專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光器件和用于制造發(fā)光器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件和制造發(fā)光器件的方法。
背景技術(shù)：
近來(lái)，作為發(fā)光器件的發(fā)光二極管(LED)得以被關(guān)注。由于LED能夠高效率地將 電能轉(zhuǎn)換為光能，并且具有大約5年或更長(zhǎng)的壽命，所以L(fǎng)ED能夠顯著地減少能量消耗以及 維修并且維護(hù)成本。因此，在下一代發(fā)光領(lǐng)域中關(guān)注LED。這種LED包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，其中，有源層 根據(jù)通過(guò)第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層而施加到其上的電流來(lái)產(chǎn)生光。LED可以被分類(lèi)為橫向型LED和垂直型LED。根據(jù)橫向型LED，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層被形成在生 長(zhǎng)襯底上，并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層被部分地移除使得第一 導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分能夠被暴露以形成電極層。因此，發(fā)光面積可能被減少使得發(fā)光效 率可能被降低。另外，根據(jù)橫向型LED，由于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層被 形成在具有低導(dǎo)熱性的生長(zhǎng)襯底上，所以對(duì)熱的散熱是不容易的。相反地，根據(jù)垂直型LED，第一電極層被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上并且第二電極 層被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層下面，使得沒(méi)有必要移除有源層以形成電極層。因此，可以不 減少發(fā)光面積，使得與橫向型LED的相比較可以提高光效率。另外，根據(jù)垂直型LED，通過(guò)第二電極層來(lái)傳輸熱，因此對(duì)熱的散熱是容易的。同時(shí)，當(dāng)用作支撐襯底的第二電極被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層下面時(shí)，垂直型LED 可以采用電鍍方案和晶圓結(jié)合方案。如果通過(guò)電鍍方案制造支撐襯底，那么可能有助于制造工藝，但是可能降低LED 的可靠性。另外，如果通過(guò)晶圓結(jié)合方案來(lái)制造支撐襯底，那么制造工藝可能是復(fù)雜的，但 是可以提高LED的可靠性。特別地，如果通過(guò)晶圓結(jié)合方案來(lái)制造支撐襯底，由于生長(zhǎng)襯底 和支撐襯底是由非均質(zhì)材料組成，由于熱膨脹系數(shù)中的差引起的熱應(yīng)力，在已經(jīng)結(jié)合晶圓 之后LED中可能出現(xiàn)裂縫和解離。 在垂直型LED中，通過(guò)分離生長(zhǎng)襯底，第一電極層被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上。 然而，當(dāng)通過(guò)使用激光束分離生長(zhǎng)襯底時(shí)，不能夠制造具有超過(guò)激光束的區(qū)域的發(fā)光區(qū)域 的 LED。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題實(shí)施例提供具有新穎的結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件和制造發(fā)光器件的方法。實(shí)施例提供通過(guò)使用新穎的晶圓結(jié)合方案來(lái)制造發(fā)光器件的方法。實(shí)施例提供具有大的發(fā)光區(qū)域的發(fā)光器件和制造發(fā)光器件的方法。
技術(shù)解決方案根據(jù)實(shí)施例，發(fā)光器件包括支撐襯底；支撐襯底上的反射歐姆接觸層；反射歐 姆接觸層上的功能復(fù)合層(functional complex layer)，其包括工藝協(xié)助區(qū)域(process assisting region)和由工藝協(xié)助區(qū)域劃分的歐姆接觸區(qū)域；以及在各個(gè)歐姆接觸區(qū)域上 的發(fā)光半導(dǎo)體層，其包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層。根據(jù)實(shí)施例，發(fā)光器件包括支撐襯底；支撐襯底上的反射歐姆接觸層；反射歐姆 接觸層的外圍表面上的功能復(fù)合層，其包括工藝協(xié)助區(qū)域和由工藝協(xié)助區(qū)域包圍的歐姆接 觸區(qū)域；以及歐姆接觸層上的發(fā)光半導(dǎo)體層，其包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第一 導(dǎo)電半導(dǎo)體層。根據(jù)實(shí)施例，一種制造發(fā)光器件的方法，包括制備第一結(jié)構(gòu)，該第一結(jié)構(gòu)包括在 生長(zhǎng)襯底上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層、有源層上的第二導(dǎo)電半 導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的包括工藝協(xié)助區(qū)域和通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域劃分的歐姆接觸區(qū) 域的功能復(fù)合層、以及功能復(fù)合層上的反射歐姆接觸層；在支撐襯底上制備第二結(jié)構(gòu)；在 臨時(shí)襯底上制備第三結(jié)構(gòu)；通過(guò)晶圓結(jié)合層，結(jié)合第一至第三結(jié)構(gòu)以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中在 第一和第三結(jié)構(gòu)之間插入第二結(jié)構(gòu)；使生長(zhǎng)襯底與復(fù)合結(jié)構(gòu)分離；通過(guò)選擇性地蝕刻第一 導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，使得工藝協(xié)助區(qū)域被暴露來(lái)形成具有多個(gè) 單位結(jié)構(gòu)的發(fā)光半導(dǎo)體層；在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成第一電極層；以及移除臨時(shí)襯底。有益效果實(shí)施例提供具有新穎的結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件和制造發(fā)光器件的方法。實(shí)施例提供通過(guò)使用新穎的晶圓結(jié)合方案來(lái)制造發(fā)光器件的方法。實(shí)施例提供具有大的發(fā)光區(qū)域的發(fā)光器件和制造發(fā)光器件的方法。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2至圖15是示出制造根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的方法的截面圖；圖16是示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)的視圖；以及圖17至圖19是制造根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的方法。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例的描述中，應(yīng)該理解的是，當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案、或結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為在另 一個(gè)襯底、另一個(gè)層(或膜)、另一個(gè)區(qū)域、另一個(gè)墊、或另一個(gè)圖案“上”或“下”時(shí)，它可以 “直接”或“間接”在另一個(gè)襯底上、層(或膜)、區(qū)域、墊、或圖案上，或者也可以存在一個(gè)或 多個(gè)中間層。已經(jīng)參考附圖描述了該種層的位置。為了方便或清楚起見(jiàn)，附圖所示的每個(gè)層的厚度和尺寸可以被夸大、省略、或示意 性繪制。另外，元件的尺寸沒(méi)有完全反映真實(shí)尺寸。圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)的視圖。參考圖1，根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件包括支撐襯底210 ；支撐襯底210上的擴(kuò) 散阻擋層70 ；擴(kuò)散阻擋層70上的反射歐姆接觸層60 ；反射歐姆接觸層60上的功能復(fù)合層 50 ；功能復(fù)合層50上的發(fā)光半導(dǎo)體層，其包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40、有源層30、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20 ；以及發(fā)光半導(dǎo)體層上的第一電極層900。另外，管芯結(jié)合層240可以被形成在支撐襯底210下面，并且可以被穩(wěn)固地結(jié)合到 印制電路板上，在其中安裝發(fā)光器件，或者低電阻的管芯。支撐襯底210包括導(dǎo)電層。支撐襯底210可以包括晶圓襯底，所述晶圓襯底包括 從由Si、SiGe、ZnO、GaN、AlSiC、以及GaAs組成的組中選擇的至少一個(gè)。支撐襯底210可以 包括如下的金屬，所述金屬包括從由Cu、Ni、Ag、Al、Nb、Ta、Ti、Au、Pd、W以及其合金或固溶 體組成的組中選擇的至少一個(gè)。支撐襯底210具有在10 μ m至Imm的范圍內(nèi)的厚度的片材、盤(pán)、或者箔的形式。通 過(guò)電鍍方案、PVD(物理氣相沉積)方案、或者CVD(化學(xué)氣相沉積)方案可以形成支撐襯底 210。另外，第一和第二晶圓結(jié)合層80和230可以被插入在支撐襯底210和反射歐姆接 觸層60之間。第一和第二晶圓結(jié)合層80和230允許支撐襯底210穩(wěn)固地結(jié)合到反射歐姆 接觸層60。第一和第二晶圓結(jié)合層80和230包括在預(yù)定的壓力和溫度下具有很強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng) 度的導(dǎo)電層。例如，第一和第二晶圓結(jié)合層80和230可以包括從由Au、Ag、Al、Si、Ge、W、 Mo、V、Sc、Hf、Ir、Re、Co、Zr、Ru、Ta、Nb、Mn、Rh、Cu、Ni、Ti、Pd、Pt、Cr、以及稀土金屬組成的 組中選擇的至少一個(gè)。另外，鈍化層700可以被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層的橫向側(cè)面，并且光提取結(jié)構(gòu)800可 以被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層上。當(dāng)在大約300°C至大約600°C的范圍內(nèi)的溫度下，第一和第二晶圓結(jié)合層80和230 被相互結(jié)合時(shí)，擴(kuò)散阻擋層70防止組成第一和第二晶圓結(jié)合層80和230的材料被擴(kuò)散到 反射歐姆接觸層60。功能復(fù)合層50包括工藝協(xié)助區(qū)域51、歐姆接觸區(qū)域52、以及電流阻擋區(qū)域53。通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域51，歐姆接觸區(qū)域52被劃分為多個(gè)區(qū)域，并且電流阻擋區(qū)域53 被設(shè)置在歐姆接觸區(qū)域52中。工藝協(xié)助區(qū)域51可以具有晶格單元的形式。包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40、有源層 30、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的發(fā)光半導(dǎo)體層處于由工藝協(xié)助區(qū)域51劃分的區(qū)域中。工藝協(xié)助區(qū)域51可以包括相對(duì)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40形成肖特基接觸界面的材 料或者電絕緣材料。例如，工藝協(xié)助區(qū)域51可以包括從由A1203、SiN, TiO2, ZrO2, Si3N4、以 及S^2組成的組中選擇的一個(gè)。當(dāng)使用激光束通過(guò)激光剝離方案，將生長(zhǎng)襯底分離時(shí)，工藝協(xié)助區(qū)域51防止發(fā)光 半導(dǎo)體層被損壞，使得在沒(méi)有損壞的情況下能夠分離生長(zhǎng)襯底。另外，工藝協(xié)助區(qū)域51能 夠防止發(fā)光器件的性能由于在用于將發(fā)光半導(dǎo)體層劃分為多個(gè)單元結(jié)構(gòu)的隔離蝕刻工藝 中創(chuàng)建的蝕刻產(chǎn)品而被損壞。工藝協(xié)助區(qū)域51可以包括相對(duì)于組成發(fā)光半導(dǎo)體層具有優(yōu)秀的粘結(jié)性能，以及 相對(duì)于在隔離蝕刻工藝中使用的干法蝕刻顆粒具有低活性的材料。當(dāng)形成鈍化層700時(shí)，工藝協(xié)助區(qū)域51協(xié)助形成具有優(yōu)秀的質(zhì)量的鈍化層700。歐姆接觸區(qū)域52和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40形成具有低界面接觸電阻的歐姆接觸界 面，并且允許電流垂直于發(fā)光半導(dǎo)體層地從外部平滑地施加給發(fā)光半導(dǎo)體層。
歐姆接觸區(qū)域52可以包括具有光學(xué)高透射率的透明體和具有高反射率的反射 器。例如，如果歐姆接觸區(qū)域52是透明體時(shí)，那么歐姆接觸區(qū)域52可以包括從由ΙΤ0、&ι0、 ΙΖ0、以及NiO-Au組成的組中選擇的至少一個(gè)。如果歐姆接觸區(qū)域52是反射器，那么歐姆 接觸區(qū)域52可以包括從由Ag、包含Ag的合金、包含Ag的固溶體、Mi、包含Mi的合金、包含 Rh的固溶體、Al、包含Al的合金、以及包含Al的固溶體的組中選擇的至少一個(gè)。電流阻擋區(qū)域53防止被施加給發(fā)光半導(dǎo)體層的電流被集中在發(fā)光半導(dǎo)體層的一 部分上，使得能夠?qū)挿秶財(cái)U(kuò)展電流。例如，電流阻擋區(qū)域53可以包括電絕緣材料、被填充 有空氣的空的空間、以及相對(duì)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40形成肖特基接觸界面的材料中的一 個(gè)。盡管未示出，電流阻擋區(qū)域53可以被劃分為多個(gè)區(qū)域。包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40、有源層30、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的發(fā)光半導(dǎo)體層 可以包括作為III族化合物半導(dǎo)體材料的氮化物基半導(dǎo)體材料。例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層 20可以包括如下的氮化鎵層，所述氮化鎵層包括諸如Si的N型摻雜物，并且第二導(dǎo)電半導(dǎo) 體層40可以包括諸如Mg的P型摻雜物。有源層30通過(guò)電子和空穴的組合來(lái)發(fā)射光。例 如，有源層30可以包括InGaN、AlGaN、GaN、以及AlInGaN中的一個(gè)。從有源層30反射的光 的波長(zhǎng)根據(jù)組成有源層30的材料的類(lèi)型而發(fā)生變化。同時(shí)，盡管未示出，界面修改層可以被附加地插入在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40和功能 復(fù)合層50之間。界面修改層可以包括超晶格結(jié)構(gòu)、被摻雜有第一導(dǎo)電摻雜物的InGaN、GaN、AlInN、 A1N、InN,以及AlGaN中的一個(gè)、被摻雜有第二導(dǎo)電摻雜物的hGaN、GaN、AlΙηΝ,ΑΙΝ, InN,以 及AlGaN中的一個(gè)、或者具有氮極性表面的III族氮化物基元素中的一個(gè)。具體地，具有超 晶格結(jié)構(gòu)的界面修改層可以包括如下氮化物或者氮化碳，所述氮化物或者氮化碳包括II、 III、或者IV族元素。發(fā)光半導(dǎo)體層被形成在通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域51而被劃分為多個(gè)區(qū)域的歐姆接觸區(qū) 域52上，并且鈍化層700被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層的頂表面和橫向的部分處。鈍化層700的至少一部分被設(shè)置在工藝協(xié)助區(qū)域51上。例如，鈍化層700可以包 括作為電絕緣材料的Si02、Al2O3、以及Si3N4中的一個(gè)。鈍化層700允許更加穩(wěn)固地支撐發(fā)光半導(dǎo)體層，并且防止在發(fā)光半導(dǎo)體層處出現(xiàn) 電氣短路。第一電極層900被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上，并且能夠共同地接觸第一導(dǎo)電 半導(dǎo)體層20的單元結(jié)構(gòu)。另外，第一電極層900的部分被設(shè)置在鈍化層700中，并且垂直 于發(fā)光半導(dǎo)體層地與發(fā)光半導(dǎo)體層重疊。第一電極層900與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20歐姆接觸。光提取結(jié)構(gòu)800被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上，并且允許從有源層30發(fā)射的 光被有效地提取到外部。例如，通過(guò)選擇性地蝕刻第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20能夠形成光提取結(jié) 構(gòu)800，或者可以被形成為通過(guò)選擇性地蝕刻被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上并且不包括 雜質(zhì)的氮化層而獲得的圖案。圖2至圖15是示出制造根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的方法的截面圖。參考圖2和圖3，包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20、有源層30、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40的發(fā)光半導(dǎo)體層被形成在襯底10上。另外，功能復(fù)合層50被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40 上。例如，襯底10可以包括Al203、SiC、硅Si以及砷化鎵GaAs中的一個(gè)。盡管未示出，在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20被生長(zhǎng)在生長(zhǎng)襯底10上之前，包括InGaN、 A1N、SiC、SiCN、以及GaN中的至少一個(gè)的緩沖層可以被形成在生長(zhǎng)襯底10上。另外，界面修改層可以被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40和功能復(fù)合層50之間。功能復(fù)合層50包括工藝協(xié)助區(qū)域51、歐姆接觸區(qū)域52、以及電流阻擋區(qū)域53。圖 3示出功能復(fù)合層50的平面圖?？梢砸跃Ц駟卧男问叫纬晒に噮f(xié)助區(qū)域51，并且通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域51將歐姆 接觸區(qū)域52劃分為多個(gè)單位單元區(qū)域H。圖3示出其中通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域51將歐姆接觸 區(qū)域52劃分為四個(gè)單位單元區(qū)域H的情況。單位單元區(qū)域H的面積被指定為小于當(dāng)襯底10被分離時(shí)使用的激光束的面積，并 且功能復(fù)合層50的面積可以被指定為大于當(dāng)襯底10被分離時(shí)使用的激光束的面積。電流阻擋層53可以被形成在每個(gè)單位單元區(qū)域H中。圖3示出從歐姆接觸區(qū)域 52的中心徑向延伸的電流阻擋區(qū)域53。參考圖4，反射歐姆接觸層60、擴(kuò)散阻擋層70、以及第一晶圓結(jié)合層80被形成在功 能復(fù)合層50上。因此，能夠制造圖4中所示的第一襯底100。參考圖5，第二襯底200包括支撐襯底210，在所述支撐襯底210的頂表面處設(shè)置 有第二晶圓結(jié)合層230，并且在其底表面處設(shè)置有第三晶圓結(jié)合層220。第三晶圓結(jié)合層 220可以包括與第二晶圓結(jié)合層230相同的材料。參考圖6，具有犧牲分離層320和第四晶圓結(jié)合層330的第三結(jié)構(gòu)300被制備在臨 時(shí)襯底310上。臨時(shí)襯底310可以包括與生長(zhǎng)襯底10相比具有2ppm/°C或者更少的熱膨脹系數(shù)差 的材料，或者與生長(zhǎng)襯底10的相同的材料。例如，臨時(shí)襯底310可以包括Al203、SiC、Si、以 及GaAs中的一個(gè)。犧牲分離層320可以包括包括SiO的II-Vi族化合物、包括GaN、ITO, PZT、以及 SU-8的III-V族化合物中的一個(gè)，在激光束照射到其上時(shí)將進(jìn)行熱化學(xué)分解反應(yīng)，或者犧 牲分離層320可以包括Al、Au、Ag、Cr、Ti、SiO2,以及SiNx中的一個(gè)，其可以快速地溶解在 濕溶液中。第四晶圓結(jié)合層330可以包括與第二晶圓結(jié)合層230相同的材料。參考圖7，圖4中所示的第一結(jié)構(gòu)100、圖5中所示的第二結(jié)構(gòu)200、以及圖6中所 示的第三結(jié)構(gòu)300被相互結(jié)合，從而形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。第一晶圓結(jié)合層80被結(jié)合到第二晶圓結(jié)合層230，并且第三晶圓結(jié)合層220被結(jié) 合到第四晶圓結(jié)合層330。以預(yù)定的壓力和大約300°C至600°C的范圍內(nèi)的預(yù)定溫度來(lái)將第一結(jié)構(gòu)100、第二 結(jié)構(gòu)200、以及第三結(jié)構(gòu)300相互結(jié)合。第一結(jié)構(gòu)300被與第一結(jié)構(gòu)100相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行定位，同時(shí)在第三結(jié)構(gòu)300和第一 結(jié)構(gòu)100之間插入第二結(jié)構(gòu)200，并且第一結(jié)構(gòu)100具有與第三結(jié)構(gòu)300相類(lèi)似的熱膨脹系 數(shù)。因此，當(dāng)?shù)谝缓偷诙Y(jié)構(gòu)100和200相互耦合時(shí)不會(huì)由于熱膨脹系數(shù)中的差而出現(xiàn)裂縫和解離。參考圖8，生長(zhǎng)襯底10與圖7中所示的復(fù)合結(jié)構(gòu)分離。基于準(zhǔn)分子激光束通過(guò)使用LLO方案，或者通過(guò)使用干法蝕刻方案或者濕法蝕刻 方案可以分離生長(zhǎng)襯底10。當(dāng)具有預(yù)定的波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子激光束被聚集在生長(zhǎng)襯底10上，并且被照射到生長(zhǎng) 襯底10時(shí)，熱能被集中在襯底10和第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20之間的邊界表面上，使得第一導(dǎo) 電半導(dǎo)體層20的界面表面被熱化學(xué)分解為( 和N。因此，生長(zhǎng)襯底10被分離。被使用的激光束必須具有比通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域51劃分的歐姆接觸區(qū)域52的尺寸 L2更加大的尺寸。因此，如果在第一激光束已經(jīng)被照射之后照射第二激光束，那么第二激光束與工 藝協(xié)助區(qū)域51上的第一激光束重疊。參考圖9，由于激光束的重疊，導(dǎo)致工藝協(xié)助區(qū)域51上的發(fā)光半導(dǎo)體層的區(qū)域L、 M、以及N被損壞。參考圖10，基于濕法蝕刻工藝或者干法蝕刻工藝，通過(guò)MESA蝕刻工藝來(lái)移除工藝 協(xié)助區(qū)域51上的發(fā)光半導(dǎo)體層的區(qū)域L、M、以及N。因此，工藝協(xié)助區(qū)域51被暴露，使得發(fā) 光半導(dǎo)體層被劃分為多個(gè)單位結(jié)構(gòu)。參考圖11，鈍化層700被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層的頂表面和橫向表面上。鈍化層700 可以接觸工藝協(xié)助區(qū)域51。鈍化層700可以具有處于大約200nm至大約IOOOnm的范圍內(nèi)的厚度。參考圖12，被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層上的鈍化層700被部分地移除，并且光提取結(jié) 構(gòu)800被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。光提取結(jié)構(gòu)800可以通過(guò)濕法蝕刻工藝以不規(guī)則的凹凸圖案來(lái)形成，或者可以通 過(guò)光刻工藝以規(guī)則的凹凸圖案來(lái)形成。參考圖13，第一電極層900被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。第一電極層900能夠被同時(shí)電氣地連接到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的單位結(jié)構(gòu)。第一電極層900的至少一部分垂直于工藝協(xié)助區(qū)域51地與工藝協(xié)作區(qū)域51重 疊。第一電極層900的一部分可以被填充在鈍化層700中。參考圖14，通過(guò)隔離蝕刻1000，臨時(shí)襯底310被暴露，并且多個(gè)發(fā)光器件被形成在 臨時(shí)襯底310上。參考圖15，通過(guò)LLO方案、干法蝕刻方案、濕法蝕刻方案、CMP方案、或者拋光方案 來(lái)移除臨時(shí)襯底310。當(dāng)通過(guò)LLO方案分離臨時(shí)襯底310時(shí)，犧牲分離層320被熱化學(xué)分解，使得臨時(shí)襯 底310被移除。當(dāng)移除第三晶圓結(jié)合層220和第四晶圓結(jié)合層330之后，管芯結(jié)合層240被形成 在支撐襯底210下面。因此，能夠制造根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件。圖16是示出根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的截面圖。在下文中，將會(huì)描述根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件，同時(shí)著重于其與根據(jù)第一實(shí)施 例的發(fā)光器件的不同，以避免重復(fù)。
參考圖16，根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件包括支撐襯底210 ；支撐襯底210上的擴(kuò) 散阻擋層70 ；擴(kuò)散阻擋層70上的反射歐姆接觸層60 ；反射歐姆接觸層60上的功能復(fù)合層 50 ；功能復(fù)合層50上的發(fā)光半導(dǎo)體層，所述發(fā)光半導(dǎo)體層包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40、有源 層30、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20 ；以及發(fā)光半導(dǎo)體層上的第一電極層900。管芯結(jié)合層240可以被形成在支撐襯底210的下面。第一和第二晶圓結(jié)合層80和230可以被形成在支撐襯底210和反射歐姆接觸層 60之間。鈍化層700可以被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層的橫向表面上，并且光提取結(jié)構(gòu)800可以 被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層上。功能復(fù)合層50包括工藝協(xié)助區(qū)域51、歐姆接觸區(qū)域52、以及電流阻擋區(qū)域53。工藝協(xié)助區(qū)域51被形成在反射歐姆接觸層60的附近，通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域51來(lái)包 圍歐姆接觸區(qū)域52，并且電流阻擋區(qū)域53被提供在歐姆接觸區(qū)域52中。盡管沒(méi)有示出，界面修改層可以被附加地形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40和功能復(fù) 合層50之間。第一電極層900被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。第一電極層900與第一導(dǎo)電 半導(dǎo)體層20歐姆接觸。光提取結(jié)構(gòu)800被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上，并且允許從有源層30發(fā)射的 光被有效地提取到外部。圖17至圖19是示出制造根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的方法的截面圖。在制造根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的方法中，大多數(shù)工藝步驟與制造根據(jù)第一實(shí) 施例的發(fā)光器件的方法的相類(lèi)似。特別地，參考圖2至圖12描述的制造根據(jù)第一實(shí)施例的 發(fā)光器件的方法與制造根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的方法相同。因此，為了避免重復(fù)，將會(huì)省略與參考圖2至圖12已經(jīng)描述的制造方法相對(duì)應(yīng)的 制造根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的方法。參考圖17，第一電極層900被形成在圖12中所示的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的每個(gè)
單位結(jié)構(gòu)上。參考圖18，在執(zhí)行隔離蝕刻1000以暴露臨時(shí)襯底310之后，多個(gè)發(fā)光器件被形成 在臨時(shí)襯底310上。參考圖19，通過(guò)LLO方案、干法蝕刻方案、濕法蝕刻方案、CMP方案、或者拋光方案 來(lái)移除臨時(shí)襯底310。當(dāng)通過(guò)LLO方案來(lái)分離臨時(shí)襯底310時(shí)，犧牲分離層310被熱化學(xué)分解，使得臨時(shí) 襯底310被移除。在移除第三和第四晶圓結(jié)合層220和230之后，管芯結(jié)合層240被形成在支撐襯 底210下面。因此，能夠制造根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件。盡管參考大量的示例性實(shí)施例已經(jīng)描述實(shí)施例，但是應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員能夠設(shè)計(jì)將會(huì)落入本公開(kāi)的原理的范圍和精神內(nèi)的其它的修改和實(shí)施例。更加具體 地，在本公開(kāi)、附圖、以及隨附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的組件和/或主題組合布置的布置中各 種變化和修改是可能的。除了組件和/或布置中的變化和修改之外，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)替代使用將會(huì)也是顯而易見(jiàn)的。工業(yè)實(shí)用性實(shí)施例可應(yīng)用于制造被用作電子器件或者光源的半導(dǎo)體器件的方法。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括支撐襯底；所述支撐襯底上的反射歐姆接觸層；所述反射歐姆接觸層上的功能復(fù)合層，所述功能復(fù)合層包括工藝協(xié)助區(qū)域和由所述工 藝協(xié)助區(qū)域劃分的歐姆接觸區(qū)域；以及各個(gè)歐姆接觸區(qū)域上的發(fā)光半導(dǎo)體層，所述發(fā)光半導(dǎo)體層包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有 源層、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述功能復(fù)合層包括被設(shè)置在各個(gè)歐姆接 觸區(qū)域中的電流阻擋區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述歐姆接觸層和所述支撐襯底之 間的擴(kuò)散阻擋層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述擴(kuò)散阻擋層和所述支撐襯底之 間的晶圓結(jié)合層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述發(fā)光半導(dǎo)體層的頂表面的一部 分和橫向表面兩者處的鈍化層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件，其中，所述鈍化層的至少一部分垂直于所述工藝 協(xié)助區(qū)域，與所述工藝協(xié)助區(qū)域重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括第一電極層，當(dāng)所述第一電極層垂直 于所述工藝協(xié)助區(qū)域、與所述工藝協(xié)作區(qū)域重疊時(shí)，所述第一電極層被電氣地連接到所述 發(fā)光半導(dǎo)體層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光器件，其中，所述第一電極層的一部分與所述發(fā)光半導(dǎo) 體層橫向地重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述工藝協(xié)助區(qū)域具有晶格單元的形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述功 能復(fù)合層之間的界面修改層，其中，所述界面修改層包括超晶格結(jié)構(gòu)、被摻雜有第一導(dǎo)電 摻雜物的InGaN、GaN, AlInN, A1N、InN,以及AWaN中的一個(gè)、被摻雜有第二導(dǎo)電摻雜物的 InGaN、GaN、AlInN、AlN、InN、以及MGaN中的一個(gè)、或者具有氮極性表面的III族氮化物基 元素中的一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述工藝協(xié)助區(qū)域包括從由A1203、SiN, TiO2, ZrO2, Si3N4,以及SW2組成的組中選擇的一個(gè)作為相對(duì)于所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層形成 肖特基接觸界面的材料或者電絕緣材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其中，所述電流阻擋區(qū)域包括電絕緣材料、被填 充有空氣的空的空間、以及相對(duì)于所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層形成肖特基接觸界面的材料。
13.一種發(fā)光器件，包括支撐襯底；所述支撐襯底上的反射歐姆接觸層；所述反射歐姆接觸層的外圍表面上的功能復(fù)合層，所述功能復(fù)合層包括工藝協(xié)助區(qū)域 和由所述工藝協(xié)助區(qū)域包圍的歐姆接觸區(qū)域；以及所述歐姆接觸區(qū)域上的發(fā)光半導(dǎo)體層，所述發(fā)光半導(dǎo)體層包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述支撐襯底和所述反射歐姆接 觸層之間的擴(kuò)散阻擋層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述擴(kuò)散阻擋層和所述支撐襯底 之間的晶圓結(jié)合層。
16.一種制造發(fā)光器件的方法，所述方法包括制備第一結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)包括生長(zhǎng)襯底上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；所述第一導(dǎo)電 半導(dǎo)體層上的有源層；所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的功 能復(fù)合層，所述功能復(fù)合層包括工藝協(xié)助區(qū)域和由所述工藝協(xié)助區(qū)域劃分的歐姆接觸區(qū) 域；以及所述功能復(fù)合層上的反射歐姆接觸層；在支撐襯底上制備第二結(jié)構(gòu)；在臨時(shí)襯底上制備第三結(jié)構(gòu)；當(dāng)在所述第一和所述第三結(jié)構(gòu)之間插入所述第二結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)晶圓結(jié)合層結(jié)合所述第 一至所述第三結(jié)構(gòu)以形成復(fù)合結(jié)構(gòu)；使所述生長(zhǎng)襯底與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)分離；通過(guò)選擇性地蝕刻所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、所述有源層、以及所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 使得所述工藝協(xié)助區(qū)域被暴露，來(lái)形成具有多個(gè)單位結(jié)構(gòu)的發(fā)光半導(dǎo)體層；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成第一電極層；以及移除所述臨時(shí)襯底。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)發(fā)光器件和用于制造發(fā)光器件的方法。發(fā)光器件包括支撐襯底；支撐襯底上的反射歐姆接觸層；反射歐姆接觸層上的功能復(fù)合層，所述功能復(fù)合層包括工藝協(xié)助區(qū)域和通過(guò)工藝協(xié)助區(qū)域劃分的歐姆接觸區(qū)域；以及在各個(gè)歐姆接觸區(qū)域上的發(fā)光半導(dǎo)體層，所述發(fā)光半導(dǎo)體層包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
文檔編號(hào)H01L33/38GK102067341SQ200980118994
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者宋俊午 申請(qǐng)人:宋俊午