專利名稱：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)、高速開關(guān)器件如MOSFET(金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)和HEMT(異質(zhì)結(jié)場效應(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，其可通過在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的外表面上形成粗糙圖案來提高第二導(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?！獋€(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。一個(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。在附圖和以下說明中闡述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。通過說明和附圖以及通過權(quán)利要求將使其它特征變得顯而易見。


圖I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I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I所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的程序的圖；和圖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，將參考附圖來說明根據(jù)實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件。在實(shí)施方案的說明中，將參考附圖來描述每層的表述“之上”或“之下”，每層的厚度不限于附圖所示的厚度。在實(shí)施方案的說明中，應(yīng)理解當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)稱為在另一襯底、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I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I所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的底視圖。參考圖I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、AIN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN, Al InN、AlGaAs、GaP, GaAs、GaAsP和AlGaInP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)體材料的阱層和勢壘層的結(jié)構(gòu)。例如，有源層120可具有InGaN阱層和GaN勢壘層的結(jié)構(gòu)。在有源層120上和/或下方可形成導(dǎo)電復(fù)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、AIN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、Al InN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 和 AlGaInP 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Iio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。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。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、Al2O3JiO2、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋅鋁(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(620)、110!￡、1 110!￡、1 110!￡/11'0、咐/110!￡/^11和附/110!￡/^11/11'0中的至少一種。溝道層140可包括激光能夠從中穿過的材料或者當(dāng)激光從中穿過時(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IOnm 約300nm的高度Hl (即突起長度)。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的外壁間隔開預(yù)定距離D1，例如約I μ m 約5 μ 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Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4、Al203、TiO2, ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、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/1 TO, Ni/IrOx/Au 和 Ni/Ir0x/Au/IT0、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 ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ATO、GZO、IrOx、RuOx、RuOx/1 TO,Ni/IrOx/Au 和 Ni/Ir0x/Au/IT0 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I所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的程序的圖。參考圖3，在生長設(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(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3、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(未不出)和未摻雜的半導(dǎo)體層(未不出)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、AIN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、Al InN、AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP和AlGaInP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)體材料的阱層和勢壘層的結(jié)構(gòu)。例如，有源層120可具有InGaN阱層和GaN勢壘層的結(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、AIN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、Al InN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 和 AlGaInP 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具有對應(yīng)于溝道層140的突起145的位置和形狀。通過相對于第二導(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)?？紤]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。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IOOnm 約300nm的深度HI。 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。此夕卜，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、Si0x、SiOxNy' Si3N4'Al2O3' TiO2, ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖΟ、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、GZO、IrOx、RuOx、RuOx/IT0、Ni/Ir0x/Au 和 Ni/Ir0x/Au/IT0 中的至少一種。溝道層140可還包括激光能夠從中穿過的材料或者當(dāng)激光從中穿過時(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對應(yīng)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的溝槽115對準(zhǔn)。由于突起145具有對應(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的外壁間隔開預(yù)定距離，例如約I μ m 約5μπι，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(見圖2中的Al)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)。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(見圖2中的Α2)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/1TO,Ni/1r0x/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Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4、Al203、TiO2, ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖΟ、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、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(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋁鋅(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(GZO)、IrOx, RuOx, RuOx/1 TO, Ni/Ir0x/Au 和 Ni/Ir0x/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30 μ m 約150 μ m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)稱為激光剝除(LLO)的物理方法，將具有預(yù)定波長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，通過相對于芯片間的邊界區(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KOH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。激光穿過溝道層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?？墒褂眉す鈦碇苽湫酒瑔卧ｋ姌O171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100A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 IT0、IZ0、IZT0、IAZ0、IGZ0、IGT0、AZ0、AT0、GZ0、Ir0x、RuOx, RuOx/1 TO, Ni/IrOx/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。一個(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，使得可改善芯片可靠性并且可簡化制造工藝。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。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。另外，本發(fā)明還涉及如下技術(shù)方案
I. 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)項(xiàng)目I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)項(xiàng)目I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)項(xiàng)目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)項(xiàng)目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)項(xiàng)目I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)項(xiàng)目I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)項(xiàng)目I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)項(xiàng)目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)項(xiàng)目I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；和從所述溝道層向下突出的突起。12.根據(jù)項(xiàng)目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)項(xiàng)目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)項(xiàng)目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)項(xiàng)目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、Al2O3JiO2、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋅鋁(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(620)、110!￡、1 110!￡、1 110!￡/11'0、咐/110!￡/^11和附/110!￡/^11/11'0中的至少一種。16.根據(jù)項(xiàng)目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)項(xiàng)目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)項(xiàng)目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)項(xiàng)目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' Al2O3' TiO2, ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖΟ、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、GZO、IrOx 和 RuOx 中的至少一種。20.根據(jù)項(xiàng)目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雖然已經(jīng)參考了大量說明性實(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，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可替代的用途也將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種半導(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)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)； 在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的具有突起的溝道層； 在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述溝道層上的電極層； 在所述電極層上的支撐構(gòu)件；和 在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下的電極， 其中所述電極層的一部分與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層接觸， 其中所述溝道層的所述突起設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述支撐構(gòu)件之間并與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起從所述溝道層突向所述有源層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述發(fā)光結(jié)構(gòu)具有內(nèi)側(cè)部分以及圍繞所述內(nèi)側(cè)部分的周邊部分，所述溝道層在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述電極層之間沿著所述周邊部分形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2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發(fā)光結(jié)構(gòu)的所述周邊部分形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中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)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述支撐構(gòu)件由金屬形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述電極層包括反射電極層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層包括絕緣材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層包括導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的下表面包括粗糙圖案。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)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)體層之間形成的包括多個(gè)圖案的歐姆接觸層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起包括連續(xù)圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起形成為多個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述溝道層的所述突起與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的外壁間隔約I μ m至約5 μ m的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)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、SiOx, SiOxNy, Si3N4, A1203、TiO2、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋅鋁(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(GZO)、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1-7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件,其中所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層包括選自AlGaN、InGaN.AlGaAs和AlGaInP中的一種，其中所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層包括選自AlGaN, AlGaAs 和 AlGaInP 中的一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述支撐構(gòu)件包括選自Ge、Mo、SiC、Si和Cu中的至少一種。
18.—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)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)； 在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的上表面上的溝道層； 在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述溝道層上的電極層； 在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下的電極；和 在所述電極層上的導(dǎo)電支撐構(gòu)件， 其中所述溝道層具有突起并且沿著所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面的周邊部分形成，所述電極層接觸所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面的內(nèi)側(cè)的一部分， 其中所述突起形成在所述溝道層的下表面以使得所述突起突向所述發(fā)光結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層包括在下表面上的粗糙圖案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(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)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)；在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的具有突起的溝道層；在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述溝道層上的電極層；在所述電極層上的支撐構(gòu)件；和在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)下的電極，其中所述電極的一部分與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層接觸，其中所述溝道層的所述突起設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)和所述支撐構(gòu)件之間并與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層接觸。
文檔編號(hào)H01L33/20GK102751413SQ201210249340
公開日2012年10月24日 申請日期2009年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者丁換熙 申請人:Lg伊諾特有限公司