CN101771123B - 半导体发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体发光器件。所述半导体发光器件包括：包括第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的多个化合物半导体层、以及具有包括蓝宝石材料的粗糙结构的多个化合物半导体层的层。

Description

半导体发光器件
技术领域
本发明涉及半导体发光器件。
背景技术
III-V族氮化物半导体已经用于各种光学器件，包括蓝色/绿色发光二极管(LED)、高速开关器件例如金属半导体场效应晶体管(MOSFET)和异质结场效应晶体管(HEMT)，以及作为用于照明和显示器的光源等。具体地，使用III族氮化物半导体的发光器件可实现高效发光，具有对应于从可见光至紫外线区域的直接跃迁型带隙。
氮化物半导体主要用作发光二极管(LED)和激光二极管(LD)，对于改善制造工艺和光效率的研究在持续进行中。
发明内容
实施方案提供一种半导体发光器件，包括：在导电半导体层上的蓝宝石(Al2O3)材料的粗糙结构。
实施方案提供一种半导体发光器件，包括：在透明电极层上的蓝宝石(Al2O3)材料的粗糙结构。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，包括：包括第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的多个化合物半导体层；和包括粗糙结构的多个化合物半导体层的层，所述粗糙结构包括蓝宝石材料。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，包括：衬底；在衬底上的多个化合物半导体层，其中所述多个化合物半导体层包括第一导电半导体层、在第一导电半导体层上的有源层、以及在有源层上的第二导电半导体层；电连接至第一导电半导体层的第一电极；电连接至第二导电半导体层的第二电极；和在第二导电半导体层上的包括蓝宝石材料的第一粗糙结构。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，包括：第一导电半导体层；在第一导电半导体层上的第一电极；在第一导电半导体层下的有源层；在有源层下的第二导电半导体层；在第二导电半导体下的第二电极层；和在第二电极层和第二导电半导体之间的包括蓝宝石材料的第一粗糙结构。
在附图和以下的详述中阐述一个或多个实施方案的细节。通过说明书和附图以及通过权利要求使得其它特征可变得显而易见。
附图说明
图1是说明根据第一实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。
图2～6是说明制造图1的半导体发光器件的方法的视图。
图7是说明根据第二实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。
图8是说明根据第三实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。
图9是说明根据第四实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。
图10是说明根据第五实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。
具体实施方式
现在将详细说明本公开的实施方案，其实例示于附图中。
在实施方案的描述中，应理解，当层(或膜)、区域、图案或者结构称为在另一层(或膜)、区域、垫或者图案‘上’或者‘下’时，表述‘上’和‘下’包括‘直接’和‘间接’两种含义。此外，可在附图的基础上参考关于每层的‘上’和‘下’。而且，附图中各层的厚度是示例性的，并不限于此。各实施方案的技术特征不限于所述实施方案并且可选择性地应用于其它的实施方案。
图1是说明根据第一实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。
参考图1，半导体发光器件100包括：衬底110、缓冲层120、未掺杂的半导体层130、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160、透明电极层170和粗糙结构180。
半导体发光器件100包括：包括多个例如III-V族元素的化合物半导体层的发光二极管(LED)。LED可为UV LED，或者发射蓝色光、绿色光或者红色光的彩色LED。在实施方案的技术范围内，可在各种半导体中实现所述LED的发射的光。
衬底110可由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP和Ge中的至少一种形成。衬底110可为具有导电或者绝缘特性的衬底。在衬底110上/下可形成粗糙结构图案。粗糙结构图案可具有条形、透镜形、柱形和角状物结构中的任意一种。
在衬底110上设置缓冲层120。缓冲层120可减小GaN材料和衬底材料之间的晶格失配，并且可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的至少一种形成。包括II～VI族元素的化合物半导体层(例如ZnO)的另一缓冲层可在衬底110上形成为层图案或者多重图案，但是不限于此。
在缓冲层120上设置未掺杂的半导体层130。未掺杂的半导体层130可由不包括第一导电掺杂剂或者第二导电掺杂剂的未掺杂的GaN基半导体形成。缓冲层120和/或未掺杂的半导体层130可不形成，或者从最终器件中移除和除去。
在缓冲层120和/或未掺杂的半导体层130上可设置包括多个化合物半导体层的发光结构165。发光结构165包括：使用III-V族元素化合物半导体的第一导电半导体层140、有源层150和第二导电半导体层160的堆叠结构。
第一导电半导体层140可选自掺杂有第一导电掺杂剂的III-V族元素化合物半导体(例如，GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP)。当第一导电半导体为N-型半导体时，第一导电掺杂剂包括N-型掺杂剂，例如Si、Ge、Sn、Se和Te。第一导电半导体层140可形成为单层或者多层，但是不限于此。
有源层150在第一导电半导体层140上形成为单量子阱结构或者多量子阱结构。有源层150可包括使用III-V族元素化合物半导体材料重复堆叠的例如InGaN阱层/GaN势垒层的循环。在有源层150上和/或下可设置导电覆层。导电覆层可由AlGaN基半导体形成。
在有源层150上设置第二导电半导体层160。第二导电半导体层160可选自掺杂有第二导电掺杂剂的III-V族元素化合物半导体，其可包括例如，GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP。当第二导电半导体是P-型半导体时，第二导电掺杂剂包括P-型掺杂剂例如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。第二导电半导体层160可形成为单层或者多层，但是不限于此。
发光结构165可包括：在第二导电半导体层160上的第三导电半导体层(未显示)，即N型半导体层或者P型半导体层。而且，可以以P型半导体层实现第一导电半导体层140，可以以N型半导体层实现第二导电半导体层160。因此，发光结构165可包括N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和P-N-P结结构中的至少一种。
在第二导电半导体层160或者第三导电半导体层上可设置透明电极层170。透明电极层170可选自以下材料：ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、IZTO(氧化铟锌锡)、IAZO(氧化铟铝锌)、IGZO(氧化铟镓锌)、IGTO(氧化铟镓锡)、AZO(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Ni/Au、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO及其它金属氧化物。
欧姆接触层(未显示)可在第二导电半导体层160上设置为层图案或者多重图案。欧姆接触层可由形成透明电极层170的材料中的任何材料形成。
在透明电极层170上形成粗糙结构180。粗糙结构180可包括蓝宝石(Al2O3)例如蓝宝石粉末和去离子(DI)水作为主要材料。
粗糙结构180可在透明电极层170的表面上沉积为不平坦的、多重突起的、突起纹理的或者随机的图案。粗糙结构180可具有随机的尺寸和形状。粗糙结构180可由不规则间隔和不连续的图案形成。粗糙结构180可形成为具有规则的间隔。
在第一导电半导体层140上设置第一电极191。第一电极191可由Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag、Au及其合金中的至少一种形成。
在第二导电半导体层160和/或透明电极层170上设置第二电极193。第二电极193可直接接触第二导电半导体层160和/或透明电极层170。第二电极193可设置为特定的分支图案，但是不限于此。第二电极193可由Ag、Ag合金、Ni、Al、Al合金、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其合金中的至少一种形成。
第二电极193的一部分可在粗糙结构180上形成。第二电极193可直接接触粗糙结构180的一部分，但是不限于此。
发光结构165上的粗糙结构180可改善外部量子效率。此处，GaN基半导体层(例如第二导电半导体层)的折射率是约2.4。当透明电极层170由例如ITO形成时，其折射率为约2.1～约1.17。透明电极层170在约400nm～约800nm的波段中的折射率为约1.8～约2.1。包括蓝宝石材料的粗糙结构180的折射率可为约1.76。以上描述折射率作为示例性的，并不限于此。
在一个实施方案中，可以按照第二导电半导体层160、透明电极层170和粗糙结构180的折射率的降序来设置它们。由有源层150发出的光通过第二导电半导体层160和透明电极层170和/或粗糙结构180发射至外部。在这种情况下，透过透明电极层170的光的临界角在透明电极层170和粗糙结构之间的界面处发生变化，由此改善光提取效率。光可通过透明电极层170发出或者可通过粗糙结构180扩散。
第一电极191可形成为预定形状和图案，但是不限于此。第一电极191可用作电极垫，并且可由Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag及其合金中的至少一种形成，但是不限于此。
图2～6是说明制造图1的半导体发光器件的方法的视图。
参考图2，将衬底110装载至生长设备，并且在衬底110上形成II～VI族元素化合物半导体层。
衬底110可由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP和Ge中的至少一种形成。衬底110可为具有导电或者绝缘特性的衬底。
在衬底110上生长氮化物半导体。生长设备可包括电子束蒸发设备、物理气相沉积(PVD)设备、化学气相沉积(CVD)设备、等离子体激光沉积(PLD)设备、双型热蒸发设备、溅射设备和金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备，但是不限于所述设备。
在衬底110上形成缓冲层120。缓冲层120可由III-V族元素化合物半导体中的至少一种形成，例如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN。作为缓冲层120，II～VI族元素的化合物半导体例如氧化物材料如ZnO可形成为层或多重图案。
在缓冲层120上形成未掺杂的半导体层130。未掺杂的半导体层130可由未掺杂的GaN基半导体形成。缓冲层120和/或未掺杂的半导体层130可不形成，或者可以从最终器件中移除和除去。
在缓冲层120和/或未掺杂的半导体层130上可形成包括多个化合物半导体层的发光结构165。发光结构165包括：使用III-V族元素化合物半导体的第一导电半导体层140、有源层150和第二导电半导体层160的堆叠结构。
第一导电半导体层140可选自III-V族元素化合物半导体，例如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP。第一导电半导体层140掺杂有第一导电掺杂剂。当第一导电半导体为N-型半导体时，第一导电掺杂剂包括N-型掺杂剂，例如Si、Ge、Sn、Se和Te。第一导电半导体层140可形成为单层或者多层，但是不限于此。
有源层150在第一导电半导体层140上形成为单量子阱结构或者多量子阱结构。有源层150可包括使用III-V族元素的化合物半导体材料周期性堆叠的例如InGaN/GaN或者InGaN/InGaN的阱层/势垒层的循环，但是不限于此。可在有源层150上和/或下形成导电覆层。导电覆层可由AlGaN-基半导体形成。
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可选自掺杂有第二导电掺杂剂的III-V族元素化合物半导体，可包括例如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和AlGaInP。当第二导电半导体是P-型半导体时，第二导电掺杂剂包括P-型掺杂剂例如Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。第二导电半导体层160可形成为单层或者多层，但是不限于此。
发光结构165可包括：在第二导电半导体层160上的第三导电半导体层(未显示)，即N型半导体层或者P型半导体层。而且，可以以P型半导体层实现第一导电半导体层140，可以以N型半导体层实现第二导电半导体层160。因此，发光结构165可包括N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和P-N-P结结构中的至少一种。
参考图3，在第二导电半导体层160或者第三导电半导体层上可形成透明电极层170。透明电极层170可选自以下材料：ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、IZTO(氧化铟锌锡)、IAZO(氧化铟铝锌)、IGZO(氧化铟镓锌)、IGTO(氧化铟镓锡)、AZO(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Ni/Au、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO及其它金属氧化物。
欧姆接触层(未显示)可在第二导电半导体层160上形成为层或者多重图案。欧姆接触层可由形成透明电极层170的材料中的任何材料形成。
参考图4，在透明电极层170上形成粗糙结构180。粗糙结构180可包括蓝宝石(Al2O3)例如蓝宝石粉末和DI水作为主要材料。
通过旋涂方法在透明电极层170的表面上沉积蓝宝石粉末和DI水混合的溶液来形成粗糙结构180。在透明电极层170上沉积粗糙结构180之后，在预定温度(例如，约500℃～约600℃)下实施烘焙工艺。
粗糙结构180可在透明电极层170的表面上沉积为不平坦的、多重突起的、突起纹理的或者随机的图案。粗糙结构180可具有随机的尺寸和形状。粗糙结构180可形成为具有规则或者不规则的间隔。
参考图5，如果在透明电极层170上形成粗糙结构180，则实施台面蚀刻以暴露出第一导电半导体层140的一部分。
第二电极孔175可在透明电极层170中形成，或者可不形成。
参考图6，在第一导电半导体层140上形成第一电极191，在透明电极层170和/或第二导电半导体层160上形成第二电极193。第二电极193可直接或者间接接触第二导电半导体。
包含于透明层170中的ITO的折射率为约2.1～约1.17，但是在约400nm～约800nm的波段中的折射率为约1.8～约2.1。包括蓝宝石的粗糙结构180的折射率可为约1.76。以上描述的折射率为示例性的，并不限于此。
第二导电半导体层160、透明电极层170和粗糙结构180的折射率按照降序设置，以有利于发光。因此，由有源层150发出的光可通过第二导电半导体层160和透明电极层170和/或粗糙结构180发射至外部。在这种情况下，透过透明电极层170的光的临界角在透明电极层170和粗糙结构180之间的界面处发生变化，由此改善光提取效率。光可通过透明电极层170发出或者可通过粗糙结构180扩散。
图7是说明根据第二实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。为说明第二实施方案，通过参考第一实施方案省略与第一实施方案相同的部分的详细描述。
参考图7，半导体发光器件101包括：衬底110、缓冲层120、未掺杂的半导体层130、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160和粗糙结构180。
在第二导电半导体层160上设置粗糙结构180。通过旋涂方法在第二导电半导体层160的表面上沉积蓝宝石粉末和DI水的特定比例的混合溶液来形成粗糙结构。然后，通过烘焙工艺在预定温度(例如，约500℃～约600℃)下处理粗糙结构180。
粗糙结构180可在透明电极层170的表面上沉积为不平坦的、多重突起的、突起纹理的或者随机图案的。粗糙结构180可具有随机的尺寸和形状。粗糙结构180可形成为具有规则或者不规则的间隔。
以下，将参考第一实施方案描述形成粗糙结构180的方法。
此处，在第二导电半导体层160上可形成N型半导体(未显示)作为第三导电半导体层。在这种情况下，在第三导电半导体层上可形成粗糙结构180。
由于GaN基半导体层(例如，第二导电半导体层)的折射率是约2.4，包括蓝宝石材料的粗糙结构的折射率是约1.76，所以通过第二导电半导体层160和粗糙结构180的折射率之间的差异可容易地发出光。即，从有源层150发射的光可通过第二导电半导体层160和/或粗糙结构180发出。光的临界角在第二导电半导体层160和粗糙结构180之间的界面处发生变化，由此改善光提取效率。
半导体发光器件101可通过在发光结构165上使用蓝宝石材料形成粗糙结构180减小其全部内反射比例和增加其提取效率。
图8是说明根据第三实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。为说明第三实施方案，通过参考第一实施方案可省略与第一实施方案相同的部分的详细描述。
参考图8，半导体发光器件102包括：衬底110、第一粗糙结构181、缓冲层120、未掺杂的半导体层130、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160和第二粗糙结构182。
可通过利用旋涂方法在衬底110上沉积蓝宝石粉末和DI水的混合溶液并且在预定温度下实施烘焙工艺来形成第一粗糙结构181。将参考第一实施方案描述形成第一粗糙结构181的方法。
第一粗糙结构181可在衬底110上沉积为不平坦的、多重突起的、突起纹理的或者随机的图案。第一粗糙结构181可具有随机的尺寸和形状。粗糙结构181和182可形成为具有规则的或者不规则的间隔。
在第二导电半导体层160上形成第二粗糙结构182。第二粗糙结构182可使用蓝宝石材料在第二导电半导体层160上形成。将参考第一实施方案描述形成第二粗糙结构182的方法。
可在衬底110、缓冲层120和未掺杂的半导体层130中的至少一个上形成第二粗糙结构182，但是不限于此。而且，第二粗糙结构182可由与蓝宝石材料不同的材料形成，并且可在实施方案的技术范围内进行改变。
可在第二导电半导体层160上设置第三导电半导体层(未显示)和/或透明电极层(未显示)。在这种情况下，可在第三导电半导体层或者透明电极层上设置第二粗糙结构182。可在发光结构165上设置第二粗糙结构182。
在半导体发光器件102中，在发光结构165上/下的第一粗糙结构181和第二粗糙结构182可改变光的临界角，或者可散射光，由此改善外部量子效率。
图9是说明根据第四实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。为说明第四实施方案，通过参考第一实施方案省略与第一实施方案相同的部分的详细描述。
参考图9，半导体发光器件103包括：发光结构165、粗糙结构183、第一电极191、第二电极层203和导电支撑构件201。
第二电极层203可在发光结构165的第二导电半导体层160下形成，并且可起到反射电极的功能。
第二电极层203可在图3的第二导电半导体层160上形成，或者可在图4的粗糙结构180和第二导电半导体层160上设置。
在第二导电半导体层130和电极层150之间形成层或者多个图案，其中所述层或所述多个图案包括SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2、ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO、GZO、IrOx和RuOx中的至少一种。
第二电极层203可用作反射电极层、欧姆接触层和粘附层中的至少一种。第二电极层203可包括金属材料和氧化物材料中的至少一种。反射电极层可包括Ag、Ag合金、Ni、Al、Al合金、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其合金中的至少一种，但是不限于此。欧姆接触层可包括选自ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、IZTO(氧化铟锌锡)、IAZO(氧化铟铝锌)、IGZO(氧化铟镓锌)、IGTO(氧化铟镓锡)、AZO(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、GZO(氧化镓锌)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Ni、Au、Rh和Pd中的至少一种。粘附层可包括选自Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少一种。第二电极层203可包括籽金属(seed metal)。
在第二电极层203和第二导电半导体层160之间可设置欧姆接触层(未显示)。欧姆接触层可形成为层或者多重图案。欧姆接触层可包括选自Ni、Pd、Pt、ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、IZTO(氧化铟锌锡)、IAZO(氧化铟铝锌)、IGZO(氧化铟镓锌)、IGTO(氧化铟镓锡)、AZO(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、GZO(氧化镓锌)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种。在粗糙结构183和/或第一导电半导体层140上可形成第一电极191。在第二电极层203下可形成导电支撑构件201。导电支撑构件201可通过镀敷工艺形成，并且可使用Cu、Au、Ni、Mo、Cu-W、载体晶片例如Si、Ge、GaAs、ZnO、SiGe、GaN和SiC来实施。导电支撑构件201可通过电镀工艺形成，或者为片形，但是不限于此。导电支撑构件201的厚度为约30μm～约150μm，但是不限于此。导电支撑构件201起到芯片的基础衬底的作用。
导电支撑构件201和第二电极层203可形成为具有特定厚度的一层，但是不限于此。
此处，如果第二电极层203和导电支撑构件201在发光结构165上形成，则导电支撑构件201位于底层。图2的衬底110可通过物理和/或化学方法移除。在物理移除方法的情况下，在衬底(图2中的110)上辐照具有特定波长范围的激光，以通过激光剥离(LLO)工艺将衬底(图2的110)分离。在化学移除方法的情况下，通过使用湿的蚀刻剂移除衬底和第一导电半导体层140之间的其它半导体层(例如缓冲层)，可将衬底分离。未掺杂的半导体层(图2中的130)可通过蚀刻移除，或者与缓冲层一起移除。
可对移除衬底(图2中的110)的第一导电半导体层140的表面实施利用感应耦合等离子体/反应性离子蚀刻(ICP/RIE)的抛光工艺。
可在第一导电半导体层140上形成第一电极191和粗糙结构183。粗糙结构183可由蓝宝石材料形成。粗糙结构183可使用蓝宝石粉末和DI水的混合溶液在第一导电半导体层140上形成为粗糙结构图案。形成第一粗糙结构的方法以及第一粗糙结构的形状的描述可参考第一实施方案。
第一电极191可在第一导电半导体层140的上表面上形成为特定图案，并且可包括电流扩散结构。
粗糙结构图案可通过将第一导电半导体层140的上表面蚀刻为不平坦的图案来形成，但是不限于此。
在一个实施方案中，在形成第一电极之后/之前可实施台面蚀刻。在台面蚀刻之后，通过芯片单元实施断裂工艺。
在第四实施方案中，在第二电极层203和第二导电半导体层160之间可形成例如包括蓝宝石材料的粗糙结构。粗糙结构可通过利用旋涂方法在第二导电半导体层160上沉积蓝宝石粉末和DI水的混合溶液来形成(参考图4)。其详细描述可参考第一实施方案。
图10是说明根据第五实施方案的半导体发光器件的侧面剖视图。为说明第五实施方案，通过参考第一实施方案省略与第五实施方案相同的部分的详细描述。
参考图10，半导体发光器件104包括：发光结构165、第一粗糙结构184、第二粗糙结构185、第一电极191、第二电极层203和导电支撑构件201。
在发光结构165和第二电极层203之间形成第一粗糙结构184。在第一导电半导体层140上形成第二粗糙结构185。第一和第二粗糙结构184和185可由蓝宝石材料形成。第一和第二粗糙结构184和185可使用蓝宝石粉末和DI水的混合溶液形成为具有粗糙结构图案。形成第一粗糙结构的方法以及第一粗糙结构的形状的描述可参考第一实施方案。
第一电极191可在第一导电半导体层140的上表面上形成为特定图案，并且可包括电流扩散结构。
所述实施方案的特征可选择性地应用于其它实施方案而不限于各个实施方案。这些实施方案可改善半导体发光器件例如LED的发光效率。
在本说明书中对″一个实施方案″、″实施方案″、″示例性实施方案″等的任何引用，表示与实施方案相关描述的具体的特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施方案中。在说明书不同地方出现的这些措词不必都涉及相同的实施方案。此外，当结合任何实施方案描述具体的特征、结构或特性时，认为关于其它实施方案实现这种特征、结构或特性均在本领域技术人员的范围之内。
虽然已经参考大量说明性实施方案描述了实施方案，但是应理解本领域技术人员可设计很多的其它改变和实施方案，这些也将落入本公开的原理的精神和范围内。更具体地，在公开、附图和所附的权利要求的范围内，在本发明主题组合排列的构件和/或结构中可能具有各种的变化和改变。除构件和/或结构的变化和改变之外，对本领域技术人员而言，可替代的用途也会是显而易见的。

Claims (14)

1.一种半导体发光器件，包括：
衬底，
在所述衬底上的发光结构，其中所述发光结构包括在所述衬底上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；
电连接至所述第一导电半导体层上的第一电极；
在所述第二导电半导体层上的具有第二电极孔的透明电极层；
第二电极，其形成在所述透明电极层上并且通过所述透明电极层的第二电极孔直接接触所述第二导电半导体层；和
在所述透明电极层上的包括蓝宝石材料的第一粗糙结构。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述发光结构包括：在所述第二导电半导体层和所述第一粗糙结构之间的N型半导体层。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一粗糙结构包括不平坦的、多重突起的、突起纹理的和随机的图案中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一粗糙结构在所述透明电极层上直接形成。
5.根据权利要求1或4所述的半导体发光器件，其中所述第一粗糙结构的一部分在所述第二电极下形成。
6.根据权利要求5所述的半导体发光器件，其中所述第二电极直接接触所述第一粗糙结构和所述透明电极层。
7.根据权利要求1所述的半导体发光器件，包括：在所述衬底和所述第一导电半导体层之间的使用II～VI族元素化合物半导体的缓冲层和/或未掺杂的半导体层。
8.根据权利要求7所述的半导体发光器件，包括：在所述衬底、所述缓冲层和所述未掺杂的半导体层中的至少一个上形成的包括蓝宝石材料的第二粗糙结构。
9.根据权利要求1或4所述的半导体发光器件，其中所述第一粗糙结构的折射率小于所述透明电极层的折射率。
10.根据权利要求1或4所述的半导体发光器件，其中所述第一粗糙结构由不规则间隔和不连续的图案形成。
11.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其中在所述衬底上形成粗糙结构图案。
12.一种半导体发光器件，包括：
第一导电半导体层；
在所述第一导电半导体层上的第一电极；
在所述第一导电半导体层下的有源层；
在所述有源层下的第二导电半导体层；
在第二导电半导体下的第二电极层；
在所述第二电极层下形成的导电支撑构件；
在所述第二电极层和所述第二导电半导体之间的包括蓝宝石材料的第一粗糙结构；和
在所述第一导电半导体层上形成的并且由蓝宝石材料形成的第二粗糙结构，
其中所述第二电极层包括反射电极层。
13.根据权利要求12所述的半导体发光器件，其中所述第一导电半导体层包括使用III-V族元素的N型半导体层，所述第二导电半导体层包括使用III-V族元素的P型半导体层。
14.根据权利要求12所述的半导体发光器件，其中所述第二电极层包括ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、IZTO(氧化铟锌锡)、IAZO(氧化铟铝锌)、IGZO(氧化铟镓锌)、IGTO(氧化铟镓锡)、AZO(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、GZO(氧化镓锌)、IrOx、RuOx、RuOX/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Rh、Pd、Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少一种。
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