专利名称：Ⅲ－v族化合物半导体发光器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种III-V族化合物半导体发光器件，尤其涉及从能发射蓝光或白光的发光器件向外提取光的效率的提高，以及对其发射特性的可控性的改善。
背景技术：
通常，蓝宝石衬底主要用于III族化合物半导体发光器件，并且包含此类蓝宝石衬底的氮化物半导体发光器件已经可以从商业途径获得。由于蓝宝石衬底是绝缘的，所以p-型半导体的电极(在下文中称为“p-电极”)和n-型半导体的电极(在下文中称为“n-电极”)都被布置在衬底主表面上生长的多个III族氮化物半导体层上。
图10是日本专利公开No.2003-163373中公开的一种化合物半导体发光器件的横截面剖视示意图。该发光器件包括多层反射层。更具体地说，在图10的发光器件中，缓冲层82、第一反射层86、n-型层83、发光层84、p-型层85、第二反射层87、和p-电极88连续堆叠于蓝宝石衬底81上。n-电极89在部分暴露的n-型层83上形成。在图10所示的例子中，第二反射层87还用作p-电极88。
在图10的发光器件中，从发光层84发射出的光在第一反射层86和第二反射层87之间达成谐振，并且经由蓝宝石衬底81有效地发射到外面，从而改善发光器件的光输出量。为此，第一反射层86比第二反射层87的反射率低。
此外，日本专利公开No.2002-026392公开了以类似方法在p-型层侧面上提供高反射率的电极，致使来自发光层的光反射到蓝宝石衬底侧，从而改善外部提取光的效率。
在日本专利公开No.2003-163373和2002-026392公开的每种发光器件中，在p-型GaN层上提供高反射率的金属层，并且来自有源层的光在经由衬底发射之前根据器件的结构被反射。因而，在将包括半导体层的晶片分成芯片之后进行模塑时，从发光器件提取光受到由器件结构所决定的发射特性的限制。为了改变发射特性，需要适当地设计模塑中的坩埚(cup)形状或铸模形状。
发明内容
考虑到上述现有技术的情形，本发明的目的是，在用III-V族化合物半导体制造的、能发射蓝光或白光的发光器件中，在改善从其外部提取光的效率的同时控制发光器件的发射特性。
根据本发明的III-V族化合物半导体发光器件包括第一层堆和第二层堆。第一层堆包括一个具有依次堆叠的n-型半导体层、有源层和p-型半导体层的半导体层堆。用于反射从有源层发射出的光的多层反射结构在半导体层堆的主表面上形成。第一金属结合层在多层反射结构上形成。第二层堆包括第二金属结合层。第一层堆和第二层堆通过第一金属结合层和第二金属结合层的相互结合而结合在一起。多层反射结构从半导体层堆一侧按顺序包括透明导电氧化物层和与其邻接的反射金属层。调节透明导电氧化物层的厚度以控制发光特性。
III-V族化合物半导体的组成可以为AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)。优选地，多层反射结构进一步包括与导电氧化物层接触的金属层，其可实现与半导体层堆的欧姆接触。
用于实现欧姆接触的金属层优选地包括至少一种选自Ni、Pd、In和Pt的金属。进一步地，用于实现欧姆接触的金属层优选厚度的范围是1nm至20nm。
透明导电氧化物层可以包括通过掺杂物获得导电性的氧化铟、氧化锡、氧化锌和氧化钛的至少一种。透明导电氧化物层优选厚度为1nm至30μm。
优选地，反射金属层能够反射波长范围为360nm至600nm的光。反射金属层可以包括至少一种选自Ag、Al、Rh和Pd的金属。或者，它可以包括选自Ag、Bi、Pd、Au、Nd、Cu、Pt、Rh和Ni至少二种的合金。特别地，优选使用AgBi、AgNd和AgNdCu之一。
透明导电氧化物膜可以包括能引起荧光效应的掺杂物，并且来自有源层的光能够以荧光效应所转换的波长发射。引起荧光效应的掺杂物可以包括选自YAG:Ce；La2O2S:Eu3+；Y2O2S:Eu；ZnS:Cu，Al和(Ba，Mg)Al10O17:Eu中的至少一种，并且来自有源层的光可以通过荧光效应转换为白光。
透明电极层可以在半导体层堆的另一主表面上形成。透明电极层可以由透明导电氧化物形成。
在制造上述III-V族化合物半导体发光器件的方法中，透明导电氧化物层优选沉积至受控的预定厚度，以使发光器件具有预定的发光特性。透明导电氧化物层可以通过溅射沉积。
通过下列结合附图对本发明进行的详细说明，本发明的上述及其他目的、特征、方面和优点将更加明显。
图1是用于制造根据本发明实施例的III族氮化物半导体发光器件的层堆的横截面剖视示意图。
图2是另一个与图1的层堆一起用于制造III族氮化物半导体发光器件的层堆的横截面剖视示意图。
图3是展示使用图1和2的层堆制造的III族氮化物半导体的发光器件的横截面剖视示意图。
图4是用于制造根据本发明另一个实施例案的III族氮化物半导体的发光器件的层堆的横截面剖视示意图。
图5是另一个与图4的层堆一起用于制造III族氮化物半导体的发光器件的层堆的横截面剖视示意图。
图6是使用图4和5的层堆制造的III族氮化物半导体的发光器件的横截面剖视示意图。
图7是展示图3所示III族氮化物半导体发光器件的发光特性实例的半圆图(semicircular graph)。
图8是展示图3所示III族氮化物半导体发光器件的发光特性另一个实例的半圆图。
图9是展示图3所示III族氮化物半导体发光器件的发光特性又一个实例的半圆图。
图10是一个在蓝宝石衬底上形成的并且包括一个反射层的常规化合物半导体发光器件的横截面剖视示意图。
具体实施例方式
第一个实施例图3以横截面示意图的方式展示了根据本发明第一个实施例的III族氮化物半导体发光器件。在该发光器件中，透明n-电极120在包括多个III族氮化物半导体层的层堆1-1的底面上形成，其中III族氮化物半导体层包括发光层。在层堆1-1上侧的多金属结合层(multiple metal bonding layer)B上所结合的是导电衬底电极1-2，其包括多金属结合层C。多金属结合层B和C相互结合。
为了生产图3的发光器件，首先制造图1所示的层堆1-1。在层堆1-1的制造中，GaN缓冲层102、n-型GaN层103、由四对In0.08Ga0.92N亚层和GaN亚层交替堆叠而成的作为发光层的MQW(多量子阱)有源层104、p-型AlGaN层105和p-型GaN层106依次在蓝宝石衬底101上形成。进一步地，透明欧姆接触层107、ITO(氧化锡铟)层108、用于反射来自有源层的光的反射金属膜109、作为防扩散膜的Mo膜110和Pt膜111、和用于结合的Au膜112在p-型GaN层106上依次形成。Pt膜不仅能与Mo膜一样防止扩散，而且能促进Mo膜和Au膜之间的结合。
更具体地说，在制造图1的层堆1-1的过程中，III族氮化物半导体层是用MOCVD(金属有机化学气相沉积)法在蓝宝石衬底上堆叠而成的。为此，首先在反应室中的基座上安装蓝宝石衬底101，并且在1200℃下在H2气氛中焙烧。其后，在相同的衬底温度下，以H2为载气，用三甲基镓(TMG)和氨(NH3)生长厚度为30nm的GaN缓冲层102，并且用TMG、NH3和作为掺杂剂的单硅烷(SiH4)生长厚度为4-10μm的n-型GaN层103。
接着，在750℃的衬底温度下，用三甲基铟(TMI)、TMG和NH3交替生长四对3nm厚的In0.08Ga0.92N阱亚层和9nm厚的GaN势垒亚层，以形成MQW有源层104。
接着，在1100℃的衬底温度下，用三甲基铝(TMA)、TMG、NH3和作为掺杂剂的双-环戊二烯基镁(Cp2Mg)生长掺Mg的厚度为30nm的p-型Al0.08Ga0.92N层105。最后，在相同衬底温度下，用TMG、NH3和Cp2Mg生长掺Mg的厚度为120nm的p-型GaN层106。
随着衬底温度降低为室温，取出层堆至空气环境中。其后，将层堆引入热处理炉中并在800℃下在N2气氛中进行15分钟热处理，以激活掺Mg半导体层的p-型导电性。
在对热处理过的层堆进行有机清洁之后，在100℃的衬底温度下通过真空蒸镀在p-型GaN层106上形成作为透明欧姆接触层107的、1至20nm厚的钯(Pd)层。在Pd层107可以实现欧姆接触的条件下，稍后在其上形成的ITO层108允许其电流在横向方向上传播。因此，可以进一步地减少Pd层107的厚度，优选降至1至7nm。具有形成上至Pd层107的各层的层堆在真空中、500℃下退火五分钟。
在Pd层107上，通过溅射器件形成厚度为1nm的ITO层108，其为透明的并且是导电氧化物膜。在ITO层108上，通过真空蒸镀在100℃的衬底温度下形成厚度为150nm的作为反射金属层109的Ag层。
还是通过真空蒸镀，按顺序形成10nm厚的Mo膜110和15nm厚的Pt膜111用于防止扩散，然后形成0.5μm厚的Au膜112用于促进金属结合。
接着，如图2的横截面剖视示意图所示，制造将要结合至层堆1-1的、具有多金属结合层C的导电衬底电极1-2。在导电衬底电极1-2中，将Ti膜114、Al膜115、Mo膜116、Pt膜117、Au膜118和80wt％的Au-Sn合金的金属膜119依次堆叠在掺入令衬底导电的掺杂物的n-型硅衬底113的(100)晶面上。
在制造图2的导电衬底电极1-2期间，用5％的HF溶液有机清洁和蚀刻n-型硅衬底113。其后，通过真空蒸镀在100℃的衬底温度下依次形成15至30nm厚的、能够实现与n-型硅衬底113的欧姆接触的Ti膜114、300nm厚的Al膜115、8至10nm厚的Mo膜116和15nm厚的、用于防止金属膜扩散的Pt膜117。进一步地，通过蒸镀在其上依次形成1μm厚的Au膜118和4.5μm厚的、80wt％的Au-Sn层119，以促进与图1所示的层堆1-1的多金属结合层B的结合。由此获得图2所示的导电衬底电极1-2。
接着，如图3所示，层堆1-1和导电衬底电极1-2结合在一起，以使得多金属结合层B的Au膜112和多金属结合层C的AuSn膜119相互接触。该结合可在100-200N/cm2的压力下、在280-320℃的温度下进行，该温度相当于从AuSn合金的共熔点至大约比该点高40℃的范围。
其后，为了除去用于在其上生长III族氮化物半导体的蓝宝石衬底，用固体激光器发出的光从蓝宝石衬底101侧照射该层堆，该光具有能被GaN吸收的波长。关于该激光，可使用能量密度为10μJ/cm2至100mJ/cm2的脉冲激光，其可以除去蓝宝石衬底101、GaN缓冲层102和部分n-型GaN层103。在该情形中，由于激光的照射，暴露的n-型GaN层103有缺陷。因此，用电子蜡将硅衬底侧贴附到一个基底(未示出)上，将n-型GaN层103研磨和/或抛光约1-2μm的厚度。研磨和/或抛光的厚度优选使GaN层103能够保留，并且接下来的研磨和/或抛光不会损害有源层。其后，将层堆与基底相分离，并且通过有机清洁除去剩余的电子蜡。
在清洁过的n-型GaN层103上，通过溅射沉积100nm厚的ITO层。利用涂布到ITO层上的光致抗蚀剂(未示出)，通过光刻法和用FeCl3蚀刻除去部分ITO层，以形成图3所示的透明电极120。其后，用划片或切割设备将层堆分成200μm见方的小块。如此制造的图3所示的III族氮化物半导体发光器件具有的发射波长为470nm。此处，可以通过控制在由四对In0.08Ga0.92N亚层和GaN亚层交替堆叠形成的MQW有源层104中InxGa1-XN(0≤x≤1)的组分比，制造具有发射波长范围为360nm至600nm的发光器件。
如上所述，在本实施例中，层堆1-1和1-2结合，使得层堆1-1中的多金属结合层B和导电衬底电极1-2中的多金属结合层C相互接触。因此，能够在III族氮化物半导体发光器件的两个主表面上形成电极。进一步地，由于在多层反射结构A中插入了对来自发光层104的、波长为360-600nm的光有高反射率的金属层109，并使其与ITO层108接触，并且由于使用了具有高透光率的ITO n-电极120，所以还能改善从III氮化物半导体发光器件向外提取光的效率。
图7展示了图3的发光器件的发光特性。在图7的半圆图中，径向的轴代表光发射的相对强度(％)，而沿圆周方向的轴代表角扫描的角度(度)。具体地说，0度的扫描角表示在图3的器件下面方向垂直向下的光的发射角。90度和-90度的扫描角表示横向光的发射角。半圆图中的曲线表示径向上该发射角的光的相对强度(％)。进一步的研究结果为，与图7类似的图8和9展示了图3中的发光器件所具有ITO膜108的厚度分别改为1μm和30μm的发射特性。
从图7-9应理解通过增加ITO膜108的厚度可以增加从透明电极120侧获得的光。更具体地说，应理解通过控制发光器件中的ITO膜108的厚度，可以控制其发射特性，而不需要在分成小块之后设计坩锅和/或铸模树脂的形状。另一方面，即使当ITO膜108加厚至100μm时，III族氮化物半导体发光器件的发射特性仍然保持类似于30μm厚的ITO膜108的情形。因此，ITO膜108的厚度优选为1nm至100μm，并且更加优选为1nm至30μm。
第二实施例图6以横截面示意图的方式展示了根据本发明第二种实施例的III族氮化物半导体发光器件。在该发光器件中，在包括多个III族氮化物半导体层的层堆4-1的底面上形成透明n-电极120，其中III族氮化物半导体层包括发光层。导电衬底电极4-2结合到层堆4-1上面的多金属结合层E上。导电衬底电极4-2包括多金属结合层F，并且多金属结合层E和F相互结合。
为了获得图6的发光器件，首先制造图4所示的层堆4-1。在层堆4-1的制造中，AlN中间层402、n-型GanN层403、由四对In0.08Ga0.92N亚层和GaN亚层交替堆叠形成的作为发光层的MQW有源层404、p-型AlGaN层405和p-型GaN层406依次在导电硅衬底401的(111)晶面上形成。进一步地，透明欧姆接触层407、ITO层408、用于反射来自有源层的光的反射金属膜409、作为防扩散膜的Mo膜410和Pt膜411和用于结合的Au膜112在p-型GaN层406上依次形成。
更具体地说，在图4的层堆4-1的制造中，首先，对具有主表面(111)的导电硅衬底401进行有机清洁并用5％的HF溶液蚀刻。进一步地，衬底在1200℃下、在MOCVD系统中进行H2清洁，并且在相同的衬底温度下沉积一层100nm厚的AlN中间层402。在AIN中间层402上，类似于第一种实施例的情形，依次生长n-型GaN层403、由四对In0.08Ga0.92N亚层和GaN亚层交替堆叠形成的MQW有源层404、p-型AlGaN层405、和p-型GaN层406。其后，为了激活掺Mg的半导体层的p-型导电性，在热处理炉内在800℃下和N2气氛中对该半导体层层堆进行15分钟热处理。
接着，作为p-型GaN层406的欧姆接触层，在100℃的衬底温度下通过真空蒸镀形成1.5nm厚的透明Pd层407。接着，通过溅射设备在Pd层407上形成作为透明导电氧化物膜的ITO层408。在ITO层408上，通过真空蒸镀在100℃的衬底温度下形成150nm厚的Ag或Ag合金反射金属层409。反射金属层409具有将从发光层404发射的光反射到p-电极侧的光反射能力。接着，为了防止ITO层408和Ag反射金属层409扩散，通过蒸镀形成10nm厚的Mo膜410。接着，通过蒸镀形成15nm厚的Pt膜411，然后为了促进此后与导电衬底电极4-2的结合，通过蒸镀形成1μm厚的Au膜412。由此制造图4的层堆4-1。
接着，如图5的横截面剖视示意图所示，制造具有将要结合到层堆4-1的多金属结合层F的导电衬底电极4-2。在导电衬底电极4-2中，在导电n-型硅衬底413的(100)主表面上依次形成Ti膜414、Al膜415、Mo膜416、Pt膜417、Au膜418和AuSn合金的金属膜419。
在图5的导电衬底电极4-2的制造中，首先，对硅衬底413进行有机清洁，接着用5％HF溶液蚀刻。其后，通过真空蒸镀在100℃的衬底温度下依次形成15至30nm厚的、能够实现与n-型硅衬底413欧姆接触的Ti膜414、300nm厚的Al膜415、8至10nm厚的Mo膜416和15nm厚的、用于防止金属膜扩散的Pt膜417。进一步地，为了促进与图4中层堆4-1的多金属结合层E的结合，通过蒸镀形成1μm厚的Au膜418，然后通过蒸镀在其上形成3μm厚的AuSn膜419。由此获得图5所示的导电衬底电极4-2。
接着，如图6所示，层堆4-1和导电衬底电极4-2结合在一起，使得多金属结合层E中的Au膜412和多金属结合层F中的AuSn膜419相互接触。该结合可在100-200N/cm2的压强下、在280-320℃的温度下进行，这相当于从AuSn合金共熔点至大约比该点高40℃的温度范围。
在上述第二个实施例的实例中，使用AlN作为硅衬底401和n-型GaN层403之间的中间层402。当然，也能使用AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y＝1)来代替。
其后，为了除去在其上生长III族氮化物半导体层的Si衬底401，用耐酸的蜡与层堆结合，使得Si衬底413与耐酸衬底(未示出)接触。使用具有HF∶硝酸(HNO3)∶乙酸(CH3COOH)＝5∶2∶2组成的溶液除去Si衬底401。此时，AlN中间层402可以作为蚀刻停止层。其后，通过为除蜡而进行的有机清洁从Si(111)衬底413上除去耐酸衬底(未示出)，然后通过在比AuSn合金共熔点低的温度下、用RIE(活性离子蚀刻)法除去AlN中间层402，以暴露n-型GaN层403。
在暴露的n-型GaN层403上，通过溅射沉积厚度为100nm的ITO层。如图6所示，利用涂布在ITO层上的光致抗蚀剂(未示出)，通过光刻法和用FeCl3蚀刻除去部分ITO层形成电极420。其后，将层堆分成均为200μm见方的小块。由此制造的图6的III族氮化物半导体发光器件具有的发射波长为470nm。这里，通过控制由四对In0.08Ga0.92N亚层和GaN亚层交替形成的MQW有源层404中的InxGa1-xN(0＜x≤1)的组成比例，可以制造发射波长为360nm至600nm的发光器件。
如上所述，在第二个实施例中，可以在III族氮化物半导体发光器件的两个主表面上形成电极，因为层堆4-1和4-2的结合使得层堆4-1的多金属结合层E和导电衬底电极4-2的多金属结合层F彼此接触。此外，提高了从III族氮化物半导体发光器件向外提取光的效率，这是因为在多层反射结构D中插入了对于来自发光层404的光具有高反射率的Ag层409，以便与ITO层408接触。更进一步地，通过控制第二实施例的III族氮化物半导体发光器件中ITO膜408的厚度，可以获得类似于第一实施例情形的效果。
第三实施例根据本发明第三实施例的III族氮化物半导体发光器件具有类似于第一个和第二实施例的结构，因此它可以用类似于第一和第二实施例的步骤制造。但是，在第三实施例中，用能引起荧光效应的掺杂物(La2O2S:Eu3+)掺杂第一个或第二实施例中的ITO层108或408。结果，从III族氮化物半导体发光器件提取出的光可以转化成白光。进一步地，通过控制ITO层108或408的厚度，也可以获得类似于第一和第二实施例的效果。
另外，在第三实施例中，对于被加到ITO层中的能引起荧光效应的掺杂物，可以使用(YAG:Ce)、(La2O2S:Eu3+)、(Y2O2S:Eu)、(ZnS:Cu，Al)和((Ba，Mg)Al10O17:Eu)中的至少一种，以获得相似的效果。
虽然在第一至第三实施例中使用Au层和80％的Au-Sn层用于结合，但是也可以改变AuSn合金的组成，例如，可以使用70％的Au-Sn。进一步地，也可以使用Au层和Sn层；或一个AgCuSn层和另一个AgCuSn层；或Au层和AuSi层进行结合。当使用AgCuSn合金时，结合温度和结合压力可以分别设定为200-260℃和100-200N/cm2。当使用Au和AuSi时，结合温度和结合压力可以分别设定为270-380℃和100-200N/cm2。
此外，虽然已经在上述实施例中解释了III族氮化物半导体发光器件，无须说明，可以用As、P和/或Sb部分地代替III族氮化物半导体中的N元素，这是本领域公知的。另外，虽然用导电硅衬底作为导电衬底用于制造导电衬底电极1-1、4-1，但是也可以使用导电GaAs衬底、导电ZnO衬底和导电GaP衬底的任何一种来代替。进一步地，也可以使用Ni、In和Pt中的至少一种金属代替用作欧姆接触层的Pd层，来获得相似的效果。更进一步，也可以使用SiC衬底等代替绝缘的蓝宝石衬底。
为了抑制由激光辐照而造成的n-型GaN层中出现的缺陷和n-型GaN层103上残余的部分GaN缓冲层102所引起不利影响，在激光辐射之后对n-型GaN层103进行上述研磨和/或抛光处理。这里，即使是在使用AlN缓冲层代替GaN缓冲层102、形成AlxInyGa1-x-yN(0≤x，0≤y，x+y≤1)层代替n-型GaN层103、或堆叠了任何附加层的情况下，当然也可以通过研磨和/或抛光消除不必要的层，。进一步地，可以使用RIE法抛光n-型GaN层103。
在上述实施例中，可以用使用Al、Rh和Pd中至少一种的反光膜替换在360-600nm波长范围内具有高反射率的作为反光膜的Ag膜。进一步地，也可以优选使用含有Ag、Bi、Pd、Au、Nd、Cu、Pt、Rh和Ni至少两种的合金，尤其是AgBi、AgNd或AgNdCu作为反光膜。
进一步地，在上述实施例中，已经使用ITO膜用于透明导电氧化物膜。或者，可以使用掺杂了能赋予其导电性的掺杂物的氧化锡、氧化铟、氧化锌、或氧化钛。
可以用Au膜或AuSb合金膜替换作为欧姆接触膜的Ti膜或Al膜。有源层可以由单或多量子阱层制成，并且它可以不掺杂或掺杂Si、As或P。MQW有源层中的阱和势垒亚层可以只由InGaN亚层形成或由InGaN和GaN亚层形成。p-电极和n-电极的形成顺序不受限制，可以先形成它们中的任何一个。切成芯片的方法不局限于划片或切割，可以将激光聚焦于划线来切分成芯片。芯片的尺寸不局限于200μm见方，它可以是100μm见方或1mm见方。
如上所述，根据本发明，能提供一种使用III-V族化合物半导体发光元素制造的发射蓝光或白光的发光器件，其改善了向外提取光的效率和其发射特性的可控性。
虽然本发明已经详细地描述和举例说明，应清楚地理解其只是用于说明和举例，而不视为限制，本发明的精神和范围仅受下列权利要求的限制。
本申请基于2004年3月9日提交给日本专利局的日本专利申请No.2004-066189，其全部内容作为参考引入本文。
权利要求
1.一种III-V族化合物半导体发光器件，包括第一层堆和第二层堆，其中所述第一个层堆包括具有依次堆叠的n-型半导体层、有源层和p-型半导体层的半导体层堆，多层反射结构形成于所述半导体层堆的主表面上，用于反射从所述有源层发射的光，第一金属结合层形成于所述多层反射结构上，所述第二层堆包括第二金属结合层，所述第一层堆和所述第二层堆通过所述第一金属结合层和所述第二金属结合层相互结合在一起，所述多层反射结构从所述半导体层堆一侧按顺序包括透明导电氧化物层和与其邻接的反射金属层，且调节所述透明导电氧化物层的厚度以控制发光特性。
2.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述III-V族化合物半导体具有组成AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)。
3.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述多层反射结构进一步包括与所述导电氧化物层接触的、可以实现与所述半导体层堆欧姆接触的金属层。
4.根据权利要求3的III-V族化合物半导体发光器件，其中用于实现欧姆接触的所述金属层包括至少一种选自Ni、Pd、In和Pt的金属。
5.根据权利要求3的III-V族化合物半导体发光器件，其中用于实现欧姆接触的所述金属层厚度的范围是1nm至20nm。
6.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述透明导电氧化物层包括由掺杂物提供导电性的氧化铟、氧化锡、氧化锌、和氧化钛中的至少一种。
7.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述透明导电氧化物层厚度为1nm至30μm。
8.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述反射金属层能反射波长范围为360nm至600nm的光。
9.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述反射金属层包括至少一种选自Ag、Al、Rh和Pd的金属。
10.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述反射金属层包括选自Ag、Bi、Pd、Au、Nd、Cu、Pt、Rh和Ni中的至少两种的合金。
11.根据权利要求10的III-V族化合物半导体发光器件，其中使用AgBi、AgNd和AgNdCu之一作为用于所述反射金属层的合金。
12.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述透明导电氧化物膜具有能引起荧光效应的掺杂物，并且来自所述有源层的光以所述荧光效应转化的波长发射。
13.根据权利要求12的III-V族化合物半导体发光器件，其中能引起所述荧光效应的掺杂物包括选自YAG:Ce；La2O2S:Eu3+；Y2O2S:Eu；ZnS:Cu、Al；和(Ba、Mg)Al10O17:Eu的至少一种，并且来自所述有源层的光通过所述荧光效应转化成白光。
14.根据权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述透明电极层在所述半导体层堆的另一个主表面上形成。
15.根据权利包括求14的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述透明电极层包括透明导电氧化物。
16.制造权利要求1的III-V族化合物半导体发光器件的方法，其中将所述透明导电氧化物层沉积至规定厚度，以使得所述发光器件具有规定的发光特性。
17.根据权利包括求16的III-V族化合物半导体发光器件，其中所述透明导电氧化物层通过溅射沉积。
全文摘要
本发明涉及一种III－V族化合物半导体发光器件，该器件包括第一层堆和第二层堆。第一层堆包括含发光层的半导体层堆。用于反射来自发光层的光的多层反射结构和第一金属结合层依次在半导体层堆上形成。第二层堆包括第二金属结合层。第一和第二层堆通过结合第一和第二金属结合层相互结合在一起。多层反射结构在半导体层堆一侧按顺序包括透明导电氧化物层和与其邻接的反射金属层。调节该透明导电氧化物层的厚度以控制发光特性。
文档编号H01L29/02GK1761077SQ20051007164
公开日2006年4月19日 申请日期2005年3月9日 优先权日2004年3月9日
发明者山本健作 申请人:夏普株式会社