CN101897046B - 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：第一导电半导体层；在所述第一导电半导体层上的有源层；在所述有源层上的第二导电半导体层；在所述第二导电半导体层上的第二电极部分；在所述第二电极部分上的绝缘层；和在所述绝缘层上的第一电极部分，所述第一电极部分的一部分与所述第一导电半导体层电连接。

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
第III-V族氮化物半导体已经广泛用于光学器件如蓝色和绿色发光二极管(LED)、高速开关装置如金属半导体场效应晶体管(MOSFET)和异质结型场效应晶体管(HEMT)，以及照明设备或显示设备的光源等。特别地，使用第III族氮化物半导体的发光器件具有对应于可见光到紫外线范围的直接过渡型带隙以实现高效发光。
氮化物半导体主要用于LED或激光二极管(LD)。已经持续进行研究来改善制造工艺或发光效率。
发明内容
技术问题
实施方案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在发光结构上以通路形式与第一导电半导体层连接的第一电极部分。
实施方案提供一种半导体发光器件及其制造方法，其中在发光结构上，第二电极部分与第一电极部分的部分图案在空间上交叠。
实施方案提供一种能够改善第一和第二电极部分的图案自由度的半导体发光器件及其制造方法。
技术方案
一个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括：第一导电半导体层；在所述第一导电半导体层上的有源层；在所述有源层上的第二导电半导体层；在所述第二导电半导体层上的第二电极部分；在所述第二电极部分上的绝缘层；和在所述绝缘层上的第一电极部分，所述第一电极部分的一部分与所述第一导电半导体层电连接。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括：第一导电半导体层；在所述第一导电半导体层上的有源层；在所述有源层上的第二导电半导体层；在所述第二导电半导体层上的第二电极部分；在所述第二电极部分上的绝缘层；和在所述绝缘层上的第一电极部分，所述第一电极部分的一部分与所述第一导电半导体层以通路的形式电连接。
一个实施方案提供一种制造半导体发光器件的方法，其包括：形成第一导电半导体层、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至少一个通孔，所述通孔穿透所述第一导电半导体层的一部分；在所述第二导电半导体层上围绕通孔形成第二电极部分；在所述第二电极部分和通孔上形成绝缘层；和在所述绝缘层上形成第一电极部分，所述第一电极部分的一部分与所述第一导电半导体层通过通孔电连接。
有益效果
实施方案为设置在绝缘层之上或之下的第一和第二电极部分提供图案自由度。
实施方案分裂绝缘层之上或之下的电极的图案以供给扩散电流。
实施方案改善外部发光效率。
实施方案使电极部分的部分图案空间交叠排列，从而改善发光区域。
实施方案提供高输出LED。
实施方案改善电极部分的图案自由度。
实施方案改善ESD的耐受性(tolerance)。
附图说明
图1是显示根据一个实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
图2是沿图1中的线A-A截取的侧视截面图。
图3是沿图1中的线B-B截取的侧视截面图。
图4是图1的平面图，其示出在电极部分中的电流分布实例。
图5～16是示出根据第一实施方案的半导体发光器件的制造过程的视图。
图17～20是示出根据第二实施方案的半导体发光器件的制造过程的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述根据实施方案的半导体发光器件及其制造方法。在下文的描述中，当层(或膜)称为在另一层之“上”和“下”时，其描述是参考附图而言的。每一层的厚度可以是作为一个例子描述的，而不限于附图的厚度。
在实施方案的说明中，应理解当层(或膜)、区域、图案或结构称为在另一衬底、层(或膜)、区域、垫、或图案之“上/下”时，其可以“直接”在所述另一衬底、层(或膜)、区域、垫、或图案之上，或者也可以“间接”存在中间层。
图1是显示根据实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。图2是沿着图1中的线A-A截取的侧视截面图。图3是沿着图1中的线B-B截取的侧视截面图。
参考图1，半导体发光器件100包括衬底110、发光结构115、透明电极层145、绝缘层150、第一电极部分160和第二电极部分170。
衬底110可由选自Al2O3、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP和GaAs中的一种形成。凹凸图案可在衬底上形成并且具有透镜形式。
发光结构115在衬底110上形成。此处，另一个半导体层例如缓冲层(未示出)或/和未掺杂半导体层(未示出)可在衬底110和发光结构115之间形成。缓冲层和未掺杂半导体层设置为用以减少衬底110和半导体之间的晶格常数差，或者防止缺陷，但这不限于缓冲层和未掺杂半导体层。
发光结构115包括第一导电半导体层120、有源层130和第二导电半导体层140。此处，发光结构115还可包括在各层之上或之下的另一个半导体层，但并不限于层结构。
第一导电半导体层120在衬底110上形成。第一导电半导体层120可使用具有经验式InxA1yGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)并且掺杂有第一导电掺杂剂的半导体来实现。第一导电半导体层120是III族元素和V族元素的化合物半导体，并且可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN或AlInN形成.当第一导电半导体层120是N型半导体层时，第一导电掺杂剂是N型掺杂剂，所述N型掺杂剂包括Si、Ge或Sn。
有源层130在第一导电半导体层120上形成。有源层130可具有单量子阱结构或多量子阱结构。有源层130具有由第III族元素和V族元素的化合物半导体材料形成的阱层和势垒层的周期。例如该周期可包括InGaN阱层/GaN势垒层周期或AlGaN阱层/GaN势垒层周期。
有源层130由具有基于发射光波长的带隙能量的材料形成。例如，如果波长是蓝光的460nm～470nm，则有源层130可具有InGaN阱层/GaN势垒层周期的单量子阱或多量子阱结构。有源层130可包括发射彩色光如蓝色波长光、红色波长光和绿色波长光的材料。
可在有源层130之上或/和之下形成半导体覆层(未示出)，并且该半导体覆层可由AlGaN层实现。
第二导电半导体层140在有源层130上形成。第二导电半导体层140可以利用具有经验式InxA1yGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)并且掺杂有第二导电掺杂剂掺杂的半导体来实现。第二导电半导体层140可由第III族元素和第V族元素的化合物半导体如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN形成。当第二导电半导体层140是P型半导体层时，第二导电掺杂剂是P型掺杂剂，所述P型掺杂剂包括Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。
另外，第三导电半导体层(未示出)在第二导电半导体层140上形成。如果第二导电半导体层140由P型半导体层形成，则第三导电半导体层可由N型半导体层形成，如果第二导电半导体层140由N型半导体层形成，则第三导电半导体层可由P型半导体层形成。
在实施方案的技术范围内，发光结构115可由P-N结、N-P结、P-N-P结或N-P-N结形成。每一层可由单层或多层形成，并且可在每一层之上或之下增加另一个半导体层。每一层不限于组件的堆叠层结构。
透明电极层145在发光结构115的第二导电半导体层140上形成。透明层145可由至少一种用于光透射率和欧姆接触的材料形成，如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx、SnO2和NiAu，但是并不限于此。透明电极层145分配电流并为有源层130供电。透明电极层145可不形成在第二导电半导体层140上。
第一电极部分170和175可在透明电极层145上形成，并且分为第二电极170和第二电极垫175。第二电极170和第二电极垫175可以直接或/和间接与透明电极层145和第二导电半导体层140中至少其一连接。第二电极垫175可以与第二导电半导体层140通过透明电极层145的孔电连接。
另外，如果不形成透明电极层145，则第二电极部分170和175可以直接在第二导电半导体层140上形成。除了透明电极层145外的另一个材料层(如反射电极层)可以在第二导电半导体层140上形成。反射电极层可由Al、Ag、Pd、Rh或Pt形成，并且当通过倒装法安装芯片时，可改善反射效率。如果反射电极层在第二导电半导体层140上形成，则可以不额外形成第二电极170。
第二电极170和第二电极垫175可由使用包括如下至少一种的混合材料的至少一层形成：Ag、Ag合金、Ni、Al、Al合金、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf，但是并不限于此。
第二电极170可具有以下图案中的至少一种：直线形图案、曲线形图案、直线和曲线混合图案、将一个图案分支成多个图案的分支形图案、多边形图案、条纹图案、格状图案、点图案、菱形(diapered)图案、平行四边形图案、网孔图案、线条图案、十字形图案、放射状图案和它们的组合图案，但是并不限于此。
如果第二电极170由多边形如四边形、五边形和六边形形式的格状图案形成，则第二电极170可沿着芯片的轮廓和芯片中心的周边区域设置。
第二电极垫175可与第二电极170的预定部位电连接。第二电极垫175可形成为单个或多个，多个第二电极垫175可互相分隔开设置。第二电极垫175设置在第二电极170交叉的区域，或者形成在从第二电极170分叉出的图案上。另外，第二电极垫175可设置在中心区域、中心周边区域和边缘区域，以及每一侧的中心区域，但是不限于此。
此处，第二电极垫175可以是第二电极170的一部分，或者可以在第二电极170上另外形成。
第二电极部分170和175扩散电流，使其供应通过透明电极层145和第二导电半导体层140。第二电极部分170和175防止电流集中在一个区域，并且改善ESD的耐受性。
绝缘层150在透明电极层145和第二电极层170上形成。绝缘层150可由绝缘材料或电介质物质实现。例如，绝缘层150可由硅氧化物(例如SiO2等)、硅氮化物(例如SixN等)、金属氧化物(例如Ti氧化物)形成，但不限于此。
第二垫孔151形成在绝缘层150中，第二电极垫175通过第二垫孔151暴露出来。
第一电极部分160和165在绝缘层150上形成，并且包括第一电极160和第一电极垫165。第一电极160和第一电极垫165可由至少一种或多种选自Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag和Au的混合材料组成，并且可形成单层或多层结构。第一电极垫165可以用作第一电极160的一部分或者另外形成。
第一电极160可具有以下图案中的至少一种：直线形图案、曲线形图案、直线和曲线混合图案、将一个图案分支成多个图案的分支形图案、多边形图案、条纹图案、格状图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网孔图案、线条图案、十字形图案、放射状图案和它们的组合，但是并不限于此。
第一电极160由多边形如四边形、五边形或六边形形式的图案形成。在多边形图案的情况下，其可沿着芯片的轮廓区域和芯片周边区域形成。
第一电极160形成在绝缘层150上，第二电极170形成在绝缘层150之下。第一电极160具有通路电极结构，并且可以设置在绝缘层150上，与第二电极170交叉。
另外，第一电极160可设置在绝缘层150上以覆盖第二电极170的部分图案。第一电极160和第二电极170空间上交叠。交叠间距或交叠区域的尺寸可以根据第一电极160和第二电极170形成的图案而改变。
如果第一电极160空间上与第二电极170的部分图案交叠，则可以防止发光区域减少并因此可改善外部发光效率。
第一电极垫165和第二电极垫175可设置在高效电源供给的区域，并且所述区域可以是单个或多个。
参考图2和3，至少第一电极160和第一电极垫165之一可包括至少一个通路电极163。
如果第一电极160具有多边形结构，则其包括向内侧方向分叉的分叉电极161，连接分叉电极161的分叉节点162和与分叉节点162连接的通孔形式的通路电极163。通路电极163通过电极孔127形成，并且第一电极孔152在通孔125中形成。
分叉电极161可分叉成为至少一个第一电极160的图案的分支形式，当在多分支情况下(例如，叉子形式)，所述分支以预定间隔彼此分开。
如果第一电极160形成有多边形图案，则分叉电极161可向多边形形状的图案内部方向或/和外部方向分叉，并且分叉节点162和第一电极垫165可与分叉电极161的端部电连接。
第一电极垫165和第一电极160的一部分中的至少其一可成为分叉节点162。分叉节点162可在第一电极部分160和165中形成为单个或形成为多个。
通路电极163在分叉节点162之下形成，并且通路电极163可与第一导电半导体层120在绝缘层150上通过通路形式电连接。另外，通路电极163包括通孔125、第二电极孔127和绝缘部分155。
通孔125垂直穿透绝缘层150、透明电极层145、第二导电半导体层140、有源层130和第一导电半导体层120的一部分。
通孔125可形成为圆形柱状或多棱柱形状，但是不限于此。通孔125可形成为具有预定长度和预定宽度，也可形成为具有相同的管直径或分别具有不同的管直径。
绝缘部分155填充在通孔125周围以绝缘通路电极163。因此，通路电极163与其它层145、140和130电绝缘。第一电极160经过通路电极163与第一导电半导体层120欧姆接触。
电极孔127在通孔125的绝缘部分155的内部形成，并且沿着绝缘部分155从绝缘层150到第一导电半导体层120形成。绝缘部分155与通路电极163的外周表面电绝缘。
通路电极163的底部接触第一导电半导体层120的顶部或者第一导电半导体层的内侧，或者可穿透第一导电半导体层120。通路电极163与第一导电半导体层120欧姆接触，并且与其它层隔开。
当通过第一电极垫165供电时，供给的电力直接施加到第一导电半导体层120，并通过连接到第一电极垫165的第一电极160扩散。然后电力通过通路电极163输送到第一导电半导体层120。因此，第一电极150可向第一导电半导体层110的整个区域供应电流。
图4是图1的平面图并且示出在电极部分中的电流分布的实施例。
参考图1至4，当通过第二电极垫175和第一电极垫165供电时，供给到第二电极垫175的电流通过第二电极垫175输送到透明电极层145和第二导电半导体层140。输送的电流通过连接到第二电极垫175的第二电极170均匀地供给到透明电极部分145的整个区域。
供给到第一电极垫165的电流通过通路电极163直接施加到第一导电半导体层120，或者沿着第一电极160通过分叉电极161分叉。然后，电流通过分叉节点162和通路电极163供给到第一导电半导体层120。
供给到第一导电半导体层120的电流通过多个通路电极163而扩散或分布到整个区域。
因此，由于电流供给到第二导电半导体层120和第二导电半导体层140的整个区域，所以有源层130可改善内部发光效率并同时改善ESD的耐受性。
图5～16是示出根据第一实施方案的半导体发光器件的制造过程的视图。
参考图5，发光结构115在衬底110上形成。衬底110可由选自Al2O3、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP和GaAs中的一种形成。凹凸图案可在衬底上形成并且具有透镜形式。
另一个半导体层例如缓冲层(未示出)或/和未掺杂半导体层(未示出)可在衬底110和发光结构115之间形成。缓冲层和未掺杂半导体层设置为减少衬底110和氮化物半导体之间的晶格常数差，或者防止缺陷。
发光结构115包括第一导电半导体层120、有源层130和第二导电半导体层140。
第一导电半导体层120在衬底110上形成。第一导电半导体层120可利用具有经验式InxA1yGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)并且掺杂有第一导电掺杂剂的半导体来实现。第一导电半导体层120是第III族元素和第V族元素的化合物半导体，并且可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN或AlInN形成。当第一导电半导体层120是N型半导体层时，第一导电掺杂剂是N型掺杂剂，N型掺杂剂包括Si、Ge或Sn。
有源层130在第一导电半导体层120上形成。有源层130可具有单量子阱结构或多量子阱结构。有源层130具有由第III族元素和第V族元素的化合物半导体材料形成的阱层和势垒层的周期。例如该周期可包括InGaN阱层/GaN势垒层周期或AlGaN阱层/GaN势垒层周期。有源层130可包括发射彩色光如蓝色波长光、红色波长光和绿色波长光的材料。
可在有源层130之上或/和之下形成半导体覆层(未示出)，并且该半导体覆层可由AlGaN层实现。
第二导电半导体层140形成在有源层130上。第二导电半导体层140可以利用具有经验式InxA1yGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)并且掺杂有第二导电掺杂剂的半导体来实现。第二导电半导体层140可由III族元素和V族元素的化合物半导体如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN形成。当第二导电半导体层140是P型半导体层时，第二导电掺杂剂是P型掺杂剂，所述P型掺杂剂包括Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。
另外，在第二导电半导体层140上形成第三导电半导体层(未示出)。如果第二导电半导体层140由P型半导体层形成，则第三导电半导体层可由N型半导体层形成，如果第二导电半导体层140由N型半导体层形成，则第三导电半导体层可由P型半导体层形成。
在实施方案的技术范围内，发光结构115可由P-N结、N-P结、P-N-P结或N-P-N结构成。每一层可由单层或多层形成，并且可在每一层之上或之下增加另一个半导体层。每一层不限于组件的堆叠层结构。
当形成第二导电半导体层140时，对沟道区域即芯片边界区进行台面蚀刻，以暴露出第一导电半导体层120的外部区域，这个过程也可以不进行。
参考图5至7，在台面蚀刻过程中，形成至少一个通孔125。通孔125从第二导电半导体层140穿透到第一导电半导体层120的一部分，或者可穿透第一导电半导体层120。
此处，通孔125的形成可以在形成第二导电半导体层140之后进行，或者在形成透明电极层145之后进行。通孔125可具有圆柱形状或多棱柱形状，但是不限于此。
参考图6和7，透明电极层145在第二导电半导体层140上形成，在此处，由于围绕通孔125形成掩模图案，因而防止杂质流入通孔125。
图8是透明电极层145的平面图。参考图7和图8，透明电极层145中的通孔125的直径D2可形成为其下方通孔的直径。
透明层145可由至少一种光透射和欧姆接触的材料形成，如ITO、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx和NiAu。可以不形成透明电极层145，或者除了透明电极层145之外还可以形成反射电极层。
参考图9和10，一旦形成透明电极层145，则在透明电极层145上形成第二电极部分170和175。第二电极部分170和175包括第二电极170和第二电极垫175。第二电极部分170可由使用包括Ag、Ag合金、Ni、Al、Al合金、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf之一或者它们的混合材料的至少一层形成，但是并不限于此。
第二电极垫175可在透明电极层145或/和第二导电半导体层140上形成。第二电极垫175可通过在透明电极层145中形成孔而与第二导电半导体层140电连接。
另外，如果不形成透明电极层145，则第二电极部分170和175可在第二导电半导体层140上形成，另外，如果反射电极层在第二导电半导体层140上形成，则可不形成第二电极。
第二电极170可具有以下图案中的至少一种：直线形图案、曲线形图案、直线和曲线混合图案、将一个图案分支成多个图案的分支形图案、多边形图案、条纹图案、格状图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网孔图案、线条图案、十字形图案、放射状图案和它们的组合，但是并不限于此。
第二电极170可由多边形如四边形、五边形或六边形形式的格子图案形成。当为多边形图案的情况下，第二电极170可沿着芯片的周长、芯片中心或中心周边区域设置。
第二电极垫175可与第二电极170的预定部位电连接。第二电极垫175可形成为单个或多个，多个第二电极垫175可互相分隔开排列。第二电极垫175设置在第二电极170交叉的区域，或者形成在从第二电极170分叉出的图案上。另外，第二电极垫175可设置在中心区域、中心周边区域和边缘区域，以及每一侧的中心区域，但是不限于此。
此处，第二电极垫175可以是第二电极170的一部分，或者可以在第二电极170上另外形成。
第二电极部分170和175扩散电流，并通过透明电极层145和第二导电半导体层140供电。第二电极部分170和175防止电流集中在一个区域，并且改善ESD的耐受性。
此处，在形成第二电极部分170和175的过程中，通过以掩模图案掩蔽或形成阻挡结构来防止电极材料流入通孔125中。
参考图11和13，一旦形成第二电极部分170和175，则在透明电极层145、第二电极部分170和175和通孔125上形成绝缘层150。绝缘层150可由硅氧化物(例如SiO2等)、硅氮化物(例如SixN等)、金属氧化物(例如Ti氧化物)形成，但不限于此。
第二垫孔151形成在绝缘层150中，第二电极垫175通过第二垫孔151暴露出来。
如图12所示，在通孔125中形成绝缘部分155即绝缘层150的一部分，并且在绝缘部分155中形成电极孔127。在绝缘层中形成暴露第一导电半导体层120的深度。
电极孔152可通过湿蚀刻或等离子体蚀刻形成。电极孔152的直径可以小于图7的通孔125的直径(图7的D2)。
另外，绝缘层150的形成可以进行至少一次，或者可以重复进行部分蚀刻过程以形成通孔125和电极孔152，但不限于此。
电极孔152可以形成为具有与通孔相同或更深的深度。
绝缘层150和155在电极孔152和图7的通孔125上形成。此处，由于掩膜图案，使得绝缘层150不流入第二垫孔151中。
参考图12和13，第一电极部分160和165在绝缘层150上形成。第一电极部分160和165包括第一电极160和第一电极垫165。
第一电极160和第一电极垫165可由选自Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag和Au的至少一种材料或多种混合材料形成，并且可形成为具有单层或多层结构。第一电极垫165可以用作第一电极160的一部分或者可另外形成。
第一电极160由诸如四边形、五边形和六边形的多边形图案形成。第一电极160可具有以下图案中的至少一种：直线形图案、曲线形图案、直线和曲线混合图案、将一个图案分支成多个图案的分支形图案、多边形图案、条纹图案、格状图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网孔图案、线条图案、十字形图案、放射状图案和它们的组合，但是并不限于此。
第一电极160包括向内侧方向分叉的分叉电极161和与分叉电极161连接的通路电极163。分叉电极161可分叉成为第一电极160图案的至少一个分支形式，当在多分支情况下(例如，叉子形式)，所述分支以预定间隔彼此分开。
如果第一电极160形成为具有多边形图案，则分叉电极161可向多边形形状的图案内部方向或/和外部方向分叉，并且分叉节点162和第一电极垫165可与分叉电极161的端部电连接。
电极孔127设置在分叉节点162和/或第一电极垫165之下，并且电极孔152用第一电极材料填充以形成通路电极163。
通路电极163可通过电极孔127与第一导电半导体层120欧姆接触。
由于通路电极163在分叉节点162和第一电极垫165之下形成，因此其可与第一导电半导体层120以通路形式电连接。
第一电极160的部分图案可与第二电极170的部分图案交叠。第一电极160和第二电极170排列在绝缘层150的两侧，并且第一和第二电极160和170的部分图案可在绝缘层150的两侧空间交叠。
另外，第一电极160和第二电极170的图案互相交叉排列，但是不限于交叠结构。
第一电极部分160和165以及第二电极垫175暴露在绝缘层150上。
另外，第一电极垫165和第二电极垫175互相间隔分开，并且可设置在中心区域、中心周边区域和边缘区域，以及芯片的每一侧的中心，但是不限于此。
由于第一和第二电极160和170的部分图案空间交叠，因此可以防止有源层130的发光区域减小，从而可改善外部发光效率。
图17～20是说明根据第二实施方案的半导体发光器件的制造过程的视图。为简洁起见，在描述第二实施方案时，将省略涉及第一实施方案的重复描述。
参考图17，第一导电半导体层120、有源层130和第二导电半导体层140顺序在衬底110上形成。可在所述半导体层之上或之下形成另一个半导体层，但并不限于此。
一旦形成第二导电半导体层140，则对沟道区域(即芯片边界区)进行台面蚀刻，以暴露出第一导电半导体层120的外部区域，这个过程也可以不进行。
在台面蚀刻过程中，形成至少一个通孔125。通孔125从第二导电半导体层穿透到第一导电半导体层120的一部分，或者穿透第一导电半导体层120。
此处，通孔125的形成可以在形成第二导电半导体层140之后进行，或者在形成透明电极层之后进行。通孔125可具有圆柱形状或多棱柱形状，但是不限于此。
透明电极层145在第二导电半导体层140上形成。第二电极部分170和175和通路电极163A在透明电极层145上形成。
此处，第二电极部分170和175包括预定图案的第二电极170和至少一个第二电极垫175。例如，第二电极170部分和175可由使用包括Ag、Ag合金、Ni、Al、Al合金、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf之一或者它们的混合材料的至少一层形成，但是并不限于此。第二电极部分170和175参考第一实施方案。
在通孔125中形成具有预定厚度的通路电极163A。通路电极163A的一端接触到第一导电半导体层120，并且不与其它层130、140和145接触。
此处，第二电极部分170和175和通路电极163A通过相同过程形成。在这种情况下，第二电极部分170和175和通路电极163A由相同材料形成。
另外，第二电极部分170和175通过单独的过程形成。例如，在形成第二电极部分170和175之后，可以形成通路电极163A。或者，在形成通路电极163A之后，可以形成第二电极部分170和175。该过程的顺序可以改变。
第二电极部分170和175通过透明电极层145和第二导电半导体层140扩散电流然后供电。第二电极部分170和175防止电流集中在一处从而改善ESD的耐受性。
参考图18和19，一旦形成第二电极部分170和175和通路电极163A，则形成绝缘层150。绝缘层150在透明电极层145和第二电极部分170和175上形成。绝缘层150的一部分围绕通孔125形成以使通路电极163A绝缘。
绝缘层150可由硅氧化物(例如SiO2等)、硅氮化物(例如SixN等)、金属氧化物(例如Ti氧化物)形成，但不限于此。
第二垫孔151形成于绝缘层150中，第二电极垫175通过第二垫孔151暴露出来。
在绝缘部分155中形成至少一个电极孔127A。电极孔127A具有暴露通路电极163A的深度。
电极孔127A可通过湿蚀刻或等离子体蚀刻形成。电极孔127A的直径可以等于或小于通孔电极163A的直径，但不限于此。
参考图19和20，第一电极部分160和165形成在绝缘层150上。第一电极部分160和165包括预定图案的第一电极160和至少一个第一电极垫165。
第一电极160和第一电极垫165可由选自Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag和Au的至少一种材料或多种混合材料构成，并且可形成为具有单层或多层结构。第一电极垫165可以用作第一电极160的一部分或者另外形成。第一电极部分160和165参考第一实施方案。
第一电极160的分叉节点162与通路电极163A以通路电极163B的形式电连接。即，当电极孔127A填充第一电极材料时，通路电极163B连接到通路电极163。
由于通路电极163A和163B在分叉节点162和第一电极垫165之下形成，因此其以通路形式与第一导电半导体层120电连接。
第一电极160的部分图案可与第二电极170的部分图案交叠。第一电极160和第二电极170排列于绝缘层150的两侧并且第一电极160和第二电极170的部分图案在绝缘层150的两侧空间交叠。
在实施方案的说明中，应理解当层(或膜)、区域、图案或结构称为在另一衬底、层(或膜)、区域、垫、或图案“上/下”时，其可以“直接”在所述另一衬底、层(或膜)、区域、垫、或图案上或下，或者也可以“间接”存在中间层。
尽管实施方案通过参考大量示例性实施方案进行了描述，但是应该理解本领域技术人员可以设计其他很多的修改和实施方案，这些都将落在本发明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，在本发明的组合排列的构件和/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。
工业实用性
实施方案提供一种半导体发光器件。
实施方案为半导体发光器件提供图案自由度。

Claims (21)

1.一种半导体发光器件，其包括：
第一导电半导体层；
在所述第一导电半导体层上的有源层；
在所述有源层上的第二导电半导体层；
在所述第二导电半导体层上的透明电极层；
在所述透明电极层上的第二电极部分；
在所述第二电极部分上的绝缘层；和
在所述绝缘层上的第一电极部分，所述第一电极部分的一部分与所述第一导电半导体层电连接，
其中所述第二电极部分与所述透明电极层连接，
其中所述第一电极部分包括：包括至少一种图案形式的第一电极；与所述第一电极连接的至少一个第一电极垫；和在所述第一电极和所述第一电极垫的至少其一中的多个通路电极，
其中所述第二电极部分包括：包括至少一种图案形式的第二电极；和与所述第二电极连接并且暴露于所述绝缘层的一部分的第二电极垫，
其中所述第一电极部分的部分图案与所述绝缘层下方的所述第二电极部分的部分图案在空间上交叠，
其中所述多个通路电极与所述第一导电半导体层电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，还包括形成在所述绝缘层中的第二垫孔，
其中所述第二电极垫通过所述第二垫孔暴露出来。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第二电极垫和所述第一电极垫形成为多个垫。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第二电极包括：直线形图案、曲线形图案、直线和曲线混合图案、将一个图案分支成多个图案的分支形图案、多边形图案、格状图案、点图案、网孔图案、十字形图案、放射状图案以及它们的组合图案中至少一种。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第二电极包括条纹图案。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第二电极包括菱形图案。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第二电极包括平行四边形图案。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第二电极包括线条图案。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述通路电极中的每一个包括：
垂直穿透所述绝缘层、所述第二导电半导体层、所述有源层、和所述第一导电半导体层的一部分的通孔；和
在所述通孔中使所述通路电极中的每一个的外周绝缘的绝缘部分。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第一电极包括：直线形图案、曲线形图案、直线和曲线混合图案、将一个图案分支成多个图案的分支形图案、多边形图案、格状图案、点图案、网孔图案、十字形图案、放射状图案以及它们的组合图案中的至少一种。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第一电极包括条纹图案。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第一电极包括菱形图案。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第一电极包括平行四边形图案。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体发光器件，其中所述第一电极包括线条图案。
15.根据权利要求9所述的半导体发光器件，其中所述多个通路电极接触所述第一导电半导体层的顶表面或者内侧。
16.一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括：
形成第一导电半导体层、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透明电极层；
在所述透明电极层、所述第二导电半导体层和所述有源层中形成至少一个通孔，所述通孔穿透所述第一导电半导体层的一部分；
在所述透明电极层上形成第二电极部分；
在所述第二电极部分和所述通孔上形成绝缘层；和
在所述绝缘层上形成第一电极部分，所述第一电极部分的一部分通过通孔与所述第一导电半导体层电连接，
其中所述第二电极部分与所述电极层连接，并且
其中所述第一电极部分包括：包括至少一种图案形式的第一电极；与所述第一电极连接的至少一个第一电极垫；和在所述第一电极和所述第一电极垫的至少其一中的多个通路电极，
其中所述第二电极部分包括：包括至少一种图案形式的第二电极；和与所述第二电极连接并且暴露于所述绝缘层的一部分的第二电极垫，
其中所述第一和第二电极部分的部分图案在空间上交叠，
其中所述多个通路电极与所述第一导电半导体层电连接。
17.根据权利要求16所述的半导体发光器件，其中：
所述第一电极部分和第二电极部分中的至少其一包括：直线形图案、曲线形图案、直线和曲线混合图案、将一个图案分支成多个图案的分支形图案、多边形图案、格状图案、点图案、网孔图案、十字形图案、放射状图案以及它们的组合图案中的至少一种。
18.根据权利要求16所述的半导体发光器件，其中所述第一电极部分和第二电极部分中的至少其一包括条纹图案。
19.根据权利要求16所述的半导体发光器件，其中所述第一电极部分和第二电极部分中的至少其一包括菱形图案。
20.根据权利要求16所述的半导体发光器件，其中所述第一电极部分和第二电极部分中的至少其一包括平行四边形图案。
21.根据权利要求16所述的半导体发光器件，其中所述第一电极部分和第二电极部分中的至少其一包括线条图案。
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