CN101820038B - 半导体发光器件、制造方法以及半导体发光器件封装件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体发光器件、制造该半导体发光器件的方法以及一种利用该半导体发光器件的半导体发光器件封装件。所述半导体发光器件具有顺序层叠的第一传导类型的半导体层、有源层、第二传导类型的半导体层、第二电极层、绝缘层、第一电极层和传导基底，其中，第二电极层在第二电极层和第二传导类型的半导体层之间的界面处具有暴露区域，第一电极层包括至少一个接触孔，所述至少一个接触孔电连接到第一传导类型的半导体层，与第二传导类型的半导体层和有源层电绝缘，并从第一电极层的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层的至少部分。

Description

半导体发光器件、制造方法以及半导体发光器件封装件

技术领域

本发明涉及一种半导体发光器件、一种制造该半导体发光器件的方法以及一种利用该半导体发光器件的半导体发光器件封装件，更具体地讲，本发明涉及这样一种半导体发光器件、一种制造该半导体发光器件的方法以及一种利用该半导体发光器件的半导体发光器件封装件，即，所述半导体发光器件通过利用面积小的电极来确保最大的发光面积以使发光效率最大化并执行均匀的电流扩展(current spreading)，并且确保低成本、高可靠性和高品质的大规模生产。

背景技术

半导体发光器件包含发光的材料。例如，发光二极管(LED)是利用与半导体结合的二极管、将电子和空穴结合产生的能量转换成光并发射光的器件。半导体发光器件被广泛地用作发光装置、显示装置和光源，并且已经加速了半导体发光器件的研发。

具体地讲，利用GaN基发光二极管的蜂窝电话键盘、侧取景器(sideviewer)和照相机闪速存储器的普遍应用有助于使用发光二极管的全面照明(general illumination)的积极发展，其中，近年来已经积极地开发并广泛地使用GaN基发光二极管。发光二极管的应用，如大尺寸TV的背光单元、车的前灯和全面照明，已经从小巧的便携式产品发展到具有高功率、高效率和高可靠性的大型产品。因此，需要一种具有对应产品所需的性能的光源。

通常，半导体结发光器件具有p型半导体和n型半导体相互结合的结构。在半导体结的结构中，可通过电子和空穴在两种类型的半导体相互结合的区域的复合来发射光。为了激活光发射，可在两个半导体之间形成有源层。根据半导体层的电极的位置，半导体结发光器件包括水平结构和垂直结构。所述垂直结构包括epi-up结构和倒装芯片(flip-chip)结构。如上所述，要认真地考虑根据单独产品的性能所需的半导体发光器件的结构性能。

图1A和图1B是示出了根据相关技术的水平发光器件的视图。图1C是示出了根据相关技术的垂直发光器件的剖视图。在下文中，为了便于解释，在图1A至图1C中，将假定n型半导体层与基底接触并且p型半导体层形成在有源层上来进行描述。

参照图1A，将首先描述具有epi-up结构的水平发光器件。在图1A中，将假定形成在最外侧边缘上的半导体层为p型半导体层来进行描述。半导体发光器件1包括非传导基底13、n型半导体层12、有源层11和p型半导体层10。n型电极15形成在n型半导体层12上，p型电极14形成在p型半导体层10上，并且n型电极15和p型电极14连接到外部电流源(未示出)，以将电压施加到半导体发光器件1。

当电压通过电极14和15被施加到半导体发光器件1时，电子从n型半导体层12移动，空穴从p型半导体层10移动。通过电子和空穴的复合来发射光。半导体发光器件1包括有源层11，并且从有源层11发射光。在有源层11中，激活了半导体发光器件1的光发射，从而发射光。为了进行电连接，n型电极和p型电极以最低的接触电阻分别位于n型半导体层12和p型半导体层10上。

电极的位置可根据基底的类型而改变。例如，当基底13是作为非传导基底的蓝宝石基底(sapphire substrate)时，n型半导体层12的电极可不形成在非传导基底13上，而是形成在n型半导体层12上。

因此，参照图1A，当n型电极15形成在n型半导体层12上时，要消耗形成在上侧的p型半导体层10和有源层12的一部分，从而形成欧姆接触。电极的形成导致半导体发光器件1的发光面积减小，因此，发光效率也降低。

在图1B中，示出了具有提高发光效率的结构的水平发光器件。图1B中示出的半导体发光器件为倒装芯片半导体发光器件2。基底23位于顶部。电极24和25分别与形成在传导基底28上的电极接触26和27接触。与电极24和25无关，从有源层21发射的光穿过基底23发射。因此，可以防止图1A所示的在半导体发光器件中导致的发光效率的降低。

然而，尽管倒装芯片发光器件2的发光效率高，但是发光器件2中的n型电极和p型电极需要设置在同一平面内并在半导体发光器件2中结合。在n型电极和p型电极结合之后，n型电极和p型电极可能会与电极接触26和27分开。因此，需要昂贵的精确的处理设备。这会导致制造成本增加、生产率降低、良率降低以及产品的可靠性降低。

为了解决包括上述问题的各种问题，出现了利用传导基底而不是非传导基底的垂直发光器件。图1C中示出的发光器件3是垂直发光器件。当使用传导基底33时，n型电极35可形成在基底33上。传导基底33可由导电材料(例如，Si)形成。通常，由于晶格失配难以在传导基底上形成半导体层。因此，通过利用易于半导体层生长的基底来使半导体层生长，然后在去除用于生长的基底之后，结合传导基底。

当去除非传导基底时，传导基底33形成在n型半导体层32上，从而发光器件3具有垂直结构。当使用传导基底33时，由于可通过传导基底33将电压施加到n型半导体层32，所以电极可形成在基底33上。因此，如图1C所示，n型电极35形成在传导基底33上，并且p型电极34形成在p型半导体层30上，从而可制造具有垂直结构的半导体发光器件。

然而，当制造具有大面积的高功率发光器件时，为了电流扩展，要求电极与基底的面积比高。因此，限制了光出射(extraction)，由于光学吸收而导致了光损失，降低了发光效率，并降低了产品的可靠性。

发明内容

本发明的方面提供了一种半导体发光器件，一种制造该半导体发光器件的方法以及一种利用该半导体发光器件的半导体发光器件封装件，其中，该半导体发光器件通过利用具有小面积的电极确保最大的发光面积以使发光效率最大化并执行均匀的电流扩展，并且确保低成本、高可靠性和高品质的大规模生产。

根据本发明的一方面，提供了一种半导体发光器件，所述半导体发光器件具有顺序层叠的第一传导类型的半导体层、有源层、第二传导类型的半导体层、第二电极层、绝缘层、第一电极层和传导基底，其中，第二电极层在第二电极层和第二传导类型的半导体层之间的界面处具有暴露区域，第一电极层包括至少一个接触孔，所述至少一个接触孔电连接到第一传导类型的半导体层，与第二传导类型的半导体层和有源层电绝缘，并从第一电极层的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层的至少一部分。

所述半导体发光器件还可包括形成在第二电极层的暴露区域处的电极焊盘单元。

第二电极层的暴露区域可为被穿过第一传导类型的半导体层、有源层和第二传导类型的半导体层形成的通孔暴露的区域。

通孔的直径可在从第二电极层向第一传导类型的半导体层的方向上增大。

绝缘层可形成在通孔的内表面上。

第二电极层的暴露区域可形成在半导体发光器件的边缘处。

第二电极层可反射从有源层产生的光。

第二电极层可包含从由Ag、Al和Pt组成的组中选择的一种金属。

不规则的图案可形成在第一传导类型的半导体层的表面上。

不规则的图案可具有光子晶体结构。

传导基底可包含从由Au、Ni、Cu和W组成的组中选择的一种金属。

传导基底可包含从由Si、Ge和GaAs构成的组中选择的一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括的步骤有：顺序地层叠第一传导类型的半导体层、有源层、第二传导类型的半导体层、第二电极层、绝缘层、第一电极层和传导基底；在第二电极层和第二传导类型的半导体层之间的界面处形成暴露区域；在第一电极层中形成至少一个接触孔，所述接触孔电连接到第一传导类型的半导体层，与第二传导类型的半导体层和有源层电绝缘，并从第一电极层的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层的至少一部分。

形成第二电极层的暴露区域的步骤可包括台面蚀刻第一传导类型的半导体层、有源层和第二传导类型的半导体层。

传导基底可通过电镀方法形成。传导基底可通过基底结合方法被层叠。

根据本发明的又一方面，提供了一种半导体发光器件封装件，所述半导体发光器件封装件包括：半导体发光器件封装件主体，具有在其上表面形成的凹进部分；第一引线框架和第二引线框架，安装到半导体发光器件封装件主体，暴露在所述凹进部分的下表面处，并相互分隔开预定的距离；半导体发光器件，安装到第一引线框架，其中，所述半导体发光器件具有顺序层叠的第一传导类型的半导体层、有源层、第二传导类型的半导体层、第二电极层、绝缘层、第一电极层和传导基底，第二电极层在第二电极层和第二传导类型的半导体层之间的界面处具有暴露区域，第一电极层包括至少一个接触孔，所述至少一个接触孔电连接到第一传导类型的半导体层，与第二传导类型的半导体层和有源层电绝缘，并从第一电极层的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层的至少一部分。

所述半导体发光器件还可包括形成在第二电极层的暴露区域处的电极焊盘单元，电极焊盘单元电连接到第二引线框架。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其它方面、特征和其它优点将会被更清楚地理解，其中：

图1A是示出了水平发光器件的剖视图；

图1B是示出了水平发光器件的剖视图；

图1C是示出了垂直发光器件的剖视图；

图2是示出了根据本发明示例性实施例的半导体发光器件的透视图；

图3是示出了图2中示出的半导体发光器件的平面图；

图4A是示出了沿线A-A′截取的图3中示出的半导体发光器件的剖视图；

图4B是示出了沿线B-B′截取的图3中示出的半导体发光器件的剖视图；

图4C是示出了沿线C-C′截取的图3中示出的半导体发光器件的剖视图；

图5是示出了根据本发明实施例的在其表面上形成有不规则图案的半导体发光器件中的光发射的视图；

图6是示出了在根据本发明另一实施例的半导体发光器件的边缘处暴露的第二电极层的视图；

图7是示出了根据本发明又一实施例的半导体发光器件封装件的剖视图；

图8是示出了发光表面的发光效率和电流密度之间的关系的曲线图。

具体实施方式

现在，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以很多不同的形式来实施，并不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开将是彻底的和完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。

图2是示出了根据本发明的示例性实施例的半导体发光器件的透视图。图3是示出了图2中示出的半导体发光器件的平面图。在下文中，将参照图2和图3进行描述。

根据本发明的示例性实施例的半导体发光器件100包括顺序层叠的第一传导类型的半导体层111、有源层112、第二传导类型的半导体层113、第二电极层120、第一绝缘层130、第一电极层140和传导基底150。这时，第二电极层120在第二电极层120和第二传导类型的半导体层113之间的界面处具有暴露区域。第一电极层140包括至少一个接触孔141。接触孔141电连接到第一传导类型的半导体层111，与第二传导类型的半导体层113和有源层112电绝缘，并从第一电极层140的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层111的至少一部分。

在半导体发光器件100中，第一传导类型的半导体层111、有源层112和第二传导类型的半导体层113执行光发射。在下文中，它们被称作发光叠层结构(lamination)110。即，半导体发光器件100包括发光叠层结构110、第一电极层140和第一绝缘层130。第一电极层140电连接到第一传导类型的半导体层111。第二电极层120电连接到第二传导类型的半导体层113。第一绝缘层130使电极层120和140相互电绝缘。另外，传导基底150被包括作为用于生长的基底或支撑半导体发光器件100的基底。

半导体层111和113中的每个可由半导体形成，如GaN基半导体、ZnO基半导体、GaAs基半导体、GaP基半导体和GaAsP基半导体。例如，可通过利用分子束外延(MBE)来形成半导体层。此外，半导体层中的每个可由如III-V半导体、II-VI半导体和Si的半导体中的任何一种形成。考虑到传导类型，通过利用适当杂质掺杂上述半导体来形成半导体层111和113中的每个。

有源层112是激活光发射的层。有源层112由能带间隙小于第一传导类型的半导体层111和第二传导类型的半导体层113中的每个半导体层的能带间隙的材料形成。例如，当第一传导类型的半导体层111和第二传导类型的半导体层113中的每个由GaN基化合物形成时，有源层112可通过利用能带间隙小于GaN的能带间隙的InAlGaN基化合物半导体形成。即，有源层112可包含In_xAl_yGa_(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)。

考虑到有源层112的性能，优选地，有源层112不掺杂杂质。可通过调整成分的摩尔比来控制发射的光的波长。因此，根据有源层112的性能，半导体发光器件100可发射红外光、可见光和UV光中的任何一种光。

为了将电压施加到相同传导类型的半导体层，形成电极层120和140中的每个。因此，考虑到导电性，电极层120和140可由金属形成。即，电极层120和140包括将半导体层111和113电连接到外部电流源(未示出)的电极。例如，电极层120和140可包含作为n型电极的Ti和作为p型电极的Pd或Au。

第一电极层140连接到第一传导类型的半导体层111，第二电极层120连接到第二传导类型的半导体层113。即，由于第一电极层140和第二电极层120连接到传导类型彼此不同的半导体层，所以第一电极层140和第二电极层120通过第一绝缘层130相互电隔离。优选地，第一绝缘层130由具有低导电率的材料形成。例如，第一绝缘层130可包含如SiO₂的氧化物。

优选地，第二电极层120反射从有源层112产生的光。由于第二电极层120位于有源层112下方，所以第二电极层120位于半导体发光器件100基于有源层112发光的方向的另一侧。从有源层112向第二电极层120行进的光在与半导体发光器件100发光的方向相反的方向上。因此，向第二电极层120行进的光需要被发射以提高发光效率。因此，当第二电极层120具有光反射率时，反射的光向发光表面行进，从而提高半导体发光器件100的发光效率。

为了反射从有源层112产生的光，优选地，第二电极层120由在可见射线区域中显示白色的金属形成。例如，白色金属可为Ag、Al和Pt中的任何一种金属。

第二电极层120在第二电极层120和第二传导类型的半导体层113之间的界面处包括暴露区域。第一电极层140的下表面与传导基底150接触，第一电极层140通过传导基底150电连接到外部电流源(未示出)。然而，第二电极层120需要单独的连接区域，以连接到外部电流源(未示出)。因此，第二电极层120包括通过部分蚀刻发光叠层结构110而暴露的区域。

在图2中，示出了通孔114的示例。通过蚀刻发光叠层结构110的中心以形成第二电极层120的暴露区域来形成通孔114。在第二电极层120的暴露区域上还可形成电极焊盘单元160。第二电极层120可通过其暴露区域电连接到外部电源(未示出)。这时，第二电极层120通过利用电极焊盘单元160电连接到外部电源(未示出)。第二电极层120可通过电线等电连接到外部电流源(未示出)。为了便于连接到外部电流源，优选地，通孔的直径从第二电极层向第一传导类型的半导体层增大。

通过选择性蚀刻形成通孔114。通常，仅蚀刻包括半导体的发光叠层结构110，而不蚀刻包含金属的第二电极层120。考虑到第二电极层120中的发光面积、电连接效率和电流扩展，本领域的技术人员可适当地确定通孔114的直径。

第一电极层140包括至少一个接触孔141。接触孔141电连接到第一传导类型的半导体层111，与第二传导类型的半导体层113和有源层112电绝缘，并延伸到第一传导类型的半导体层111的至少一部分。第一电极层140包括至少一个接触孔141，从而将第一传导类型的半导体层111连接到外部电流源(未示出)。接触孔141穿过第一电极层140和第二传导类型的半导体层113之间的第二电极层120、第二传导类型的半导体层113和有源层112形成，并延伸到第一传导类型的半导体层111。另外，接触孔141由电极材料形成。

当接触孔141仅用于电连接时，第一电极层140可包括一个接触孔141。然而，为了使传输到第一传导类型的半导体层111的电流均匀扩展，第一电极层140可包括在预定位置的多个接触孔141。

传导基底150被形成为与第一电极层140接触，并电连接到第一电极层140。传导基底150可为金属基底或半导体基底。当传导基底150由金属形成时，该金属可为Au、Ni、Cu和W中的任何一种金属。另外，当传导基底150为半导体基底时，半导体基底可由Si、Ge和GaAs中的任何一种形成。传导基底150可为生长基底。可选择地，传导基底150可为支撑基底。在使用非传导基底(如具有少的晶格失配的蓝宝石基底)作为生长基底并去除了非传导基底之后，结合支撑基底。

当传导基底150为支撑基底时，可通过利用电镀方法或基底结合方法来形成传导基底150。具体地讲，在半导体发光器件100中形成传导基底150的方法的示例可包括：电镀方法，形成电镀种子层以形成基底；基底结合方法，单独地制备传导基底150，然后通过利用导电粘合剂(如Au、Au-Sn和Pb-Sr)来结合传导基底150。

图3是示出了半导体发光器件100的平面图。通孔114形成在半导体发光器件100的上表面中，电极焊盘单元160位于第二电极层120的暴露区域处。另外，尽管在半导体发光器件100的上表面中未示出，但是为了显示接触孔141的位置，将接触孔141示出为虚线，以显示接触孔141的位置。第一绝缘层130可延伸并围绕接触孔141，使得接触孔141与第二电极层120、第二传导类型的半导体层113和有源层112电隔离。将参照图4B和图4C进行更详细地描述。

图4A是示出了沿线A-A′截取的图3中示出的半导体发光器件的剖视图。图4B是示出了沿线B-B′截取的图3中示出的半导体发光器件的剖视图。图4C是示出了沿线C-C′截取的图3中示出的半导体发光器件的剖视图。截取线A-A′以示出半导体发光器件100的剖视图。截取线B-B′以示出包括接触孔141和通孔114的剖视图。截取线C-C′以示出仅包括接触孔141的剖视图。在下文中，将参照图4A至图4C进行描述。

参照图4A，既没有示出接触孔141，也没有示出通孔114。由于接触孔141不是通过单独的连接线连接，而是通过第一电极层140被电连接，所以在图3的剖视图中未示出接触孔141。

参照图4B和图4C，接触孔141从第一电极层140和第二电极层120之间的界面延伸到第一传导类型的半导体层111的内部。接触孔141穿过第二传导类型的半导体层113和有源层112，并延伸到第一传导类型的半导体层111。接触孔141至少延伸到有源层112和第一传导类型的半导体层111之间的界面。优选地，接触孔141延伸到第一传导类型的半导体层111的部分。然而，接触孔141用于电连接和电流扩展。一旦接触孔141与第一传导类型的半导体层111接触，接触孔141就不需要延伸到第一传导类型的半导体层111的外表面。

接触孔141被形成为使电流在第一传导类型的半导体层111中扩展。因此，形成预定数量的接触孔141，并且接触孔141中的每个具有足够小的面积，以使电流在第一传导类型的半导体层111中均匀扩展。接触孔141的数量少，会由于执行电流扩展的难度而导致电学性能的劣化。接触孔141的数量多，会由于有源层面积的减少而导致难以形成接触孔141和发光面积的减少。因此，每个接触孔141被形成为具有尽可能小的面积并使电流均匀扩展。

接触孔141从第二电极层120延伸到第一传导类型的半导体层111的内部。由于接触孔141被形成为使电流在第一传导类型的半导体层中扩展，所以接触孔141需要与第二传导类型的半导体层113和有源层112电隔离。因此，优选地，接触孔141与第二电极层120、第二传导类型的半导体层113和有源层112电隔离。因此，第一绝缘层130可延伸同时围绕接触孔141。可通过利用绝缘材料(如电介质)来执行电隔离。

在图4B中，形成了第二电极层120的暴露区域，从而第二电极层120电连接到外部电流源(未示出)。电极焊盘单元160可位于暴露区域处。这时，第二绝缘层170可形成在通孔114的内表面上，从而发光叠层结构110和电极焊盘单元160可相互电隔离。

如图4A所示，由于第一电极层140和第二电极层120形成在同一平面内，所以半导体发光器件100具有水平半导体发光器件的性能。如图4B所示，由于电极焊盘单元160形成在第二电极层120的表面上，所以半导体发光器件100可具有垂直发光器件的性能。因此，半导体发光器件100具有集成了垂直结构和水平结构的结构。

在图4A至图4C中，第一传导类型的半导体层111可为n型半导体层，并且第一电极层140可为n型电极。在这种情况下，第二传导类型的半导体层113可为p型半导体层，并且第二电极层120可为p型电极。因此，由n型电极形成的第一电极层140和由p型电极形成的第二电极层120利用置于它们之间的第一绝缘层130可相互电绝缘。

图5是示出了根据本发明的示例性实施例的在其表面上形成有不规则图案的半导体发光器件中的光发射的视图。将省略对已经描述过的相同组件的描述。

在根据本发明的示例性实施例的半导体发光器件100中，第一传导类型的半导体层111形成在发射的光的行进方向上的最外侧边缘。因此，可通过利用已知的方法(如光刻法)容易在表面上形成不规则图案180。在这种情况下，从有源层112发射的光穿过形成在第一传导类型的半导体层111的表面上的不规则图案180，然后出射所述光。不规则图案180使得光出射效率提高。

不规则图案180可具有光子晶体结构。光子晶体包含具有不同折射率的介质并像晶体一样有规则地排列。光子晶体可通过以对应于光的波长的倍数的长度为单位控制光来提高光出射效率。

图6是示出了在根据本发明的另一示例性实施例的半导体发光器件的边缘处暴露的第二电极层的视图。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种制造半导体发光器件的方法。该方法包括：顺序地层叠第一传导类型的半导体层211、有源层212、第二传导类型的半导体层213、第二电极层220、绝缘层230、第一电极层240和传导基底250；在第二电极层220和第二传导类型的半导体层213之间的界面处形成暴露区域；在第二传导类型的半导体层213中形成至少一个接触孔241，所述接触孔241电连接到第一传导类型的半导体层211，与第二传导类型的半导体层213和有源层212电绝缘，并从第一电极层240的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层211的至少一部分。

这时，可通过在发光叠层结构210(参照图2)中形成通孔214来形成第二电极层220的暴露区域。可选择地，如图6所示，可通过台面蚀刻发光叠层结构210来形成第二电极层220的暴露区域。在这个实施例中，将省略对与已经参照图2描述过的实施例的组件相同的组件的描述。

参照图6，台面蚀刻半导体发光器件200的一个边缘。半导体发光器件200的该边缘被蚀刻以暴露在第二电极层220和第二传导类型的半导体层213之间的界面处的第二电极层220。第二电极层220的暴露区域形成在半导体发光器件200的该边缘处。在半导体发光器件200的边缘处形成暴露区域的过程比在上述的实施例中形成通孔的过程简单，并且前者的过程也使后续的电连接过程易于执行。

图7是示出了根据本发明的又一实施例的半导体发光器件封装件300的剖视图。半导体发光器件封装件300包括：半导体发光器件封装件主体360a、360b和360c，具有形成有凹进部分的上表面；第一引线框架370a和第二引线框架370b，安装到半导体发光器件封装件主体360a、360b和360c，暴露在所述凹进部分的下表面处，并相互隔开预定的距离；半导体发光器件310和320，安装到第一引线框架370a。半导体发光器件310和320是根据已经参照图2描述的本发明的示例性实施例的在其中心具有通孔的半导体发光器件。将省略对已经描述过的相同组件的描述。

半导体发光器件310和320包括发光单元310和传导基底320。发光单元310包括第一半导体层、第二半导体层、有源层和电极层。通孔形成在发光单元310中，半导体发光器件310和320还包括在暴露区域处的电极焊盘单元330。传导基底320电连接到第一引线框架370a，电极焊盘单元330通过电线340等电连接到第二引线框架370b。

半导体发光器件310和320通过引线键合340电连接到第二引线框架370b，其中，半导体发光器件310和320并没有安装到第二引线框架370b。因此，半导体发光器件可获得高的发光效率并具有垂直结构。如图7所示，半导体发光器件通过芯片键合(die bonding)安装到引线框架370a并通过引线键合安装到引线框架370b。因此，可以以相对低的成本来执行该过程。

图8是示出了发光表面的发光效率和电流密度之间的关系的曲线图。当电流密度为大约10A/cm²或更大时，如果电流密度低，则发光效率高，如果电流密度高，则发光效率低。

电流密度和发光效率之间的关系以及发光面积用数字示出在表1中。

表1

发光面积(cm2)	电流密度(A/cm2)	发光效率(1m/W)	改善(％)
				0.0056	62.5	46.9	100
0.0070	50.0	51.5	110
				0.0075	46.7	52.9	113
0.0080	43.8	54.1	115

参照图8和表1，随着发光面积的增大，发光效率提高。然而，为了确保发光面积，分布电极的面积需要减小，这样会降低发光表面的电流密度。发光表面的电流密度的减小会劣化半导体发光器件的电学性能。

然而，根据本发明的实施例，这个问题可通过利用接触孔确保电流扩展来解决。因此，可通过利用在半导体发光器件中形成接触孔的方法来防止由于电流密度的减小而导致的电学性能的劣化，其中，所述接触孔不延伸到电流扩展的发光表面，而是形成在其中。因此，根据本发明实施例的半导体发光器件执行期望的电流扩展，并确保最大的发光面积以获得期望的发光效率。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，半导体发光器件可防止发射的光被电极反射或吸收，并通过除了电极的部分之外，在有源层的下方形成位于发光方向的半导体层的电极来确保最大的发光面积，从而使发光效率最大化。

另外，在电极中形成至少一个接触孔，以平稳地执行电流扩展，从而可利用具有小面积的电极来执行均匀的电流扩展。

此外，由于通孔形成在半导体发光器件的上表面上，所以在芯片键合过程中不需要排列，并且容易执行引线键合。另外，由于半导体发光器件具有垂直结构，所以当制造封装件时可一起使用可以以低成本执行的引线键合和芯片键合。因此，可以以低成本来实现大规模生产。

因此，根据本发明的实施例，可以以低成本来实现具有高可靠性和高品质的发光器件的大规模生产。

尽管已经结合示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该清楚，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出修改和改变。

Claims (17)

1.一种半导体发光器件，所述半导体发光器件具有顺序层叠的第一传导类型的半导体层、有源层、第二传导类型的半导体层、第二电极层、绝缘层、第一电极层和传导基底，

其中，第二电极层在第二电极层和第二传导类型的半导体层之间的界面处具有暴露区域，

第一电极层包括至少一个接触孔，所述至少一个接触孔电连接到第一传导类型的半导体层，与第二传导类型的半导体层和有源层电绝缘，并从第一电极层的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，所述半导体发光器件还包括形成在第二电极层的暴露区域处的电极焊盘单元。

3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，第二电极层的暴露区域为被穿过第一传导类型的半导体层、有源层和第二传导类型的半导体层形成的通孔暴露的区域。

4.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中，通孔的直径在从第二电极层向第一传导类型的半导体层的方向上增大。

5.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中，绝缘层形成在通孔的内表面上。

6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，第二电极层的暴露区域形成在半导体发光器件的边缘处。

7.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，第二电极层反射从有源层产生的光。

8.根据权利要求7所述的半导体发光器件，其中，第二电极层包含从由Ag、Al和Pt组成的组中选择的一种金属。

9.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，光子晶体形成在第一传导类型的半导体层的表面上。

10.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，传导基底包含从由Au、Ni、Cu和W组成的组中选择的一种金属。

11.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，传导基底包含从由Si、Ge和GaAs构成的组中选择的一种。

12.一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括以下步骤：

顺序地层叠第一传导类型的半导体层、有源层、第二传导类型的半导体层、第二电极层、绝缘层、第一电极层和传导基底；

在第二电极层和第二传导类型的半导体层之间的界面处形成暴露区域；

在第一电极层中形成至少一个接触孔，所述接触孔电连接到第一传导类型的半导体层，与第二传导类型的半导体层和有源层电绝缘，并从第一电极层的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层的至少一部分。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，形成第二电极层的暴露区域的步骤包括台面蚀刻第一传导类型的半导体层、有源层和第二传导类型的半导体层。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，传导基底通过电镀方法形成。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，传导基底通过基底结合方法被层叠。

16.一种半导体发光器件封装件，所述半导体发光器件封装件包括：

半导体发光器件封装件主体，具有在其上表面形成的凹进部分；

第一引线框架和第二引线框架，安装到半导体发光器件封装件主体，暴露在所述凹进部分的下表面处，并相互分隔开预定的距离；

半导体发光器件，安装到第一引线框架，

其中，所述半导体发光器件具有顺序层叠的第一传导类型的半导体层、有源层、第二传导类型的半导体层、第二电极层、绝缘层、第一电极层和传导基底，

第二电极层在第二电极层和第二传导类型的半导体层之间的界面处具有暴露区域，

第一电极层包括至少一个接触孔，所述至少一个接触孔电连接到第一传导类型的半导体层，与第二传导类型的半导体层和有源层电绝缘，并从第一电极层的一个表面延伸到第一传导类型的半导体层的至少一部分。

17.根据权利要求16所述的半导体发光器件封装件，其中，所述半导体发光器件还包括形成在第二电极层的暴露区域处的电极焊盘单元，

电极焊盘单元电连接到第二引线框架。

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