CN101840982A - 半导体发光器件及其制造方法 - Google Patents
半导体发光器件及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101840982A CN101840982A CN201010121566A CN201010121566A CN101840982A CN 101840982 A CN101840982 A CN 101840982A CN 201010121566 A CN201010121566 A CN 201010121566A CN 201010121566 A CN201010121566 A CN 201010121566A CN 101840982 A CN101840982 A CN 101840982A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- conductive semiconductor
- layer
- patterning
- coarse structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 142
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 30
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 12
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- GVFOJDIFWSDNOY-UHFFFAOYSA-N antimony tin Chemical compound [Sn].[Sb] GVFOJDIFWSDNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N gallium tin Chemical compound [Ga].[Sn] YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) tin(4+) Chemical compound [O-2].[Zn+2].[Sn+4].[In+3] TYHJXGDMRRJCRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 19
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
- G09B19/06—Foreign languages
- G09B19/08—Printed or written appliances, e.g. text books, bilingual letter assemblies, charts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D1/00—Books or other bound products
- B42D1/001—Books or other bound products with at least two separate sets of sheets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D1/00—Books or other bound products
- B42D1/009—Books or other bound products characterised by printed matter not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D15/00—Printed matter of special format or style not otherwise provided for
- B42D15/0006—Paper provided with guiding marks, e.g. ruled, squared or scaled paper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
- B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
- B42D15/00—Printed matter of special format or style not otherwise provided for
- B42D15/0073—Printed matter of special format or style not otherwise provided for characterised by shape or material of the sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及半导体发光器件。所述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有源层和在所述有源层上的第二导电半导体层,其中在所述第二导电半导体层的顶表面上形成图案化的粗糙结构。
Description
技术领域
本发明的实施方案涉及半导体发光器件及其制造方法。
背景技术
III-V族氮化物半导体由于其物理和化学特性而广泛地被用作发光器件例如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)的主要材料。
通常,III-V族氮化物半导体包括具有InxAlyGa1-x-yN(其中0≤x≤1、0≤y≤1和0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料。利用氮化物半导体材料的LED或LD主要用于发光器件以提供光。例如,LED或LD用作各种产品例如移动电话的键盘发光部分、电子公告板和照明设备的光源。
发明内容
本发明的实施方案提供半导体发光器件及其制造方法,其能够改善光提取效率。
根据本发明一个实施方案的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有源层和在所述有源层上的第二导电半导体层,其中在所述第二导电半导体层的顶表面上形成图案化的粗糙结构。
根据本发明一个实施方案的制造半导体发光器件的方法包括:沉积第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层;在所述第二导电半导体层上形成金属层;通过对所述金属层进行热处理形成金属点层;和蚀刻所述金属点层和所述第二导电半导体层以在所述第二导电半导体层的表面上形成具有纳米尺寸的图案化的粗糙结构。
该实施方案可以改善光提取效率。
附图说明
图1是显示根据第一实施方案的半导体发光器件的截面图;
图2~6是显示制造根据第一实施方案的半导体发光器件的方法的视图;和
图7是显示根据第二实施方案的半导体发光器件的截面图。
具体实施方式
在实施方案的说明中,应当理解,当称层(或膜)、区域、图案或结构称为在另一衬底、另一层(或膜)、另一区域、另一垫或另一图案“上/上方”或“下/下方”时,其可以“直接”或“间接”地位于所述另一衬底、层(或膜)、区域、垫或图案上或下,或者也可以存在一个或更多个中间层。参照附图描述这些层的位置。
出于方便或简洁的目的,附图中显示的每一层的厚度和尺寸可以被放大、省略或示意性地绘出。另外,元件的尺寸并不完全反映实际尺寸。
下文将参考附图描述实施方案。
图1是显示根据第一实施方案的半导体发光器件的侧截面图。
参照图1,根据该实施方案的半导体发光器件100包括衬底110、未掺杂的半导体层112、第一导电半导体层120、有源层130、第二导电半导体层140、和透明电极层150。
衬底110可以包括透光性衬底,例如蓝宝石(AL2O3)衬底或玻璃衬底。另外,衬底110可以选自GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、GaAs和导电衬底。可以在衬底110的顶表面上形成凹凸图案。
未掺杂的半导体层112可以形成在衬底110上。未掺杂的半导体层112可以包括未掺杂的GaN层。缓冲层(未示出)可以置于衬底110和未掺杂的半导体层112之间。缓冲层可以减小衬底110与未掺杂的半导体层112之间的晶格常数的差。缓冲层可以由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的至少一种形成。缓冲层和未掺杂的半导体层112中之一可以省略,或者缓冲层和未掺杂的半导体层112均可以省略。
第一导电半导体层120可以设置在未掺杂的半导体层112上。第一导电半导体层120可以包括掺杂有第一导电掺杂剂的N型半导体层。第一导电半导体层120可以包括化合物半导体,如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN。第一导电掺杂剂是选自Si、Ge、Sn、Se和Te的N型掺杂剂。
有源层130设置在第一导电半导体层120上。有源层130可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。例如,有源层130可具有包括InGaN阱层/GaN势垒层的单量子阱结构或多量子阱结构。有源层130的量子阱层和量子势垒层的材料可以根据光的波带变化。可以在有源层130上和/或下设置覆层。
第二导电半导体层140设置在有源层130上。第二导电半导体层140可以包括掺杂有第二导电掺杂剂的P型半导体层。例如,第二导电半导体层140可以包括化合物半导体,例如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN或AlInN。第二导电掺杂剂是选自Mg、Be和Zn中的P型掺杂剂。
第一导电半导体层120、有源层130和第二导电半导体层140可以构成发光结构。可以在第二导电半导体层140上另外形成N型半导体层。发光结构可以包括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。
图案化的粗糙结构145可以形成在第二导电半导体层140的顶表面上。图案化的粗糙结构145可以具有纳米尺寸。图案化的粗糙结构145可以随机地形成。由于图案化的粗糙结构145,从有源层发出的光或散射的光可以提取到外部而不进行全反射,即使光以大于临界角的入射角入射到第二导电半导体层140的顶表面上也是如此。即,图案化的粗糙结构145使光的入射角变化,使得光可以被提取到外部。假定第二导电半导体层140的顶表面平坦化,临界角是指从有源层130发出的并之后入射到第二导电半导体层140的顶表面以被提取到外部的光的最大角。即,临界角是指在具有平坦化表面的两个介质之间界面处的全反射角。例如,蓝宝石层和GaN层之间的临界角为约46°,GaN层和ITO层之间的临界角为约53.13°。
图案化的粗糙结构145的高度T为约0.1~20nm,图案化的粗糙结构145的节距D为约0.1~20nm。图案化的粗糙结构145可以具有锥形或任意形状。例如,图案化的粗糙结构145可具有圆锥形,多边锥形或任意锥形。
透明电极层150可以形成在第二导电半导体层140上。透明电极层150可以具有图案化的粗糙结构155,图案化的粗糙结构155对应于第二导电半导体层140的图案化的粗糙结构145。
例如,透明电极层150可以由选自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)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO的材料形成。该实施方案可以不限制用于透明电极层150的材料。
图2~6是显示制造根据第一实施方案的半导体发光器件的方法的视图。
参考图2,在衬底110上形成未掺杂的半导体层112。在未掺杂的半导体层112上形成第一导电半导体层120,在第一导电半导体层120上形成有源层130。在有源层130上形成第二导电半导体层140。
衬底110可以包括选自蓝宝石(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、和GaAs的材料。可以在衬底110的顶表面上形成凹凸图案,但是实施方案不限于此。
可以在衬底110上生长氮化物半导体。在这种情况下,生长设备可以选自电子束蒸发器、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体激光沉积(PLD)、双型热蒸发器、溅射、和金属有机化学气相沉积(MOCVD)。但是实施方案可以不限于该生长设备。
未掺杂的半导体层112形成在衬底110上。未掺杂的半导体层112可以包括未掺杂的GaN层。缓冲层(未示出)可以形成在衬底110和未掺杂的半导体层112之间。缓冲层和未掺杂的半导体层112中之一可以省略,或者缓冲层和未掺杂的半导体层112均可以省略。
例如,第一导电半导体层120是N型半导体层,第二导电半导体层是P型半导体层。第一导电半导体层120可以包括化合物半导体,如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN或AlInN,并且掺杂有N型掺杂剂,例如Si、Ge、Sn、Se或Te。另外,第二导电半导体层140可以包括化合物半导体,例如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN或AlInN,并且掺杂有P型掺杂剂,例如Mg或Zn。
第一导电半导体层120、有源层130和第二导电半导体层140可以构成发光结构,并且可以在发光结构上和或下形成其它的半导体层。另外,发光结构可以包括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,金属层142形成在第二导电半导体层140上。金属层132可以由选自Ni、Cr、Ag、Ti、Al、Pt、Au及其合金中的一种形成,但是实施方案可以不限制用于金属层142的材料。金属层142可具有约1nm~10μm的厚度,但是实施方案不限于此。
参考图3和4,对金属层142进行热处理工艺。热处理工艺可以根据金属材料而变化。在Ag的情况下,在300~500℃的温度下实施热处理工艺,在Ni的情况下,在600~900℃的温度下实施热处理工艺。
如图4中所示,通过热处理工艺可以在金属层142上形成金属点层142A。金属点层142A作为第二导电半导体层140的掩模图案。
作为金属掩模图案的金属点层142A的尺寸可以根据金属材料变化。在Ag的情况下,金属点层142A具有约100nm~3μm的厚度。在Ni的情况下,金属点层142A具有约1nm~20nm的厚度。在金属点层142A具有纳米尺寸时,金属点层142A非常有效。
参考图4,当已经形成金属点层142A时,通过将激光照射到金属点层142A上来蚀刻第二导电半导体层140的顶表面。激光可以包括不导致对半导体的损伤的准分子激光器。
随着通过利用准分子激光器进行蚀刻工艺,金属点层142A和第二导电半导体层140的表面(部分暴露)可以被蚀刻。当蚀刻金属点层142A时,由于第二导电半导体层140的材料使得可出现蚀刻深度的差异。因此,如图5所示,在第二导电半导体层140的表面上形成具有纳米尺寸的图案化的粗糙结构145。
即,具有纳米尺寸的图案化的粗糙结构145形成在第二导电半导体层140的表面上。可以通过蚀刻工艺去除剩余的金属点层142A。
图案化的粗糙结构145具有约0.1~20nm的节距D和高度T。图案化的粗糙结构145具有圆锥形、多边形锥形、任意锥形或任意形状。
参考图6,透明电极层150形成在第二导电半导体层140上。透明电极层150可以由选自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)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种形成。实施方案可以不限制用于透明电极层150的材料。
可以在透明电极层150上形成图案化的粗糙结构155,图案化的粗糙结构155对应于第二导电半导体层140的图案化的粗糙结构145。
根据该实施方案,在第一导电半导体层120上形成第一电极,和通过台面蚀刻工艺在第二导电半导体层140和/或透明电极层150上形成具有预定图案的第二电极。
在这种半导体发光器件中,从有源层130发射的光或者散射的光可以入射到第二导电半导体层140的图案化的粗糙结构145中。即,由于第二导电半导体层140的图案化的粗糙结构145,从有源层130发出的光或者散射的光可以被提取到外部而不进行全反射,即使光以大于临界角的入射角入射到第二导电半导体层140的顶表面上也是如此。即,图案化的粗糙结构145改变了光的入射角,使得光可以被提取到外部。假定第二导电半导体层140的顶表面平坦化,临界角是指从有源层130发出的并之后入射到第二导电半导体层140的顶表面以提取到外部的光的最大角。即,临界角是指在具有平坦化表面的两个介质之间界面处的全反射角。例如,蓝宝石层和GaN层之间的临界角为约46°,GaN层和ITO层之间的临界角为约53.13°。
图7是表示根据第二实施方案的半导体发光器件的截面图。
参考图7,根据第二实施方案的半导体发光器件100A包括未掺杂的半导体层112、第一导电半导体层120、有源层130、第二导电半导体层140、第三导电半导体层147和透明电极层150。
第三导电半导体层147形成在第二导电半导体层140上并且包括掺杂有第一导电掺杂剂的至少一个半导体层。例如,第三导电半导体层147包括选自GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的至少一种。第一导电掺杂剂可以包括N型掺杂剂。
如果第一导电半导体层120是N型半导体层,则第三导电半导体层147是N型半导体层。相反,如果第一导电半导体层120是P型半导体层,则第三导电半导体层147是P型半导体层。
透明电极层150形成在第三导电半导体层147上。透明电极层150可以使输入电流扩散以均匀分布。
在第二导电半导体层140、第三导电半导体层147和透明电极层150上形成具有纳米尺寸的图案化的粗糙结构145、148和155,使得具有纳米尺寸的图案化粗糙结构构成为三重结构。具有纳米尺寸的图案化粗糙结构可以改善光提取效率。
尽管参考多个说明性实施方案描述了一些实施方案,但是应理解本领域技术人员可知道的多个其它变化和实施方案在本公开原理的精神和范围内。更具体地,在本公开、附图和所附权利要求的范围内,对象组合布置的构件和/或布置中能够有多种变化和改变。除了构件和/或布置中的变化和改变之外,可替代的用途对于本领域技术人员而言也是明显的。
实施方案可应用于发光器件以提供光。
Claims (15)
1.一种半导体发光器件,包括:
第一导电半导体层;
在所述第一导电半导体层上的有源层;和
在所述有源层上的第二导电半导体层,其中在所述第二导电半导体层的顶表面上形成有图案化的粗糙结构。
2.根据权利要求1的半导体发光器件,其中所述图案化的粗糙结构具有0.1~20nm的高度和0.1~20nm的节距。
3.根据权利要求1的半导体发光器件,还包括沿所述图案化的粗糙结构设置在所述第二导电半导体层上的第三导电半导体层。
4.根据权利要求1的半导体发光器件,还包括沿所述图案化的粗糙结构设置在所述第二导电半导体层上的透明电极层。
5.根据权利要求4的半导体发光器件,其中所述透明电极层包括选自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)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种。
6.根据权利要求1的半导体发光器件,其中所述图案化的粗糙结构包括锥形。
7.一种制造半导体发光器件的方法,所述方法包括:
沉积第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层;
在所述第二导电半导体层上形成金属层;
通过对所述金属层进行热处理形成金属点层;和
蚀刻所述金属点层,以在所述第二导电半导体层的表面上形成具有纳米尺寸的图案化的粗糙结构。
8.根据权利要求7的方法,其中所述金属点层的蚀刻通过照射激光来实施。
9.根据权利要求8的方法,其中所述激光包括准分子激光。
10.根据权利要求7的方法,其中所述金属层包括选自Ni、Cr、Ag、Ti、Al、Pt、Au及其合金中的至少一种。
11.根据权利要求7的方法,其中所述图案化的粗糙结构具有0.1~20nm的高度和0.1~20nm的节距。
12.根据权利要求7的方法,还包括沿所述图案化的粗糙结构在所述第二导电半导体层上形成第三导电半导体层。
13.根据权利要求7的方法,还包括沿所述图案化的粗糙结构在所述第二导电半导体层上形成透明电极层。
14.根据权利要求13的方法,其中所述透明电极层包括选自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)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种。
15.根据权利要求7的方法,其中所述图案化的粗糙结构包括锥形。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090013173A KR101134732B1 (ko) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
KR10-2009-0013173 | 2009-02-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101840982A true CN101840982A (zh) | 2010-09-22 |
Family
ID=42235607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010121566A Pending CN101840982A (zh) | 2009-02-17 | 2010-02-20 | 半导体发光器件及其制造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100207147A1 (zh) |
EP (1) | EP2219237A3 (zh) |
KR (1) | KR101134732B1 (zh) |
CN (1) | CN101840982A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103299438A (zh) * | 2010-10-08 | 2013-09-11 | 葛迪恩实业公司 | 具有光散射特征的光源、包括光散射特征光源的装置和/或制作其的方法 |
CN103460435A (zh) * | 2011-03-01 | 2013-12-18 | 荷兰应用自然科学研究组织Tno | 发光器件及其制造方法 |
US9433974B2 (en) | 2010-10-08 | 2016-09-06 | Gaurdian Industries Corp. | Light source with hybrid coating, device including light source with hybrid coating, and/or methods of making the same |
CN110707192A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-01-17 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种高亮度正装led结构及制作方法 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101313262B1 (ko) | 2010-07-12 | 2013-09-30 | 삼성전자주식회사 | 화학 기상 증착 장치 및 이를 이용한 반도체 에피 박막의 제조 방법 |
US20120241788A1 (en) * | 2010-10-29 | 2012-09-27 | Sionyx, Inc. | Textured Light Emitting Devices and Methods of Making the Same |
KR20130049894A (ko) * | 2011-11-07 | 2013-05-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
KR102085924B1 (ko) * | 2013-09-17 | 2020-03-06 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 조명시스템 |
CN111446338B (zh) | 2019-01-17 | 2022-04-29 | 隆达电子股份有限公司 | 发光二极管 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050082562A1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-21 | Epistar Corporation | High efficiency nitride based light emitting device |
CN1652367A (zh) * | 2001-06-25 | 2005-08-10 | 株式会社东芝 | 面发光型半导体发光元件 |
US20070145557A1 (en) * | 2004-08-31 | 2007-06-28 | Meijo University | Method for fabricating a semiconductor device and semiconductor device |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2974485B2 (ja) * | 1992-02-05 | 1999-11-10 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子の製造法 |
JP3651932B2 (ja) * | 1994-08-24 | 2005-05-25 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子用裏面反射層及びその形成方法並びに光起電力素子及びその製造方法 |
US6504180B1 (en) * | 1998-07-28 | 2003-01-07 | Imec Vzw And Vrije Universiteit | Method of manufacturing surface textured high-efficiency radiating devices and devices obtained therefrom |
US6576112B2 (en) * | 2000-09-19 | 2003-06-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of forming zinc oxide film and process for producing photovoltaic device using it |
US6706336B2 (en) * | 2001-02-02 | 2004-03-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Silicon-based film, formation method therefor and photovoltaic element |
JP4055503B2 (ja) * | 2001-07-24 | 2008-03-05 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子 |
JP4136799B2 (ja) * | 2002-07-24 | 2008-08-20 | 富士フイルム株式会社 | El表示素子の形成方法 |
JP4277562B2 (ja) * | 2003-04-11 | 2009-06-10 | 株式会社豊田自動織機 | Elディスプレイ |
US6847057B1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-01-25 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Semiconductor light emitting devices |
JP4277617B2 (ja) * | 2003-08-08 | 2009-06-10 | 日立電線株式会社 | 半導体発光素子の製造方法 |
JP4148264B2 (ja) * | 2003-11-19 | 2008-09-10 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体素子及びその製造方法 |
JP2005277374A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
JP2005259970A (ja) * | 2004-03-11 | 2005-09-22 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
ATE533187T1 (de) * | 2004-03-15 | 2011-11-15 | Tinggi Technologies Private Ltd | Fabrikation von halbleiterbauelementen |
JPWO2005107327A1 (ja) * | 2004-04-30 | 2008-03-21 | 三洋電機株式会社 | 発光ディスプレイ |
US7161188B2 (en) * | 2004-06-28 | 2007-01-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting element, semiconductor light emitting device, and method for fabricating semiconductor light emitting element |
US7345321B2 (en) * | 2005-01-05 | 2008-03-18 | Formosa Epitaxy Incorporation | High-brightness gallium-nitride based light emitting diode structure |
US20060204865A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Luminus Devices, Inc. | Patterned light-emitting devices |
KR100631414B1 (ko) * | 2005-05-19 | 2006-10-04 | 삼성전기주식회사 | 반도체 발광 다이오드 및 그 제조방법 |
JP5032017B2 (ja) * | 2005-10-28 | 2012-09-26 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及びその製造方法並びに半導体発光装置 |
JP2007150259A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-06-14 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
EP1965442B1 (en) * | 2005-12-14 | 2016-09-07 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor light-emitting device |
US20070272930A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Huan-Che Tseng | Light-emitting diode package |
KR100887856B1 (ko) * | 2007-06-27 | 2009-03-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
TWI369009B (en) * | 2007-09-21 | 2012-07-21 | Nat Univ Chung Hsing | Light-emitting chip device with high thermal conductivity |
JP5286046B2 (ja) * | 2007-11-30 | 2013-09-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 光電変換装置の製造方法 |
WO2010033792A1 (en) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | Lumenz Llc | Textured semiconductor light-emitting devices |
EP2253988A1 (en) * | 2008-09-19 | 2010-11-24 | Christie Digital Systems USA, Inc. | A light integrator for more than one lamp |
-
2009
- 2009-02-17 KR KR1020090013173A patent/KR101134732B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-02-16 US US12/656,738 patent/US20100207147A1/en not_active Abandoned
- 2010-02-17 EP EP10153867A patent/EP2219237A3/en not_active Withdrawn
- 2010-02-20 CN CN201010121566A patent/CN101840982A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1652367A (zh) * | 2001-06-25 | 2005-08-10 | 株式会社东芝 | 面发光型半导体发光元件 |
US20050082562A1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-21 | Epistar Corporation | High efficiency nitride based light emitting device |
US20070145557A1 (en) * | 2004-08-31 | 2007-06-28 | Meijo University | Method for fabricating a semiconductor device and semiconductor device |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
《Materials Science & Engineering B》 20071231 Huang-Wen Huang, Chih-Chiang Kao, Jung-Tang Chu, et. al Investigation of InGaN/GaN light emitting diodes with nano-roughened surface by excimer laser etching method 183-184 2,7-15 第136卷, * |
HUANG-WEN HUANG, CHIH-CHIANG KAO, JUNG-TANG CHU, ET. AL: "Investigation of InGaN/GaN light emitting diodes with nano-roughened surface by excimer laser etching method", 《MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING B》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103299438A (zh) * | 2010-10-08 | 2013-09-11 | 葛迪恩实业公司 | 具有光散射特征的光源、包括光散射特征光源的装置和/或制作其的方法 |
US9293653B2 (en) | 2010-10-08 | 2016-03-22 | Guardian Industries Corp. | Light source with light scattering features, device including light source with light scattering features, and/or methods of making the same |
US9433974B2 (en) | 2010-10-08 | 2016-09-06 | Gaurdian Industries Corp. | Light source with hybrid coating, device including light source with hybrid coating, and/or methods of making the same |
CN103299438B (zh) * | 2010-10-08 | 2017-08-11 | 葛迪恩实业公司 | 具有光散射特征的光源、包括光散射特征光源的装置和/或制作其的方法 |
CN103460435A (zh) * | 2011-03-01 | 2013-12-18 | 荷兰应用自然科学研究组织Tno | 发光器件及其制造方法 |
CN110707192A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-01-17 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种高亮度正装led结构及制作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100093993A (ko) | 2010-08-26 |
US20100207147A1 (en) | 2010-08-19 |
EP2219237A3 (en) | 2010-08-25 |
KR101134732B1 (ko) | 2012-04-19 |
EP2219237A2 (en) | 2010-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101840982A (zh) | 半导体发光器件及其制造方法 | |
CN101740698B (zh) | 半导体发光器件 | |
CN102017196B (zh) | 半导体发光器件 | |
US8723202B2 (en) | Semiconductor light emitting device having roughness layer | |
CN101740687B (zh) | 半导体发光器件 | |
KR20100055750A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
CN101771123B (zh) | 半导体发光器件 | |
CN101740699B (zh) | 半导体发光器件 | |
CN102027606B (zh) | 半导体发光器件 | |
US8232569B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
KR20100093340A (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR101064091B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
CN102124579B (zh) | 半导体发光器件及其制造方法 | |
CN101807645A (zh) | 半导体发光器件 | |
KR101014136B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR20100103981A (ko) | 반도체 소자 제조방법 | |
KR100999695B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
KR101199129B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
CN101807655B (zh) | 制造半导体发光器件的方法 | |
KR101346803B1 (ko) | 발광 다이오드 소자 및 그의 제조 방법 | |
KR20110042563A (ko) | 발광 소자 및 그 제조방법 | |
JP2005197505A (ja) | 窒化ガリウム基iii−v族化合物半導体発光ダイオードとその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100922 |