專(zhuān)利名稱：大尺寸發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及發(fā)光器件，特別涉及提高電流注入均勻性的大尺寸三族氮化物發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
眾所周知，以三族氮化物為基礎(chǔ)的發(fā)光器件如發(fā)光二極管(LED)作為新一代光源，正在逐漸取代傳統(tǒng)照明光源中的白熾燈和日光燈。例如，通過(guò)摻鈰釔鋁石榴石(YAG: Ce) 突光粉將銦鎵氮多量子講(MQW)發(fā)光二極管生成的藍(lán)光轉(zhuǎn)換成白光,從而產(chǎn)生發(fā)光效率為80-1101m/W的商用白光發(fā)光二極管。日亞公司(Nichia)目前為止報(bào)道的研發(fā)發(fā)光效率記錄已達(dá) 1831m/W(Y. Narukawa 等，J. Phys D Appl. Phys. 43, 354002 (2010))。用于一般照明應(yīng)用的LED通常要能夠承受高電流和高電流密度工作。面向一般照明的LED通常具有較大尺寸，經(jīng)測(cè)量目前發(fā)展水平的尺寸接近或大于I X 1mm2，因此電流注入能夠均勻分布于整個(gè)器件區(qū)域至關(guān)重要。在現(xiàn)有技術(shù)中，如美國(guó)專(zhuān)利No. 6，078, 064所闡述，廣泛采用透明導(dǎo)電層如氧化銦錫(ITO)來(lái)擴(kuò)展P型層中的電流。為了進(jìn)一步提高電流擴(kuò)展，在器件中形成貫穿P型層和激活層并直達(dá)N型層的凹槽，以形成連接N型電流擴(kuò)展層的指狀N電極。結(jié)果，所得到的指狀N電極之間被指狀P電極間隔開(kāi)，反之亦然。如圖I中所示，示出現(xiàn)有技術(shù)的大尺寸LED平面示意圖。還可以在美國(guó)專(zhuān)利No. 6，885，036中看到更多的現(xiàn)有技術(shù)大尺寸LED的示意圖。圖中P電極810 (包含指狀P電極812和盤(pán)狀P電極811)和N電極820 (包含指狀N電極822和盤(pán)狀N電極821)位于LED芯片相對(duì)的兩側(cè)，并且四個(gè)指狀P電極812被三個(gè)指狀N電極822隔開(kāi)。P電極810和N電極820分別在ITO 60上和凹槽823內(nèi)。凹槽823可以通過(guò)去掉P型層材料、激活層和N型層材料直到露出N型電流擴(kuò)展層N型氮化鎵23’而形成。N電極820在凹槽823內(nèi)直接形成在N型電流擴(kuò)展層23’上?，F(xiàn)有技術(shù)中可以通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)指狀P電極和N電極來(lái)獲得電極之間均勻的電流分布，但是卻要犧牲部分發(fā)光激活區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明闡述一種在不過(guò)分犧牲激活區(qū)的情況下提高電流注入均勻性的發(fā)光器件，一種用于發(fā)光器件的具有導(dǎo)電網(wǎng)格的晶圓襯底及其制造方法。在用于發(fā)光器件的襯底或樣板上形成高導(dǎo)電網(wǎng)格，然后在其上形成LED結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一方面提供一種三族氮化物發(fā)光器件，包括襯底；在該襯底上形成的由導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格，其中該導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線之間的距離在10-150微米之間，導(dǎo)電線的厚度在0. 5-2微米之間，及導(dǎo)電線的寬度在5-15微米之間；在所述襯底和導(dǎo)電網(wǎng)格上形成的N型層，其中該N型層與導(dǎo)電網(wǎng)格之間是直接的歐姆接觸或是通過(guò)導(dǎo)電網(wǎng)格下的導(dǎo)電樣板或襯底的歐姆接觸；P型層；以及夾在 所述N型層和P型層之間的激活層。本發(fā)明的另一方面提供一種用于三族氮化物發(fā)光器件的晶圓襯底，包括襯底；和在該襯底上形成的由導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格，其中該導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線之間的距離在10-150微米之間，導(dǎo)電線的厚度在0. 5-2微米之間，及導(dǎo)電線的寬度在5-15微米之間。本發(fā)明又一方面提供一種三族氮化物發(fā)光器件的晶圓，包括晶圓襯底，包含襯底和在該襯底上形成的由導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格，其中該導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線之間的距離在10-150微米之間，導(dǎo)電線的厚度在0. 5-2微米之間，及導(dǎo)電線的寬度在5-15微米之間；在該晶圓襯底上形成的N型層；在該N型層上形成的激活層；和在該激活層上形成的P型層。本發(fā)明再一方面提供一種制造三族氮化物發(fā)光器件的方法，包括預(yù)備襯底或包括在該襯底上外延生長(zhǎng)形成的樣板層的樣板；在該襯底或樣板上形成由導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格，其中該導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線之間的距離在10-150微米之間，導(dǎo)電線的厚度在0. 5-2微米之間，及導(dǎo)電線的寬度在5-15微米之間；在該襯底或樣板和導(dǎo)電網(wǎng)格上形成N型層，其中該N型層與導(dǎo)電網(wǎng)格之間是直接的歐姆接觸或是通過(guò)導(dǎo)電網(wǎng)格下的導(dǎo)電樣板或襯底的歐姆接觸；在該N型層上形成激活層；和在該激活層上形成P型層。


所附各圖是用來(lái)幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，是本發(fā)明的一部分，闡述本發(fā)明所包含的內(nèi)容，并與下列說(shuō)明一起來(lái)闡明本發(fā)明的宗旨。圖中相同的附圖標(biāo)記代表本發(fā)明中相同的部件，以及一個(gè)層可以代表具有相同功能的一組層。圖I是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的大尺寸發(fā)光二極管的平面示意圖。圖2A是本發(fā)明的一方面中，在樣板或襯底上形成的導(dǎo)電網(wǎng)格的平面圖。圖2B是本發(fā)明的一方面中，在樣板或襯底上形成的導(dǎo)電網(wǎng)格的橫截面圖。圖2C是本發(fā)明的一方面中，在樣板或襯底上形成的導(dǎo)電網(wǎng)格的橫截面圖。圖2D是本發(fā)明的一方面中，在樣板或襯底上形成的導(dǎo)電網(wǎng)格的橫截面圖。圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明，在圖2A-2D中所示的導(dǎo)電網(wǎng)格上形成的大尺寸LED示例。
具體實(shí)施例方式用于形成導(dǎo)電網(wǎng)格的材料電阻率最好小于50 ii Q . cm,并且在高于800°C下的氫氣、氮?dú)夂桶睔庵胁换钴S。導(dǎo)電網(wǎng)格還要對(duì)可見(jiàn)光具有高于50%反射率，而且最好能在導(dǎo)電網(wǎng)格上生長(zhǎng)三族氮化物，并與導(dǎo)電網(wǎng)格歐姆接觸。兩種材料之間的歐姆接觸是指在兩種材料的界面處加上電壓時(shí)而得到線性電流-電壓關(guān)系。導(dǎo)電網(wǎng)格的材料可以由IIIB-VIB族氮化物如氮化鈧(ScN)、氮化釔(YN)、氮化鈦(TiN)、氮化鋯(ZrN)、氮化鉿(HfN)、氮化釩(VN)、氮化鈮(NbN)、氮化鉭(TaN)、氮化鉻(CrN)、氮化鑰(MoN)或氮化鎢(WN)構(gòu)成，雖不必要，但希望這些過(guò)渡金屬氮化物為等化學(xué)配比。導(dǎo)電網(wǎng)格可以是一個(gè)二維網(wǎng)格如一個(gè)方形網(wǎng)格、或具有一內(nèi)角為60度的平行四邊形網(wǎng)格、一個(gè)六邊形網(wǎng)格、一個(gè)極圖形網(wǎng)格或變形極圖形網(wǎng)格，或者是其它形狀的網(wǎng)格。導(dǎo)電網(wǎng)格也可以是一個(gè)一維網(wǎng)格如平行直線、平行鋸齒線。導(dǎo)電網(wǎng)格可以均勻分布于整個(gè)晶圓，或者在晶圓上的某些區(qū)域的密度高于其它區(qū)域。優(yōu)選地，二維導(dǎo)電網(wǎng)格為一具有一內(nèi)角為60度的平行四邊形網(wǎng)格。組成導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線的走向優(yōu)選地平行于GaN的〈10-10〉晶向。 導(dǎo)電網(wǎng)格可以由襯底或樣板上的導(dǎo)電線構(gòu)成，或者由襯底或樣板中的溝壑構(gòu)成。導(dǎo)電線的厚度b可以在0. 5-2微米之間，如1-1. 5微米，寬度c可以在5-15微米之間，如8-10微米，導(dǎo)電線之間的周期間距可以在10-150微米之間，如50-100微米。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一方面，在樣板I或襯底10上形成的導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格233的平面圖(按晶圓大小)。所用襯底10可以是藍(lán)寶石、硅、碳化硅、氮化鎵、氮化鋁、砷化鎵、尖晶石或類(lèi)似材料。樣板I包含襯底10和外延生長(zhǎng)的樣板層20，可以是III族氮化物AlxInyGa1^yN (0 <=x<=l;0<=y<=l)。對(duì)于III族氮化物的可見(jiàn)光LED,樣板層20最好是AlxInyGa1^N(0 <= x+y < = 0. I)，并且最好是N型導(dǎo)電性，具有電子濃度高于5X IO18Cm-3,比如是硅摻雜，這樣樣板層20與導(dǎo)電網(wǎng)格233就形成歐姆接觸。當(dāng)使用樣板層20時(shí)，優(yōu)選地是使得導(dǎo)電網(wǎng)格233下表面與襯底10上表面的垂直距離小于或等于150nm。這可以通過(guò)適當(dāng)選擇樣板層20厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如當(dāng)導(dǎo)電網(wǎng)格233形成在樣板層20上表面時(shí)，樣板層20的厚度可以小于或等于150nm，當(dāng)導(dǎo)電網(wǎng)格233形成在樣板層20的溝槽中時(shí)，從溝槽的底表面到樣板層20下表面的厚度可以小于或等于150nm。通過(guò)已知的方法在樣板I或襯底10上依次形成N型層、激活層、P型層和ITO層。N型層可以與導(dǎo)電網(wǎng)格233直接接觸。N型層可以是硅摻雜的氮化鎵、或銦鎵氮、或鋁鎵氮，對(duì)于可見(jiàn)光LED，銦或鋁的平均組分分別小于10%如3% -7%。為了確保導(dǎo)電網(wǎng)格233和N型層之間的歐姆接觸，N型層的底部可以采用高摻雜硅，也就是說(shuō)，N型層的起始0. 1-0. 5微米可以摻雜硅的濃度到5-50X 1018cm_3，而在N型層的上部則將硅摻雜的濃度降至正常如5 X IO18CnT3或更低。激活層可以由氮化鎵/銦鎵氮多量子井構(gòu)成，P型層可以是鎂摻雜P型氮化鎵、P型鋁鎵氮或P型銦鎵氮。通常厚度在200-400納米的ITO層被用來(lái)擴(kuò)展P型層的電流。通過(guò)已知的后續(xù)工藝，可以在晶圓上形成一組LED結(jié)構(gòu)。圖2B和2C是圖2A的兩個(gè)橫截面圖，在圖2B中，導(dǎo)電網(wǎng)格233位于樣板層20上，導(dǎo)電線之間的周期間隔最好在50-150微米之間，如80-110微米(間隔是指相鄰兩條平行導(dǎo)電線之間的垂直距離),導(dǎo)電線的厚度b在0. 5-2微米之間如1-1. 5微米，寬度c在5-10微米之間如6-8微米。盡管在圖2A中，導(dǎo)電網(wǎng)格233是一個(gè)二維方形網(wǎng)格，但也可以是其它形狀的二維網(wǎng)格，如具有一內(nèi)角為60度的平行四邊形網(wǎng)格，或者六邊形網(wǎng)格、或者極圖形網(wǎng)格或其它圖形的網(wǎng)格。在這個(gè)示例中，導(dǎo)電網(wǎng)格均勻分布于整個(gè)晶圓，但其也可以非均勻分布于整個(gè)晶圓。圖2A和圖2B中的導(dǎo)電網(wǎng)格233可以通過(guò)已知的方法形成如光刻和沉積。由IIIB-VIB族氮化物構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格233可以通過(guò)已知的方法在樣板層20上形成，如磁控管濺射、電子束沉積、原子層沉積、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、或物理氣相沉積。可以在先前的文獻(xiàn)中找到這些過(guò)渡金屬氮化物氣化的方法，例如a -S. Seo等人發(fā)表在Journalof Applied Physics, Vol 96, pp878_884(2004)上的 ‘Growth and physical propertiesof epitaxial HfN layers on MgO (001) ’，或者另一篇由 M. H. Oliver 等人發(fā)表在 AppliedPhysics Letters, Vol93,023109 (2008)上的 ‘Organometallie vapor phase epitaxialgrowth of GaN on ZrN/AlN/Si substrate’。導(dǎo)電網(wǎng)格233也可以直接形成在襯底10上，而不需要用樣板層20。當(dāng)導(dǎo)電網(wǎng)格233如圖2B般形成在樣板層20上表面時(shí)，樣板層20厚度優(yōu)選地小于或等于150nm，使得導(dǎo)電網(wǎng)格233下表面與襯底10上表面的垂直距離小于或等于150nm，以減少光在導(dǎo)電網(wǎng)格233和襯底10之間的光損失。
在圖2C中，為了將光吸收降至最低，導(dǎo)電網(wǎng)格233位于樣板層20’中的溝壑201的垂直側(cè)壁上。溝壑201是通過(guò)已知的標(biāo)準(zhǔn)光刻和刻蝕工藝形成的，深3-5微米，寬2-15微米，溝壑之間彼此相距20-150微米。然后在溝壑201的垂直側(cè)壁上通過(guò)濺射沉積形成厚度為0. 5-2微米的導(dǎo)電網(wǎng)格233。溝壑201也可以直接在襯底10上形成，而不需要用到樣板層。圖2D是導(dǎo)電網(wǎng)格233的另一個(gè)示例，在導(dǎo)電網(wǎng)格233上形成額外的層243和253，層243和253可以分別由二氧化硅(SiO2)，氮化硅(SiNx)，或氧化鈦(TiO2)制成。層243和253也可以是一個(gè)由Si02、SiNx或TiO2構(gòu)成的厚度大于100納米的單一保護(hù)層，以在后續(xù)的N型層23的MOCVD生長(zhǎng)時(shí)保護(hù)導(dǎo)電網(wǎng)格233免受熱氫氣的侵襲。圖2D中的導(dǎo)電網(wǎng)格結(jié)構(gòu)可以通過(guò)已知的方法如光刻和沉積形成。首先在樣板層20上生長(zhǎng)含金屬的導(dǎo)電層，然后在該導(dǎo)電層上依次形成層243和253。導(dǎo)電層也可以直接生長(zhǎng)在襯底10上，而不需要樣板層20?？涛g層243、253和導(dǎo)電層以形成導(dǎo)電網(wǎng)格233，通過(guò)刻蝕工藝在導(dǎo)電網(wǎng)格上覆蓋著同形狀的層243和253。層243和253可以通過(guò)已知方法如化學(xué)氣相沉積、磁控管濺射、原子層沉積或物理氣相沉積形成。同樣地如圖2C，導(dǎo)電網(wǎng)格233、層243和253也可以在溝壑201中依次形成。在其它的示例中，層243和253可以是不同的層，例如層243可以是SiO2層，而層253可以是TiO2層。層243和層253可以在導(dǎo)電網(wǎng)格233上交替疊加幾次，也就是說(shuō)，層234和層253形成一個(gè)分布布拉格反射器(DBR)。形成DBR的要求是已知的。在這個(gè)不例中，如果層243是SiO2和層253是TiO2,層對(duì)243/253可以交替5_20次。每一層243和每一層253的厚度可以分別在50-100納米之間如30-70納米。由于在這個(gè)示例中對(duì)層243/253形成DBR，因此導(dǎo)電網(wǎng)格233上面的入射光將以高于95%甚至高于99%的反射率反射回去。在這個(gè)DBR加導(dǎo)電網(wǎng)格的示例中，由于導(dǎo)電網(wǎng)格233中光吸收的降低，導(dǎo)電網(wǎng)格233的導(dǎo)電線之間的距離a可以降到10-50微米，而導(dǎo)電線的寬度c可以升至5-15微米，以提高電流擴(kuò)展效果而不需犧牲出光效率。此DBR加導(dǎo)電網(wǎng)格的示例為后續(xù)LED結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)提供了導(dǎo)電反射層，用以提高器件的電學(xué)和光學(xué)特性。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例中LED芯片的透視圖，芯片的PN結(jié)面積大于200mil2，如400-10，OOOmil20 LED結(jié)構(gòu)是形成在如圖2A-2D所示的樣板I上或直接在襯底10上。襯底10可以是一個(gè)圖形化的藍(lán)寶石襯底。在襯底10上是一個(gè)不摻雜或硅摻雜的氮化鎵樣板層20。在樣板I上形成LED結(jié)構(gòu)可以是任何已知的LED結(jié)構(gòu)，例如LED結(jié)構(gòu)可以是III族氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，包含由已知方法依次形成的N型層23、激活層40、P型層50和ITO層60。一組LED結(jié)構(gòu)可以通過(guò)圖形化和蝕刻N(yùn)型層23、激活層40、P型層50和ITO層60在晶圓上形成。這里每個(gè)LED結(jié)構(gòu)也被指是一個(gè)LED平臺(tái)。N型層23長(zhǎng)在樣板I上，并直接與導(dǎo)電網(wǎng)格233和樣板層20 (圖2B，圖2C)相接觸，或者N型層23長(zhǎng)在樣板I上，并與樣板層20和DBR對(duì)層243/253接觸。N型層23可以是硅摻雜氮化鎵、或銦鎵氮、或鋁鎵氮，對(duì)于可見(jiàn)光LED，其銦或鋁的平均組分分別小于10%如3% -7%。為了確保導(dǎo)電網(wǎng)格233和N型層23之間的歐姆接觸，N型層23的底部可以高摻雜硅，也就是說(shuō)，N型層2·3的前0. 1-0. 5微米可以摻雜硅濃度在5-50 X 1018cm_3，而后面部分的摻雜濃度可降到正常如5X IO18CnT3或更低。激活層40可以是氮化鎵/銦鎵氮多量子井，P型層50可以是鎂摻雜的P型氮化鎵、P型鋁鎵氮或P型銦鎵氮，ITO層60通常厚度在200-400納米，被用來(lái)擴(kuò)展P型層的電流。在ITO層60上是帶有指狀電流擴(kuò)展分支和盤(pán)狀電極的金屬P電極82。由11IB-VIB族氮化物構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格233可具有很小的電阻率例如僅為10-50 u Q . cm,提供電子橫向傳輸?shù)母邔?dǎo)電性。導(dǎo)電網(wǎng)格233提高了大尺寸器件的電流注入均勻性，如圖3A所示，金屬N電極81可以只有一個(gè)接觸盤(pán)，位于導(dǎo)電網(wǎng)格233上，利用導(dǎo)電網(wǎng)格233優(yōu)越的導(dǎo)電性將電流均勻擴(kuò)展到N型層23。導(dǎo)電網(wǎng)格233具有很小的電阻，使得圖3A中的LED實(shí)際上是一個(gè)垂直導(dǎo)電的LED。為了得到更好的注入均勻性，N電極81可以帶有一個(gè)包圍LED平臺(tái)的指狀延伸如圖3B所示。在另一個(gè)示例中，N電極81可以覆蓋整個(gè)被N型層23暴露的樣板I的表面。顯然，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，可以對(duì)上述一系列示例進(jìn)行各種修改和改變而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。有鑒于此，本發(fā)明包括下列權(quán)利要求及其等價(jià)體所涵蓋的各種修改和變化結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種III族氮化物發(fā)光器件，包含 襯底； 在該襯底上形成的由導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格，其中該導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線之間距離在10-150微米之間，導(dǎo)電線厚度在0. 5-2微米之間，且導(dǎo)電線的寬度在5-15微米之間； 在所述襯底和導(dǎo)電網(wǎng)格上形成的N型層，其中該N型層與導(dǎo)電網(wǎng)格是歐姆接觸； P型層；以及 夾在所述N型層和P型層之間的激活層。
2.如權(quán)利要求I所述的III族氮化物發(fā)光器件，進(jìn)一步包括與所述導(dǎo)電網(wǎng)格直接接觸的N電極，其中該N電極包括接觸盤(pán)和環(huán)繞LED平臺(tái)的指狀延伸。
3.如權(quán)利要求I所述的III族氮化物發(fā)光器件，其中所述N型層的底部采用比上部更高的硅摻雜。
4.如權(quán)利要求I所述的III族氮化物發(fā)光器件，進(jìn)一步包括在所述襯底上形成的N型樣板層，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格位于樣板層上并與之歐姆接觸，N型層則位于樣板層和導(dǎo)電網(wǎng)格上。
5.如權(quán)利要求I所述的III族氮化物發(fā)光器件，進(jìn)一步包括位于所述導(dǎo)電網(wǎng)格上的保護(hù)層，其中該保護(hù)層是由氧化硅、氮化硅或氧化鈦構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5所述的III族氮化物發(fā)光器件，其中所述保護(hù)層包含一對(duì)或多對(duì)氧化娃/氧化鈦層，形成分布布拉格反射器，對(duì)可見(jiàn)光的反射率高于95%。
7.如權(quán)利要求4所述的III族氮化物發(fā)光器件，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格是以樣板層上的導(dǎo)電線構(gòu)成，或者是以樣板層的溝壑中的導(dǎo)電線構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求I所述的III族氮化物發(fā)光器件，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格是以襯底上的導(dǎo)電線構(gòu)成，或者是以襯底的溝壑中的導(dǎo)電線構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求I所述的III族氮化物發(fā)光器件，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格是二維方形網(wǎng)格、或具有一內(nèi)角為60度的平行四邊形網(wǎng)格，或六邊形網(wǎng)格，并且均勻分布于整個(gè)襯底。
10.如權(quán)利要求I所述的III族氮化物發(fā)光器件，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格是由氮化鈧(ScN)、氮化釔(YN)、氮化鈦(TiN)、氮化鋯(ZrN)、氮化鉿(HfN)、氮化釩(VN)、氮化鈮(NbN)、氮化鉭(TaN)、氮化鉻(CrN)、氮化鑰(MoN)或氮化鎢(WN)構(gòu)成。
11.一種用于III族氮化物發(fā)光器件的晶圓襯底，包括 襯底；以及 在該襯底上形成的由導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格，其中該導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線之間距離在10-150微米之間，導(dǎo)電線厚度在0. 5-2微米之間，且導(dǎo)電線的寬度在5-15微米之間。
12.如權(quán)利要求11所述的晶圓襯底，進(jìn)一步包括在所述襯底上形成的N型樣板層，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格位于樣板層上并與樣板層形成歐姆接觸。
13.如權(quán)利要求11所述的晶圓襯底，進(jìn)一步包括位于所述導(dǎo)電網(wǎng)格上的保護(hù)層，其中該保護(hù)層由氧化硅、氮化硅或氧化鈦構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求13所述的晶圓襯底，其中所述保護(hù)層包含一對(duì)或多對(duì)氧化硅/氧化鈦層，形成分布布拉格反射器，對(duì)可見(jiàn)光的反射率高于95%。
15.如權(quán)利要求12所述的晶圓襯底，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格由位于樣板層上的導(dǎo)電線構(gòu)成，或者是由樣板層的溝壑中的導(dǎo)電線構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求11所述的晶圓襯底，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格由位于襯底上的導(dǎo)電線構(gòu)成，或者是由襯底的溝壑中的導(dǎo)電線構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求11所述的晶圓襯底，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格是二維方形網(wǎng)格，或具有一內(nèi)角為60度的平行四邊形網(wǎng)格，或六邊形網(wǎng)格，并且均勻分布于整個(gè)襯底。
18.如權(quán)利要求11所述的晶圓襯底，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格是由氮化鈧(ScN)、氮化釔(YN)、氮化鈦(TiN)、氮化鋯(ZrN)、氮化鉿(HfN)、氮化釩(VN)、氮化鈮(NbN)、氮化鉭(TaN)、氮化鉻(CrN)、氮化鑰(MoN)或氮化鎢(WN)構(gòu)成。
19.一種使用權(quán)利要求11所述的晶圓襯底的III族氮化物發(fā)光器件的晶圓，包括 在該晶圓襯底上形成的N型層； 在該N型層上形成的激活層；和 在該激活層形成的P型層。
20.一種制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，包括 預(yù)備襯底或包含外延生長(zhǎng)于該襯底上的樣板層的樣板； 在該襯底或樣板上形成導(dǎo)電線以構(gòu)成導(dǎo)電網(wǎng)格，其中該導(dǎo)電網(wǎng)格的導(dǎo)電線之間距離為10-150微米，厚度為0. 5-2微米，寬度為5-15微米； 在該襯底或樣板和導(dǎo)電網(wǎng)格上形成N型層，其中該N型層與導(dǎo)電網(wǎng)格是歐姆接觸； 在該N型層上形成激活層；和 在該激活層上形成P型層。
21.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，進(jìn)一步包括 刻蝕所述P型層、激活層和N型層，暴露部分導(dǎo)電網(wǎng)格以形成LED平臺(tái)；和 在暴露的導(dǎo)電網(wǎng)格上形成N電極，其包括電極盤(pán)和環(huán)繞LED平臺(tái)的指狀分支。
22.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中形成所述導(dǎo)電網(wǎng)格的步驟包括 在所述襯底或樣板上形成金屬導(dǎo)電層；和 刻蝕該金屬導(dǎo)電層以形成導(dǎo)電網(wǎng)格。
23.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中形成所述導(dǎo)電網(wǎng)格的步驟包括 在所述襯底或樣板上形成金屬導(dǎo)電層； 在該金屬導(dǎo)電層上形成保護(hù)層；和 刻蝕所述保護(hù)層和金屬導(dǎo)電層以形成被保護(hù)層覆蓋并與其圖形相同的導(dǎo)電網(wǎng)格。
24.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中形成所述導(dǎo)電網(wǎng)格的步驟包括 在所述襯底或樣板上形成金屬導(dǎo)電層； 在該金屬導(dǎo)電層上形成可見(jiàn)光分布布拉格反射器；和 刻蝕該可見(jiàn)光分布布拉格反射器和導(dǎo)電層以形成被可見(jiàn)光分布布拉格反射器覆蓋并與其圖形相同的導(dǎo)電網(wǎng)格。
25.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中形成所述導(dǎo)電網(wǎng)格的步驟包括刻蝕所述襯底或樣板以在其中形成溝壑；和在所述溝壑中填充金屬導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電網(wǎng)格。
26.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中形成所述導(dǎo)電網(wǎng)格的步驟包括 刻蝕所述襯底或樣板以在其中形成溝壑；和 在所述溝壑中填充金屬導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電網(wǎng)格，并在溝壑中填充保護(hù)層以覆蓋該導(dǎo)電網(wǎng)格。
27.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中形成所述導(dǎo)電網(wǎng)格的步驟包括 刻蝕所述襯底或樣板以在其中形成溝壑；和 在所述溝壑中填充金屬導(dǎo)電材料以形成導(dǎo)電網(wǎng)格；和 在所述溝壑中填充可見(jiàn)光布拉格反射器以覆蓋導(dǎo)電網(wǎng)格。
28.如權(quán)利要求20所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中所述導(dǎo)電網(wǎng)格是由氮化鈧(ScN)、氮化釔(YN)、氮化鈦(TiN)、氮化鋯(ZrN)、氮化鉿(HfN)、氮化釩(VN)、氮化鈮(NbN)、氮化鉭(TaN)、氮化鉻(CrN)、氮化鑰(MoN)或氮化鎢(WN)構(gòu)成。
29.如權(quán)利要求23所述的制造III族氮化物發(fā)光器件的方法，其中所述保護(hù)層由氧化硅、氮化硅或氧化鈦構(gòu)成。
全文摘要
一種大尺寸發(fā)光器件及其制造方法。一種III族氮化物發(fā)光器件，其襯底上具有由導(dǎo)電線構(gòu)成的導(dǎo)電網(wǎng)格，激活層夾在N型層和P型層之間構(gòu)成LED結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電網(wǎng)格與N型層之間形成歐姆接觸，及一種制造該器件的方法。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102751414SQ20121011666
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者張劍平, 閆春輝 申請(qǐng)人:亞威朗集團(tuán)有限公司