CN101523624B - 半导体发光器件 - Google Patents

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Abstract

公开了一种半导体发光器件。该半导体发光器件包括第一半导体层、第二半导体层、在第一半导体层和第二半导体层之间形成的有源层、在第一半导体层上的用于反射入射光的第一反射电极、以及在第二半导体层上的用于反射入射光的第二反射电极。

Description

半导体发光器件
技术领域
本实施例涉及一种半导体发光器件。
背景技术
半导体发光器件包括LED(发光二极管)、LD(激光二极管)等等。半导体发光器件用来通过利用化合物半导体的特性来将电信号转换成红外光线、可见光线等等，并且用来交换经转换的信号。
一般而言，LED已经广泛地用于家用电器、遥控器、光电板、指示器、以及各种自动化设备，并且大体上被分类为IRED(红外线发射二极管)和VLED(可见光发射二极管)。
一般而言，具有小尺寸的LED以表面安装器件的形式来制造，以便LED直接被安装到PCB(印刷电路板)上。因此，用作显示器件的LED灯也以表面安装器件的形式来制造。这种表面安装器件可以替换现有的简单照明灯，并且用作产生各种颜色的照明指示器、字符指示器、图像指示器等等。
如上所述，这种半导体发光器件已经用于各种领域，例如，用于日常生活的电灯、用于输出救援信号的电灯等等。此外，对高亮度的半导体发光器件的需求已经越来越上升。因此，已经积极地开发高功率的发光器件。
发明内容
技术问题
实施例提供一种半导体发光器件，其能够通过防止从有源层产生的光被电极吸收而提高整个发光效率。
技术方案
实施例提供一种半导体发光器件，包括：第一半导体层；第二半导体层；在第一半导体层和第二半导体层之间形成的有源层；在第一半导体层上的用于反射入射光的第一反射电极；以及在第二半导体层上的用于反射入射光的第二反射电极。
实施例提供一种半导体发光器件，包括：第一半导体层；第二半导体层；在第一半导体层和第二半导体层之间形成的有源层；在第一半导体层上的第一电极；以及在第二半导体层上的第二电极，其中第一电极和第二电极中的至少一个被分成多个电极。
有利效果
根据实施例，防止从有源层产生的光被电极吸收，从而可以提高整个发光效率。
附图说明
图1是示意性地示出根据第一实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图；
图2是示意性地示出根据第二实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图；
图3是示意性地示出根据第三实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图；
图4是示意性地示出根据第四实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图；以及
图5是示意性地示出根据第五实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图。
具体实施方式
应当理解，在实施例的描述中，当层(或薄膜)、区域、图案或结构被称为在另一衬底、另一层(或薄膜)、另一区域、另一垫区(pad)或另一图案“上”或“下”时，其可以是“直接地”或“间接地”在该另一衬底、层(或薄膜)、区域、垫区或图案上，或者还可以存在一个或多个中介层。
在下文中，将参考附图描述实施例。
图1是示意性地示出根据第一实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图。
如图1所示，根据第一实施例的半导体发光器件100包括衬底110、缓冲层120、例如n型半导体层130的第一半导体层、有源层140、例如p型半导体层150的第二半导体层、透明电极160、例如n型反射电极170的第一反射电极、以及例如p型反射电极180的第二反射电极。
首先，衬底110由从包括AL2O3、Si、SiC、GaAs、ZnO、MgO或其化合物的组中选择的一个来形成。
缓冲层120可以具有诸如AlInN/GaN、InxGa1-xN/GaN、AlxInyGa1-x-yN/InxGa1-xN/GaN等的堆叠结构。
n型半导体层130和p型半导体层150可以分别包括氮化物半导体层。
有源层140在n型半导体层130和p型半导体层150之间形成。有源层140可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。
透明电极160形成在p型半导体层150上。透明电极160包括具有优良的透光性的材料并且增加电流的扩散。透明电极160可以由诸如ITO、CTO、SnO2、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx或GaxOy的透明导电氧化物层形成。
p型反射电极180形成在透明电极160上，而n型反射电极170形成在n型半导体层130上。
p型反射电极180和n型反射电极170包括包含反射材料的金属，以用作结合区(bonding pad)。p型反射电极180和n型反射电极170包括诸如Ag和Al的反射材料，以具有单层结构或多层结构。
此外，透明电极160和n型反射电极170用作欧姆接触层。
例如，n型反射电极170可以通过使用诸如Al的反射材料来以欧姆接触层形成。此外，n型反射电极170可以通过使用Ti、Cr等来以欧姆接触层形成。此外，n型反射电极170可以具有小于若干nm的厚度，以便增加反射层的反射率。
此外，透明电极160位于p型反射电极180的下面。透明电极160用作欧姆接触层。因此，p型反射电极180可以用作反射层。另外，p型反射电极180可以被制备成结合区的形式，其中欧姆接触层由厚度小于若干nm的Ti或Cr形成并且还形成反射层。
根据如上所述的第一实施例的半导体发光器件100，其中提供了n型和p型反射电极170和180，以便可以防止n型和p型反射电极170和180吸收从有源层140产生的光。从有源层140产生的光从n型和p型反射电极170和180的侧面或底面反射，而不是被n型和p型反射电极170和180吸收。
因此，第一实施例的半导体发光器件100可以改善其亮度。此外，第一实施例的半导体发光器件100可以应用于低功率半导体发光器件以及高功率半导体发光器件。
其间，实施例提出一种用于划分反射电极以便进一步改善半导体发光器件的亮度的方案。图2到5示出包括被划分的反射电极的半导体发光器件的示例。
如图2到5所示，当划分反射电极时，可以划分n型反射电极或p型反射电极，或者也可以划分n型反射电极和p型反射电极两者。此外，经划分的n型反射电极互相电连接，并且经划分的p型反射电极也互相电连接。例如，经划分的n型反射电极可以在同一平面上图案化，并且经划分的p型反射电极也可以在同一平面上图案化。
图2是示意性地示出根据第二实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图。
如图2所示，根据第二实施例的半导体发光器件200包括衬底210、缓冲层220、n型半导体层230、有源层240、p型半导体层250、透明电极260、p型反射电极280和285、以及n型反射电极270、272和274。
根据第二实施例的半导体发光器件200，形成两个p型反射电极280和285和三个n型反射电极270、272和274。
通过划分形成的两个p型反射电极280和285互相电连接。根据一个示例，两个p型反射电极280和285可以以基本上
Figure GSB00000312955200041
形状的形式在同一平面上图案化。
此外，通过划分形成的三个n型反射电极270、272和274互相电连接。三个n型反射电极270、272和274可以在同一平面上图案化。
两个p型反射电极280和285形成在透明电极260上，并且三个n型反射电极270、272和274形成在n型半导体层230上。
如上所述，通过划分形成两个p型反射电极280和285和三个n型反射电极270、272和274，以便即使当在第二实施例中形成反射电极的面积等于在第一实施例中形成反射电极的面积时，也可以确保各种光径。因此，从有源层240产生的光可以更高效地发射到朝上的方向。结果，可以进一步提高包括经划分的反射电极的半导体发光器件的亮度。
第二实施例示出通过划分形成的电极是反射电极的示例。然而，通过划分形成的电极可以是应用于与半导体发光器件相关的领域的一般电极，而非反射电极。
图3是示意性地示出根据第三实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图。
如图3所示，根据第三实施例的半导体发光器件300包括衬底310、缓冲层320、n型半导体层330、有源层340、p型半导体层350、透明电极360、p型反射电极380和385、以及n型反射电极370。
根据第三实施例的半导体发光器件300，形成两个p型反射电极380和385以及一个n型反射电极370。
通过划分形成的两个p型反射电极380和385互相电连接。根据一个示例，两个p型反射电极380和385可以以基本上
Figure GSB00000312955200051
形状的形式在同一平面上图案化。
两个p型反射电极380和385形成在透明电极360上，并且一个n型反射电极370形成在n型半导体层330上。
如上所述，通过划分形成两个p型反射电极380和385，以便可以确保各种光径，并且从有源层340产生的光可以更高效地发射到朝上的方向。因此，可以进一步提高包括经划分的反射电极的半导体发光器件的亮度。
第三实施例示出通过划分形成的电极是反射电极的示例。然而，通过划分形成的电极可以是应用于与半导体发光器件相关的领域的一般电极，而不是反射电极。
图4是示意性地示出根据第四实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图。
如图4所示，根据第四实施例的半导体发光器件400包括衬底410、缓冲层420、n型半导体层430、有源层440、p型半导体层450、透明电极460、p型反射电极480和485、以及n型反射电极470和475。
根据第四实施例的半导体发光器件400，形成两个p型反射电极480和485以及两个n型反射电极470和475。
通过划分形成的两个p型反射电极480和485互相电连接。根据一个示例，两个p型反射电极480和485可以以基本上
Figure GSB00000312955200061
形状的形式在同一平面上图案化。
通过划分形成的两个n型反射电极470和475互相电连接。两个n型反射电极470和475可以以基本上
Figure GSB00000312955200062
形状的形式在同一平面上图案化。
两个p型反射电极480和485形成在透明电极460上，并且两个n型反射电极470和475形成在n型半导体层430上。
如上所述，通过划分形成两个p型反射电极480和485和两个n型反射电极470和475，以便可以确保各种光径，并且从有源层440产生的光可以更高效地发射到朝上的方向。因此，可以进一步提高包括经划分的反射电极的半导体发光器件的亮度。
第四实施例示出通过划分形成的电极是反射电极的示例。然而，通过划分形成的电极可以是应用于与半导体发光器件相关的领域的一般电极，而不是反射电极。
图5是示意性地示出根据第五实施例的半导体发光器件的堆叠结构的截面图。
如图5所示，根据第五实施例的半导体发光器件500包括衬底510、缓冲层520、n型半导体层530、有源层540、p型半导体层550、透明电极560、p型反射电极580和585、以及n型反射电极570和572。
根据第五实施例的半导体发光器件500，形成两个p型反射电极580和585以及两个n型反射电极570和572。
通过划分形成的两个p型反射电极580和585互相电连接。根据一个示例，两个p型反射电极580和585可以以基本上
Figure GSB00000312955200063
形状的形式在同一平面上图案化。
通过划分形成的两个n型反射电极570和572互相电连接。两个n型反射电极570和575可以以基本上
Figure GSB00000312955200064
形状的形式在同一平面上图案化。
两个p型反射电极580和585形成在透明电极560上，并且两个n型反射电极570和572邻近地形成在n型半导体层530上。
如上所述，通过划分形成两个p型反射电极580和585以及两个n型反射电极570和572，以便可以确保各种光径，并且从有源层540产生的光可以更高效地发射到朝上的方向。因此，可以进一步提高包括经划分的反射电极的半导体发光器件的亮度。
第五实施例示出通过划分形成的电极是反射电极的示例。然而，通过划分形成的电极可以是应用于与半导体发光器件相关的领域的一般电极，而不是反射电极。
根据如上所述的实施例，通过划分形成的反射电极的数目是二或三。然而，通过划分形成的反射电极的数目可以根据其设计而变化。
此外，实施例示出在n型半导体层上形成p型半导体层的P-N结半导体发光器件的示例。然而，实施例可以应用于N-P-N结半导体发光器件，其中在p型半导体层上附加地形成n型半导体层。N-P-N结半导体发光器件表示这样的半导体发光器件，其中第一和第二电极层被提供为n型半导体层，并且在n型半导体层之间形成p型半导体层。此时，第一电极形成在作为n型半导体层的第一电极层上，同时与第一电极层接触。第二电极形成在作为n型半导体层的第二电极层上，同时与第二电极层接触。
本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等等的引用意味着结合该实施例描述的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的不同地方出现这样的短语不一定全都引用同一实施例。此外，当结合任一实施例描述具体特征、结构或特性时，可以认为，结合实施例中的其他实施例来实施这样的特征、结构或特性也在本领域技术人员的理解能力范围内。
虽然实施例是参考其多个说明性实施例来描述的，但是应当理解，本领域技术人员也可以设计落在本公开内容原理的精神和范围之内的许多其它修改和实施例。更具体地说，可以对在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内的主体组合布置的组件部分和/或布置进行各种变化和修改。除了组件部分和/或布置的变化和修改之外，其它使用对于本领域的技术人员也将是清楚的。
工业应用性
根据如上所述的实施例，半导体发光器件包括多个经划分的反射电极作为电极，使得从有源层产生的光可以通过电极之间的间隙而在朝上的方向上透射或者从电极反射，而不是被电极吸收。因此，可以提高半导体发光器件的整个发光效率。

Claims (20)

1.一种半导体发光器件，包括：
第一半导体层；
第二半导体层；
在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成的有源层；
在所述第一半导体层上的用于反射入射光的第一反射电极；以及
在所述第二半导体层上的用于反射入射光的第二反射电极。
2.如权利要求1所述的半导体发光器件，包括在所述第二半导体层和所述第二反射电极之间形成的透明电极，并且其中所述第一半导体层是n型半导体层且所述第二半导体层是p型半导体层。
3.如权利要求2所述的半导体发光器件，其中所述透明电极由透明导电氧化物层形成。
4.如权利要求2所述的半导体发光器件，其中所述透明电极包括从包括ITO、CTO、SnO2、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx和GaxOy的组中选择的材料。
5.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一反射电极包括多个经划分的电极。
6.如权利要求5所述的半导体发光器件，其中所述经划分的电极互相电连接并且形成在同一平面上。
7.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中在所述第二半导体层的两侧形成的所述第一半导体层上形成所述第一反射电极，或者在所述第二半导体层的两侧和所述第二半导体层的经划分部分处形成的所述第一半导体层上形成所述第一反射电极。
8.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第二反射电极包括多个经划分的电极。
9.如权利要求8所述的半导体发光器件，其中所述经划分的电极互相电连接。
10.如权利要求8所述的半导体发光器件，其中所述经划分的电极以
Figure FSB00000312955100011
形状形成。
11.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一反射电极和所述第二反射电极中的至少一个以包括Ag或Al的单层或者包括Ag或Al的多层的形式来形成。
12.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中从所述有源层产生的光以朝着所述第一反射电极和所述第二反射电极的朝上方向发射。
13.一种半导体发光器件，包括：
第一半导体层；
第二半导体层；
在所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成的有源层；
在所述第一半导体层上的第一电极；以及
在所述第二半导体层上的第二电极，
其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一个被分成多个电极。
14.如权利要求13所述的半导体发光器件，包括在所述第二半导体层和所述第二电极之间形成的透明电极，并且其中所述第一半导体层是n型半导体层且所述第二半导体层是p型半导体层。
15.如权利要求14所述的半导体发光器件，其中所述透明电极由透明导电氧化物层形成。
16.如权利要求14所述的半导体发光器件，其中所述透明电极包括从包括ITO、CTO、SnO2、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx和GaxOy的组中选择的材料。
17.如权利要求13所述的半导体发光器件，其中经划分的第一或第二电极互相电连接。
18.如权利要求13所述的半导体发光器件，其中所述第一电极被分成二个或三个部分，并且所述第二电极被分成两个部分。
19.如权利要求13所述的半导体发光器件，其中所述第一和第二电极以反射入射光的反射电极形成。
20.如权利要求13所述的半导体发光器件，其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一个以包括Ag或Al的单层或者包括Ag或Al的多层的形式来形成。
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