半导体发光器件的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年7月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0091930的优先权，该申请的全部公开以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本公开涉及一种半导体发光器件、一种制造半导体发光器件的方法以及一种制造 半导体发光器件封装件的方法。
【背景技术】
[0004] 与现有技术的光源相比，发光二极管（LED)具有许多优点，诸如相对长的寿命、 功耗程度低、快响应速度、环保等等，并且因此被广泛地看作下一代发光源，并且作为用于 各种产品中（诸如在普通照明装置和显示装置的背光中）的一种光源，其重要性增加。 例如，基于诸如氮化镓（GaN)、铝镓氮化物（AlGaN)、铟镓氮化物（InGaN)、铟铝镓氮化物 (InAlGaN)等的III族氮化物的LED可作为输出蓝光或紫外光的半导体发光器件发挥作用。
[0005] 近来，随着LED被越来越广泛地使用，其应用已延伸至用于高电流的装置和高输 出应用的光源。对在高电流和高输出应用中使用的装置中的LED的需求刺激了本公开所涉 及的领域中的不断发展的研究，以提高发光特性。例如，为了通过结晶度的提高和发光面积 的增大来增大发光效率，已经提出了具有发光纳米结构的半导体发光器件及其制造技术。
【发明内容】
[0006] 本公开的一方面可提供一种具有改进的发光特性（光学特性或光学性能）的半导 体发光器件，一种用于制造半导体发光器件的方法，以及一种用于制造半导体发光器件封 装件的方法。
[0007] 根据本公开的一方面，一种半导体发光器件可包括：下部结构，该下部结构包括： 至少一个发光区，其包括多个三维（3-D)发光纳米结构；和至少一个电极区，其包括多个位 置，其中，所述多个三维（3-D)发光纳米结构和所述多个位置的布置方式相同。
[0008] 在一些示例实施例中，所述多个位置是形成和去除其它发光纳米结构的凹陷、突 起和位置中的至少一个。
[0009] 在一些示例实施例中，至少一个电极区可包括第一导电类型的半导体区和第二导 电类型的半导体区。
[0010] 在一些示例实施例中，每个三维（3-D)发光纳米结构可包括第一导电类型的半导 体芯、有源层和第二导电类型的半导体皮。
[0011] 在一些示例实施例中，下部结构还可包括衬底、衬底上的基础层和基础层上的掩 模层。
[0012] 在一些不例实施例中，半导体发光器件还可包括：基础层上的第一导电类型的电 极和掩模层上的第二导电类型的电极。
[0013] 在一些示例实施例中，半导体发光器件还可包括覆盖所述多个三维（3-D)发光纳 米结构的透明电极层。
[0014] 在一些示例实施例中，半导体发光器件还可包括在透明电极层和所述多个三维 (3-D)发光纳米结构上的填充剂层。
[0015] 在一些示例实施例中，半导体发光器件还可包括掩模层与第二导电类型的电极之 间的电极绝缘层。
[0016] 在一些示例实施例中，按照等间距六边形图案布置所述多个三维（3-D)发光纳米 结构。
[0017] 在一些不例实施例中，第一导电类型的半导体芯由掺有娃（Si)或碳（C)的η型 氮化镓（n-GaN)制成，有源层包括铟镓氮化物（InGaN)，第二导电类型的半导体皮由掺有镁 (Mg)或锌（Zn)的p型氮化镓（p-GaN)制成。
[0018] 在一些示例实施例中，至少一个发光区包括三个发光区，三个发光区的每一个各 自包括具有不同间距的多个三维（3-D)发光纳米结构。
[0019] 在一些示例实施例中，具有更大间距的多个三维（3-D)发光纳米结构还可具有更 大的生长厚度、更高的铟（In)含量和更长的波长中的至少一个。
[0020] 在一些示例实施例中，所述多个三维（3-D)发光纳米结构中的两个的中心之间的 间距、发光纳米结构与所述多个位置之间的间距以及所述多个位置之间的间距全部实质上 相等。
[0021] 在一些示例实施例中，所述多个位置中的每一个的横截面积大于所述多个三维 (3-D)发光纳米结构中的每一个的横截面积。
[0022] 在一些示例实施例中，每个三维（3-D)发光纳米结构还包括第一导电类型的半导 体芯的一部分上的高电阻层。
[0023] 在一些不例实施例中，一种半导体发光器件包括：衬底，其包括至少一个发光区和 至少一个电极区；衬底上的基础层；基础层上的掩模层；在至少一个发光区中的掩模层中 的多个开口中的多个三维（3-D)发光纳米结构；以及分别在第一电极区和第二电极区中的 第一电极和第二电极。第一电极和第二电极、至少一个电极区中的掩模层以及第一电极区 和第二电极区中的基础层各自具有这样的多个位置：所述多个位置与至少一个发光区中的 所述多个三维（3-D)发光纳米结构的图案具有共同图案，并且彼此具有共同图案。
[0024] 在一些示例实施例中，半导体发光器件还可包括：透明电极层，其覆盖所述多个三 维（3-D)发光纳米结构；透明电极层和所述多个三维（3-D)发光纳米结构上的填充剂层； 以及掩模层与第二电极之间的电极绝缘层。
[0025] 在一些示例实施例中，多个三维（3-D)发光纳米结构中的每一个包括第一导电类 型的半导体芯、有源层和第二导电类型的半导体皮。
[0026] 在一些不例实施例中，第一导电类型的半导体芯由掺有娃（Si)或碳（C)的η型 氮化镓（n-GaN)制成，有源层包括铟镓氮化物（InGaN)，第二导电类型的半导体皮由掺有镁 (Mg)或锌（Zn)的p型氮化镓（p-GaN)制成。
【附图说明】
[0027] 通过以下结合附图进行的具体描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其它方 面、特征和其它优点，其中：
[0028] 图1是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的平面图；
[0029] 图2是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的剖视图；
[0030] 图3A至图3L是示意性地示出根据本公开的示例实施例的制造半导体发光器件的 方法的剖视图；
[0031] 图4A至图4C是示意性地示出根据本公开的示例实施例的制造半导体发光器件的 方法的剖视图；
[0032] 图5A和图5B是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的平面 图和透视图；
[0033] 图6A至图6C是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的电极 的透视图；
[0034] 图7A和图7B是根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的多个区的显微镜图 像；
[0035] 图8A至图8D是示意性地示出根据本公开的示例实施例的制造半导体发光器件的 方法的剖视图；
[0036] 图9是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的剖视图；
[0037] 图10是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的剖视图；
[0038] 图11是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的剖视图；
[0039] 图12是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的剖视图；
[0040] 图13A和图13B是示意性地示出根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的平 面图和透视图；
[0041] 图14和图15是示出采用根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的封装件的 示例的示图；
[0042] 图16和图17是采用根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的背光单元的示 例；
[0043] 图18是示出采用根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的照明装置的示例 的不图；以及
[0044] 图19是示出采用根据本公开的示例实施例的半导体发光器件的大灯的示例的示 图。
【具体实施方式】
[0045] 现在，将参照其中示出了本发明构思的示例实施例的附图在下文中更加完全地描 述本发明构思。通过以下将参照附图更详细地描述的示例实施例，本发明构思的优点和特 点以及实现它们的方法将变得清楚。然而，应该注意本发明构思不限于以下示例实施例，而 是可按照各种形式实现。因此，仅提供示例实施例以公开本发明构思，并且使得那些本领域 技术人员知晓本发明构思的类别。在附图中，本发明构思的实施例不限于本文提供的特定 示例，并且为了清楚起见在附图中进行了放大。
[0046] 本文所用的术语仅是为了描述特定实施例，并且不旨在限制本发明。如本文所用， 除非上下文清楚地指明不是这样，否则单数形式"一"、"一个"和"该"也旨在包括复数形式。 如本文所用，术语"和/或"包括相关所列项之一或多个的任何和所有组合。应该理解，当 一个元件被称作"连接"或"结合"至另一元件时，所述一个元件可直接连接或结合至所述 另一元件，或者可存在中间元件。
[0047] 相似地，应该理解，当诸如层、区或衬底的一个元件被称作"位于"另一元件"上" 时，所述一个元件可直接"位于"所述另一元件"上"，或者可存在中间元件。相反，术语"直 接"意指不存在中间元件。还应该理解，当本文使用术语"包括"、"包括……的"、"包含"和 /或"包含……的"时，指明存在所列特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在 或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0048] 另外，以下将参照作为本发明构思的理想示例示图的剖视图来描述【具体实施方式】 中的实施例。因此，示例示图的形状可根据制造技术和/或可允许的误差而发生改变。因 此，本发明构思的实施例不限于示例示图中示出的特定形状，而是可包括可根据制造工艺 生成的其它形状。附图中例示的区域具有一般属性，并且用于示出元件的特定形状。因此， 这不应理解为对本发明构思的范围的限制。
[0049] 还应该理解，虽然本文可使用术语第一、第二、第三等来描述各个元件，但是这些 元件不应由这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离 本发明的教导的情况下，一些实施例中的第一元件应该在其它实施例中被称作第二元件。 本文解释和示出的本发明构思的多个方面的示例性实施例包括它们的互补对应部分。相同 的附图标记或相同的参考指示符在整个说明书中指示相同元件。
[0050] 此外，本文参照作为理想示例示图的剖视图和/或平面图来描述示例实施例。因 此，可以预见作为例如制造技术和/或公差的结果的图中的形状的变化。因此，示例实施例 不应限于这里示出的区的形状，而是包括由制造导致的形状的偏差。例如，示为矩形的蚀刻 区可通常具有圆形或弯曲特征。因此，图中示出的区实际上是示意性的，并且它们的形状不 旨在示出装置的区的实际形状，并且不旨在限制示例实施例的范围。
[0051] 如通过本发明的实体应该理解，根据本文所述的各个实施例的器件和形成器件的 方法可在诸如集成电路的微电子器件中实现，其中根据本文所述的各个实施例的多个器件 集成在相同的微电子器件中。因此，在微电子器件中，本文所示的剖视图可沿着不一定正交 的两个不同的方向复制。因此，实现根据本文所述的各个实施例的器件的微电子器件的平 面图可包括按照基于微电子器件的功能性的阵列和/或二维图案布置的多个器件。
[0052] 根据本文所述的各个实施例的器件可根据微电子器件的功能性散布于其它器件 之间。此外，根据本文所述的各个实施例的微电子器件可沿着可与所述两个不同方向正交 的第三方向复制，以提供三维集成电路。
[0053] 因此，本文所示的剖视图可对根据本文所述的各个实施例的在平面图中沿着两个 不同方向延伸和/或在立体图中沿着三个不同方向延伸的多个器件提供支持。例如，当在 器件/结