CN101689593A - 半导体发光器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体发光器件及其制造方法。所述半导体发光器件包括：包括凹部的第一导电半导体层；在所述第一导电半导体层上的有源层；和在所述有源层上的第二导电半导体层。

Description

半导体发光器件及其制造方法
技术领域
本发明实施方案涉及半导体发光器件及其制造方法。
背景技术
发光二极管(LED)设计用于使用化合物半导体材料例如GaAs基材料、AlGaAs基材料、GaN基材料、InGaN基材料、InGaAlP基材料等来发出各种颜色的光。LED被封装并用作各种器件如照明器件、字符显示器件和图像显示器件的光源。
发光二极管包括相互堆叠的n型半导体层、有源层和p型半导体层。当施加电源时，由有源层产生光并发射至外侧。
发明内容
技术问题
实施方案提供一种半导体发光器件以及制造所述半导体发光器件的方法，所述半导体发光器件设置为通过在半导体层上、在有源层上或下方形成多个凹结构来改善外部光提取效率。
实施方案提供一种半导体发光器件，其设计为通过在对应于衬底凸部的半导体层上形成凹结构来改善外部光提取效率。
技术方案
一个实施方案提供一种半导体发光器件，包括：具有凹部或凸部的第一导电半导体层；在所述第一导电半导体层上的有源层；和在所述有源层上的第二导电半导体层。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，包括：多个n型半导体层；在所述n型半导体层之间形成的多个凹或凸透镜部；在所述n型半导体层上的有源层；和在所述有源层上的至少一个导电半导体层。
一个实施方案提供一种制造半导体发光器件的方法，包括：形成1n型氮化物层；在所述1n型氮化物层的表面上形成凹或凸透镜部；在所述1n型氮化物层上形成2n型氮化物层；在所述2n型氮化物层上形成有源层；和在所述有源层上形成至少一个导电半导体层。
有益效果
实施方案可改善外部光提取效率。
实施方案可改善量子效率而未使电性能劣化例如提高半导体发光器件的操作电压和提高漏电流。
附图说明
图1是根据第一实施方案的半导体发光器件的侧视图。
图2是根据第二实施方案的半导体发光器件的侧视图。
图3～9是说明制造根据第二实施方案的半导体发光器件的工艺的视图。
图10是根据第三实施方案的半导体发光器件的侧视图。
实施发明的最优模式
现在将详细参考实施方案，其实例在附图中进行说明。在以下描述中，应理解当层称为在另一层‘上’或‘下’时，表述‘上’和‘下’是基于附图的。此外，层的厚度在附图中示例性地说明因此不限于此。
图1是根据第一实施方案的半导体发光器件的侧视图。
参考图1，半导体发光器件100包括：衬底110、第一导电半导体层145、凹部130、有源层150、第二导电半导体层160、第一电极191和第二电极193。
衬底110可选自Al2O3衬底、GaN衬底、SiC衬底、ZnO衬底、Si衬底、GaP衬底、GaAs衬底和包含金属的导电衬底。
在衬底110上可形成缓冲层(未显示)、未掺杂的半导体层(未显示)和第一导电层145中的至少一个。提供缓冲层以减小与衬底145的晶格常数差异并且由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、AlInN、InN、AlInGaN或其组合形成。然而，本公开不限于此。此外，未掺杂的半导体层(未显示)可为在衬底110或者缓冲层上形成的GaN层。
缓冲层和第一导电半导体层145可在衬底110上依次地形成。或者，未掺杂的半导体层和第一导电半导体层145可在衬底110上依次地形成。或者，缓冲层、未掺杂的半导体层和第一导电半导体层145可在衬底110上依次地形成。或者，仅仅第一导电半导体层145可在衬底110上形成。
第一导电半导体层145可包含多个n型氮化物层。n型氮化物层均可由选自GaN、AlGaN、InGaN、InN、AlN、AlInGaN和AlInN中的材料形成。在第一导电半导体层145中掺杂第一导电掺杂剂例如Si、Ge、Sn、Se和Te。此处，第一导电半导体层145包括第一和第二氮化物层120和140。第一氮化物层120可在衬底110上形成，第二氮化物层140可在第一氮化物层120上形成。
第一和第二氮化物层120和140可由相同或不同的材料形成。例如，第一和第二氮化物层120和140可由GaN、AlGaN、InGaN、InN、AlN、AlInN和AlInGaN中的一种形成。
在第一氮化物层120上形成至少一个凹部130。此外，凹部130可由导电或者非导电材料形成。例如，凹部130可由选自SiO2、ITO(氧化铟锡)、Al2O3和Si中的材料形成。此处，凹部130可由凸部型所替换。
凹部130可形成为具有预定曲率的半球形。例如，凹部130的侧面可形成为半球形、凹透镜形、多边形、不规则形和管形中的一种。凹部130当从顶部观察时可形成为圆形、多边形或者不规则形。或者，凹部可形成为沿垂直和/或水平方向延伸的柱形。在这一点上，至少两个相邻的凹部可形成为分别沿垂直与水平方向延伸。半球形凹部130可排列为规则图案例如矩阵图案或者不规则图案。
凹部130形成为通过部分切割球体获得的形状。在第一氮化物层120的表面上形成的凹部130可形成为彼此具有相同尺寸。然而，本公开不限于该结构。或者，半球形凹部130可具有彼此稍微不同的曲率。
并且，凹部130可通过使相邻凹部接触而连续地形成。然而，本公开不限于该结构。
凹部130的深度可为例如0.01-50μm，直径为例如0.01-1000μm。在这一点上，凹部130的最佳深度或者直径可为约1-3μm，凹部130之间的距离可为约0.001-1000μm。凹部130之间的最佳距离为约1μm。凹部的尺寸和凹部之间的距离可随着器件尺寸而改变。
此外，第一氮化物层120为低折射率层，第二氮化物层的折射率高于第一氮化物层120。例如，第一氮化物层120的折射率可为2.12-2.44，第二氮化物层140的折射率可为2.44。此处，在光波长为450nm时测量折射率。
第一氮化物层120可包含Al而第二氮化物层130可不包含Al。例如，第一氮化物层120可由AlGaN和AIN形成。第二氮化物层140可由GaN和InGaN形成。作为替代方案，第一和第二氮化物层120和140两者均可包含Al。在这一点上，在第一氮化物层120中包含的Al的量可大于在第二氮化物层140中包含的Al的量。
第一氮化物层120具有至少厚于凹部130的为1-100μm的厚度。例如，第一氮化物层120的最佳厚度为约4μm。第二氮化物层140的厚度可为例如1-100μm。第二氮化物层140的最佳厚度为约2μm。第二氮化物层140的厚度可确定为使得电性能不劣化和在凹部130上生长的第二氮化物层140可得到平坦化。
如果第一和第二氮化物层120和140为n型GaN层，则第一和第二氮化物层120和140具有以下生长条件。在n型GaN层中，三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)可用作Ga源气体，氨(NH3)、一甲基肼(MMHy)或二甲基肼(DMHy)可用作N源气体。此外，硅烷气体可用作Si源气体。例如，GaN层可通过供给3.7×10-2摩尔/分钟的NH3、1.2×10-4摩尔/分钟的TMGa、以及6.3×10-9摩尔/分钟的硅烷气体而形成。这些条件可随着生长的层的厚度而改变。
凹部的表面可形成在与第一氮化物层120相同的平面上，以防止电性能随着第二氮化物层130的生长而劣化。此外，凹部130可由导电层(例如ITO)而不是非导电层(例如，SiO2)形成，以防止器件的操作电压通过凹部130而增加。
有源层150在第一导电半导体层145的第二氮化物层140上形成。有源层150可形成为单或多量子阱结构。例如，有源层150可形成为包括InGaN阱层/GaN势垒层的循环的单或多量子阱结构。然而，本公开不限于此。
第二导电半导体层160在有源层150上形成。第二导电半导体层160可包含掺杂有第二导电掺杂剂的至少一种p型半导体层。p型半导体层可由GaN、AlGaN、InGaN、InN、AlN、AlInN和AlInGaN中的一种形成。
n型半导体层或者透明电极可在第二导电半导体层160上形成。即，透明电极可在第二导电半导体层160或n型半导体层上形成。
可通过台面蚀刻工艺蚀刻在第二导电半导体区域160部分区域处的第一导电半导体层145的第二氮化物层140的上表面上的一部分，之后在第二氮化物层140上可形成第一电极191。随后，在第二导电半导体层160上可形成第二电极193。
在上述半导体发光器件100中，第一和第二电极191和193可通过倒装方法来接合。例如，当半导体发光器件100以倒装芯片形式使用时，在第一导电半导体层145中形成的凹部130布置为相对于有源层150为凸透镜型的形式。由有源层150产生的光通过凹部130，凹部130将光聚集，由此改善外部光效率。
图2是根据第二实施方案的半导体发光器件的侧视图。在第一和第二实施方案中，相同的附图标记用于表示相同的部分。在这里将省略相同部分的描述。此外，用于相同部分的第二实施方案的性能可与第一实施方案不同。
参考图2，半导体发光器件100A包括：包括第一和第二氮化物层120和140的第一导电半导体层145、至少一个凹部130、有源层150、第二导电半导体层160、反射电极层170、导电支撑构件180和第一电极191A。
第一电极191A在第一氮化物层120上形成。第一电极191A包括Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag和Au中的至少一种。第一电极191A可形成为至少一层。
反射电极层170在第二导电半导体层160下形成并且与第二导电半导体层160欧姆接触以用作第二电极层。反射电极层170可由选自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其组合中的材料形成。反射电极层170形成为至少一层。
导电支撑构件180在反射电极层170下形成。导电支撑构件180可由铜、金或者包含金属的导电衬底形成。例如，导电支撑构件180可通过镀敷铜或者通过接合工艺形成。然而，本公开不限于此。导电支撑构件180设置在基底上。此外，由于金属的性能，所以导电支撑构件180具有较高的导热率和导电率，因此其在制造和驱动器件中非常有效。
此处，当导电支撑构件180安装在子基座(submount)上时，在第一导电半导体层140中形成的凹部130设置成凸透镜形式，有源层150所产生的光的外部发光效率能够得到改善。
半导体发光器件100A可由pn、np、npn和pnp的结结构形成。凹部130可形成为多个n型半导体层的其中之一或多个p型半导体层的其中之一。
图3～9是示出根据本发明第二实施方案的半导体发光器件的制造工艺的视图。
参考图3和4，在衬底110上形成第一导电半导体层的第一氮化物层120。衬底110可选自Al2O3衬底、GaN衬底、SiC衬底、ZnO衬底、Si衬底、GaP衬底、GaAs衬底。
可在衬底110和第一氮化物层120之间形成缓冲层(未显示)和/或未掺杂的半导体层(未显示)。缓冲层和未掺杂的层可在生长之后移除。
第一氮化物层120为n型半导体层，其可由GaN、AlGaN、InGaN、InN、AlN、AlInN和AlInGaN中的一种形成。在第一导电半导体层145中可掺杂第一导电掺杂剂例如Si、Ge、Sn、Se和Te。第一氮化物层的厚度可为1-100μm，优选4μm。
在第一氮化物层120上形成掩模层(未显示)。通过光刻工艺处理掩模层来形成期望的掩模图案122。掩模图案122的凹部121的形状可形成为圆形、多边形或者沿竖直或垂直方向延伸的细长形状。
当通过掩模图案122的凹部121蚀刻第一氮化物层120时，在第一氮化物层120上形成半球形凹槽125。此处，第一氮化物层120的蚀刻可通过干蚀刻工艺或湿蚀刻工艺来实施。
干蚀刻工艺可通过选择性地使用诸如感应耦合等离子体(ICP)设备、反应离子蚀刻(RIE)设备、电容耦合等离子体(CCP)设备和/或电子回旋共振(ECR)设备的设备来实施。然而，本发明不限于此。此外，湿蚀刻工艺可通过选择性地使用硫酸和/或磷酸来实施。然而，本发明不限于此。
参考图5，当在第一氮化物层120的上表面上形成半球形凹槽125时，在半球形凹槽125中形成凹层130A。凹层130A可由导电或非导电材料形成。例如，凹部130可由选自SiO2、ITO(氧化铟锡)、Al2O3和Si中的材料形成。凹层130A可通过溅射设备、电子束设备和/或有机金属化学气相沉积设备形成。然而，本发明不限于此。
参考图5和6，通过从凹层130A的上表面蚀刻，使其保留半球形状。通过湿蚀刻或/和干蚀刻工艺将凹层130A蚀刻预定厚度以暴露出第一氮化物层120和凹部130。因此，凹部130形成在和第一氮化物层120相同的平面上，并因此形成为透镜型的半球形凹部130形成在第一氮化物层120的半球形凹槽中。在这一点上，凹部130的表面可形成为圆形、多边形、不规则形或/和沿竖直或水平方向延伸的细长形状。
此处，凹部130可具有0.01-50μm的深度和0.01-1000μm的直径。在这一点上，凹部130的最佳深度或者直径可为约1-3μm，凹部130之间的距离可为约0.001-1000μm。凹部130之间的最佳距离为约1μm。凹部的尺寸和凹部之间的距离可随着器件尺寸而改变。
参考图7，在第一氮化物层120上形成第二氮化物层140。笫二氮化物层140形成在第一氮化物层120和具有预定厚度的凹部130上。
第二氮化物层140为n型半导体层，其可由选自GaN、AlGaN、InGaN、InN、AlN、AlInGaN和AlInN中的材料形成。在第二氮化物层140中选择性掺杂第一导电掺杂剂例如Si、Ge、Sn、Se和Te。第二氮化物层140的厚度可为例如1-100μm，优选2μm。
在第一导电半导体层145的第二氮化物层140上形成有源层150。有源层150可形成为单或多量子阱结构。在有源层150上形成第二导电半导体层160。第二导电半导体层160可包括至少一个掺杂有第二导电掺杂剂的p型半导体层。p型半导体层可由GaN、AlGaN、InGaN、InN、AlN、AlInN和AlInGaN中的一种形成。此外，可在第二导电半导体层160上形成n型半导体层。
在第二导电半导体层160上形成反射电极层170。反射电极层170与第二导电半导体层160欧姆接触以用作第二电极。反射电极层170可由选自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其组合中的材料形成。反射电极层170形成为具有至少一层。
参考图8，在反射电极层170上形成导电支撑构件180。导电支撑构件180可由铜、金或包含金属的导电衬底形成。例如，导电支撑构件180可通过镀铜或通过接合工艺形成。导电支撑构件180可限定半导体器件的最上层。
通过物理或者化学工艺将设置在第一氮化物层120下方的衬底110移除。作为物理工艺，使用具有预定波长的激光照射衬底110的表面的激光剥离(LLO)工艺。作为化学工艺，使用利用蚀刻剂的蚀刻工艺来移除第一衬底110和第一氮化物层120之间的部分。
参考图9，在基座上设置导电支撑构件180，之后在第一氮化物层120上形成第一电极191A。此时，导电支撑构件180安装在子基台上，凹部130设置成在有源层150上的凸透镜的形式。因此，光被会聚并发射，由此改善外部发光效率。
图10是根据第三实施方案的半导体发光器件的侧视图。在第一和第三实施方案中，相同的附图标记用于表示相同的部分。此处省略相同部分的描述。
参考图10，半导体器件100B包括形成在衬底110A上的至少一个凸部115。衬底110A可选自Al2O3衬底、GaN衬底、SiC衬底、ZnO衬底、Si衬底、GaP衬底、GaAs衬底和包含金属的导电衬底。凸部115可通过RIE形成为半球透镜形或条形。半球透镜形是通过部分切割球体获得的形状。凸部115可形成为具有相同或者不同的尺寸。凸部115可形成为具有不同的曲率。凸部115可排列为规则图案例如矩阵图案或者不规则图案。
因为半导体发光器件100B还包括在第一导电半导体层145的第一氮化物层120上的至少一个凹部130。因此，凹部130和凸部115一起改善光的外部提取效率。
作为替代方案，凸部115可利用衬底100A上的凹部替换。在此情况下，衬底110A上的凹部和第一氮化物层120上的凹部一起改善光效率。光可通过衬底100A上的凸部发散而通过凹部会聚。
在以上描述中，应理解当层(或膜)称为在另一层或者衬底‘上’时，其可以直接在另一层或者衬底上，或者也可存在中间层。此外，应理解当层称为在另一层‘下’时，其可以直接在另一层下，或者也可存在一个或多个中间层。此外，应理解当层称为在两层‘之间’时，其可以是两层之间唯一的层，或者也可存在一个或多个中间层。
虽然已经参考实施方案的大量说明性实施方案对实施方案进行了描述，但是本领域技术人员应理解可设计出各种其它改变和实施方案，其均落入本公开的精神和范围内。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，对象组合排列的组件和/或排列的各种变化和改变也是可能的。除了组件和/或排列的改变和变化之外，替代用途对于本领域技术人员也是显而易见的。
工业应用性
本发明实施方案可改善外部光提取效率。
本发明实施方案可改善量子效率而不使电性能劣化，例如增大半导体发光器件的操作电压和增加漏电流。

Claims (20)

1.一种半导体发光器件，包括：
具有凹部或凸部的第一导电半导体层；
在所述第一导电半导体层上的有源层；和
在所述有源层上的第二导电半导体层。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述凹部或凸部形成为具有预定曲率的半球形或透镜形。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，所述凹部或凸部的截面形成为圆形、多边形、不规则形和管形中的一种。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一导电半导体层包括：在所述有源层下方的第二氮化物层和在所述第二氮化物层下方的第一氮化物层；并且所述凹部或凸部在所述第一氮化物层的表面上形成为具有预定深度。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，包括在所述第一半导体层下方形成的未掺杂层、缓冲层和衬底中的至少其一，和在所述第二半导体层上形成的n型半导体层、透明电极、第二电极中的至少其一。
6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一导电半导体层包括多个n型半导体层和形成在所述n型半导体层的边界表面上的至少一个凹部或凸部。
7.根据权利要求1所述的半导体发光器件，包括：在所述第一导电半导体层下方的第一电极和在所述第二导电半导体层上的n型半导体层、反射电极层、导电支撑构件中的至少其一。
8.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述凹部或凸部包含导电或非导电材料。
9.根据权利要求1所述的半导体发光器件，包括：在所述第一导电半导体层上的第一电极和在所述第二导电半导体层上的第二电极，其中所述第一和第二电极通过倒装型方式接合。
10.一种半导体发光器件，包括：
多个n型半导体层；
在所述n型半导体层之间形成的多个凹透镜部或凸透镜部；
在所述n型半导体层上的有源层；和
在所述有源层上的至少一个导电半导体层。
11.根据权利要求10所述的半导体发光器件，包括：在所述n型半导体层下方的第一电极、在所述导电半导体层上的反射电极层、以及在所述反射电极层上的导电支撑构件，其中所述导电半导体层是p型半导体层。
12.根据权利要求10所述的半导体发光器件，其中所述n型半导体层包括：在表面上提供有凹透镜部或凸透镜部的第一氮化物层和在所述第一氮化物层上的第二氮化物层，其中所述凹透镜部或凸透镜部包含SiO2、ITO、Al2O3和Si中的至少其一。
13.根据权利要求10所述的半导体发光器件，其中所述n型半导体层包括在表面处提供有凹透镜部或凸透镜部的第一氮化物层和在所述第一氮化物层上的第二氮化物层，其中所述第一氮化物层的折射率小于所述第二氮化物层的折射率。
14.根据权利要求10所述的半导体发光器件，其中所述n型半导体层包括：在表面处提供有凹透镜部或凸透镜部并且包含Al的第一氮化物层；和在所述第一氮化物层上的第二氮化物层。
15.根据权利要求10所述的半导体发光器件，其中所述凹透镜部的高度为0.01-50μm、直径为0.01-1000μm。
16.根据权利要求10所述的半导体发光器件，其中所述n型半导体层包括：在表面处提供有凹透镜部或凸透镜部的第一氮化物层和在所述第一氮化物层上的第二氮化物层，其中所述第一氮化物层厚于所述第二氮化物层。
17.根据权利要求10所述的半导体发光器件，包括在所述n型半导体层下方并且在表面处提供有多个凹部或凸部的衬底。
18.一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括：
形成1n型氮化物层；
在所述1n型氮化物层的表面上形成凹透镜部或凸透镜部；
在所述1n型氮化物层上形成2n型氮化物层；
在所述2n型氮化物层上形成有源层；和
在所述有源层上形成至少一个导电半导体层。
19.根据权利要求18所述的方法，包括：
在所述导电半导体层上形成反射电极层；
在所述反射电极层上形成导电支撑构件；
在移除设置在所述1n型氮化物层下方的衬底之后，在所述1n型氮化物层下方形成第一电极。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述凹透镜部或凸透镜部形成为半球形并且包含导电或非导电材料。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479898A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 乐金显示有限公司 发光二极管和用于制造该发光二极管的方法
TWI449224B (zh) * 2011-02-25 2014-08-11 Univ Nat Chiao Tung 半導體發光元件
CN112397621A (zh) * 2020-10-30 2021-02-23 华灿光电(苏州）有限公司 紫外发光二极管的外延片及其制备方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2467911B (en) * 2009-02-16 2013-06-05 Rfmd Uk Ltd A semiconductor structure and a method of manufacture thereof
US20110017972A1 (en) * 2009-07-22 2011-01-27 Rfmd (Uk) Limited Light emitting structure with integral reverse voltage protection
KR101803569B1 (ko) * 2011-05-24 2017-12-28 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
FR2984769B1 (fr) * 2011-12-22 2014-03-07 Total Sa Procede de texturation de la surface d'un substrat de silicium, substrat structure et dispositif photovoltaique comportant un tel substrat structure
US9093420B2 (en) 2012-04-18 2015-07-28 Rf Micro Devices, Inc. Methods for fabricating high voltage field effect transistor finger terminations
US9124221B2 (en) 2012-07-16 2015-09-01 Rf Micro Devices, Inc. Wide bandwidth radio frequency amplier having dual gate transistors
US9147632B2 (en) 2012-08-24 2015-09-29 Rf Micro Devices, Inc. Semiconductor device having improved heat dissipation
US8988097B2 (en) 2012-08-24 2015-03-24 Rf Micro Devices, Inc. Method for on-wafer high voltage testing of semiconductor devices
US9142620B2 (en) 2012-08-24 2015-09-22 Rf Micro Devices, Inc. Power device packaging having backmetals couple the plurality of bond pads to the die backside
US9917080B2 (en) 2012-08-24 2018-03-13 Qorvo US. Inc. Semiconductor device with electrical overstress (EOS) protection
US9202874B2 (en) 2012-08-24 2015-12-01 Rf Micro Devices, Inc. Gallium nitride (GaN) device with leakage current-based over-voltage protection
US9070761B2 (en) 2012-08-27 2015-06-30 Rf Micro Devices, Inc. Field effect transistor (FET) having fingers with rippled edges
WO2014035794A1 (en) 2012-08-27 2014-03-06 Rf Micro Devices, Inc Lateral semiconductor device with vertical breakdown region
US9325281B2 (en) 2012-10-30 2016-04-26 Rf Micro Devices, Inc. Power amplifier controller
US9455327B2 (en) 2014-06-06 2016-09-27 Qorvo Us, Inc. Schottky gated transistor with interfacial layer
US9536803B2 (en) 2014-09-05 2017-01-03 Qorvo Us, Inc. Integrated power module with improved isolation and thermal conductivity
US10062684B2 (en) 2015-02-04 2018-08-28 Qorvo Us, Inc. Transition frequency multiplier semiconductor device
US10615158B2 (en) 2015-02-04 2020-04-07 Qorvo Us, Inc. Transition frequency multiplier semiconductor device
US10892381B2 (en) * 2018-02-28 2021-01-12 Sensor Electronic Technology, Inc. Semiconductor structure with layer having protrusions

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2273572B1 (en) 1998-03-12 2015-04-29 Nichia Corporation A nitride semiconductor device
WO2001041225A2 (en) * 1999-12-03 2001-06-07 Cree Lighting Company Enhanced light extraction in leds through the use of internal and external optical elements
WO2002064864A1 (fr) * 2001-02-14 2002-08-22 Toyoda Gosei Co., Ltd. Procede de production de cristal semi-conducteur et element lumineux semi-conducteur
KR100581831B1 (ko) * 2004-02-05 2006-05-23 엘지전자 주식회사 발광 다이오드
KR100568297B1 (ko) * 2004-03-30 2006-04-05 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
KR100616596B1 (ko) 2004-07-09 2006-08-28 삼성전기주식회사 질화물 반도체 소자 및 제조방법
KR20060038756A (ko) * 2004-11-01 2006-05-04 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
KR100657941B1 (ko) * 2004-12-31 2006-12-14 삼성전기주식회사 요철 구조를 포함하는 발광 소자 및 그 제조 방법
KR100631981B1 (ko) * 2005-04-07 2006-10-11 삼성전기주식회사 수직구조 ３족 질화물 발광 소자 및 그 제조 방법
KR100750932B1 (ko) * 2005-07-31 2007-08-22 삼성전자주식회사 기판 분해 방지막을 사용한 단결정 질화물계 반도체 성장및 이를 이용한 고품위 질화물계 발광소자 제작

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102479898A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 乐金显示有限公司 发光二极管和用于制造该发光二极管的方法
US8716692B2 (en) 2010-11-30 2014-05-06 Lg Display Co., Ltd. Light emitting diode and method for fabricating the same
CN102479898B (zh) * 2010-11-30 2014-08-13 乐金显示有限公司 发光二极管和用于制造该发光二极管的方法
US8889450B2 (en) 2010-11-30 2014-11-18 Lg Display Co., Ltd. Light emitting diode and method for fabricating the same
TWI449224B (zh) * 2011-02-25 2014-08-11 Univ Nat Chiao Tung 半導體發光元件
CN112397621A (zh) * 2020-10-30 2021-02-23 华灿光电(苏州）有限公司 紫外发光二极管的外延片及其制备方法
CN112397621B (zh) * 2020-10-30 2022-03-18 华灿光电(苏州）有限公司 紫外发光二极管的外延片及其制备方法

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Publication number Publication date
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