专利名称：半导体发光器件的制作方法
技术领域：
本公开总体涉及一种半导体发光器件，更具体地，涉及一种可防止与引线接合的焊盘脱离的半导体发光器件。在本文中，半导体发光器件是指通过电子和空穴的复合来发光的半导体发光器件，其示例是III族氮化物半导体发光器件。III族氮化物半导体是由包括Al(x)fei(y) In(lTy)N(0^x^l,0^x+y ^ 1)的化合物制成的。另外，其他示例可以是基于砷化镓(GaAs)的用于红外发射的半导体发光器件。
背景技术：
本部分提供涉及本公开的背景信息，其不一定是现有技术。图1是例示常规的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的图。III族氮化物半导体发光器件包括基板100、在基板100上生长的缓冲层200、在缓冲层200上生长的η 型III族氮化物半导体层300、在η型III族氮化物半导体层300上生长的发光层(active layer) 400、在发光层400上生长的ρ型III族氮化物半导体层500、在ρ型III族氮化物半导体层500上形成的ρ侧电极600、在ρ侧电极600上形成的ρ侧焊盘700、在通过对ρ型 III族氮化物半导体层500和发光层400进行台面刻蚀而露出的η型III族氮化物半导体层300上形成的η侧电极800、以及保护膜900。对于基板100，可以将GaN基板用作同质基板(homo-substrate)，并且可以将蓝宝石基板、SiC基板或Si基板用作异质基板(hetero-substrate)。然而，可以使用其上可以生长III族氮化物半导体层的任何类型的基板。在使用SiC基板的情况下，η侧电极800可以形成在SiC基板的侧面上。在基板100上生长的III族氮化物半导体层通常通过金属有机化学汽相沉积 (MOCVD)来生长。缓冲层200用来克服异质基板100和III族氮化物半导体之间晶格常数热膨胀系数的差异。美国专利第5，122，845号描述了一种在380°C至800°C下、在蓝宝石基板上生长具有100A至500A厚度的AlN缓冲层的技术。另外，美国专利第5，290, 393号描述了一种在 200 V至900 V下、在蓝宝石基板上生长具有1OA至5000A厚度的Al (x) Ga (l_x) N (0彡χ彡1) 缓冲层的技术。此外，美国待审专利公开第2006/1Μ4Μ号提出了一种在600°C至990°C下生长SiC缓冲层(籽晶层)并且在其上生长^i(X)Ga(I-X)NOXx彡1)的技术。优选地， 无掺杂的GaN层的生长优先于η型III族氮化物半导体层300的生长。GaN层可被认为是缓冲层200的一部分或η型III族氮化物半导体层300的一部分。在η型III族氮化物半导体层300中，至少η侧电极800区域(η型接触层)掺杂有掺杂物。优选地，η型接触层由GaN制成，并且掺杂有Si。美国专利第5，733，796号描述了一种通过调整Si与另外的原材料的混合比来以目标掺杂浓度对η型接触层进行掺杂的技术。发光层400通过电子和空穴的复合来产生光量子(光)。通常，发光层400包括In (x) Ga (^x) N (0 < χ彡1)，并具有单个量子阱和多个量子阱。P型III族氮化物半导体层500掺杂有例如Mg的适当的掺杂物，并且通过激活过程而具有P型传导性。美国专利第5，Μ7，533号描述了一种通过电子束辐照来激活P型III 族氮化物半导体层的技术。此外，美国专利第5，306，662号描述了一种通过在至少400°C进行退火而激活P型III族氮化物半导体层的技术。美国待审专利公开第2006/157714号提出了一种通过将氨与胼基原材料一起用作用于生长P型III族氮化物半导体层的氮前体、 而无需激活过程使P型III族氮化物半导体层具有P型传导性的技术。P侧电极600用于使电流易于供应至ρ型III族氮化物半导体层500。美国专利第5，563，422号描述了一种关于透光电极的技术，该透光电极由形成在ρ型III族氮化物半导体层500的几乎整个表面上并且与其欧姆接触的Ni和Au构成。另外，美国专利第 6，515，306号描述了一种在ρ型III族氮化物半导体层上形成η型超晶格层、并且在其上形成由ITO制成的透光电极的技术。同时，ρ侧电极600可以足够厚以至不透射光线而将光线反射向基板。该技术称为倒装芯片技术。美国专利第6，194，743号描述了一种关于电极结构的技术，该电极结构包括具有至少20nm的厚度的Ag层、覆盖Ag层的扩散阻挡层以及包含Au和Al并覆盖扩散阻挡层的接合层。ρ侧焊盘700和η侧电极800用于供电和外部接线。美国专利第5，563，422号描述了一种使用Ti和Al形成η侧电极的技术。保护膜900由SiO2制成，其可以省略。同时，η型III族氮化物半导体层300或ρ型III族氮化物半导体层500可由单层或多层组成。最近，提出了一种通过激光或湿法刻蚀将基板100从III族氮化物半导体层上移除来制造垂直发光器件的技术。然而，这种发光器件存在问题，即，当在ρ侧焊盘700上执行引线接合时，ρ侧焊盘 700可能从发光器件上脱离。图2是例示美国专利第5，563，422号中公开的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的图。该专利公开了一种涉及发光器件的技术，通过将P侧焊盘510直接附着至P 型III族氮化物半导体层310来防止当在ρ侧焊盘510上进行引线接合时ρ侧焊盘510从发光器件上脱离。发光器件包括基板110、形成在基板110上的η型III族氮化物半导体层 210、形成在η型III族氮化物半导体层210上的ρ型III族氮化物半导体层310、形成在ρ 型III族氮化物半导体层310上并具有开口部分412的ρ侧电极410、形成在通过刻蚀而露出的η型III族氮化物半导体层210上的η侧电极610、和形成在ρ侧电极410上并通过开口部分412与ρ型III族氮化物半导体层310相接触的ρ侧焊盘510。然而，这种发光器件也存在问题，即，当在ρ侧焊盘510上进行引线接合时，由于ρ 侧焊盘510 (例如，如Cr和Au的金属)和ρ侧电极410 (例如，如ITO的导电氧化膜)之间的附着性较差，P侧焊盘510可能从发光器件上脱离。并且，为了确保ρ侧焊盘510和ρ侧电极410之间的电气接触，ρ侧焊盘510和ρ 侧电极410必须在一定程度上相互重叠，这导致发光器件的发光效率的损失
发明内容
技术问题将在用于实现本发明的最佳方式的下面的部分中描述由本公开解决的问题。技术方案这部分提供本公开的总体概括，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。根据本公开的一个方面，一种半导体发光器件包括多个半导体层，其包括具有第一传导性的第一半导体层、具有与第一传导性不同的第二传导性的第二半导体层、以及插入在第一半导体层和第二半导体层之间、并且通过电子和空穴的复合来发光的发光层；焊盘，其电连接到所述多个半导体层；第一电极，其在所述多个半导体层上延伸；以及第二电极，其从焊盘向第一电极延伸并将焊盘电连接到第一电极。有益效果根据本公开的半导体发光器件能够防止在引线接合时焊盘从发光器件上脱离。另外，对于根据本公开的另一种半导体发光器件，焊盘可被牢固地附着，可以促进发光器件的电流供应。
图1是例示常规的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的图；图2是例示美国专利第5，563，422号所公开的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的图；图3是例示根据本公开的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的图；图4是例示根据本公开的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的截面图；图5是例示根据本公开的III族氮化物半导体发光器件的制造方法的一个示例的图；并且图6是根据本发明的III族氮化物半导体发光器件随着电流变化发光时的照片。
具体实施例方式现在将参照附图对本发明进行详细的描述。图3和图4是例示根据本公开的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的图， 其中图4是沿着图3的线A-A’的截面图。发光器件包括基板10、在基板10上生长的缓冲层20、在缓冲层20上生长的η型III族氮化物半导体层30、在η型III族氮化物半导体层 30生长的发光层40、在发光层40上生长的ρ型III族氮化物半导体层50、在通过刻蚀至少P型III族氮化物半导体层50和发光层40而露出的η型III族氮化物半导体层30上形成的η侧电极80、ρ侧焊盘70、ρ侧电极60和分支电极72和82。ρ侧焊盘70形成在ρ型III族氮化物半导体层50上，将引线接合至ρ侧焊盘70 来向发光器件供电。P侧焊盘70由这样一种材料制成，该材料对于ρ型III族氮化物半导体层50具有高附着力以持续地附着于其上，即使当在引线接合的过程中或其后被引线拉扯时，也是如此。例如，通过堆积Cr/Ni/Au来形成大约1. 5 μ m的厚度的ρ侧焊盘70。ρ侧电极60用于帮助向整个ρ型III族氮化物半导体层50供电，并形成在ρ型 III族氮化物半导体层50上。P侧电极60可以由导电氧化物薄膜制成。P侧电极60具有开口部分65来防止ρ侧焊盘70由于ρ侧电极60和ρ侧焊盘70之间的附着力低而被外力从P型III族氮化物半导体层50上脱离，并因而与P侧焊盘70相分离。例如，P侧电极60 可以由铟锡氧化物(ITO)制成并具有大约1750A的厚度。分支电极72与ρ侧焊盘70和ρ侧电极60相接触。这样，通过分支电极72将供应给P侧焊盘70的电流供应至P侧电极60，使得到整个P型III族氮化物半导体层50的电流供应变得容易，同时在P侧焊盘70和ρ型III族氮化物半导体层50之间保持强的附着力。为此，分支电极72从ρ侧焊盘70在ρ侧电极60上延伸。例如，可以通过堆叠Cr/ Ni/Au形成大约1. 5 μ m的厚度的分支电极72。下面，将描述根据本公开的III族氮化物半导体发光器件的制造方法的一个示例。图5是例示根据本公开的III族氮化物半导体发光器件的制造方法的一个示例的图。首先，在基板10上生长缓冲层20、n型III族氮化物半导体层30、发光层40、和ρ 型III族氮化物半导体层50(见图5中(a))。接下来，对ρ型III族氮化物半导体层50和发光层40进行蚀刻，以露出η型III 族氮化物半导体层30，使得可在其上形成η侧电极80 (见图5中(b))。接着，可以由光刻完成具有开口部分65的ρ侧电极60的形成，即，在ρ型 III族氮化物半导体层50上除了预期的P侧电极60的区域以外的区域形成光刻胶 (photoresist) 90 (见图5中(b))，在ρ型III族氮化物半导体层50上沉积ρ侧电极60 (见图5中(c))，并移除光刻胶90 (见图5中(d))。可在用于露出η型III族氮化物半导体层 30的刻蚀处理之前形成ρ侧电极60。同时，为了形成具有开口部分65的ρ侧电极60，开口部分65可以这样形成，即， 在P型III族氮化物半导体层50上形成P侧电极60，在P侧电极60上形成刻蚀掩膜(未图示)以露出开口部分65的预期的区域，并通过湿法刻蚀来移除由刻蚀掩膜(未图示)露出的P侧电极60。例如，如果ρ侧电极60由ITO制成，可以通过将ρ侧电极60在包含HCl 的大约45°C的溶液中浸泡大约30秒来完成湿法刻蚀。接着，将ρ侧焊盘70形成在由开口部分65露出的ρ型III族氮化物半导体层50 上(见图5中(e))。同时，通过例如单独的处理来形成分支电极72。例如，可以通过电子束沉积来持续地堆叠Cr、Ni和Au层以形成大约1. 5 μ m的厚度的ρ侧焊盘70。可以以与上述相同的方式来形成η侧电极80和分支电极82。图6是根据本公开的III族氮化物半导体发光器件随着电流变化发光时的照片。 可以看出，光从整个发光器件均勻地发出，这是因为在分支电极72 (见图幻连接到ρ侧焊盘70 (见图幻和ρ侧电极60 (见图幻的配置中，电流平滑地扩散到ρ侧电极60 (见图3) 的缘故。以下将描述本发明的各种实施方式。(1)半导体发光器件包括具有开口部分的ρ侧电极，使得ρ侧焊盘和ρ侧电极可分离开。在这种结构下，可以防止P侧焊盘由于P侧焊盘和P侧电极之间的附着力低而在引线接合期间被外力从发光器件上脱离。应注意的是，P侧焊盘和P侧电极之间的局部重叠存在于从P侧焊盘延伸的分支电极形成区域。(2)半导体发光器件包括从ρ侧焊盘延伸并与P侧电极相接触的分支电极。在这种结构下，可以将电流从P侧焊盘提供至P侧电极。
权利要求
1.一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括多个半导体层，所述多个半导体层包括具有第一传导性的第一半导体层、具有与所述第一传导性不同的第二传导性的第二半导体层、以及插入在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间、并且通过电子和空穴的复合来发光的发光层； 焊盘，所述焊盘电连接到所述多个半导体层； 第一电极，所述第一电极在所述多个半导体层上延伸；以及第二电极，所述第二电极从所述焊盘向所述第一电极延伸并将所述焊盘电连接到所述第一电极。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述第一电极与所述焊盘分离。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，所述半导体发光器件包括第三电极，所述第三电极形成在通过刻蚀至少所述第二半导体层和所述发光层而露出的所述第一半导体层上。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述焊盘形成在所述第二半导体层上，所述第一电极形成在所述第二半导体层上并与所述焊盘相分离；并且其中，所述半导体发光器件包括第三电极，所述第三电极形成在在通过刻蚀至少所述第二半导体层和所述发光层而露出的所述第一半导体层上；以及第四电极，所述第四电极从所述第三电极延伸。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述发光器件是III族氮化物半导体发光器件。
全文摘要
本发明涉及一种半导体发光器件，更具体地，涉及这样的半导体发光器件，其包括多个半导体层，其包括具有第一传导性的第一半导体层、具有与第一传导性不同的第二传导性的第二半导体层、以及插入在第一半导体层和第二半导体层之间、并且通过电子和空穴的复合来发光的发光层；焊盘，其电连接到多个半导体层；第一电极，其在多个半导体层上延伸；以及第二电极，其从焊盘向第一电极延伸并使焊盘和第一电极相互电连接。
文档编号H01L33/36GK102239576SQ200980148845
公开日2011年11月9日 申请日期2009年12月4日 优先权日2008年12月4日
发明者南起燃, 金昌台 申请人:艾比维利股份有限公司