CN116195076A - 深紫外线发光二极管 - Google Patents

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Abstract

根据本发明提供一种深紫外线发光二极管，根据一实施例的深紫外线发光二极管包括：基板；n型半导体层，位于所述基板上；台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且具有使所述n型半导体层暴露的多个通孔；n欧姆接触层，在所述通孔内与所述n型半导体层接触；p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；n垫金属层，与所述n欧姆接触层电连接；p垫金属层，与所述p欧姆接触层电连接；n凸块，与所述n垫金属层电连接；以及p凸块，与所述p垫金属层电连接，其中，所述p垫金属层形成为围绕所述n垫金属层。

Description

深紫外线发光二极管
技术领域
本发明涉及一种无机物半导体发光二极管，尤其涉及一种发出300nm以下的深紫外线的发光二极管。
背景技术
通常，发出200nm至300nm范围内的紫外线的发光二极管可以用于包括杀菌装置、水或空气净化装置、高密度光记录装置、生物气溶胶荧光检测系统的激发机制的各种用途。
与近紫外线或蓝色发光二极管不同，发出相对深紫外线的发光二极管包括含有诸如AlGaN之类的Al的阱层。起因于这样的氮化镓类半导体层的组成，深紫外线发光二极管具有与蓝色发光二极管或近紫外线发光二极管相当不同的结构。
尤其，根据现有技术的深紫外线发光二极管具有布置在n型半导体层上的台面形状以及位置与通常的蓝色发光二极管或近紫外线发光二极管不同的结构。即，台面从n型半导体层的中心偏向一侧而形成，在台面上布置有p凸块，并且在与所述一侧对向的另一侧附近与台面相隔地布置有n凸块。
这种现有的紫外线发光二极管大体上具有光输出低且正向电压高的缺点。尤其，虽然深紫外线发光二极管根据半导体层的结晶品质的改善而达成良好的内部量子效率，但光提取效率非常低。光提取效率借由内部全反射或内部中的光损失而减少。例如，为了欧姆接触所包括的p型GaN层吸收在活性层生成的紫外线，并且与n型半导体层接合的n欧姆接触层也吸收紫外线。
进一步地，现有的紫外线发光二极管难以利用向台面的侧表面发出的光，因此具有尽可能减小台面的侧表面的整体面积的倾向。即，台面的宽度相对较宽地形成。然而，台面的宽度越大，从n欧姆接触层到台面中央区域的距离越大，从而不利于电流分散，因此正向电压变高。甚至，恶劣的电流分散性能限制电流密度的增加，据此，能够实现为单独的发光二极管的光度受到限制。
发明内容
技术问题
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够改善电特性和/或光输出的新结构的深紫外线发光二极管。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种能够提高电流分散性能的深紫外线发光二极管。
技术方案
根据本发明的一实施例的一种深紫外线发光二极管，根据一实施例的深紫外线发光二极管，包括：基板；n型半导体层，位于所述基板上；台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且具有使所述n型半导体层暴露的多个通孔；n欧姆接触层，在所述通孔内与所述n型半导体层接触；p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；n垫金属层，与所述n欧姆接触层电连接；p垫金属层，与所述p欧姆接触层电连接；n凸块，与所述n垫金属层电连接；以及p凸块，与所述p垫金属层电连接，其中，所述p垫金属层形成为围绕所述n垫金属层。
根据本发明的又一实施例的一种发光二极管，包括：基板；n型半导体层，位于所述基板上；台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且具有使n型半导体层暴露的多个通孔；n欧姆接触层，在所述通孔内与所述n型半导体层接触；p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；n凸块，与所述n欧姆接触层电连接；以及p凸块，与所述p欧姆接触层电连接，其中，所述p欧姆接触层包括Ni/Rh。
根据本发明的又一实施例的一种深紫外线发光二极管，包括：基板；n型半导体层，位于所述基板上；台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且包括使所述n型半导体层暴露的槽；n欧姆接触层，在所述槽内与所述n型半导体层接触；p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；n垫金属层，与所述n欧姆接触层电连接；p垫金属层，与所述p欧姆接触层电连接；n凸块，与所述n垫金属层电连接；以及p凸块，与所述p垫金属层电连接。
有益效果
根据本发明的实施例，可以提供一种通过采用多个通孔而能够使电流均匀地分散于台面内的深紫外线发光二极管。进一步，作为p型欧姆接触层采用Ni/Rh，从而能够提供光提取效率得到提高的深紫外线发光二极管。并且，通过使注入到发光二极管的电流密度增加来增加单独的发光二极管的光度，因此，尤其能够减少为了对细菌或病毒等进行杀菌而所需的发光二极管的数量，并且能够减少杀菌时间。
针对本发明的优点和特征，将在详细说明中详细讨论或通过详细说明变得明确。
附图说明
图1a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的示意性的平面图。
图1b是沿图1a的剖切线A-A'剖切的示意性的剖面图。
图2a、图3a、图4a、图5a、图6a、图7a和图8a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管制造方法的示意性的平面图。
图2b、图3b、图4b、图5b、图6b、图7b和图8b是分别沿图2a、图3a、图4a、图5a、图6a、图7a和图8a的剖切线A-A'剖切的示意性的剖面图。
图9是示出根据本发明的一实施例制造的紫外线发光二极管的光输出分布的图。
图10a是示出在p型接触层上沉积Ni/Au并进行热处理之后的界面的剖面SEM照片。
图10b是示出在p型接触层上沉积Ni/Rh并进行热处理之后的界面的剖面SEM照片。
图11a、图11b和图11c是用于说明根据本发明的实施例的紫外线发光二极管的通孔形状的变形例的示意性的平面图。
图12a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的示意性的平面图。
图12b是沿图12a的剖切线B-B'剖切的示意性的剖面图。
图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a、图19a和图20a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管制造方法的示意性的平面图。
图13b、图14b、图15b、图16b、图17b、图18b、图19b和图20b是分别沿图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a、图19a和图20a的剖切线B-B'剖切的示意性的剖面图。
图21是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的台面的变形例的示意性的平面图。
图22是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的台面的又一变形例的示意性的平面图。
图23a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的示意性的平面图。
图23b是沿图23a的剖切线C-C'剖切的示意性的剖面图。
图24a、图25a、图26a、图27a、图28a、图29a、图30a和图31a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管制造方法的示意性的平面图。
图24b、图25b、图26b、图27b、图28b、图29b、图30b和图31b是分别沿图24a、图25a、图26a、图27a、图28a、图29a、图30a和图31a的剖切线C-C'剖切的示意性的剖面图。
图32是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的台面的变形例的示意性的平面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。为了能够将本发明的思想充分传递给本发明所属技术领域的普通技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本发明并不局限于如下所述的实施例，其可以具体化为其他形态。另外，在附图中，可能为了便于说明而夸张示出构成要素的宽度、长度、厚度等。并且，在一个构成要素夹设于另一构成要素的“上部”或“上”的情况下，不仅包括各个部分位于另一部分的“紧邻的上部”或“紧贴之上”的情况，还包括各个构成要素与另一构成要素之间夹设有又一构成要素的情况。在整个说明书中，相同的附图符号表示相同的构成要素。
以下说明的氮化物系半导体层可以利用通常公知的各种方法来生长，例如，可以利用金属有机气相沉积(MOCVD：Metal Organic Chemical Vapor Deposition)、分子束外延(MBE：Molecular Beam Epitaxy)或氢化物气相外延(HVPE：Hydride Vapor PhaseEpitaxy)等的技术来生长。然而，在以下说明的实施例中，以半导体层利用MOCVD在生长腔室内生长的情形进行说明。在氮化物系半导体层的生长过程中，流入生长腔室内的源可以利用通常公知的源，例如，可以利用TMGa、TEGa等作为Ga源，可以利用TMAl、TEAl等作为Al源，可以利用TMIn、TEIn等作为In源，可以利用NH3作为N源。然而，本发明并不限于此。
根据本发明的一实施例的深紫外线发光二极管，根据一实施例的深紫外线发光二极管，包括：基板；n型半导体层，位于所述基板上；台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且具有使所述n型半导体层暴露的多个通孔；n欧姆接触层，在所述通孔内与所述n型半导体层接触；p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；n垫金属层，与所述n欧姆接触层电连接；p垫金属层，与所述p欧姆接触层电连接；n凸块，与所述n垫金属层电连接；以及p凸块，与所述p垫金属层电连接，其中，所述p垫金属层形成为围绕所述n垫金属层。
由于在台面内部形成多个通孔，从而可以使电流均匀地分散，进一步地，可以防止在台面内部形成非发光区域。现有技术中，在台面的宽度较宽的情况下，从n欧姆接触层到台面内部的距离变大，从而形成非发光面积。与此相反，在本申请中，在台面内部布置有多个通孔，在通孔内形成n欧姆接触层，因此可以使电流均匀地分散在台面内部。
在一实施例中，所述通孔可以排列为蜂窝状。因此，通孔可以以彼此相同的间隔相隔，从而可以使电流均匀地分散。
另外，所述通孔可以与所述台面的边缘相隔所述通孔之间的间隔以上。
所述n垫金属层可以覆盖所述通孔。
所述p垫金属层可以位于所述通孔与所述台面的边缘之间。
所述n凸块和所述p凸块可以位于所述台面的上部区域内。据此，可以通过所述台面的侧表面发出光。
所述深紫外线发光二极管还可以包括：下部绝缘层，覆盖所述p欧姆接触层和所述n欧姆接触层，其中，所述下部绝缘层可以具有使所述p欧姆接触层和所述n欧姆接触层暴露的开口部，所述n垫金属层和所述p垫金属层可以分别通过所述下部绝缘层的开口部而与所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层电连接。
还可以包括：上部绝缘层，覆盖所述n垫金属层和所述p垫金属层，其中，所述上部绝缘层可以具有使所述n垫金属层所述和p垫金属层暴露的开口部，所述n凸块和所述p凸块可以布置在所述上部绝缘层上，并且可以通过所述上部绝缘层的开口部而与所述n垫金属层和所述p垫金属层电连接。
在一实施例中，使所述n垫金属层暴露的开口部可以布置于所述台面的一侧边缘附近，并且使所述p垫金属层暴露的开口部可以布置于所述台面的相反侧边缘附近。
在一实施例中，所述p型半导体层可以包括p型GaN层，所述p型GaN层可以具有200nm以下的厚度。进一步地，所述p欧姆接触层可以包括Ni/Rh。
在一实施例中，所述n垫金属层可以包括Al层。
根据本发明的又一实施例的发光二极管，包括：基板；n型半导体层，位于所述基板上；台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且具有使n型半导体层暴露的多个通孔；n欧姆接触层，在所述通孔内与所述n型半导体层接触；p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；n凸块，与所述n欧姆接触层电连接；以及p凸块，与所述p欧姆接触层电连接，其中，所述p欧姆接触层包括Ni/Rh。
所述多个通孔可以以彼此相同的间隔相隔，并且可以排列为蜂窝状。
进一步地，所述深紫外线发光二极管还可以包括：下部绝缘层，覆盖所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层；以及n垫金属层和p垫金属层，布置在所述下部绝缘层上，其中，所述下部绝缘层可以具有分别使所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层暴露的开口部，所述n垫金属层和所述p垫金属层可以分别通过所述开口部而与所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层电连接，所述n凸块和所述p凸块可以分别与所述n垫金属层和所述p垫金属层电连接。
所述p垫金属层可以围绕所述n垫金属层。
并且，使所述p欧姆接触层暴露的开口部可以是围绕所述通孔的形状。
在一实施例中，所述p垫金属层可以位于所述通孔与所述台面的边缘之间的区域上部内。据此，所述p垫金属层可以不覆盖台面的侧表面。
所述深紫外线发光二极管还可以包括：上部绝缘层，包括所述n垫金属层和所述p垫金属层，其中，所述上部绝缘层可以具有使所述n垫金属层和所述p垫金属层暴露的开口部，所述n凸块和所述p凸块可以分别通过所述上部绝缘层的开口部而与所述n垫金属层和所述p垫金属层电连接。
所述下部绝缘层和所述上部绝缘层可以覆盖所述台面的侧表面。
另外，使所述n垫金属层暴露的开口部可以布置于所述台面的一侧边缘附近，并且使所述p垫金属层暴露的开口部可以布置于所述台面的相反侧边缘附近。
所述p型半导体层可以包括p型GaN层，所述p型GaN层可以具有200nm以下的厚度，并且所述Ni/Rh可以与所述p型GaN层欧姆接触。
根据本发明的又一实施例的一种深紫外线发光二极管，包括：基板；n型半导体层，位于所述基板上；台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且包括使所述n型半导体层暴露的槽；n欧姆接触层，在所述槽内与所述n型半导体层接触；p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；n垫金属层，与所述n欧姆接触层电连接；p垫金属层，与所述p欧姆接触层电连接；n凸块，与所述n垫金属层电连接；以及p凸块，与所述p垫金属层电连接。
所述深紫外线发光二极管还可以包括：n覆盖层，覆盖所述n欧姆接触层；以及p覆盖层，覆盖所述p欧姆接触层。
所述槽沿台面的长度方向延伸，并且在长度方向上的台面的长度和槽的长度之差可以小于或等于位于所述槽的两侧的台面区域中的每一个的宽度。
位于所述槽的两侧的台面区域的面积之和可以超过台面的总面积的1/2。
位于所述槽的两侧的台面区域的一端的边角可以具有弯曲的形状。
在位于所述槽的两侧的台面区域的一端的边角中的外侧边角可以分别形成有凹陷部。
所述槽可以具有沿台面的长度方向延伸的主槽；以及沿与所述主槽垂直的方向延伸的多个子槽。
所述多个子槽可以包括长度和宽度彼此不同的槽。
所述深紫外线发光二极管可以具有针对经过中心且与所述子槽平行的直线的对称结构。
所述深紫外线发光二极管可以具有针对经过中心且与所述主槽平行的直线的非对称结构。
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的示意性的平面图，图1b是沿图1a的剖切线A-A'剖切的示意性的剖面图。
参照图1a和图1b，根据本实施例的紫外线发光二极管可以包括基板21、n型半导体层23、活性层25、p型半导体层27、n欧姆接触层31、p欧姆接触层33、下部绝缘层35、n垫金属层37a、p垫金属层37b、上部绝缘层39、n凸块41a以及p凸块41b。
基板21只要是能够使氮化物系半导体生长的基板，则没有特别限制，例如，可以包括诸如蓝宝石基板、硅基板、碳化硅基板或尖晶石基板之类的双重基板，并且可以包括诸如氮化镓基板、氮化铝基板之类的同种基板。
n型半导体层23位于基板21上。n型半导体层23，例如，可以包括AlN缓冲层(约3.79μm)以及n型AlGaN层。n型AlGaN层可以包括Al摩尔比为0.8以上的下部n型AlGaN层(约2.15μm)、Al摩尔比为0.7至0.8的中间AlGaN层(1.7nm)以及约66.5nm厚度的上部n型AlGaN层。n型半导体层23利用具有比活性层高的带隙的氮化物系半导体形成以能够透射从活性层生成的光。在蓝宝石基板21上生长氮化镓系半导体层的情况下，为了改善结晶品质，n型半导体层23通常可以包括多个层。
台面M布置在n型半导体层23的部分区域上。台面M包括活性层25以及p型半导体层27。通常，在依次生长n型半导体层23、活性层25以及p型半导体层27之后，通过台面蚀刻工艺对p型半导体层27和活性层25进行图案化，来形成台面M。
活性层25可以是包括阱层和势垒层的单量子阱结构或多量子阱结构。阱层可以利用AlGaN或AlInGaN形成，势垒层可以利用比阱层宽的带隙的AlGaN或AlInGaN形成。例如，各个阱层可以利用具有大约0.5的Al摩尔比的AlGaN以大约3.1nm的厚度形成，各个势垒层可以利用具有0.7以上的Al摩尔比的AlGaN以大约9nm以上的厚度形成。尤其，第一个势垒层可以以12nm以上的厚度相对于其他势垒层更厚地形成。另外，相接于各个阱层的上下且具有0.7至0.8的Al摩尔的AlGaN层中的每一个可以布置为约1nm的厚度。然而，考虑到与电子阻挡层相接的情况，与最后一个阱层上相接的AlGaN层的Al摩尔比可以是0.8以上。
另外，p型半导体层27可以包括电子阻挡层以及p型GaN接触层。电子阻挡层防止电子从活性层溢流到p型半导体层，从而提高电子与空穴的再结合率。例如，电子阻挡层可以利用具有大约0.8的Al摩尔比的p型AlGaN形成，例如，可以形成为55nm的厚度。另外，p型GaN接触层可以形成为约300nm的厚度。电子阻挡层也可以被省略。
另外，p型GaN接触层用于欧姆接触。p型GaN接触层可以吸收从活性层25生成的光。现有技术无法解决借由p型GaN接触层的紫外线吸收。本发明通过减少p型GaN接触层的厚度来减少借由p型GaN接触层的光吸收。现有的p型GaN接触层通常以超过300nm的厚度形成为普遍情况，但在本实施例中，形成为200nm以下的厚度，进一步地形成为150nm以下的厚度。据此，可以通过减少借由p型GaN接触层的光吸收来改善光提取效率。
所述台面M可以具有在一方向上的较长的矩形外形，包括使n型半导体层23暴露的多个通孔30h。通孔30h中的每一个可以具有e同心圆形状，并且在台面M区域内可以以彼此大体上相同的间隔排列。如图2a所示，通孔30h可以以蜂窝状排列，因此，能够使通孔30h之间的间隔均匀。
通孔30h可以相对于经过台面M的短轴方向的表面具有镜面对称结构。这种镜面对称结构有助于台面M内的电流分散，从而改善发光效率。
另外，n欧姆接触层31布置在暴露于通孔30h的n型半导体层23上。n欧姆接触层31可以在沉积多个金属层之后，通过快速热合金工艺(RTA：rapid thermal alloy)合金化而形成。例如，n型欧姆接触层31可以在依次沉积Cr/Ti/Al/Ti/Au之后，利用RTA工艺进行合金化处理。因此，n型欧姆接触层31可以称为含有Cr、Ti、Al、Au的合金层。
n欧姆接触层31布置在通孔30h内。n欧姆接触层31在通孔30h内与活性层25和p型半导体层27相隔。现有的深紫外线发光二极管通常沿台面M周围形成围绕台面M的n欧姆接触层，但是本实施例在台面M周围不布置n欧姆接触层。因此，可以防止通过台面M的侧表面而发出的光被n欧姆接触层31等阻断的情况。
p欧姆接触层33布置在p型半导体层27上而与p型半导体层27欧姆接触。例如，p欧姆接触层33可以在沉积Ni/Rh之后通过RTA工艺而形成。p欧姆接触层33与p型半导体层27欧姆接触，并且覆盖台面M的上部区域的大部分，例如，覆盖80％以上。与Au相比，Rh对紫外线的反射率高，因此有助于改善光提取效率。在本说明书中，由于通过减少p型GaN接触层的厚度来减少借由p型GaN接触层的光吸收，因此为了使透射p型半导体层27的光反射，从而需要p欧姆接触层33的良好的反射性能。
下部绝缘层35覆盖台面M，并且覆盖p欧姆接触层33和n欧姆接触层31。下部绝缘层还覆盖台面M周围以及在通孔27a内被暴露的n型半导体层23。另外，下部绝缘层35具有用于允许与n欧姆接触层31电连接的开口部35a以及用于允许与p欧姆接触层33电连接的开口部35b。开口部35b可以形成为环状，以围绕整个通孔30h。
例如，下部绝缘层35可以利用SiO2形成，但并不限于此，也可以形成为分布式布拉格反射器。
另外，n垫金属层37a和p垫金属层37b布置在下部绝缘层35上。n垫金属层37a和p垫金属层37b可以利用相同的金属层在同一工艺中一起形成而布置于相同级别，即，布置在下部绝缘层35上。例如，n垫金属层37a和p垫金属层37b可以包括Al层。
n垫金属层37a通过下部绝缘层35的开口部35a而与n欧姆接触层31电连接。n欧姆接触层31通过n垫金属层37a而彼此电连接。n垫金属层37a可以限定于台面M区域内而布置。n垫金属层37a可以在通孔30h内起到使通过台面M的侧表面发出的光反射的反射层(第二反射层)的作用，据此，提高发光二极管的光效率。
另外，p垫金属层37b可以通过下部绝缘层35的开口部35b而与p欧姆接触层33电连接。p垫金属层37b可以覆盖开口部35b，并且可以以环形状围绕n垫金属层37a。p垫金属层37b可以限定于台面M上部区域内而不具有台面M的侧表面。
上部绝缘层39覆盖n垫金属层37a和p垫金属层37b。然而，上部绝缘层39具有使n垫金属层37a暴露的开口部39a以及在台面M的上部使p垫金属层37b暴露的开口部39b。开口部39a可以在台面M的一侧边缘附近使n垫金属层37a暴露，开口部39b可以在台面M的相反侧边缘附近使p垫金属层37b暴露。
可以布置有多个开口部39a，但并不限于此，也可以布置有一个开口部39a。并且，在附图中示出为开口部39b以C形状连续形成的情形，但也可以布置为多个开口部39b彼此相隔。例如，上部绝缘层39可以利用硅氮化物或硅氧化物形成。
n凸块41a和p凸块41b位于上部绝缘层39上。n凸块41a覆盖开口部39a，并且与通过开口部39a暴露的n垫金属层37a连接。n凸块41a通过n垫金属层37a和n欧姆接触层31而与n型半导体层23电连接。n凸块41a和p凸块41b的外侧边缘可以布置在台面M的上部而不遮挡台面M的侧表面。
p凸块41b覆盖开口部39b，并且与通过开口部39b暴露的p垫金属层37b连接。p凸块41b通过p垫金属层37b和p欧姆接触层33而与p型半导体层27电连接。
例如，n凸块41a和p凸块41b可以利用Ti/Au/Cr/Au形成。如图1所示，n凸块41a和p凸块41b可以彼此对向布置，并且可以占有各个台面M的面积的约1/3。通过使n凸块41a和p凸块41b的面积相对较宽，能够容易地发出从发光二极管生成的热，从而能够提高发光二极管的性能。
进一步地，所述开口部39a、39b被n凸块41a和p凸块41b遮挡，因此能够防止水分或焊料等从外部通过开口部39a、39b而渗透，从而提高可靠性。
另外，虽未示出，但在基板21的光发出面侧可以布置有防反射层。防反射层可以将诸如SiO2之类的透明绝缘层形成为例如紫外线波长的1/4的整数倍的厚度。与此不同，作为防反射层，也可以使用反复堆叠折射率彼此不同的层的带通滤波器。
图2a、图3a、图4a、图5a、图6a、图7a和图8a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管制造方法的示意性的平面图，图2b、图3b、图4b、图5b、图6b、图7b和图8b是分别沿图2a、图3a、图4a、图5a、图6a、图7a和图8a的剖切线A-A'剖切的示意性的剖面图。
参照图2a和图2b，首先，在基板21上生长n型半导体层23、活性层25以及p型半导体层27。
基板21、n型半导体层23、活性层25以及p型半导体层27与在先说明的内容相同，为了避免重复，省略详细的说明。只是，p型半导体层27可以包括带隙比活性层25的阱层小的半导体层(例如，GaN层)。尤其，p型GaN层可以用于欧姆接触。带隙比阱层小的半导体层的厚度被控制在200nm以下，进一步地厚度控制在150nm以下。
另外，通过对p型半导体层27和活性层25进行图案化而形成台面M。台面M可以是大体上较长形状的矩形，但并不限于特定形状。随着形成台面M，沿台面M的周围，可以暴露n型半导体层23。并且，在台面M区域内部形成多个通孔30h。通孔30h使n型半导体层23暴露。通孔30h可以以彼此大体上相同的间隔相隔，例如，可以排列为蜂窝状结构。进一步地，通孔30h可以从台面M的边缘相隔通孔30h之间的间隔以上。
参照图3a和图3b，在通孔30h的底面形成有n欧姆接触层31。例如，n欧姆接触层31可以在依次沉积Cr/Ti/Al/Ti/Au之后，利用RTA工艺进行合金化处理。例如，n欧姆接触层31可以在约965℃下利用RTA工艺进行30秒的合金化处理。
参照图4a和图4b，在形成n欧姆接触层31之后，在台面M上形成p欧姆接触层33。p欧姆接触层33与p型半导体层27欧姆接触。尤其，p欧姆接触层33可以与p型GaN层欧姆接触。
p欧姆接触层33可以包括诸如Au或Rh之类的反射金属层。例如，在沉积Ni/Au或Ni/Rh之后，可以利用RTA工艺进行合金化处理。例如，Ni/Au可以在590℃下进行80秒的热处理。与此相反，Ni/Rh可以在相对更低的温度下进行长时间的热处理，例如，可以在500℃下进行5分钟的热处理。与Au相比，Rh对紫外线的反射率高，从而能够更加提高光提取效率。
进一步地，与Ni/Au相比，Ni/Rh在p型半导体层27和p欧姆接触层33的界面光滑地形成，从而可以表现出稳定的欧姆电阻特性而有利。并且，本发明通过减小p型GaN接触层的厚度来减少借由p型半导体层27的光吸收，因此增加被p欧姆接触层33反射的光量。因此，使用反射率相对高的Rh，因此可以改善光提取效率。
参照图5a和图5b，在台面M上形成有下部绝缘层35。下部绝缘层35覆盖台面M的侧表面和上表面。下部绝缘层35覆盖n欧姆接触层31和p欧姆接触层33。另外，下部绝缘层35具有使n欧姆接触层31暴露的开口部35a以及使p欧姆接触层33暴露的开口部35b。
下部绝缘层35的开口部35b可以沿通孔30h整体的周围而形成为环形状。然而，本发明并不限于此，多个开口部可以形成为使p欧姆接触层33暴露。例如，环形状的开口部35b中，靠近通孔30h的部分被下部绝缘层35覆盖，并且在相对远离通孔30h的部分可以形成有开口部。
参照图6a和图6b，在下部绝缘层35上形成n垫金属层37a和p垫金属层37b。n垫金属层37a可以形成为覆盖通孔30h，并且可以与通孔30h内的n欧姆接触层31电连接。n垫金属层37a还可以覆盖通孔30h的内壁。
p垫金属层37b可以覆盖开口部35b，并且可以与暴露于开口部35b的p欧姆接触层33电连接。p垫金属层37b可以形成为环形状以围绕n垫金属层37a。p垫金属层37b可以形成为覆盖台面M的侧表面，但也可以形成为限定于台面M的上部以不遮挡从台面M发出的光。
参照图7a和图7b，上部绝缘层39形成在n垫金属层37a和p垫金属层37b上。上部绝缘层39可以覆盖n垫金属层37a和p垫金属层37b，同时可以覆盖台面M的侧表面。
另外，上部绝缘层39具有使n垫金属层37a和p垫金属层37b暴露的开口部39a、39b。开口部39a使n垫金属层37a暴露，开口部39b使p垫金属层37b暴露。开口部39a可以形成于台面M的一侧边缘附近，并且开口部39b可以与开口部39a对向地形成于台面M的相反侧边缘附近。
参照图8a和图8b，n凸块41a和p凸块41b形成在上部绝缘层39上，n凸块41a通过开口部39a而与n垫金属层37a电连接，p凸块41b通过开口部39b而与p垫金属层37b电连接。
n凸块41a和p凸块41b可以分别部分地覆盖台面M的侧表面，但也可以形成为限定于台面M的上部区域。
根据本实施例，在台面M区域内形成通孔30h并形成n欧姆接触层31，因此可以使电流均匀地分散在台面M的整个区域中。并且，减小吸收从活性层25生成的光的p型GaN接触层的厚度，并且将Ni/Rh用作p欧姆接触层33，因此能够改善光提取效率。
图9是示出根据本发明的一实施例制造的紫外线发光二极管的光输出分布的图。在此，越接近红色，发出越强的紫外线，越接近蓝色，发出越弱的光。在此，发光二极管的面积约为950um×600um，并施加了100mA的电流。
参照图9，可以知道除了布置有通孔30h的区域之外，光几乎遍及台面M的整个区域而发出。由于电流分散良好，因此可以通过增加电流密度来更加提高发光二极管的光度。
图10a和图10b是示出在p型接触层上沉积Ni/Au以及Ni/Rh并进行热处理之后的界面的剖面SEM照片。
如图10a所示，在使用Ni/Au的情况下，在热处理(Annealing)工艺之后观察到了多个空隙，并且Ni/Au层的厚度不均匀。与此相反，如图10b所示，在使用Ni/Rh的情况下，即使在热处理工艺之后，欧姆接触层的厚度大体上均匀，未观察到空隙。
并且，在相同结构的发光二极管中，对作作为p欧姆接触层而使用Ni/Rh的发光二极管与使用Ni/Au的发光二极管进行比较的结果，使用Ni/Rh的发光二极管表现出了相对较小的正向电压(Vf)，并且表现出了约6％的光输出的提高。
图11a、图11b和图11c是用于说明根据本发明的实施例的紫外线发光二极管的通孔形状的变形例的示意性的平面图。
在前面的实施例中，虽然示出并说明了通孔30h具有圆形形状的情形，但通孔的形状并不限于圆形。如图11a所示，通孔30h'可以在圆形形状形成有凹陷部30hc而具有变形的十字形状。凹陷部30hc可以以等间隔形成在四个部分，但并不限于此。通孔30h'可以布置为一个通孔30h'的凸起的部分朝着彼此相邻的两个通孔30h'的凹陷部之间。进一步地，三个通孔30h'可以彼此布置于正三角形的顶角。
另外，如图11b所示，位于台面M的边缘附近的通孔30h”可以具有从十字形状变形的形状。即，通孔30h”可以包括平行于台面M的边缘的直线部分。通孔30h”可以是相当于图11a所示的通孔30h'的1/2。因此，通孔30h”可以仅具有两个凹陷部。
另外，如图11c所示，通孔30h”'可以具有多边形形状。通孔30h”'可以包括平面侧壁，相邻的通孔30h”'可以如虚线所示面向平面侧壁。
在本实施例中，示出并说明了各种形状的通孔，但本发明并不限于这些通孔30h、30h'、30h”、30h”'的形状，可以具有不同的各种形状。通孔30h的形状和尺寸影响欧姆接触区域的尺寸或发光区域的尺寸。因此，为了调节发光强度的大小，可以对通孔30h的形状进行各种变形。
图12a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的示意性的平面图，图12b是沿图12a的剖切线B-B'剖切的示意性的剖面图。
参照图12a和图12b，根据本实施例的紫外线发光二极管可以包括基板121、n型半导体层123、活性层125、p型半导体层127、n欧姆接触层131a、131b、p欧姆接触层133、n覆盖层134a、p覆盖层134b、下部绝缘层135、n垫金属层137a、p垫金属层137b、上部绝缘层139、n凸块141a以及p凸块141b。
基板121与参照图1a和图1b说明的基板21相似，因此为了避免重复，省略详细的说明。n型半导体层123位于基板121上。n型半导体层123与参照图1a和图1b说明的n型半导体层23大体上相似。只是，n型半导体层123的边缘可以位于由基板121的边缘围绕的区域内侧，因此，可以沿n型半导体层123的边缘而暴露基板121的上表面。
台面M布置在n型半导体层123的部分区域上。台面M包括活性层125以及p型半导体层127。通常，在依次生长n型半导体层123、活性层125以及p型半导体层127之后，利用台面蚀刻工艺对p型半导体层127和活性层125进行图案化，从而形成台面M。
活性层125和p型半导体层127的堆叠结构与参照图1a和图1b说明的内容相似，为了避免重复，省略详细的说明。
所述台面M可以具有沿一方向较长的矩形外形，并且包括使n型半导体层123暴露的槽130g。槽130g可以沿台面M的长度方向延伸。如图12a所示，槽130g可以在台面M的一侧边缘沿台面M的长度方向朝着另一侧边缘延伸。通过槽130g，在槽130g的两侧布置有台面区域。槽130g的长度超过台面M的长度的1/2。换言之，槽130g的长度大于槽130g的内侧端部与台面M的另一侧边缘之间的距离。进一步地，槽130g的内侧端部与台面M的另一侧边缘之间的距离可以小于布置于槽130g的两侧的台面区域的宽度。
槽130g可以具有直线形状，并且台面M可以具有针对经过发光二极管的中心并平行于槽130g的直线的对称结构。
另外，台面M的边角可以具有弯曲的形状。台面M的边缘可以包括直线区域和位于其两侧的曲线区域。通过将台面M的边角部分弯曲地形成，能够防止在边角部分中聚光而引起借由光吸收的损失的产生。
另外，n欧姆接触层131a布置在通过槽130g暴露的n型半导体层123上。n欧姆接触层131b布置在沿台面M周围而暴露的n型半导体层123上。n欧姆接触层131a可以与n欧姆接触层131b连接，但本发明并不限于此。n欧姆接触层131a、131b可以与台面M相隔并围绕台面M。
n欧姆接触层131a、131b的材料和形成方法与参照图1a和图1b说明的n欧姆接触层31的材料和形成方法相似，为了避免重复，省略详细的说明。
p欧姆接触层133布置在p型半导体层127上而与p型半导体层127欧姆接触。例如，p欧姆接触层133可以利用Ni/Rh或Ni/Au形成。p欧姆接触层133与p型半导体层127欧姆接触，覆盖台面M的上部区域的大部分，例如，覆盖80％以上。
n覆盖层134a可以覆盖n欧姆接触层131a、131b的上表面和侧表面。p覆盖层134b可以覆盖p欧姆接触层133的上表面和侧表面。n覆盖层134a和p覆盖层134b分别防止n欧姆接触层131a、131b和p欧姆接触层133因蚀刻或氧化等而受损。n覆盖层134a和p覆盖层134b可以利用相同材质的金属在同一工艺中一起形成。例如，n覆盖层134a和p覆盖层134b可以利用Ti/Au/Ti形成。
下部绝缘层135覆盖台面M，并且覆盖n覆盖层134a和p覆盖层134b。下部绝缘层135还覆盖在台面M周围和在槽130g内暴露的n型半导体层123。进一步地，下部绝缘层135可以覆盖在n型半导体层123周围暴露的基板121的一部分。另外，下部绝缘层135具有用于允许与n欧姆接触层131a、131b电连接的开口部135a以及用于允许与p欧姆接触层133电连接的开口部135b。开口部135a可以具有与n欧姆接触层131a、131b或n覆盖层134a的形状相似的形状。即，开口部135a围绕台面M，并且延伸到槽130g内。开口部135a的宽度可以小于n覆盖层134a的宽度，因此，n型半导体层123可以通过开口部135a而不被暴露。另外，开口部135b位于台面M的上部区域内，并且使p覆盖层134b暴露。多个开口部135b可以布置在p覆盖层134b上。尤其，开口部可以对称地布置于槽130g的两侧。
例如，下部绝缘层135可以利用SiO2形成，但并不限于此，也可以利用分布式布拉格反射器形成。尤其，下部绝缘层135可以形成为构成全方向反射器(ODR：omni-directional reflector)。例如，下部绝缘层135可以利用约
Figure BDA0004113817950000161
的SiO2形成。
另外，n垫金属层137a和p垫金属层137b布置在下部绝缘层135上。n垫金属层137a和p垫金属层137b可以利用相同的金属层在同一工艺中一起形成，从而可以布置在相同级别，即，可以布置在下部绝缘层135上。例如，n垫金属层137a和p垫金属层137b可以包括Al层。
n垫金属层137a通过下部绝缘层135的开口部135a而与n欧姆接触层131a、131b电连接。n垫金属层137a可以通过下部绝缘层135的开口部135a而直接与n覆盖层134a接触。n垫金属层137a可以覆盖台面M的大部分的区域，并且可以覆盖台面M周围的区域。n垫金属层137a可以与下部绝缘层135一同构成ODR。
另外，p垫金属层137b可以通过下部绝缘层135的开口部135b而与p欧姆接触层133电连接。p垫金属层137b可以覆盖开口部135b中的每一个。p垫金属层137b可以被各个n垫金属层137a围绕。p垫金属层37b可以限定于台面M的上部区域内。在本实施例中，台面M的侧表面全部被n垫金属层137a覆盖。因此，可以防止在台面M的侧表面产生光损失。
上部绝缘层139覆盖n垫金属层137a和p垫金属层137b。然而，上部绝缘层139可以具有使n垫金属层137a暴露的开口部139a以及使p垫金属层137b暴露的开口部139b。开口部139a可以在台面M的一侧边缘附近使n垫金属层137a暴露，开口部139b可以在台面M的相反侧边缘附近使p垫金属层137b暴露。开口部139a和开口部139b可以针对经过槽130g的线对称地布置，但本发明并非必须限于此。
例如，上部绝缘层139可以利用硅氮化物或硅氧化物形成。
n凸块141a和p凸块141b位于上部绝缘层139上。n凸块141a覆盖开口部139a，并且与通过开口部139a暴露的n垫金属层137a连接。n凸块141a通过n垫金属层137a和n欧姆接触层131a、131b而与n型半导体层123电连接。n凸块141a和p凸块141b也可以部分地覆盖台面M的侧表面。
p凸块141b覆盖开口部139b，并且与通过开口部139b暴露的p垫金属层137b连接。p凸块141b通过p垫金属层137b和p欧姆接触层133与p型半导体层127电连接。
n凸块141a和p凸块141b可以包括Ti/Au，例如，可以利用Ti/Au/Cr/Au或Ti/Ni/Ti/Ni/TiNi/Ti/Au等形成。如图12a所示，n凸块141a和p凸块141b可以彼此对向地布置，并且分别占有台面M面积的约1/3。使n凸块141a和p凸块141b的面积相对变宽，因此能够容易地发出从发光二极管生成的热，从而能够提高发光二极管的性能。
进一步地，所述开口部139a、139b被n凸块141a和p凸块141b遮挡，因此能够防止水分或焊料等从外部通过139a、139b而渗透，从而提高可靠性。
另外，虽未示出，但在基板21的光发出面侧可以布置有防反射层。防反射层可以将诸如SiO2之类的透明绝缘层形成为例如紫外线波长的1/4的整数倍的厚度。与此不同，作为防反射层，也可以使用反复堆叠折射率彼此不同的层的带通滤波器。
图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a、图19a和图20a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管制造方法的示意性的平面图，图13b、图14b、图15b、图16b、图17b、图18b、图19b和图20b是分别沿图13a、图14a、图15a、图16a、图17a、图18a、图19a和图20a的剖切线B-B'剖切的示意性的剖面图。
参照图13a和图13b，在基板121上生长首先，n型半导体层123、活性层125以及p型半导体层127。
基板121、n型半导体层123、活性层125以及p型半导体层127与在先说明的内容相同，为了避免重复，省略详细的说明。
另外，通过对p型半导体层127和活性层125进行图案化而形成台面M。台面M可以是大体上较长形状的矩形，但并不限于特定形状。随着形成台面M，沿台面M的周围，可以暴露n型半导体层123。并且，在台面M区域内部形成槽130g。槽130g可以沿台面M的长度方向从一侧的边缘朝着另一侧的边缘延伸。槽130g的内侧末端可以位于另一侧边缘附近。布置于槽130g的两侧的台面区域可以彼此相同，并且各个台面区域的宽度可以大于或等于槽130g的内侧末端与台面M的另一侧边缘之间的距离。
参照图14a和图14b，在n型半导体层123上形成n欧姆接触层131a、131b。例如，n欧姆接触层131a、131b可以在依次沉积Cr/Ti/Al/Ti/Au之后，利用RTA工艺进行合金化处理而形成。例如，n欧姆接触层31可以在约965℃下利用RTA工艺进行30秒的合金化处理。n欧姆接触层131a形成在借由槽130g暴露的n型半导体层123上，n欧姆接触层131b形成在被台面M周围暴露的n型半导体层123上。n欧姆接触层131a可以从n欧姆接触层131b延伸。连续形成n欧姆接触层131a和n欧姆接触层131b，从而可以有助于电流分散。然而，本发明并不限于此，n欧姆接触层131a也可以与n欧姆接触层131b相隔。
参照图15a和图15b，在形成n欧姆接触层131a、131b之后，在台面M上形成有p欧姆接触层133。p欧姆接触层133与p型半导体层127欧姆接触。尤其，p欧姆接触层133可以与p型GaN层欧姆接触。
p欧姆接触层133可以包括诸如Au或Rh之类的反射金属层。例如，在沉积Ni/Au或Ni/Rh之后，可以利用RTA工艺进行合金化处理。
参照图16a和图16b，执行将n型半导体层123分离的隔离工艺。即，去除相邻的发光二极管区域之间的n型半导体层123而暴露基板121的上表面。通过追加隔离工艺，可以有助于发光二极管的个体化。
参照图17a和图17b，形成n覆盖层134a和p覆盖层134b。n覆盖层134a覆盖n欧姆接触层131a、131b的上表面和侧表面，p覆盖层134b覆盖p欧姆接触层133的上表面和侧表面。例如，n覆盖层134a和p覆盖层134b可以利用Ti/Au/Ti形成。
参照图18a和图18b，形成覆盖台面M的下部绝缘层135。下部绝缘层135覆盖台面M的侧表面和上表面。下部绝缘层135还覆盖n覆盖层134a和p覆盖层134b。下部绝缘层235可以覆盖n型半导体层223的侧表面，并且可以部分地覆盖在n型半导体层223周围暴露的基板221。另外，下部绝缘层135具有使n覆盖层134a和p覆盖层134b暴露的开口部135a、135b。
下部绝缘层135的开口部135a使n覆盖层134a暴露，开口部135b使p覆盖层134b暴露。多个开口部135b可以形成在p覆盖层134b上。如图所示，开口部135b可以对称地布置于槽130g的两侧。
参照图19a和图19b，n垫金属层137a和p垫金属层137b形成在下部绝缘层135上。n垫金属层137a可以通过开口部135a而与n覆盖层134a电连接，p垫金属层137b可以通过开口部135b而与p覆盖层134b电连接。如图所示，n垫金属层137a可以围绕p垫金属层137b。
n垫金属层137a可以覆盖开口部135a，并且p垫金属层137b可以覆盖开口部135b。并且，n垫金属层137a可以连续地覆盖台面M的侧表面，据此，可以提高台面M的侧表面的光反射率。
参照图20a和图20b，上部绝缘层139形成在n垫金属层137a和p垫金属层137b上。上部绝缘层139可以覆盖n垫金属层137a和p垫金属层137b，同时可以覆盖n型半导体层123的边缘。上部绝缘层139还可以覆盖基板121的上表面的一部分。
上部绝缘层139具有使n垫金属层137a和p垫金属层137b暴露的开口部139a、139b。开口部139a使n垫金属层137a暴露，开口部139b使p垫金属层137b暴露。开口部139a可以形成于台面M的一侧边缘附近，开口部139b与开口部139a对向而形成于台面M的相反侧边缘附近。
接着，如图12a和图12b所示，n凸块141a和p凸块141b形成在上部绝缘层139上。n凸块141a通过开口部139a而与n垫金属层137a电连接，p凸块141b通过开口部139b而与p垫金属层137b电连接。
n凸块141a和p凸块141b可以分别部分地覆盖台面M的侧表面，但也可以形成为限定于台面M的上部区域。
根据本实施例，由于在台面M区域内形成槽130g，在台面M的周围和槽130g内形成n欧姆接触层131a、131b，从而能够使电流均匀地分散于台面M的整个区域中。
图21是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的台面的变形例的示意性的平面图。
参照图21，槽130g从台面M的一侧边缘沿长度方向朝着另一侧边缘延伸。槽130g的内侧末端与台面M的另一侧边缘之间的距离，即，台面M的总长度与槽130g的长度之差W1可以小于或等于布置于槽130g的两侧的台面区域中的每一个的宽度W2。进而，槽130g的长度大于W1，因此超过台面M长度的1/2。另外，槽130g与台面M的另一侧边缘之间的台面M的面积A1可以小于位于台面M的两侧的各个台面区域面积A2。即，位于台面M的两侧的台面区域的总面积2A2可以超过台面的总面积的1/2。
图22是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的台面的又一变形例的示意性的平面图。
虽然在前面的实施例中示出并说明了台面M的边角具有弯曲的形状的情形，但在本变形例中可以在台面M的边角中的一部分边角中分别形成有凹陷部。凹陷部在台面M的边角附近改善p电流分散。
图23a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的示意性的平面图，图23b是沿图23a的剖切线C-C'剖切的示意性的剖面图。
参照图23a和图23b，根据本实施例的紫外线发光二极管可以包括基板221、n型半导体层223、活性层225、p型半导体层227、n欧姆接触层231a、231b、p欧姆接触层233、n覆盖层234a、p覆盖层234b、下部绝缘层235、n垫金属层237a、p垫金属层237b、上部绝缘层239、n凸块241a以及p凸块241b。
根据本实施例的紫外线发光二极管与参照图12a和图12b说明的紫外线发光二极管大体上相似，因此为了避免重复，省略对相同的构成要素的详细说明，将对差异点进行详细说明。
在本实施例中，台面M包括主槽230g以及子槽230s。主槽230g沿台面M的长度方向从一侧边缘延伸到另一侧边缘。台面M可以被主槽230g而分为两段。然而，本公开并不限于此，主槽230g的一侧末端也可以位于台面M的内部。
另外，子槽230s从主槽230g沿与主槽230g垂直的方向延伸。子槽230s可以从主槽230g向两侧延伸。子槽230s可以相对于主槽230g对称地布置。
另外，n欧姆接触层231a布置在借由主槽230g和子槽230s暴露的n型半导体层223上。n欧姆接触层231b布置在沿台面M周围暴露的n型半导体层223上。n欧姆接触层231a可以与n欧姆接触层231b连接，但本发明并不限于此。n欧姆接触层231a、231b可以与台面M相隔而围绕台面M。
p欧姆接触层233布置在p型半导体层227上而与p型半导体层227欧姆接触。p欧姆接触层233可以在借由主槽230g分为两段的台面区域上以相同的形状布置。
n覆盖层234a可以覆盖n欧姆接触层231a、231b的上表面和侧表面。p覆盖层234b可以覆盖p欧姆接触层233的上表面和侧表面。
下部绝缘层235覆盖台面M，并且覆盖n覆盖层234a和p覆盖层234b。下部绝缘层235还覆盖在台面M周围和在槽230g、230s内暴露的n型半导体层223。进一步地，下部绝缘层235可以覆盖在n型半导体层123周围暴露的基板221的一部分。另外，下部绝缘层235具有用于允许与n欧姆接触层231a、231b电连接的开口部235a以及用于允许与p欧姆接触层233电连接的开口部235b。开口部235a可以具有与n欧姆接触层231a、231b或n覆盖层234a的形状相似的形状。即，开口部235a围绕台面M，并且延伸到槽230g、230s内。开口部235a的宽度可以小于n覆盖层234a的宽度，因此，n型半导体层223可以通过开口部235a而不被暴露。另外，开口部235b位于台面M的上部区域内，并且使p覆盖层234b暴露。多个开口部235b可以布置在p覆盖层234b上。尤其，开口部235b可以对称地布置于槽230g的两侧。
另外，n垫金属层237a和p垫金属层237b布置在下部绝缘层235上。n垫金属层237a和p垫金属层237b可以利用相同的金属层在同一工艺中一起形成，从而可以布置在相同级别，即，可以布置在下部绝缘层235上。
n垫金属层237a通过下部绝缘层235的开口部235a而与n欧姆接触层231a、231b电连接。n垫金属层237a可以通过下部绝缘层235的开口部235a而直接与n覆盖层234a接触。n垫金属层237a可以覆盖台面M的大部分的区域，并且可以覆盖台面M周围的区域。
另外，p垫金属层237b可以通过下部绝缘层235的开口部235b而与p欧姆接触层233电连接。p垫金属层237b可以覆盖开口部235b中的每一个。p垫金属层237b可以被各个n垫金属层237a围绕。p垫金属层237b可以限定于台面M的上部区域内。p垫金属层237b的形状可以通过子槽230s而具有与图12a的p垫金属层237b不同的形状。即，为了形成子槽230s，p垫金属层237b可以具有矩形的一部分凹陷的形状。在本实施例中，台面M的侧表面全部由n垫金属层237a覆盖。因此，可以防止在台面M的侧表面产生光损失。
上部绝缘层239覆盖n垫金属层237a和p垫金属层237b，并且可以具有使n垫金属层137a暴露的开口部139a以及使p垫金属层137b暴露的开口部139b。开口部239a可以在台面M的一侧边缘附近使n垫金属层237a暴露，开口部239b可以在台面M的相反侧边缘附近使p垫金属层237b暴露。开口部239a和开口部239b可以针对经过槽230g的线对称地布置，但本发明并非必须限于此。
n凸块241a和p凸块241b位于上部绝缘层239上。n凸块241a覆盖开口部239a，并且与通过开口部239a暴露的n垫金属层237a连接。p凸块241b覆盖开口部239b，并且与通过开口部239b暴露的p垫金属层237b连接。
图24a、图25a、图26a、图27a、图28a、图29a、图30a和图31a是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管制造方法的示意性的平面图，图24b、图25b、图26b、图27b、图28b、图29b、图30b和图31b是分别沿图24a、图25a、图26a、图27a、图28a、图29a、图30a和图31a的剖切线C-C'剖切的示意性的剖面图。根据本实施例的紫外线发光二极管制造方法与前面参照图13a至图20b说明的内容大体上相似，因此简略说明。
参照图24a和图24b，首先，在基板221上生长n型半导体层223、活性层225以及p型半导体层227。
另外，通过对p型半导体层227和活性层225进行图案化而形成台面M。台面M可以是大体上较长形状的矩形，但并不限于特定形状。随着形成台面M，沿台面M的周围，可以暴露n型半导体层223。并且，在台面M区域内部形成主槽230g和子槽230s。主槽230g可以沿台面M的长度方向从一侧边缘延伸到另一侧边缘。布置于主槽230g的两侧的台面区域可以彼此相同，并且可以针对主槽230g而对称。
参照图25a和图25b，在n型半导体层123上形成n欧姆接触层131a、131b。n欧姆接触层231a形成在借由主槽230g和子槽230s暴露的n型半导体层223上，n欧姆接触层131b形成在台面M周围暴露的n型半导体层223上。n欧姆接触层231a可以从n欧姆接触层231b延伸。连续形成n欧姆接触层231a和n欧姆接触层231b，从而可以有助于电流分散。然而，本发明并不限于此，n欧姆接触层131a也可以与n欧姆接触层131b相隔。
参照图26a和图26b，在形成n欧姆接触层231a、231b之后，在台面M上形成p欧姆接触层233。p欧姆接触层233与p型半导体层227欧姆接触。
参照图27a和图27b，执行将n型半导体层223分离的隔离工艺。即，去除相邻的发光二极管区域之间的n型半导体层223而暴露基板221的上表面。通过追加隔离工艺，可以有助于发光二极管的个体化。
参照图28a和图28b，形成n覆盖层234a和p覆盖层234b。n覆盖层134a覆盖n欧姆接触层131a、131b的上表面和侧表面，p覆盖层134b覆盖p欧姆接触层133的上表面和侧表面。
参照图29a和图29b，形成覆盖台面M的下部绝缘层235。下部绝缘层135覆盖台面M的侧表面和上表面。下部绝缘层235还覆盖n覆盖层234a和p覆盖层234b。下部绝缘层235可以覆盖n型半导体层223的侧表面，并且可以部分地覆盖在n型半导体层223周围暴露的基板221。另外，下部绝缘层235具有使n覆盖层234a和p覆盖层234b暴露的开口部235a、235b。
下部绝缘层235的开口部235a使n覆盖层234a暴露，开口部235b使p覆盖层234b暴露。开口部235a可以位于主槽230g和子槽230s内。并且，多个开口部235b可以形成在p覆盖层234b上。如图所示，开口部235b可以对称地布置于槽130g的两侧。
参照图30a和图30b，n垫金属层237a和p垫金属层237b形成在下部绝缘层235上。n垫金属层237a可以通过开口部235a而与n覆盖层234a电连接，p垫金属层237b可以通过开口部235b而与p覆盖层234b电连接。如图所示，n垫金属层237a可以围绕p垫金属层237b。
n垫金属层237a可以覆盖开口部235a，并且p垫金属层237b可以覆盖开口部235b。并且，n垫金属层237a可以连续地覆盖台面M的侧表面，据此，可以提高台面M的侧表面的光反射率。
参照图31a和图31b，上部绝缘层239形成在n垫金属层237a和p垫金属层237b上。上部绝缘层239可以覆盖n垫金属层237a和p垫金属层237b，同时可以覆盖n型半导体层223的边缘。上部绝缘层239还可以覆盖基板221的上表面的一部分。
上部绝缘层239具有使n垫金属层237a和p垫金属层237b暴露的开口部239a、239b。开口部239a使n垫金属层237a暴露，开口部239b使p垫金属层237b暴露。开口部239a可以形成于台面M的一侧边缘附近，开口部239b与开口部239a对向而形成于台面M的相反侧边缘附近。为了收容子槽230s，上部绝缘层239的开口部239a、239b可以具有从矩形变形的形状。即，如图31a所示，开口部239a、239b可以具有在矩形形状中一部分凹陷的形状。
接着，如图23a和图24b所示，n凸块241a和p凸块241b形成在上部绝缘层139上。n凸块241a通过开口部239a而与n垫金属层237a电连接，p凸块241b通过开口部239b而与p垫金属层237b电连接。
n凸块241a和p凸块241b可以分别部分地覆盖台面M的侧表面，但也可以形成为限定于台面M的上部区域。
根据本实施例，由于在台面M区域内形成主槽230g和子槽230s，在台面M的周围以及主槽230g和子槽230s内形成n欧姆接触层231a、231b，从而能够使电流均匀地分散于台面M的整个区域中。
图32是用于说明根据本发明的一实施例的紫外线发光二极管的台面的变形例的示意性的平面图。
在前面参照图23a和图23b说明的紫外线发光二极管的台面M中，子槽230s针对主槽230g对称地布置。子槽230s的长度和宽度实质上彼此相同，据此，在各个子槽230s内形成有相同大小的n欧姆接触层231a。然而，本发明并不限于此，子槽可以各种变形。例如，如图32所示，可以形成有针对经过发光二极管的中心并平行于主槽330g的直线X-X彼此非对称的台面区域M1、M2。即，子槽330s、330s2、330s3针对直线X-X非对称地布置。另外，子槽330s1、330s2、330s3针对经过发光二极管的中心并垂直于主槽330g的直线Y-Y对称地布置。
虽然可以在主槽330s的两侧布置有子槽330s1、330s2、330s3，但子槽330s1、330s2、330s3的宽度和/或长度可以彼此不同。例如，宽度和长度相对较小的子槽330s2可以布置在宽度和长度相对较大的子槽330s1之间。并且，宽度和/或长度彼此不同的子槽330s1、330s3可以将主槽330g置于两者之间而对向地布置。使子槽330s1的宽度变大，从而能够增加从台面侧壁产生的光反射。
本发明并不限于在此说明的主槽330g和子槽330s1、330s2、330s3，可以各种变形。
以上，所述实施例在不脱离本发明的权利要求书的技术思想的范围内可以进行各种变形和变更，本发明包括借由权利要求书的所有技术思想。

Claims (30)

1.一种深紫外线发光二极管，包括：
基板；
n型半导体层，位于所述基板上；
台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且具有使所述n型半导体层暴露的多个通孔；
n欧姆接触层，在所述通孔内与所述n型半导体层接触；
p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；
n垫金属层，与所述n欧姆接触层电连接；
p垫金属层，与所述p欧姆接触层电连接；
n凸块，与所述n垫金属层电连接；以及
p凸块，与所述p垫金属层电连接，
其中，所述p垫金属层形成为围绕所述n垫金属层。
2.根据权利要求1所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述通孔排列为蜂窝状。
3.根据权利要求1所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述通孔与所述台面的边缘相隔所述通孔之间的间隔以上。
4.根据权利要求3所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述n垫金属层覆盖所述通孔。
5.根据权利要求4所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述p垫金属层位于所述通孔与所述台面的边缘之间。
6.根据权利要求5所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述n凸块和所述p凸块位于所述台面的上部区域内。
7.根据权利要求4所述的深紫外线发光二极管，还包括：
下部绝缘层，覆盖所述p欧姆接触层和所述n欧姆接触层，
其中，所述下部绝缘层具有使所述p欧姆接触层和所述n欧姆接触层暴露的开口部，
所述n垫金属层和所述p垫金属层分别通过所述下部绝缘层的开口部而与所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层电连接。
8.根据权利要求7所述的深紫外线发光二极管，还包括：
上部绝缘层，覆盖所述n垫金属层和所述p垫金属层，
其中，所述上部绝缘层具有使所述n垫金属层和所述p垫金属层暴露的开口部，
所述n凸块和所述p凸块布置在所述上部绝缘层上，并且通过所述上部绝缘层的开口部而与所述n垫金属层和所述p垫金属层电连接。
9.根据权利要求8所述的深紫外线发光二极管，其中，
使所述n垫金属层暴露的开口部布置于所述台面的一侧边缘附近，
使所述p垫金属层暴露的开口部布置于所述台面的相反侧边缘附近。
10.根据权利要求1所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述p型半导体层包括p型GaN层，所述p型GaN层具有200nm以下的厚度，
所述p欧姆接触层包括Ni/Rh。
11.根据权利要求10所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述n垫金属层包括Al层。
12.一种深紫外线发光二极管，包括：
基板；
n型半导体层，位于所述基板上；
台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且具有使所述n型半导体层暴露的多个通孔；
n欧姆接触层，在所述通孔内与所述n型半导体层接触；
p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；
n凸块，与所述n欧姆接触层电连接；以及
p凸块，与所述p欧姆接触层电连接，
其中，所述p欧姆接触层包括Ni/Rh。
13.根据权利要求12所述的深紫外线发光二极管，还包括：
下部绝缘层，覆盖所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层；以及
n垫金属层和p垫金属层，布置在所述下部绝缘层上，
其中，所述下部绝缘层具有分别使所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层暴露的开口部，
所述n垫金属层和所述p垫金属层分别通过所述开口部而与所述n欧姆接触层和所述p欧姆接触层电连接，
所述n凸块和所述p凸块分别与所述n垫金属层和所述p垫金属层电连接。
14.根据权利要求13所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述p垫金属层围绕所述n垫金属层。
15.根据权利要求14所述的深紫外线发光二极管，其中，
使所述p欧姆接触层暴露的开口部是围绕所述通孔的环形状。
16.根据权利要求14所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述p垫金属层位于所述通孔与所述台面的边缘之间的区域上部内。
17.根据权利要求13所述的深紫外线发光二极管，还包括：
上部绝缘层，包括所述n垫金属层和所述p垫金属层，
其中，所述上部绝缘层具有使所述n垫金属层和所述p垫金属层暴露的开口部，
所述n凸块和所述p凸块分别通过所述上部绝缘层的开口部而与所述n垫金属层和所述p垫金属层电连接。
18.根据权利要求17所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述下部绝缘层和所述上部绝缘层覆盖所述台面的侧表面。
19.根据权利要求17所述的深紫外线发光二极管，其中，
使所述n垫金属层暴露的开口部布置于所述台面的一侧边缘附近，
使所述p垫金属层暴露的开口部布置于所述台面的相反侧边缘附近。
20.根据权利要求12所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述p型半导体层包括p型GaN层，所述p型GaN层具有200nm以下的厚度，
所述Ni/Rh与所述p型GaN层欧姆接触。
21.一种深紫外线发光二极管，包括：
基板；
n型半导体层，位于所述基板上；
台面，布置在所述n型半导体层上且包括活性层和p型半导体层，并且包括使所述n型半导体层暴露的槽；
n欧姆接触层，在所述槽内与所述n型半导体层接触；
p欧姆接触层，与所述p型半导体层接触；
n垫金属层，与所述n欧姆接触层电连接；
p垫金属层，与所述p欧姆接触层电连接；
n凸块，与所述n垫金属层电连接；以及
p凸块，与所述p垫金属层电连接。
22.根据权利要求21所述的深紫外线发光二极管，还包括：
n覆盖层，覆盖所述n欧姆接触层；以及
p覆盖层，覆盖所述p欧姆接触层。
23.根据权利要求21所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述槽沿台面的长度方向延伸，
在长度方向上的台面的长度和槽的长度之差小于或等于位于所述槽的两侧的台面区域中的每一个的宽度。
24.根据权利要求23所述的深紫外线发光二极管，其中，
位于所述槽的两侧的台面区域的总面积超过台面的总面积的1/2。
25.根据权利要求23所述的深紫外线发光二极管，其中，
位于所述槽的两侧的台面区域的一端的边角具有弯曲的形状。
26.根据权利要求23所述的深紫外线发光二极管，其中，
在位于所述槽的两侧的台面区域的一端的边角中的外侧边角中分别形成有凹陷部。
27.根据权利要求21所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述槽具有沿台面的长度方向延伸的主槽以及沿与所述主槽垂直的方向延伸的多个子槽。
28.根据权利要求27所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述多个子槽包括长度和宽度彼此不同的槽。
29.根据权利要求27所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述深紫外线发光二极管具有针对经过中心且与所述子槽平行的直线的对称结构。
30.根据权利要求27所述的深紫外线发光二极管，其中，
所述深紫外线发光二极管具有针对经过中心且与所述主槽平行的直线的非对称结构。
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