半导体发光器件及其制造方法_5

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实施例,还可在第二区域142B'上形成对应于以上参照图3描述的第 四区域142D的区域。
[0154] 根据本发明的示例性实施例,通过控制居中度并使主体部分B均匀地生长,有源 层144、发光层可在均匀生长的m面上均匀地生长,因此,可从多个发光纳米结构140a均匀 地发射光。
[0155]图7A至图7C是基于根据本发明的示例性实施例的制造半导体发光器件的方法的 第一导电类型的半导体芯的显微图像。
[0156] 图7A至图7C示出了通过扫描电镜(SEM)分析第一导电类型的半导体芯142(参 照图1)的第一区域142A的结果。
[0157] 图7A和图7B示出了根据比较例1和2的第一导电类型的半导体芯142的第一区 域142A,并且图7C示出了以上参照图2C描述的根据本发明的实施例的第一导电类型的半 导体芯142的第一区域142A。与本发明的实施例比较,在比较例1中,通量和处理温度不 同,而在比较例2中,仅处理温度不同。详细地说,就比较例1而言,在供应的镓前体与氮前 体的比率在〇. 7至0. 9的范围内并且处理温度为约1100°C的条件下生长第一区域142A。就 比较例2而言,在处理温度为约1100°C的条件下生长第一区域142A。
[0158] 表1示出了各种情况的第一区域142A的居中度程度。这些值表示末端部分T的 顶点TC与主体部分B的中心竖直轴线CV间隔开的百分率。"未形成"表不其中末端部分T 的顶点TC未形成至可充分识别的程度的情况。
[0159] [表 1]
[0160]
[0161] 参照图7A至图7C和表1,与比较例1相比,就通过调整前体的通量来减小生长率 的比较例2而言,10nm以内的居中度的百分率增大至20. 50%。另外,与比较例2相比,在 控制前体的通量和处理温度二者的本发明的实施例的情况下,l〇nm以内的居中度的百分率 进一步增大至超过60 %,具体地说,66. 70 %。
[0162] 在实施例中,第一区域142A的宽度的范围可为从340nm至380nm,例如,随着在后 续处理中形成第二区域至第四区域(142B、142C和142D),该宽度的范围可为从430nm至 470nm。末端部分T的顶点TC与主体部分B的中心竖直轴线CV间隔开的距离是在第一区域 142A中测量的值。然而,虽然在后续处理中形成第二区域至第四区域(142B、142C和142D), 但是居中度很少改变,并且在每个第一导电类型的半导体芯142的第一区域142A中保持相 同的居中度比率。
[0163] 因此,由于居中度提高,因此m面在后续处理中稳定地生长,因此,从多个发光纳 米结构140发射的光的波长的变化减小。
[0164]图8是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的半导体发光器件的剖视图。
[0165] 参照图8,半导体发光器件100b包括衬底101和形成在衬底101上的基本层120、 掩模层130、发光纳米结构140b、透明电极层150和填料层160。每个发光纳米结构140b包 括在基本层120上生长的第一导电类型的半导体芯142、高电阻层143、有源层144和第二 导电类型的半导体层146。半导体发光器件100b还可包括分别电连接至基本层120和第二 导电类型的半导体层146的第一电极170和第二电极180。
[0166] 虽然图8中未详细示出,但是第一导电类型的半导体芯142可包括第一区域至第 四区域(142A、142B、142C和142D),或包括第一区域142A'和第二区域142B',如图1或图 4所示。
[0167] 在当前示例性实施例中,还可在第一导电类型的半导体芯142的末端部分的倾斜 的表面上设置高电阻层143。然而,根据示例性实施例,可在有源层144的表面上设置高电 阻层143。
[0168] 高电阻层143可由具有高电阻的材料形成,以阻挡可在第一导电类型的半导体芯 142的末端部分产生的漏电流。例如,高电阻层143可由未掺杂的半导体或掺有与第一导电 类型的半导体芯142的导电类型相反的导电类型的杂质的半导体材料形成。例如,在第一 导电类型的半导体芯142由η型氮化镓(n-GaN)形成的情况下,高电阻层143可由未掺杂 的氮化镓(GaN)形成,或者可由掺有诸如镁(Mg)的p型杂质的氮化镓(GaN)形成。然而, 根据示例性实施例,高电阻层143的成分可变化,并且在生长氮化镓(GaN)的第一导电类型 的半导体芯142之后,可原位额外供应铝(A1)和铟(In)中的至少一个源,以形成由成分为 AlxInyGaixyN(0彡X< 1,0彡y< 1,0彡x+y< 1)的铝铟镓氮化物形成的层。
[0169] 在根据当前示例性实施例的半导体发光器件100b中,通过形成掩模层130和包 括异质界面的高电阻层143,可在发光纳米结构140b的上部和下部二者中有效地阻挡漏电 流。
[0170]图9是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的半导体发光器件的剖视图。
[0171] 参照图9,半导体发光器件100c包括导电衬底109、基本层120a、掩模层130和发 光纳米结构140。每个发光纳米结构140包括在基本层120a上生长的第一导电类型的半导 体芯142、有源层144和第二导电类型的半导体层146。半导体发光器件100c还可包括分 别电连接至基本层120a和第二导电类型的半导体层146的第一电极170a和第二电极180a 和 180b。
[0172] 虽然在图9中未详细示出,但是第一导电类型的半导体芯142可包括第一区域至 第四区域(142A、142B、142C和142D),或者第一区域142A'和第二区域142B',如图1或图 4所示。
[0173] 导电衬底109可由导电材料形成,并且可为例如硅(Si)衬底或Si-Al合金衬底。
[0174] 第二电极180a和180b可包括接触电极层180a和接合电极层180b。导电衬底109 可通过接合电极层180b的媒介物电连接至接触电极层180a。根据示例性实施例,如图1所 示,还可设置覆盖发光纳米结构140的透明电极150。
[0175]接触电极层180a可包括适于实现与发光纳米结构140的第二导电类型的半导体 层146的欧姆接触的材料。接触电极层180a可由例如氮化镓(GaN)、铟镓氮化物(InGaN)、 氧化锌(ZnO)或石墨层形成。另外,接触电极层180a可包括诸如银(Ag)、镍(Ni)、铝(A1)、 铑(Rh)、钯(Pd)、铱(Ir)、钌(Ru)、镁(Mg)、锌(Zn)、铂(Pt)、金(Au)等的材料,并且可具有 包括诸如镍/银(Ni/Ag)、锌/银(Zn/Ag)、镍/铝(Ni/Al)、锌/铝(Zn/Al)、钯/银(Pd/ Ag)、钯 / 铝(Pd/Al)、铱 / 银(Ir/Ag)、铱 / 金(Ir/Au)、铂 / 银(Pt/Ag)、铂 / 铝(Pt/Al)、镍 /银/铂(Ni/Ag/Pt)等的两层或更多层的结构。具体地说,接触电极层180a可以考虑光提 取效率而形成为反射金属层。在这种情况下,接触电极层180a可将从有源层144发射并朝 着导电衬底109行进的光向上反射。接合电极层180b可为例如诸如镍/锡(Ni/Sn)的共 恪金属层。
[0176] 可通过以下处理制造根据当前示例性实施例的半导体发光器件100c:形成接触 电极层180a而非填料层160 ;以及在以上参照图21描述的处理期间在接触电极层180a 形成上接合电极层180b。然后,导电衬底109接合至接触电极层180a,并且可通过将衬底 101 (参照图1) (S卩,半导体层的生长衬底)从基本层120a分离来去除。根据当前示例性实 施例的基本层120a可不具有诸如图1的半导体发光器件100的凹陷和突起图案,但是本发 明构思不限于此。
[0177]图10是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的半导体发光器件的剖视图。
[0178] 参照图10,半导体发光器件100d包括衬底101和形成在衬底101上的基本层120、 掩模层130、发光纳米结构140、透明电极层150和填料层160a。每个发光纳米结构140包 括从基本层120生长的第一导电类型的半导体芯142、有源层144和第二导电类型的半导体 层146。在图10中,省略了半导体发光器件100d的例如第一电极170和第二电极180的部 分组件。
[0179] 虽然图10中未详细示出,但是第一导电类型的半导体芯142可包括第一区域至第 四区域(142A、142B、142C和142D),或者可包括图1或图4所示的第一区域142A'和第二区 域 142B' 。
[0180] 另外,填料层160a可根据发光纳米结构140的形状具有不平坦的上表面。
[0181] 根据当前示例性实施例的半导体发光器件100d可包括第一区域至第三区域(R1、 R2和R3),并且第一区域至第三区域中的发光纳米结构140分别以距离D1、D2和D3彼此间 隔开。这里,第一距离D1最短,而第三距离D3可最大。
[0182] 在半导体发光器件100d包括发光纳米结构140之间的距离不同的第一区域至第 三区域(Rl、R2和R3)的情况下,在各区域中生长的发光纳米结构140的有源层144的铟 (In)的含量或生长厚度可不同。例如,在发光纳米结构140在相同生长条件下生长的情况 下,随着发光纳米结构140之间的距离变大,有源层144的铟(In)的含量可增大并且生长 厚度可变大。因此,第一区域至第三区域(R1、R2和R3)中的发光纳米结构140可发射具有 不同波长的光,并且可通过将具有不同波长的光混合发射白光。
[0183] 根据示例性实施例,发光纳米结构140可形成为在第一区域至第三区域(R1、R2和 R3)中具有不同尺寸。
[0184]图11和图12是示出采用根据本发明的示例性实施例的半导体发光器件的封装件 的示例的图。
[0185] 参照图11,半导体发光器件封装件1000可包括半导体发光器件1001、封装件主体 1002和一对引线框1003。半导体发光器件1001可安装在引线框1003上,并且通过导线W 电连接至引线框1003。根据示例性实施例,半导体发光器件1001也可安装在例如封装件主 体1002上的不同的区域上,而非引线框1003上。封装件主体1002可具有杯形,以提高光 的反射效率。由光透射材料形成的包封件1005可形成在反射杯中以包封半导体发光器件 1001、导线W等。
[0186] 在当前示例性实施例中,半导体发光器件封装件1000示为包括具有与图1所示的 半导体发光器件100的结构相似的结构的半导体发光器件1001,但是其还可包括以上参照 图4、图8、图9和图10的描述的根据本发明的其它示例性实施例的半导体发光器件100a、 100b、100c或 100d。
[0187] 参照图12,半导体发光器件封装件2000可包括半导体发光器件2001、安装板2010 和包封件2003。半导体发光器件2001可安装在安装板2010上,并且通过导线W和导电衬 底109 (参照图9)电连接至安装板2010。
[0188] 安装板2010可包括板主体2011、上电
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