光器件的光发射的照片，图4(b)是显示具有沿斜对角方向与其分离的两条导线和接合至其上的两条导线的发光器件的光发射的照片。图4(c)是显示具有沿单向与其分离的两条导线和接合至其上的两条导线的发光器件的光发射的照片。可以看出，在图4(c)中，由于导线接合缺陷使得发光不均勻。在多种实施方式中，已经提出将两个焊盘粘合以一起放置的发光器件以解决上述问题。然而，在位于相对侧上的焊盘之间仍然发生电流集中。
发明内容
技术问题将在用于实现本发明的最佳方式的下面的部分中描述由本公开解决的问题。技术方案这部分提供本公开的总体概括，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。根据本公开的一个方面，提供了一种通过电子和空穴的复合而产生光的半导体发光器件，该半导体发光器件包括第一接合电极和第二接合电极，所述第一接合电极和所述第二接合电极为电子和空穴的复合供应电流；从第一接合电极延伸的第一分支电极和第二分支电极；以及从第二接合电极延伸的第三分支电极，所述第三分支电极位于第一分支电极与第二分支电极之间，并且与第一分支电极具有第一间隔，并且与第二分支电极具有比第一间隔小的第二间隔，其中第二分支电极与第一分支电极相比，位于距离该半导体发光器件的中心更远的位置上，并且第二分支电极与第三分支电极相比，位于距离该半导体发光器件的中心更远的位置上。根据本公开的另一个方面，提供了一种通过电子和空穴的复合而产生光的半导体发光器件，该半导体发光器件包括第一接合电极和第二接合电极，所述第一接合电极和所述第二接合电极为电子和空穴的复合供应电流，第一接合电极和第二接合电极中的至少一个具有两个焊盘；从第一接合电极延伸的第一分支电极和第二分支电极；以及从第二接合电极延伸的第三分支电极，所述第三分支电极配置在第一分支电极与第二分支电极之间， 并且与第一分支电极相距第一间隔，并且与第二分支电极相距为比第一间隔小的第二间隔。有益效果根据本公开的III族氮化物半导体发光器件，可以防止电流集中。在根据本公开的III族氮化物半导体发光器件的某些实施方式中，即使存在导线接合缺陷，也能够防止电流集中。
图1是传统的III族氮化物半导体发光器件的示例的图。图2是在美国专利第5，563，422号中描述的电极结构的示例的图。图3是在美国专利第6，307，218号中描述的电极结构的示例的图。图4是经历导线接合缺陷的半导体发光器件的照片。图5是根据本公开的半导体发光器件的电极结构的实施方式的图。图6是根据本公开的半导体发光器件的实施方式的图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图详细描述本公开。图5是根据本公开的发光器件的电极结构的实施方式的图。该电极结构包括焊盘 70和80，以及分支电极91、92、93和94。将电流施加至焊盘70和80。当电流被施加至焊盘70和80时，可能在焊盘70和 80之间产生其上电流不均勻扩散而是集中的区域(在下文中称为“集中区域R”)。例如，
5集中区域R主要位于焊盘70与焊盘80之间的直线距离上。然而，根据本公开，集中区域R 不限于位于焊盘70与焊盘80之间的直线距离上的区域R1，还指示与周围相比、其上电流相对集中的区域；即，区域Rl可以是相对于区域R2的集中区域R，并且区域R2可以是相对于区域R3的集中区域R (参见图5(a))。因此，当电流分布相对变化时，集中区域R可能形成在区域Rl中。分支电极91连接至焊盘70并且位于集中区域R中。分支电极92连接至焊盘80 并且位于与分支电极91相距间隔Gl的位置上。分支电极93连接至分支电极91并且位于与分支电极92相距间隔G2的位置上。例如，间隔Gl大于间隔G2(参见图5(b))。因此， 可以缩小或消除集中区域R。在某些实施方式中，从分支电极91开始依次设置分支电极92 和分支电极93，从而有利于缩小或消除集中区域R。参照图5(c)，分支电极94位于距离分支电极93为小于间隔Gl的间隔G3的位置上。在某些实施方式中，间隔G3小于间隔G2。其原因是由于分支电极91与分支电极92的间隔Gl和分支电极92与分支电极93的间隔G2之间的关系可以应用于间隔G2和间隔G3。图6是根据本公开的半导体发光器件的实施方式的图。该发光器件包括焊盘70 和80、以及分支电极91、92、93、94和95。例如，假设发光器件具有Imm的宽度和长度。焊盘70和焊盘80供应电流，使得发光层(参见图1)能够通过电子和空穴的复合而发光。焊盘70和焊盘80位于发光器件的两侧之间。将两个圆形焊盘72和74粘着以形成焊盘70，并且这两个圆形焊盘72和74可以相互间隔开并通过分支电极91、93和95而相互连接，以形成焊盘70。另外，焊盘72、74、82和84可以形成为例如椭圆形、多边形等的各种形状。分支电极91从焊盘70向焊盘80延伸，这意味着分支电极91位于集中区域R中， 如参照图5所说明的。分支电极92位于与分支电极91相距间隔Gl的位置上。例如，分支电极92从焊盘80向焊盘70延伸，并且以与分支电极91相距1 μ m的间隔Gl向两侧分开，从而易于电流扩散。总地来说，分支电极92弯曲并且延伸以包围分支电极91。分支电极93位于与分支电极92相距为小于间隔Gl的间隔G2的位置上。例如， 分支电极93以与分支电极92相距89 μ m的间隔G2向分支电极91的两侧分开，从而易于电流扩散。总地来说，分支电极93弯曲并且延伸以包围分支电极92。分支电极94位于与分支电极93相距间隔G3的位置上。如图5所示，间隔G3小于间隔G1，并且在某些实施方式中小于间隔G2。例如，分支电极94以与分支电极93相距 80 μ m的间隔G3向分支电极92的两侧分开，从而易于电流扩散。总地来说，分支电极94弯曲并且延伸以包围分支电极93。分支电极95可以位于与分支电极94相距例如89 μ m的间隔G4的位置上。间隔 G4可以根据电流集中的程度而大于或小于间隔G3。在分支电极92、93、94和95上形成环状扩展部分e。电流可以通过扩展部分e扩散至外围，这进一步地改善了电流扩散。在下文中，将描述本公开的各种示例性实施方式。(1)半导体发光器件包括以不同间隔定位的多个分支电极。这防止了电流集中。(2)半导体发光器件包括能够将多条导线接合至其上的电极。即使在电极上出现导线接合缺陷时，这也能防止电流集中。 (3)半导体发光器件包括为电子和空穴的复合供应电流的第一接合电极和第二接合电极，从第一接合电极延伸的第一分支电极和第二分支电极，以及从第二接合电极延伸的第三分支电极，其布置在第一分支电极与第二分支电极之间，并且与第一分支电极具有第一间隔，并且与第二分支电极具有比第一间隔小的第二间隔，其中第二分支电极与第一分支电极相比，位于距离发光器件的中心更远的位置上，第二分支电极与第三分支电极相比，位于距离该半导体发光器件的中心更远的位置上，并且将第一接合电极和第二接合电极中的至少一个布置在该半导体发光器件的一侧的中心部分上。这使得电流能够从该半导体发光器件的中心部分扩散到外围。
权利要求
1.一种半导体发光器件，其通过电子和空穴的复合而产生光，所述半导体发光器件包括第一接合电极和第二接合电极，所述第一接合电极和第二接合电极为电子和空穴的复合供应电流；从所述第一接合电极延伸的第一分支电极和第二分支电极；以及从所述第二接合电极延伸的第三分支电极，所述第三分支电极位于所述第一分支电极与所述第二分支电极之间，并且与所述第一分支电极相距第一间隔，与所述第二分支电极相距比所述第一间隔小的第二间隔，其中，所述第二分支电极与所述第一分支电极相比，位于距离所述半导体发光器件的中心更远的位置上，并且所述第二分支电极与所述第三分支电极相比，位于距离所述半导体发光器件的中心更远的位置上。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述第一接合电极和所述第二接合电极中的至少一个包括两个焊盘。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述第一接合电极和所述第二接合电极中的至少一个位于所述半导体发光器件的一侧的中心部分上。
4.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中，相互面对地放置所述第一接合电极和所述第二接合电极。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述第一分支电极向所述第二接合电极延伸。
6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，所述半导体发光器件包括第四分支电极， 所述第四分支电极从所述第二接合电极延伸，并且位于距离所述第二分支电极为比所述第二间隔小的第三间隔的位置上。
7.根据权利要求2所述的半导体发光器件，其中，将所述第一接合电极和所述第二接合电极中的至少一个布置在所述发光器件的一侧的中心部分上；相互面对地布置所述第一接合电极和所述第二接合电极；并且所述第一分支电极向所述第二接合电极延伸。
8.根据权利要求7所述的半导体发光器件，所述半导体发光器件包括第四分支电极， 所述第四分支电极从所述第二接合电极延伸，并且位于距离所述第二分支电极为比所述第二间隔小的第三间隔的位置上。
9.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其中，所述发光器件是III族氮化物半导体发光器件。
10.一种半导体发光器件，其通过电子和空穴的复合而产生光，所述半导体发光器件包括第一接合电极和第二接合电极，所述第一接合电极和第二接合电极为电子和空穴的再结合供应电流，所述第一接合电极和所述第二接合电极中的至少一个具有两个焊盘； 从所述第一接合电极延伸的第一分支电极和第二分支电极；以及从所述第二接合电极延伸的第三分支电极，所述第三分支电极布置在所述第一分支电极与所述第二分支电极之间，并且与所述第一分支电极相距第一间隔，与所述第二分支电极相距为比所述第一间隔小的第二间隔。
全文摘要
本发明涉及一种半导体发光器件，更具体地涉及一种通过电子和空穴的复合而产生光的半导体发光器件。该半导体发光器件包括第一接合电极和第二接合电极，它们为电子和空穴的复合供应电流；从第一接合电极延伸的第一分支电极和第二分支电极；以及从第二接合电极延伸的第三分支电极，其位于第一分支电极与第二分支电极之间，并且与第一分支电极相距第一间隔，与第二分支电极相距为比第一间隔小的第二间隔。第二分支电极与第一分支电极相比位于距离发光器件的中心更远的位置上，并且第二分支电极与第三分支电极相比位于距离发光器件的中心更远的位置上。
文档编号H01L33/38GK102239577SQ200980148846
公开日2011年11月9日 申请日期2009年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者南起燃, 李泰熙, 金昌台 申请人:艾比维利股份有限公司