CN102047453B - 半导体发光器件 - Google Patents
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Abstract
实施例公开一种半导体发光器件。半导体发光器件包括：第一导电半导体层；有源层，所述有源层在第一导电半导体层上；第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在有源层上；第一电极，所述第一电极被形成在第一导电半导体层下方并且包括预定形状的图案；以及氮化物半导体层，所述氮化物半导体层在第一电极的图案之间。
Description
技术领域
实施例涉及一种半导体发光器件。
背景技术
由于其物理和化学特性，III-V族氮化物半导体已经被广泛地用作用于诸如发光二极管(LED)或者激光器二极管(LD)的发光器件的主要材料。通常，III-V族氮化物半导体包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，并且0≤x+y≤1)的组合式的半导体材料。
LED是使用化合物半导体的特性通过将电信号转换为红外射线或者光来发射/接收信号的半导体器件。LED也被用作光源。
使用氮化物半导体材料的LED或者LD主要被用于发光器件以提供光。例如，LED或者LD被用作用于诸如蜂窝电话的键盘发光部件、电子标识牌以及照明装置的各种产品的光源。
发明内容
实施例提供一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括在第一导电半导体层下方的第一电极。
实施例提供一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括第一导电半导体层下方的、分支成至少一个分支的第一电极。
实施例提供一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括第一导电半导体层下方的、氮化物半导体层中的第一电极。
实施例提供一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括：第一电极，所述第一电极以预定图案被形成在第一导电半导体层和衬底之间；以及第一电极焊盘，所述第一电极焊盘被连接到第一电极的一部分。
实施例提供一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括：第一导电半导体层；有源层，所述有源层在第一导电半导体层上；第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在有源层上；第一电极，所述第一电极在第一导电半导体层下方，所述第一电极包括具有预定形状的图案；以及氮化物半导体层，所述氮化物半导体层在第一电极的图案之间。
实施例提供一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括：第一导电半导体层；第一电极，所述第一电极在第一导电半导体层下方，所述第一电极包括具有预定形状的图案；氮化物半导体层，所述氮化物半导体层在第一电极下方；有源层，所述有源层在第一导电半导体层上；第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在有源层上；以及第二电极单元，所述第二电极单元在第二导电半导体层上。
有益效果
实施例能够提高电流效率和光效率。实施例能够通过以各种形状被设置在有源层下方的第一电极分布电流来均匀地提供电流。实施例能够提高电流扩展和光反射效率。实施例能够提高ESD(静电放电)。实施例能够防止有源层的发光区域被减少。
附图说明
图1是根据第一实施例的半导体发光器件的立体图；
图2是沿着图1的线A-A截取的侧截面图；
图3是沿着图1的线B-B截取的侧截面图；
图4是沿着图1的线C-C截取的侧截面图；
图5至图11是示出根据第一实施例的用于半导体发光器件的制造工艺的截面图；
图12至图16是示出根据第一实施例的第一电极的图案的示例的截面图；
图17是示出根据第二实施例的半导体发光器件的侧截面图；
图18是沿着图17的线D-D截取的侧截面图；
图19是示出根据第三实施例的半导体发光器件的侧截面图；
图20是示出根据第四实施例的半导体发光器件的侧截面图；以及
图21是示出根据第五实施例的半导体发光器件的侧截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述实施例。在描述的实施例中，将参考附图来描述每层的术语“上”或者“下”，并且每层的厚度不限于附图中示出的厚度。
图1是示出根据第一实施例的半导体发光器件的立体图，图2是沿着图1的线A-A截取的侧截面图，图3是沿着图1的线B-B截取的侧截面图，并且图4是沿着图1的线C-C截取的侧截面图。
参考图1，半导体发光器件100包括衬底110、氮化物半导体层120、第一电极130、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160、第二电极170、第一电极焊盘181以及第二电极焊盘183。
衬底110可以包括从由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP以及Ge组成的组中选择的一个。凹凸图案能够被形成在衬底110上方和/或下方。凹凸图案可以具有带形、透镜形、圆柱形以及锥形中的一个。
氮化物半导体层120被形成衬底110上。氮化物半导体层120可以具有单层结构或者多层结构。例如，氮化物半导体层120可以包括缓冲层(未示出)和/或未掺杂的半导体层(未示出)。缓冲层缓解GaN材料和衬底材料之间的晶格失配，并且包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlIn组成的组中选择的至少一个。未掺杂的半导体层能够被形成在衬底110或者缓冲层上，并且可以包括未掺杂的GaN基半导体。另外，如果氮化物半导体层120具有多层结构，那么III-V族化合物半导体层被形成在多层结构的上部处，但是实施例不限于此。氮化物半导体层120具有预定厚度，例如，140至1000
第一电极130和第一导电半导体层140被形成在氮化物半导体层120上。
在氮化物半导体层120上形成的第一电极130可以包括导电材料。另外，第一电极130可以包括反射电极材料或者透射电极材料，但是实施例不限于此。
例如，第一电极130可以选择性地采用金属材料、包括金属的氧化物材料或者氮化物材料。用于第一电极130的金属具有3eV或者以上的功函数。
第一电极130可以包括从由Ag、Al、Au、Bi、C、Ca、Cd、Cu、Fe、Hi、Hg、Ir、La、Mo、Nd、Ni、Pb、Pt、Ta、Ti、Th、W、Zn以及Zr组成的组中选择的至少一种，并且可以具有单层结构或者多层结构。
第一电极焊盘181被局部地形成在第一电极130的图案上。第一电极焊盘181可以包括与第一电极130的材料相同的材料，但是实施例不限于此。
至少一个第一电极焊盘181能够被提供在与芯片尺寸相对应的单芯片中。第一电极焊盘181被形成在第一电极130和第一导电半导体层140上并且被电连接到第一电极130和第一导电半导体层140。
第一电极130和第一电极焊盘181组成第一电极单元，该第一电极单元将电力提供到第一导电半导体层140。
参考图1至图4，以具有至少一个分支的图案的形式来形成第一电极130。例如，能够以具有预定间隔的条图案的形式来形成第一电极130。第一电极130的一部分可以用作第一电极焊盘181。在这样的情况下，第一电极焊盘181能够被省略。
如果以具有预定间隔的条图案的形式来形成多个第一电极130，那么附加的电极图案能够被提供成相互连接第一电极130。例如，在形成相互连接第一电极130的附加的电极图案之后，第一电极焊盘181能够被形成。附加的电极图案通过台面蚀刻芯片的一侧而能够被形成在第一电极140上，或者附加的电极图案在形成第一电极140的工艺中能够被形成。
第一电极130可以具有诸如线性图案、至少一个曲线图案、线性-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、晶格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网状图案、条图案、十字图案、放射状图案、圆形图案以及其混合图案的各种图案形状。然而，在没有限制的情况下，可以在实施例中不同地实现图案的形状和数目。稍后将会更加详细地描述这些图案形状。
第一电极130能够均匀地提供来自于第一导电半导体层140的底部的电力，使得电流可以不被集中在一个点上。
第一电极焊盘181被设置在预定位置处，使得通过第一电极130能够平滑地提供电力。例如，第一电极焊盘181被设置在以图案的形式制备的第一电极130的边缘部或者中心部处。
参考图1和图3，第一导电半导体层140被形成在第一电极130和氮化物半导体层120上。第一导电半导体层140可以具有单层结构或者多层结构。
第一导电半导体层140的下部142被布置成与氮化物半导体层120上形成的第一电极130之中的间隙相对应。
第一导电半导体层140包括掺杂有第一导电掺杂剂的半导体材料并且接触第一电极130。如果第一导电半导体层140是N型半导体层，那么第一导电半导体层140可以包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN中的至少一种，并且第一导电掺杂剂可以选择性地包括诸如Si、Ge、Sn或者Te的N型掺杂剂。
第一导电半导体层140的下部142可以由未掺杂的半导体层和/或缓冲层或者其他半导体材料形成，但是实施例不限于此。
第一电极130被设置在第一导电半导体层140下方，以便均匀地提供具有第一极性的电力。未掺杂的半导体层能够被形成在第一电极130和第一导电半导体层140之间。未掺杂的半导体层具有薄的厚度(例如，5μm或者更少)，使得未掺杂的半导体层不能用作电阻。
有源层150被形成在第一导电半导体层140上。通过使用III-V族化合物半导体材料，有源层150被构造为具有单量子阱结构或者多量子阱(MQW)结构。例如，有源层150具有包括InGaN阱/GaN势垒层的结构。有源层150包括具有与通过有源层150发射的光的波长相对应的带隙能的材料。例如，有源层150选择性地包括发射诸如蓝光、红光或者绿光的彩色光的材料。然而，在实施例的技术范围内能够更改有源层150的材料。
第一导电包覆层能够被形成在第一导电半导体层140和有源层150之间。如果第一导电半导体层140是N型半导体层，那么第一导电包覆层包括N型AlGaN层，但是实施例不限于此。
第二导电半导体层160包括掺杂有第二导电掺杂剂的半导体材料。第二导电半导体层160具有单层结构或者多层结构并且用作第二电极接触层。如果第二导电半导体层160是P型半导体层，那么第二导电半导体层160包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的一种的化合物半导体。如果第二导电掺杂剂是P型掺杂剂，那么Mg、Zn、Ca、Sr以及Ba中的至少一种能够被添加到第二导电掺杂剂。
第三导电型半导体层(未示出)被形成在第二导电半导体层160上。第三导电半导体层可以包括掺杂有第一导电掺杂剂的半导体材料，诸如包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的一种的化合物半导体材料。
发光结构165包括第一导电半导体层140、有源层150以及第二导电半导体层160。发光结构165可以进一步包括第三导电半导体层。第一导电半导体层140可以用作P型半导体层，并且第二导电半导体层160可以用作N型半导体层。因此，发光结构165可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构以及P-N-P结结构中的一个。
第二电极层170可以被形成在第二导电半导体层160或者第三导电半导体层上。第二电极层170可以包括允许入射光通过的透明层。例如，第二电极层170可以包括从由ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、IZTO(铟锌锡氧化物)、IAZO(铟铝锡氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、IGTO(铟镓锡氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、ATO(锑锌氧化物)、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx以及SnO2组成的组中选择的至少一种，但是实施例不限于此。
另外，第二电极层170可以包括反射入射光的反射电极层。例如，第二电极层170可以包括从由当采用倒装芯片安装方案时能够反射光的Al、Ag、Pd、Rh、Pt以及Ir组成的组中选择的一种。第二电极层170能够被省略。在这样的情况下，第二电极焊盘183被形成在第二导电半导体层160上。
参考图1和图2，第二电极焊盘183被形成在第二电极层170上。
第二电极焊盘183直接地或者间接地接触第二电极层170和/或第二导电半导体层160。
从第二电极焊盘183分支的第二电极(未示出)可以被形成在第二电极层170上。第二电极可以具有诸如线性图案、曲线图案、线性-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、晶格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网状图案、条图案、十字图案、放射状图案、圆形图案以及其混合图案的各种图案形状。然而，在没有限制的情况下，可以在实施例中不同地实现图案的形状和数目。具有上述图案的第二电极能够将电力均匀地提供到第二导电半导体层160，使得电流能够可以不集中在一个点上。
设置至少一个第二电极焊盘183。第二电极焊盘183可以包括从由Ag、Ag合金、Ni、Al、Al合金、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf以及其组合组成的组中选择的至少一种。第一电极焊盘183和/或第二电极(未示出)可以用作第二电极单元，该第二电极单元将电力提供到第二导电半导体层160。另外，第二电极单元可以包括第二电极层170。
根据第一实施例，第一电极130被设置在衬底110和第一导电半导体层140之间，并且第二电极单元与第一电极130相对。此外，在有源层150下方，能够对准第一电极130的图案，而不减少发光区域。因此，在半导体发光器件100的有源层的整个区域上能够均匀地提供电力，从而提高光效率。
图5至图11是示出根据第一实施例的用于半导体发光器件的制造工艺的截面图。
参考图5，氮化物半导体层120被形成在衬底110上。
衬底110可以包括从由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP以及Ge组成的组中选择的一种。凹凸图案能够被形成在衬底110的预定区域上。
通过电子束沉积、PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积)、PLD(等离子体激光沉积)、复式热蒸发、溅射以及MOCVD(金属有机化学气相沉积)，从衬底110来生长半导体，但是实施例不限于此。半导体包括满足InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，以及0≤x+y≤1)的组合式的化合物半导体材料。在实施例的技术范围内，能够更改该半导体材料。
氮化物半导体层120可以包括缓冲层和/或未掺杂的半导体层(未示出)。缓冲层缓解GaN材料和衬底材料之间的晶格失配，并且包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlIn组成的组中选择的至少一种。未掺杂的半导体层能够被形成在衬底110或者缓冲层上，并且可以包括未掺杂的GaN基半导体。另外，氮化物半导体层120可以包括掺杂有第一导电掺杂剂的半导体材料。
参考图5和图6，多个第一电极130被形成在氮化物半导体层120上，同时相互分隔开。以条图案的形式，对准第一电极130，并且通过第一电极130之中形成的间隙来暴露氮化物半导体层120。从氮化物半导体层120的暴露部来生长半导体。
附加的电极图案能够被提供成相互连接第一电极130，但是实施例不限于此。第一电极130可以具有诸如线性图案、曲线图案、线性-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、晶格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网状图案、条图案、十字图案、放射状图案、圆形图案以及其混合图案的各种图案形状。在没有限制的情况下，能够在实施例中不同地实施图案的形状和数目。
参考图7，第一导电半导体层140、有源层150以及第二导电半导体层160被顺序地形成在氮化物半导体层120和第一电极130上。
第一导电半导体层140包括掺杂有第一导电掺杂剂的半导体材料。第一导电半导体层140具有单层结构或者多层结构，并且包括第一电极接触层。如果第一导电半导体层140是N型半导体层，那么第一导电半导体层140可以包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的一种。如果第一导电掺杂剂是N型掺杂剂，第一导电掺杂剂可以选择性地包括Si、Ge、Sn、Se或者Te。
从与第一电极130之中形成的间隙相对应的氮化物半导体层120的顶表面生长第一导电半导体层140的下部142。随着生长时间流逝，第一导电半导体层140的下部142朝着第一电极130的顶表面延伸。第一电极130能够被电连接到第一导电半导体层140的下部。
第一导电半导体层140的下部可以由诸如未掺杂的半导体层和/或缓冲层的其他半导体材料形成，但是实施例不限于此。
另外，未掺杂的半导体层能够被形成在第一电极130和第一导电半导体层140之间。在这样的情况下，未掺杂的半导体层的厚度可以根据其电阻范围而进行变化。
有源层150被形成在第一导电半导体层140上。通过使用III-V族化合物半导体材料，有源层150被构造为具有单量子阱结构或者多量子阱(MQW)结构。例如，有源层150具有包括InGaN阱/GaN势垒层的结构。有源层150包括具有与通过有源层150发射的光的波长相对应的带隙能的材料。例如，有源层150选择性地包括发射诸如蓝光、红光或者绿光的彩色光的材料。然而，在实施例的技术范围内，能够更改有源层150的材料。
第一导电包覆层能够被形成在第一导电半导体层140和有源层150之间。如果第一导电半导体层140是N型半导体层，那么第一导电包覆层包括N型AlGaN层，但是实施例不限于此。
第二导电半导体层160包括掺杂有第二导电掺杂剂的至少一个半导体层，并且用作第二电极接触层。如果第二导电半导体层160是P型半导体层，那么第二导电半导体层160可以包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的一种的化合物半导体。如果第二导电掺杂剂是P型掺杂剂，那么Mg、Zn、Ca、Sr以及Ba中的至少一种能够被添加到第二导电掺杂剂。
第三导电型半导体层(未示出)被形成在第二导电半导体层160上。第三导电半导体层可以包括掺杂有第一导电掺杂剂的半导体材料，诸如包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的一种的化合物半导体材料。如果第三导电半导体层是N型半导体层，那么第三导电半导体层包括从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的至少一种。另外，如果第一导电掺杂剂是N型掺杂剂，那么第一导电掺杂剂选择性地包括Si、Ge、Sn、Se或者Te。
发光结构165包括第一导电半导体层140、有源层150以及第二导电半导体层160。发光结构165可以进一步包括第三导电半导体层。第一导电半导体层140可以用作P型半导体层，并且第二导电半导体层160可以用作N型半导体层。因此，发光结构165可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构以及P-N-P结结构中的一个。
参考图8，第二电极层170可以被形成在第二导电半导体层160或者第三导电半导体层上。第二电极层170可以包括允许入射光通过的透明层。例如，第二电极层170可以包括从由ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、IZTO(铟锌锡氧化物)、IAZO(铟铝锡氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、IGTO(铟镓锡氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、ATO(锑锌氧化物)、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx以及SnO2组成的组中选择的至少一种。
另外，第二电极层170可以包括反射入射光的反射电极层。例如，第二电极层170可以包括从由当采用倒装芯片安装方案时能够反射光的Al、Ag、Pd、Rh、Pt以及Ir组成的组中选择的一种。另外，第二电极层170能够被省略。
图9是示出台面蚀刻工艺的视图，其表现图8的另一方面。
参考图8和图9，当第二电极层170被形成时，通过使用掩模图案能够形成第二电极层170的开口172，或者在第二电极层170已经被形成之后，通过执行蚀刻工艺能够形成开口172。
通过台面蚀刻工艺，能够暴露第一导电半导体层140的下部和第一电极130的一部分图案。台面蚀刻工艺可以包括干法蚀刻和/或湿法蚀刻。第二电极170能够被形成在台面蚀刻区域中或者不被形成在台面蚀刻区域中，但是实施例不限于此。
参考图10和图11，第一电极焊盘181被形成在第一电极130上，并且第二电极焊盘183或者包括第二电极焊盘的具有预定图案的第二电极(未示出)能够被形成在第二电极层170上。
第一电极焊盘181能够被形成在第一电极130的一部分图案上或者第一电极130和第一导电半导体层140的下部142上。第一电极焊盘181包括第一电极材料，但是实施例不限于此。
通过第二电极层170的开口来形成第二电极焊盘183，并且电接触第二电极层170和第二导电半导体层160。第二电极焊盘183、第二电极以及第二电极层170可以用作第二电极单元，该第二电极单元将电力提供到第二导电半导体层160。
第二电极可以具有诸如线性图案、至少一个曲线图案、线性-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、晶格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网状图案、条图案、十字图案、放射状图案、圆形图案以及其混合图案的各种图案形状。然而，在没有限制的情况下，可以在实施例中不同地实现图案的形状和数目。
能够提供与芯片尺寸相对应的至少一个第一电极焊盘181和至少一个第二电极焊盘183。在没有限制的情况下，能够在实施例中不同地实现第一电极焊盘181和第二电极焊盘183的数目。
第一电极130可以被形成在衬底110和第一导电半导体层140之间，并且第二电极单元与第一电极130相对。此外，在有源层150下方能够对准第一电极130的图案，而不减少发光区域。
在半导体发光器件100中，具有第一极性的电力被提供到第一电极焊盘181并且具有第二极性的电力被提供到第二电极焊盘183。由于第一电极130，具有第一极性的电力能够被均匀地提供到有源层150。另外，由于第二电极层170，具有第二极性的电力能够被均匀地提供到有源层150。如果第二电极被分支成预定图案，那么能够均匀地分布具有第二极性的电力。
因此，电力能够被均匀地提供在半导体发光器件100的有源层150的整个区域，使得能够提高光效率。
图12至图16是示出根据第一实施例的第一电极的各种示例的截面图。
参考图12，第一电极131能够被形成在氮化物半导体层120上或者能够被嵌入在氮化物半导体层120中。第一电极131包括主体部分131A和分支部分131B，其中分支部分131B从主体部分131A分支，同时以多叉标枪(multi-pronged spear)的形式相互分隔开。
氮化物半导体层120能够被形成为与第一电极131的分支部分131B之中形成的间隙相对应。在这样的情况下，主要地形成第一电极131，然后以预定厚度形成氮化物半导体层120。另外，第一电极131能够被嵌入在氮化物半导体层120中。即，除了用于第一电极131的区域之外，主要地形成氮化物半导体层120，然后第一电极131被嵌入在氮化物半导体层120中形成的区域中。在这样的情况下，第一电极131和氮化物半导体层120能够被对准在衬底上。
参考图13，第一电极132具有以网状形状对准的多个开口132A。通过开口132A能够生长其他半导体。
第一电极132的各个开口132A可以具有圆形或者多边形，但是实施例不限于此。
氮化物半导体层120能够被形成在第一电极132下方。另外，通过第一电极132的开口132A能够重新生长氮化物半导体层120，并且氮化物半导体层120能够形成在第一电极132的表面上。
参考图14，以图案的形式制备第一电极133，其中，中间电极133B被插入在具有线性形状的电极133A和具有两叉标枪形状的电极133C。
具有线性形状的电极133A被设置在第一电极133的一侧处，具有两叉标枪形状的电极133C具有被分支的端部，并且中间电极133B互连两个电极133A和133C。
参考图15，第一电极134包括电极134A和电极134B，所述电极134A具有沿着芯片边缘布置的多边形，所述电极134B从具有多边形的电极134A的侧面的中心分支。
参考图16，第一电极135包括电极135A和电极135B，所述电极135A具有沿着芯片边缘布置的多边形，所述电极135B以十字的形式在电极135A中对准。
如图12至图16中所示，在实施例的技术范围内，能够不同地实施第一电极132至135的分支电极的数目和图案形状。
图17是示出根据第二实施例的半导体发光器件的侧截面图，并且图18是沿着图17的线D-D截取的侧截面图。将参考第一实施例来描述第二实施例，并且将会省略相同的部分以避免重复。
参考图17，半导体发光器件101包括衬底110、氮化物半导体层120、第一电极136、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160、第二电极层170、第一电极焊盘181以及第二电极焊盘183。
第一电极136和氮化物半导体层120被形成在衬底110上。如图18中所示，以包括具有多叉标枪形状的分支部分136A和主体部分136B的图案的形式来制备第一电极136。第一电极136被形成在衬底110上，并且氮化物半导体层120被形成为与第一电极136的分支部分136A之中形成的间隙相对应。氮化物半导体层120可以包括缓冲层、未掺杂的半导体层以及掺杂有第一导电掺杂剂的半导体层中的至少一个。
在实施例的技术范围内，能够改变形成氮化物半导体层120和第一电极136的顺序。氮化物半导体层120的厚度T1等于或者不同于第一电极136的厚度，并且实施例不限于此。能够从在第一实施例中公开的图案形状中选择第一电极136的图案形状。
第一导电半导体层140能够被形成在第一电极136和氮化物半导体层120上，或者未掺杂的半导体层(未示出)能够以预定厚度(例如，5μm或更少)被形成在第一电极136和氮化物半导体层120上。
第一电极焊盘181能够被形成在第一电极136上，或者能够被形成在第一电极136和氮化物半导体层120上。
图19是示出根据第三实施例的半导体发光器件的侧截面图。将参考第一实施例来描述第三实施例，并且将省略相同的部分以便避免重复。
参考图19，半导体发光器件102包括衬底110、氮化物半导体层120、第一电极137、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160、第二电极层170、第一电极焊盘181以及第二电极焊盘183。
第一电极137和氮化物半导体层120被形成在衬底110上。以具有多叉标枪形状的图案的形式来制备第一电极137。第一电极137被形成在衬底110上，并且氮化物半导体层120被形成为与第一电极137的分支部分之中形成的间隙相对应。
氮化物半导体层120可以包括缓冲层、未掺杂的半导体层以及掺杂有第一导电掺杂剂的半导体层中的至少一个。
在实施例的技术范围内，能够改变形成氮化物半导体层120和第一电极137的顺序。第一电极137的厚度T2大于氮化物半导体层120的厚度。在这样的情况下，与第一实施例的相比，能够增加第一电极137和第一导电半导体层140之间的接触面积。能够从在第一实施例中公开的图案形状中选择第一电极137的图案形状。
第一导电半导体层140能够被形成在第一电极137和氮化物半导体层120上，或者未掺杂的半导体层(未示出)能够以预定厚度(例如，5μm或更少)被形成在第一电极137和氮化物半导体层120上。
第一电极焊盘181能够被形成在第一电极137上，或者能够被形成在第一电极137和氮化物半导体层120上。
图20是示出根据第四实施例的半导体发光器件的侧截面图。将参考第一实施例来描述第四实施例，并且将省略相同的部分以便避免重复。
参考图20，半导体发光器件103包括第一电极130、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160、第二电极层191、导电支撑构件193以及第二电极焊盘181。
第二电极层191被形成在第二导电半导体层160上，并且包括从由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf以及其组合组成的组中选择的至少一种。包括多个图案的欧姆接触层(未示出)能够被形成在第二电极层191和第二导电半导体层160之间。欧姆接触层可以包括从由ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、IZTO(铟锌锡氧化物)、IAZO(铟铝锡氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、IGTO(铟镓锡氧化物)以及ATO(锑锌氧化物)组成的组中选择的至少一种。
第二电极层191可以用作将具有第二极性的电力稳定地提供到发光结构的电极。第二电极层191通过肖特基接触或者欧姆接触来接触第二导电半导体层160。如果存在欧姆接触层，由于欧姆接触层的电阻不同于第二电极层191的电阻，那么能够耗散被提供到第二导电层160的电流。
导电支撑构件193可以包括铜、金、镍、钼、铜-钨或者载具晶片(例如，Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC等等)。例如，通过溅射工艺，能够形成第二电极层191，并且通过电镀工艺或者结合工艺，能够形成导电支撑构件193。然后，在实施例的技术范围内，能够改变这样的工艺。
然后，在第一导电半导体层140下方对准的衬底110(参见图3)被去除。这时，衬底110被指向朝上，并且执行物理和/或化学工艺以去除衬底110。物理工艺包括LLO(激光剥离)方案，其中具有预定波长的激光被照射到衬底上，并且化学工艺包括蚀刻方案，其中蚀刻溶液被用于去除在衬底上形成的氮化物半导体层。
另外，通过湿法蚀刻方案或者抛光方案来去除在第一导电半导体层140和第一电极130下方形成的氮化物半导体层120(参见图3)。如果氮化物半导体层120包括第一导电半导体，那么可以去除氮化物半导体层120。
当衬底和未掺杂的半导体层已经被去除时，第一导电半导体层140和第一电极130的底部被暴露。因此，对芯片的底部执行ICP/RCE(电感耦合等离子体/反应离子蚀刻)。
第一电极焊盘181被形成在第一导电半导体层140下方。第一电极181被设置在第一电极130下方或者第一电极130和第一导电半导体层140的下部下方。
图21是示出根据第五实施例的半导体发光器件的侧截面图。将参考第一实施例来描述第五实施例，并且将省略相同的部分以便避免重复。
参考图21，半导体发光器件104包括衬底110、氮化物半导体层120、第一电极130、第一导电半导体层140、有源层150、第二导电半导体层160、第二电极层170、第一电极层182以及第二电极焊盘183。
凹槽115被形成在衬底110和氮化物半导体层120的中心区域处。凹槽115的侧壁被倾斜，并且通过凹槽115暴露第一电极130的底部。
第一电极层182包括接触第一电极130的电极接触部分182C、在凹槽115的侧壁上对准的倾斜部分182B以及在衬底110的底部上对准的底部部分182A。电极接触部分182电接触第一电极130和第一导电半导体层140的下部142。
通过倾斜部分182B和第一电极层182的电极接触部分182C，具有第一极性的电力被提供到第一电极层182的底部182A并且然后被提供到第一电极130。
第二电极层170可以包括透明电极层，并且第一电极层182可以包括反射电极层。第一电极130和第一电极层182被限定为第一电极单元。
第一电极层182能够反射从芯片的底部入射的光。第一电极层182可以包括从由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf以及其组合组成的组中选择的至少一种。第一电极层182的倾斜部分182B由于其倾斜的构造而能够提高入射光的取向角。
在实施例的描述中，将理解的是，当层(或膜)、区域、图案或结构被称为在另一衬底、另一层、另一区域、另一焊盘或另一图案“上”或“下”时，它可以直接在另一衬底、层、区域、焊盘或图案上，或者也可以存在一个或多个中间层。另外，基于附图将限定每层的顶部和底部。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例，但是应该理解，本领域的技术人员可以设计多个其他修改和实施例，这将落入本发明原理的精神和范围内。更加具体地，在本说明书、附图和所附权利要求的范围内的主题组合布置的构件部件和/或布置中，各种变化和修改都是可以的。除了构件部件和/或布置中的变化和修改之外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是明显的。
工业实用性
实施例能够提供一种诸如LED的半导体发光器件。
实施例能够提高半导体发光器件的ESD和光效率。
Claims (15)
1.一种半导体发光器件，包括：
第一导电半导体层；
有源层，所述有源层在所述第一导电半导体层上；
第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在所述有源层上；
第一电极，所述第一电极在所述第一导电半导体层下方，所述第一电极包括具有预定形状的图案；以及
氮化物半导体层，所述氮化物半导体层在所述第一电极的图案之间，
其中所述第一导电半导体层形成在所述第一电极和所述氮化物半导体层上。
2.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中，
所述氮化物半导体层包括包含III-V族化合物半导体的缓冲层和未掺杂的半导体层中的至少一个。
3.如据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，
所述氮化物半导体层包括掺杂有第一导电掺杂剂的半导体层。
4.如据权利要求3所述的半导体发光器件，包括：
未掺杂的半导体层、缓冲层以及所述氮化物半导体层下方的衬底中的至少一个。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的半导体发光器件，包括：
第一电极焊盘，所述第一电极焊盘被电连接到所述第一电极的图案的顶部或者底部。
6.如权利要求1至4中的任意一项所述的半导体发光器件，包括：
N型半导体层、透明或反射电极层以及在所述第二导电半导体层上的第二电极中的至少一个。
7.如权利要求1至4中的任意一项所述的半导体发光器件，其中，
所述第一电极包括线性图案、曲线图案、线性-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、晶格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网状图案、条图案、十字图案、放射状图案、圆形图案以及其混合图案中的至少一个。
8.一种半导体发光器件，包括：
第一导电半导体层；
第一电极，所述第一电极在所述第一导电半导体层下方，所述第一电极包括具有预定形状的图案；
氮化物半导体层，所述氮化物半导体层在所述第一电极下方；
有源层，所述有源层在所述第一导电半导体层上；
第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在所述有源层上；以及
第二电极单元，所述第二电极单元在所述第二导电半导体层上。
9.如权利要求8所述的半导体发光器件，其中，
所述氮化物半导体层包括掺杂有第一导电掺杂剂的半导体层、未掺杂的半导体层或者缓冲层。
10.如权利要求8所述的半导体发光器件，其中，
所述氮化物半导体层或者所述第一导电半导体层的下部被形成为与所述第一电极的图案相对应。
11.如权利要求8至10中的任意一项所述的半导体发光器件，其中，所述第二电极单元包括：
第二电极层，所述第二电极层在所述第二导电半导体层上；
第二电极焊盘，所述第二电极焊盘被电连接到所述第二电极层和/或所述第二导电半导体层；以及
第二电极，所述第二电极以各种图案形状从所述第二电极分支。
12.如权利要求8至10中的任意一项所述的半导体发光器件，其中，
所述第一电极被分支成至少一个图案形状，并且第一电极焊盘被形成在所述第一电极的图案的顶部或者底部上。
13.如权利要求8至10中的任意一项所述的半导体发光器件，包括：
衬底，所述衬底在所述氮化物半导体层下方；
倾斜的凹槽，所述倾斜的凹槽处于所述衬底和所述氮化物半导体层的预定区域；以及
第一电极层，所述第一电极层在所述衬底下方通过所述倾斜的凹槽被电连接到所述第一电极。
14.如权利要求8至10中的任意一项所述的半导体发光器件，其中，
所述第二电极单元包括反射电极层和所述反射电极层上的导电支撑构件，并且在所述第一电极的图案下方对准第一电极焊盘。
15.如权利要求11所述的半导体发光器件，其中，
所述第一和第二电极包括线性图案、曲线图案、线性-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、晶格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网状图案、条图案、十字图案、放射状图案、圆形图案以及其混合图案中的至少一个。
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