專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施方案涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
III-V族氮化物半導(dǎo)體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光學(xué)器件例如藍(lán)色和綠色發(fā)光二極管 (LED)、高速開(kāi)關(guān)器件如M0SFET(金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)和HEMT(異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體 管)以及照明器件或顯示器件的光源。 氮化物半導(dǎo)體主要用于LED或LD(激光二極管)，已經(jīng)對(duì)于改善氮化物半導(dǎo)體的制 造工藝或光效率持續(xù)進(jìn)行了研究。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施方案提供一種能夠增加半導(dǎo)體層和另一層之間的粘附力的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
實(shí)施方案提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其可通過(guò)在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的外表面上形 成粗糙圖案來(lái)提高第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層和在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的溝道層之間的粘附力。
—個(gè)實(shí)施方案提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和 第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；在所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層上的電極層；包括 突起并沿所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層的上表面的周邊部分形成的溝道層。 —個(gè)實(shí)施方案提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、在第一導(dǎo) 電半導(dǎo)體層上的有源層和在有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；電連接 至第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的電極；在所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層上的電極層；在所述電極層上的 導(dǎo)電支撐構(gòu)件；沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的上表面的周邊部分形成的溝道層；和從溝道層向下 突出的突起。 在附圖和以下說(shuō)明中闡述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。通過(guò)說(shuō)明和附圖以及通 過(guò)權(quán)利要求將使其它特征變得顯而易見(jiàn)。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)視截面圖；
圖2是示出圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的底視圖；
圖3 12是示出制造圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的程序的圖；禾口
圖13是示出根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)視截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖來(lái)說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件。在實(shí)施方案的說(shuō)明中，將參考附圖來(lái)描述每層的表述"之上"或"之下"，每層的厚度不限于附圖所示的厚度。
在實(shí)施方案的說(shuō)明中，應(yīng)理解當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)稱(chēng)為在另一襯底、另一層(或膜)、另一區(qū)域、另一墊或另一圖案'之上'或'之下'時(shí)，其可"直接地"或"間接地"在另一襯底、層(或者膜)、區(qū)域、墊或圖案上。 圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)視截面圖；圖2是示出圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的底視圖。 參考圖1和2，半導(dǎo)體發(fā)光器件100包括發(fā)光結(jié)構(gòu)135、具有突起145的溝道層140、電極層150和導(dǎo)電支撐構(gòu)件160。 半導(dǎo)體發(fā)光器件100包括化合物半導(dǎo)體例如基于III-V族化合物半導(dǎo)體的LED，并且該LED可包括發(fā)出藍(lán)光、綠光或紅光的有色LED或UVLED。在實(shí)施方案的技術(shù)范圍內(nèi)，LED發(fā)出的光可不同。 發(fā)光結(jié)構(gòu)135包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110、有源層120和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130。
第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可包括選自GaN、 A1N、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 Al InN、AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP和AlGalnP中的一種，其為摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑的III-V族元素化合物半導(dǎo)體。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層110為N-型半導(dǎo)體層時(shí)，第一導(dǎo)電摻雜劑包括N-型摻雜劑，例如Si、Ge、Sn、Se或Te。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可具有單層或多層。然而，實(shí)施方案不限于此。 具有預(yù)定形狀或預(yù)定圖案的電極171形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110下方，并可具有預(yù)定形狀或者可形成為預(yù)定圖案。然而，實(shí)施方案不限于此。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可在其下表面上提供有粗糙圖案。 有源層120形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層IIO上并可具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)。有源層120可具有使用III-V族元素化合物半導(dǎo)體材料的阱層和勢(shì)壘層的結(jié)構(gòu)。例如，有源層120可具有InGaN阱層和GaN勢(shì)壘層的結(jié)構(gòu)。在有源層120上和/或下方可形成導(dǎo)電覆層，并可包括AlGaN基層。 第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130形成在有源層120上，并可包括選自GaN、 A1N、 AlGaN、InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP和AlGalnP中的一種，其是摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑的III-V族元素化合物半導(dǎo)體。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電半導(dǎo)體120是P-型半導(dǎo)體層時(shí)，第二導(dǎo)電摻雜劑包括P-型摻雜劑例如Mg和Zn。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層120可具有單層或多層。然而，實(shí)施方案不限于此。 發(fā)光結(jié)構(gòu)135可包括在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層120上的N-型半導(dǎo)體層或P-型半導(dǎo)體層。此外，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可提供為P-型半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可提供為N-型半導(dǎo)體層。發(fā)光結(jié)構(gòu)135可包括選自N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)和P_N_P結(jié)結(jié)構(gòu)中的至少一種。 溝道層140和電極層150形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上。溝道層140沿發(fā)光結(jié)構(gòu)135的上表面的周邊部分形成，電極層150形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)135的上表面的內(nèi)側(cè)。
溝道層140可為帶形、環(huán)形或框形，并可以沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的周邊表面形成為圓型或多邊形。
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溝道層140的內(nèi)側(cè)與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的上表面的外側(cè)接觸，溝道層140的外側(cè)延伸至溝道層140的外側(cè)暴露于發(fā)光結(jié)構(gòu)135的周邊表面103的程度。因此，溝道層140設(shè)置為使得發(fā)光結(jié)構(gòu)135的外壁可以與電極層150或?qū)щ娭螛?gòu)件160間隔開(kāi)。
溝道層140可包括透明絕緣材料或透明導(dǎo)電材料。例如，溝道層140可包括選自Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4、Al203、Ti02、氧化銦錫(IT0)、氧化銦鋅(IZ0)、氧化銦鋅錫(IZT0)、氧化銦鋅鋁(IAZ0)、氧化銦鎵鋅(IGZ0)、氧化銦鎵錫(IGT0)、氧化鋁鋅(AZ0)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(GZO) 、 IrOx、 RuOx、 Ru0x/IT0、 Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一種。
溝道層140可包括激光能夠從中穿過(guò)的材料或者當(dāng)激光從中穿過(guò)時(shí)不產(chǎn)生碎片的材料。此外，溝道層140可包括可接合至第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的材料的透明材料。
突起145形成在溝道層140的內(nèi)側(cè)的下表面。突起145朝向發(fā)光結(jié)構(gòu)135突出，即突起145向下突出，所以可增加溝道層140的粘附力。 溝道層140的突起145可在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上形成為具有凹凸部分的帶狀。突起145可以提供為沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上部的周邊部分的連續(xù)圖案例如閉環(huán)或不連續(xù)圖案。此外，在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上形成的突起145可具有單結(jié)構(gòu)、雙結(jié)構(gòu)或多結(jié)構(gòu)，并可具有曲折形狀圖案、不規(guī)則形狀圖案等。 溝道層140的突起145可具有多邊形截面形狀、例如三角形、矩形、菱形或梯形、角狀截面形狀、半球形截面形狀和半橢圓形截面形狀。在實(shí)施方案的技術(shù)范圍內(nèi)，突起145的形狀可以改變。 突起145可具有約10nm 約300nm的高度Hl (即突起長(zhǎng)度)。雙突起145可具有相同的高度或者彼此不同的高度。例如，雙突起145的高度可朝向第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的外側(cè)部分減小或者增加。 溝道層140的突起145可與發(fā)光結(jié)構(gòu)135的外壁間隔開(kāi)預(yù)定距離Dl，例如約1 ii m 約5 ii m，并且距離Dl可根據(jù)發(fā)光結(jié)構(gòu)135的尺寸而改變。 溝道層140和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130之間的接觸面積由于突起145而增加。突起145可防止第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的向外的方向Al移動(dòng)。
此外，溝道層140的突起145可延遲或者防止?jié)駳庋氐诙?dǎo)電半導(dǎo)體層130的向內(nèi)的方向A2滲透。 電極層150形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上。電極層150也可形成在溝道層140上。 在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130和電極層150之間形成層或者多個(gè)圖案，所以可分散由電阻差異所導(dǎo)致的電流分配。所述層或者所述多個(gè)圖案包括S叫、SiO"SiO，y、Si^、AlA、Ti02、 ITO、 IZO、 IZTO、 IAZO、 IGZO、 IGTO、 AZO、 ATO、 GZO、 IrOx和RuOx中的至少一種。
電極層150形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上。電極層150可包括反射電極層、歐姆接觸層和粘附層中的至少一種。電極層150可包括金屬材料和氧化物材料中的至少一種。反射電極層可包括Ag、 Ni、 Al、 Rh、 Pd、 Ir、 Ru、 Mg、 Zn、 Pt、 Au、 Hf或上述物質(zhì)的選擇性組合中的至少一種。歐姆接觸層可包括選自ITO(氧化銦錫)、IZO(氧化銦鋅)、IZTO(氧化銦鋅錫)、IAZO (氧化銦鋁鋅)、IGZO (氧化銦鎵鋅)、IGTO (氧化銦鎵錫)、AZO (氧化鋁鋅)、ATO(氧化銻錫)、GZO(氧化鎵鋅)、IrOx、 RuOx、 RuOx/ITO、 Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Ni、Au、Rh和Pd中的至少一種。粘附層可包括Ti、 Au、 Sn、 Ni、 Cr、 Ga、 In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少一種。電極層150可包括籽金屬。 電極層150可以制備為層或者多個(gè)圖案的形式。然而，實(shí)施方案不限于此。
在電極層150和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130之間可形成歐姆接觸層(未示出)。歐姆接觸層可包括選自ITO、 IZO、 IZTO、 IAZO、 IGZO、 IGTO、 AZO、 ATO、 GZO、 IrOx、 RuOx、 RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一種。 導(dǎo)電支撐構(gòu)件160形成在電極層150上。導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可用作基礎(chǔ)襯底并用于供給電源。導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可以制備為層或者多個(gè)圖案的形式。 導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可包括Cu、 Au、 Ni、 Mo、 Cu_W以及載體晶片例如Si、 Ge、 GaAs、
ZnO、 SiC、 SiGe和GaN。導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可通過(guò)電鍍方案形成或者可以制備為板的形式。 電極層150和導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可以制備為具有預(yù)定厚度的單電極層的形式。 圖3 12是示出制造圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的程序的圖。 參考圖3，在生長(zhǎng)設(shè)備上裝載襯底101并在襯底101上形成II VI族元素的化合
物半導(dǎo)體層。 生長(zhǎng)設(shè)備可包括電子束沉積設(shè)備、物理氣相沉積(PVD)設(shè)備、化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備、等離子體激光沉積(PLD)設(shè)備、雙型熱蒸發(fā)設(shè)備、濺射設(shè)備和金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)設(shè)備。然而，實(shí)施方案不限于此。 襯底101可包括選自藍(lán)寶石(Al203)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga203、導(dǎo)電襯底和GaAs中的一種。襯底101上提供有凹凸圖案。此外，可在襯底101上形成使用II VI族元素的化合物半導(dǎo)體的層或圖案。例如，在襯底101上可形成ZnO層(未示出)、緩沖層(未示出)和未摻雜的半導(dǎo)體層(未示出)中的至少一種。 緩沖層和未摻雜的半導(dǎo)體層可包括III-V族元素的化合物半導(dǎo)體。緩沖層減小與襯底101的晶格常數(shù)差異，未摻雜的半導(dǎo)體層可包括未摻雜的GaN基半導(dǎo)體層。
在襯底101上形成包括化合物半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)135。在襯底101上形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110，在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上形成有源層120，在有源層120上形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130。 第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可包括選自GaN、 A1N、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 Al InN、AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP和AlGalnP中的一種，其是摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑的III-V族元素化合物半導(dǎo)體。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體110為N-型半導(dǎo)體層時(shí)，第一導(dǎo)電摻雜劑包括N-型摻雜劑，例如Si、Ge、Sn、Se或Te。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可具有單層或多層。然而，實(shí)施方案不限于此。 有源層120形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上并可具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)。有源層120可具有使用III-V族元素化合物半導(dǎo)體材料的阱層和勢(shì)壘層的結(jié)構(gòu)。例如，有源層120可具有InGaN阱層和GaN勢(shì)壘層的結(jié)構(gòu)。 導(dǎo)電覆層可形成在有源層120上和/或下方，并可包括AlGaN基層。
第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130形成在有源層120上，并可包括選自GaN、 A1N、 AlGaN、InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP和AlGalnP中的一種，其是摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑的III-V族元素化合物半導(dǎo)體。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電半導(dǎo)體130是P-型半導(dǎo)體層時(shí)，第二導(dǎo)電摻雜劑包括P-型摻雜劑例如Mg和Zn。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可具有單層或多層。然而，實(shí)施方案不限于此。
第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110、有源層120和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可定義為發(fā)光結(jié)構(gòu)135。第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層(未示出)例如N型半導(dǎo)體層或P型半導(dǎo)體層可形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上。發(fā)光結(jié)構(gòu)135可包括選自N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)和P_N_P結(jié)結(jié)構(gòu)中的至少一種。 參考圖4，沿著單個(gè)芯片區(qū)域中的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的上表面的周邊部分形成溝槽115。溝槽115可具有粗糙結(jié)構(gòu)，例如凹凸結(jié)構(gòu)。溝槽115可具有單結(jié)構(gòu)、雙結(jié)構(gòu)或多結(jié)構(gòu)。 溝槽115具有對(duì)應(yīng)于溝道層140的突起145的位置和形狀。 通過(guò)相對(duì)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130形成掩模圖案并使用預(yù)定蝕刻方案例如干蝕刻方案蝕刻掩模圖案來(lái)形成溝槽115。然而實(shí)施方案不限于此。
圖5是示出圖4所示的溝槽的第一圖案的平面圖。 參考圖4和5，溝槽115沿單個(gè)芯片的外部周邊部分形成為雙帶形并可提供為連續(xù)圖案的形式例如閉環(huán)。考慮到粘附力，雙溝槽115可規(guī)則地或者不規(guī)則地彼此間隔開(kāi)。
溝槽115可具有沿著第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的外側(cè)周邊部分的曲折形狀或不規(guī)則形狀。此外，溝槽115可具有多邊形截面形狀、例如三角形、矩形、菱形或梯形、角狀截面形狀、半球形截面形狀和半橢圓形截面形狀。在實(shí)施方案的技術(shù)范圍內(nèi)，溝槽115的形狀可以改變。此外，溝槽115可基于芯片的外表面而設(shè)置為一行、兩行或多行，并可具有相同或不同的深度。 每個(gè)溝槽115可具有與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的上表面距離約100nm 約300nm的深度H1。 圖6是示出圖4所示的溝槽的第二圖案的平面圖。 參考圖6，溝槽115A和115B可具有雙帶結(jié)構(gòu)并可以制備為不連續(xù)圖案的形式。此外，雙溝槽115A和115B可彼此偏移以提高粘附強(qiáng)度。 參考圖4和圖6，溝道層140沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的外側(cè)周邊部分形成。
溝道層140在單個(gè)芯片的邊界區(qū)域中沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的上表面的周邊表面形成為環(huán)形或框形的形式。溝道層140可以制備為連續(xù)圖案的形式。
溝道層140可包括絕緣材料或?qū)щ姴牧?。例如，溝道?40可包括選自Si02、SiOx、SiOxNy、 Si3N4、 A1203、 Ti02、 ITO、 IZO、 IZTO、 IAZO、 IGZO、 IGTO、 AZO、 ATO、 GZO、 IrOx、 RuOx、 RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一種。 溝道層140可還包括激光能夠從中穿過(guò)的材料或者當(dāng)激光從中穿過(guò)時(shí)不產(chǎn)生碎片的材料。此外，溝道層140可包括能夠增加第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130和溝道層140之間粘附力的透明材料。 溝道層140的突起145對(duì)應(yīng)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的溝槽115對(duì)準(zhǔn)。由于突起145具有對(duì)應(yīng)于溝槽115的形狀和位置，所以將省略其詳述。 溝道層140的突起145可與發(fā)光結(jié)構(gòu)135的外壁間隔開(kāi)預(yù)定距離，例如約1 P m 約5ym，所述距離可根據(jù)發(fā)光結(jié)構(gòu)135的尺寸而改變。 溝道層140和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130之間的接觸面積由于突起145而增加。突起145提高第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130沿向外方向(見(jiàn)圖2中的A1)的粘附力以防止第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130和溝道層140的移動(dòng)。
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此外，溝道層140的突起145可延遲或者防止?jié)駳庋氐诙?dǎo)電半導(dǎo)體層130的向內(nèi)方向(見(jiàn)圖2中的A2)滲透。參考圖8和圖9，電極層150形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130或第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層上。電極層150可形成在溝道層140上。導(dǎo)電支撐構(gòu)件160形成在電極層150上。電極層150可通過(guò)使用濺射設(shè)備形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的部分或者全部上。電極層150可通過(guò)使用選自包括籽材料、歐姆材料、反射材料和粘附材料中的至少一種材料形成。 電極層150可包括反射電極層、歐姆接觸層和粘附層中的至少一種。電極層150可包括選自金屬材料和氧化物材料中的至少一種。反射電極層可包括選自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf或上述物質(zhì)的選擇性組合中的至少一種。歐姆接觸層可包括選自ITO (氧化銦錫)、IZO (氧化銦鋅)、IZTO (氧化銦鋅錫)、IAZO (氧化銦鋁鋅)、IGZO (氧化銦鎵鋅)、IGTO (氧化銦鎵錫)、AZO (氧化鋁鋅)、ATO (氧化銻錫)、GZO (氧化鎵鋅)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Ni、Au、Rh和Pd中的至少一種。粘附層可包括選自Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、 In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少一種。電極層150可包括籽金屬。 在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130和電極層150之間還可形成層或多個(gè)圖案，所以可分散由電阻差異所導(dǎo)致的電流分配。所述層或所述多個(gè)圖案包括S叫、SiO"SiO，y、Si^、AlA、Ti02、 ITO、 IZO、 IZTO、 IAZO、 IGZO、 IGTO、 AZO、 ATO、 GZO、 IrOx和RuOx中的至少一種。
在電極層150和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130之間還可形成歐姆接觸層(未示出)。歐姆接觸層可包括層或多個(gè)圖案。歐姆接觸層包括選自氧化銦錫(IT0)、氧化銦鋅(IZ0)、氧化銦鋅錫(IZT0)、氧化銦鋁鋅(IAZ0)、氧化銦鎵鋅(IGZ0)、氧化銦鎵錫(IGT0)、氧化鋁鋅(AZ0)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(GZO) 、IrOx、RuOx、RuOx/TO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一種，但是實(shí)施方案不限于此。 導(dǎo)電支撐構(gòu)件160形成在電極層150上。導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可用作基礎(chǔ)襯底。導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可包括Cu、Au、Ni、Mo、Cu-W以及載體晶片例如Si、Ge、GaAs、Zn0、 SiC、 SiGe和GaN。導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可通過(guò)電鍍方案形成或者可以制備為板的形式。然而，實(shí)施方案不限于此。 電極層150和導(dǎo)電支撐構(gòu)件160可以制備成為層或圖案的形式。導(dǎo)電支撐構(gòu)件
160可具有約30iim 約150iim的厚度。然而，實(shí)施方案不限于此。電極層150和導(dǎo)電支
撐構(gòu)件160可以制備為單個(gè)電極層的形式，例如電極層。然而，實(shí)施方案不限于此。 參考圖9和10，在基底上設(shè)置導(dǎo)電支撐構(gòu)件160之后，移除襯底101。襯底101可
使用物理方法和/或化學(xué)方法移除。根據(jù)稱(chēng)為激光剝除(LLO)的物理方法，將具有預(yù)定波
長(zhǎng)范圍的激光照射到襯底101上，使得襯底101與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110分離。根據(jù)化學(xué)
方法，當(dāng)在襯底101和第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110之間形成有另一半導(dǎo)體層(例如緩沖層)時(shí)，
使用濕蝕刻溶液移除緩沖層，使得襯底101與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110分離。 移除襯底101之后，使用感應(yīng)耦合等離子體/反應(yīng)離子蝕刻(ICP/RIE)對(duì)第一導(dǎo)
電半導(dǎo)體層110進(jìn)行蝕刻工藝。 溝道層140和其突起145可防止第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130發(fā)生脫層。 參考圖11和12，通過(guò)相對(duì)于芯片間的邊界區(qū)域(即溝道區(qū)域)實(shí)施隔離蝕刻，而
部分移除發(fā)光結(jié)構(gòu)135。實(shí)施隔離蝕刻，使得溝道層140通過(guò)芯片邊界區(qū)域(即溝道區(qū)域)而暴露。然而，實(shí)施方案不限于此。在這種情況下，溝道層140和突起145可使得在隔離蝕 刻即K0H蝕刻工藝期間可能出現(xiàn)的發(fā)光結(jié)構(gòu)橫向脫層最小化。 在隔離蝕刻期間，切割發(fā)光結(jié)構(gòu)135的外側(cè)周邊部分，使得發(fā)光結(jié)構(gòu)135可與導(dǎo)電 支撐構(gòu)件160進(jìn)一步間隔開(kāi)。 激光穿過(guò)溝道層140，使得由導(dǎo)電支撐構(gòu)件160或電極層150所引起的碎片可得到 最小化。 然后，通過(guò)如圖12所示的折斷工藝，將半導(dǎo)體發(fā)光器件100分為芯片單元?？墒?用激光來(lái)制備芯片單元。 電極171形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110下方并可具有預(yù)定形狀。此外，電極171 可制備為預(yù)定圖案的形式。電極171可在實(shí)施隔離蝕刻工藝之前或之后、或者在實(shí)施芯片 分離工藝之后形成。然而，實(shí)施方案不限于此。 實(shí)施隔離蝕刻工藝之后，可在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的底表面上形成粗糙圖案以 改善外部量子效率。 圖13是示出根據(jù)第二實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)視截面圖。相同附圖標(biāo)記 表示和第一實(shí)施方案相同的元件，因此省略其細(xì)節(jié)。 參考圖13，半導(dǎo)體發(fā)光器件IOOA包括發(fā)光結(jié)構(gòu)135、具有突起145的溝道層140、 歐姆接觸層155、電極層150和導(dǎo)電支撐構(gòu)件160。 歐姆接觸層155可在電極層150和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130之間的界面上形成為多 個(gè)圖案的形式。歐姆接觸層155可具有矩陣圖案或條帶圖案。 歐姆接觸層155可提高相對(duì)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130以及溝道層140與突起145 的粘附力。 歐姆接觸層155可包括選自ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、GZO、IrOx、 Ru0x、 Ru0x/IT0、 Ni/Ir0x/Au和Ni/Ir0x/Au/IT0中的至少一種。 歐姆接觸層155可制備為與在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的上表面的內(nèi)側(cè)中形成的溝 槽對(duì)應(yīng)的突起的形式。 此外，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130與歐姆接觸層155和電極層150接觸，所以可分散由 歐姆電阻差異所導(dǎo)致的電流分配。 —個(gè)實(shí)施方案提供一種制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，包括以下步驟形成包括第
一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層和在有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)
光結(jié)構(gòu)；沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的上部周邊部分形成溝槽；沿第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的上表面的
周邊部分形成溝道層；和在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的上表面的內(nèi)側(cè)上形成電極層。 根據(jù)實(shí)施方案，化合物半導(dǎo)體層和另一層之間的層間粘附力增加，使得橫向脫層
最小化。 根據(jù)實(shí)施方案，導(dǎo)電支撐構(gòu)件與發(fā)光結(jié)構(gòu)間隔開(kāi)，使得可改善芯片可靠性并且可 簡(jiǎn)化制造工藝。 根據(jù)實(shí)施方案，可改善垂直半導(dǎo)體發(fā)光器件的可靠性。
實(shí)施方案可提供半導(dǎo)體發(fā)光器件例如LED。
實(shí)施方案可改善半導(dǎo)體發(fā)光器件的電可靠性。
實(shí)施方案可改善半導(dǎo)體發(fā)光器件的光效率。
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根據(jù)實(shí)施方案，采用半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝的光源可用于照明、指示、顯示等領(lǐng)域。
雖然已經(jīng)參考了大量說(shuō)明性實(shí)施方案描述了本發(fā)明實(shí)施方案，但是應(yīng)理解本領(lǐng)域 技術(shù)人員可設(shè)計(jì)將落入本公開(kāi)的原理的精神和范圍內(nèi)的大量其它變化方案和實(shí)施方案。更 具體地，在公開(kāi)內(nèi)容、附圖和所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，主題的組合排列的構(gòu)件和/或結(jié)構(gòu) 中可能具有各種變化和改變。除構(gòu)件和/或結(jié)構(gòu)的變化和改變之外，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言，可替代的用途也將是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；在所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層上的電極層；和包括突起并沿所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層的上表面的周邊部分形成的溝道層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起延伸進(jìn)入所述 多個(gè)化合物半導(dǎo)體層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起沿所述多個(gè)化 合物半導(dǎo)體層的上表面的周邊部分形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括在所述電極層上的導(dǎo)電支撐構(gòu)件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層具有至少一個(gè)突起。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起在所述多個(gè)化 合物半導(dǎo)體層上形成為連續(xù)圖案或不連續(xù)圖案的形式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起由具有曲折形 狀的圖案形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層包括透明絕緣材料或透明 導(dǎo)電材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的外側(cè)設(shè)置在所述電極層 下方，同時(shí)位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁的外側(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括在所述電極層和所述多個(gè)化合物半 導(dǎo)體層的上表面之間的包括多個(gè)圖案的歐姆接觸層。
11. 一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層和在所述有源層上的第 二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；電連接至所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的電極； 在所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層上的電極層； 在所述電極層上的導(dǎo)電支撐構(gòu)件；沿所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的上表面的周邊部分形成的溝道層；禾口 從所述溝道層向下突出的突起。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述突起形成在所述溝道層和所述 第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述突起形成為具有連續(xù)圖案或不 連續(xù)圖案。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述突起沿所述溝道層的下表面的 周邊部分提供為不規(guī)則圖案或曲折圖案。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層和所述突起包括選自 Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4、Al203、Ti02、氧化銦錫(IT0)、氧化銦鋅(IZ0)、氧化銦鋅錫(IZT0)、 氧化銦鋅鋁(IAZ0)、氧化銦鎵鋅(IGZ0)、氧化銦鎵錫(IGT0)、氧化鋁鋅(AZ0)、氧化銻錫 (AT0)、氧化鎵鋅(GZ0) 、Ir0x、Ru0x、Ru0x/IT0、Ni/Ir0x/Au和Ni/Ir0x/Au/IT0中的至少一種。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的包括III-V族元素化合物半導(dǎo)體的N型半導(dǎo)體層，其中所述N型半導(dǎo)體層形成在所述溝道層和所述電極層下方。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括在所述電極層和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間的包括層或多個(gè)圖案的歐姆接觸層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的上表面設(shè)置在所述電極層下方，并且所述溝道層的下表面的外側(cè)位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的外表面的外側(cè)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括在所述電極層和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間形成的層或多個(gè)圖案，其中所述層或所述多個(gè)圖案包括選自Si02、 SiOx、 SiOxNy、Si3N4、 A1203、 Ti02、 IT0、 IZ0、 IZT0、 IAZ0、 IGZ0、 IGT0、 AZ0、 AT0、 GZO、 IrOx禾P RuOx中的至少一種。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述突起形成在所述溝道層下方。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。該半導(dǎo)體發(fā)光器件包括包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層上的電極層；包括突起并沿所述多個(gè)化合物半導(dǎo)體層的上表面的周邊部分形成的溝道層。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101740687SQ20091021229
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
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