CN100452447C - GaN基Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管及其制造方法 - Google Patents

GaN基Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管及其制造方法 Download PDF

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Abstract

在此提供一种GaN基III-V族氮化物半导体发光器件及其制造方法。在该GaN基III-V族氮化物半导体发光器件中包括面对相反方向或面对相同方向的第一和第二电极，在它们之间夹着高阻蚀基片，以及用于产生激光或发光的材料层，第二电极与通过高阻蚀性基片的被蚀刻区域暴露的最外材料层的一个区域直接接触。导热层可以形成在高阻蚀性基片的底部，以覆盖最外材料层的暴露区域。

Description

GaN基Ⅲ－Ⅴ族氮化物发光二极管及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体发光器件以及其制造方法，更加特别涉及GaN基III-V族氮化物发光器件及其制造方法。
背景技术
能够发射短波长可见光的化合物半导体基发光二极管或者激光二极管是众所周知的。具体来说，采用III族氮化物半导体制造的发光器件(发光二极管)或者激光二极管受到相当的注意，因为III族半导体是一种通过电子与空穴的复合而高效地发射蓝光的直接跃迁型材料(直接带隙材料)。
参见图1，常规的基于GaN基III-V族氮化物的发光二极管包括在蓝宝石基片10上的n型GaN层12。n型GaN层12被分为第一和第二区域R1和R2。第一区域R1具有比第二区域R2更宽的宽度，并且它在形成之后不受到蚀刻的影响。同时，第二区域R2比第一区域R1更薄，因为它在形成之后受到蚀刻的影响。结果，在n型GaN层12的第一和第二区域R1和R2之间存在一个台阶。在n型GaN层12中的第一区域R1上顺序形成活性层16、p型GaN层18和透光的p型电极20。用于在封装工艺中粘合的焊盘层22。n型电极14形成在n型GaN层12的第二区域R2中。
在图2中示出常规的GaN基III-V族氮化物激光二极管，其中n型和p型电极被设置为面对相同的方向，并且在形成p型电极的区域中形成一个凸脊。在该半导体激光二极管中，特别参照图2，被分为第一和第二区域R1和R2的n型GaN层12形成在蓝宝石基片10上。第一区域R1比第二区域R2更宽和更厚，从而在第一和第二区域R1和R2之间存在一个台阶。n型电极14形成在n型GaN层12的第二区域R2中。在n型GaN层12的第一区域R1上顺序形成n型AlGaN/GaN层24、n型GaN层26以及作为活性层的InGaN层28，其折射率在向上的方向逐渐增高。在InGaN层28上顺序形成p型GaN层30、p型AlGaN/GaN层32、以及p型GaN型36，其折射率在向上的方向上逐渐减小。p型AlGaN/GaN层32的中部具有一个凸脊(或棱)，并且p型GaN型36形成在p型AlGaN/GaN层32的凸脊上。p型AlGaN/GaN层32的整个表面覆盖有钝化层34。在此，钝化层34延伸到p型GaN型36中，使得电流阈值减小。即，钝化层34覆盖p型GaN型36的两个边缘。p型电极38形成在钝化层34上，与p型GaN型36的不被钝化层34所覆盖的上表面相接触。
对于常规的基于GaN基III-V族氮化物的发光二极管或激光二极管，其中n型和p型电极被设置为面对相同的方向，应当在封装工艺中在相同的平面上用两条线执行粘合处理。因此，封装工艺是复杂的并且增加时间消耗。n型电极形成在一个深蚀区域中，使得在n型和p型电极之间存在大的台阶，从而增加封装工艺的失败率。如参照图1和2所示，对于n型GaN层12的第二区域R2的结构来说，对于图1的发光二极管，在形成p型电极20或p型GaN层18之后，n型GaN层12被蚀刻以形成第二区域R2。换句话说，为了在第二区域R2上形成n型电极14，需要额外的光刻处理，从而增加发光器件的制造时间。
图3示出另一种常规的GaN基III-V族氮化物激光二极管，其中n型电极和p型电极被设置为面对相反的方向，并且它们之间有一个活性层。在氮化硅(SiC)基片10a(或者氮化钙(GaN)基片)上顺序形成n型GaN层12、n型AlGaN/GaN层24、n型GaN层26、作为活性层的InGaN层28、p型GaN层30、p型AlGaN/GaN层32以及p型GaN型36、钝化层34和p型电极38。n型电极14a形成在SiC基片10a的底部。
通常，在半导体激光二极管中用于激光发射的电流阈值和激光作用模式稳定性与温度密切相关，并且随着温度升高所有量子特性变差。因此，需要排除在激光发射过程中在活性层中产生的热量，以避免在激光二极管中温度升高。对于常规的GaN基III-V族氮化物激光二极管，该基片具有非常低的导热率(对于蓝宝石来说大约0.5W/CmK)，从而热量大部分通过该凸脊排出。但是通过凸脊排出的热量受到限制，从而不能有效防止激光二极管中的温度升高，从而降低了该器件的性能。
对于图2中所示的常规半导体激光二极管，已经通过采用倒装片粘合技术来散发在活性层中产生的热量，如图4中所示。
特别地，参照图4，参考标号A表示图2中所示的倒置的常规GaN基III-V族氮化物激光二极管。参考标号40表示下支座(submount)，参考标号42a和42b表示焊盘层(pad layer)，参考标号40a和40b表示分别连接到半导体激光二极管A的n型电极14和p型电极38的第一和第二导热层。参考符号M表示对应于层叠在n型GaN层12和p型电极38之间的图2和3的材料层24至34的一叠材料层。
如上文所述，通过把半导体激光二极管粘合到一个分离的散热组件可以提高散热效率。但是，激光二极管与散热组件之间的粘合增加了整体处理时间。另外，这种粘合处理需要半导体激光二极管与散热组件之间的精确对齐，从而更加容易出现失败情况，从而降低成本率。
例如，假设成品率为70％，则每个晶片大约获得4000片激光二极管。对于所有激光二极管的倒装片粘合所需的粘合时间大约20小时(每个约需要0.3分钟)。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种GaN基III-V族氮化物发光器件，其中用于形成电极的光刻工艺和封装工艺被简化，从而减小生产时间并降低废品率。
本发明的第二个目的是提供用于制作GaN基III-V族氮化物发光器件的方法。
为了实现本发明的第一目的，在此提供一种发光器件，其中包括：发光的活性层；被设置为相互面对并围绕该活性层的第一和第二电极；形成在活性层与第一电极之间的第一化合物半导体层；第二化合物半导层，其与第一化合物半导体层相对，形成在活性层与第二电极之间；以及高阻蚀性基片，其形成在第一化合物半导体层的底部，并且被部分除去，以允许第一化合物半导体层与第一电极之间电接触。
最好，暴露第一化合物半导体层的底部的通孔形成在该高阻蚀性基片中，并且第一电极通过通孔与第一化合物半导体层相接触。第一电极包括电阻接触层，其覆盖通过高阻蚀性基片的通孔暴露的第一化合物半导体层的区域，以及包括形成在该电阻接触层上的导热层。
最好，该高阻蚀性基片仅仅覆盖第一化合物半导体层底部的一部分，并且第一电极接触部分或整个第一化合物半导体层。最好，高阻蚀性基片是蓝宝石基片。最好，第一和第二电极由透光材料所形成。最好，第一(或第二)电极由反光材料所形成，并且第二(或第一)电极由透光材料所形成。最好，该发光器件进一步包括部分或全部覆盖第二电极的焊盘层。最好，该发光器件进一步包括部分或全部覆盖第一电极的焊盘层。最好，第一化合物半导体层是n型或未掺杂的GaN基III-V族氮化物半导体层。最好，第二化合物半导体层是p型GaN基III-V族氮化物半导体层。活性层最好是InxAlyGa1-x-yN层，其最好具有多量子势阱(MQW)结构，其中0≤x≤1，0≤y≤1以及x+y≤1。
在另一个实施例中，本发明提供一种发光器件，其中包括：高阻蚀性基片；其间设置有高阻蚀性基片的第一和第二电极；以及形成在高阻蚀性基片和第二电极之间用于产生激光的材料层，其中高阻蚀性基片的一个区域被除去，并且第一电极通过高阻蚀性基片的被除去区域与该材料层相接触。
最好，用于产生激光的材料层包括：谐振层；第一和第二包层，它们之间设置有该谐振层；分别设置在第一和第二包层上的第一和第二化合物半导体层；以及钝化层，其形成在第二包层与第二电极之间，按照对称的方式与第二化合物半导体层的一个区域相接触，其中第一化合物半导体层的底部通过高阻蚀性基片的被除去区域与第一电极相接触。最好，该谐振层包括：产生激光的活性层；形成在活性层与第一包层之间的第一波导层；以及形成在活性层与第二包层之间的第二波导层。最好，暴暴露第一化合物半导体层的底部的通孔形成在高阻蚀性基片中，并且第一电极通过该通孔与第一化合物半导体层相接触。最好，高阻蚀性基片仅仅覆盖第一化合物半导体层底部的一个区域，并且第一电极接触部分或整个第一化合物半导体层。活性层最好是InxAlyGa1-x-yN层，其最好具有多量子势阱结构，其中0≤x≤1，0≤y≤1以及x+y≤1。
在另一个实施例中，本发明提供一种发光器件，其中包括：发光的活性层；第一和第二材料层，它们之间设置有该活性层，第一和第二材料层用于在活性层中感应持续的激光发射；第一电极，其形成为与第一材料层的最下层相接触；第二电极，其形成为以受限制的方式与第二材料层的最上层相接触；以及散热元件，其与第一材料层的最下层相接触，用于有效地散热。
最好，散热元件是一个导热层，并且该导热层与第一材料层的最下层的一个区域相接触，而基片存在于第一材料层的最下层的剩余区域上。最好，导热层通过形成在该基片中的通孔与第一材料层的最下层的区域相接触。在这种情况中，延伸到第一材料层的最下层中的凹陷可以与通孔一同形成在该基片中。该通孔可以形成在该基片的一个区域中与第一电极相对齐。多个通孔可以形成在该基片中。最好，该通孔延伸经过第一材料层的最下层。最好，第一材料层的最下层的区域被蚀刻预定的厚度，使得一个台阶出现在存在基片的第一材料层的最下层的区域与不存在基片的最下层的被蚀刻区域之间。最好，一部分导热层通过该凹陷与第一材料层的最下层相接触。在这种情况中，多个凹陷可以形成在该基片中，并且延伸通过最下材料层的通孔可以另外形成在该基片中。
最好，导热层选自金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)和铟(In)至少之一。
为了实现本发明的第二目的，在此提供一种用于制造发光器件的方法，该方法包括：(a)在高阻蚀性基片上顺序形成用于感应发光的第一化合物半导体层、活性层和第二化合物半导体层；(b)在第二化合物半导体层上形成透光导电层；(c)蚀刻高阻蚀性基片的一个区域，以暴露第一化合物半导体层；以及(d)形成高屏蔽导电层以覆盖第一化合物半导体层的暴露区域。最好，步骤(c)包括：抛光该高阻蚀性基片的底部；以及通过蚀该高阻蚀性基片的区域而暴露第一化合物半导体层的底部。最好，高阻蚀性基片是蓝宝石基片。最好，高阻蚀性基片的底部是通过研磨或精磨而抛光。最好，该高阻蚀性基片被干蚀。在这种情况中，可以蚀刻要成为通孔的预定区域或者高阻蚀性基片的剩余区域。最好，发光器件制造方法进一步包括在透光导电层上形成焊盘层。
在一个实施例中，本发明提供一种用于制造发光器件的方法，该方法包括：(a)在高阻蚀性基片上顺序形成用于感应发光的第一化合物半导体层、活性层和第二化合物半导体层；(b)在第二化合物半导体层上形成反光导电层；(c)蚀刻高阻蚀性基片的一个区域，以暴露第一化合物半导体层；以及(d)形成透光导电层以覆盖第一化合物半导体层的暴露区域。最好，步骤(c)包括：抛光该高阻蚀性基片的底部；以及通过蚀刻高阻蚀性基片的区域而暴露第一化合物半导体层的底部。
在另一个实施例中，本发明提供一种用于制造发光器件的方法，该方法包括：(a)在高阻蚀性基片上形成用于产生激光的材料层；(b)在该材料层上形成第一电极；(c)蚀刻要暴露材料层的一个区域的高阻蚀性基片的一个区域；以及(d)在高阻蚀性基片的底部上形成第二电极，以部分或完全地覆盖材料层的暴露区域。最好，步骤(a)包括：在高阻蚀性基片上顺序形成第一化合物半导体层、第一包层、谐振层、第二包层和第二化合物半导体层；在第二化合物半导体层上形成掩膜图案以覆盖第二化合物半导体层的预定区域；利用该掩膜图案作为蚀刻掩膜对第二化合物半导体层和第二包层进行构图，第二包层形成为凸脊形状；除去该掩膜图案；以及在被构图为凸脊形状的第二包层上形成钝化层，与构图的第二化合物半导体层的一个区域相接触。最好，步骤(c)包括；抛光高阻蚀性基片的底部；以及通过蚀刻高阻蚀性基片的区域暴露第一化合物半导体层的底部。最好，该高阻蚀性基片是蓝宝石基片。最好，该高阻蚀性基片被干蚀。最好，高阻蚀性基片被蚀刻以形成一个通孔，通过该通孔暴露第一化合物半导体层的底部。最好，步骤(d)包括：在高阻蚀性基片的底部上形成电阻接触层，以部分或完全地覆盖的暴露区域；以及在该电阻接触层上形成导热层。
根据本发明的发光器件及其制造方法，该简化的粘合处理减小了粘合的失败率，并且简化的光刻处理使得器件的整体制造更加容易减少制造的时间消耗。
附图说明
通过参照附图详细描述优选实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚，其中：
图1为基于GaN基III-V族氮化物半导体的常规发光二极管(LED)的截面视图；
图2为具有波导脊的常规GaN基III-V族氮化物半导体激光二极管的截面视图，其中n型和p型电极被设置为面对相同方向；
图3为另一种具有波导脊的常规GaN基III-V族氮化物半导体激光二极管的截面视图，其中n型和p型电极被垂直设置为面对相反的方向，它们之间夹着活性层；
图4为示出粘合到散热部件上的图2的半导体激光二极管的截面视图；
图5至8为根据本发明用于GaN基III-V族氮化物半导体发光二极管的实施例1至4的截面视图；
图9至22为根据本发明用于GaN基III-V族氮化物半导体发光二极管的实施例5至18的截面视图；
图23至27为根据本发明用于制造GaN基III-V族氮化物半导体发光器件的方法的实施例1的截面视图；
图28和29为根据本发明用于制造GaN基III-V族氮化物半导体发光器件的方法的实施例2的截面视图；
图30至32为根据本发明用于制造GaN基III-V族氮化物半导体发光器件的方法的实施例3的截面视图；
图33和34为根据本发明用于制造GaN基III-V族氮化物半导体发光器件的方法的实施例4的截面视图；
图35至40为用于制造图17中所示的GaN基III-V族氮化物半导体激光二极管的方法的截面视图；
图41至43为根据本发明用于制造GaN基HI-V族氮化物半导体激光二极管的方法的截面视图；以及
图44为示出在根据本发明的GaN基IH-V族氮化物半导体发光器件的制造中的一个共同步骤的截面视图。
具体实施方式
下面参照示出本发明的优选实施例的附图更加详细的描述GaN基III-V族氮化物发光器件及其制造方法。在该图中层面和区域的厚度被放大以便于清楚显示。实施例1至4用于发光二极管(LED)，以及实施例5和6用于激光二极管(LD)。
(实施例1)
参照图5，参考标号50表示透光导电层，透光导电层50被用作为第一电极。用于粘合透光导电层50的焊盘层52形成在透光导电层50上。尽管未在图5中示出，但是可以部分插入例如氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiN)层这样的绝缘层以提高透光导电层50与焊盘层52之间的结合力。第二化合物半导体层54形成在透光导电层50下方。第二化合物半导体层54是一个GaN基III-V族氮化物半导体层。最好，第二化合物半导体层54由掺杂有p型导电杂质的直接跃迁型(直接带隙)材料所形成，最好为p-GaN层。
第二化合物半导体层54可以是未掺杂的材料层。例如，第二化合物半导体层54可以是GaN层或者AlGaN或者InGaN层，其中包含预定比率的Al或In。
活性层56形成为第二化合物半导体层54的下方。活性层56是通过例如空穴和电子这样的载流子的复合而产生激光的材料层。最好，活性层56是具有多量子势阱(MQW)结构的GaN基III-V族氮化物半导体层，最好为InxAlyGa1-x-yN层(其中0≤x≤1，0≤y≤1以及x+y≤1)。第一化合物半导体层58形成在掺杂有与第二化合物半导体层54相反类型的杂质的活性层56的下方。第一化合物半导体层58由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，并且最好为直接跃迁型材料。如果第一化合物半导体层58掺杂有导电杂质，最好为一个n型GaN层。如果第一化合物半导体层58没有掺杂导电杂质，则第一化合物半导体层58由与第二化合物半导体层54相同的材料层所形成。高阻蚀性基片60位于第一化合物半导体层58的下方。暴露第一化合物半导体层58的底部的通孔62形成在高阻蚀性基片60中。高阻蚀性基片60是一个阻蚀基片，例如，蓝宝石基片。导电层64形成在高阻蚀性基片60的底部，通过通孔62与第一化合物半导体层58相接触。导电层64是作为第二电极的反光材料层。因此，在活性层56中产生的光被向上发射通过透光导电层50。导电层64可以包括覆盖通过高阻蚀性基片的通孔62暴露的第一化合物半导体层的区域的电阻接触层，以及形成在该电阻接触层上的导热层。
(实施例2)
与实施例1中相同的部件由相同的参考标号所表示，并且省略对它们的描述。
具体来说，参见图6，作为第一电极的反光导电层70形成在第二化合物半导体层54上。作为第二电极的透光导电层72形成在高阻蚀性基片60的底部，通过通孔62与第一化合物半导体层58相接触。焊盘层74形成在导电层72的平坦区域中，覆盖高阻蚀性基片60的底部。焊盘层74用于在封装过程中粘合该透光导电层72。
(实施例3)
参见图7，在第一化合物半导体层58的底部设置高阻蚀性基片图案60a。高阻蚀性基片图案60a设置在第一化合物半导体层58的中部，暴露第一化合物半导体层58底部的其它部分。高阻蚀性基片图案60a的下部比高阻蚀性基片图案60a的上部更窄，与第一化合物半导体层58相接触。高阻蚀性基片图案60a的侧壁略为倾斜，以保证材料层淀积在其上，以良好地覆盖台阶。形成导电层80，以覆盖高阻蚀性基片图案60a以及第一化合物半导体层58的暴露部分。导电层80被用作为第二电极并且遮光。
(实施例4)
参见图8，作为第一电极的导电层70形成在第二化合物半导体层54上。与实施例3中相同的高阻蚀性基片图案60a形成在第一化合物半导体层58的底部。形成透光导电层82以覆盖高阻蚀性基片图案60a以及第一化合物半导体层58的暴露部分。焊盘层84形成在高阻蚀性基片图案60a的底部。焊盘层84用于在封装处理中粘合透光导电层82。
(实施例5)
本发明涉及一种半导体激光二极管，其特征在于n型和p型电极被设置为面对相同的方向，并且导热层被设置为面对相反的方向。
参见图9，第一化合物半导体层152形成在基片150上。基片150是高阻蚀性基片，例如蓝宝石基片或者例如GaN或氮化硅(SiC)基片这样的III-V化合物半导体。最好，第一化合物半导体层152是一种n型或未掺杂的GaN基III-V族氮化物半导体层，最好是n型GaN层或GaN层。另外，第一化合物半导体层152可以是包含预定比率的Al或In的AlGaN或InGaN层。第一化合物半导体层152被分为第一和第二区域R1和R2。第一区域R1比第二区域R2更宽和更厚。在第一和第二区域R1和R2之间存在台阶。第一电极154，n型电极，形成在第二区域R2中。第一凹陷h1从基片150的底部凹陷，不暴露第一化合物半导体层152，与基片150和第一化合物半导体层152之间的界面相距间隔t。在低凹陷h1的底部与第一化合物半导体层152之间的间隔t可以根据用于基片150的材料而变化。例如，作为一种高阻蚀性基片的蓝宝石基片的导热性比GaN或SiC基片小得多。因此，把用于蓝宝石基片的间隔t表示为t1，用于GaN或SiC基片的间隔t表示为t2，建立t2＞t1的关系。但是，与基片的类型无关，最好，第一凹陷h1的底部与第一化合物半导体层152之间的间隔如此确定，使得热量有效地通过第一化合物半导体层152排出，以降低热阻值。
如图9中的虚线所示，第二凹陷h2另外形成在基片150中，使得散热效率翻倍。如果需要的话，更多的凹陷可以形成在基片150中。
形成具有优良导热性的第一导热层156，以覆盖基片150上的第一凹陷h1的底部。第一导热层156作为散热材料层，通过该层面散发来自第一化合物半导体层152的热量。第一导热层156延伸到基片150的底部，以覆盖第一凹陷h1的侧壁和底部。第一导热层156由从金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、铜(Cu)、镍(Ni)、铟(In)或这些材料的合金构成的组中选择的一种材料所形成。除了上文所列材料之外的具有优良导热性的材料或其合金可以用作为第一导热层156。
如上文所述，由于第一导热层156与减小厚度以降低热阻的一部分基片150相接触，使得来自第一化合物半导体层152的热量被充分地通过该部分散发，在激光发射过程中在活性层中产生的热量可以被有效地排除。结果，可以避免由于激光发射造成温度升高而使电流阈值升高并且避免横向激光模式的不稳定，从而提高激光二极管的性能。
第一包层158和谐振层160顺序形成在第一化合物半导体层152的第一区域R1上。第一包层158是一个n型Al/GaN/GaN层。谐振层160包括顺序淀积在第一包层158上的波导层160a、活性层160b以及第二波导层160c。第一化合物半导体层152、第一包层158以及第一波导层160a形成用于在活性层160b中感应激光发射的第一材料层。第一化合物半导体层152是第一材料层的最下层。活性层160b是通过例如空穴和电子这样的载流子的负荷而产生激光的材料层，最好是一种具有多量子势阱(MQW)结构的GaN基III族氮化物半导体层，最好为InxAlyGa1-x-yN层(其中0≤x≤1，0≤y≤1以及x+y≤1)。另外，活性层160b可以由InGaN层所形成，其中包含预定比率的In。第一和第二波导层160a和160c的折射率比活性层160b更小，但是比第一包层158和下文所述的第二包层更大。第一和第二波导层160a和160c由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，最好分别为n型GaN层和p型GaN层。第二包层162和第二化合物半导体层164顺序形成在谐振层160上。第二波导层100c、第二包层162以及第二化合物半导体层164形成用于在活性层160b中感应激光发射的第二材料层。第二化合物半导体层164是第二材料层的最上层。
第一和第二材料层的描述用于下文的实施例。
第二包层162包括形成在谐振层160中部的凸脊部分162b以及形成为对称环绕凸脊部分162b的外围部分162，其厚度小于凸脊部分162b。作为第二材料层的最上层的第二化合物半导体层164形成在第二包层162的凸脊部分162b的上部。第二包层162由与第一包层158相同的材料所形成，但是掺杂有p型杂质。第二化合物半导体层164由直接跃迁型材料所形成，例如p型GaN基III-V族氮化物半导体层，并且最好为p型GaN层。与第一化合物半导体层152相类似，第二化合物半导体层164可以由GaN层、AlGaN层或InGaN层所形成，其中包含预定比率的Al或In。第二包层162的整个表面覆盖有钝化层166。在此，钝化层166延伸到第二化合物半导体层164的边缘部分。第二电极168形成在钝化层166上，与通过钝化层166暴露的第二化合物半导体层164的一部分相接触。第二电极168是p型电极。
在本发明上述实施例中描述的半导体激光二极管保证充分的散热效率，而不需要象常规激光二极管中那样为了与分离的散热部件相连接而精确对齐。因此，与常规结构相比，能够以较低的成本和增加的成品率制造根据本发明的半导体激光二极管。
(实施例6)
参照图10，第一通孔h3可以通过把第一凹陷h1经基片150延伸到第一化合物半导体层152而形成。尽管未在图10中示出，但可以形成多个第一通孔h3以及图9中所示的第二凹陷h2。第一通孔h3延伸经过第一化合物半导体层152的表面，不暴露第一化合物半导体层152的底表面。第一导热层156不但与通过通孔h3暴露的第一化合物半导体层152相接触，而且覆盖通过第一通孔h3暴露的基片150的侧壁和底部。
由于第一导热层150通过第一通孔h3与第一化合物半导体层152相接触，因此可以更加有效地排除在激光发射过程中在活性层160b中产生的热量。
(实施例7)
在图11中所示的半导体激光二极管与图9中所示相同，只是第二通孔h4形成在基片150中以暴露第一化合物半导体层152的底部。第二通孔h4可以与n型电极154相对齐，如图12中所示，或者多个第二通孔h4可以形成在基片150上。另外，第二通孔h4可以与第一凹陷h1和/或延伸到第一化合物半导体层152中的第一通孔h3一同形成在基片150中。第一导热层156覆盖第二通孔h4或任何类型的上述通孔以及基片150的底部。
(实施例8)
图12中所示的半导体激光二极管与图11中所示的实施例7相同，只是第二通孔h4形成在基片150中，以暴露与n型电极154相对齐的第一化合物半导体层152的一部分。
(实施例9)
图13中所示的半导体激光二极管与图9中所示的实施例5中的相同，只是基片150仅仅保留在第一化合物半导体层152的底部与第二包层162凸脊部分162相对齐的一部分上，并且基片150周围的第一化合物半导体层152的底部被蚀刻预定的厚度，使得第一化合物半导体层152与受到基片150保护的未蚀刻部分之间存在台阶。第一导热层156形成为覆盖基片150和第一化合物半导体层152。
(实施例10)
图14中所示的半导体激光二极管与图13中所示的实施例9相同，只是在第一化合物半导体层152的底部不存在台阶，因为第一化合物半导体层152的底部不被腐蚀。
(实施例11)
与图13中所示的基片150保留在第一化合物半导体层152的底部中央位置的半导体激光二极管不同，在图15中所示的半导体激光二极管中，基片150偏移到第一化合物半导体层152的一侧。并且，图15中所示的第一化合物半导体层152具有由基片150所保护的部分和暴露部分之间的台阶。形成第一导热层，以覆盖第一化合物半导体层152和基片150的底部。
(实施例12)
图16中所示的半导体激光二极管与图15中所示的实施例11相同，只是在第一化合物半导体层152底部存在台阶。
下面将参照实施例13至18描述根据本发明的半导体激光二极管，其中n型和p型电极垂直放置，它们之间夹着活性层。
(实施例13)
在图17中，参考标号150表示高阻蚀性基片。高阻蚀性基片150是一种阻蚀的蓝宝石基片。用于产生激光的材料层形成在高阻蚀性基片150上，并且形成与用于产生激光的材料层相接触的电极材料层。
具体来说，第一化合物半导体层152形成在高阻蚀性基片150上。第一化合物半导体层152由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，它是一种直接跃迁型，最好是n型GaN层。在第一化合物半导体层152底部的一部分通过形成在高阻蚀性基片150中的第一通孔h3暴露，并且导电层175形成在高阻蚀性基片150的底部，与第一化合物半导体层152的暴露部分相接触。导电层175被用作为下电极。作为n型AlGaN/GaN层的第一包层158形成在第一化合物半导体层152上。形成谐振层160的第一波导层160a、活性层160b以及第二波导层160c形成在第一包层158上。第一和第二波导层160a和160c由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，并且最好分别为n型GaN层和p型GaN层。第一和第二波导层160a和160c具有比第一包层152更大的折射率。活性层160b由包含预定比率的In的GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，例如，InGaN层。活性层160b具有比第一和第二波导层160a和160c更大的折射率。因为谐振层160具有这样的折射率截面分布，即如上文所述在中央区域具有最高折射率，并且向外逐渐减小，因此在活性层160b中的激光发射效率随着光损耗的减小而提高。第二包层162形成在第二波导层160c上。第二包层162由与第一包层158相同的材料层所形成，但掺杂由p型杂质。第二包层162在其中部具有凸脊部分162a和凸脊部分162a周围的外围部分162a，其与活性层160b相平行并具有比凸脊部分162a更小的厚度。第二化合物半导体层164形成在第二包层162的凸脊部分162b的上部。第二化合物半导体层164由与第一化合物半导体层152相同的材料层所形成，但是掺杂有p型杂质。第二包层162的整个表面覆盖有钝化层166。钝化层166与第二化合物半导体层164的两侧相对称地接触。导电层168形成在钝化层166上与通过钝化层166暴露的第二化合物半导体层164的一部分相接触。导电层168被用作为上电极。
(实施例14)
图18中所示的半导体激光二极管与图7中所示的实施例13相同，只是高阻蚀性基片图案150a保留在第一化合物半导体层152的底部中央部分，并且形成导电层175以覆盖第一化合物半导体层152和高阻蚀性基片图案150a的底部。
(实施例15)
参见图19，在基片150上顺序形成第一化合物半导体层152、第一包层158、谐振层160、第二包层162和第二化合物半导体层164、钝化层166以及第二电极168。形成第一通孔h3通过基片150，以暴露第一化合物半导体层152。最好，第一通孔h3与第二电极168相对齐，另外，第一通孔h3可以相对于第二电极168偏移到任何一侧。
如虚线所示，第一通孔h3可以与第一凹陷h1一同形成在基片150中。由于第一凹陷h1的存在，散热效率进一步提高。
形成导电层175，以完全覆盖通过第一通孔h3暴露的部分和基片150的底部。导电层175包括与通过通孔h3暴露的部分和基片150的底部相接触的电阻接触层180，以及形成在电阻接触层180上的第二导热层176。第二导热层不但用于散发在活性层160b中产生的热量，而且用作为第一(n型)电极。电阻接触层180用于匹配第二导热层176和第二化合物半导体层152之间的电势差。
在本实施例中，n型电极还作为导热层。
(实施例16)
在图20中所示的半导体激光二极管，高阻蚀性基片图案150a保留在第一化合物半导体层152的底部与第二包层162的凸脊部分162b相对齐的部分上。形成电阻接触层180以覆盖第一化合物半导体层152和高阻蚀性基片图案150a，并且第二导热层176形成在电阻接触层180上。如虚线所示，由高阻蚀性基片图案150a所暴露的第一化合物半导体层152的一部分可能被蚀刻预定的厚度。在这种情况中，在第一化合物半导体层152的被蚀刻部分和被高阻蚀性基片图案150a所保护的部分之间存在台阶。
(实施例17)
图21中所示的半导体激光二极管与图19中所示的实施例15相同，只是第二通孔h4形成在基片150中，以暴露第一化合物半导体层152的底部的一部分。形成电阻接触层180，以覆盖基片150和第一化合物半导体层152的暴露部分，被用作为n型电极的第二导热层形成在电阻接触层180上。最好，第二通孔h4与第二电极168相对齐。第二通孔h4可以相对于与第二电极168相对齐的部分偏离到一侧。
多个第二通孔h4可以形成在基片150中。在这种情况下，仅仅一个第二通孔h4可以覆盖有电阻接触层，用作为电流通路，剩余的第二通孔h4仅仅用于提高散热效率。
另外，第一凹陷h1可以与第二通孔h4另外形成在基片150中。
(实施例18)
在图22中所示的半导体激光二极管中，基片150从底部中央偏移到第一化合物半导体层152的底部一侧。形成电阻接触层180，以覆盖第一化合物半导体层152和基片图案150的底部，并且用作为n型电极的第一导热层176形成在电阻接触层180上。尽管未在图12中示出，没有基片图案150的第一化合物半导体层152的底部部分可以被蚀刻预定的厚度，从而在第一化合物半导体层152的底部出现台阶。
根据在上述实施例中所述的各种散热元件，其中形成直接或间接与第一化合物半导体层152的最下材料层相接触的第一和第二导热层156或176，可以构造其它的激光二极管。例如，通过除去基片150，第一导热层156可以形成为与作为最下的第一材料层的第一化合物半导体层152底部相接触，或者通过除去基片150，第二导热层176可以形成在电阻接触层180上，与第一化合物半导体层152的底部相接触。
特别地，在形成p型电极168之后，该基片的在随后的蚀刻处理中完全除去，从而不保留基片150。接着，形成第一导热层156与第一化合物半导体层152的底部相接触。另外，形成电阻接触层180与第一化合物半导体层152的底表面相接触，然后用作为n型电极的第二导热层176形成在电阻接触层180上。
下面参照下文的实施例描述用于制造根据本发明的发光器件的方法。
(实施例1)
参照图23，第一化合物半导体层202形成在高阻蚀性基片200上。高阻蚀性基片200由阻蚀基片所形成，最好为蓝宝石基片。第一化合物半导体层202由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，并且最好是直接跃迁型化合物半导体层。间接跃迁型化合物半导体层可以用作为第一化合物半导体层202。直接跃迁型化合物半导体层最好是n型GaN层。第一化合物半导体层202可以由不掺杂的GaN基化合物半导体层所形成，例如，未掺杂的GaN层、InGaN或者AlGaN层。活性层204最好由GaN基HI-V族氮化物半导体层所形成，其最好具有MQW结构。最好，活性层204由InxAlyGa1-x-yN层所形成(其中0≤x≤1，0≤y≤1以及x+y≤1)。第二化合物半导体层206和透过在活性204中产生的光线的透光导电层208顺序形成在活性层204上。第二化合物半导体层206最好由与第一化合物半导体层相同的材料层所形成，但是掺杂有p型杂质。第二化合物半导体层206例如由p型GaN层所形成。与第一化合物半导体层202相类似，第二化合物半导体层206可以由未掺杂的材料层所形成。在这种情况下，第二化合物半导体层206由与第一化合物半导体层202相同的材料层所形成。透光导电层208被用作为上电极。
感光层(未示出)淀积在透光导电层208上，并且被构图为感光图案212，通过该图案暴露要形成焊盘层的透光导电层208的一个区域。感光图案212由光刻胶图案所形成。焊盘导电层210形成在感光图案212上，以覆盖透光导电层208的暴露区域。接着，除去感光图案212。在除去感光图案212的过程中，在感光图案212上的焊盘导电层210也被除去。用于磨沙和剥离感光图案212的化学材料不影响形成在透光层208上的焊盘导电层210。在除去感光图案212之后，仅仅焊盘导电层210a保留在透光导电层208上，如图24所示。在下文中，焊盘导电图案210a被称为焊盘层210a。焊盘层210a用于在封装工艺中粘合透光导电层208。
参见图25，在其上形成有焊盘层210a的所得结构被倒置，使得高阻蚀性基片200面向上。高阻性基片200的整个底表面收到研磨和抛光。接着，掩膜层(未示出)形成在高阻蚀性基片200的底部。掩膜层可以是软或硬的掩膜层。最好，软掩膜由光刻胶层所形成，并且硬掩膜层由氧化硅层或者金属层所形成，例如镍(Ni)层。掩膜层被构图为掩膜图案214，通过该图案暴露要在高阻蚀性基片200的底部形成通孔的区域。利用掩膜图案214作为掩膜蚀刻高阻蚀性基片底部暴露区域，直到暴露出第一化合物半导体层202。在这种情况中，利用Cl2或BCl3气体作为反应气对高阻性基片200进行干蚀。用于干蚀工艺中的该反应气另外可以包括氩气(Ar)。
在下面的实施例中，将省略对应用于高阻蚀性基片的干蚀工艺的描述。
参照图26，通过腐蚀高阻蚀性基片200，在该高阻蚀性基片200中形成暴露出第一化合物半导体层202的底部的通孔216。接着除去掩膜图案214。
参照图27，在其中形成通孔216的高阻蚀性基片200的底部形成导电层218，最好与通过通孔216暴露的第一化合物半导体层202的底部相接触。导电层216作为下电极。由于高阻蚀性基片200是抗腐蚀的阻蚀材料，因此通过腐蚀形成的通孔261具有略为倾斜的侧壁，从而提高了用导电层218覆盖台阶的性能。结果，形成具有不均匀厚度的导电层218。
结果，获得顶部发光型发光二极管，其中暴露第一化合物半导体层202底部的通孔216形成在高阻性基片200中，其上形成用作为上电极的透光导电层208、用作为下电极的导电层218、活性层204、第一和第二化合物半导体层202和206以及焊盘层210a。
(实施例2)
参见图28，在高阻蚀性基片200上顺序形成第一化合物半导体层202、活性层204以及第二化合物半导体层206。在此省略对第一化合物半导体层202、活性层204以及第二化合物半导体层206的描述，因为它们与实施例1相同。导电层220形成在第二化合物半导体层206上。在此，导电层220用作为上电极，并且最好具有足够的厚度以遮挡在活性层204中产生的光线。
如实施例1中所示，所得的结构被倒置，使得高阻蚀性基片200的底部面向上，如图29中所示。接着在高阻蚀性基片200中形成通孔216，使得第一化合物半导体层202的底部通过通孔216暴露。接着，在高阻蚀性基片200的底部上，最好为整个底部，形成透光导电层222，与第一化合物半导体层202的暴露部分相接触。透光导电层222用作为下电极。焊盘导电层(未示出)形成在透光导电层222上并且被构图为焊盘层224。焊盘层224用于在封装工艺中粘合透光导电层222。
结果，获得一个发光二极管，其中与实施例1相同，暴露第一化合物半导体层202的底部的通孔216形成在高阻蚀性基片200中。与实施例1的发光二极管不同之处在于，实施例2的发光二极管是一种底部发光型二极管，其中形成在高阻蚀基片200上与第一化合物半导体层202的底部相接触的下电极是透明的，并且焊盘层24形成在下电极的底部上。
(实施例3)
与实施例1相同，本实施例涉及一种用于制造顶部发光型发光二极管的方法。但是，蚀刻高阻蚀性基片200之后的工艺与实施例1不同。根据实施例1执行到对高阻蚀性基片200的底部进行研磨和抛光为止的工艺过程。
接着，如图3中所示，仅仅覆盖高阻蚀性基片200的预定区域并且暴露预定部分的掩膜图案226形成在高阻蚀性基片200的底部上。最好，掩膜图案226形成在高阻蚀性基片200的底部中央。利用掩膜图案226作为蚀刻掩膜来蚀刻高阻蚀性基片200的整个暴露区域，直到第一化合物半导体层202的底部暴露出来。
参见图31，蚀刻高阻性基片200的除了其中央区域之外的底部，结果高阻蚀性基片200a保留在第一化合物半导体层202的底部中央，使得第一化合物半导体层202的底部上除了由高阻蚀性基片图案200a所保护的区域之外被暴露出来。在蚀该工艺过程中，第一化合物半导体层202的暴露区域被除去预定的厚度。由于高阻蚀性基片200的阻蚀性，使得高阻蚀性基片200a的侧壁具有正斜率。换句话说，由掩膜图案226所覆盖的高阻蚀性基片图案200a的区域面积比与第一化合物半导体层202相接触的高阻蚀性基片图案200a的区域更小。
在除去掩膜图案226之后，导电层118形成在通过蚀刻暴露出的第一化合物半导体层202的底部，以覆盖高阻蚀性基片图案200a，如图32中所示，该导电层228被用作为下电极。
结果，获得一种顶部发光型发光二极管，其中高阻蚀性基片图案200a与第一化合物半导体层202的底部中央相接触，并且反光的下电极228与高阻蚀性基片图案200a周围的第一化合物半导体层202底部相接触。
(实施例4)
本实施例是根据实施例2和3的发光二极管制造方法的特征的组合。
具体来说，到对高阻蚀性基片200的底部进行抛光为止的工艺根据实施例2执行。接着，如图33中所示，用于形成图34中所示的高阻蚀性基片图案200a的掩膜图案230形成在高阻蚀性基片200的底部。利用掩膜图案230作为蚀刻掩膜来蚀刻通过掩膜图案240暴露的高阻蚀性基片200的底部，并且除去掩膜图案230。结果，如实施例3中所述的高阻蚀性基片图案200a保留在第一化合物半导体层202的底部中央。对于来自活性层204的光线透明的透光导电层232形成在第一化合物半导体层202的底部，以覆盖高阻蚀性基片图案200a。透光导电层232被用作为下电极。焊盘导电层(未示出)形成在透光导电层232之上，并且被构图为焊盘层234。焊盘层234可以形成在透光导电层232的任何区域中，但是考虑到粘合的方便，它最好在高阻蚀性基片图案200a的底部区域上。
结果，获得底部发光型发光二极管，其中高阻蚀性基片图案200a与第一化合物半导体层202的底部中央相接触，透光的下电极232与高阻蚀性基片图案200a周围的第一化合物半导体层202的底部相接触。
(实施例5)
本实施例涉及一种用于制造实施例13中的半导体激光二极管的方法。图35示出在高阻蚀性基片中顺序形成用于产生激光的材料层的工艺。
具体来说，参照图35，在高阻蚀性基片300上顺序形成第一化合物半导体层302、第一包层304、第一波导层306、活性层308、第二波导层310、第二包层312、以及第二化合物半导体层314。活性层308和第一和第二波导层306和310形成用于产生激光的谐振层。最好，高阻蚀性基片300是阻蚀的蓝宝石基片。第一和第二化合物半导体层302和314都由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，最好为直接跃迁型化合物层，并且最好是分别为n型GaN层和p型GaN层。间接跃迁型GaN基III-V族氮化物半导体层可以用于第一和第二化合物半导体层302和314，而不限于跃迁的类型。另外，第一和第二化合物半导体层302和314可以由未掺杂的GaN层或包含预定比率的Al或In的InGaN层或AlGaN层所形成。用于第一和第二化合物半导体层302和314的材料不限于GaN基材料和氮化物。
活性层308最好由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，其最好具有MQW结构。最好，活性层308由InxAlyGa1-x-yN层所形成(其中0□x□1，0□y□1以及x+y□1)。第一和第二包层304和312分别具有比第一和第二波导层306和310更小的折射率，并且其折射率小于活性层308。最好，第一包层304由n型AlGaN/GaN层所形成，并且第二包层312由p型AlGaN/GaN层所形成。第一和第二波导层306和310分别由折射率第一第二包层304和312更大的材料层所形成，并且最好为GaN基III-V族氮化物半导体层。最好，第一和第二波导层306和310分别由n型GaN层和p型GaN层所形成。第一和第二波导层306和310与第一和第二包层304和312仅仅在与谐振层的轴相垂直的方向分别向着活性层308完全反射来自活性层的光线，以把光线限制于活性层308。为此目的，最好活性层308由折射率比第一和第二波导层306和310更大的材料所制成。活性层308是产生激光的材料层。活性层308最好由GaN基III-V族氮化物半导体层所形成，最好是包含预定比率的In的InGaN层。活性层308可以由除了GaN基材料层之外的任何III-V族氮化物半导体材料层所形成。在这种情况中，第一和第二波导层306和310、第一和第二包层304和312以及第一和第二化合物半导体层302和314由性能与活性层308相匹配的其它材料层所形成。
接着，感光层(未示出)淀积在第二化合物半导体层314上，并且对构图为感光图案316，以覆盖第二化合物半导体层314的预定区域。感光图案316是用于把第二包层312构图为凸脊形状的掩膜图案。
参照图36，使用感光图案316作为蚀该掩膜，蚀刻第二化合物半导体层314的暴露区域，然后把第二包层的暴露部分蚀刻预定的厚度。结果，第二包层312变为具有凸脊(或棱)结构，其中其上形成有感光图案316的第二包层312的中部相对较厚，除了第二包层312中部之外的其它外围区域相对较薄。第二化合物半导体图案314a保留在第二包层312的凸脊上。
在除去感光图案316之后，如图37中所示，在具有凸脊结构的包层312上形成钝化层318，并且被构图以暴露出一个区域，最好是暴露出第二化合物半导体图案314a的中部。结果，钝化层318形成在第二包层312上，对称地围绕并接触第二化合物半导体图案314a。导电层320形成在钝化层318上，与第二化合物半导体图案314a的暴露区域相接触。导电层320被用作为上电极。
参照图38，在形成导电层320之后，所得的结构被倒置，使得高阻蚀性基片300的底部向上。接着高阻蚀性基片300受到研磨和抛光，以把高阻蚀性基片300的厚度减小到仍然能够支承该器件的程度。掩膜层(未示出)形成在高阻蚀性基片300的抛光底部上。该掩膜层由光刻胶层、氧化硅层或者例如镍层这样的金属层所形成。该掩膜层被构图为掩膜图案322，暴露出在高阻蚀性基片300底部要形成通孔的区域。利用掩膜图案322作为蚀刻掩膜来蚀刻高阻蚀性基片300的暴露区域，直到第一化合物半导体层302的底部暴露出来。
结果，在高阻蚀性基片300中形成暴露出第一化合物半导体层302的底部的区域，如图39中所示。在除去掩膜图案322之后(如果掩膜图案322是例如氧化硅图案或金属图案这样的硬掩膜图案，则不必要除去该掩膜图案322)，如图40中所示，在高阻蚀性基片300的底部上形成导电层326，最好，覆盖通过通孔324暴露的高阻蚀性基片300的整个区域，与通过通孔324暴露的第一化合物半导体层302的底部相接触。尽管未在图40中示出，但是导电层326可以由多层所构成。例如，电阻接触层(由图19或21中的参考标号80所表示)可以形成在高阻蚀性基片300的底部，与通过通孔324暴露的第一化合物半导体层302的底部相接触，然后导热层(由图19或21中的参考标号76所表示)可以形成在电阻接触层上。导电层326被用作为下电极，如果不需要考虑在激光发射过程中产生的热量，则导电层36可以填充通孔324。
结果，获得一个激光二极管，其中用于产生激光的材料层形成在相互面对的电极之间，并且形成下电极与用于通过形成在高阻蚀性基片中的通孔发射激光的材料层相接触。
(实施例6)
本发明涉及一种用于制造实施例14的半导体激光二极管的方法。在本实施例中，根据实施例5执行到对高阻蚀性基片300底部进行抛光为止的工艺过程。
按照图41，在高阻蚀性基片300底部上形成掩膜图案328，以覆盖预定的区域，最好是高阻蚀性基片300的底部中央，并且暴露其它区域。利用掩膜图案328作为蚀该掩膜来蚀刻高阻蚀性基片300的暴露区域，直到第一化合物半导体层302的底部暴露出来。结果，保留覆盖第一化合物半导体层302的预定区域，最好是覆盖其底部中央的高阻蚀性基片图案300a，并且在高阻蚀性基片图案300a周围的第一化合物半导体层302的底部被暴露，如图42中所示。
在除去掩膜图案328之后，在第一化合物半导体层302的暴露区域上形成导电层330，以完全覆盖高阻蚀性基片图案300a，如图43中所示。导电层330被用作为上电极。由于高阻蚀性基片图案300a的侧壁具有正斜率，因此可以形成具有均匀厚度的导电层330。导电层330可以由多层所形成，如关于制造激光二极管的方法的实施例5中那样。
结果，获得一个激光二极管，其中用于产生激光的材料层形成在相互面对的电极之间，并且下电极与用于产生激光的材料层相接触，以覆盖高阻蚀性基片图案。
另外，在高阻蚀性基片300中形成通孔332以暴露第一化合物半导体层302底部的过程中，可以执行发光器件的分离。蚀刻工艺被应用于制造发光器件的实施例中，其中通孔形成在高阻蚀性基片300中。
特别地，如图44中所示，在高阻蚀性基片300中形成通孔32的过程中，同时可以在发光器件的边界区域中形成用于分离器件的凹槽334。由此，不必执行用于器件分离的分离钻石切割工艺，而是可以通过向形成凹槽334的一侧相反的一侧推压而分离该发光器件。在图44中，参考标号A表示形成发光二极管的区域。
尽管本发明已经参照优选实施例进行具体的描述，但是上述优选实施例仅仅是说明性的，而不是对本发明的范围的限制。例如，本领域的专业人员可以认识到，用于在高阻蚀性基片上形成结构的保护层可以在高阻蚀性基片的底部抛光之前形成。并且，发光材料层和用于产生激光的材料层的结构可以变化。对于激光二极管，活性层与上电极之间的结构可以是除了凸脊之外的其它形状。本发明的精神可以扩展到调节折射率的波导激光二极管，以及调节增益的波导激光二极客。本领域内的专业人员可以理解能够作出形式和细节上的改变而不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围。
如上文所述，根据本发明的发光器件中的两个电极被设置为相互面对围绕发光区域。例如，两个电极与它们之间的发光区域垂直对齐。因此，在封装步骤中仅仅需要焊接引线，因此简化该工艺过程并减小时间消耗。另外，与现有技术不同，不把一个电极形成在深蚀刻区域，从而减少了焊接的失败率，并且增加成品率。与在形成电极图案之后进行深蚀刻以暴露出n型GaN层的现有技术不同，通过在基片上形成电极，从而筒化光刻工艺和整个器件的制造工艺。根据本发明的激光二极管包括在基片底部形成具有优良导热率的材料层，与n型材料层相接触，使得在激光发射过程中在活性层中产生的热量可以有效排除，而不需要执行常规的倒装片焊接工艺。因此，根据本发明，可以通过减小处理时间而避免器件性能的下降(相对于常规方法减小1/4的处理时间)并且增加成品率。

Claims (19)

1.一种发光器件，其中包括：
发光的活性层；
被设置为相互面对并围绕该活性层的第一和第二电极；
形成在活性层与第一电极之间的第一化合物半导体层；
第二化合物半导体层，其与第一化合物半导体层相对，形成在活性层与第二电极之间；以及
高阻蚀性基片，其形成在第一化合物半导体层的底部，并且被部分除去，以允许第一化合物半导体层与第一电极之间电接触，
其中，第一电极包括电阻接触层以及形成在该电阻接触层上的导热层，所述电阻接触层覆盖通过高阻蚀性基片的被除去区域而暴露出的第一化合物半导体层的一个区域。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，暴露第一化合物半导体层的底部的通孔形成在该高阻蚀性基片中，并且第一电极通过通孔与第一化合物半导体层相接触。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，该高阻蚀性基片仅仅覆盖第一化合物半导体层底部的一部分，并且第一电极接触第一化合物半导体层的暴露部分。
4.根据权利要求1至3中的任何一项所述的发光器件，其特征在于，高阻蚀性基片是蓝宝石基片。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，进一步包括部分或全部覆盖第二电极的焊盘层。
6.根据权利要求1至3中的任何一项所述的发光器件，其特征在于，第一电极由反光材料所形成，并且第二电极由透光材料所形成。
7.根据权利要求6所述的发光器件，其特征在于，进一步包括部分或全部覆盖第二电极的焊盘层。
8.根据权利要求1至3中的任何一项所述的发光器件，其特征在于，第一电极由透光材料所形成，并且第二电极由反光材料所形成。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其特征在于，进一步包括部分或全部覆盖第一电极的焊盘层。
10.根据权利要求1至3中的任何一项所述的发光器件，其特征在于，第一化合物半导体层是n型或未掺杂的GaN基III-V族氮化物半导体层。
11.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，第二化合物半导体层是p型GaN基III-V族氮化物半导体层。
12.根据权利要求1所述的发光器件，其特征在于，活性层是具有多量子势阱结构的InxAlyGa1-x-yN层，其中0≤x≤1，0≤y≤1以及x+y≤1。
13.一种用于制造发光器件的方法，该方法包括：
(a)在高阻蚀性基片上顺序形成用于感应发光的第一化合物半导体层、活性层和第二化合物半导体层；
(b)在第二化合物半导体层上形成反光导电层；
(c)蚀刻高阻蚀性基片的一个区域，以暴露第一化合物半导体层；以及
(d)在第一化合物半导体层的暴露区域上顺序形成电阻接触层和导热层。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括：
抛光该高阻蚀性基片的底部；以及
通过蚀刻高阻蚀性基片的区域而暴露第一化合物半导体层的底部。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，高阻蚀性基片是蓝宝石基片。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，高阻蚀性基片的底部是通过研磨而抛光。
17.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，用至少包含Cl2或BCl3的反应气体对该高阻蚀性基片进行干刻蚀。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该反应气体进一步包括Ar气。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，蚀刻该高阻蚀性基片以形成通孔，通过该通孔暴露第一化合物半导体层的底部。
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