專利名稱：半導(dǎo)體面發(fā)光器件及增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，特別是指一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件及增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的方法。
半導(dǎo)體面發(fā)光器件涉及以下內(nèi)容按器件功能劃分則包括發(fā)光二極管和面發(fā)射激光二極管等光發(fā)射半導(dǎo)體器件；按材料劃分則包括以砷化鎵為代表的III族砷化物面發(fā)光器件，以磷化銦(磷化銦鎵，磷化鎵)為代表的III族磷化物面發(fā)光器件，以氮化鎵為代表的III族氮化物面發(fā)光器件，以硫(硒)化鋅為代表的II-VI族化合物面發(fā)光器件，等等。
發(fā)光二極管是在顯示、控制、通訊領(lǐng)域用量極大的元件。由于發(fā)光二極管的壽命長，耗電低，目前在儀器儀表顯示領(lǐng)域已經(jīng)幾乎完全取代了傳統(tǒng)的顯示燈泡。隨著紅、綠、藍(lán)高亮度和超高亮度發(fā)光二極管的出現(xiàn)，滿足當(dāng)前對(duì)全彩色戶外顯示的需要，目前大部分大屏幕戶外顯示屏都是用發(fā)光二極管制成的。高亮度紅、黃、綠(或藍(lán))發(fā)光二極管如應(yīng)用于交通信號(hào)標(biāo)志，與傳統(tǒng)的白熾燈相比，在同樣發(fā)光強(qiáng)度下電能可節(jié)省70～80％，壽命長40～50倍。高亮度長壽命發(fā)光二極管交通信號(hào)燈，電能和維修費(fèi)用大大降低。半導(dǎo)體激光二極管是光盤存儲(chǔ)，通訊等領(lǐng)域不可缺少的光電子器件，市場前景廣闊，是目前世界上研究的熱點(diǎn)。
常規(guī)的發(fā)光二極管或激光二極管結(jié)構(gòu)大體上包含一個(gè)p區(qū)(其中含有一層或多層p型半導(dǎo)體材料)和一個(gè)n區(qū)(其中含有一層或多層n型半導(dǎo)體材料)，以及由p區(qū)和n區(qū)交界處組成的p-n結(jié)。半導(dǎo)體發(fā)光器件所發(fā)出的光就是從p-n結(jié)產(chǎn)生的。另外，為了能給器件通電，分別在p區(qū)和n區(qū)的器件外側(cè)各有一個(gè)p電極和n電極，它們一般是用通常不能透光的金屬材料制成。常規(guī)的發(fā)光二極管或激光二極管器件管芯橫向尺寸為幾百微米乘幾百微米量級(jí)，而其中的p區(qū)和n區(qū)(或者兩者之一)的厚度只有1微米，甚至小于1微米。為了方便，我們把橫向尺寸遠(yuǎn)大于厚度尺寸的區(qū)域(無論是p區(qū)還是n區(qū))定義為“薄區(qū)”，而把橫向尺寸與厚度尺寸接近甚至大于厚度尺寸的區(qū)域(無論是p區(qū)還是n區(qū))定義為“厚區(qū)”。由于薄區(qū)的幾何尺寸的特點(diǎn)，使得薄區(qū)中橫向電阻遠(yuǎn)大于縱向電阻，薄區(qū)中的電流只能縱向流動(dòng)而幾乎不能橫向流動(dòng)，即電流只能垂直于p-n結(jié)流動(dòng)而幾乎不能平行與p-n結(jié)流動(dòng)。電流不能在薄區(qū)中橫向擴(kuò)展，薄區(qū)的電極范圍決定了薄區(qū)中電流的范圍。由于薄區(qū)的特性，使得含有薄區(qū)的半導(dǎo)體面發(fā)光器件中具有以下缺點(diǎn)(1)因?yàn)槠骷须娏鞑痪鶆?，所以器件發(fā)光不均勻，有效發(fā)光面積減??；(2)薄區(qū)電極正投影處的p-n結(jié)區(qū)域發(fā)光最強(qiáng)，但該處正好被薄區(qū)電極遮擋，器件所發(fā)出的光不能有效地透出。為了解決這些問題，一般采用以下三中方法(1)將薄區(qū)電極覆蓋整個(gè)薄區(qū)，利用金屬具有良好的導(dǎo)電性這一特點(diǎn)，將電流橫向擴(kuò)展至整個(gè)薄區(qū)。雖然這種方法解決了電流橫向擴(kuò)展的問題，器件中發(fā)光均勻，但是器件所發(fā)出的光還是被電極遮擋，不能有效地透出。(2)將薄區(qū)的厚度加厚，變成厚區(qū)。這種方法增加了材料的厚度，由此帶來材料的生長時(shí)間延長，增加了器件的制作成本。(3)采用極薄厚度的“透明”金屬電極。金屬一般是不透明的，但厚度減薄到一定程度后也會(huì)有一定的透光性。在保證電流橫向擴(kuò)展的前提下，盡量將薄區(qū)的金屬電極減薄至“透明”狀態(tài)并將該“透明”電極覆蓋整個(gè)薄區(qū)。這是目前氮化物發(fā)光二極管最廣泛采用的方法。雖然該方法原則上解決了橫向電流擴(kuò)展和透光的矛盾，但是對(duì)厚度要求極其嚴(yán)格的透明金屬電極的制作工藝復(fù)雜，增加了器件的成本。
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件及增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的方法，既解決了薄區(qū)中橫向電流擴(kuò)展和發(fā)光器件的透光性之間的矛盾，又避免制作工藝復(fù)雜，制作成本高的問題。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，該方法包括以下兩個(gè)方面1.在器件薄區(qū)含有連續(xù)生長與薄區(qū)同型(n型或p型)但禁帶寬度不同的兩種半導(dǎo)體材料。在這兩種材料的界面處形成一層具有增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的二維結(jié)構(gòu)。在器件的薄區(qū)中可以含一層二維結(jié)構(gòu)或多層二維結(jié)構(gòu)。
2.在器件的透光面采用類似經(jīng)線和緯線等相互交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬電極，并在其中具有可供器件電極引線的金屬焊盤。
為了更好地說明本發(fā)明的意義，下面對(duì)以上所提到的詞匯作進(jìn)一步解釋。
所說的“面發(fā)光器件”，指的是器件發(fā)出的光是從平行于p-n結(jié)的平面發(fā)出的發(fā)光器件。按器件功能劃分則包括發(fā)光二極管和面發(fā)射激光二極管等光發(fā)射半導(dǎo)體器件；按制備器件的材料劃分則包括以砷化鎵為代表的III族砷化物面發(fā)光器件，以磷化銦(磷化銦鎵，磷化鎵)為代表的III族磷化物面發(fā)光器件，以氮化鎵為代表的III族氮化物面發(fā)光器件，以硫(硒)化鋅為代表的II-VI族化合物面發(fā)光器件，等等；按器件發(fā)出的光的波長劃分，可以是可見光，紅外光和紫外光等。
所說的“III族砷化物”，包括砷化鎵，砷化鋁鎵，砷化銦鎵，砷化銦鋁鎵。
所說的“III族磷化物”，包括磷化鎵，磷化鋁鎵，磷化銦鎵，磷化銦鋁鎵。
所說的“III族氮化物”，包括氮化鎵，氮化鋁鎵，氮化銦鎵，氮化銦鋁鎵。
所說的“II-VI族化合物”，包括硫化鋅，硒化鋅，硫硒化鋅，等。
所說的“薄區(qū)”，可以是器件的p區(qū)，也可以是器件的n區(qū)。指的是器件中橫向尺寸遠(yuǎn)大于厚度尺寸的區(qū)域。
所說的“與薄區(qū)同型”含義如下如果薄區(qū)為器件的n區(qū)，則連續(xù)生長禁帶寬度不同的兩種半導(dǎo)體材料也為n型；如果薄區(qū)為器件的p區(qū)，則連續(xù)生長禁帶寬度不同的兩種半導(dǎo)體材料也為p型。
所說的“禁帶寬度不同的兩種半導(dǎo)體材料”，指的是該兩種半導(dǎo)體材料中，導(dǎo)帶底的能量和價(jià)帶頂?shù)哪芰恐g的能量差值不同；即該兩種半導(dǎo)體材料中，導(dǎo)帶底的能量之間或(和)價(jià)帶頂?shù)哪芰恐g有一個(gè)能量突變。
所說的“連續(xù)生長”，指的是禁帶寬度不同的兩種半導(dǎo)體材料疊在緊相鄰處，但順序可以顛倒。例如A代表禁帶寬度大的半導(dǎo)體材料，B代表禁帶寬度小的半導(dǎo)體材料，那么A、B兩者必須相鄰，但可以是AB順序，也可以是BA順序，即可以A更靠近p-n結(jié)，也可以B更靠近p-n結(jié)。
所說的“橫向電流”，指的是平行于器件p-n結(jié)的電流。
所說的“縱向電流”，指的是垂直于器件p-n結(jié)的電流。
所說的“二維結(jié)構(gòu)”，可以是二維電子氣，也可以是二維空穴氣，依薄區(qū)為器件n區(qū)還是器件p區(qū)而定。如果薄區(qū)為器件n區(qū)，則“二維結(jié)構(gòu)”為二維電子氣；如果薄區(qū)為器件p區(qū)，則“二維結(jié)構(gòu)”為二維空穴氣。
所說的“一層二維結(jié)構(gòu)”和“多層二維結(jié)構(gòu)”含義如下以A代表禁帶寬度大的半導(dǎo)體材料，B代表禁帶寬度小的半導(dǎo)體材料，那么由AB的界面組成了“一層二維結(jié)構(gòu)”；如果器件中含有A-B-A-B…，那么由每一個(gè)AB界面就組成了一層二維結(jié)構(gòu)(如A-B-A-B中有三層二維結(jié)構(gòu))，于是就稱“多層二維結(jié)構(gòu)”。
所說的“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬電極”，指的是金屬電極沒有鋪滿整個(gè)平面，而是在平面中具有許多空洞?！熬W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”可以是矩形結(jié)構(gòu)(類似經(jīng)線和緯線)，也可以是六邊形結(jié)構(gòu)(類似蜂巢)，以及其它任意能鋪滿平面的結(jié)構(gòu)。
所說的“二維結(jié)構(gòu)”和“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬電極”，可以在一個(gè)器件中單獨(dú)使用，也可以在一個(gè)器件中聯(lián)合使用。
由于在本發(fā)明的器件結(jié)構(gòu)中，在器件薄區(qū)引進(jìn)了二維結(jié)構(gòu)，而二維結(jié)構(gòu)具有增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展并且不增強(qiáng)(甚至減弱)縱向電流的作用，大大增強(qiáng)了電流在器件薄區(qū)的橫向擴(kuò)展程度。
由于在器件薄區(qū)引進(jìn)了網(wǎng)狀電極結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)把器件的薄區(qū)分割成許多小塊。針對(duì)每一小塊而言，薄區(qū)的橫向幾何尺寸大大縮小，而薄區(qū)的厚度沒有變化。由于橫向尺寸縮小，電流在器件薄區(qū)的橫向擴(kuò)展程度大大增強(qiáng)。
與以往的技術(shù)相比，該發(fā)明具有以下意義1、在以往的氮化鎵(藍(lán)色和綠色)發(fā)光二極管制備中，為了能使電流在薄區(qū)(p區(qū))中橫向擴(kuò)展，通常采用“透明”金屬電極。而該電極對(duì)厚度要求非常嚴(yán)格，電極太厚則不透明，電極太薄則不連續(xù)，電流不能擴(kuò)展。嚴(yán)格的厚度要求勢必增加器件成本，降低器件的成品率。除此以外，“透明”金屬電極和電極引線的金屬焊盤不能在同一道工序制備，必須采用兩道工序。相比之下，本發(fā)明采用對(duì)厚度要求不嚴(yán)格的網(wǎng)狀電極，并且網(wǎng)狀電極和電極引線的金屬焊盤在同一道工序中制備。這樣大大提高了器件的成品率，降低了器件成本。
2、在以往的磷化銦鎵(紅色和橙色等)發(fā)光二極管制備中，為了能使電流在薄區(qū)(p區(qū))中橫向擴(kuò)展，通常將最上層材料(p型磷化鎵)的厚度加厚，達(dá)到4微米以上。由于器件的總厚度增大，生長器件的原料消耗增加，器件制備的生長時(shí)間延長，這些都增加了器件的成本。相比之下，本方面采用對(duì)厚度要求不嚴(yán)格的網(wǎng)狀電極，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)把器件的薄區(qū)分割成許多小塊。針對(duì)每一小塊而言，薄區(qū)的橫向幾何尺寸大大縮小，而薄區(qū)的厚度沒有變化。由于橫向尺寸縮小，電流在器件薄區(qū)的橫向擴(kuò)展程度大大增強(qiáng)。由于網(wǎng)狀電極和電極引線的金屬焊盤在同一道工序中制備，網(wǎng)狀電極本身不會(huì)增加器件的工藝成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的方法，該方法包括如下步驟1、在藍(lán)寶石襯底上依次生長1～10微米的n型氮化鎵、有源區(qū)、0.1～1微米的p型氮化鋁鎵，0.1～1微米的p型氮化鎵等，形成器件的外延材料；2、采用常規(guī)的光刻工藝、刻蝕工藝等器件工藝，將外延材料的部分表面刻蝕，露出n型氮化鎵。
3、采用常規(guī)的金屬蒸發(fā)等器件工藝，在p型氮化鎵層上形成p-電極，在n型氮化鎵層上形成n-電極。
4、將器件切割成小塊，器件的橫向尺寸不小于100微米，最后是器件封裝。
其中步驟3所說的p-電極為網(wǎng)格狀的金屬電極，在網(wǎng)格狀的金屬電極的一角制作有一電極引線的金屬焊盤。
本發(fā)明一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件，其中在在藍(lán)寶石襯底上依次生長1～10微米的n型氮化鎵、有源區(qū)、0.1～1微米的p型氮化鋁鎵，0.1～1微米的p型氮化鎵等，形成器件的外延材料；將外延材料的部分表面刻蝕，露出n型氮化鎵；在p型氮化鎵層上形成p-電極，在n型氮化鎵層上形成n-電極。
其中p-電極為網(wǎng)格狀的金屬電極，在網(wǎng)格狀的金屬電極的一角制作有一電極引線的金屬焊盤。
所說n型區(qū)或p型區(qū)的半導(dǎo)體層可以是二層或二層以上；每層的厚度為1nm～100m；半導(dǎo)體層可以摻有雜質(zhì)或不摻有雜質(zhì)。
在n型區(qū)或p型區(qū)可以含有一層或多層二維電子氣。
在n型區(qū)或p型區(qū)的網(wǎng)狀電極；電極通常由金，鎳，鉑，鋁、鈦、鎢、鈷、鋅、錫和銦等單層金屬材料、鈦/鋁、金/鎳/鋁/鈦等雙層和多層金屬材料和上述金屬材料的合金如硅化鎢合金等。
在一個(gè)器件中，二維結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀電極可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和效果，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，其中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光二極管器件的剖面圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光二極管器件的俯視圖。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管器件的剖面圖。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管器件的俯視圖。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光二極管器件的剖面圖。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光二極管器件的俯視圖。
實(shí)施例一圖1和圖2分別是第一實(shí)施例的發(fā)光二極管的器件剖面圖和俯視圖，這是一個(gè)氮化鎵藍(lán)光或綠光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)圖。該器件的制備包括以下過程1、參閱圖1，在藍(lán)寶石襯底(-Al2O3)7上依次生長1～10微米的n型氮化鎵(GaN)6，有源區(qū)(一般是氮化銦鎵，InGaN)5，0.1～1微米的p型氮化鋁鎵(AlGaN)4，0.1～1微米的p型氮化鎵2等，形成器件的外延材料。
2、參閱圖1，采用常規(guī)的光刻工藝、刻蝕工藝等器件工藝，將外延材料的部分表面刻蝕，露出n型氮化鎵6。
3、參閱圖2，采用常規(guī)的金屬蒸發(fā)等器件工藝，在p型氮化鎵層上形成p-電極1，其中含有網(wǎng)格狀的金屬電極1(b)和電極引線的金屬焊盤1(a)，在n型氮化鎵層上形成n-電極8。
4、將器件切割成小塊。器件的橫向尺寸(長和寬)不小于100微米。最后是器件封裝。
在本器件中有兩處應(yīng)用了本發(fā)明1、由于器件的橫向尺寸不小于100微米，而p區(qū)的縱向尺寸在0.1～2微米，因此p區(qū)為本器件的薄區(qū)。在p區(qū)含有連續(xù)生長禁帶寬度不同的p型氮化鋁鎵4和p型氮化鎵2兩種半導(dǎo)體材料，在這兩種材料的界面處形成了一層二維空穴氣3。二維空穴氣具有增強(qiáng)橫向電流，而不增強(qiáng)(甚至減弱)縱向電流的能力。因此，該結(jié)構(gòu)有利于電流在p區(qū)的橫向擴(kuò)展。
2、該器件的p-電極采用了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)1(b)。該結(jié)構(gòu)有利于電流的橫向擴(kuò)展，并有利于器件有源區(qū)發(fā)出的光從p型氮化鎵面透出。
該器件中襯底除藍(lán)寶石外，也可以采用尖晶石(MgAl2O4)、氮化鋁(AlN)、氧化鋅(ZnO)、硅上生長氧化鋁復(fù)合襯底(Al2O3/Si)、硅上生長氮化鋁復(fù)合襯底(AlN/Si)、硅上生長氧化鋅復(fù)合襯底(ZnO/Si)和AlN/SiC復(fù)合襯底。這里硅上生長氧化鋁復(fù)合襯底(Al2O3/Si)是指在常規(guī)硅襯底上淀積三氧化二鋁薄膜的雙層結(jié)構(gòu)組成的襯底，氮化物將生長在Al2O3上面。其他復(fù)合襯底依此類推以避免贅述。
該器件中p區(qū)只含有一層二維空穴氣3，采用連續(xù)生長禁帶寬度不同的p-氮化鋁鎵4和p型氮化鎵2構(gòu)成。也可以用多層二維空穴氣，采用連續(xù)生長p型氮化鋁鎵，p型氮化鎵，p型氮化銦鎵三種材料中任意兩者構(gòu)成。
該器件的p-電極1采用了矩形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)1(b)，也可以采用其它形狀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
該器件的n-電極8(兼作電極引線)為圓形，p-電極的電極引線1(a)為正方形。可以將兩者顛倒，或采用其它圖形。
實(shí)施例二圖3和圖4分別是第二實(shí)施例的發(fā)光二極管的器件剖面圖和俯視圖，這是一個(gè)磷化銦鎵(InGaP)紅光或橙光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)圖。該器件的制備包括以下過程
1、參閱圖3，在n型砷化鎵(GaAs)襯底16上依次生長n型砷化鎵，n型磷化鋁銦鎵14，n型磷化銦鎵有源區(qū)13，p型磷化鋁銦鎵12，p型磷化鎵11等，形成器件的外延材料。
2、參閱圖4，采用常規(guī)的金屬蒸發(fā)等器件工藝，在p型磷化鎵11層上形成p-電極10，其中含有網(wǎng)格狀的金屬電極10(a)和電極引線的金屬焊盤10(b)，在n型砷化鎵襯底16上形成n-電極17。
3、將器件切割成小塊。器件的橫向尺寸(長和寬)不小于100微米。最后是器件封裝。
在本器件中有一處應(yīng)用了本發(fā)明由于器件的橫向尺寸不小于100微米，而p區(qū)的縱向尺寸在0.1～10微米，因此p區(qū)為本器件的薄區(qū)。該器件的p-電極采用了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)10(a)。該結(jié)構(gòu)將p區(qū)分割成小塊，改變了p區(qū)的幾何尺寸比例，有利于電流的橫向擴(kuò)展，并有利于器件有源區(qū)發(fā)出的光從p型磷化鎵面透出。
該器件的p-電極采用了六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，也可以采用其它網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
該器件的n-電極17鋪滿了整個(gè)n型砷化鎵襯底16，也可以不鋪滿了整個(gè)n型砷化鎵襯底。
該器件的p-電極的電極引線10(b)為圓形，也可以采用正方形或其它圖形。
該器件的有源區(qū)為n磷化銦鎵，也可以為n型磷化銦鋁鎵(InGaAlP)，以改變發(fā)光波長。
實(shí)施例三圖5和圖6分別是第三實(shí)施例的發(fā)光二極管的器件剖面圖和俯視圖，這是一個(gè)砷化鎵紅外光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)圖。該器件的制備包括以下過程1、參閱圖5，p型砷化鎵(p-GaAs)襯底27上先后生長p型砷化鎵26，p型砷化鋁鎵(p-AlGaAs)25，p型砷化鎵有源區(qū)24，n型砷化鋁鎵(n-AlGaAs)23，n型砷化鎵(n-GaAs)21等，形成器件的外延材料。
2、參閱圖6，采用常規(guī)的金屬蒸發(fā)等器件工藝，在n型砷化鎵層21上形成電極引線的金屬焊盤20，在p型砷化鎵襯底27上形成p-電極28。
3、將器件切割成小塊。器件的橫向尺寸(長和寬)不小于100微米。最后是器件封裝。
在本器件中有一處應(yīng)用了本發(fā)明。由于器件的橫向尺寸不小于100微米，而n區(qū)的縱向尺寸在0.1～10微米，因此n區(qū)為本器件的薄區(qū)。在n區(qū)含有連續(xù)生長禁帶寬度不同的n型砷化鋁鎵23和n型砷化鎵21兩種半導(dǎo)體材料，在這兩種材料的界面處形成了一層二維電子氣22。二維電子氣具有增強(qiáng)橫向電流，而不增強(qiáng)(甚至減弱)縱向電流的能力。因此，該結(jié)構(gòu)有利于電流在n區(qū)的橫向擴(kuò)展。
該器件中n區(qū)只含有一層二維電子氣22，采用連續(xù)生長禁帶寬度不同的n型砷化鋁鎵23和n型砷化鎵21構(gòu)成。也可以用多層二維電子氣，采用連續(xù)生長n型砷化鋁鎵，n型砷化鎵，n型砷化銦鎵(InGaAs)三種材料中任意兩者構(gòu)成。
該器件的n-電極20(兼作電極引線)為圓形，或采用正方形或其它圖形。
該器件的p-電極28鋪滿了整個(gè)p型砷化鎵襯底27，也可以不鋪滿了整個(gè)p型砷化鎵襯底。
該器件的有源區(qū)為p型砷化鎵，也可以為p型砷化鋁鎵或p型砷化銦鎵，以改變發(fā)光波長。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1、在藍(lán)寶石襯底上依次生長1～10微米的n型氮化鎵、有源區(qū)、0.1～1微米的p型氮化鋁鎵，0.1～1微米的p型氮化鎵等，形成器件的外延材料；2、采用常規(guī)的光刻工藝、刻蝕工藝等器件工藝，將外延材料的部分表面刻蝕，露出n型氮化鎵；3、采用常規(guī)的金屬蒸發(fā)等器件工藝，在p型氮化鎵層上形成p-電極，在n型氮化鎵層上形成n-電極；4、將器件切割成小塊，器件的橫向尺寸不小于100微米，最后是器件封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體面發(fā)光器件增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的方法，其特征在于，其中步驟3所說的p-電極為網(wǎng)格狀的金屬電極，在網(wǎng)格狀的金屬電極的一角制作有一電極引線的金屬焊盤。
3.一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件，其特征在于，其中在在藍(lán)寶石襯底上依次生長1～10微米的n型氮化鎵、有源區(qū)、0.1～1微米的p型氮化鋁鎵，0.1～1微米的p型氮化鎵等，形成器件的外延材料；將外延材料的部分表面刻蝕，露出n型氮化鎵；在p型氮化鎵層上形成p-電極，在n型氮化鎵層上形成n-電極8。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體面發(fā)光器件，其特征在于，其中p-電極為網(wǎng)格狀的金屬電極，在網(wǎng)格狀的金屬電極的一角制作有一電極引線的金屬焊盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件，其特征在于，所說n型區(qū)或p型區(qū)的半導(dǎo)體層可以是二層或二層以上；每層的厚度為1nm～100m；半導(dǎo)體層可以摻有雜質(zhì)或不摻有雜質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件，其特征在于，在n型區(qū)或p型區(qū)可以含有一層或多層二維電子氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件，其特征在于，在n型區(qū)或p型區(qū)的網(wǎng)狀電極；電極通常由金，鎳，鉑，鋁、鈦、鎢、鈷、鋅、錫和銦等單層金屬材料、鈦/鋁、金/鎳/鋁/鈦等雙層和多層金屬材料和上述金屬材料的合金如硅化鎢合金等。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體面發(fā)光器件，其特征在于，在一個(gè)器件中，二維結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀電極可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用。
全文摘要
半導(dǎo)體面發(fā)光器件及增強(qiáng)橫向電流擴(kuò)展的方法,包括:在半導(dǎo)體面發(fā)光器件的n區(qū)(或p區(qū))具有增強(qiáng)平行于p－n結(jié)平面的電子遷移率的二維電子氣(二維空穴氣),以及在光輸出面具有增強(qiáng)透光性網(wǎng)格狀的電極。含有新結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體面發(fā)光器件(如:發(fā)光二極管,面輸出的激光二極管等)具有光輸出效率高,整個(gè)發(fā)光面發(fā)光均勻,避免了對(duì)厚度要求極其苛刻的金屬透明電極,或減少了器件的厚度,以及由此帶來制作成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1338783SQ00120889
公開日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月15日
發(fā)明者劉祥林, 陸大成, 王曉暉, 袁海榮 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所