紫外线发光元件的制作方法

紫外线发光元件的制作方法
【专利摘要】提供一种紫外线发光元件。该紫外线发光元件包括：氮化镓基的n型接触层；氮化镓基的p型接触层；多量子阱结构的活性层，位于n型接触层与p型接触层之间，并具有多个势垒层和多个阱层；氮化镓基的电子阻挡层，置于p型接触层与活性层之间，并含有铝，多量子阱结构的活性层释放具有365至390nm范围内的峰值波长的紫外线，n型接触层与p型接触层包括含有铝的相同组成的氮化镓基半导体层，相同组成的氮化镓系半导体层是在n型接触层及p型接触层内具有最窄带隙的层。因此，能够减小因n型接触层及p型接触层导致的光损失，改善发光效率。
【专利说明】
紫外线发光元件
技术领域
[0001] 本实用新型涉及无机物半导体发光元件，特别是涉及一种紫外线发光元件。
【背景技术】
[0002] -般而言，氮化镓系半导体作为全彩色显示装置、交通信号灯、普通照明及光通信 设备的光源，广泛应用于紫外线、蓝/绿色发光元件(light emitting diode)或激光二极管 (laser diode)。特别是氮化铟镓(InGaN)化合物半导体，由于窄带隙而倍受瞩目。
[0003] 利用这种氮化镓系化合物半导体的发光元件，应用于大型天然色平板显示装置、 背光源、信号灯、室内照明、高密度光源、高分辨率输出系统和光通信等多样的应用领域。特 别是释放近紫外线的发光元件，用于假币鉴别、树脂硬化及紫外线治疗等，另外，可以与荧 光体组合，体现多样颜色的可见光线。
[0004] 近紫外线一般指约320~390nm波长范围的紫外线。GaN具有约3.42eV的带隙能量， 该能量对应于约365nm波长的光能。因此，把InGaN用作阱层的发光元件，可以根据In的含有 量而用于释放365nm以上的光，即，365~390nm范围的近紫外线。
[0005] 另一方面，在阱层生成的光通过势皇层及接触层等的多个半导体层而释放到外 部。在光行进的路径上有多个半导体层，因这些半导体层而发生光吸收。特别是在具有比阱 层更窄带隙或带隙类似的情况下，会发生相当多的光损失。特别是需要控制因占发光元件 大部分厚度的η型接触层及p型接触层导致的光吸收。
[0006] 另一方面，与蓝色发光元件相比，近紫外线发光元件的电气、光学特性相对不好， 因而要求一种改善散热特性及光提取特性的近紫外线发光元件。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型要解决的技术问题是改善氮化镓系近紫外线发光元件的光功率或发 光效率。
[0008] 本实用新型要解决的另一技术问题是控制因多个接触层导致的光吸收，使发光元 件的光损失减小。
[0009] 本实用新型一个实施例的紫外线发光元件包括:氮化镓基的η型接触层;氮化镓基 的Ρ型接触层;多量子阱结构的活性层，位于η型接触层与ρ型接触层之间，并且具有多个势 皇层和多个阱层;氮化镓基的电子阻挡层，置于Ρ型接触层与活性层之间，并且含有铝，多量 子阱结构的活性层释放具有365至390nm范围内的峰值波长的紫外线，η型接触层与ρ型接触 层包括含有铝的相同组成的氮化镓系半导体层，相同组成的氮化镓系半导体层是在η型接 触层及Ρ型接触层内具有最窄带隙的层。
[0010] η型接触层及ρ型接触层内的具有最窄带隙的层，相对于在活性层生成的光显示出 支配性的吸收特性。因此，需要使η型接触层及ρ型接触层内的具有最窄带隙的层的带隙增 加。因此，优选这些层的具有最窄带隙的层含有铝。
[0011] 另一方面，在活性层生成的光的一部分将全部通过η型接触层及ρ型接触层。特别 是，在利用反射金属层而使光反射的竖直结构的发光元件中，相当量的光束通过P型接触层 及η型接触层。根据本实用新型的实施例，将η型接触层及p型接触层内的具有最窄带隙的 层，以相互相同组成的氮化镓基半导体层形成，从而能够相同地保持在各层中的光吸收特 性，减小因重复吸引导致的光损失。
[0012] 另外，η型接触层及ρ型接触层可以是单层。进而，η型接触层及ρ型接触层可以是 AlxGal-xN单层，Α1的组成比X可以为0.05至0.1范围内。
[0013] 以单层形成η型接触层及ρ型接触层，从而能够减小在界面生成的结晶缺陷，因此， 能够减少在多个半导体层的界面可能发生的光损失。另外，使Α1的组成比X在所述范围内， 从而η型接触层及ρ型接触层的结晶生长容易，能够减小在活性层内发生的结晶缺陷，能够 使光吸收减少。
[0014] 多个阱层可以以InGaN形成，释放具有365~390nm范围内的峰值波长的紫外线。为 了释放具有所述范围内的峰值波长的紫外线，可以调节InGaN阱层内的In的组成比、阱层的 厚度等。
[0015] 另一方面，多个势皇层可以以AlGaN或AlInGaN形成。进而，最靠近电子阻挡层的势 皇层可以比其它势皇层厚。多个势皇层具有比阱层更宽的带隙，在阱层内囚禁电子与空穴。 当多个势皇层包含In时，能够缓和与InGaN阱层的晶格失配，有利于改善活性层的结晶品 质。
[0016] 另一方面，电子阻挡层含有比多个势皇层多的A1，因而与电子阻挡层相接的势皇 层相对更厚地形成。
[0017] 在几个实施例中，多个势皇层中含有的A1的组成比大于η型接触层及ρ型接触层含 有的Α1的组成比。
[0018] 另一方面，最靠近ρ型接触层的势皇层可以为非掺杂层，其它势皇层可以为η型杂 质掺杂层。将非掺杂层作为最靠近Ρ型接触层的势皇层，从而帮助空穴从Ρ型接触层注入活 性层。
[0019] 在几个实施例中，ρ型接触层包括下部掺杂层、上部掺杂层及位于下部掺杂层与上 部掺杂层之间的中间掺杂层，中间掺杂层具有比下部掺杂层及上部掺杂层的掺杂浓度低的 掺杂浓度。另一方面，Ρ-电极连接于下部掺杂层。下部掺杂层可以是表面掺杂了高浓度杂质 的所谓"delta掺杂层"。
[0020] 另一方面，中间掺杂层可以比下部掺杂层及上部掺杂层的厚度厚。相对更厚地形 成以低浓度掺杂了杂质的中间掺杂层，从而能够减小因 P型接触层导致的光吸收。
[0021] 进而，电子阻挡层可以具有比下部掺杂层的掺杂浓度低而比上部掺杂层的掺杂浓 度高的掺杂浓度。
[0022] 在ρ型接触层及电子阻挡层中，通常Mg可以作为ρ型杂质进行掺杂，但并非限定于 此，可以掺杂不同种类的ρ型杂质。
[0023] 另一方面，中间掺杂层及上部掺杂层的掺杂浓度也可以从下部掺杂层朝向电子阻 挡层逐渐增加。此时，中间掺杂层的掺杂浓度坡度可以更陡。
[0024] 在几个实施例中，η型接触层包括以相对高的浓度掺杂的高浓度掺杂层和以相对 低的浓度掺杂的低浓度掺杂层，低浓度掺杂层可以置于高浓度掺杂层与活性层之间。η-电 极连接于高浓度掺杂层。
[0025] 通过包括低浓度掺杂层，可以减小光吸收，能够帮助η型接触层内电子分散。另外， 通过导入低浓度掺杂层，可以改善活性层的结晶品质。
[0026] 进而，低浓度掺杂层可以从高浓度掺杂层朝向活性层包括掺杂浓度互不相同的第 一掺杂层、第二掺杂层及第三掺杂层。第一掺杂层可以具有比第三掺杂层的掺杂浓度高的 掺杂浓度，第二掺杂层具有比第三掺杂层的掺杂浓度高而比高浓度掺杂层的掺杂浓度低的 掺杂浓度。借助于这种掺杂分布，能够强化η型接触层内的电子分散。
[0027] 在几个实施例中，η型接触层可以还包括位于低浓度掺杂层与活性层之间的超晶 格层。超晶格层例如可以为调制掺杂层。
[0028] 另一方面，紫外线发光元件可以还包括:ρ-电极，接触于ρ型接触层;η-电极，接触 于η型接触层;支撑基板，与Ρ型接触层相向设置，并且Ρ-电极置于Ρ型接触层与支撑基板之 间，Ρ-电极可以包括反射金属层。
[0029] 通过包括反射金属层，可以使入射到ρ型接触层的光发生反射，增加发光效率。
[0030] 另一方面，支撑基板作为导热率比蓝宝石基板高的基板，可以是硅基板或金属基 板。
[0031] 进而，η型接触层可以具有粗糙的表面，因此，光提取效率得到改善。另外，所述紫 外线发光元件还可以包括覆盖粗糙的表面的绝缘保护层。绝缘保护层可以是折射率比η型 接触层低的硅氧化膜或硅氮化膜。因此，能够使因内部全反射导致的光损失减少，进一步增 加发光效率。
[0032] 在活性层生成并朝向ρ型接触层的光的至少一部分被反射金属层反射，并通过η型 接触层释放到外部。特别是，η型接触层比ρ型接触层厚。被反射金属层反射的光在穿过ρ型 接触层后，通过η型接触层释放到外部。因此，与通过ρ型接触层释放到外部的情形相比，能 够减小多个半导体层内的光路径，能够减小光损失。
[0033] 本实用新型将含有相互相同组成的铝的氮化镓基半导体层作为η型接触层及ρ型 接触层内带隙最窄的层，从而能够减小因重复吸收导致的光损失。进而，使连接于Ρ型接触 层的Ρ-电极中包含反射金属层，通过η型接触层释放光，从而能够提供改善了散热效率及发 光效率的紫外线发光元件。
[0034] 另外，通过控制η型接触层及ρ型接触层的铝含量，能够减小活性层的结晶缺陷，能 够减小因光吸收导致的光损失。
【附图说明】
[0035]图1是用于说明本发明一个实施例的紫外线发光元件的概略性设计图。
[0036]图2是为了说明本发明一个实施例的紫外线发光元件沿着图1的截取线Α-Α截取的 剖面图。
[0037]图3是为了说明本发明一个实施例的紫外线发光元件沿着图1的截取线Β-Β截取的 剖面图。
[0038]图4是为了说明本发明一个实施例的紫外线发光元件沿着图1的截取线C-C截取的 剖面图。
[0039]图5是用于说明本发明一个实施例的紫外线发光元件的多个半导体层的局部放大 剖面图。
[0040] 图6至图9作为用于说明制造本发明一个实施例的紫外线发光元件的方法的剖面 图，分别是与图1的截取线A-A对应的剖面图。
【具体实施方式】
[0041] 下面参照附图，详细说明本发明的实施例。下面介绍的实施例，作为示例，提供用 于使本发明的技术构思能够充分传递给所属领域的技术人员。因此，本实用新型并不限定 于以上说明的实施例，可以以其它形式具体化。而且，就附图而言，构成元件的宽度、长度、 厚度等，为了便利而可以夸张地表现。在整个说明书中，相同的附图标记代表相同的构成元 件。
[0042] 图1是用于说明发明一个实施例的紫外线发光元件的概略性设计图，图2至图4是 分别沿图1的截取线A-A、B_B及C-C截取的剖面图。在图1中，用虚线显示了位于半导体层叠 结构体30下方的反射金属层31及中间绝缘层33的开口部33a。
[0043] 参照图1至图4,发光元件包括支撑基板41、半导体层叠结构体30、反射金属层31、 中间绝缘层33、势皇金属层35、保护绝缘层47、n-电极片51及电极延长部51a。另外，发光元 件可以包括粘合金属43。
[0044]支撑基板41与用于使多个化合物半导体层生长的生长基板相区分，是附着于已生 长的多个化合物半导体层的二次基板。支撑基板41作为导热率比诸如蓝宝石的生长基板高 的基板，例如可以是硅基板或金属基板。
[0045]半导体层叠结构体30位于支撑基板41上，并且包括p型接触层29、电子阻挡层28、 活性层27及η型接触层25。其中，半导体层叠结构体30与普通的竖直型发光元件类似，p型接 触层29比η型接触层25更靠近支撑基板41侧。半导体层叠结构体30可以位于支撑基板41的 一部分区域上。即，支撑基板41具有比半导体层叠结构体30相对大的面积，半导体层叠结构 体30位于环绕支撑基板41边缘的区域内。
[0046] η型接触层25、活性层27、电子阻挡层28及ρ型接触层29可以由含有铝的ΙΠ -Ν系列 的化合物半导体，例如由AlGaN或AlInGaN半导体形成。对于η型接触层25、活性层27、电子阻 挡层28及ρ型接触层29,后面将参照图5进行详细说明。
[0047]电阻相对小的η型接触层25位于支撑基板41的相反侧，从而容易在η型接触层25的 上部面形成粗糙的表面，粗糙的表面使在活性层27生成的光的提取效率提高。
[0048] Ρ-电极位于ρ型接触层29与支撑基板41之间，并且可以包括反射金属层31及势皇 金属层35。反射金属层31在半导体层叠结构体30与支撑基板41之间，并且欧姆接触ρ型接触 层29。反射金属层31例如可以包括诸如Ag的反射层。反射金属层31限定地位于半导体层叠 结构体30区域下方。如图1所示，反射金属层31可以由多个板(plate)形成，在多个板之间形 成有槽。半导体层叠结构体30通过槽被暴露。
[0049]中间绝缘层33覆盖在多个反射金属层31之间暴露的半导体层叠结构体30。中间绝 缘层33可以在反射金属层31与支撑基板41之间覆盖反射金属层31。中间绝缘层33覆盖反射 金属层31，例如多个板的侧面及边缘，并且具有暴露反射金属层31的多个开口部33a。中间 绝缘层33可以由硅氧化膜或硅氮化膜的单层或多层形成，另外，可以是反复层叠折射率互 不相同的多个绝缘层，例如反复层叠 Si〇2/Ti〇2或Si〇2/Nb2〇5的分布布拉格反射器。借助于中 间绝缘层33,可以防止反射金属层31的侧面暴露到外部。中间绝缘层33还可以位于半导体 层叠结构体30的侧面下方，因此，可以防止通过半导体层叠结构体30侧面的漏电流。
[0050]势皇金属层35在反射金属层31下方覆盖反射金属层31。势皇金属层35在中间绝缘 层33下方覆盖中间绝缘层33,并且可以通过中间绝缘层33的开口部而连接到反射金属层 31。势皇金属层35防止反射金属层31的例如Ag的金属物质扩散，从而保护反射金属层31。势 皇金属层35例如可以包括Ni层。势皇金属层35可以位于支撑基板41的前面。
[0051]另一方面，支撑基板41可以通过粘合金属43而粘合于势皇金属层35上。粘合金属 43例如可以以Au-Sn，利用共融粘合而形成，或利用Au粘合。不同于此，支撑基板41例如也可 以使用镀金技术形成在势皇金属层35上。当支撑基板41为导电性基板时，可以执行p-电极 片的功能。不同于此，当支撑基板41为绝缘基板时，p-电极片可以形成在位于支撑基板41上 的势皇金属层35上。
[0052]另一方面，半导体层叠结构体30的上面，即η型接触层25的表面，可以具有粗糙的 表面和平坦的表面。如图2至图4所示，η-电极片51及电极延长部51a可以位于平坦的表面 上。如图所示，η-电极片51及电极延长部51a可以限定地位于平坦的表面上，并且具有比平 坦表面的宽度窄的宽度。因此，能够防止电极片或电极延长部因在半导体层叠结构体30上 发生底切等而剥离，能够提高可靠性。另一方面，粗糙的表面可以位于比平坦表面更下方。 即，粗糙的表面位于η-电极片51及电极延长部51a下方。但是，本发明并不限于此，η-电极片 51及电极延长部51a也可以位于粗糙的表面上。此时，省略平坦表面。
[0053]另一方面，η-电极可以位于半导体层叠结构体30上，并且包括η-电极片51和从n-电极片51延长的电极延长部51a。在半导体层叠结构体30上可以有多个η-电极片51，各个电 极延长部51a可以分别从多个η-电极片51延长。这些电极延长部51a既可以相互连接，也可 以相互隔离。η-电极片51及电极延长部51a可以电气连接于半导体层叠结构体30,并且直接 接触η型接触层25。
[0054] η-电极片51还可以位于反射金属层31的槽区域上部。即，在η-电极片51的下方，没 有欧姆接触Ρ型接触层29的反射金属层31，取而代之，存在中间绝缘层33。进而，电极延长部 51a还位于反射金属层31的槽区域上部。如图1所示，在由多个板构成的反射金属层31中，电 极延长部51a可以位于多个板之间的区域上部及多个板的外部区域上部。电极延长部51a与 中间绝缘层33叠置，但不与多个板叠置，因此，能够防止电流在电极延长部51a上沿竖直方 向集中地流动。
[0055]另一方面，保护绝缘层47覆盖η型接触层25的上面。保护绝缘层47可以覆盖电极延 长部51a。但是，保护绝缘层47具有暴露η-电极片51的开口部47a。保护绝缘层47覆盖η型接 触层25的粗糙的表面。保护绝缘层47可以具有沿着粗糙的表面形成的凹凸面。借助于保护 绝缘层47,可以减小在保护绝缘层47的上部表面中发生的内部全反射。
[0056]保护绝缘层47还可以覆盖半导体层叠结构体30的侧面，保护半导体层叠结构体30 不受外部环境影响。
[0057]图5是用于说明本发明一个实施例的紫外线发光元件的多个半导体层的局部放大 剖面图。下面参照图5,详细说明本发明的实施例的半导体层叠结构体30。
[0058]半导体层叠结构体30包括η型接触层25、活性层27、电子阻挡层28及ρ型接触层29。 [0059] η型接触层25由掺杂η型杂质，例如掺杂了Si的氮化镓系半导体层形成，例如，可以 具有约1至2um的厚度。η型接触层25可以以单层或多层形成。η型接触层25内具有最窄带隙 的层并且含有铝。例如，具有最窄带隙的层可以由AlxGal-xN的组成，x可以具有0.05至0.1的 范围内的值。进而，η型接触层25可以是均一的氮化镓系组成的单层，可以是具有AlxGal-xN 组成的单层。
[0060] 另一方面，η型接触层25可以包括掺杂浓度相对高的高浓度掺杂层25a和掺杂浓度 相对低的低浓度掺杂层25b。高浓度掺杂层25a比低浓度掺杂层25b厚。η-电极连接于高浓度 掺杂层25a，因此，能够降低接触电阻。例如，高浓度掺杂层25a可以具有IX 1019/cm3~5 X 1019/cm3范围内的掺杂浓度，低浓度掺杂层25b可以具有1 X 1018/cm3~1 X 1019/cm3范围内的 掺杂浓度。
[0061] 另外，低浓度掺杂层25b从高浓度掺杂层25a侧朝向活性层27侧可以包括掺杂浓度 互不相同的第一层、第二层及第三层。这些第一层至第三层均具有低于高浓度掺杂层25a的 掺杂浓度，例如，具有5 X 1017/cm3~1 X 1019/cm3范围内的掺杂浓度，不过，第一层可以具有 高于第三层的掺杂浓度，第二层可以具有高于第三层的掺杂浓度。
[0062] 通过在高浓度掺杂层25a与活性层27之间构造低浓度掺杂层25b，因而从高浓度掺 杂层25a流入活性层27的电子在通过低浓度掺杂层25b之前，可以在η型接触层25内均匀地 分散。
[0063]光可以通过η型接触层25的表面而释放到外部，为此，η型接触层25可以具有粗糙 的表面R。
[0064]虽然图中未示出，但在η型接触层25与活性层27之间，也可以存在超晶格层，例如， 使杂质掺杂浓度周期性地变化的调制掺杂层。
[0065]活性层27具有包括相互交替地层叠的多个势皇层27b和多个阱层27w的多量子阱 结构。阱层27w与势皇层27b可以形成3对以上，进而，可以形成5对以上。多个阱层27w具有释 放365nm至390nm范围的近紫外线的组成及厚度。例如，多个讲层27w可以以InGaN形成，并且 具有5至20nm范围内的厚度。此时，阱层27w含有的In的含量根据期望的近紫外线波长而决 定。例如，讲层27w含有的In含量可以为约1 %至10%，因此，Ga为约90~99%范围内。
[0066]多个势皇层27b可以以含有铝、带隙比阱层宽的氮化镓系半导体层形成，例如以 AlGaN或AlInGaN形成。特别地，多个势皇层27b可以以AlInGaN形成，通过包含In，能够缓和 阱层27w与势皇层27b之间的晶格失配。
[0067]另一方面，多个势皇层27b、27b'中最靠近电子阻挡层28的势皇层27b'比其它多个 势皇层27b厚。最靠近电子阻挡层28的势皇层27b'可以为其它多个势皇层27b厚度的约2倍 以上。例如，势皇层27b可以具有20至30nm范围内的厚度，势皇层27b '可以具有40至60nm的 厚度。除最靠近电子阻挡层28的势皇层27b'之外的其余多个势皇层27b，具有几乎相互同等 的厚度。
[0068]多个势皇层27b、27b '可以具有与η型接触层25及p型接触层29相同或更宽的带隙。 因此，多个势皇层27b、27b'中含有的铝含量可以高于η型接触层25及ρ型接触层29中含有的 铝的含量。通过使多个势皇层27b、27b'中含有高的铝，可以容易地把电子与空穴囚禁于阱 层，能够提高再结合率，进而通过使相对厚的η型接触层25及ρ型接触层29中含有更低的铝， 能够改善半导体层叠结构体30的整体结晶品质。
[0069]另一方面，优选地，最靠近ρ型接触层29的势皇层27b'为非掺杂层。以非掺杂层为 势皇层27b'，从而空穴能够充分从ρ型接触层29流入活性层27。
[0070] 电子阻挡层28含有铝，并且具有半导体层叠结构体30内最宽的带隙。电子阻挡层 28可以以AlGaN或AlInGaN形成。电子阻挡层28防止电子从活性层27流至Ijp型接触层29,使再 结合率增加。
[0071] 例如Mg的p型杂质可以掺杂于电子阻挡层28。电子阻挡层28的掺杂的杂质的掺杂 浓度可以高于P型接触层29内除delta掺杂层之外其余部分的掺杂浓度。
[0072] p型接触层29作为氮化镓系半导体层，含有铝。p型接触层29可以是单层或多层。不 过，P型接触层29内带隙最窄的层含有铝，是与η型接触层25的带隙最窄的层相同组成的氮 化镓系半导体层。
[0073] 例如，ρ型接触层29内带隙最窄层可以具有AlxGal-xN的组成，X可以具有0.05至0.1 的范围内的值。进而，P型接触层29可以是均一的氮化镓系组成的单层，可以是具有AlxGal-XN的组成的单层。
[0074] ρ型接触层29可以包括下部掺杂层29c、中间掺杂层29b及上部掺杂层29a。中间掺 杂层29b与上部掺杂层29a及下部掺杂层29c相比具有相对低的掺杂浓度，并且位于下部掺 杂层29c与上部掺杂层29a之间。中间掺杂层29b可以在生长期间截断Mg的源气体（例如 Cp2Mg)的供应并生长。另外，低浓度的掺杂层29b与上部掺杂层29a及下部掺杂层29c相比， 相对更厚地形成。因此，通过提高P型接触层29的结晶品质并减小杂质浓度，可以缓和因 ρ型 接触层29而导致的近紫外线损失。
[0075]另一方面，下部掺杂层29c可以是"delta"掺杂层，ρ-电极连接于下部掺杂层29c。 下部掺杂层29c以高浓度掺杂Mg，降低与ρ-电极的接触电阻。下部掺杂层29c可以以约2至 的厚度形成。
[0076]图6至图9是用于说明制造本发明一个实施例的紫外线发光元件的方法的剖面图。 其中，剖面图与沿着图1的截取线A-A而截取的剖面图对应。
[0077]首先，参照图6,在生长基板21上形成包括η型接触层25、活性层27、电子阻挡层28 及Ρ型接触层29的半导体层叠结构体30。
[0078]生长基板21作为用于使氮化镓系半导体层生长的基板，如蓝宝石、SiC、尖晶石等， 不特别限定。
[0079] η型接触层25及ρ型接触层29与参照图5进行说明的内容类似，除了在η型接触层25 上不形成粗糙的面R。为了使η型接触层25生长，在基板21上，也可以追加生长核层及缓冲 层。核层为了在基板21上使缓冲层生长，可以在400~600 °C的低温下以(Al、Ga)N形成，优选 地，以GaN或A1N形成。核层可以以约25nm的厚度形成。缓冲层作为用于缓和在基板21与η型 接触层25之间发生诸如电位的缺陷的层，在相对高温下生长。缓冲层例如可以以无掺杂GaN 形成约1.5um的厚度。
[0080]多个氮化镓系半导体层可以以ΙΠ -Ν系列的化合物半导体形成，可以借助于金属有 机化学气相沉积法(M0CVD)或分子束外延法(molecular beam epitaxy;MBE)等工艺在生长 基板21上生长。
[0081 ]在半导体层叠结构体30上形成反射金属层31。反射金属层31具有使半导体层叠结 构体30暴露的槽。例如，反射金属层31可以由多个板构成，在多个板之间可以形成有槽(参 照图1)。
[0082]接着，形成覆盖反射金属层31的中间绝缘层33。中间绝缘层33填充反射金属层内 的槽，并且覆盖反射金属层的侧面及边缘。另外，中间绝缘层33具有使反射金属层31暴露的 多个开口部。中间绝缘层33可以以硅氧化膜或硅氮化膜形成，也可以反复层叠折射率互不 相同的多个绝缘层，从而形成分布布拉格反射器。虽然说明的是中间绝缘层33在反射金属 层31上形成的情形，但中间绝缘层33也可以限定于反射金属层31之间的槽内形成。进而，中 间绝缘层33也可以具有使p型接触层29暴露的开口部地首先形成，然后反射金属层31在中 间绝缘层33上形成。
[0083]在反射金属层31上形成势皇金属层35。势皇金属层35可以在中间绝缘层33上形 成，可以填充在中间绝缘层33形成的开口部并连接于反射金属层31。
[0084]如果参照图7,在势皇金属层35上附着支撑基板41。支撑基板41独立于半导体层叠 结构体30制作后，可以通过粘合金属43而粘合于势皇金属层35上。不同于此，支撑基板41可 以在势皇金属层35上镀金形成。
[0085]然后，去除生长基板21，暴露半导体层叠结构体30的η型接触层25的表面。生长基 板21可以利用激光剥离（laser lift-off;LL0)等基板分析技术而去除。
[0086]如果参照图8,在暴露的η型接触层25上形成掩模图案45。掩模图案45覆盖与反射 金属层31的槽对应的η型接触层25区域，并使额外的区域暴露。特别是，掩模图案45覆盖之 后η-电极片及电极延长部将形成的区域。掩模图案45可以以诸如光刻胶的聚合物形成。
[0087] 接着，把掩模图案用作蚀刻掩模，对η型接触层25的表面进行各向异性蚀刻，从而 在η型半导体层25上形成粗糙的表面R。然后，去除掩模图案45。掩模图案45所在的η型接触 层25表面保持平坦的表面。
[0088] 另一方面，对半导体层叠结构体30进行图案化，形成芯片分离区域，暴露中间绝缘 层33。芯片分离区域可以在形成粗糙的表面R之前或之后形成。
[0089] 如果参照图9，在形成粗糙表面R的η型接触层25上，形成η-电极，即，图1的η-电极 片51及电极延长部51a。]!-电极可以利用剥离（lift off)技术形成。
[0090] 然后，形成覆盖电极延长部51a并具有使η-电极片51暴露的开口部的保护绝缘层 47,将支撑基板41分割成单个发光元件，从而完成参照图1至图4进行说明的紫外线发光元 件。
[0091] 在本实施例中，说明了η-电极片51及电极延长部51a在η型接触层25的平坦表面上 形成的情形，但本发明并非限定于此，η-电极片51及电极延长部51a也可以在粗糙的表面R 上直接形成。
[0092] 以上对本发明多样的实施例进行了说明，但所述实施例用于帮助本发明的理解， 并非本发明限定于这些实施例。所述实施例可以在本发明的范围内多样地变形。
【主权项】
1. 一种紫外线发光元件，其特征在于，所述紫外线发光元件包括： 氮化镓基的η型接触层； 氮化镓基的Ρ型接触层； 多量子阱结构的活性层，位于所述η型接触层与所述ρ型接触层之间，并且具有多个势 皇层与多个阱层；以及 氮化镓基的电子阻挡层，置于所述Ρ型接触层与所述活性层之间，并且由AlGaN或 AlInGaN 形成， 所述多量子阱结构的活性层释放具有365至390nm范围内峰值波长的紫外线， 所述η型接触层与所述ρ型接触层为相同的AlxGa^N单层，A1的组成比X为0.05至0.1范 围内， 所述AlxGahN单层是所述η型接触层及所述ρ型接触层的具有最窄带隙的层。2. 根据权利要求1所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述多个阱层以InGaN形成，并且释放具有365~390nm范围内的峰值波长的紫外线。3. 根据权利要求2所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述多个势皇层以AlGaN或AlInGaN形成， 最靠近所述P型接触层的势皇层比其它势皇层厚。4. 根据权利要求3所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述多个势皇层中含有的A1的组成比大于所述η型接触层及所述ρ型接触层含有的A1 的组成比。5. 根据权利要求3所述的紫外线发光元件，其特征在于， 最靠近所述电子阻挡层的势皇层为非掺杂层，其它势皇层为η型杂质掺杂层。6. 根据权利要求1所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述Ρ型接触层包括下部掺杂层、上部掺杂层及位于所述下部掺杂层与所述上部掺杂 层之间的中间掺杂层， 所述中间掺杂层具有比所述下部掺杂层及所述上部掺杂层的掺杂浓度低的掺杂浓 度， Ρ-电极连接于所述下部掺杂层。7. 根据权利要求6所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述电子阻挡层具有比所述下部掺杂层的掺杂浓度低而比所述上部掺杂层的掺杂浓 度高的掺杂浓度。8. 根据权利要求6所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述中间掺杂层及所述上部掺杂层的掺杂浓度从所述下部掺杂层朝向所述电子阻挡 层逐渐增加。9. 根据权利要求1所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述η型接触层包括高浓度掺杂层和低浓度掺杂层，所述低浓度掺杂层置于所述高浓 度掺杂层与所述活性层之间， η_电极连接于所述高浓度掺杂层。10. 根据权利要求9所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述低浓度掺杂层从所述高浓度掺杂层朝向所述活性层包括掺杂浓度互不相同的第 一掺杂层、第二掺杂层及第三掺杂层， 所述第一掺杂层具有比第三掺杂层的掺杂浓度高的掺杂浓度，第二掺杂层具有比第三 掺杂层的掺杂浓度高而比所述高浓度掺杂层的掺杂浓度低的掺杂浓度。11. 根据权利要求1所述的紫外线发光元件，其特征在于，所述紫外线发光元件还包括： p-电极，接触于所述P型接触层； η-电极，接触于所述η型接触层；以及 支撑基板，与所述Ρ型接触层相向设置，并且所述Ρ-电极置于所述支撑基板与所述Ρ型 接触层之间， 所述Ρ-电极包括反射金属层。12. 根据权利要求11所述的紫外线发光元件，其特征在于，所述支撑基板为金属基板。13. 根据权利要求11所述的紫外线发光元件，其特征在于，所述η型接触层具有粗糙的 表面。14. 根据权利要求13所述的紫外线发光元件，其特征在于，还包括覆盖所述粗糙的表面 的绝缘保护层。15. 根据权利要求11所述的紫外线发光元件，其特征在于， 在所述活性层生成并朝向所述Ρ型接触层的光的至少一部分被所述反射金属层反射， 并且通过所述η型接触层释放到外部。16. 根据权利要求1所述的紫外线发光元件，其特征在于， 所述η型接触层比所述ρ型接触层厚， 在所述活性层生成并入射到所述Ρ型接触层的光的至少一部分在所述Ρ型接触层的表 面反射，并且通过所述η型接触层释放到外部。
【文档编号】H01L33/14GK205645855SQ201620229001
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】高美苏
【申请人】首尔伟傲世有限公司