半导体发光器件的制作方法

专利名称：半导体发光器件的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种半导体发光器件。
背景技术：
第III-V族氮化物半导体由于其物理和化学特性而广泛用作发光器件，例如发光 二极管(LED)和激光二极管(LD)的核心材料。第III-V族氮化物半导体包括以化学式 InxAlyGal-x-yN(其中0《x《l，0《y《l禾P0《x+y《1)表示的半导体材料。
LED是一种利用化合物半导体的特性将电信号转变成光信号(例如红外线或其他 光)以使用光信号作为传送/接收信号或光源的半导体器件。 使用氮化物半导体材料的LED或LD广泛用于发光器件以获得光。例如，LED或LD 应用于各种产品，例如移动电话的键盘的发光部分、电子显示屏和作为光源的发光设备。

发明内容
实施方案提供一种半导体发光器件，其包括发光结构上的具有不平坦结构的第二 电极层。 实施方案提供一种半导体发光器件，其包括不连续的第一半导体层和化合物半导 体层上的具有不平坦结构的第二电极层。 —个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括多个化合物半导体层，其包括第 一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；所述多个化合物半导体层下方的第一 电极；所述多个化合物半导体层上的具有不平坦结构的第二电极层；和所述第二电极层上 方的导电支撑构件。 —个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括多个化合物半导体层，其包括第 一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；所述多个化合物半导体层下方的第一 电极；所述多个化合物半导体层上表面外周周围的透光通道层；所述化合物半导体层上的 具有不平坦结构的第二电极层；和所述第二电极层上方的导电支撑构件。
—个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括多个化合物半导体层，其包括第 一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；从所述第二导电型半导体层不连续地 突出的第一半导体层；所述第一导电型半导体层下方的第一电极；所述第二导电型半导体 层上表面外周周围的透光通道层；所述第二导电型半导体层和所述第一半导体层上的第二 电极层；和所述第二电极层上的导电支撑构件。 —个或更多个实施方案的细节在下文在附图和说明书中进行阐述。从说明书和附图以及权利要求书，其它的特征将变得明显。


图1是示出根据第一实施方案的半导体发光器件的侧视图。
图2是示出图1的第二导电型半导体层的突出结构的视图。 图3是示出图1的第二导电型半导体层和第二电极层之间的界面处的光反射的一 个实例的视图。 图4至8是示出用于制造根据第一实施方案的半导体发光器件的方法的视图。
图9是根据第二实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。 图10是示出根据本发明第一实施方案和一个对比实施方案的半导体发光器件中 的光功率与注入电流之间的关系的图。 图11是示出根据本发明第三实施方案的发光器件封装的侧视截面图。
具体实施例方式
现在将详细参照本公开内容的实施方案，其实施例在附图中示出。在实施方案的 说明中，各层的"上方"或"下方"可以参照附图来描述，并且各层的厚度也是作为例子来描 述，而不限于附图中所显示的厚度。 在实施方案的说明中，将会理解，当称层(或膜)、区域、图案或结构在另一层(或 膜)、区域、垫或图案的"上方"和"下方"时，术语"上方"和"下方"既包含"直接"的含义， 也包含"间接"的含义。 图1是示出根据第一实施方案的半导体发光器件的侧视图。图2是示出图1的第 二导电型半导体层的突出结构的视图。图3是示出图1的第二导电型半导体层和第二电极 层之间的界面处的光反射的一个实例的视图。 参照图l，半导体发光器件100包括第一导电型半导体层110、有源层120、第二导 电型半导体层130、第一半导体层135、具有不平坦形状的第二电极层150、导电支撑构件 160和第一电极170。 半导体发光器件IOO包括使用多种化合物半导体如第III-V族元素的化合物半导 体的LED。 LED可以是发射蓝光、绿光或红光的彩色LED或UV LED。 LED所发出的光可以在 实施方案的技术范围内以不同的方式实现。 所述多个化合物半导体层包括第一导电型半导体层110、有源层120和第二导电 型半导体层130。 第一导电型半导体层110可以选自掺杂有第一导电型掺杂剂例如GaN、 A1N、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP和AlGalnP的第III-V族元 素的化合物半导体。当第一导电型半导体层IIO是N型半导体层时，第一导电型掺杂剂可 包括N型掺杂剂如Si、Ge、Sn、Se、Te。第一导电型半导体层110可形成为单层或多层，但是 不限于此。 第一电极170形成于第一导电型半导体层110的下方。第一电极170形成为一定 的形状或图案，但是不限于此。粗糙图案115可以形成于第一导电型半导体层110的下表 面上。
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有源层120形成于第一导电型半导体层IIO上方，并且可以形成为单量子或多量 子阱结构。有源层120可利用第III-V族元素的化合物半导体材料形成为具有阱层和势垒 层的周期性层合体如InGaN阱层/GaN势垒层、InGaN阱层/AlGaN势垒层或InGaN阱层/ InGaN阱层。导电型覆层可以在有源层120的上方和/或下方形成，并且可由GaN-基半导 体形成。 第二导电型半导体层130可以形成于有源层120上方，并且可以选自掺杂有第二 导电型掺杂剂例如GaN、AlN、AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP 和AlGalnP的第III-V族元素的化合物半导体。当第二导电型半导体层130是P型半导体 层时，第二导电型掺杂剂可包括P型掺杂剂例如Mg和Zn。第二导电型半导体层130可形成 为单层或多层，但是不限于此。 第一导电型半导体层110、有源层120和第二导电型半导体层130可以限定为发光 结构。 可以在第二导电型半导体层130上形成N型半导体层或P型半导体层。第一导电 型半导体层110可以实现为P型半导体层，第二导电型半导体层130可以实现为N型半导 体层。因此，发光结构可包括N-P结、P-N结、N-P-N结和P-N-P结中的至少其一。
第一半导体层135形成于第二导电型半导体层130上方。第一半导体层135可从 第二导电型半导体层130的上表面突出，并可以以规则或不规则的间隔形成。第一半导体 层135形成为具有不连续的突出，例如，为锥形或金字塔形。 第一半导体层135可由与第二导电型半导体层130相同或不同的半导体材料形
成。第一半导体层135可由例如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、
GaAs、GaAsP和AlGalnP中的至少一种形成。第一半导体层135可由未掺杂的半导体层、掺
杂有第一导电型掺杂剂的半导体层、掺杂有第二导电型掺杂剂的半导体形成。 参照图2，第一半导体层135的厚度T可以为约0. 1 ii m至约2 ii m。第一半导体层
135的最大直径D可以为约l.Oiim至约10iim。 第一半导体层135的一侧表面可以相对于第二导电型半导体层130的水平表面以 例如约55度至约57度的内角e倾斜。在此处，第一半导体层135的内角e可随形成第 一半导体层135的材料的晶体性质变化。第一半导体层135的突起之间的间隔可以为约 100nm至约100 ii m。 第一半导体层135的形状可以形成为具有倾斜的侧壁的三维形状例如锥形或金 字塔形，其具有例如为菱形的各种底面，但是可以在实施方案的技术范围内变化。第一半导 体层135可以形成为渐縮的形状，即其上部的宽度小于下部的宽度。 在此处，第一半导体层135可以通过选择性生长或蚀刻方法在第二导电型半导体 层130上以规则或不规则的间隔形成。 参照图l，第一半导体层135从第二导电型半导体层130的表面突出以具有不平坦 的结构。 第二电极层150形成于第二导电型半导体层130和第一半导体层135上方。第二 电极层150的底面可以具有与第一半导体层135的形状对应的不平坦形状。
第二电极层150的不平坦形状可具有与第一半导体层135的形状相同的角度和形 状。第二电极层150的突出形状可以是倾斜的。第二电极层150可沿第二导电型半导体层130形成为锥形或倒锥形形状。 第二电极层150可包括欧姆接触层、反射层和粘合剂层中的至少其一。欧姆接 触层可包括例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化 物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)和锑锡氧化物 (ATO)、镓锌氧化物(GZO) 、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Ni、Au、 Rh和Pd中的至少一种。反射层可包括由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf或至 少其中两种形成的合金形成的层。粘合剂层可包含Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和 Ta中的至少一种。 第二电极层150可用作镀覆处理的种子层。 第二电极层150的凹部形成于第二导电型半导体层130上方，而第二电极层150 的突起形成为具有与第一半导体层135对应的形状。第二电极层150的凹部和突起中的至 少其一可形成为差导电区域(inferiorconductive region)。 此外，可在第二电极层150和第二导电型半导体层130之间形成欧姆接触层(未 显示)。欧姆接触层可在第二导电型半导体层130上形成为具有分层的形状或多个图案，但 不限于此。欧姆接触层可包括铟锡氧化物(IT0)、铟锌氧化物(IZ0)、铟锌锡氧化物(IZT0)、 铟铝锌氧化物(IAZ0)、铟镓锌氧化物(IGZ0)、铟镓锡氧化物(IGT0)、铝锌氧化物(AZ0)和锑 锡氧化物(AT0)、镓锌氧化物(GZ0) 、 Ir0x、 Ru0x、 Ru0x/IT0、 Ni/Ir0x/Au、 Ni/Ir0x/Au/IT0、 Ni/Ir0x/Au和Ni/Ir0x/Au/IT0中的至少一种，但是实施方案不限于此。可以在第二电极层 150和第二导电型半导体层130之间形成非导体层如MgN层。非导体层可设置在不连续的 第一半导体层135之间。 第一半导体层135可由具有与第二导电型半导体层130相同或不同极性的半导体 形成。第一半导体层135可由未掺杂的半导体、掺杂有第一导电型掺杂剂的半导体或掺杂 有第二导电型掺杂剂的半导体形成。 当第一半导体层135由未掺杂的半导体或第一导电型半导体形成时，施加到第二 电极层150的电流可以供给到设置在第一半导体层135之间的第二导电型半导体层130。
当在第一半导体层135之间设置非导体层时，施加到第二电极层的电流可通过第 一半导体层135供给到第二导电型半导体层130。 当第一半导体层135是第二导电型半导体时，施加到第二电极层150的电流可供 给到第一半导体层135和第二导电型半导体层130。 导电支撑构件160可以形成于第二电极层150上方，并可用作底部衬底。导电支撑 构件160可以利用Cu、Au、Ni、Mo、Cu-W和晶圆载具(carrierwafer)如Si、 Ge、 GaAs、 ZnO、 SiC、 SiGe和GaN来实现。导电支撑构件160可以通过电镀法形成，或者可以形成为板状 (she印shape)，但是不限于此。 导电支撑构件160的下部可以形成为具有与第二电极层150的不平坦结构对应的 结构。导电支撑构件160的厚度可以为约30iim至约150iim，但是实施方案不限于此。第 二电极层150和导电支撑构件160可以形成为反射电极层，例如第二电极单元，但是不限于 此。 半导体发光器件IOO通过第一电极170和导电支撑构件160供电，光从有源层120 向各个方向发出。
从有源层120发出的光的一部分到达第二电极层150。第二电极层150可利用不 平坦结构改变入射光的临界角，由此提高外量子效率。 参照图1和3，发射到第二电极层150的光通过临界角的改变而被反射。第二电极 层150改变入射光的反射角。在该情况下，第二电极层150可以将光的反射角改变为小于 允许光发射的临界角，由此增加光提取到外部的可能性。 实施方案可利用多个化合物半导体层或发光结构上方具有不平坦形状的不连续 第一半导体层135和第二电极层150来提高外量子效率。 图4至8是示出用于制造根据第一实施方案的半导体发光器件的方法的视图。
参照图4，将衬底101装入生长系统中，并且可以在其上生长第II至VI族元素的 化合物半导体层。 生长系统的实例可以包括电子束蒸发器、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积 (CVD)、等离子体激光沉积(PLD)、双型热蒸发器、溅射和金属有机化学气相沉积(M0CVD)， 但是实施方案不限于这些系统。 衬底101可选自蓝宝石衬底(Al203)、GaN、SiC、Zn0、Si、GaP、InP、Ga203、导电衬底 和GaAs。可以在衬底101的表面上方形成不平坦图案。可以在衬底101上方形成至少一个 层或图案，例如ZnO层(未显示)、缓冲层(未显示)或由第II至VI族元素的化合物半导 体形成的未掺杂的半导体层(未显示)。 缓冲层和未掺杂的半导体层可以利用第III-V族元素的化合物半导体形成。缓冲 层可降低与衬底101的晶格常数差异。未掺杂的半导体层可由未掺杂的GaN-基半导体形 成。 包括多个化合物半导体层的发光结构形成于衬底101上。发光结构包括第一导电 型半导体层110、第一导电型半导体层110上的有源层120和有源层120上的第二导电型半 导体层130。 第一导电型半导体层110可选自掺杂有第一导电型掺杂剂如GaN、AlN、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP和AlGalnP的第III-V族元素的化 合物半导体。当第一导电型半导体层110是N型半导体层时，第一导电型掺杂剂包括N型 掺杂剂如Si、Ge、Sn、Se和Te。第一导电型半导体层110可形成为单层或多层，但是不限于 此。 有源层120形成于第一导电型半导体层IIO上方，并且可以形成为单量子或多量 子阱结构。有源层120可利用第III-V族元素的化合物半导体材料形成为具有阱层和势垒 层的周期性层合体如InGaN阱层/GaN势垒层、InGaN阱层/AlGaN势垒层或InGaN阱层/ InGaN势垒层。 导电型覆层可以形成于有源层120的上方和/或下方，并且可由GaN-基半导体形 成。 第二导电型半导体层130形成于有源层120上方，并且可以选自掺杂有第二导 电型惨杂齐U如GaN、 A1N、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP禾卩 AlGalnP的第III-V族元素的化合物半导体。当第二导电型半导体层130是P型半导体层 时，第二导电型掺杂剂可包括P型掺杂剂如Mg和Zn。第二导电型半导体层130可形成为单 层或多层，但是不限于此。
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第二导电型半导体层130可包括通过供给包含P型掺杂剂的气体如NH3、TMGa(或 TEGa)和Mg(CP2Mg)而形成的具有一定厚度的P型GaN层。 第一导电型半导体层110、有源层120和第二导电型半导体层130可以限定为发光 结构。可以在第二导电型半导体层130上形成第三导电型半导体层，例如N型半导体层或 P型半导体层。因此，发光结构可包括N-P结、P-N结、N-P-N结和P-N-P结中的至少一种。
参照图4和5，第二导电型半导体层130生长为具有一定的厚度。在第二导电型半 导体层130上形成掩模图案132。在掩模图案132上可以以规则或不规则的间隔形成多个 开口区134。掩模图案132的开口区134可具有约l.Oiim至约10iim的直径。掩模图案 132的开口区134之间的间隔可以为约100nm至约100 y m。 再生长第二导电型半导体层130。例如，P型GaN层可以通过供给包含P型掺杂剂 的气体如NHpTMGa(或TEGa)禾PMg(C&Mg)而形成为具有一定的厚度。在该情况下，可以调 节生长温度和压力以形成P型层。因此，利用掩模图案132的开口区134形成第一半导体 层135。第一半导体层135可形成为具有三角形或多边形(例如梯形)垂直截面和圆形或 多边形(例如六边形)底面的三维形状。此外，第一半导体层135的倾斜可具有如图2所 示相对于第二导电型半导体层130的上表面为约55度至约57度的内角e 。
如果在第二导电型半导体层130上形成第一半导体层135，则可以除去掩模图案 132。 在此处，将按如下描述形成第一半导体层135的方法。有两种形成第一半导体层 135的示例性方法。在第一方法中，在第二导电型半导体层130可以生长为具有一定厚度之 后，可以利用掩模图案进行干和/或湿蚀刻以形成如上所述的第一半导体层135。在此处， 第一半导体层135可由与第二导电型半导体层130相同的材料形成，但是不限于此。
在第二方法中，可以在第二导电型半导体层130上形成具有开口区的非导体层。 非导体层可以利用MgN层实现，但是不限于此。第一半导体层135可利用非导体层的开口 区形成。在此处，可以利用Mg和氨(NH3)形成MgN层。MgN层可形成为具有不规则的图案。 因此，第一半导体层135可以在第二导电型半导体层130上以不规则的间隔形成。此后，可 以除去或可以不除去MgN层。由于MgN层是非导体，所以施加到第二电极层的电流可以通 过第一半导体层135供给到第二导电型半导体层130。 因此，第一半导体层135可以在第二导电型半导体层130上形成为具有不平坦的 形状。 第一半导体层135可由与第二导电型半导体层130相同或不同的半导体材料形
成。第一半导体层135可由例如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、
GaAs、 GaAsP和AlGalnP中的至少一种形成。第一半导体层135可由具有与第二导电型半
导体层130相同或不同极性的半导体形成。第一半导体层135可由未掺杂的半导体层、掺
杂有第一导电型掺杂剂的半导体层、掺杂有第二导电型掺杂剂的半导体形成。 参照图6，在第二导电型半导体层130上形成第二电极层150。第二电极层150可
在第二导电型半导体层130的内侧区域或整个表面上形成，但是不限于此。 第二电极层150可包括欧姆接触层、反射层和粘合剂层中的至少一种。欧姆接
触层可包括例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化
物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)和锑锡氧化物(AT0)、镓锌氧化物(GZO) 、Ir0x、Ru0x、Ru0x/IT0、Ni/Ir0x/Au、Ni/Ir0x/Au/IT0、Pt、Ni、Au、 Rh和Pd中的至少一种。反射层可包括由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf或至 少其中两种形成的合金形成的层。粘合剂层可包含Ti、 Au、 Sn、 Ni、 Cr、 Ga、 In、 Bi、 Cu、 Ag和
Ta中的至少一种。 第二电极层150可包括种子层。种子层可包括Ti、 Cr、 Ta、 Cr/Au、 Cr/Cu、 Ti/Au、 Ta/Cu和Ta/Ti/Cu中的至少一种。 第二电极层150可形成为具有沿第二导电型半导体层130的第一半导体层135形 状的不平坦形状。第二电极层150的凹部可具有倒锥体形状，而其突起可具有锥体形状。
在此处，第二电极层150的凹部可接触第二导电型半导体层130，而其突起可接触 第一半导体层135。 当第一半导体层135是未掺杂的半导体或第一导电型半导体时，施加到第二电极 层150的电流可供给到设置在第一半导体层135之间的第二导电型半导体层130。
当在第一半导体层135之间设置非导体层时，施加到第二电极层的电流可通过第 一半导体层135供给到第二导电型半导体层130。 当第一半导体层135是第二导电型半导体时，施加到第二电极层150的电流可通 过第一半导体层135和第二导电型半导体层130供给。 此外，可以在第二电极层150和第二导电型半导体层130之间形成欧姆接触层 (未显示)。在形成第二电极层150之前，欧姆接触层可形成为具有分层形状或多个图案。 欧姆接触层可包括铟锡氧化物(IT0)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZT0)、铟铝锌氧 化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)和锑锡氧化物 (ATO)、镓锌氧化物(GZO) 、 IrOx、 RuOx、 Ru0x/IT0、 Ni/IrOx/Au、 Ni/IrOx/Au/ITO、 Ni/IrOx/ Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种。 参照图7，导电支撑构件160可以形成于第二电极层150上方，并可用作底部衬底。 导电支撑构件160可以利用Cu、Au、Ni、Mo、Cu-W和晶圆载具如Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC、SiGe 和GaN来实现。 导电支撑构件160可以通过电镀法形成，或者可以形成为板状，但是不限于此。导
电支撑构件160的厚度可以为约30iim至约150iim，但是实施方案不限于此。 导电支撑构件160的下部可以形成为具有与第二电极层150的不平坦结构匹配的
不平坦结构。 参照图7和8，在导电支撑构件160形成之后，导电支撑构件160可以位于底部。 然后，可以通过物理和/或化学去除法除去衬底101。 通过物理去除法，衬底101可以通过用具有一定范围波长的激光辐照衬底的激光 剥离法(LLO)分离。在化学去除法中，在将另一半导体层(例如缓冲层)插入衬底101和 第一导电型半导体层110之间时，衬底101可以通过利用湿蚀刻剂分离以除去缓冲层。
在除去衬底101之后，可以在第一导电型半导体层110的表面上执行蚀刻过程如 感应耦合等离子体/反应离子蚀刻(ICP/RIE)或研磨过程。 第二导电型半导体层130的第一半导体层135和第二电极层140的不平坦结构可 以增强化合物半导体层(例如130)和第二电极层140之间的粘合强度。因此，甚至当辐照 LLO法的激光时也可以克服化合物半导 层130和第二电极层140之间的剥离。
可以在第一导电型半导体层110的下表面上通过湿和/或干蚀刻法形成粗糙图案 115。 然后，在芯片之间的边界区(即通道区)上进行台面蚀刻(mesa etching)之后， 可以将半导体发光器件100分成单元芯片。可以在第一导电型半导体层110的下方形成具 有一定图案的第一电极170。在此处，用于形成第一电极170的过程可以在台面蚀刻之前或 之后，或者半导体发光器件100分离之后进行，但是不限于此。第一导电型半导体层110、有 源层120和第二导电型半导体层130可以形成为具有部分被切除的外缘103。然而，台面蚀 刻只是用于分开芯片的方法，实施方案不限于此。 如果通过第一电极170和导电支撑构件160将正向电流施加到半导体发光器件 IOO，则光从有源层120向各个方向发射。在该情况下，入射到第二导电型半导体层130的 第二电极层150和第一半导体层135的光可以通过临界角的改变来反射。也就是说，可以 改变入射到具有不平坦结构的第二电极层150的光的反射角以被反射。第二电极层150可 以反射其反射角小于允许光发射的临界角的光。在该情况下，光可以以大于临界角的角度 反射，由此提高光的提取效率。 图9是根据第二实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。在第二实施方案的说 明中，对与第一实施方案相同的部分的详细说明将用第一实施方案的那些说明替换，并在 此省略。 参照图9，半导体发光器件IOOA包括环绕第二导电型半导体层130上表面外周的 透光通道层140。 通道层140可沿第二导电型半导体层130外周形成为具有连续或不连续图案的 环、条或火焰形状。也就是说，通道层140可形成为具有开环形状或闭环形状。通道层140 的至少一部分可以暴露于发光结构的通道区域，并且可以形成为保护发光结构的外壁不受 潮或不发生短路。 通道层140可沿第二导电型半导体层130的外周形成为具有一定的宽度。通道层 140的内侧位于第二电极层150和第二导电型半导体层130之间，而通道层140的外侧位于 第二电极层150下方。在该情况下，通道层140的外侧暴露于化合物半导体层U0、120和 130的通道区域103。 通道层140可由透光绝缘材料或透光导电材料形成，并且可包括例如Si02、 SiOx、 SiOxNy、 Si3N4、 A1203、 Ti02、 ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、IZTO(铟锌锡氧化物)、 IAZO (铟铝锌氧化物)、IGZO (铟镓锌氧化物)、IGTO (铟镓锡氧化物)、AZO (铝锌氧化物)、 ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ ITO中的至少一种。除了上述材料之外，通道层140可使用透光材料或几乎不被激光碎裂的 材料，但是实施方案不限于此。 通道层140可允许将导电支撑构件160与第二导电型半导体层130隔开。通道层 140可使半导体制造过程中由激光束产生的金属材料碎片减至最少。 图10是示出根据本发明一个实施方案和一个对比实施方案的半导体发光器件中 的光功率与注入电流之间的关系的图。 参照图10，当半导体发光器件的注入电流增加时，实施方案E2的输出功率比对比 实施方案E1的输出功率增加一定的间距G。在此处，对比实施方案E1代表第一半导体层和第二导电型半导体层上的第二电极层为平坦状时的情形。
图11是示出根据本发明第三实施方案的发光器件封装的侧视截面图。 参照图ll，发光器件封装包括主体部20、主体部20中的第一引线电极31和第二
引线电极32、与第一引线电极31和第二引线电极32电连接的发光器件100和环绕发光器
件100的模制构件40。 主体部20可由硅、复合树脂或金属形成，并且可在发光器件100周围具有倾斜表 面。 第一引线电极31和第二引线电极32相互电隔离，并且为发光器件100供电。此 外，第一引线电极31和第二引线电极32可以反射发光器件100中产生的光，由此提高光效 率。第一引线电极31和第二引线电极32还用于将发光器件100中产生的热排放到外部。
发光器件100可置于主体部20或第一引线电极31和第二引线电极32上方。
发光器件100可通过电线电连接至第一引线电极31 ，并且可以通过芯片连接(die bonding)电连接至引线电极32。 模制构件40环绕发光器件100以保护发光器件100。此外，模制构件40可包含磷 光体以改变从发光器件100发出的光的波长。 在根据本发明的所述实施方案的半导体发光器件芯片连接至穿过绝缘衬底或生 长衬底的第二引线电极32之后，其被封装以用作指示设备、照明设备和显示设备的光源。
在又一实施方案中，一种用于制造半导体发光器件的方法包括形成包括第一导 电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层的多个化合物半导体层；形成从第二导电型 半导体层不连续地突出的第一半导体层；在第二导电型半导体层和第一半导体层上形成第 二电极层；在第二电极层上形成导电支撑构件；和在第一导电型半导体层下方形成第一电 极。 上述实施方案中描述的特征、结构和效果并入本发明的至少一个实施方案中，但 是不限于仅一个实施方案。此外，本领域的技术人员可容易地将一个实施方案中示出的特 征、结构和效果与另一实施方案相结合或对其进行修改。因此，这些组合和修改方案应被解 释为落在本发明的范围内。 根据一个实施方案的半导体发光器件或发光器件封装可用作显示设备、指示设备 和照明设备的光源，但是不限于此。 实施方案可提供一种半导体发光器件，例如LED。
实施方案可改善半导体发光器件的电可靠性。
实施方案可改善垂直型半导体发光器件的光效率。 实施方案可将封装有半导体发光器件的光源应用于照明设备、指示设备和显示设 备。 实施方案可改善外量子效率。 实施方案可增强半导体层和第二电极层之间的粘合强度。
实施方案可改善半导体发光器件的可靠性。 虽然已经参照本发明的多个示例性实施方案描述本发明，但是应理解，本领域的 技术人员可以设计多种其它修改方案和实施方案，它们也在本公开内容的原理的精神和范 围内。更具体地，可以对本公开内容、附图和所附权利要求中的主题组合布置的组成部件和
12/或布置进行各种变化和修改。除了对组成部件和/或布置进行变化和修改之外，可替代使 用对本领域的技术人员而言也是明显的。
权利要求
一种半导体发光器件，其包括多个化合物半导体层，其包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；所述多个化合物半导体层下方的第一电极；所述多个化合物半导体层上具有不平坦结构的第二电极层；和所述第二电极层上的导电支撑构件。
2. 根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第二电极层的不平坦结构具有三 维形状。
3. 根据权利要求1所述的半导体发光器件，其包括在所述第二导电型半导体层和所述 第二电极层之间不连续地形成的第一半导体层。
4. 根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层以规则或不规则的 间隔设置。
5. 根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层包含与所述第二导 电型半导体层相同或不同的半导体材料。
6. 根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层包括第III-V族元 素的化合物半导体中的至少一种。
7. 根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层包括第一导电型半 导体、未掺杂的半导体和第二导电型半导体中的至少一种。
8. 根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中所述第二电极层的凹部和突起中的至 少其一形成为差导电区域。
9. 根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第二电极层的不平坦结构具有向 所述第二导电型半导体层倾斜的突起。
10. 根据权利要求9所述的半导体发光器件，其中所述第二电极层的不平坦结构的所 述突起具有相对于所述第二导电型半导体层成约55度至约57度的倾斜表面。
11. 一种半导体发光器件，其包括多个化合物半导体层，其包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层； 所述多个化合物半导体层下方的第一电极； 所述多个化合物半导体层上表面外周周围的透光通道层； 所述化合物半导体层上的具有不平坦结构的第二电极层；禾口 所述第二电极层上的导电支撑构件。
12. 根据权利要求11所述的半导体发光器件，其包括在所述第二导电型半导体层和所 述第二电极层之间不连续地形成的第一半导体层。
13. 根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层具有与所述第二 导电型半导体层相同或不同的极性。
14. 根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述透光通道层包含Si02、 SiOx、 Si0，y、Si3N4、AlA、Ti02、铟锡氧化物(IT0)、铟锌氧化物(IZ0)、铟锌锡氧化物(IZT0)、铟铝 锌氧化物(IAZ0)、铟镓锌氧化物(IGZ0)、铟镓锡氧化物(IGT0)、铝锌氧化物(AZ0)和锑锡氧 化物(AT0)、镓锌氧化物(GZ0) 、 IrOx、 RuOx、 Ru0乂IT0、 Ni/IrOx/Au、 Ni/Ir0x/Au/IT0中的至 少一种。
15. 根据权利要求ll所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层具有约O. lym至约2 ii m的厚度和约1. 0 ii m至约10 ii m的最大直径。
16. 根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层具有直径不同的 上部和下部以及倾斜的外周表面。
17. 根据权利要求11所述的半导体发光器件，其包括在所述第二导电型半导体层和所 述第二电极层之间包含MgN的非导体层。
18. 根据权利要求IO所述的半导体发光器件，其中所述第二电极层在所述通道层上延伸。
19. 一种半导体发光器件，其包括多个化合物半导体层，其包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层； 从所述第二导电型半导体层不连续地突出的第一半导体层； 所述第一导电型半导体层下方的第一电极； 所述第二导电型半导体层上表面外周周围的透光通道层； 所述第二导电型半导体层和所述第一半导体层上的第二电极层；禾口 所述第二电极层上的导电支撑构件。
20. 根据权利要求19所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层包括未掺杂的半 导体、N型半导体和P型半导体中的至少其一。
全文摘要
提供一种半导体发光器件及其制造方法。所述半导体发光器件包括多个化合物半导体层、第一电极、第二电极层和导电支撑构件。所述多个化合物半导体层包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层。所述第一电极形成于所述化合物半导体层下方。所述第二电极层形成于所述化合物半导体层上方。所述第二电极层具有不平坦结构。所述导电支撑构件形成于所述第二电极层上方。
文档编号H01L33/38GK101740698SQ20091022476
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者朴炯兆 申请人:Lg伊诺特有限公司