CN113113519B - 半导体发光器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了一种半导体发光器件及其制作方法。所述半导体发光器件包括：发光结构，位于衬底上；电流阻挡结构，位于所述衬底上，且位于所述发光结构的侧面，包括：交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层；和/或，堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，所述第一阻挡子结构包括多个第一半导体层，所述第二阻挡子结构包括多个第二半导体层；所述第一阻挡子结构还包括位于相邻的所述第一半导体层之间的第一氧化层，和/或，所述第二阻挡子结构还包括位于相邻的所述第二半导体层之间的第二氧化层，所述第一氧化层和所述第二氧化层的电阻值大于预设值；其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层的掺杂类型不同。
Description
技术领域
本公开实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体发光器件及其制作方法。
背景技术
为了获得低阈值、较高斜率效率、较大输出功率的半导体发光器件，必须提高载流子的注入效率以及已注入载流子的利用率。一方面，可通过利用应变量子阱有源层，优化半导体发光器件的光学设计和热学设计来提高已注入载流子的利用率；另一方面，还可通过形成脊波导结构或掩埋异质结等来减小载流子的侧向扩散、泄露电流等来提高载流子的注入效率。脊波导结构的优点在于工艺简单，但在减小载流子的侧向扩散，抑止载流子泄漏方面，掩埋异质结结构是比脊波导结构更为有效的方法。
电流泄露会导致半导体发光器件出现较高的阈值和呈现非线性的功率-电流(P-I)特性，降低半导体发光器件的电光转换效率。因此，如何进一步地减小载流子的侧向扩散、更有效地限制泄露电流，成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种半导体发光器件及其制作方法。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种半导体发光器件，包括：
发光结构，位于衬底上；
电流阻挡结构，位于所述衬底上，且位于所述发光结构的侧面，包括：
交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层；
和/或，
堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，所述第一阻挡子结构包括多个第一半导体层，所述第二阻挡子结构包括多个第二半导体层；所述第一阻挡子结构还包括位于相邻的所述第一半导体层之间的第一氧化层，和/或，所述第二阻挡子结构还包括位于相邻的所述第二半导体层之间的第二氧化层，所述第一氧化层和所述第二氧化层的电阻值大于预设值；
其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层的掺杂类型不同。
在一些实施例中，所述第一半导体层包括：P型第一材料子层；所述第二半导体层包括：N型第一材料子层。
在一些实施例中，所述第一半导体层还包括：P型第二材料子层和所述N型第一材料子层；其中，在所述第一半导体层中，所述N型第一材料子层，位于所述P型第二材料子层和所述P型第一材料子层之间；
所述第二半导体层还包括：N型第二材料子层和所述P型第一材料子层；其中，在所述第二半导体层中，所述P型第一材料子层，位于所述N型第二材料子层和所述N型第一材料子层之间。
在一些实施例中，所述半导体发光器件还包括：第三半导体层，位于所述电流阻挡结构和所述衬底之间；
其中，所述第一半导体层和所述第三半导体层的掺杂类型不同。
在一些实施例中，所述第一材料子层的组成材料包括：磷化铟；所述第二材料子层的组成材料包括：铝镓铟砷和镓铟砷磷。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种半导体发光器件的制作方法，包括：
在衬底上形成发光结构；
在所述发光结构的侧面形成电流阻挡结构；其中，所述电流阻挡结构包括：
交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层；
和/或，
堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构；其中，所述第一阻挡子结构包括多个第一半导体层，所述第二阻挡子结构包括多个第二半导体层；所述第一阻挡子结构还包括位于相邻的所述第一半导体层之间的第一氧化层，或者，所述第二阻挡子结构还包括位于相邻的所述第二半导体层之间的第二氧化层，所述第一氧化层和所述第二氧化层的电阻值大于预设值；
其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层的掺杂类型不同。
在一些实施例中，所述第一半导体层包括P型第一材料子层；所述第二半导体层包括N型第一材料子层；所述在所述发光结构的侧面形成电流阻挡结构，包括：
形成交替堆叠设置的多个所述P型第一材料子层和多个所述N型第一材料子层；
和/或，
形成堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构；其中，所述第一阻挡子结构包括多个所述P型第一材料子层，所述第二阻挡子结构包括多个所述N型第一材料子层；所述第一阻挡子结构还包括位于相邻的所述P型第一材料子层之间的第一氧化层，和/或，所述第二阻挡子结构还包括位于相邻的所述N型第一材料子层之间的第二氧化层。
在一些实施例中，所述第一半导体层还包括：P型第二材料子层和所述N型第一材料子层；所述第二半导体层还包括：N型第二材料子层和所述P型第一材料子层；所述在所述发光结构的侧面形成电流阻挡结构，至少包括：
形成所述第一半导体层；其中，所述第一半导体层包括堆叠设置的所述P型第二材料子层、所述N型第一材料子层和所述P型第一材料子层；
在所述第一半导体层上形成所述第二半导体层；其中，所述第二半导体层包括堆叠设置的所述N型第二材料子层、所述P型第一材料子层和所述N型第一材料子层。
在一些实施例中，所述形成堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，包括：
形成堆叠设置的第一阻挡叠层和第二阻挡叠层；其中，所述第一阻挡叠层包括多个所述P型第一材料子层，以及位于相邻的所述P型第一材料子层之间的P型第二材料子层；所述第二阻挡叠层包括多个所述N型第一材料子层，以及位于相邻的所述N型第一材料子层之间的N型第二材料子层；
氧化所述P型第二材料子层和所述N型第二材料子层，以形成所述第一氧化层和所述第二氧化层。
在一些实施例中，所述第一材料子层的组成材料包括：磷化铟；所述第二材料子层的组成材料包括：铝镓铟砷和镓铟砷磷。
相较于利用单个反向PN结作为电流阻挡层，本公开实施例中，通过在发光结构的侧面设置电流阻挡结构，一方面，当该电流阻挡结构包括多个交替堆叠设置的第一半导体层和第二半导体层时，由于该第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同，可在发光结构的侧面形成多个串联的反向PN结，增大电流阻挡结构的电阻，抑制载流子的侧向扩散，更有效地减小半导体发光器件中的泄漏电流，提高半导体发光器件的电光转换效率。
另一方面，当该电流阻挡结构包括堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构时，第一阻挡子结构中包括第一氧化层，和/或，第二阻挡子结构中包括第二氧化层。由于第一氧化层和第二氧化层的电阻值大于预设值，也可提高电流阻挡结构的电阻值，降低泄漏电流，改善半导体发光器件的温度特性，提高半导体发光器件的整体性能。
附图说明
图1a至图1e是根据本公开实施例示出的一种半导体发光器件的结构示意图；
图2是根据本公开实施例示出的一种半导体发光器件的制作方法的流程示意图；
图3a至图3d是根据一示例性实施例示出的一种半导体发光器件的制作方法。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本公开的技术方案进一步详细阐述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方法，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本公开。根据下面说明和权利要求书，本公开的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本公开实施例的目的。
可以理解的是，本公开的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示其“在”某物“上”且其间没有居间特征或层(即直接在某物上)的含义，而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义。
在本公开实施例中，术语“A与B相连”包含A、B两者相互接触地A与B相连的情形，或者A、B两者之间还间插有其他部件而A非接触地与B相连的情形。
在本公开实施例中，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在本公开实施例中，术语“层”是指包括具有厚度的区域的材料部分。层可以在下方或上方结构的整体之上延伸，或者可以具有小于下方或上方结构范围的范围。此外，层可以是厚度小于连续结构厚度的均质或非均质连续结构的区域。例如，层可位于连续结构的顶表面和底表面之间，或者层可在连续结构顶表面和底表面处的任何水平面对之间。层可以包括多个子层。
需要说明的是，本公开实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
相关技术中，关于改进掩埋异质结以限制电流的方式包括：(1)利用单个反向PN结作为电流阻挡层；(2)利用半绝缘材料作为电流阻挡层；(3)利用图形衬底技术减小电流泄漏；(4)在P型衬底上制作的电流阻挡层中加入较低带隙的膜层；(5)利用能带的不连续性，交替加入高带隙与低带隙材料的膜层等。但是，上述改进方式对于电流的限制作用有限。
图1a是根据本公开实施例示出的一种半导体发光器件的结构示意图。参照图1a所示，半导体发光器件1000包括
发光结构1300，位于衬底1100上；
电流阻挡结构1400，位于衬底1100上，且位于发光结构1300的侧面，包括：
交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层；
和/或，
堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，第一阻挡子结构包括多个第一半导体层，第二阻挡子结构包括多个第二半导体层；第一阻挡子结构还包括位于相邻的第一半导体层之间的第一氧化层，和/或，第二阻挡子结构还包括位于相邻的第二半导体层之间的第二氧化层，第一氧化层和第二氧化层的电阻值大于预设值；
其中，第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同。
示例性地，参照图1a所示，发光结构1300可包括：下波导层1310、发光层1320和上波导层1330。发光结构1300用于将电信号(例如，电流)转换为光信号。
衬底1100的组成材料包括但不限定于磷化铟(InP)。
发光层1320的组成材料包括但不限定于铟镓砷磷(InGaAsP)或铝镓铟砷(AlGaInAs)。
上波导层1330和下波导层1310的组成材料包括但不限定于铟镓砷磷(InGaAsP)。需要强调的是，上波导层和下波导层的禁带宽度大于发光层的禁带宽度。如此，可将发光层中的复合载流子限制在发光层中。
示例性地，参照图1b所示，电流阻挡结构1400包括交替堆叠设置的多个第一半导体层1410和多个第二半导体层1420。
示例性地，参照图1c所示，电流阻挡结构1400包括堆叠设置的第一阻挡子结构1400a和第二阻挡子结构1400b。第一阻挡子结构1400a包括多个第一半导体层1410，第二阻挡子结构1400b包括多个第二半导体层1420，第一阻挡子结构1400a还包括位于相邻的第一半导体层1410之间的第一氧化层1430，第二阻挡子结构1400b还包括位于相邻的第二半导体层1420之间的第二氧化层1440，第一氧化层1430和第二氧化层1440的电阻值大于预设值。
示例性地，参照图1b和图1c所示，第一半导体层1410和第二半导体层1420的掺杂类型不同。
可以理解的是，当第一半导体层为P型掺杂时，第二半导体层为N型掺杂。当第一半导体层为N型掺杂时，第二半导体层为P型掺杂。如此，交替堆叠的多个第一半导体层和多个第二半导体层可形成多个串联的PN结。这里，P型掺杂表示的是第一半导体层或第二半导体层中多数载流子为空穴，N型掺杂表示的是第二半导体层或第一半导体层中多数载流子为电子。
在一些实施例中，在电流阻挡结构包括堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构时，电流阻挡结构中可仅包括第一氧化层或第二氧化层中的一种。例如，第一阻挡子结构不包括第一氧化层，第二阻挡子结构包括第二氧化层。
在一些实施例中，第一阻挡子结构的厚度介于600nm至800nm之间；其中，第一氧化层的总厚度介于100nm至300nm之间。
在一些实施例中，第二阻挡子结构的厚度介于600nm至800nm之间；其中，第二氧化层的总厚度介于100nm至300nm之间。
可以理解的是，第一阻挡子结构中可包括多个第一氧化层，上述第一氧化层的总厚度表示的是该多个第一氧化层的厚度之和。第二阻挡子结构中可包括多个第二氧化层，上述第二氧化层的总厚度表示的是该多个第二氧化层的厚度之和。
在一些实施例中，电流阻挡结构还包括：交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层；和，堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构。
可以理解的是，上述堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，可位于交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层之上，还可位于交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层之下。
在一些实施例中，电流阻挡结构还可包括交替堆叠设置的多个第一阻挡子结构和多个第二阻挡子结构。
相较于利用单个反向PN结作为电流阻挡层，本公开实施例中，通过在发光结构的侧面形成电流阻挡结构，一方面，当该电流阻挡结构包括多个交替堆叠设置的第一半导体层和第二半导体层时，由于该第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同，可在发光结构的侧面形成多个串联的反向PN结，增大电流阻挡结构的电阻，抑制载流子的侧向扩散，更有效地减小半导体发光器件中的泄漏电流，提高半导体发光器件的电光转换效率。
另一方面，当该电流阻挡结构包括堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构时，第一阻挡子结构中包括第一氧化层，和/或，第二阻挡子结构中包括第二氧化层。由于第一氧化层和第二氧化层的电阻值大于预设值，也可提高电流阻挡结构的电阻值，降低泄漏电流，改善半导体发光器件的温度特性，提高半导体发光器件的整体性能。
在一些实施例中，参照图1d所示，第一半导体层包括：P型第一材料子层1411。第二半导体层包括：N型第一材料子层1421。
可以理解的是，第一半导体层和第二半导体层可包括单层结构，P型第一材料子层1411用于形成第一半导体层，N型第一材料子层1421用于形成第二半导体层。
需要强调的是，P型第一材料子层和N型第一材料子层可包括相同的本征材料和不同类型的掺杂粒子。例如，P型第一材料子层包括第一材料和P型掺杂粒子，N型第一材料子层包括第一材料和N型掺杂粒子。如此，交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层，可形成多个串联的反向同质PN结。
可以理解的是，半导体发光器件可至少包括导电类型相反的下包覆层和上包覆层。例如，当下包覆层为N型半导体材料层时，上包覆层为P型半导体材料层。可使P型第一材料子层与下包覆层相匹配，N型第一材料子层与上包覆层相匹配，如此，可在下包覆层和上包覆层之间以及发光结构的侧面形成多个串联的反向同质PN结。
相较于在发光结构的侧面设置单个掩埋异质结，本公开实施例中，通过在发光结构的侧面设置电流阻挡结构，该电流阻挡结构可包括多个串联的同质PN结，可增大电流阻挡结构的电阻，减小泄露电流。
在一些实施例中，参照图1e所示，第一半导体层1410还包括：P型第二材料子层1412和N型第一材料子层1421；其中，在第一半导体层1410中，N型第一材料子层1421，位于P型第二材料子层1412和P型第一材料子层1411之间。
第二半导体层1420还包括：N型第二材料子层1421和P型第一材料子层1411；其中，在第二半导体层1420中，P型第一材料子层1411，位于N型第二材料子层1421和N型第一材料子层1422之间。
可以理解的是，第一半导体层和第二半导体层还可包括多层结构，P型第二材料子层1412、N型第一材料子层1421和P型第一材料子层1411用于形成第一半导体层1410，N型第二材料子层1421、P型第一材料子层1411和N型第一材料子层1422用于形成第二半导体层。
需要强调的是，P型第二材料子层和P型第一材料子层可包括不同的本征材料和相同类型的掺杂粒子，P型第二材料子层和N型第二材料子层可包括相同的本征材料和不同类型的掺杂粒子。例如，P型第二材料子层包括第二材料和P型掺杂粒子，P型第一材料子层包括第一材料和P型掺杂粒子，N型第二材料子层包括第二材料和N型掺杂粒子。第一半导体层和第二半导体层可包括多个子层，形成多个串联的异质PN结。
相较于上述在发光结构的侧面设置多个串联的同质PN结，本公开实施例中，通过在发光结构的侧面设置多个串联的异质PN结，可进一步地增大电流阻挡结构的电阻，有效减小泄露电流。
在一些实施例中，参照图1a所示，半导体发光器件1000还包括：第三半导体层1200，位于电流阻挡结构1400和衬底1100之间；其中，第一半导体层和第三半导体层1200的掺杂类型不同。
需要指出的是，第三半导体层可包括单层结构，用于形成半导体发光器件的下包覆层。第三半导体层还可包括双层结构，用于形成半导体发光器件的下层缓冲层和下包覆层。
可以理解的是，当第三半导体层为P型掺杂时，第一半导体层为N型掺杂。当第三半导体层为N型掺杂时，第一半导体层为P型掺杂。如此，可保证第一半导体层和第三半导体层1200的掺杂类型不同。
在一些实施例中，参照图1a所示，半导体发光器件1000还包括：第四半导体层1500和接触结构1600；其中，第四半导体层1500位于发光结构1300和接触结构1600之间，用于形成半导体发光器件的上包覆层，第四半导体层1500、接触结构1600与第三半导体层1200的掺杂类型不同。
可以理解的是，当第三半导体层为P型掺杂时，第四半导体层和接触结构为N型掺杂。当第三半导体层为N型掺杂时，第四半导体层和接触结构为P型掺杂。如此，可保证第三半导体层与第四半导体层、接触结构的掺杂类型不同。
可以理解的是，在本公开实施例中，电流阻挡结构位于第三半导体层和接触结构之间，第一半导体层与第三半导体层接触，第二半导体层与接触结构接触。由于第三半导体层和接触结构的掺杂类型不同，且第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同，如此，可在第三半导体层和接触结构之间、发光结构的两侧形成多个反向串联的PN结、有效的抑制泄露电流。
在一些实施例中，参照图1a所示，接触结构1600包括：第一掺杂层1610、第二掺杂层1620和第三掺杂层1630；其中第二掺杂层1620和第三掺杂层1630的掺杂浓度大于第一掺杂层1610的掺杂浓度。
需要指出的是，半导体发光器件还包括位于接触结构上方和衬底下方的两个金属电极。当接触结构的第三掺杂层与金属电极接触时，由于第三掺杂层的掺杂浓度较高，可减小第三掺杂层和金属电极之间的接触电阻，有利于电信号的传导。
在一些实施例中，第一掺杂层包括第一掺杂浓度的P型第一材料子层，第二掺杂层包括第二掺杂浓度的P型第一材料子层，第三掺杂层包括第三掺杂浓度的P型第二材料子层；其中，第二掺杂浓度和第三掺杂浓度大于第一掺杂浓度。
可以理解的是，本公开实施例中，通过掺杂层材料和掺杂层的掺杂浓度的过渡，例如，由第三掺杂层的第二材料子层过渡到第二掺杂层的P型第一材料子层，再由第二掺杂层的第二掺杂浓度过渡到第一掺杂层的第一掺杂浓度，可优化接触结构的设置，有利于减小电信号传输过程中的功率损耗。
在一些实施例中，第一材料子层的组成材料包括：磷化铟；第二材料子层的组成材料包括：铝镓铟砷和镓铟砷磷。
可以理解的是，在第一材料子层包括磷化铟时，可掺入P型掺杂粒子或N型掺杂粒子，以形成P型磷化铟或N型磷化铟。在第二材料子层包括铝镓铟砷时，可掺入P型掺杂粒子或N型掺杂粒子，以形成P型铝镓铟砷或N型铝镓铟砷。这里，P型掺杂粒子可以是第三主族元素(例如，硼和镓)，N型掺杂粒子可以是第五主族元素(例如，磷和砷)。
图2是根据本公开实施例示出的一种半导体发光器件的制作方法的流程示意图，参照图2所示，该方法包括以下步骤：
S110：在衬底上形成发光结构；
S120：在发光结构的侧面形成电流阻挡结构；其中，电流阻挡结构包括：
交替堆叠设置的多个第一半导体层和多个第二半导体层；
和/或，
堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构；其中，第一阻挡子结构包括多个第一半导体层，第二阻挡子结构包括多个第二半导体层；第一阻挡子结构还包括位于相邻的第一半导体层之间的第一氧化层，或者，第二阻挡子结构还包括位于相邻的第二半导体层之间的第二氧化层，第一氧化层和第二氧化层的电阻值大于预设值；
其中，第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同。
相较于形成单个反向PN结作为电流阻挡层，本公开实施例中，通过在发光结构的侧面形成电流阻挡结构。一方面，当该电流阻挡结构包括多个交替堆叠设置的第一半导体层和第二半导体层时，由于该第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同，可在发光结构的侧面形成多个串联的反向PN结，增大电流阻挡结构的电阻，抑制载流子的侧向扩散，更有效地减小半导体发光器件中的泄漏电流，提高半导体发光器件的电光转换效率。
另一方面，当该电流阻挡结构包括堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构时，第一阻挡子结构中包括第一氧化层，和/或，第二阻挡子结构中包括第二氧化层。由于第一氧化层和第二氧化层的电阻值大于预设值，也可提高电流阻挡结构的电阻值，降低泄漏电流，改善半导体发光器件的温度特性，提高半导体发光器件的整体性能。
在一些实施例中，第一半导体层包括P型第一材料子层；第二半导体层包括N型第一材料子层；在发光结构的侧面形成电流阻挡结构，包括：
形成交替堆叠设置的多个P型第一材料子层和多个N型第一材料子层；
和/或，
形成堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构；其中，第一阻挡子结构包括多个P型第一材料子层，第二阻挡子结构包括多个N型第一材料子层；第一阻挡子结构还包括位于相邻的P型第一材料子层之间的第一氧化层，和/或，第二阻挡子结构还包括位于相邻的N型第一材料子层之间的第二氧化层。
在一些实施例中，第一半导体层还包括：P型第二材料子层和N型第一材料子层；第二半导体层还包括：N型第二材料子层和P型第一材料子层；在发光结构的侧面形成电流阻挡结构，至少包括：
形成第一半导体层；其中，第一半导体层包括堆叠设置的P型第二材料子层、N型第一材料子层和P型第一材料子层；
在第一半导体层上形成第二半导体层；其中，第二半导体层包括堆叠设置的N型第二材料子层、P型第一材料子层和N型第一材料子层。
在一些实施例中，形成堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，包括：
形成堆叠设置的第一阻挡叠层和第二阻挡叠层；其中，第一阻挡叠层包括多个P型第一材料子层，以及位于相邻的P型第一材料子层之间的P型第二材料子层；第二阻挡叠层包括多个N型第一材料子层，以及位于相邻的N型第一材料子层之间的N型第二材料子层；
氧化P型第二材料子层和N型第二材料子层，以形成第一氧化层和第二氧化层。
氧化工艺包括：湿法氧化法或干法氧化法。在一具体实施例中，可通过湿氮氧化法，将P型第二材料子层和N型第二材料子层，分别氧化为第一氧化层和第二氧化层。
在一些实施例中，第一材料子层的组成材料包括：磷化铟；第二材料子层的组成材料包括：铝镓铟砷和镓铟砷磷。
以下结合上述任意实施例提供具体示例：
示例1：
图3a至图3d是根据一示例性实施例示出的一种半导体发光器件的制作方法。参照图3a至图3d，所述方法包括以下步骤：
步骤一：参照图3a所示，在衬底1100表面形成第三半导体材料层1210、发光堆叠结构1310和第四半导体材料层1510，并形成覆盖第四半导体材料层1510的第一掩膜材料层1711。发光堆叠结构1310包括下波导材料层1311、发光材料层1321和上波导材料层1331。
衬底的组成材料包括但不限定于磷化铟(InP)。
第三半导体材料层的组成材料包括但不限定于P型磷化铟或N型磷化铟。
发光材料层的组成材料包括但不限定于铝镓铟砷(InGaAsP)或铟镓砷磷(AlGaInAs)。
上波导材料层和下波导材料层的组成材料包括但不限定于铟镓砷磷(InGaAsP)。需要强调的是，上波导层和下波导层的禁带宽度大于发光层的禁带宽度。如此，可将发光层中的复合载流子限制在发光层中。
第四半导体材料层的组成材料包括但不限定于N型磷化铟或P型磷化铟。
示例性地，可通过沉积工艺，在衬底1100的表面依次形成第三半导体材料层1210、下波导材料层1311、发光材料层1321、上波导材料层1331以及第四半导体材料层1510；沉积工艺包括但不限于化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺、原子层沉积(ALD)工艺或其组合。
第一掩膜材料层的组成材料包括但不限定于氧化硅和氮化硅。
步骤二：参照图3b所示，通过对第一掩膜材料层1711进行光刻和显影工艺形成第一掩膜层1710。以第一掩膜层1710作为掩膜层向下刻蚀，形成如图3b所示的台面结构，台面结构包括由下至上依次堆叠设置的第三半导体层1200、发光结构1300和第四半导体层1500；其中发光结构1300包括下波导层1310、发光层1320和上波导层1330。
需要指出的是，现有技术中，用于形成掩埋异质结结构的半导体发光器件包括如下步骤：(a)在衬底上形成包括下包覆层、有源层和上包覆层在内的半导体叠层；(b)利用掩模对下包覆层、有源层和上包覆层的一部分进行刻蚀来形成台面；(c)在台面的侧面选择性生长电流阻挡层，形成电流阻挡区；(d)去除掉台面顶部的掩膜；(e)在台面以及电流阻挡层的顶部生长盖层以及重掺杂的接触层。
可以理解的是，在本公开实施例中，第三半导体层1200表示的是下包覆层，第四半导体层1500表示的是上包覆层，发光结构1300表示的是位于下包覆层和上包覆层之间的叠层结构，可包括现有技术中的有源层，发光结构的侧面对应于现有技术中台面的部分侧面。
可以理解的是，台面结构包括顺次连接的下表面、侧表面和上表面。示例性地，参照图3b所示，台面结构的下表面显露第三半导体层1200，台面结构的侧表面显露下波导层1310、发光层1320、上波导层1330以及第四半导体层1500的侧面，台面结构的上表面被第一掩膜层1710所覆盖。
步骤三：参照图3c所示，在台面结构的侧表面形成电流阻挡结构1400。
电流阻挡结构的形成工艺包括：气相外延生长(MOCVD)工艺、液相外延(LPE)工艺和分子束外延(MBE)工艺。
步骤四：去除台面结构上表面的第一掩膜层并进行清洗处理。在清洗后的台面结构的上表面以及电流阻挡结构的上表面形成接触叠层结构，并形成覆盖接触叠层结构的第二掩膜材料层。接触叠层结构包括第一掺杂材料层、第二掺杂材料层以及第三掺杂材料层。
步骤五：参照图3d所示，通过对第二掩膜材料层进行光刻和显影工艺形成第二掩膜层1720。以第二掩膜层1720作为掩膜层向下刻蚀，形成如图3d所示的结构。
可以理解的是，接触叠层结构用于形成接触结构1600，第一掺杂材料层用于形成第一掺杂层1610、第二掺杂材料层用于形成第二掺杂层1620、第三掺杂材料层用于第三掺杂层1630。接触结构1600包括第一掺杂层1610、第二掺杂层1620和第三掺杂层1630。
在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统与方法，可以通过其他的方式实现。以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种半导体发光器件，其特征在于，包括：
发光结构，位于衬底上；
电流阻挡结构，位于所述衬底上，且位于所述发光结构的侧面，包括：
堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，所述第一阻挡子结构包括多个第一半导体层，所述第二阻挡子结构包括多个第二半导体层；所述第一阻挡子结构还包括位于相邻的所述第一半导体层之间的第一氧化层，所述第二阻挡子结构还包括位于相邻的所述第二半导体层之间的第二氧化层，所述第一氧化层和所述第二氧化层的电阻值大于预设值；
其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层的掺杂类型不同。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，所述电流阻挡结构，还包括：
交替堆叠设置的多个所述第一半导体层和多个所述第二半导体层。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述第一半导体层包括：P型第一材料子层；
所述第二半导体层包括：N型第一材料子层。
4.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述第一半导体层还包括：P型第二材料子层和所述N型第一材料子层；其中，在所述第一半导体层中，所述N型第一材料子层，位于所述P型第二材料子层和所述P型第一材料子层之间；
所述第二半导体层还包括：N型第二材料子层和所述P型第一材料子层；其中，在所述第二半导体层中，所述P型第一材料子层，位于所述N型第二材料子层和所述N型第一材料子层之间。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，所述半导体发光器件还包括：第三半导体层，位于所述电流阻挡结构和所述衬底之间；
其中，所述第一半导体层和所述第三半导体层的掺杂类型不同。
6.根据权利要求4所述的半导体发光器件，其特征在于，
所述第一材料子层的组成材料包括：磷化铟；
所述第二材料子层的组成材料包括：铝镓铟砷和镓铟砷磷。
7.一种半导体发光器件的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成发光结构；
在所述发光结构的侧面形成电流阻挡结构；其中，所述电流阻挡结构包括：
堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构；其中，所述第一阻挡子结构包括多个第一半导体层，所述第二阻挡子结构包括多个第二半导体层；所述第一阻挡子结构还包括位于相邻的所述第一半导体层之间的第一氧化层，所述第二阻挡子结构还包括位于相邻的所述第二半导体层之间的第二氧化层，所述第一氧化层和所述第二氧化层的电阻值大于预设值；
其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层的掺杂类型不同。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一半导体层包括P型第一材料子层；所述第二半导体层包括N型第一材料子层；所述在所述发光结构的侧面形成电流阻挡结构，包括：
形成堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构；其中，所述第一阻挡子结构包括多个所述P型第一材料子层，所述第二阻挡子结构包括多个所述N型第一材料子层；所述第一阻挡子结构还包括位于相邻的所述P型第一材料子层之间的第一氧化层，所述第二阻挡子结构还包括位于相邻的所述N型第一材料子层之间的第二氧化层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一半导体层还包括：P型第二材料子层和所述N型第一材料子层；所述第二半导体层还包括：N型第二材料子层和所述P型第一材料子层；所述在所述发光结构的侧面形成电流阻挡结构，至少包括：
形成所述第一半导体层；其中，所述第一半导体层包括堆叠设置的所述P型第二材料子层、所述N型第一材料子层和所述P型第一材料子层；
在所述第一半导体层上形成所述第二半导体层；其中，所述第二半导体层包括堆叠设置的所述N型第二材料子层、所述P型第一材料子层和所述N型第一材料子层。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述形成堆叠设置的第一阻挡子结构和第二阻挡子结构，包括：
形成堆叠设置的第一阻挡叠层和第二阻挡叠层；其中，所述第一阻挡叠层包括多个所述P型第一材料子层，以及位于相邻的所述P型第一材料子层之间的P型第二材料子层；所述第二阻挡叠层包括多个所述N型第一材料子层，以及位于相邻的所述N型第一材料子层之间的N型第二材料子层；
氧化所述P型第二材料子层和所述N型第二材料子层，以形成所述第一氧化层和所述第二氧化层。
11.根据权利要求9和10任一项所述的方法，其特征在于，
所述第一材料子层的组成材料包括：磷化铟；
所述第二材料子层的组成材料包括：铝镓铟砷和镓铟砷磷。
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