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，更具体而言涉及一种电极结构得到改进以实现均勻电流密度分布的半导体发光器件。
背景技术：
诸如发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的半导体发光器件是用于将电转换成光的固态电子器件。这种半导体发光器件包括设置于P型半导体层和η型半导体层之间的半导体材料有源层。如果在P型半导体层和η型半导体层的末端之间施加电流，从η型和ρ 型半导体层向半导体材料有源层中注入电子和空穴。然后，在注入的电子和空穴在半导体材料有源层处复合时，产生光。通常，由组分公式为AlJr^ad—dMO彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的氮化物基III-V族半导体化合物形成的半导体发光器件能够发射短波长(从紫外到绿色)，尤其是蓝光。对于由氮化物基半导体化合物形成的半导体发光器件而言，由于使用诸如蓝宝石衬底或碳化硅(SiC)衬底的绝缘衬底来满足晶体生长的晶格匹配条件，所以在发光结构的顶表面上几乎水平地布置用于施加驱动电流的ρ型半导体层和η型半导体层(亦即，电极具有平面结构)。要求这种具有平面结构的氮化物基半导体发光器件的亮度要高，从而能够将氮化物基半导体发光器件用作照明源。为此，必须要通过均勻地展布电流来改善发光效率。不过，与具有垂直结构的氮化物基半导体发光器件(其中，两个电极分别设置于发光结构的顶表面和底表面)相比，具有平面结构的氮化物基半导体发光器件发光效率低，因为在发光区域中电流不是均勻分布的。图1是示出了相关现有技术中氮化物基半导体发光器件的截面图。在发光器件1 中，在绝缘蓝宝石衬底2上堆叠η型半导体层3、有源层4、ρ型半导体层5和透明电极6。 对有源层4、ρ型半导体层5和透明电极6的部分进行台面蚀刻以暴露η型半导体层3，在η 型半导体层3的暴露部分上形成η型电极11。在透明电极6上形成ρ型电极15。如果在 P型电极15和η型电极11之间施加电流，在电流在有源层4中流动时发光。不过，由于ρ 型电极15和η型电极11通常在远处，所以发光器件1的电流密度根据发光器件1的区域有大的变化。均勻的电流密度是提高发光效率和降低驱动电压必需的。图2是示出了图1相关现有技术发光器件1的电极结构的平面图。图1是取自图 2中线Ι-Γ的截面图。参考图2，在透明电极6 —侧形成ρ型电极焊盘16。可以对ρ型电极焊盘16进行丝焊，作为P型电极15的一部分。在与P型电极焊盘16相反的另一侧，在η型半导体层3 上形成η型电极焊盘12。可以对η型电极焊盘12进行丝焊，作为η型电极11的一部分。形成于透明电极6 —侧的ρ型辅助电极17电连接到ρ型电极焊盘16，使得ρ型辅助电极17从ρ型电极焊盘16两侧延伸。此外，与ρ型辅助电极17平行形成的η型辅助电极13电连接到η型电极焊盘12，使得η型辅助电极13从η型电极焊盘12的两侧延伸。
在这种结构中，由于施加到ρ型电极焊盘16的电流沿水平方向流动到η型电极焊盘12，所以电流的路径相当长。如果发光器件1的尺寸增大，电流路径的长度也增大。这样提高了电阻，从而提高了驱动电压。此外，电流分布不均勻。如果电流分布不均勻，从发光器件1的表面发射的光的强度和均勻性降低。
发明内容
本公开提供了一种具有电极结构的半导体发光器件，在该电极结构中可以均勻分布电流密度，以改善光输出功率特性、光转换效率和亮度。根据示范性实施例，一种半导体发光器件包括衬底；依次形成于所述衬底上的η 型半导体层，有源层和P型半导体层；包括P型电极焊盘和P型辅助电极的P型电极，所述 P型电极焊盘设置于所述P型半导体层的第一边缘，所述P型辅助电极连接到所述P型电极焊盘；以及包括η型电极焊盘和η型辅助电极的η型电极，所述η型电极焊盘设置于所述η 型半导体层与所述P型电极焊盘相对的第二边缘，所述η型辅助电极连接到所述η型电极焊盘，其中所述η型辅助电极向设置所述ρ型电极焊盘的第一边缘延伸，所述ρ型辅助电极向设置所述η型电极焊盘的第二边缘延伸，所述η型辅助电极和所述ρ型辅助电极彼此平行，使得所述P型电极设置于所述η型电极周围。在本公开中，半导体发光器件还可以包括导电层，该导电层位于衬底和η型半导体层之间的位置和P型半导体层和P型电极之间位置中的至少一个位置。例如，可以在衬底和η型半导体层之间形成缓冲层作为导电层，可以在P型半导体层和P型电极之间形成透明电极作为导电层。此外，可以在η型半导体层上设置有源层，使得有源层从η型半导体层的边缘向内凹陷。在这种情况下，电流可以通过η型半导体层从η型电极焊盘向ρ型电极平稳流动。
结合附图从以下描述可以更详细地理解示范性实施例，附图中图1是示出了相关现有技术中半导体发光器件的截面图，图2是相关现有技术中半导体发光器件的平面图；图3是示出了根据示范性实施例的半导体发光器件的截面图；图4是示出了根据示范性实施例的半导体发光器件电极结构的平面图；图5是示出了根据示另一范性实施例的半导体发光器件电极结构的平面图；图6是示出了根据示另一范性实施例的半导体发光器件电极结构的平面图；以及图7是示出了根据示另一范性实施例的半导体发光器件电极结构的平面图。
具体实施例方式将在下文中参考附图更详细地描述体现本发明构思的示范性实施例。不过，可以通过很多不同形式实现本发明构思，不应理解为限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并将向本领域的技术人员充分传达本发明构思的范围。 在附图中，为了清晰起见夸大了元件厚度，类似附图标记表示类似元件。在实施例的描述中，将要理解，在称一层(或膜)在另一层或衬底“上/上方”时，它可以直接在另一层或衬底上，或者也可以有中间层。图3是示出了根据示范性实施例的半导体发光器件的截面图。参考图3，本实施例的半导体发光器件具有发光结构。该发光结构包括外延层 142，外延层142包括形成于衬底100上的η型半导体层120、有源层130和ρ型半导体层 140。在ρ型半导体层140上形成ρ型电极160，在η型半导体层120上形成η型电极170。如图3所示，半导体发光器件还可以包括导电层，该导电层在衬底100和η型半导体层120之间的位置以及ρ型半导体层140和ρ型电极160之间的位置中的至少一个位置。 例如，可以在衬底100和η型半导体层120之间形成缓冲层110作为导电层，可以在ρ型半导体层140和ρ型电极160之间形成透明电极150作为导电层。通过台面蚀刻工艺去除外延层142的一部分(例如，有源层130和ρ型半导体层 140的部分)和透明电极150的一部分，部分暴露出η型半导体层120的顶侧。在通过台面蚀刻工艺暴露的η型半导体层120的一部分上形成η型电极170。此时，有源层130的边缘可以从η型半导体层120的边缘凹陷，从而在有源层130的整个区域中均勻展布电流，亦即，在操作半导体发光器件时发光区域的整个区域上均勻展布电流。透明电极150的边缘也可以从P型半导体层140的边缘凹陷。衬底100用于生长氮化物半导体单晶。例如，衬底100可以由包括蓝宝石的透明材料制成。除了蓝宝石之外，可以使用氧化锌(ZnO)、氮化镓(feN)、碳化硅(SiC)或氮化铝 (AlN)。在衬底100上形成η型半导体层120之前，形成缓冲层110以实现与衬底100的晶格匹配。缓冲层Iio可以由AIN/GaN形成。缓冲层110不是本实施例半导体发光器件的必要元件，因此根据半导体发光器件的特性和工艺条件，可以省去缓冲层110。外延层142的η型半导体层120、有源层130和ρ型半导体层140可以由组分公式为彡Χ，0彡Y，Χ+Υ ( 1)的半导体材料形成。具体而言，η型半导体层 120可以由掺有η型掺杂剂的GaN或GaN/AWaN形成。N型掺杂剂的范例包括Si、Ge和Sn。 例如，大多可以将Si用作η型掺杂剂。P型半导体层140可以由掺有ρ型掺杂剂的GaN或 GaN/AWaN形成。P型掺杂剂的范例包括Mg、&i和Be。例如，大多可以将Mg用作ρ型掺杂剂。有源层130产生并发射光。通常，有源层130具有由hGaN阱层和GaN势垒层构成的多量子阱结构。有源层130可以具有单量子阱结构或双异质结结构。通过淀积工艺，例如金属有机物化学气相淀积(MOCVD)工艺、分子束外延(MBE)工艺和氢化物气相外延(HVPE) 工艺，形成缓冲层110、η型半导体层120、有源层130和ρ型半导体层140。透明电极150可以由导电金属氧化物形成。或者，如果薄金属膜的透明度对于发光器件发射的光波长很高，透明电极150可以由电导率高且接触电阻低的薄金属膜形成。 透明电极150不是本实施例半导体发光器件的必要元件，因此根据半导体发光器件的特性和工艺条件，可以省去透明电极150。实施例首先，参考图3和4，将根据示范性实施例详细描述半导体发光器件的电极结构。图4是示出了根据示范性实施例的半导体发光器件电极结构的平面图。沿图4的线ΙΙΙ-ΙΙΓ取的截面对应于图3。在图4中，未示出图3的透明电极150，但示出了 P型电极160和η型电极170。
如图4所示，ρ型电极160包括ρ型电极焊盘152，作为丝焊区域。P型电极焊盘 152形成于ρ型半导体层140(参考图幻或透明电极150(参考图幻上。在前一种情况下， P型电极焊盘152可以形成于蚀刻透明电极150的边缘部分而暴露的ρ型半导体层140的位置上。在任何情况下，P型电极焊盘152都形成于设置于透明电极150下的ρ型半导体层140的边缘部分。可以在接近半导体发光器件边缘的区域中形成ρ型电极焊盘152以增大发光面积。在本实施例中，如果半导体发光器件具有800X1000 (任意单位)的yXx (垂直X水平)形式的矩形形状，就可以接近与y轴平行的垂直边缘(第一边缘)设置P型电极焊盘152。在图4中，接近半导体发光器件的左下角设置ρ型电极焊盘152。N型电极170包括在接近与第一边缘相反的另一垂直边缘(第二边缘)的位置设置于η型半导体层120 (参考图幻上的η型电极焊盘162。N型电极焊盘162接近沿对角线与设置P型电极焊盘152所靠近的角相对的角。具有相反极性的辅助电极IMa，154b, 154c, 16 和164b连接到ρ型电极焊盘152 和η型电极焊盘162并彼此平行。辅助电极IMa，154b, 154c, 164a和164b具有大致直线形状，不与半导体发光器件的水平边缘平行。亦即，辅助电极M4a，154b, 154c, 16 和164b 从半导体发光器件的χ轴倾斜。辅助电极M4a，154b, 154c, 164a和164b可以与水平线成大于0°但等于或小于45°范围中的角θ。辅助电极(第一和第二 η型辅助电极)16 和164b沿着从η型电极焊盘162到设置P型电极焊盘152所接近的垂直边缘的方向延伸。辅助电极(第一到第三ρ型辅助电极)154aU54c和154b沿着从ρ型电极焊盘152到设置η型电极焊盘162所接近的另一垂直边缘的方向延伸。第一 P型辅助电极15 接近半导体发光器件与χ轴平行的水平边缘 (第三边缘)。第二 P型辅助电极15 接近半导体发光器件与χ轴平行的另一水平边缘 (第四边缘)。第三P型辅助电极154b设置于第一 ρ型辅助电极15 和第二 ρ型辅助电极15 之间。第一 η型辅助电极16 设置于第一 ρ型辅助电极15 和第三ρ型辅助电极154b之间，第二 η型辅助电极164b设置于第三ρ型辅助电极154b和第二 ρ型辅助电极 15 之间。亦即，具有相反极性的辅助电极IMa，154b, 154c, 16 和164b彼此均勻分隔并彼此平行，第一和第二 η型辅助电极16 和164b设置于第一到第三ρ型辅助电极IMa， 154c和154b之间。通过这种方式，ρ型电极160和η型电极170是交错布置的。使用η型连接电极166将第一和第二 η型辅助电极16 和164b连接到η型电极焊盘162。使用第一和第二 ρ型连接电极156a和15 将第一到第三辅助电极IMa，15 和154b连接到ρ型电极焊盘152。第一和第二 ρ型连接电极156a和156b朝向垂直边缘凸起。N型连接电极166具有与另一垂直边缘平行的直线形状。在本实施例中，在第一 η型辅助电极16 和η型连接电极166之间的连接位置处，形成η型电极焊盘162以与第一 η型辅助电极16 和η型连接电极166内接。在第二 P型辅助电极15 和第二 ρ型连接电极156b之间的连接位置处，形成)ρ型电极焊盘152 以与第二 P型辅助电极15 和第二 ρ型连接电极156b外接。第一 ρ型辅助电极15 大致是直线的。不过，第一 ρ型辅助电极15 的接近η 型电极焊盘162的端部在半导体发光器件的右上角(在图4中)弯曲，然后与设置η型电极焊盘162所接近的另一垂直边缘基本平行。第三ρ型辅助电极154b大致是直线的。不过，第三P型辅助电极154b和水平线之间的角度在接近η型电极焊盘162的位置可能增大，使得第三P型辅助电极154b和η型电极焊盘162之间的距离可以等于第三ρ型辅助电极 154b和第二 η型辅助电极164b之间的距离。P型电极焊盘152和η型电极焊盘162可以具有相同形状和尺寸。辅助电极15 ， 154b, 154c, 164a和164b和连接电极156a，156b和166可以具有相同的线宽。大的线宽是有利的，因为可能实现有效电流扩展，但由于不希望出现的光吸收或阻挡又是不利的。类似地，随着辅助电极M4a，154b, 154c, 164a和164b之间距离减小，尽管电流扩展可能增大，但光吸收或阻挡增加。因此，可能需要保持适当的线宽和线间距。在实际的制造过程中，在衬底100上形成外延层142和透明电极150之后(参考图幻，通过在透明电极150上淀积金属并利用光致抗蚀剂通过剥离法剥离金属来形成P型电极160。之后，蚀刻有源层130、ρ 型半导体层140和透明电极150以形成形状与η型电极170对应的槽，然后形成η型电极 170。如果ρ型电极160和η型电极170的厚度大，电阻可以减小但成本增加。于是，可能需要选择适当厚度。与参考图1和2解释的相关现有技术半导体发光器件1不同的是，P型电极160和 η型电极170是交错的，ρ型电极160设置在η型电极170周围，ρ型电极160和η型电极 170之间的距离基本均勻。于是，电流密度可以更加均勻。由于ρ型电极160的上述结构， 电流能够从P型电极160到η型电极170在整个有源层130中均勻流动，从而可以向有源层130中均勻地注入电子和空穴。因此，可以在有源层130的整个发光区域上均勻展布电流，从而电子和空穴可以在有源层130中几乎均勻地复合，实现高效率的光发射。根据实施例，可以去除不必要的电极部分以增大实际发光面积和发光效率。此外， 可以方便电流的展布以降低驱动电压并提高发光效率。另一实施例图5是示出了根据示另一范性实施例的发光器件电极结构的平面图。可以在图3 的半导体发光器件中使用图5所示的ρ型和η型电极260和270代替图4所示的ρ型电极 160和η型电极170。如图5所示，ρ型电极260包括ρ型电极焊盘252，作为丝焊区域。P型电极焊盘 252形成于ρ型半导体层140(参考图幻或透明电极150(参考图幻上。在前一种情况下， P型电极焊盘252可以形成于蚀刻透明电极150的边缘部分而暴露的ρ型半导体层140的位置上。在任何情况下，P型电极焊盘252都形成于设置于透明电极150下的ρ型半导体层140的边缘部分。可以在接近半导体发光器件边缘的区域中形成ρ型电极焊盘252以增大发光面积。在本实施例中，如果半导体发光器件具有800X1000 (任意单位)的yXx (垂直X水平)形式的矩形形状，就可以在与y轴平行的垂直边缘附近在该垂直边缘大约中心处设置P型电极焊盘252。N型电极270包括设置于η型半导体层120 (参考图3)的如下位置的η型电极焊盘沈2，该位置接近于与设置ρ型电极焊盘252所接近的垂直边缘相反的另一垂直边缘。N 型电极焊盘262接近如图5所示的半导体发光器件的右下角。具有相反极性的辅助电极25 ，254b，254c, 264a和连接到η型电极焊盘262 和η型电极焊盘252并彼此平行。辅助电极25 ，254b，254c, 264a和具有大致直线形状，不与半导体发光器件的水平边缘平行。亦即，辅助电极25 ，254b，254c, 264a和从半导体发光器件的χ轴倾斜。
辅助电极(第一和第二 η型辅助电极)264a和沿着从η型电极焊盘262到设置P型电极焊盘252所接近的垂直边缘的方向延伸。辅助电极(第一到第三ρ型辅助电极)254a,254c和254b沿着从ρ型电极焊盘252到设置η型电极焊盘262所接近的另一垂直边缘的方向延伸。第一 P型辅助电极25 接近半导体发光器件与χ轴平行的水平边缘。 第二 P型辅助电极25 接近半导体发光器件与χ轴平行的另一水平边缘。第三ρ型辅助电极254b设置于第一 ρ型辅助电极25 和第二 ρ型辅助电极25 之间。第一 η型辅助电极设置于第一 ρ型辅助电极25 和第三ρ型辅助电极254b之间，第二 η型辅助电极设置于第三ρ型辅助电极254b和第二 ρ型辅助电极25 之间。亦即，具有相反极性的辅助电极25 ，254b，254c, 264a和彼此均勻分隔并彼此平行，第一和第二 η型辅助电极和设置于第一到第三ρ型辅助电极25 ，254c和254b之间。通过这种方式，P型电极260和η型电极270是交错布置的。使用η型连接电极266将第一和第二 η型辅助电极和连接到η型电极焊盘沈2。使用第一和第二 ρ型连接电极256a和25 将第一到第三辅助电极25 ，254c 和254b连接到ρ型电极焊盘252。第一和第二 ρ型连接电极256a和256b朝向所述垂直边缘凸起。第一和第二 P型连接电极256a和256b可以具有不同形状。第一和第二 ρ型连接电极256a和256b的凸起部分可以具有弯曲形状或弯曲形状和直线形状的组合。N型连接电极266具有与所述另一垂直边缘平行的直线形状。在本实施例中，在第二 η型辅助电极和η型连接电极266之间的连接位置处，形成η型电极焊盘沈2以与第二 η型辅助电极外接。在第三ρ型辅助电极254b 和第二 P型连接电极256b之间的连接位置处，形成ρ型电极焊盘252以与第三ρ型辅助电极254b和第二 ρ型连接电极25 内接。第一 ρ型辅助电极25 大致是直线的。不过，第一 ρ型辅助电极25 的接近所述另一垂直边缘的端部在图5所示的半导体发光器件的第一 η型辅助电极^Ha和右上角之间的区域中是弯曲的或直线延伸，然后该端部指向水平边缘。第二 η型辅助电极沈仙与第三P型辅助电极254b大致平行。不过，第二 η型辅助电极沈仙和水平线之间的角度在接近P型电极焊盘252的位置可以改变，使得第二 η型辅助电极和ρ型电极焊盘252 之间的距离可以等于第二 η型辅助电极沈仙和第二 ρ型辅助电极25 之间的距离。第二 P型辅助电极25 可以与第二 η型辅助电极大致平行。另一实施例图6是示出了根据示另一范性实施例的发光器件电极结构的平面图。可以在图3 的半导体发光器件中使用图6所示的ρ型和η型电极360和370代替图4所示的ρ型电极 160和η型电极170。如图6所示，ρ型电极360包括ρ型电极焊盘352作为丝焊区域。P型电极焊盘 352形成于ρ型半导体层140(参考图幻或透明电极150(参考图幻上。在前一种情况下， P型电极焊盘152可以形成于蚀刻透明电极150的边缘部分而暴露的ρ型半导体层140的位置上。在任何情况下，ρ型电极焊盘352都形成于设置于透明电极150下的ρ型半导体层140的边缘部分。可以在接近半导体发光器件边缘的区域中形成ρ型电极焊盘352以增大发光面积。在本实施例中，如果半导体发光器件具有800X 1000(任意单位)的yXx(垂直X水平)形式的矩形形状，就可以在与的y轴平行的垂直边缘附近在该垂直边缘的大约中心处设置P型电极焊盘352。N型电极370包括设置于η型半导体层120(参考图幻上的如下位置的η型电极焊盘362，该位置接近与设置ρ型电极焊盘352所接近的垂直边缘相反的另一垂直边缘。N 型电极焊盘362接近如图6所示的半导体发光器件的右上角。具有相反极性的辅助电极35 ，354b，354c, 364a和364b连接到η型电极焊盘362 和η型电极焊盘352并彼此平行。辅助电极35 ，354b，354c, 364a和364b具有大致直线形状，不与半导体发光器件的水平边缘平行。亦即，辅助电极35 ，354b，354c, 364a和364b 从半导体发光器件的χ轴倾斜。辅助电极(第一和第二 η型辅助电极)364a和364b沿着从η型电极焊盘362到设置P型电极焊盘352所接近的垂直边缘的方向延伸。辅助电极(第一到第三ρ型辅助电极)354a,354c和354b沿着从ρ型电极焊盘352到设置η型电极焊盘362所接近的另一垂直边缘的方向延伸。第一 P型辅助电极35 接近半导体发光器件与χ轴平行的水平边缘。 第二 P型辅助电极35 接近半导体发光器件与χ轴平行的另一水平边缘。第三ρ型辅助电极354b设置于第一 ρ型辅助电极35 和第二 ρ型辅助电极35 之间。第一 η型辅助电极36 设置于第一 ρ型辅助电极35 和第三ρ型辅助电极354b之间，第二 η型辅助电极364b设置于第三ρ型辅助电极354b和第二 ρ型辅助电极35 之间。亦即，具有相反极性的辅助电极35 ，354b，354c, 364a和364b彼此均勻分隔并彼此平行，第一和第二 η型辅助电极36 和364b设置于第一到第三ρ型辅助电极35 ，35 和354b之间。通过这种方式，P型电极360和η型电极370是交错布置的。使用η型连接电极366将第一和第二 η型辅助电极36 和364b连接到η型电极焊盘362。使用第一和第二 ρ型连接电极356a和35 将第一到第三辅助电极35 ，
和354b连接到ρ型电极焊盘352。第一和第二 ρ型连接电极356a和356b朝向垂直边缘凸起。第一和第二 ρ型连接电极356a和356b可以具有不同形状。第一和第二 ρ型连接电极 356a和356b的凸起部分可以具有弯曲形状或弯曲形状和直线形状的组合。N型连接电极 366具有与所述另一垂直边缘平行的直线形状。在本实施例中，在第一 η型辅助电极36 和η型连接电极366之间的连接位置处， 形成η型电极焊盘362以与第一 η型辅助电极36 内接。形成ρ型电极焊盘352以与第二 P型连接电极35 外接。第一 ρ型辅助电极35 大致是直线的。不过，第一 ρ型辅助电极35 的接近所述另一垂直边缘的端部是弯曲的，使得第一 P型辅助电极35 的端部和η型电极焊盘362 之间的距离可以恒定。在图6所示的半导体发光器件的左下角设置形状类似于第一ρ型辅助电极35 的端部的第三连接电极356c。第二 ρ型辅助电极35 的末端可以具有与图4 所示的第二 P型辅助电极15 末端形状类似的形状。或者，第二 ρ型辅助电极35 的末端可以进一步平行于图6所示半导体发光器件的水平边缘延伸。另一实施例图7是示出了根据示另一范性实施例的发光器件电极结构的平面图。可以在图3 的半导体发光器件中使用图7所示的ρ型和η型电极460和470代替ρ型电极160和η型电极170。如图7所示，ρ型电极460包括第一和第二 P型电极焊盘45 和452b作为丝焊区域。第一和第二 ρ型电极焊盘45 和452b形成于ρ型半导体层140 (参考图幻或透明电极150(参考图幻上。在前一种情况下，第一和第二 ρ型电极焊盘45 和452b可以形成于蚀刻透明电极150的边缘部分而暴露的ρ型半导体层140的位置上。在任何情况下，第一和第二 P型电极焊盘45 和452b都形成于透明电极150下设置的ρ型半导体层140的边缘部分。第一和第二 P型电极焊盘45 和452b可以形成于接近半导体发光器件边缘的区域中以增加发光面积。在本实施例中，如果半导体发光器件具有800 X 1000(任意单位) 的yXx(垂直X水平)形式的矩形形状，就可以与半导体发光器件的与y轴平行的垂直边缘接近地在该半导体发光器件的角落处设置第一和第二 P型电极焊盘45 和452b。N型电极470包括设置于η型半导体层120(参考图幻上的如下位置的第一和第二 η型电极焊盘46 和46 ，该位置接近于与设置第一和第二 ρ型电极焊盘45 和45 接近的垂直边缘相对的另一垂直边缘。第一和第二 η型电极焊盘46 和462b比图7所示的半导体发光器件的角落更接近水平中心线。具有相反极性的辅助电极45 ，454b, 454c, 464a, 464b连接到第一和第二 η型电极焊盘46 和462b以及第一和第二 ρ型电极焊盘45 和452b。辅助电极45 ，454b， 454c, 464a, 464b彼此平行。辅助电极45 ，454b, 454c, 464a和464b具有大致直线形状， 与半导体发光器件的水平边缘平行。亦即，辅助电极45 ，454b, 454c, 464a, 464b与χ轴平行。辅助电极(第一和第二 η型辅助电极)464a和464b从第一和第二 η型电极焊盘 462a和462b向设置第一和第二 ρ型电极焊盘45 和452b所接近的垂直边缘延伸。辅助电极(第一到第三ρ型辅助电极)454a,454c和454b沿着从第一和第二 ρ型电极焊盘45 和452b向设置第一和第二 η型电极焊盘46 和462b所接近的另一垂直边缘的方向延伸。 第一 P型辅助电极45 接近半导体发光器件与χ轴平行的水平边缘。第二 ρ型辅助电极 454c接近半导体发光器件与χ轴平行的另一水平边缘。第三ρ型辅助电极454b设置于第一 P型辅助电极45 和第二 ρ型辅助电极45 之间。第一 η型辅助电极46 设置于第一 P型辅助电极45 和第三ρ型辅助电极454b之间，第二 η型辅助电极464b设置于第三 P型辅助电极454b和第二 ρ型辅助电极45 之间。亦即，具有相反极性的辅助电极45 ， 454b, 454c, 464a和464b彼此均勻分隔并彼此平行，第一和第二 η型辅助电极46 和464b 设置于第一到第三P型辅助电极45 ，45 和454b之间。通过这种方式，ρ型电极460和 η型电极470是交错布置。在本实施例中，η型连接电极不用于连接第一和第二 η型电极焊盘46 和462b。 不过，使用第一和第二 P型连接电极456a和456b将第一到第三ρ型辅助电极45 ，454c 和454b连接到第一和第二 ρ型电极焊盘45 和452b。第一和第二 ρ型连接电极456a和 456b朝向垂直边缘弯曲。第一和第二 ρ型连接电极456a和456b可以具有不同形状。第一和第二 P型连接电极456a和456b的凸起部分可以具有弯曲形状或弯曲形状和直线形状的组合。在本实施例中，形成第一和第二电极焊盘45 和452b以与第一和第二 ρ型连接电极456a和456b外接，并将第一和第二电极焊盘45 和452b设置于半导体发光器件的角落。第一 ρ型辅助电极45 大致是直线的。不过，第一 ρ型辅助电极45 的接近所述另一垂直边缘的端部是弯曲的，使得第一 P型辅助电极45 的端部和第一 η型电极焊盘 462a之间的距离可以恒定。类似地，第二 ρ型辅助电极45 大致为直线，第二 ρ型辅助电极45 的接近所述另一垂直边缘的端部是弯曲的，使得第二 ρ型辅助电极45 的端部和第二 η型电极焊盘462b之间的距离可以恒定。在本实施例中，提供了多个电极焊盘。详细地讲，第一和第二 P型电极焊盘45 和 452b彼此连接，第一和第二 η型电极焊盘46 和462b彼此不连接。亦即，并非连接所有电极焊盘，以使不必要的电极最少。因此，可以增大实际发光面积以实现高的光转换效率。根据模拟结果，在图4所示的实施例中，半导体发光器件的驱动电压Vf约为 3. 25V，光功率Po约为143mW。在图5和6所示的实施例中半导体发光器件具有类似的驱动电压和光功率。与相关现有技术半导体发光器件相比，上述半导体发光器件的驱动电压非常低。因此，与相关现有技术半导体发光器件相比，上述半导体发光器件的光转换效率很尚ο图4和5中所示的实施例在ρ型和η型电极焊盘的位置方面是不同的。亦即，在图4所示的实施例中，ρ型电极焊盘设置于角落，η型电极焊盘设置于大致中心区域。不过， 在图5所示的实施例中，η型电极焊盘设置于角落，ρ型电极焊盘设置于大致中心区域。从图4和5所示实施例中获得的驱动电压和光功率类似这一事实可以理解，尽管在图4和5 的实施例的电极结构中互换了 P型和η型电极焊盘的位置，但半导体发光器件的特性未显著变化。在图4到6所示的实施例中，半导体发光器件的光功率大约为140mW，通过减小衬底100的厚度改善了半导体发光器件的散热特性。在图7所示的实施例中，使用两个ρ型电极焊盘和两个η型电极焊盘，同时将衬底100的厚度维持在与图4到6的实施例相同水平。在这种情况下，驱动电压降低到大约 3. 20V，光功率大约为133mW。在上述实施例中，半导体发光器件具有矩形形状。不过，可以将本发明构思应用于具有正方形形状的半导体发光器件。根据本公开，半导体发光器件可以具有被配置成在半导体发光器件的整个面积内均勻且高效展布电流的电极结构。因此，在半导体发光器件中电流密度分布可以更均勻。由于η型电极设置于半导体发光器件中并由P型电极围绕，所以电流能够围绕η型电极均勻流动，以实现高的光转换效率和低的驱动电压。此外，在使用多个电极焊盘时，并非连接所有电极焊盘，从而使不必要的电极最少，并增大了实际发光面积，以实现高的光转换效率。尽管已经参考具体实施例描述了半导体发光器件，但其不限于此。因此，本领域的技术人员将容易理解，可以对其做出各种修改和变化而不脱离由所附权利要求界定的本发明精神和范围。
权利要求
1.一种半导体发光器件，包括 衬底；依次形成于所述衬底上的η型半导体层，有源层和ρ型半导体层； 包括P型电极焊盘和P型辅助电极的P型电极，所述P型电极焊盘设置于所述P型半导体层的第一边缘，所述P型辅助电极连接到所述P型电极焊盘；以及包括η型电极焊盘和η型辅助电极的η型电极，所述η型电极焊盘设置于所述η型半导体层上与所述P型电极焊盘相反的第二边缘，所述η型辅助电极连接到所述η型电极焊 ，其中所述η型辅助电极向设置所述ρ型电极焊盘的第一边缘延伸，所述ρ型辅助电极向设置所述η型电极焊盘的第二边缘延伸，所述η型辅助电极和所述ρ型辅助电极彼此平行，使得所述P型电极设置于所述η型电极周围。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，还包括弯曲的P型连接电极，所述P型连接电极朝向所述第一边缘凸起并连接所述P型辅助电极和所述P型电极焊盘；以及平行于所述第二边缘并连接所述η型辅助电极和η型电极焊盘的η型连接电极。
3.根据权利要求2所述的半导体发光器件，其中所述ρ型连接电极的凸起部分具有弯曲形状或弯曲形状和直线形状的组合。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述η型辅助电极和所述P型辅助电极是倾斜的。
5.一种具有矩形平坦形状的半导体发光器件，所述矩形平坦形状具有水平χ轴和垂直 y轴，所述半导体发光器件包括衬底；依次形成于所述衬底上的η型半导体层、有源层和ρ型半导体层； 包括P型电极焊盘和P型辅助电极的P型电极，所述P型电极焊盘设置于所述P型半导体层的垂直第一边缘，所述P型辅助电极连接到所述P型电极焊盘；以及包括η型电极焊盘和η型辅助电极的η型电极，所述η型电极焊盘设置于所述η型半导体层上与所述P型电极焊盘相反的垂直第二边缘，所述η型辅助电极连接到所述η型电极焊盘，其中所述η型辅助电极向设置所述ρ型电极焊盘的第一边缘延伸，所述ρ型辅助电极向设置所述η型电极焊盘的第二边缘延伸，所述η型辅助电极和所述ρ型辅助电极彼此平行，并从水平边缘倾斜。
6.根据权利要求5所述的半导体发光器件，其中所述η型辅助电极和所述ρ型辅助电极与所述水平边缘形成大于0°但等于或小于45°范围中的角度。
7.根据权利要求5所述的半导体发光器件，其中所述ρ型辅助电极包括 接近水平第三边缘设置的第一 P型辅助电极；接近与所述第三边缘相对的水平第四边缘设置的第二P型辅助电极；以及设置于所述第一和第二P型辅助电极之间的第三P型辅助电极， 其中所述η型辅助电极包括设置于所述第一 P型辅助电极和第三P型辅助电极之间的第一 η型辅助电极；以及设置于所述第三P型辅助电极和所述第二 P型辅助电极之间的第二 η型辅助电极，其中所述P型电极以P型和η型电极交错的状态设置于所述η型电极周围。
8.根据权利要求7所述的半导体发光器件，还包括被配置成连接所述第一 P型辅助电极和所述第三P型辅助电极的第一 P型连接电极；被配置成连接所述第三P型辅助电极和所述第二 P型辅助电极的第二 P型连接电极；以及被配置成连接所述第一 η型辅助电极和所述第二 η型辅助电极的η型连接电极。
9.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其中所述第一和第二ρ型连接电极向所述第一边缘凸起弯曲，所述η型连接电极平行于所述第二边缘。
10.根据权利要求9所述的半导体发光器件，其中所述第一和第二ρ型辅助电极的凸起部分具有弯曲形状或弯曲形状和直线形状的组合。
11.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其中在所述第一η型辅助电极和所述η型连接电极之间的连接位置处，形成所述η型电极焊盘以与所述第一 η型辅助电极和所述η 型连接电极内接，在所述第二 P型辅助电极和所述第二 P型连接电极之间的连接位置处，形成所述η型电极焊盘以与所述第二P型辅助电极和所述第二P型连接电极外接。
12.根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述第一ρ型辅助电极的接近所述 η型电极焊盘的端部具有基本平行于所述第二边缘的弯曲形状，并且所述第三P型辅助电极和水平线之间的角度在接近所述η型电极焊盘的位置增大，使得所述第三P型辅助电极和所述η型电极焊盘之间的距离等于所述第三ρ型辅助电极和所述第二 η型辅助电极之间的距离。
13.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其中在所述第二η型辅助电极和所述η型连接电极之间的连接位置处，形成所述η型电极焊盘以与所述第二η型辅助电极外接，并且在所述第三P型辅助电极和所述第二 P型连接电极之间的连接位置处，形成所述P型电极焊盘以与所述第三P型辅助电极和所述第二 P型连接电极内接。
14.根据权利要求13所述的半导体发光器件，其中所述第一ρ型辅助电极的接近所述第二边缘的端部在所述第一η型辅助电极和所述半导体发光器件角落之间的区域中是弯曲的或直线延伸的，然后所述端部指向所述第三边缘；并且所述第二 η型辅助电极和水平线之间的角度在接近所述ρ型电极焊盘的位置改变，使得所述第二 η型辅助电极和所述ρ型电极焊盘之间的距离基本等于所述第二 η型辅助电极和所述第二 P型辅助电极之间的距离。
15.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其中在所述第一η型辅助电极和所述η型连接电极之间的连接位置处，形成所述η型电极焊盘以与所述第一η型辅助电极外接，并且形成所述P型电极焊盘一与第二 P型连接电极外接。
16.根据权利要求15所述的半导体发光器件，其中所述第一ρ型辅助电极的接近所述第二边缘的端部是弯曲的，使得所述端部和所述η型电极焊盘之间的距离恒定，并且所述第二 P型辅助电极的接近所述第四边缘的端部与所述第四边缘平行延伸。
17.一种具有矩形平坦形状的半导体发光器件，所述矩形平坦形状具有水平χ轴和垂直y轴，所述半导体发光器件包括衬底；依次形成于所述衬底上的η型半导体层，有源层和ρ型半导体层； 包括多个P型电极焊盘和P型辅助电极的P型电极，所述P型电极焊盘设置于所述P 型半导体层的垂直第一边缘，所述P型辅助电极连接到所述P型电极焊盘；以及包括多个η型电极焊盘和η型辅助电极的η型电极，所述η型电极焊盘设置于所述η型半导体层的与所述P型电极焊盘相对的垂直第二边缘，所述η型辅助电极连接到所述η型电极焊盘，其中所述η型辅助电极向设置所述ρ型电极焊盘的第一边缘延伸，所述ρ型辅助电极向设置所述η型电极焊盘的第二边缘延伸，所述η型辅助电极和所述ρ型辅助电极彼此平行，使得所述P型电极设置于所述η型电极周围，其中所述P型电极焊盘彼此连接，所述η型电极焊盘不彼此连接。
18.根据权利要求17所述的半导体发光器件，其中所述ρ型辅助电极包括 接近水平第三边缘设置的第一 P型辅助电极；接近与所述第三边缘相对的水平第四边缘设置的第二 P型辅助电极；以及设置于所述第一和第二 P型辅助电极之间的第三P型辅助电极， 其中所述η型辅助电极包括从各所述η型电极焊盘的第一 η型电极焊盘延伸并设置于所述第一 ρ型辅助电极和第三P型辅助电极之间的第一 η型辅助电极；以及从各所述η型电极焊盘的第二 η型电极焊盘延伸并设置于所述第三ρ型辅助电极和所述第二 P型辅助电极之间的第二 η型辅助电极， 其中所述P型和η型电极是交错的。
19.根据权利要求18所述的半导体发光器件，还包括被配置成连接所述第一 P型辅助电极和所述第三P型辅助电极的第一 P型连接电极；以及被配置成连接所述第三P型辅助电极和所述第二P型辅助电极的第二P型连接电极。
20.根据权利要求19所述的半导体发光器件，其中所述第一和第二P型连接电极向所述第一边缘凸起弯曲。
21.根据权利要求19所述的半导体发光器件，其中所述ρ型电极焊盘包括外接到所述第一 P型连接电极并设置于所述半导体发光器件角落的第一 P型电极焊盘；以及外接到所述第二P型连接电极并设置于所述半导体发光器件另一角落的第二P型电极焊盘。
22.根据权利要求18所述的半导体发光器件，其中所述第一ρ型辅助电极的接近所述第二边缘的端部是弯曲的，使得所述第一 P型辅助电极的所述端部和所述η型电极焊盘之间的距离恒定，并且所述第二 P型辅助电极的接近所述第二边缘的端部是弯曲的，使得所述第二 P型辅助电极的所述端部和所述第二 η型电极焊盘之间的距离恒定。
全文摘要
提供了一种半导体发光器件，用于实现均匀电流密度分布和大亮度。该器件包括衬底；依次形成于所述衬底上的n型半导体层，有源层和p型半导体层；包括p型电极焊盘和p型辅助电极的p型电极，该p型电极焊盘设置于所述p型半导体层的第一边缘，该p型辅助电极连接到所述p型电极焊盘；以及包括n型电极焊盘和n型辅助电极的n型电极，该n型电极焊盘设置于所述n型半导体层与所述p型电极焊盘相对的第二边缘，该n型辅助电极连接到所述n型电极焊盘。该n型辅助电极向设置p型电极焊盘的第一边缘延伸，该p型辅助电极向设置所述n型电极焊盘的第二边缘延伸，该n型辅助电极和p型辅助电极彼此平行，使得p型电极设置于该n型电极周围。
文档编号H01L33/38GK102299227SQ20111017398
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者裴德圭 申请人:Theleds株式会社