CN102119449A - 具有高反射欧姆电极的半导体发光器件 - Google Patents
具有高反射欧姆电极的半导体发光器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102119449A CN102119449A CN2008801282120A CN200880128212A CN102119449A CN 102119449 A CN102119449 A CN 102119449A CN 2008801282120 A CN2008801282120 A CN 2008801282120A CN 200880128212 A CN200880128212 A CN 200880128212A CN 102119449 A CN102119449 A CN 102119449A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor layer
- ohmic contact
- doping semiconductor
- metal layer
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 16
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 14
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 4
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 GaN Chemical class 0.000 description 1
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 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
- H01L33/36—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
- H01L33/405—Reflective materials
-
- 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
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
一种半导体发光器件，该器件包括在导电衬底上的多层半导体结构。所述多层半导体结构包括位于所述导电衬底上的第一掺杂半导体层，位于所述第一掺杂半导体层上的第二掺杂半导体层，和/或位于所述第一和第二掺杂半导体层之间的MQW有源层。该器件还包括在所述第一掺杂半导体层和所述导电衬底之间的反射欧姆接触层，所述反射欧姆接触层包括Ag和下列材料中的一种Ru、Rh、Pd、Au、Os、Ir、和Pt；加上Zn、Mg、Be、和Cd中的至少一种；以及下列材料中的若干种：W、Cu、Fe、Ti、Ta、和Cr。该器件进一步包括在所述反射欧姆接触金属层和所述导电衬底之间的邦定层，与所述导电衬底连接的第一电极，以及与所述第二掺杂半导体层连接的第二电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体发光器件的设计。更具体而言，本发明涉及具有高反射欧姆电极的半导体发光器件。
背景技术
期望固态照明引领下一代照明技术。高亮度发光二极管(HB-LED)从用于显示器件的光源到替代灯泡用于常规照明，其应用的范围逐渐扩大。通常情况下，成本，能效及亮度是决定LED的商业可行性的三个最主要的衡量标准。
LED产生的光线来源于“夹于”受主掺杂层(p-型掺杂层)和施主掺杂层(n-型掺杂层)间的有源区域。当LED被施以正向电压时，载流子，包括来自p-型掺杂层的空穴和来自n-型掺杂层的电子，在有源区域内复合。在直接禁带材料中，这种在有源区域内的复合过程会释放出光子形式的能量或者是对应材料的禁带能量的光线。
依据衬底的选择和半导体层堆叠的设计，LED可形成两种结构，即横向电极(电极位于衬底的同侧)结构和垂直电极结构(电极位于衬底的背面)。图1A和图1B图分别图示了这两种结构，其中图1A图示了典型的横向电极LED的横截面视图，图1B图示了典型的垂直电极LED的横截面视图。图1A和图1B中所示的两种LED包括衬底层102，n-型掺杂层104，可选的多量子阱(MQW)有源层106，p-型掺杂层108，与p-型掺杂层连接的p-侧电极110，以及与n-型掺杂层连接的n-侧电极112。
垂直电极结构使器件的封装变得更容易。另外，由于电极位于器件的两侧，所以器件的抗静电释放的能力更强。因此，与横向电极LED相比，垂直电极LED具有更高的稳定性。对大功率、短波长LED来说这一点尤其重要。
为了从大功率、高亮度LED中有效地提取光线，人们通常采用倒装芯片封装技术来提高光提取效率。这种倒装芯片封装技术采用p-侧电极作为高反射面将光线反射至器件的另一面。因此光反射体的存在提高了LED的光提取效率。图2图示了p-侧电极作为反射体的倒装芯片封装垂直LED的示范性结构。在图2中，从上至下依次图示了n-侧电极202，n型掺杂层204，有源层206，p型掺杂层208以及同样作为反射体的p-侧电极210。虚线箭头表示电流方向，向上的短箭头表示光传播方向。应注意的是，与激光器件内的光被导向传播不同，在LED内发出的光会全方位传播。因此，在器件底部的反射体对提高光提取效率显得尤为必要。
发明内容
本发明的一个实施例提供一种在导电衬底上含有多层半导体结构的半导体器件。多层半导体结构包括位于导电衬底上的第一掺杂半导体层、位于第一掺杂半导体层上的第二掺杂半导体层、和/或位于第一和第二掺杂半导体层之间的多量子阱(MQW)有源层。该器件还包括位于第一掺杂半导体层和导电衬底之间的反射欧姆接触金属层。反射欧姆接触金属层包括Ag和下列材料中的至少一种：Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os和Pt；加上下列材料中的至少一种：Zn、Mg、Cd和Be；下列材料中的若干种：W、Cu、Fe、Ti、Ta和Cr。进一步地，该器件包括位于反射欧姆接触金属层和导电衬底之间的邦定层，与导电衬底连接的第一电极，以及在第二掺杂半导体层上的第二电极。
在该实施例中的一个变型中，第一掺杂半导体层是p-型掺杂半导体层。
在该实施例中的另一个变型中，p型掺杂半导体层包括杂Mg的GaN。
在该实施例的一个变型中，反射欧姆金属层包括下列金属组成中的一种：Ag/Pt/Mg合金和Ag/Pt/Zn合金。
在该实施例的一个变型中，反射欧姆接触层按重量比含有1-10％的Pt、Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os和Ir中的一种或多种；0.001-5％的Zn、Mg、Be和Cd中的一种或多种；0-5％的W、Cu、Ti、Ta和Cr中的一种或多种。
在该实施例的一个变型中，反射欧姆接触层按重量比含有97％的Ag，1.5％的Pt，以及1.5％的Zn。
在该实施例的一个变型中，有源层包括下列材料中的至少一种：InGaAlN，InGaAlP和InGaAlAs。
在该实施例的一个变型中，导电衬底包括下列材料中的至少一种：Si、GaAs、GaP、Cu和Cr。
附图说明
图1A图示了典型横向电极LED的横截面视图。
图1B图示了典型垂直电极LED的横截面视图。
图2图示了利用p-侧电极作为反射体的典型垂直电极LED的横截面视图。
图3A图示了根据本发明一个实施例具有由沟槽和台面组成的预制图形的部分衬底。
图3B图示了根据一个实施例的预图案化衬底的横截面。
图4列出多个图形说明根据一个实施例的具有高反射欧姆电极的发光器件的制备步骤。
具体实施方式
给出以下的描述，以使得本领域技术人员能够制造和使用本发明，且这些描述是在具体应用及其需求的背景下提供的。公开实施例的各种修改对本领域技术人员而言是显而易见的，且在不离开本发明的精神实质和范围的情况下，这里限定的一般原理可以应用到其它实施例和应用。因而，本发明不限于所示出的实施例，而是与权利要求的最宽范围一致。
LED制造技术的近期发展使得应用包括AlGaN，InGaN，InGaAlN和GaN的GaN基III-V化合物半导体作为短波长LED的材料成为可能。这些GaN基LED不仅将LED的发射光谱拓宽至绿，蓝及紫外区域，而且这些LED可以获得高的发光效率。为了避免电流拥挤问题和提高光提取效率，必需选择一种高反射材料作为p-侧欧姆电极的接触层。
一方面，目前只有几种金属材料，如银(Ag)和铝(Al)，可以对光谱范围在绿光和紫外范围内光线提供高的反射。然而，对于Ag或Al来说，难以与p-型掺杂GaN基化合物半导体如p-GaN，p-AlGaN，p-InGaN，及p-InGaAlN形成良好的欧姆接触。另一方面，可形成具有上述p-掺杂GaN半导体的低阻抗欧姆接触的金属材料如铂(Pt)，钯(Pd)及镍/金(Ni/Au)合金，会大大地吸收期望光谱范围内的光线。应注意的是，金属接触越厚，光吸收越强。因此，期望通过降低欧姆电极的厚度来减少光吸收。尽管如此，金属薄层导致的光吸收会明显降低光提取效率。此外，吸收的光能常常转化为致使LED温度升高的热能。反过来，温度的升高可引起光吸收变强和漏电流增加，进而缩短LED的使用寿命，甚至是烧坏LED。研究已经表明，当LED在大的偏置电压下工作时，电极产生的热能是缩短LED寿命的主要原因之一。
最近，研究者们采用了一种利用透明导电氧化物(TCO)材料形成p-侧欧姆电极的方法。然而，TCO材料不太适合大功率LED，原因是TCO材料相对高的接触阻抗和低的热导率会导致LED内部的热积聚，而且还会增大LED的漏电流。
目前，高反射p-电极往往基于Ni/Au/Ag合金，镀Ag TCO及镍/银/钌(Ni/Ag/Ru)合金。所有这些材料都具有相关的特定缺点。虽然Ni/Au/Ag电极的阻抗相对较低，但是Au层会强烈地吸收发射出的光。例如，Ni/Au/Ag电极可吸收大约20-30％的波长在460nm区域的光。如此高的光吸收率大大地降低了LED的光提取效率。若是期望通过减少Ni/Au层的厚度来减少光吸收的话，那么就将面临随之而来的由于粘接强度弱引起的不理想的欧姆接触问题。另一方面，虽然镀Ag TCO电极显示出更高的光提取效率，但是它的热导率低，容易导致热积聚，因此使LED在被施以高偏置电流时工作更不稳定。此外，虽然半导体和Ag反射体之间仅有Ni薄层可使Ni/Ag/Ru电极的光吸收更低，但是Ni不适合用于形成具有p-掺杂GaN材料的良好的欧姆接触。另外，退火过程往往会降低Ag层的反射率。研究已经表明，仅用Ag作为电极对蓝光具有高的反射率，但是Ag难以与具有p-掺杂GaN材料形成良好的欧姆接触。除此之外，Ag-欧姆接触的接触特性，稳定性，以及粘接性都低于用Pt，Pd，或Ni/Au形成的欧姆接触。
如上所述，若要同时满足所有必要的条件，包括低光吸收，低接触阻抗，高稳定性及强粘接，来形成作为高亮度大功率LED的可靠、高反射率、低阻抗欧姆电极是非常困难的。
本发明的实施例提供一种具有高反射欧姆电极的LED器件。该器件包括导电衬底，多层半导体结构，反射欧姆电极金属层，应用于多层结构与导电衬底邦定的邦定层，第一电极，以及第二电极。反射欧姆接触金属层包括Ag和一种或二种其他包括Mg和Zn的金属材料。
衬底准备
为了在大面积生长衬底(如硅晶片)上生长无裂纹GaN基III-V化合物多层结构，本发明介绍这种具有由沟槽和台面组成的预制图形的衬底的生长方法。具有由沟槽和台面组成的预制图形的衬底能有效释放衬底表面和多层结构之间由于晶格常数和热膨胀系数失配引起的多层结构内的应力。
图3A图示了根据一个实施例应用光刻和等离子刻蚀技术得到的具有预刻蚀图形的衬底的部分顶视图。刻蚀的结果是形成了方形台面300和沟槽302。图3B通过沿着根据一个实施例的图3A的水平线A-A’的预制图形化衬底的横截面，更加清楚地显示了台面和沟槽的结构。如图3B所示，沟槽304相交的边界有效地形成了独立台面的边界结构，如台面306和部分台面308和310。每个台面限定一个独立表面区域用于生长各自的半导体器件。
应注意的是，可应用不同的光刻和刻蚀技术在半导体衬底上形成沟槽和台面。同样应注意的是，除了形成图3A所示的方形台面300外，可以通过改变沟槽302的图案可形成其他可选的台面形状。这些可选的几何图案可包括但不限于：三角形，矩形，平行四边形，六边形，圆形或其他不规则图形。
制备具有高反射欧姆电极的发光器件
图4列出多个图形用于说明根据一个实施例的具有高反射欧姆电极的发光器件的制备步骤。在步骤A中，准备好具有由沟槽和台面组成的预制图形化化生长衬底后，利用多种生长技术形成InGaAlN多层结构，这些技术包括但不限于：金属有机化学汽相沉积(MOCVD)。LED结构可包括：衬底层402，可是硅晶片；n-型掺杂半导体层404，可是Si掺杂GaN层；有源层406，可是五个周期的GaN/InGaAlN MQW；以及p-型掺杂半导体层408，可是Mg掺杂GaN。应注意的是，p-型层和n-型层的生长顺序可颠倒。
在步骤B中，在p-掺杂半导体层的上部形成接触辅助金属层410。可用于形成接触帮助金属层410的金属材料包括Pt和/或Ni。接触辅助金属层410还可包括下列材料中的至少一种：Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Zn和Mg。接触辅助金属层410可利用例如蒸发沉积，如电子束(e-束)或是其他沉积技术来沉积。接触辅助金属层410的厚度在100～800埃之间。在一个实施例中，接触辅助金属层410的厚度大约为500埃。
在步骤C中，先对接触辅助金属层410进行热退火处理，之后利用如机械打磨技术或化学刻蚀技术去除该层。热退火处理激活了在p-型层内的p-型离子。用于热退火处理的气氛可以是N2，O2，大气，以及真空中的一种。热退火的温度可在300℃～600℃之间。在一个实施例中，热退火的温度大约为550℃。热退火的总时间可在30s～24h之间。在一个实施例中，热退火大约进行5min。接触辅助金属层410的沉积，退火和去除步骤提高了欧姆接触的特性和粘接性，同时也提高了在选择的金属和p-型层408之间形成的欧姆接触的稳定性。
在步骤D中，在p-型掺杂层408上形成反射欧姆接触金属层412。用于形成反射欧姆接触金属层412的金属材料包括Ag和下列材料中的至少一种：Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os和Pt；加上下列材料中的至少一种：Zn、Mg、Cd和Be；下列材料中的若干种：W、Cu、Fe、Ti、Ta和Cr。为了具有更佳的性能，反射欧姆接触层可以是Ag合金，按重量比含有1-10％的Pt、Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os和Ir中的一种或多种；0.001-5％的Zn、Mg、Be和Cd中的一种或多种；0-5％的W、Cu、Ti、Ta和Cr中的一种或多种。和接触辅助金属层410类似，反射接触欧姆金属层412可利用蒸发技术，如电子束(e-束)蒸发和溅射技术，或者是其他沉积技术来沉积。
在所有用于反射欧姆接触金属层412的金属材料/金属组成物的选择中，其中一个实施例选择了Ag/Pt/Mg金属组成物，其他实施例选择Ag/Pt/Zn金属组成物。如前所述，Ag对于绿光和蓝光来说是良好的反射体。此外，Pt具有相对高的功函。对于p-型掺杂半导体材料来说，为了形成高导电区域，电极的功函等于或大于半导体材料的功函是比较理想的。因此，Pt是形成具有p-掺杂半导体层的低阻抗欧姆接触的理想材料。此外，在银合金中存在的Pt能有效地减少Ag离子扩散至p-型层408。另外，因为Mg和Zn对于III-V半导体化合物如GaN来说都是p-型掺杂剂，当形成欧姆接触时，这两种金属可充当受体源，以增大在半导体表面上或半导体表面附近内的p-型掺杂浓度。因此，选择这两种金属组成物(Ag/Pt/Mg和Ag/Pt/Zn)可使低阻抗欧姆接触具有好的热稳定性和强的粘接性。此外，这种欧姆接触对于蓝光来说同样具有短波长LED所需的高反射性。在一个实施例中，反射欧姆接触层412按重量比含有97％的Ag，1.5％的Pt和1.5％的Zn。
可选的是在形成反射欧姆接触金属层412后进行热退火处理。若进行热退火，退火温度可在100～500℃之间。在一个实施例中，退火温度大约为550℃。退火期间的总时间可在1～5min之间。在一个实施例中，热退火大约进行2min。退火气氛可是N2，O2，大气，和真空中的一种。
在步骤E中，在反射欧姆接触金属层412上形成邦定层414。用于形成邦定层414的材料可包括金。
在步骤F中，翻转多层结构，使其与支撑结构418邦定。在一实施例中，支撑结构418包括导电衬底层420和邦定层422。邦定层422可包括Au。导电衬底层420包括下列材料中的至少一种：Si、GaAs、GaP、Cu、和Cr。
在步骤G中，通过例如机械研磨技术或化学刻蚀技术来去除生长衬底402。生长衬底402的去除使n-型层404暴露。
在步骤H中，在n-型层404上形成电极424(n-侧电极)。在一实施例中，n-侧电极424包括Ni，Au，和/或Pt。可利用例如蒸发技术，如e-束蒸发或溅射技术来形成n-侧电极424。同样也可以利用其他的沉积技术来形成。
在步骤I中，在导电衬底420的背面形成另一欧姆接触426。欧姆接触426的材料组成和形成步骤与n-侧电极424的类似。应注意的是，欧姆接触426，导电衬底420，邦定层414和反射欧姆接触金属层412一起构成了高反射p-侧电极。
本发明实施例的前述描述仅为说明和描述的目的而给出。它们并非穷尽性的，或并不旨在将本发明限制成这里所公开的形式。因而，对本领域技术人员而言，许多修改和变化是显而易见的。另外，上述公开内容并非旨在限制本发明。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (20)
1.一种半导体发光器件，该器件包括在导电衬底上的多层半导体结构，所述多层半导体结构包括位于所述导电衬底上的第一掺杂半导体层，位于所述第一掺杂半导体层上的第二掺杂半导体层，和/或位于所述第一和第二掺杂半导体层的多量子阱(MQW)有源层，位于所述第一掺杂半导体层和导电衬底之间的反射欧姆接触金属层，其中所述反射接触金属层包括：Ag和下列料材中的至少一种：Pt、Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os和Ir；Zn、Mg、Cd、和Be中的至少一种；下列材料中的若干种：W、Cu、Fe、Ti、Ta、和Cr；在所述反射欧姆接触金属层和所述导电衬底之间的邦定层；与所述导电衬底连接的第一电极；以及在所述第二掺杂半导体层上的第二电极。
2.根据权利要求1的半导体发光器件，其特征在于所述第一掺杂半导体层是p-型掺杂半导体层。
3.根据权利要求2的半导体发光器件，其特征在于所述p-型掺杂半导体层包括掺杂Mg的GaN。
4.根据权利要求1的半导体发光器件，其特征在于所述反射欧姆接触金属层包括下列金属组成的一种：Ag/Pt/Mg和Ag/Pt/Zn。
5.根据权利要求1的半导体发光器件，其特征在于所述反射欧姆接触层按重量比包括：1-10％的Pt、Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os和Ir中的一种或多种；0.001-5％的Zn、Mg、Be和Cd中的一种或多种；0-5％的W、Cu、Ti、Ta和Cr中的一种或多种。
6.根据权利要求1的半导体发光器件，其特征在于反射欧姆接触层按重量比包括：97％的Ag，1.5％的Pt，和1.5％的Zn。
7.根据权利要求1的半导体发光器件，其特征在于所述MQW有源层包括下列材料中的至少一种：InGaAlN，InGaAlP，和IaGaAlAs。
8.根据权利要求1的半导体发光器件，其特征在于所述导电衬底包括下列材料中的至少一种：Si5、GaAs、GaP、Cu、和Cr。
9.一种制造半导体发光器件的方法，该方法包括：在生长衬底上生长多层半导体结构，其中所述多层半导体结构包括第一掺杂半导体层，第二掺杂半导体层，和/或多量子阱(MQW)有源层；在所述第一掺杂半导体层上形成反射欧姆接触金属层，其中所述反射欧姆接触金属层包括：Ag和下列材料中的至少一种：Pt、Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os和Ir；下列材料中的至少一种：Zn、Mg、Cd和Be；下列材料中的若干种：W、Cu、Fe、Ti、Ta、和Cr；形成与所述反射欧姆接触金属层粘接的邦定层；将所述多层结构邦定至导电衬底；去除所述生长衬底；形成与所述导电衬底连接的第一电极；在所述第二掺杂半导体层上形成第二电极。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于所述生长衬底包括由沟槽和台面组成的预制图形。
11.根据权利要求9的方法，该方法进一步包括：在所述第一掺杂半导体层上形成接触辅助金属层，其中接触辅助金属层包括Pt或Pt合金，所述Pt合金含有下列材料中的一种：Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Ni、Zn、和Mg；对所述多层结构进行热退火，以激活所述第一掺杂半导体层；去除所述接触辅助金属层。
12.根据权利要求9的方法，其特征在于所述第一掺杂半导体层是p-型掺杂半导体层。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于所述p-型掺杂半导体层包括掺杂Mg的GaN。
14.根据权利要求11的方法，其特征在于所述接触辅助金属层的厚度至少为10埃。
15.根据权利要求11的方法，其特征在于所述退火工序的温度在200～1000℃之间，退火工序大约进行5min，退火气氛包括下列气氛中的一种：N2、O2、大气、真空和惰性气体。
16.根据权利要求11的方法，其特征在于去除所述接触辅助金属层包括应用化学刻蚀和/或机械研磨。
17.根据权利要求9的方法，其特征在于所述反射欧姆接触层包括下列金属组成的一种：Ag/Pt/Mg和Ag/Pt/Zn。
18.根据权利要求9的方法，其特征在于所述反射欧姆接触层按重量比包括：1-10％的Pt、Ni、Ru、Rh、Pd、Au、Os、和Ir中的一种或多种；0.001-5％的Zn、Mg、Be、和Cd中的一种或多种；0-5％的W、Cu、Ti、Ta、和Cr中的一种或多种。
19.根据权利要求9的方法，其特征在于所述反射欧姆接触层按重量比含有97％的Ag，1.5％的Pt，和1.5％的Zn。
20.根据权利要求9的方法，其特征在于所述导电衬底包括下列材料中的至少一种：Si、GaAs、GaP、Cu、和Cr。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2008/000597 WO2009117849A1 (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Semiconductor light-emitting device with a highly reflective ohmic-electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102119449A true CN102119449A (zh) | 2011-07-06 |
| CN102119449B CN102119449B (zh) | 2013-01-23 |
Family
ID=41112909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008801282120A Active CN102119449B (zh) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 具有高反射欧姆电极的半导体发光器件 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7977663B2 (zh) |
| EP (1) | EP2257998B1 (zh) |
| JP (1) | JP2011515859A (zh) |
| KR (1) | KR20100136973A (zh) |
| CN (1) | CN102119449B (zh) |
| WO (1) | WO2009117849A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108198926A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-22 | 南昌大学 | 一种薄膜型AlGaInP发光二极管芯片及其制备方法 |
| CN111183525A (zh) * | 2017-10-05 | 2020-05-19 | 欧司朗Oled有限责任公司 | 用于制造光电子器件的方法和光电子器件 |
| CN113812002A (zh) * | 2019-05-28 | 2021-12-17 | 脸谱科技有限责任公司 | 具有减小的间距的led阵列 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2011102450A1 (ja) * | 2010-02-19 | 2013-06-17 | シャープ株式会社 | 化合物半導体発光素子の製造方法 |
| KR101546929B1 (ko) * | 2013-09-24 | 2015-08-25 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 다이오드 및 그것을 갖는 발광 다이오드 모듈 |
| DE102018111889A1 (de) | 2018-05-17 | 2019-11-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5898185A (en) * | 1997-01-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Hybrid organic-inorganic semiconductor light emitting diodes |
| JP3130292B2 (ja) * | 1997-10-14 | 2001-01-31 | 松下電子工業株式会社 | 半導体発光装置及びその製造方法 |
| US6849862B2 (en) * | 1997-11-18 | 2005-02-01 | Technologies And Devices International, Inc. | III-V compound semiconductor device with an AlxByInzGa1-x-y-zN1-a-bPaAsb non-continuous quantum dot layer |
| JP3987660B2 (ja) * | 1998-07-31 | 2007-10-10 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体構造とその製法および発光素子 |
| JP4365530B2 (ja) * | 1998-09-10 | 2009-11-18 | ローム株式会社 | 半導体発光素子およびその製法 |
| 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 |
| TW515116B (en) * | 2001-12-27 | 2002-12-21 | South Epitaxy Corp | Light emitting diode structure |
| US20030160229A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Kopin Corporation | Efficient light emitting diodes and lasers |
| TW200520266A (en) | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor luminous element and manufacturing method of the same |
| KR100624416B1 (ko) | 2003-12-23 | 2006-09-18 | 삼성전자주식회사 | 플립칩형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법 |
| JP3994287B2 (ja) * | 2004-07-07 | 2007-10-17 | サンケン電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| US7872271B2 (en) * | 2004-07-12 | 2011-01-18 | Samsung Led Co., Ltd. | Flip-chip light emitting diodes and method of manufacturing thereof |
| JP2006086300A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Sanken Electric Co Ltd | 保護素子を有する半導体発光装置及びその製造方法 |
| JP2006100500A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP4592388B2 (ja) * | 2004-11-04 | 2010-12-01 | シャープ株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体発光素子およびその製造方法 |
| KR101138944B1 (ko) * | 2005-01-26 | 2012-04-25 | 서울옵토디바이스주식회사 | 직렬 연결된 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 소자 및그것을 제조하는 방법 |
| KR100665120B1 (ko) * | 2005-02-28 | 2007-01-09 | 삼성전기주식회사 | 수직구조 질화물 반도체 발광소자 |
| KR20060131327A (ko) * | 2005-06-16 | 2006-12-20 | 엘지전자 주식회사 | 발광 다이오드의 제조 방법 |
| US8022432B2 (en) * | 2005-08-19 | 2011-09-20 | Lg Display Co., Ltd. | Light-emitting device comprising conductive nanorods as transparent electrodes |
| JP2007184503A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体部材及びその製造方法 |
| JP4694395B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2011-06-08 | 日本オプネクスト株式会社 | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 |
| KR100736623B1 (ko) * | 2006-05-08 | 2007-07-09 | 엘지전자 주식회사 | 수직형 발광 소자 및 그 제조방법 |
| US7501295B2 (en) * | 2006-05-25 | 2009-03-10 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Method of fabricating a reflective electrode for a semiconductor light emitting device |
| JP5126875B2 (ja) * | 2006-08-11 | 2013-01-23 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| CN101005110A (zh) * | 2007-01-12 | 2007-07-25 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 采用金属键合工艺实现氮化镓发光二极管垂直结构的方法 |
| TW200834969A (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-16 | Epistar Corp | Light-emitting diode and method for manufacturing the same |
| JP4625827B2 (ja) * | 2007-06-04 | 2011-02-02 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
-
2008
- 2008-03-26 EP EP08715045.4A patent/EP2257998B1/en not_active Not-in-force
- 2008-03-26 KR KR1020107020644A patent/KR20100136973A/ko not_active Application Discontinuation
- 2008-03-26 JP JP2011501080A patent/JP2011515859A/ja active Pending
- 2008-03-26 WO PCT/CN2008/000597 patent/WO2009117849A1/en active Application Filing
- 2008-03-26 US US12/160,040 patent/US7977663B2/en active Active
- 2008-03-26 CN CN2008801282120A patent/CN102119449B/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111183525A (zh) * | 2017-10-05 | 2020-05-19 | 欧司朗Oled有限责任公司 | 用于制造光电子器件的方法和光电子器件 |
| CN108198926A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-06-22 | 南昌大学 | 一种薄膜型AlGaInP发光二极管芯片及其制备方法 |
| CN113812002A (zh) * | 2019-05-28 | 2021-12-17 | 脸谱科技有限责任公司 | 具有减小的间距的led阵列 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2257998B1 (en) | 2016-10-26 |
| CN102119449B (zh) | 2013-01-23 |
| JP2011515859A (ja) | 2011-05-19 |
| WO2009117849A1 (en) | 2009-10-01 |
| EP2257998A4 (en) | 2014-12-31 |
| KR20100136973A (ko) | 2010-12-29 |
| EP2257998A1 (en) | 2010-12-08 |
| US20110031472A1 (en) | 2011-02-10 |
| US7977663B2 (en) | 2011-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102017192B (zh) | 在发光器件内制造高反射欧姆接触的方法 | |
| CN101901858B (zh) | 垂直结构半导体器件 | |
| EP2450972B1 (en) | Light emitting devices having a reflective bond pad and methods of fabricating light emitting devices having reflective bond pads | |
| JP4592388B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体発光素子およびその製造方法 | |
| CN102067346B (zh) | 具有钝化层的半导体发光器件及其制造方法 | |
| JP4985067B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| US20060186552A1 (en) | High reflectivity p-contacts for group lll-nitride light emitting diodes | |
| JP2008543032A (ja) | ＩｎＧａＡｌＮ発光装置とその製造方法 | |
| CN102017193A (zh) | 具有双面钝化的半导体发光器件 | |
| CN101840967A (zh) | 铟镓铝氮半导体发光器件及其制备方法 | |
| CN102119449B (zh) | 具有高反射欧姆电极的半导体发光器件 | |
| CN102067345A (zh) | 用于制备具有双面钝化的半导体发光器件的方法 | |
| TWI437737B (zh) | 發光二極體結構及其製造方法 | |
| KR20070028095A (ko) | 저저항 발광 다이오드 | |
| KR20120015733A (ko) | 오믹 전극 구조체를 갖는 반도체 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법 | |
| CN108336197B (zh) | 一种两步法制备Ag反射镜的垂直结构LED芯片及其制备方法 | |
| KR101203137B1 (ko) | ＧａＮ계 화합물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| KR101534846B1 (ko) | 수직구조의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자및 제조방법 | |
| KR20110088469A (ko) | 반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법 | |
| KR20090112854A (ko) | 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자 및 이의 제조방법 | |
| KR101568808B1 (ko) | 반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법 | |
| US20130113006A1 (en) | Semiconductor light emitting device and fabrication method thereof | |
| KR101077771B1 (ko) | 반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법 | |
| CN116565104A (zh) | 降低电极电阻的发光二极管及其制备方法 | |
| KR101203142B1 (ko) | 반도체 발광 소자 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 330029, No. 699 AI Sihu Road, Nanchang hi tech Development Zone, Jiangxi, China Patentee after: Jingneng optoelectronics Co.,Ltd. Address before: 330029, No. 699 AI Sihu Road, Nanchang hi tech Development Zone, Jiangxi, China Patentee before: LATTICE POWER (JIANGXI) Corp. |