發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)光元件。發(fā)光元件包括：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；鈍化層，所述鈍化層包圍第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；鈍化層上的第一光提取結(jié)構(gòu)，該鈍化層上的第一光提取結(jié)構(gòu)具有凹凸結(jié)構(gòu)；第一電極層，該第一電極層通過鈍化層和第一光提取結(jié)構(gòu)層被電氣地連接到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；以及第二電極層，該第二電極層通過鈍化層和光提取結(jié)構(gòu)層而被電氣地連接到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
【專利說明】發(fā)光元件
[0001]本申請是2009年4月6日提交的申請?zhí)枮?00980116966.9，發(fā)明名稱為“發(fā)光元件”的專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]實施例涉及一種發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0003]最近，作為發(fā)光元件的發(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年或更長的壽命，所以LED能夠顯著地減少能量消耗以及維修并且維護成本。因此，在下一代發(fā)光領(lǐng)域中關(guān)注LED。
[0004]將該種LED制備為包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光半導(dǎo)體層，其中，有源層根據(jù)通過第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層而施加到其上的電流而產(chǎn)生光。
[0005]同時，由于組成發(fā)光半導(dǎo)體層的材料具有低于外部空氣的折射率，所以從有源層產(chǎn)生的光沒有被有效地發(fā)射到外部，而是從邊界表面全反射并且被壓制在發(fā)光半導(dǎo)體層的內(nèi)部。
[0006]為了解決此問題，凹凸光提取結(jié)構(gòu)被形成在被提供在有源層的一側(cè)處的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層或者第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上。然而，由于光提取結(jié)構(gòu)可能降低LED的電氣特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007][技術(shù)問題]
[0008]實施例提供具有新穎的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件和制造發(fā)光元件的方法。
[0009]實施例提供能夠提聞電氣特性和光提取效率的發(fā)光兀件和制造發(fā)光兀件的方法。
[0010][技術(shù)解決方案]
[0011]根據(jù)實施例，發(fā)光兀件包括第一導(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；鈍化層，所述鈍化層包圍第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；鈍化層上的第一光提取結(jié)構(gòu)層，該鈍化層上的第一光提取結(jié)構(gòu)層具有凹凸結(jié)構(gòu)；第一電極層，該第一電極層通過鈍化層和第一光提取結(jié)構(gòu)層被電氣地連接到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；以及第二電極層，該第二電極層通過鈍化層和光提取結(jié)構(gòu)層而被電氣地連接到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
[0012]根據(jù)實施例，發(fā)光元件包括支撐襯底；支撐襯底上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層；有源層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；鈍化層，該鈍化層包圍第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；鈍化層上的第一光提取結(jié)構(gòu)層，該鈍化層上的第一光提取結(jié)構(gòu)層具有凹凸結(jié)構(gòu)；以及第一電極層，該第一電極層通過鈍化層和第一光提取結(jié)構(gòu)層而被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上。
[0013][有益效果]
[0014]實施例能夠提供具有新穎的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件和制造發(fā)光元件的方法。[0015]實施例能夠提供能夠提高電氣特性和光提取效率的發(fā)光元件和制造發(fā)光元件的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光元件的截面圖；
[0017]圖2是示出根據(jù)第二實施例的發(fā)光元件的截面圖；
[0018]圖3是示出根據(jù)第三實施例的發(fā)光元件的截面圖；
[0019]圖4是示出根據(jù)第四實施例的發(fā)光元件的截面圖；以及
[0020]圖5是示出根據(jù)第五實施例的發(fā)光元件的截面圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 在實施例的描述中，將會理解的是，當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)被稱為在另一個襯底、另一個層(或膜)、另一個區(qū)域、另一個墊、或另一個圖案“上”或“下”時，它可以是“直接”或“間接”在另一個襯底上、層(或膜)、區(qū)域、墊、或圖案上，或者也可以存在一個或多個中間層。參考附圖已經(jīng)描述層的這種位置。
[0022]為了方 便或清楚起見，附圖所示的每個層的厚度和尺寸可以被夸大、省略或示意性繪制。另外，元件的尺寸沒有完全反映真實尺寸。
[0023]圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光元件的截面圖。
[0024]參考圖1，緩沖層201被形成在生長襯底10上，并且包括第一導(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)體層被形成在緩沖層201上。
[0025]通過MESA蝕刻部分地移除發(fā)光半導(dǎo)體層，并且第一電流擴展層502被形成在通過MESA蝕刻暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。另外，第二電流擴展層501被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40上。
[0026]第一鈍化層80包圍發(fā)光半導(dǎo)體層以及第一和第二電流擴展層502和501,具有凹凸結(jié)構(gòu)90a的第一光提取結(jié)構(gòu)層90被形成在鈍化層80上。
[0027]然后，第一光提取結(jié)構(gòu)層90和鈍化層80被選擇性地移除，使得第一和第二電極層70和60分別被形成在第一和第二電流擴展層502和501上。
[0028]另外，反射層100被形成在生長襯底10下面。
[0029]更加詳細地，例如，生長襯底10可以包括A1203、SiC、S1、AIN、GaN、AlGaN,玻璃、以及GaAs中的一個。
[0030]在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20被生長之前，緩沖層201被形成在生長襯底10上。例如，緩沖層201可以包括InGaN、AIN、SiC、SiCN、以及GaN中的至少一個。
[0031]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)體層可以包括III族氮化物基半導(dǎo)體材料。例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20可以包括如下氮化鎵層，所述氮化鎵層包括諸如Si的η型雜質(zhì)，并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40可以包括如下的氮化鎵層，所述氮化鎵層包括諸如Mg或者Zn的P型雜質(zhì)。另外，通過電子和空穴的重組產(chǎn)生光的有源層30可以包括InGaN、AlGaN, GaN、以及AlInGaN中的一個。根據(jù)組成有源層30的材料的類型來確定從發(fā)光元件發(fā)射的光的波長。
[0032]有源層30和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的一部分上。換言之，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的一部分接觸有源層30。
[0033]盡管未示出，界面修改層可以進一步被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40上。
[0034]界面修改層可以包括超晶格結(jié)構(gòu)、被摻雜有第一導(dǎo)電雜質(zhì)的InGaN、GaN、AlInN、AIN、InN、以及AlGaN中的一個、被摻雜有第二導(dǎo)電雜質(zhì)的InGaN、GaN、AlInN、AlN、InN,以及AlGaN中的一個、或者具有氮極性表面的III族氮化物基元素中的一個。特別地，具有超晶格結(jié)構(gòu)的界面修改層可以包括如下的氮化物或者氮化碳，所述氮化物或者氮化碳包括I1、
II1、或者IV族元素。
[0035]第一電流擴展層502被部分地形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上，并且第二電流擴展層501被部分地或者整體地形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40上。
[0036]沒有必要要求同時具有第一和第二電流擴展層502和501。即，第一和第二電流擴展層502和501中的至少一個可以被省略。
[0037]能夠?qū)⒌谝缓偷诙娏鲾U展層502和501制備為包括從由ITO(氧化銦錫)、被摻雜的ZnO (被摻雜的氧化鋅)、TiN (氮化鈦)、ΙΖ0 (氧化銦鋅)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、NiO (氧化鎳)、RuO2 (氧化釕)、IrO2 (氧化銥)、被摻雜的In2O3 (被摻雜的氧化銦)、Au、Ag、被摻雜的SnO2 (被摻雜的氧化錫)、GITO (鎵銦錫氧化物)、PdO (氧化鈀)、PtO (氧化鉬)、Ag2O (氧化銀)、以及被摻雜的TiO2 (被摻雜的氧化鈦)組成的組中選擇的一個的多層結(jié)構(gòu)或者單層結(jié)構(gòu)。
[0038]第一和第二電流擴展層502和501均勻地擴展被施加到第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層20和40的電流，從而提高發(fā)光效率。另外，第一和第二電流擴展層502和501允許第一和第二電極層70和60以分別被充分地結(jié)合到第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層20和40。
[0039]鈍化層80被形成在包括除了第一和第二電流擴展層502和501的一些部分之外的第一和第二電流擴展層502和501的發(fā)光半導(dǎo)體層上。鈍化層80防止發(fā)光元件被物理地、化學(xué)地、或者電氣地損壞。
[0040]鈍化層80包括透明電絕緣材料。例如,鈍化層80包括SiO2 (二氧化硅)、SiNx (氮化硅)、SiNx (氮化硅)、MgF2 (氟化鎂)、Cr2O3 (氧化鉻)、Al2O3 (氧化鋁)、TiO2、ZnS (硫化鋅)、ZnO (氧化鋅)、CaF2 (氟化鈣)、A1N (氮化鋁)、以及CrN (氮化鉻)中的至少一個。
[0041]第一光提取結(jié)構(gòu)層90被形成在鈍化層80上。第一光提取結(jié)構(gòu)層90被選擇性地移除使得與鈍化層80相類似第一和第二電流擴展層502和510的部分被暴露。
[0042]第一光提取結(jié)構(gòu)層90可以包括具有高的光透射率的材料，并且能夠被制備為具有負極性的表面材料層使得可以通過CVD (化學(xué)氣相沉積)和PVD (物理氣相沉積)，或者使用酸/堿溶液的濕法蝕刻工藝，來將諸如圓柱結(jié)構(gòu)或者圓錐形結(jié)構(gòu)的凹凸結(jié)構(gòu)90a形成在第一光提取結(jié)構(gòu)層90的表面上。
[0043]例如，第一光提取結(jié)構(gòu)層90可以包括如下的的I1-VI族化合物或者II1-V族化合物，其中，所述I1-VI族化合物包括ZnO或者MgZnO，所述II1-V族化合物包括GaN或者A1N。第一光提取結(jié)構(gòu)層90可以包括六邊形的晶體材料。另外，第一光提取結(jié)構(gòu)層90可以包括TiO2 或者 Al2O315
[0044]第一光提取結(jié)構(gòu)層90被設(shè)置在鈍化層80上以提高光提取效率，同時防止發(fā)光半導(dǎo)體層的電氣特性被降低。
[0045]第一電極層70被形成在第一電流擴展層502的一部分上。如果第一電流擴展層502被省略,那么第一電極層70可以接觸第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20。
[0046]為了形成相對于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20或者第一電流擴展層502具有優(yōu)秀的粘合性能的界面，第一電極層70可以包括形成相對于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20或者第一電流擴展層502的歐姆接觸界面。例如，第一電極層70可以包括由T1、Al、Cr、V、Au、以及Nb組成的組中選擇的一個。另外，通過使用硅化物能夠形成第一電極層70。
[0047]第二電極層60被形成在第二電流擴展層501的一部分上。
[0048]第二電極層60可以包括如下的材料，相對于第二電流擴展層501，所述材料形成表現(xiàn)出優(yōu)秀的粘合性能的界面或者表現(xiàn)出優(yōu)秀的粘合特性的肖特基接觸界面。例如，第二電極層60可以包括從由N1、Al、Cr、Cu、Pt、Au、Pd、ΙΤ0、Zn。、ZITO、TiN,以及IZO組成的組中的至少一個。另外，通過使用硅化物也能夠形成第二電極層60。
[0049]反射層100被形成在生長襯底10的下面，并且包括具有高反射率的材料。例如，反射層100可以包括Ag、Al、Rh、Pd、N1、Au、DBR (分布布喇格反射器)、以及ODR (全方位反射鏡)中的至少一個。
[0050]反射層100對超出生長襯底10向下的光進行反射，使得發(fā)光元件的光提取效率能夠被提聞。
[0051]圖2是示出根據(jù)第二實施例的發(fā)光元件的截面圖。
[0052]根據(jù)第二實施例的發(fā)光元件具有與根據(jù)第一實施例的發(fā)光元件相類似的結(jié)構(gòu)。因此，下面的描述將會集中 于與根據(jù)第一實施例的發(fā)光元件的不同之處，以避免重復(fù)。
[0053]參考圖2，緩沖層201被形成在生長襯底10上，并且包括第一導(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)體層被形成在緩沖層201上。
[0054]通過MESA蝕刻工藝來部分地移除發(fā)光半導(dǎo)體層，并且第一電流擴展層502被形成在通過MESA蝕刻工藝而暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。另外，第二電流擴展層501被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40上。
[0055]鈍化層80包圍發(fā)光半導(dǎo)體層，以及第一和第二電流擴展層502和501，并且具有凹凸結(jié)構(gòu)90a的第一光提取結(jié)構(gòu)層90被形成在鈍化層80上。
[0056]然后，第一光提取結(jié)構(gòu)層90和鈍化層80被選擇性地移除，使得第一和第二電極層70和60分別被形成在第一和第二電流擴展層502和501上。
[0057]具有凹凸結(jié)構(gòu)IlOa的第二光提取結(jié)構(gòu)層110和反射層100被形成在生長襯底10下面。
[0058]第二光提取結(jié)構(gòu)層110允許超出生長襯底10向下的光被提取到反射層100，使得能夠提高發(fā)射層100中的光的反射率。
[0059]第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括具有高的光透射率的材料，并且包括具有負極性的表面材料層，使得可以通過CVD (化學(xué)氣相沉積)和PVD (物理氣相沉積)，或者使用酸堿溶液的濕法蝕刻工藝，將諸如圓柱形結(jié)構(gòu)或者圓錐形結(jié)構(gòu)的凹凸結(jié)構(gòu)IlOa形成在第二光提取結(jié)構(gòu)層110的表面上。
[0060]例如，第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括如下的I1-VI族化合物或者II1-V族化合物，其中，所述I1-VI族化合物包括ZnO或者MgZnO，所述II1-V族化合物包括GaN或者A1N。第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括六邊形的晶體材料。另外，第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括 TiO2 或者 Al2O3。[0061]第二光提取結(jié)構(gòu)層110被提供在生長襯底10下面，以提高光提取效率同時防止發(fā)光半導(dǎo)體層的電氣特性被降低。
[0062]圖3是示出根據(jù)第三實施例的發(fā)光元件的視圖。
[0063]根據(jù)第三實施例的發(fā)光元件具有與根據(jù)第一實施例的發(fā)光元件相類似的結(jié)構(gòu)。因此，下面的描述將會集中于與根據(jù)第一實施例的發(fā)光元件的不同之處，以避免重復(fù)。
[0064]參考圖3，緩沖層201被形成在生長襯底10上，并且包括第一導(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)體層被形成在緩沖層201上。
[0065]通過MESA蝕刻工藝部分地移除發(fā)光半導(dǎo)體層，并且第一電流擴展層502被形成在通過MESA蝕刻工藝而暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。另外，第二電流擴展層501被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40上。
[0066]鈍化層80包圍發(fā)光半導(dǎo)體層，以及第一和第二電流擴展層502和501，并且具有凹凸結(jié)構(gòu)90a的第一光提取結(jié)構(gòu)層90被形成在鈍化層80上。
[0067]然后，第一光提取結(jié)構(gòu)層90和鈍化層80被選擇性地移除，使得第一和第二電極層70和60分別被形成在第一和第二電流擴展層502和501上。
[0068]反射層100被形成在第一電極層70和第一光提取結(jié)構(gòu)層90的部分上,和第二電極層60和第一光提取結(jié)構(gòu)層90的部分上。 [0069]反射層100可以包括導(dǎo)電材料，以將第一和第二電極層70和60電氣地連接到外部。
[0070]反射層100允許來自于有源層30的光通過生長襯底10而被發(fā)射到外部。換言之，不同于根據(jù)第一和第二實施例的發(fā)光元件，根據(jù)第三實施例的發(fā)光元件通過生長襯底10將來自于有源層30的光大部分地發(fā)射到外部。
[0071]圖4是示出根據(jù)第四實施例的發(fā)光元件的視圖。
[0072]根據(jù)第四實施例的發(fā)光元件具有與根據(jù)第三實施例的發(fā)光元件相類似的結(jié)構(gòu)。因此，下面的描述將會集中于與根據(jù)第三實施例的發(fā)光元件的不同之處，以避免重復(fù)。
[0073]參考圖4，緩沖層201被形成在生長襯底10上，并且包括第一導(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)體層被形成在緩沖層201上。
[0074]通過MESA蝕刻工藝部分地移除發(fā)光半導(dǎo)體層，并且第一電流擴展層502被形成在通過MESA蝕刻工藝而暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。另外，第二電流擴展層501被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40上。
[0075]鈍化層80包圍發(fā)光半導(dǎo)體層，以及第一和第二電流擴展層502和501，并且具有凹凸結(jié)構(gòu)90a的第一光提取結(jié)構(gòu)層90被形成在鈍化層80上。
[0076]然后，第一光提取結(jié)構(gòu)層90和鈍化層80被選擇性地移除，使得第一和第二電極層70和60分別被形成在第一和第二電流擴展層502和501上。
[0077]反射層100被形成在第一電極層70和第一光提取結(jié)構(gòu)層90的部分上,和第二電極層60和第一光提取結(jié)構(gòu)層90的部分上。
[0078]反射層100可以包括導(dǎo)電材料，以將第一和第二電極層70和60電氣地連接到外部。
[0079]反射層100允許來自于有源層30的光通過生長襯底10而被發(fā)射到外部。換言之，不同于根據(jù)第一和第二實施例的發(fā)光元件，根據(jù)第四實施例的發(fā)光元件通過生長襯底10將來自于有源層30的光大部分地發(fā)射到外部。
[0080]具有凹凸結(jié)構(gòu)IlOa的第二光提取結(jié)構(gòu)層110被形成在生長襯底10的下面。第二光提取結(jié)構(gòu)層110允許超出生長襯底10向下的光被有效地提取到外部。
[0081]第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括具有高的光透射率的材料，并且包括具有負極性的表面材料層，使得可以通過CVD (化學(xué)氣相沉積)和PVD (物理氣相沉積)，或者使用酸/堿溶液的濕法蝕刻工藝，將諸如圓柱形結(jié)構(gòu)或者圓錐形結(jié)構(gòu)的凹凸結(jié)構(gòu)IlOa形成在第二光提取結(jié)構(gòu)層110的表面上。
[0082]例如，第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括I1-VI族化合物或者II1-V族化合物，其中，所述I1-VI族化合物包括ZnO或者MgZnO，所述II1-V族化合物包括GaN或者A1N。第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括六邊形的晶體材料。另外，第二光提取結(jié)構(gòu)層110可以包括TiO2 或者 A1203。
[0083]第二光提取結(jié)構(gòu)層110被提供在生長襯底10下面，以提高光提取效率同時防止發(fā)光半導(dǎo)體層的電氣特性被降低。
[0084]圖5是示出根據(jù)第五實施例的發(fā)光元件的視圖。
[0085]不同于根據(jù)第一至第四實施例的發(fā)光元件，根據(jù)第五實施例的發(fā)光元件包括應(yīng)用本公開的技術(shù)精神作為示例的垂直型發(fā)光元件。
[0086]參考圖5，反射歐姆接觸電流擴展層130被形成在支撐襯底150上，并且包括第一導(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)體層被形成在反射歐姆接觸電流擴展層130上。另外，突出部分140被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上，以提高光提取效率。
[0087]包圍發(fā)光半導(dǎo)體層的鈍化層80被形成在發(fā)光半導(dǎo)體層的頂表面和橫表面上,并且具有凹凸結(jié)構(gòu)90a的第一光提取結(jié)構(gòu)層90被形成在鈍化層80上。
[0088]鈍化層80和光提取結(jié)構(gòu)層90被選擇性地移除以暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的一部分，并且第一電極層70被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20上。
[0089]然后，第二電極層60被形成在支撐襯底150下面。
[0090]更加詳細地，作為導(dǎo)電層的支撐襯底150可以包括如下的晶圓襯底，所述晶圓襯底包括S1、SiGe、ZnO、GaN、AlSiC、以及GaAs中的至少一個，或者支撐襯底150可以包括金屬、合金、或者包括Cu、N1、Ag、Al、Nb、Ta、T1、Au、Pd、以及W中的至少一個的固體溶液。
[0091]在大約5μπι至Imm的范圍的厚度的支撐襯底150具有片、盤、或者箔的形狀。通過電鍍方案、PVD方案、或者CVD方案可以形成支撐襯底150。
[0092]反射歐姆接觸電流擴展層130可以包括Ag、包含Ag的合金、包含Ag的固體溶液、Rh、包含Rh的合金、包含Rh的固體溶液、Al、包含Al的合金、包含Al的固體溶液、Pt、包含Pt的合金、包含Pt的固體溶液、Pd、包含Pd的合金、包含Pd的固體溶液、Au、包含Au的合金、包含Au的固體溶液、N1、包含Ni的合金、包含Ni的固體溶液、或者諸如Ag-S1、Rh-Si,Pd-S1、N1-S1、Cr-S1、或者 Pt-Si 的硅化物。
[0093]面向支撐襯底150的反射歐姆接觸電流擴展層130的表面可以包括提供優(yōu)秀的粘合性能的Ag、A u、N1、T1、以及Cu中的至少一個。
[0094]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)體層可以包括III族氮化物基半導(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η型雜質(zhì)，并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層40可以包括如下的氮化鎵層，所述氮化鎵層包括諸如Mg或者Zn的P型雜質(zhì)。另外，通過電子和空穴的重組產(chǎn)生光的有源層30可以包括InGaN、AlGaN, GaN、以及AlInGaN中的一個。根據(jù)組成有源層30的材料的類型來確定從發(fā)光元件發(fā)射的光的波長。
[0095]突起部分140可以包括與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20相同或者不同的材料。突起部分140可以具有通過濕法蝕刻工藝的不規(guī)則的圖案，或者可以具有通過光刻工藝的規(guī)則的圖案。
[0096]鈍化層80包圍除了用于第一電極層70的區(qū)域之外的發(fā)光半導(dǎo)體層。鈍化層80防止發(fā)光元件被物理地、化學(xué)地、或者電氣地損壞。
[0097]鈍化層80包括透明電絕緣材料。例如，鈍化層80包括Si02、SiNx, MgF2, Cr2O3>Al203、Ti02、ZnS、Zn0、CaF2、AlN、以及 CrN 中的至少一個。
[0098]第二光提取層110可以包括具有高的光透射率的材料，并且包括具有負極性的表面材料層，使得可以通過CVD (化學(xué)氣相沉積)和PVD (物理氣相沉積)，或者使用酸/堿溶液的濕法蝕刻工藝，將諸如圓柱形結(jié)構(gòu)或者圓錐形結(jié)構(gòu)的凹凸結(jié)構(gòu)IlOa形成在第二光提取層Iio的表面上。
[0099]例如，光提取結(jié)構(gòu)層90可以包括如下的I1-VI族化合物或者II1-V族化合物，其中，所述I1-VI族化合物包括ZnO或者MgZnO，所述II1-V族化合物包括GaN或者A1N。光提取結(jié)構(gòu)層90可以包括六邊形的晶體材料。另外，光提取結(jié)構(gòu)層90可以包括TiO2或者A1203。 [0100]第一光提取結(jié)構(gòu)層90被提供在鈍化層80上，以提高光提取效率同時防止發(fā)光半導(dǎo)體層的電氣特性被降低。
[0101]第一電極層70被形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的一部分上。為了形成相對于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20表現(xiàn)出優(yōu)秀的粘合性能的界面，第一電極層70可以包括如下的材料，所述材料形成相對于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層20的歐姆接觸界面。例如，第一電極層70可以包括T1、Al、Cr、V、Ag、Rh、Au、Pd、以及 Nb 中的一個。
[0102]第二電極層60被形成在支撐襯底150的下面。
[0103]第二電極層60可以包括如下的材料，所述材料形成相對于支撐襯底150具有優(yōu)秀的粘合性能的界面和歐姆接觸界面。例如，第二電極層60可以包括從由N1、Al、Cr、Cu、Ag、Al、Rh、Pt、Au、以及Pd組成的組中的至少一個。
[0104]盡管參考大量的示例性實施例已經(jīng)描述實施例，但是應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠設(shè)計將會落入在本公開的原理的范圍和精神內(nèi)的其它的修改和實施例。
[0105]工業(yè)實用性
[0106]實施例可應(yīng)用于被用作光源的半導(dǎo)體元件。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光器件，包括: 支撐襯底，所述支撐襯底由導(dǎo)電材料形成； 發(fā)光半導(dǎo)體層，所述發(fā)光半導(dǎo)體層包括在所述支撐襯底上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；有源層，所述有源層在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上；以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層在所述有源層上； 突出部分，所述突出部分被設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上并且包括與所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層相同的材料； 鈍化層，所述鈍化層被設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上；以及 第一電極層，所述第一電極層被設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上， 其中，所述鈍化層被設(shè)置在所述發(fā)光半導(dǎo)體層的頂表面和橫表面上， 其中，所述第一電極層被設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分通過所述鈍化層來暴露， 其中，所述支撐襯底被電氣地連接到所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層， 其中，所述第一電極被電氣地連接到所述第一導(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，進一步包括在所述支撐襯底和所述發(fā)光半導(dǎo)體層之間的接觸擴展層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其中，所述接觸擴展層接觸所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，并且包括Ag、包含Ag的合金、N1、包含Ni的合金、Al、或包含Al的合金中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，進一步包括在所述支撐襯底之下的第二電極層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，面向所述支撐襯底的接觸擴展層的表面包括Ag、Au、N1、Ti以及Cu中的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層包括η型雜質(zhì)，并且所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層包括P型雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述突出部分具有不規(guī)則的圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述鈍化層包括透明絕緣材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述支撐襯底包括S1、SiGe、ZnO、GaN、AlSiC 以及 GaAs 中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述支撐襯底包括金屬材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述支撐襯底具有在5μ m至Imm的范圍中的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述接觸擴展層由Ag材料形成,并且所述支撐襯底由Si材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述鈍化層包括Si02、SiNx、MgF2、Cr203、Al203、Ti02、ZnS、Zn0、CaF2、AlN 以及 CrN 中的至少一個。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，進一步包括在所述鈍化層上的光提取結(jié)構(gòu)層，所述光提取結(jié)構(gòu)層具有凹凸結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中，所述光提取結(jié)構(gòu)層包括如下的I1-VI族化合物、II1-V族化合物、TiO2,以及Al2O3中的一個，其中所述的I1-VI族化合物包括ZnO或者MgZnO，所述II1-V族化合物包括GaN或者A1N。
【文檔編號】H01L33/44GK104022204SQ201410136673
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2009年4月6日 優(yōu)先權(quán)日:2008年4月5日
【發(fā)明者】宋俊午 申請人:宋俊午