半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，屬于光電器件領(lǐng)域。所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括：襯底、設(shè)于所述襯底上的外延層、以及設(shè)于所述外延層上的電極，所述襯底上開設(shè)有貫穿所述襯底的容置孔，所述容置孔內(nèi)設(shè)有與所述外延層電性連接的導(dǎo)電件，所述外延層包括依次向上生長(zhǎng)于所述襯底上的第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層為N型層，所述第二半導(dǎo)體層為P型層。本實(shí)用新型通過(guò)在半導(dǎo)體發(fā)光器件的襯底上開設(shè)容置孔結(jié)構(gòu)，并在該容置空中設(shè)置與外延層電連接的導(dǎo)電件，使得電流可以穿過(guò)不導(dǎo)電的襯底，從而直接制備出垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，成本較低，效率較高，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝穩(wěn)定，適合大量生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體發(fā)光器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光電器件領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體發(fā)光器件主要有兩種基本結(jié)構(gòu),橫向結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)。以典型的GaN(氮化鎵)藍(lán)光LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)為例:橫向結(jié)構(gòu)LED芯片的兩個(gè)電極在LED芯片的同一側(cè)，電流在LED外延層的兩個(gè)半導(dǎo)體層中橫向流動(dòng)；垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片的兩個(gè)電極分別在LED外延層的兩側(cè)，電流可以均勻流過(guò)LED外延層，可以改善橫向結(jié)構(gòu)LED帶來(lái)的電流分布問題，提高發(fā)光效率，也可以提升LED的發(fā)光面積；同時(shí)，垂直結(jié)構(gòu)的LED還具有非常好散熱性能，從而獲得更長(zhǎng)的壽命。
[0003]在現(xiàn)有的氮化物垂直結(jié)構(gòu)的LED的實(shí)現(xiàn)方法中，由于藍(lán)寶石襯底不導(dǎo)電，需要去除藍(lán)寶石才能夠制作垂直結(jié)構(gòu)的LED，現(xiàn)在比較通用的辦法是通過(guò)激光剝離去除襯底，然后制成垂直結(jié)構(gòu)的LED。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]激光剝離設(shè)備比較昂貴，同時(shí)剝離工藝也比較復(fù)雜，并且存在成品率不高的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)制作垂直結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光器件時(shí)，激光剝離設(shè)備比較昂貴，同時(shí)剝離工藝也比較復(fù)雜，成品率不高的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括:襯底、設(shè)于所述襯底上的外延層、以及設(shè)于所述外延層上的電極，所述襯底上開設(shè)有貫穿所述襯底的容置孔，所述容置孔內(nèi)設(shè)有與所述外延層電性連接的導(dǎo)電件，所述外延層包括依次向上生長(zhǎng)于所述襯底上的第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層為N型層，所述第二半導(dǎo)體層為P型層。
[0008]在本實(shí)用新型實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述襯底為藍(lán)寶石襯底、硅襯底、碳化硅襯底或絕緣金屬襯底。
[0009]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述襯底為圖形化襯底、蒸鍍有分布式布拉格反射鏡或全方位反射鏡的襯底、倒三角形襯底或內(nèi)置反光空腔的襯底。
[0010]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述外延層還包括:設(shè)于所述襯底和所述第一半導(dǎo)體層之間的緩沖層。
[0011]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述外延層還包括不摻雜層，所述不摻雜層位于所述緩沖層和所述襯底之間。
[0012]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述容置孔的深度大于所述襯底的厚度。
[0013]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述容置孔貫穿所述不摻雜層和所述緩沖層。
[0014]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述導(dǎo)電件為金屬導(dǎo)電件。
[0015]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件為發(fā)光二極管、激光二極管或超輻射發(fā)光二極管。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0017]通過(guò)在半導(dǎo)體發(fā)光器件的襯底上開設(shè)容置孔結(jié)構(gòu)，并在該容置空中設(shè)置與外延層電連接的導(dǎo)電件，使得電流可以穿過(guò)不導(dǎo)電的襯底，從而直接制備出垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，成本較低，效率較高，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝穩(wěn)定，適合大量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的半導(dǎo)體發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0021]實(shí)施例
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，參見圖1，該半導(dǎo)體發(fā)光器件包括:襯底103、設(shè)于襯底103上的外延層102、以及設(shè)于外延層102上的電極101，襯底103上開設(shè)有貫穿該襯底103的容置孔104，該容置孔104內(nèi)設(shè)有與外延層102電性連接的導(dǎo)電件，外延層102包括依次向上生長(zhǎng)于襯底103上的第一半導(dǎo)體層107、發(fā)光層106和第二半導(dǎo)體層105，第一半導(dǎo)體層107為N型層，第二半導(dǎo)體層105為P型層。
[0023]在一種實(shí)現(xiàn)方式中，襯底103可以為藍(lán)寶石襯底、硅襯底、碳化硅襯底或絕緣金屬襯底。
[0024]在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，襯底還可以為PSS (Patterned Sapphire Substrate,圖形化襯底)、蒸鍛有 DBR 或 ODR (Distributed Bragg Reflection 或 Omni DirectionalReflector，分布式布拉格反射鏡或全方位反射鏡)的襯底、倒三角形襯底或內(nèi)置反光空腔的襯底。
[0025]進(jìn)一步地，外延層102還包括:設(shè)于襯底103和第一半導(dǎo)體層107之間的緩沖層108。
[0026]進(jìn)一步地，外延層102還包括:不摻雜層109，不摻雜層109位于緩沖層108和襯底103之間。
[0027]在本實(shí)施例中，容置孔104的深度大于襯底103的厚度。如圖1所示，容置孔104可以貫穿緩沖層108和不摻雜層109，此時(shí)導(dǎo)電體直接與第一半導(dǎo)體層107電連接。
[0028]在其他實(shí)施例中，容置孔104的厚度還可以等于襯底103的厚度，此時(shí)導(dǎo)電體與外延層102電連接。[0029]進(jìn)一步地，該導(dǎo)電件可以為金屬導(dǎo)電件，金屬可以選用金、鋁、鉬、鈦等導(dǎo)電金屬。
[0030]具體地，半導(dǎo)體發(fā)光器件可以為發(fā)光二極管、激光二極管或超輻射發(fā)光二極管。
[0031]下面對(duì)該半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單描述:在襯底103上沉積外延層102，沉積外延層102包括依次在襯底103上沉積第一半導(dǎo)體層107、發(fā)光層106和第二半導(dǎo)體層105 ;采用激光打孔技術(shù)在襯底103內(nèi)部形成連接到外延層102的容置孔104 ;在容置孔104制作完成之后，在外延層102上制作電極。
[0032]可選地，在容置孔104制作之前或之后，該方法還可以包括:對(duì)襯底102進(jìn)行減薄。
[0033]本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)在半導(dǎo)體發(fā)光器件的襯底上開設(shè)容置孔結(jié)構(gòu)，并在該容置空中設(shè)置與外延層電連接的導(dǎo)電件，使得電流可以穿過(guò)不導(dǎo)電的襯底，從而直接制備出垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件，成本較低，效率較高，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝穩(wěn)定，適合大量生產(chǎn)。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件包括:襯底(103)、設(shè)于所述襯底(103)上的外延層(102)、以及設(shè)于所述外延層(102)上的電極(101)，其特征在于，所述襯底(103)上開設(shè)有貫穿所述襯底(103)的容置孔(104)，所述容置孔(104)內(nèi)設(shè)有與所述外延層(102)電性連接的導(dǎo)電件，所述外延層(102)包括依次向上生長(zhǎng)于所述襯底(103)上的第一半導(dǎo)體層(107)、發(fā)光層(106)和第二半導(dǎo)體層(105)，所述第一半導(dǎo)體層(107)為N型層，所述第二半導(dǎo)體層(105)為P型層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述襯底(103)為藍(lán)寶石襯底、硅襯底、碳化硅襯底或絕緣金屬襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述襯底為圖形化襯底、蒸鍍有分布式布拉格反射鏡或全方位反射鏡的襯底、倒三角形襯底或內(nèi)置反光空腔的襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述外延層(102)還包括:設(shè)于所述襯底(103)和所述第一半導(dǎo)體層(107)之間的緩沖層(108)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述外延層還包括不摻雜層(109)，所述不摻雜層(109)位于所述緩沖層(108)和所述襯底(103)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述容置孔(104)的深度大于所述襯底(103)的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述容置孔(104)貫穿所述不摻雜層(109)和所述緩沖層(108)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述導(dǎo)電件為金屬導(dǎo)電件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件為發(fā)光二極管、激光二極管或超輻射發(fā)光二極管。
【文檔編號(hào)】H01L33/38GK203589070SQ201320746056
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】宋超, 王江波, 劉榕 申請(qǐng)人:華燦光電(蘇州）有限公司