專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料，尤其是涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光器件具有廣泛的用途。例如半導(dǎo)體發(fā)光二極管，可以應(yīng)用于儀器工作狀態(tài)指示，交通信號(hào)燈，大屏幕顯示，照明等等。半導(dǎo)體發(fā)光器件，根據(jù)其所用襯底的電導(dǎo)率以及外延層設(shè)計(jì)的不同，具有同側(cè)電極和上下電極兩種結(jié)構(gòu)。上下電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，具有封裝簡(jiǎn)單，可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)。圖1為一種典型的上下電極結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為半導(dǎo)體疊層，其中依次包括一個(gè)P型層、一個(gè)發(fā)光層、一個(gè)N型層；2為N型電極；3為P型電極。圖中虛線示出了該器件工作時(shí)的電流分布，向上的箭頭表示器件的出光。這種器件，封裝時(shí)只需要打一根線，合格率高。同時(shí)由于電極分布在兩側(cè)，抗靜電能力強(qiáng)，可靠性高。然而如該圖所示，由于器件中的半導(dǎo)體層一般都很薄，因此電流在橫向上擴(kuò)展電阻較大，容易出現(xiàn)電流在N型歐姆電極下面“擁擠”的現(xiàn)象。同時(shí)由于N型電極2不透光，該電極底下的發(fā)光被擋住，因此會(huì)有很大一部分電流對(duì)整個(gè)器件的出光沒(méi)有貢獻(xiàn)，導(dǎo)致器件的整體發(fā)光效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以避免電流“擁擠”、改善電流擴(kuò)展、提高發(fā)光效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的第一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含一個(gè)具有主面和背面的導(dǎo)電襯底，層疊于所述導(dǎo)電襯底主面之上的粘接金屬層，層疊于所述粘接金屬層之上的反射/歐姆金屬層，層疊于所述反射/歐姆金屬層之上的半導(dǎo)體疊層，該半導(dǎo)體疊層中至少包含一個(gè)N型半導(dǎo)體層和一個(gè)P型半導(dǎo)體層，層疊于所述半導(dǎo)體疊層之上的第一歐姆電極，層疊于所述導(dǎo)電襯底背面的第二歐姆電極，特征是其中所述的反射/歐姆金屬層具有一空缺，且該具有空缺的反射/歐姆金屬層和所述的第一歐姆電極在襯底主面上的投影形狀互補(bǔ)。
本發(fā)明的第二種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含一個(gè)具有主面和背面的導(dǎo)電襯底，層疊于所述導(dǎo)電襯底主面之上的粘接金屬層，層疊于所述粘接金屬層之上的反射/歐姆金屬層，層疊于所述反射/歐姆金屬層之上的P型半導(dǎo)體層，層疊于所述P型半導(dǎo)體層之上的半導(dǎo)體發(fā)光層，層疊于所述半導(dǎo)體發(fā)光層之上的N型半導(dǎo)體層，層疊于所述N型半導(dǎo)體層之上的第一歐姆電極，層疊于所述導(dǎo)電襯底背面的第二歐姆電極，特征是其中所述P型半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體發(fā)光層具有一空缺，該空缺可以只穿透p型半導(dǎo)體層也可以同時(shí)穿透P型半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體發(fā)光層，且所述具有空缺的P型半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體發(fā)光層與所述的第一歐姆電極在襯底主面上的投影形狀互補(bǔ)。
以上所述的“形狀互補(bǔ)”具有如下含義第一歐姆電極在襯底表面的投影正好填充擁有空缺的反射/歐姆金屬層或擁有空缺的半導(dǎo)體層在襯底表面的投影。投影可以互相交疊，疊加面積的大小以不影響光出射的效率為原則，可以設(shè)定其投影疊加后交疊部分的面積不大于第一歐姆電極面積的100％，優(yōu)選不大于50％；投影也可以互相不疊加而留出相應(yīng)的空隙，空隙面積可以根據(jù)具體情況任意設(shè)定，但是不能影響到使歐姆電極與導(dǎo)線的連接或發(fā)光電流效率下降，其投影疊加后留下的空隙的面積優(yōu)選不大于第一歐姆電極面積的5倍。第一歐姆電極和空缺的形狀可以是任意的，比如圓形、方形、三角形、“米”字型、圓環(huán)形等，以及其它不規(guī)則的形狀，也可以是如圖7-圖10的形狀。在優(yōu)選情況下，空缺和第一歐姆電極的形狀為相似形。在最優(yōu)情況下，空缺和第一歐姆電極的形狀相同且大小相等。
形狀互補(bǔ)電極的目的在于盡量減少電流從第一歐姆電極下面的p-n通過(guò)而發(fā)光，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域的發(fā)光將被第一歐姆電極擋住而不能射出發(fā)光芯片表面。為了有效阻止電流通過(guò)，在本發(fā)明第一種器件的空缺中可以填充一種絕緣材料，如二氧化硅、氮化硅等，也可以填充導(dǎo)電但不與半導(dǎo)體層形成歐姆接觸的材料。但是在本發(fā)明第二種發(fā)光器件空缺中則必須填充絕緣材料以防止p-n結(jié)被短路。
為了增加發(fā)光器件的出光，所述的填充材料對(duì)所述發(fā)光器件發(fā)出的光應(yīng)具有高于30％的反射率。
在本發(fā)明所述的發(fā)光器件中的半導(dǎo)體發(fā)光材料，可以是任何的可以用在發(fā)光材料上的半導(dǎo)體材料，優(yōu)選銦鎵鋁氮材料(InxGayAl1x-yN，0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1)、銦鎵鋁磷(InxGayAl1-x-yP，0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1)材料、銦鎵鋁砷(InxGayAl1-x-yAs，0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1)材料，特別優(yōu)選是銦鎵鋁氮(InxGayAl1-x-yN，0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1)材料。
在本發(fā)明所述的發(fā)光器件中的導(dǎo)電襯底是任意可以作為襯底的材料，可以是半導(dǎo)體材料或金屬材料，如硅，砷化鎵、磷化鎵、銅、鉻等等，從制造成本考慮優(yōu)選是硅襯底。
填充材料是絕緣材料或者是導(dǎo)電但不與所述的半導(dǎo)體疊層形成歐姆接觸的材料，絕緣材料可以是二氧化硅、氮化硅、三氧化二鋁等等。導(dǎo)電材料可以是金、鉻等。
本發(fā)明還提供上述半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法。
本發(fā)明的第一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包含以下步驟(1)、在一個(gè)生長(zhǎng)襯底上形成至少包含一個(gè)N型層和一個(gè)P型層的半導(dǎo)體疊層；
(2)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成反射/歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之具有一空缺；(3)、在所述的反射/歐姆金屬層上形成一粘接金屬層；(4)、在所述的粘接金屬層上粘接一個(gè)導(dǎo)電襯底；(5)、把所述的生長(zhǎng)襯底去除并暴露所述的半導(dǎo)體疊層；(6)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成第一歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之形成與所述反射/歐姆金屬層形狀互補(bǔ)的第一歐姆電極；(7)、導(dǎo)電襯底背面形成第二歐姆電極。
本發(fā)明的第一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的另外一種制造方法，包含以下步驟(1)、在一個(gè)生長(zhǎng)襯底上形成至少包含一個(gè)N型層和一個(gè)P型層的半導(dǎo)體疊層；(2)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成反射/歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之具有一空缺；(3)、在所述的空缺中填充一種絕緣材料或?qū)щ姷慌c所述半導(dǎo)體疊層形成歐姆接觸的材料；(4)、在所述的反射/歐姆金屬層上形成一粘接金屬層；(5)、在所述的粘接金屬層上粘接一個(gè)導(dǎo)電襯底；(6)、把所述的生長(zhǎng)襯底去除并暴露所述的半導(dǎo)體疊層；(7)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成第一歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之形成與所述反射/歐姆金屬層形狀互補(bǔ)的第一歐姆電極；(8)、在導(dǎo)電襯底背面形成第二歐姆電極。
本發(fā)明的第二種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包含以下步驟(1)、在一個(gè)生長(zhǎng)襯底上依次形成一個(gè)半導(dǎo)體過(guò)渡層、一個(gè)N型半導(dǎo)體層、一個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光層和一個(gè)P型半導(dǎo)體層；(2)、把半導(dǎo)體層的局部去除以形成一至少穿透P-型層的空缺；(3)、在所述的空缺中填充一種絕緣材料；(4)、在所述的P型半導(dǎo)體層上形成反射/歐姆金屬層；(5)、在所述的反射/歐姆金屬層上形成一粘接金屬層；(6)、在所述的粘接金屬層上粘接一個(gè)導(dǎo)電襯底；(7)、把所述的生長(zhǎng)襯底去除并暴露所述的半導(dǎo)體疊層；(8)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成第一歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之形成與所述具有空缺的P型半導(dǎo)體層形狀互補(bǔ)的第一歐姆電極；(9)、在導(dǎo)電襯底背面形成第二歐姆電極。
本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件具有可以避免電流“擁擠”、改善電流擴(kuò)展、提高發(fā)光效率的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一種典型的具有上下電極的半導(dǎo)體發(fā)光器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為半導(dǎo)體疊層，2為N型電極，3為P型電極。虛線表示工作時(shí)的電流分布，向上的箭頭表示器件的出光。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖面疊層結(jié)構(gòu)示意圖。其中4為N型半導(dǎo)體層，5為半導(dǎo)體發(fā)光層，6為P型半導(dǎo)體層，7為反射/歐姆金屬層，8為第一歐姆電極，9為導(dǎo)電襯底，10為空缺或絕緣填充層，11為粘結(jié)金屬層，12為第二歐姆電極。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的互補(bǔ)電極形狀平面示意圖。其中4為N型半導(dǎo)體層，8為第一歐姆電極，7為反射/歐姆金屬層，10為絕緣填充層。其中第一歐姆電極8和絕緣填充層10形狀相同且面積相等圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的第一歐姆電極和絕緣填充層形狀平面示意圖。其中4為N型半導(dǎo)體層，8為第一歐姆電極，7為反射/歐姆金屬層，10為空缺。其中空缺10的面積是第一歐姆電極8面積的1.5倍。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例3中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖面疊層結(jié)構(gòu)示意圖。其中4為N型半導(dǎo)體層，5為半導(dǎo)體發(fā)光層，6為P型半導(dǎo)體層，7為反射/歐姆金屬層，8為第一歐姆電極，9為導(dǎo)電襯底，10為絕緣填充層，11為粘結(jié)金屬層，12為第二歐姆電極。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例3中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的第一歐姆電極和絕緣填充層形狀平面示意圖。其中4為N型半導(dǎo)體層，8為第一歐姆電極，7為反射/歐姆金屬層，10為絕緣填充層。絕緣填充層10的面積是第一歐姆電極8面積的60％。
圖7-圖10是本發(fā)明實(shí)施例1--3中的半導(dǎo)體發(fā)光器件的第一歐姆電極和絕緣填充層的三個(gè)異形形狀平面示意圖。其中4為N型半導(dǎo)體層，8為第一歐姆電極，7為反射/歐姆金屬層，10為絕緣填充層。
圖2、圖4中的空缺10可被粘結(jié)金屬層11填滿，但是粘結(jié)金屬與P型半導(dǎo)體層6不能形成歐姆接觸，因此仍能減少電流流過(guò)。
具體實(shí)施例方式下面用3個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例1本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件，如圖2、圖3所示，包含一個(gè)具有主面和背面的硅襯底9，層疊于所述硅襯底9主面之上的粘接金屬層11，層疊于所述粘接金屬層11之上的反射/歐姆金屬層7，層疊于所述反射/歐姆金屬層7之上的半導(dǎo)體疊層，該半導(dǎo)體疊層中由下至上依次包含一個(gè)P型氮化鎵層6、一個(gè)銦鎵氮/氮化鎵多量子阱發(fā)光層5和一個(gè)N型氮化鎵層4，層疊于N型氮化鎵層4之上的第一歐姆電極8，該歐姆電極為圓形，直徑為100微米；層疊于所述硅襯底9背面的第二歐姆電極12，其中所述的反射/歐姆金屬層7具有一圓形空缺10，空缺的直徑為100微米，空缺10中填充有二氧化硅絕緣層。
制造方法參照?qǐng)D2，圖3。把一個(gè)硅生長(zhǎng)襯底清洗干凈，放入一化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)爐中，依照一種公開的銦鎵鋁氮半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)工藝，生長(zhǎng)典型的氮化鎵基發(fā)光器件的疊層結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)從下到上依次包含過(guò)渡層、N型氮化鎵層、銦鎵氮/氮化鎵多量子阱發(fā)光層、P型氮化鎵層。半導(dǎo)體疊層生長(zhǎng)完成后，在760℃氮?dú)夥諊袑?duì)該外延片進(jìn)行熱退火20分鐘。然后在外延片表面沉積一層反射/歐姆金屬層，經(jīng)光刻在反射/歐姆金屬層中心形成直徑為100微米的圓孔。接著通過(guò)磁控濺射和光刻工藝在反射/歐姆金屬層中的圓孔內(nèi)填充二氧化硅層。再在反射/歐姆金屬層上沉積一層粘接金屬，該粘接金屬層完全覆蓋所述的反射/歐姆金屬層和二氧化硅層。同時(shí)在一塊低阻硅粘接襯底正面沉積一粘接金屬層，背面沉積一腐蝕保護(hù)層。然后把外延片和粘接襯底通過(guò)加壓加溫粘接起來(lái)。把粘接好的基片放入硅腐蝕液，把硅生長(zhǎng)襯底腐蝕去除。然后通過(guò)刻蝕的辦法，刻蝕銦鎵鋁氮疊層至暴露摻硅的氮化鎵層。在摻硅的氮化鎵層表面沉積N型歐姆接觸層。通過(guò)光刻使該N型歐姆接觸層形成位于芯片表面中心直徑為100微米的圓盤。該圓盤與前面所述的反射/歐姆金屬層中的圓孔形狀相同且大小相等。在粘接襯底背面形成第二歐姆電極。再經(jīng)過(guò)切割、焊線和封裝，就得到本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
實(shí)施例2本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含一個(gè)具有主面和背面的硅襯底9，層疊于硅襯底9主面之上的粘接金屬層11，層疊于所述粘接金屬層11之上的反射/歐姆金屬層7，層疊于所述反射/歐姆金屬層7之上的P型氮化鎵層6，層疊于所述P型氮化鎵6之上的銦鎵氮/氮化鎵多量子阱發(fā)光層5，層疊于所述銦鎵氮/氮化鎵多量子阱發(fā)光層5之上的N型氮化鎵層4，層疊于所述N型氮化鎵層4之上的“米”字型第一歐姆電極8，層疊于所述導(dǎo)電襯底9背面的第二歐姆電極12，其中所述的P型氮化鎵層6具有一“米”字型空缺10。其中“米”字型空缺10的面積是“米”字型第一歐姆電極8面積的1.5倍制造方法參照?qǐng)D3，圖5。把一個(gè)硅生長(zhǎng)襯底清洗干凈，放入一化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)爐中，依照一種公開的銦鎵鋁氮半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)工藝，生長(zhǎng)典型的氮化鎵發(fā)光器件的疊層結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)從下到上依次包含過(guò)渡層、N型氮化鎵層、銦鎵氮/氮化鎵多量子阱發(fā)光層、P型氮化鎵層。半導(dǎo)體疊層生長(zhǎng)完成后，在760℃氮?dú)夥諊袑?duì)該外延片進(jìn)行熱退火20分鐘。然后在外延片表面沉積一層反射/歐姆金屬層，經(jīng)光刻使反射/歐姆金屬層形成一個(gè)“米”字型的空缺。再在反射/歐姆金屬層上沉積一粘接金屬層，該粘接金屬層完全覆蓋所述的反射/歐姆金屬層以及“米”字型空缺。在一塊低阻硅粘接襯底正面沉積一粘接金屬層，背面沉積一腐蝕保護(hù)層。然后把外延片和粘接襯底通過(guò)加壓加溫粘接起來(lái)。把粘接好的基片放入硅腐蝕液中把硅生長(zhǎng)襯底腐蝕去除。然后通過(guò)刻蝕的辦法，刻蝕銦鎵鋁氮疊層至暴露摻硅的氮化鎵層。在摻硅的氮化鎵層表面沉積N型歐姆接觸層。通過(guò)光刻使N型歐姆接觸層形成位于芯片表面的“米”字型歐姆電極。所述“米”字形歐姆電極面積是反射/歐姆金屬層中“米字形”空缺面積的2/3。在粘接襯底背面形成第二歐姆電極。再經(jīng)過(guò)切割、焊線和封裝，就得到本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
實(shí)施例3本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含一個(gè)具有主面和背面的硅襯底9；層疊于所述硅襯底9主面之上的粘接金屬層11；層疊于所述粘接金屬層11之上的反射/歐姆金屬層7；層疊于所述反射/歐姆金屬層7之上的P型氮化鎵層6；層疊于所述P型氮化鎵層6之上的銦鎵氮/氮化鎵發(fā)光層5；層疊于所述發(fā)光層5之上的N型氮化鎵層4；層疊于所述N型氮化鎵層4之上的第一歐姆電極8，該電極的形狀如圖6中8所示；層疊于所述硅襯底9背面的第二歐姆電極12，其中所述的P型氮化鎵層4和發(fā)光層5均具有一空缺10，該空缺的形狀如圖6中10所示。空缺10的面積是電極8的面積的60％。空缺10中填有氮化硅。
制造方法參照?qǐng)D6，圖7。把一個(gè)硅生長(zhǎng)襯底清洗干凈，放入一化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)爐中，依照一種公開的銦鎵鋁氮半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)工藝，生長(zhǎng)典型的氮化鎵發(fā)光器件的疊層結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)從下到上依次包含過(guò)渡層、N型氮化鎵層、銦鎵氮/氮化鎵多量子阱發(fā)光層、P型氮化鎵層。半導(dǎo)體疊層生長(zhǎng)完成后，在730℃氮?dú)夥諊袑?duì)該外延片進(jìn)行熱退火30分鐘。然后通過(guò)ICP刻蝕的方法在半導(dǎo)體層上刻出如圖7中10所示的凹坑，該凹坑內(nèi)P型氮化鎵層、銦鎵氮/氮化鎵多量子阱發(fā)光層和部分摻硅氮化鎵層被刻除。接著通過(guò)磁控濺射和光刻工藝在凹坑中10內(nèi)填充氮化硅絕緣層。然后在外延片表面依次沉積一反射/歐姆金屬層和一粘接金屬層。同時(shí)在一塊低阻硅粘接襯底正面沉積一層粘接金屬層，背面沉積一層腐蝕保護(hù)層。然后把外延片和粘接襯底通過(guò)加壓加溫粘接起來(lái)。把粘接好的基片放入硅腐蝕液中，把硅生長(zhǎng)襯底腐蝕去除。然后通過(guò)刻蝕的辦法，刻蝕銦鎵鋁氮疊層至暴露摻硅的氮化鎵層。在摻硅的氮化鎵層表面沉積N型歐姆接觸金屬層。通過(guò)光刻使N型歐姆接觸金屬層形成如圖7中8所示形狀的歐姆電極。所述絕緣填充層10的面積是所述第一歐姆電極8面積的60％。在粘接襯底背面形成第二歐姆電極。再經(jīng)過(guò)切割、焊線和封裝，就得到本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含一個(gè)具有主面和背面的導(dǎo)電襯底，層疊于所述導(dǎo)電襯底主面之上的粘接金屬層，層疊于所述粘接金屬層之上的反射/歐姆金屬層，層疊于所述反射/歐姆金屬層之上的半導(dǎo)體疊層，該半導(dǎo)體疊層中至少包含一個(gè)N型半導(dǎo)體層和一個(gè)P型半導(dǎo)體層，層疊于所述半導(dǎo)體疊層之上的第一歐姆電極，層疊于所述導(dǎo)電襯底背面的第二歐姆電極，其特征在于其中所述的反射/歐姆金屬層具有一空缺，且該具有空缺的反射/歐姆金屬層和所述的第一歐姆電極在襯底主面上的投影形狀互補(bǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述的反射/歐姆金屬層和所述的第一歐姆電極在投影面上疊加后交疊部分的面積不大于第一歐姆電極面積的50％；所述的反射/歐姆金屬層和所述的第一歐姆電極在投影面上疊加后空隙的面積不大于第一歐姆電極面積的5倍。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述的半導(dǎo)體疊層由銦鎵鋁氮(InxGayAl1-x-yN，0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1)材料形成，且所述的P型半導(dǎo)體層和N型半導(dǎo)體層之間中包含有一個(gè)發(fā)光層；所述的導(dǎo)電襯底為硅襯底。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述的反射/歐姆金屬層的空缺中填有一種填充材料，該填充材料是一種絕緣材料或?qū)щ姷慌c所述半導(dǎo)體疊層形成歐姆接觸的材料。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述的填充材料對(duì)所述發(fā)光器件發(fā)出的光具有高于30％的反射率。
6.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含一個(gè)具有主面和背面的導(dǎo)電襯底，層疊于所述導(dǎo)電襯底主面之上的粘接金屬層，層疊于所述粘接金屬層之上的反射/歐姆金屬層，層疊于所述反射/歐姆金屬層之上的P型半導(dǎo)體層，層疊于所述P型半導(dǎo)體層之上的半導(dǎo)體發(fā)光層，層疊于所述半導(dǎo)體發(fā)光層之上的N型半導(dǎo)體層，層疊于所述N型半導(dǎo)體層之上的第一歐姆電極，層疊于所述導(dǎo)電襯底背面的第二歐姆電極，特征是其中所述的P型半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體發(fā)光層具有一空缺，該空缺穿透P型半導(dǎo)體層或同時(shí)穿透P型半導(dǎo)體層和半導(dǎo)體發(fā)光層，且具有空缺的P型半導(dǎo)體層或半導(dǎo)體發(fā)光層與所述的第一歐姆電極在襯底主面上的投影形狀互補(bǔ)。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述具有空缺的半導(dǎo)體層和所述的第一歐姆電極在投影面上疊加后交疊部分的面積不大于第一歐姆電極面積的50％；所述具有空缺的P型半導(dǎo)體層和所述的第一歐姆電極在投影面上疊加后空隙的面積不大于第一歐姆電極面積的5倍。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述的半導(dǎo)體疊層由銦鎵鋁氮(InxGayAl1-x-yN，0＜＝x＜＝1，0＜＝y(tǒng)＜＝1)材料形成；所述的導(dǎo)電襯底為硅襯底。
9.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述的空缺中填有一種絕緣材料。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包含以下步驟(1)、在一個(gè)生長(zhǎng)襯底上形成至少包含一個(gè)N型層和一個(gè)P型層的半導(dǎo)體疊層；(2)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成反射/歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之具有一空缺；(3)、在所述的反射/歐姆金屬層上形成一粘接金屬層；(4)、在所述的粘接金屬層上粘接一個(gè)導(dǎo)電襯底；(5)、把所述的生長(zhǎng)襯底去除并暴露所述的半導(dǎo)體疊層；(6)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成第一歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之形成與所述反射/歐姆金屬層形狀互補(bǔ)的第一歐姆電極；(7)、導(dǎo)電襯底背面形成第二歐姆電極。
11.如權(quán)利要求1-4之一所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包含以下步驟(1)、在一個(gè)生長(zhǎng)襯底上形成至少包含一個(gè)N型層和一個(gè)P型層的半導(dǎo)體疊層；(2)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成反射/歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之具有一空缺；(3)、在所述的空缺中填充一種絕緣材料或?qū)щ姷慌c所述半導(dǎo)體疊層形成歐姆接觸的材料；(4)、在所述的反射/歐姆金屬層上形成一粘接金屬層；(5)、在所述的粘接金屬層上粘接一個(gè)導(dǎo)電襯底；(6)、把所述的生長(zhǎng)襯底去除并暴露所述的半導(dǎo)體疊層；(7)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成第一歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之形成與所述反射/歐姆金屬層形狀互補(bǔ)的第一歐姆電極；(8)、在導(dǎo)電襯底背面形成第二歐姆電極。
12.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包含以下步驟(1)、在一個(gè)生長(zhǎng)襯底上依次形成一個(gè)半導(dǎo)體過(guò)渡層、一個(gè)N型半導(dǎo)體層、一個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光層和一個(gè)P型半導(dǎo)體層；(2)、把所述的半導(dǎo)體層的局部去除以形成一至少穿透整個(gè)P型層的空缺；(3)、在所述的空缺中填充一種絕緣材料；(4)、在所述的P型半導(dǎo)體層上形成反射/歐姆金屬層；(5)、在所述的反射/歐姆金屬層上形成一粘接金屬層；(6)、在所述的粘接金屬層上粘接一個(gè)導(dǎo)電襯底；(7)、把所述的生長(zhǎng)襯底去除并暴露所述的半導(dǎo)體疊層；(8)、在所述的半導(dǎo)體疊層上形成第一歐姆金屬層，并通過(guò)諸如刻蝕等方法使之形成與所述具有空缺的半導(dǎo)體層形狀互補(bǔ)的第一歐姆電極；(9)、在導(dǎo)電襯底背面形成第二歐姆電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。本發(fā)明的發(fā)光器件具有上下電極結(jié)構(gòu)，通過(guò)使器件發(fā)光層兩側(cè)的兩個(gè)歐姆電極在對(duì)應(yīng)空間上形狀互補(bǔ)或刻除擋光電極下面部分半導(dǎo)體層，可以減小傳統(tǒng)上下電極發(fā)光器件中的電流擁擠現(xiàn)象，改善電流擴(kuò)展、提高發(fā)光器件的出光效率。
文檔編號(hào)H01L33/32GK1770486SQ20051003032
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者江風(fēng)益, 王立, 方文卿 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)