TW201415665A - 半導體發光元件及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種半導體發光元件，所述半導體發光元件包括第一半導體層、發光層、第二半導體層和第一電極焊墊，所述第一半導體層、所述發光層和所述第二半導體層從下往上依次層疊設置，所述第一電極焊墊設置在所述第二半導體層上，並與所述第二半導體層電連接，所述發光層發出的光線穿過所述第二半導體層而射出，所述半導體發光元件進一步包括電流阻擋層，所述電流阻擋層嵌於所述第二半導體層中，並位於所述第一電極焊墊的下方；所述電流阻擋層使得電流至少更多流向未被所述電流阻擋層遮蔽的發光層區域。本發明的半導體發光元件能夠提高所述半導體發光元件的發光效率。本發明還提供一種能提高半導體發光元件的發光效率的半導體發光元件製造方法。
Description
本發明有關於一種半導體發光元件及其製造方法，特別有關於一種III-V族化合物半導體發光元件及其製造方法。
自GaN基第三代半導體材料的興起，藍光LED磊晶結構研製成功，LED晶片的發光強度和白光發光效率不斷提高。半導體發光元件被認為是下一代進入通用照明領域的新型光源，因此得到廣泛關注。
請參閱第1圖，第1圖係習知技術半導體發光元件之結構示意圖。所述半導體發光元件1為一發光二極體(LED)；所述半導體發光元件1包括基板11，依次層疊於所述基板11上的N型半導體層12、發光層13、P型半導體層14、透明導電層15，以及第一電極焊墊16和第二電極焊墊17。所述第一電極焊墊16設置於所述P型半導體層14上，所述第二電極焊墊17設置於所述N型半導體層12之未被所述發光層13和所述P型半導體層14覆蓋的區域。
在所述第一電極焊墊16和所述第二電極焊墊17之間加電壓；電流從所述第一電極焊墊16流入所述第二半導體層14，並經所述第二半導體層14擴展後流入整個發光層13，流經所述發光層13後的
電流到達所述第一半導體層12，並經過所述第一半導體層12匯聚到所述第二電極焊墊17。
當電流流過所述發光層13時，電流流過的發光層13區域將會發光；發出的光線穿過所述第二半導體層14和所述透明導電層15而射出。
然而，所述第一電極焊墊16的材料通常為銅或銀等不透明金屬。所述第一電極焊墊16下方的發光層13區域發出光線將受到所述第一電極焊墊16的阻擋而不能射出，從而降低了所述半導體發光元件1的發光效率。
習知技術半導體發光元件存在發光效率低的問題，本發明提供一種能解決上述問題的半導體發光元件。
一種半導體發光元件，其包括第一半導體層、發光層、第二半導體層和第一電極焊墊，所述第一半導體層、所述發光層和所述第二半導體層從下往上依次層疊設置，所述第一電極焊墊設置在所述第二半導體層上，並與所述第二半導體層電連接，所述發光層發出的光線穿過所述第二半導體層而射出，所述半導體發光元件進一步包括電流阻擋層，所述電流阻擋層嵌於所述第二半導體層中，並位於所述第一電極焊墊的下方；所述電流阻擋層使得電流至少更多流向未被所述電流阻擋層遮蔽的發光層區域。
本發明同時提供一種能提高半導體發光元件發光效率的半導體發光元件製造方法。
一種半導體發光元件製造方法，其包括：提供一基板；在所述基板上自下而上依次沈積第一半導體層、發光層和第二半導體層；藉由離子注入的方式向所述第二半導體層注入離子，在所述第二半導體層中形成電流阻擋層；在所述第二半導體層上形成第一電極焊墊，所述第一電極焊墊位於電流阻擋層上方。
一種半導體發光元件製造方法，其包括：提供一第一基板；在所述第一基板上自下而上依次設置第一半導體層、發光層和第二半導體層；在所述第二半導體層上貼附一第二基板，並剝離所述第一基板，從而使得所述第二半導體層、發光層和第一半導體層自下而上依次層疊與於所述第二基板上並露出所述第一半導體層；藉由離子注入的方式向所述第一半導體層注入離子，在所述第一半導體層中形成電流阻擋層；在所述第一半導體層上形成第一電極焊墊，所述第一電極焊墊位於所述電流阻擋層上方。
與習知技術相比較，本發明的半導體發光元件中，在所述第一電極焊墊下對應的第二半導體層中嵌入有電流阻擋層，所述電流阻擋層減少電流流經所述第一電極焊墊下方發光層區域電流量，使得更多的電流流經所述第一電極焊墊未遮蔽的發光層區域，從而減少了所述第一電極焊墊遮擋所造成的效率損失，提高所述半導體發光元件的發光效率；同時，所述電流阻擋層嵌入到所述第二半導體層中，可以使得所述電流阻擋層更靠近所述發光層；從而可以減少電流在所述電流阻擋層下方的第二半導體層中擴散到被所述第一電極焊墊遮蔽的發光層區域，可以進一步提高所述半導體發光元件的發光效率。本
發明的半導體發光元件製造方法具有基本相同的技術效果。
1‧‧‧半導體發光元件
2‧‧‧半導體發光元件
3‧‧‧半導體發光元件
4‧‧‧半導體發光元件
11‧‧‧基板
12‧‧‧N型半導體層
13‧‧‧發光層
14‧‧‧P型半導體層
15‧‧‧透明導電層
16‧‧‧第一電極焊墊
17‧‧‧第二電極焊墊
21‧‧‧基板
22‧‧‧第一半導體層
23‧‧‧發光層
24‧‧‧第二半導體層
25‧‧‧透明導電層
26‧‧‧第一電極焊墊
27‧‧‧第二電極焊墊
31‧‧‧基板
32‧‧‧第一半導體層
41‧‧‧第二基板
42‧‧‧第一半導體層
43‧‧‧發光層
44‧‧‧第二半導體層
45‧‧‧透明導電層
46‧‧‧第一電極焊墊
241‧‧‧電流阻擋層
421‧‧‧輔助電流阻擋層
441‧‧‧電流阻擋層
第1圖係習知技術之半導體發光元件之結構示意圖。
第2圖係本發明之半導體發光元件之第一實施方式之剖面結構示意圖。
第3圖係本發明之半導體發光元件之第二實施方式之剖面結構示意圖。
第4圖係本發明之半導體發光元件之第三實施方式之剖面結構示意圖。
第5圖係本發明之第一實施方式的半導體發光元件之製造方法流程圖。
第6圖係本發明之第三實施方式的半導體發光元件之製造方法流程圖。
在習知技術的半導體發光元件中，由於第一電極焊墊下方的發光層區域發出的光線將受到所述第一電極焊墊的阻擋而不能射出，從而降低了所述半導體發光元件的發光效率。為解決習知技術半導體發光元件的發光效率低的問題，本發明提供一種半導體發光元件及其製造方法。本發明的半導體發光元件包括第一半導體層、發光層、第二半導體層和第一電極焊墊，所述第一半導體層、所述發光層和所述第二半導體層從下往上依次層疊設置，所述第一電極焊墊設置在所
述第二半導體層上，並與所述第二半導體層電連接，所述發光層發出的光線穿過所述第二半導體層而射出，所述半導體發光元件進一步包括電流阻擋層，所述電流阻擋層嵌於所述第二半導體層中，並位於所述第一電極焊墊的下方；所述電流阻擋層使得電流至少更多流向未被所述電流阻擋層遮蔽的發光層區域。本發明的半導體發光元件製造方法包括：提供一基板；在所述基板上自下而上依次設置第一半導體層、發光層和第二半導體層；藉由離子注入的方式向所述第二半導體層注入離子，在所述第二半導體層中形成電流阻擋層；在所述第二半導體層上形成第一電極焊墊，所述第一電極焊墊位於電流阻擋層上方。
本發明的半導體發光元件中，在所述第一電極焊墊下對應的第二半導體層中嵌入有電流阻擋層，所述電流阻擋層減少電流流經所述第一電極焊墊下方之發光層區域的電流量，使得更多的電流流經所述第一電極焊墊之未遮蔽的發光層區域，從而減少所述第一電極焊墊的遮擋而造成效率損失，提高所述半導體發光元件之發光效率；同時，所述電流阻擋層嵌入到所述第二半導體層中，可以使得所述電流阻擋層更靠近所述發光層；從而可以減少電流在所述電流阻擋層下方的第二半導體層中擴散到被所述第一電極焊墊遮蔽的發光層區域，可以進一步提高所述半導體發光元件的發光效率。本發明的半導體發光元件製造方法具有基本相同的技術效果。
請參閱第2圖，第2圖係本發明半導體發光元件第一實施方式之剖面結構示意圖。所述半導體發光元件2較佳的為發光二極體，如：所述半導體發光元件2為III-V族化合半導體發光二極體，較佳的，
所述半導體發光元件2為氮化鎵(GaN)基半導體發光二極體。所述半導體發光元件2包括基板21、第一半導體層22、發光層23、第二半導體層24、電流阻擋層241、第一電極焊墊26和第二電極焊墊27。所述第一半導體層22、發光層23和第二半導體層24自下而上依次層疊設置於所述基板21上；所述第一電極焊墊26設置於所述第二半導體層24上；所述第一電極焊墊26與所述第二半導體層24電連接。所述第二電極焊墊27設置於所述第一半導體層22之未被所述發光層23和所述第二半導體層24覆蓋的區域上；所述第二電極焊墊27與所述第一半導體層22電連接。所述電流阻擋層241嵌於所述第二半導體層24中，並位於所述第一電極焊墊26的下方；所述電流阻擋層241使得電流至少更多流向未被所述電流阻擋層241遮蔽的發光層23區域。所述發光層23發出的光線穿過所述第二半導體層24而射出。
在本實施方式中，所述基板21較佳的由絕緣材料構成。較佳的，所述基板21為藍寶石基板、碳化矽基板或氮化鎵基板。
所述第一半導體層22設置於所述基板21上，所述第一半導體層22可任選的為N型半導體層，並沈積於所述基板21的上表面。所述第一半導體層22進一步較佳的為III-V族化合物半導體層，其藉由金屬有機化學氣相沈積方法(MOCVD)沈積於所述基板21的上表面。進一步較佳的，所述第一半導體層22為N型氮化鎵(GaN)半導體層。可任選的，所述第一半導體層22還可以為P型半導體層，如：P型氮化鎵(GaN)半導體層。
所述發光層23設置於所述第一半導體層22上；所述發光
層23較佳的包括量子阱層，如：所述發光層23包括III-V族化合物半導體量子阱層，所述III-V族化合物半導體量子阱層藉由金屬有機化學氣相沈積方法沈積於所述第一半導體層22上；進一步較佳的，所述發光層23包括氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子阱層；所述發光層23至少包括一個量子阱。較佳的，所述發光層23包括多個層疊串聯設置的量子阱。進一步較佳的，所述發光層23還可以包括位於所述氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子阱層與所述第一半導體層22之間的AlGaN層，和位於所述氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子阱層與所述第一半導體層22之間的AlGaN層。
所述第二半導體層24設置於所述發光層23上，所述第二半導體層24的導電類型較佳的與所述第一半導體層22的導電類型相反；即，當所述第一半導體層22為N型半導體層，所述第二半導體層24為P型半導體層；反之亦然。所述第二半導體層24沈積於所述發光層23的上表面。所述第二半導體層22進一步較佳的為III-V族化合物半導體層，其藉由金屬有機化學氣相沈積方法沈積於所述發光層23的上表面。進一步較佳的，所述第二半導體層24為氮化鎵(GaN)半導體層。
所述第一電極焊墊26設置於所述第二半導體層24上，並與所述第二半導體層24電連接。較佳所述半導體發光元件2進一步包括一透明導電層25；所述透明導電層25設置於所述第二半導體層24上；較佳的，所述透明導電層25沈積於所述第二半導體層24的上表面。所述透明導電層25與所述第一電極焊墊26電連接。可任選的，所述第一電極焊墊26設置於所述透明導電層25未覆蓋的所述第二半導體層24的
上表面；所述第一電極焊墊26與所述第二半導體層24直接接觸；所述透明導電層25作為所述第一電極焊墊26的電流擴散層；使得從所述第一電極焊墊26流入的電流更均勻地分散到整個所述第二半導體層24。所述第一電極焊墊26還可以設置於所述透明導電層25上；所述第一電極焊墊26藉由所述透明導電層25與所述第二半導體層24電連接；從所述第一電極焊墊26流入的電流經過所述透明導電層25後流入所述第二半導體層24。
所述電流阻擋層241，其嵌於所述第二半導體層24中；所述電流阻擋層241設置於所述第一電極焊墊26的下方；所述電流阻擋層241至少部分覆蓋所述第一電極焊墊26正對的區域A；所述電流阻擋層241減少電流流經所述第一電極焊墊26下方的發光層23區域電流量，使得更多的電流流經所述第一電極焊墊26未遮蔽的發光層23區域，從而減少了所述第一電極焊墊26之遮擋造成的效率損失，提高所述半導體發光元件2的發光效率；同時，所述電流阻擋層241嵌入到所述第二半導體層24中，可以使得所述電流阻擋層241儘量靠近所述發光層23；從而可以使得通過所述電流阻擋層241下方的第二半導體層24擴散到被所述第一電極焊墊26遮蔽的發光層23區域的電流減少，進一步提高發光效率。所述電流阻擋層241可以完全設置在所述第一電極焊墊26正對的區域A內。較佳的，所述電流阻擋層241至少覆蓋所述第一電極焊墊26正對的區域A；如此，電流阻擋層241可以完全遮擋所述第一電極焊墊26；進一步較佳的，所述電流阻擋層241覆蓋的區域大於所述第一電極焊墊26正對的區域A。如此，可以進一步減少藉由所述電流阻
擋層241下方的第二半導體層24擴散到被所述第一電極焊墊26遮蔽的發光層23區域的電流。
所述電流阻擋層241可任選的，可以由電阻率大於所述第二半導體層24的材料構成，如所述電流阻擋層241為摻雜濃度低於所述第二半導體層24的半導體材料層；較佳的，所述電流阻擋層241為絕緣層，如：所述電流阻擋層的材料為二氧化矽(SiO2)。所述電流阻擋層241還可以是與所述第二半導體層24導電類型不同的半導體材料層，如所述電流阻擋層241為本徵半導體(Intrinsic semi-conductor)材料層；由於本徵半導體材料的電阻率要遠大於所述第二半導體層24的電阻率，因此可以有很好的電流阻擋作用。較佳的，所述電流阻擋層241為與所述第二半導體層24之導電類型相反的半導體材料層，如當所述第二半導體層24為P型半導體材料層時，所述電流阻擋層241為N型半導體材料層，反之亦然；所述電流阻擋層241為與所述第二半導體層24之導電類型相反的半導體材料層，使得所述電流阻擋層241與所述第二半導體層24的介面處形成壁壘，所述壁壘可以阻止電流流過。
上述電流阻擋層241可以藉由各種方法嵌於所述第二半導體層24中，如：藉由沈積刻蝕的方法形成所述電流阻擋層241；即，在形成所述第二半導體層24的過程中，藉由化學氣相沈積製程在所述發光層上形成覆蓋所述發光層23的第二半導體層24的第一部分；在所述第二半導體層24的第一部分上的預定區域形成所述電流阻擋層241，如：在藉由化學氣相沈積製程在所述第二半導體層24的第一部分上沈積一層電流阻擋材料層；再藉由刻蝕等方法去除預定區域外的電
流阻擋材料層部分，從而形成所述電流阻擋層241；接著在所述電流阻擋層241和所述第二半導體層24的第一部分上沈積所述第二半導體層24的第二部分，從而形成所述第二半導體層24。藉由上述沈積刻蝕的方法形成的所述電流阻擋層241，其下表面與所述發光層23上表面之間的距離應儘量的小，以減少藉由所述電流阻擋層241下方的第二半導體層24擴散到被所述第一電極焊墊24遮蔽的發光層23區域的電流。較佳的，所述電流阻擋層241下表面到所述發光層23上表面的距離小於或等於所述第二半導體層24的厚度的1/2，以減少電流的擴散；如：所述電流阻擋層241下表面到所述發光層23上表面的距離小於100nm。由於所述第二半導體層24的電阻率較大，當所述電流阻擋層241下表面到所述發光層23上表面的距離小於100nm，擴散的電流幾乎可以忽略。進一步較佳的，所述電流阻擋層241的下表面緊貼所述發光層23的上表面，所述電流阻擋層241下方沒有了第二半導體層24，從而不會有電流擴散到所述第一電極焊墊24遮蔽的發光層23區域。
較佳的，所述電流阻擋層241可以藉由離子注入的方式形成在所述第二半導體層24中。所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成電流阻擋層241的過程是：形成所述第二半導體層24，藉由離子注入方式在所述第二半導體層24中的預定區域注入離子，使得所述預定區域的第二半導體層24的導電性能或類型發生變化，從而形成所述電流阻擋層241。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，可以藉由控制向所述第二半導體層24
中的預定區域注入離子種類，使得所述注入的離子破壞所述第二半導體層24材料預定區域的晶格而形成電阻率大於所述第二半導體層24材料的電阻層，所述電阻層在經過退火後，所述第二半導體層24之材料預定區域的晶格仍然處於破壞狀態，從而形成所述電流阻擋層241；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括氫離子、氧離子、氦離子、鐵離子和鉻離子中的一種或多種。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，還可以藉由控制向所述第二半導體層24中的預定區域注入離子種類，使得在所述第二半導體層24中形成禁帶寬度大於所述第二半導體層24材料的半導體材料層，從而形成所述電流阻擋層241；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括鋁離子和硼離子中的一種或兩種。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，當所述第一半導體層22為P型半導體層，所述第二半導體層24為N型半導體層時，還可以向所述第二半導體層24中的預定區域注入空穴供體離子；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述空穴供體離子較佳的包括鎂離子和鋅離子中的一種或兩種；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的空穴供體離子濃度，可以在所述第二半導體層24中形成P型半導體材料層；所述P型半導體材料層
為電流阻擋層241；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的空穴供體離子濃度，還可以在所述第二半導體層24中形成電子濃度低於所述第二半導體層24的N型半導體材料層；所述N型半導體材料層為電流阻擋層241。當所述第一半導體層22為N型半導體層，所述第二半導體層24為P型半導體層時，還可以向所述第二半導體層24中的預定區域注入電子供體離子；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述電子供體離子較佳的包括矽離子；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的電子供體離子濃度，可以在所述第二半導體層24中形成N型半導體材料層；所述N型半導體材料層為電流阻擋層241；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的電子供體離子濃度，還可以在所述第二半導體層24中形成空穴濃度低於所述第二半導體層24的P型半導體材料層；所述P型半導體材料層為電流阻擋層241。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，可以藉由對離子注入深度的控制，使得所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離大於或等於10nm，並且小於等於500nm。由於離子注入到所述第二半導體層24後，離子濃度在所述第二半導體層24的厚度方向分佈呈高斯分佈，如注入的離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離太小，注入的離子可能分佈進入到所述發光層23中，從而破壞所述發光層23，因此，控制所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離大於或等於10nm，可以保證注入的離子不會破壞所述發光層23；同時，
使得所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離小於或等於500nm，能夠保證減少藉由所述電流阻擋層241下方的第二半導體層24擴散到被所述第一電極焊墊26遮蔽的發光層23區域的電流。較佳的，所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離小於或等於100nm，由於所述第二半導體層24的電阻率較大，所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離小於或等於100nm，擴散的電流幾乎可以忽略。進一步較佳的，所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離為10nm。
請參閱第3圖，第3圖係本發明半導體發光元件第二實施方式之剖面結構示意圖。所述第二實施方式的半導體發光元件3與所述第一實施方式的半導體發光元件2基本相同，其區別在於：所述第二實施方式的半導體發光元件3為垂直型半導體發光元件，如：所述半導體發光元件3為垂直型發光二極體。基板31是由半導體或導體材料構成的基板，如所述基板31為矽基板，或所述基板31為金屬基板，如：銅基板等。由於所述基板31是由半導體或導體材料構成的，因此，所述基板31可以作為所述半導體發光元件3中電連接所述第一半導體層32的電極，因此無需設置如第一實施方式的半導體發光元件2中的所述第二電極焊墊27。簡化了所述半導體發光元件3的結構和製造程序。
請參閱第4圖，第4圖係本發明半導體發光元件第三實施方式之剖面結構示意圖。所述第三實施方式的半導體發光元件4與所述第二實施方式的半導體發光元件3基本上相同，其區別在於：所述第三實施方式的半導體發光元件4進一步包括一輔助電流阻擋層421；所述
輔助電流阻擋層421嵌於第一半導體層42中，並位於所述第一電極焊墊46的下方；所述輔助電流阻擋層421至少部分覆蓋所述第一電極焊墊46正對的區域A’；所述輔助電流阻擋層421與所述電流阻擋層441配合以減少流經所述第一電極焊墊46下方發光層43區域的電流量，使得更多的電流流經所述第一電極焊墊46之未遮蔽的發光層43區域，從而減少了所述第一電極焊墊66之遮擋所造成之效率損失，進一步提高所述半導體發光元件4之發光效率；所述輔助電流阻擋層421可以完全設置在所述第一電極焊墊46正對的區域A’內。較佳的，所述輔助電流阻擋層421至少覆蓋所述第一電極焊墊46正對的區域A’；如此，輔助電流阻擋層421可以完全遮擋所述第一電極焊墊；進一步較佳的，所述輔助電流阻擋層421覆蓋的區域大於所述第一電極焊墊46正對的區域A’；如此，可以進一步減少藉由所述輔助電流阻擋層421上方的第一半導體層42擴散到被所述第一電極焊墊46遮蔽的發光層43區域的電流；所述輔助電流阻擋層421之上表面與所述發光層43之下表面之間的距離應儘量的小，以減少藉由所述輔助電流阻擋層421上方的第一半導體層42擴散到所述被第一電極焊墊46遮蔽的發光層43區域的電流。較佳的，所述輔助電流阻擋層421之上表面到所述發光層43之下表面的距離應小於或等於所述第一半導體層42的厚度的1/2，以減少電流的擴散；如：所述輔助電流阻擋層421之上表面到所述發光層43之下表面的距離小於100nm。進一步較佳的，所述輔助電流阻擋層421的上表面緊貼所述發光層43的下表面。
以下將以上述本發明半導體發光元件各實施方式2/3/4
的製造方法為例對本發明的半導體發光元件之製造方法進行舉例說明。以下對製造方法的描述過程中，對製造方法步驟的描述順序並不是對本發明製造方法的限定；如沒有特別說明或步驟之間相互聯繫限定，所述各個步驟中的兩個或多個可以同時執行，或根據需要先執行其中任意一個步驟。請參閱第5圖，第5圖係本發明中第一實施方式半導體發光元件2之製造方法流程圖。所述第一實施方式半導體發光元件2的製造方法包括以下步驟：S11：提供一基板21；S12：在所述基板21上沈積所述第一半導體層22；S13：在所述第一半導體層22上沈積所述發光層23；S14：在所述發光層23上沈積所述第二半導體層24；S15：藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241；S16：在所述第二半導體層24上形成所述第一電極焊墊26；S17：在特定區域刻蝕所述第二半導體層24和所述發光層23，從而露出所述第一半導體層22，在所述露出的第一半導體層22上形成所述第二電極焊墊27。
在上述步驟S11中，所述基板21可任選的為絕緣基板，如所述基板21為藍寶石基板、碳化矽基板或氮化鎵基板。
在上述步驟S12中，將所述基板21放置到沈積設備中，較佳的為金屬有機化學氣相沈積設備中；在所述沈積設備中對所述基
板21進行沈積處理；在所述基板21的上表面沈積一層所述第一半導體層22；如：當所述第一半導體層22為N型氮化鎵(GaN)半導體層，可以將所述基板21放置於金屬有機化學氣相沈積設備中進行金屬有機化學氣相沈積製程，在所述基板21上沈積一層N型氮化鎵(GaN)半導體層從而形成所述第一半導體層22。
在上述步驟S13中，在所述基板21上形成所述第一半導體層22後，將所述沈積有第一半導體層22的基板21放置在沈積設備中，在所述第一半導體層22的上表面藉由沈積製程形成所述發光層23。所述發光層23較佳的包括量子阱層；所述量子阱層可以包括一個或多個量子阱。當所述發光層為包括氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子阱層，可以將所述沈積有第一半導體層22的基板21放置於金屬有機化學氣相沈積設備中進行金屬有機化學氣相沈積製程，在所述第一半導體層22上沈積形成所述氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子阱層。當所述發光層23進一步包括所述AlGaN層時，所述AlGaN可以同時在所述金屬有機化學氣相沈積設備沈積形成。
在上述步驟S14中，在形成所述發光層23後，將所述沈積有發光層23的基板21放置在沈積設備中，在所述發光層23的上表面藉由沈積製程形成所述第二半導體層24。如：當所述第二半導體層24為P型氮化鎵(GaN)半導體層，可以將所述基板21放置於金屬有機化學氣相沈積設備中進行金屬有機化學氣相沈積製程，在所述發光層23上沈積一層P型氮化鎵(GaN)半導體層從而形成所述第二半導體層24。
在上述步驟S15中，在形成所述第二半導體層24後，將
所述沈積有所述第二半導體層24的基板21放置到離子注入設備中，對所述第二半導體層24進行離子注入處理，從而形成所述電流阻擋層241。所述藉由離子注入的處理，從而在所述第二半導體層24中形成電流阻擋層241的過程是：藉由離子注入方式向所述第二半導體層24中的預定區域注入離子，使得所述預定區域的第二半導體層24的導電性能或類型發生變化，從而形成電流阻擋層241。在步驟S15中，在完成對所述第二半導體層24進行離子注入處理後，通常還包括對裝置進行退火處理的步驟。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，可以藉由控制向所述第二半導體層24中的預定區域注入離子種類，使得所述注入的離子破壞所述第二半導體層24材料預定區域的晶格而形成電阻率大於所述第二半導體層24材料的電阻層，所述電阻層在經過退火後，所述第二半導體層24材料之預定區域的晶格仍然處於破壞狀態，從而形成所述電流阻擋層241；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括氫離子、氧離子、氦離子、鐵離子和鉻離子中的一種或多種。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，還可以藉由控制向所述第二半導體層24中的預定區域注入離子種類，使得在所述第二半導體層24中形成禁帶寬度大於所述第二半導體層24材料的半導體材料層，從而形成所述電流阻擋層241；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體
層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括鋁離子和硼離子中的一種或兩種。
所述較佳離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，當所述第一半導體層22為P型半導體層，所述第二半導體層24為N型半導體層時，還可以向所述第二半導體層24中的預定區域注入空穴供體離子；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述空穴供體離子較佳的包括鎂離子和鋅離子中的一種或兩種；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的空穴供體離子濃度，可以在所述第二半導體層24中形成P型半導體材料層；所述P型半導體材料層為電流阻擋層241；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的空穴供體離子濃度，還可以在所述第二半導體層24中形成電子濃度低於所述第二半導體層24的N型半導體材料層；所述N型半導體材料層為電流阻擋層241。當所述第一半導體層22為N型半導體層，所述第二半導體層24為P型半導體層時，還可以向所述第二半導體層24中的預定區域注入電子供體離子；其中，當所述第二半導體層24為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述電子供體離子較佳的包括矽離子；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的電子供體離子濃度，可以在所述第二半導體層24中形成N型半導體材料層；所述N型半導體材料層為電流阻擋層241；藉由控制注入到所述第二半導體層24中的預定區域的電子供體離子濃度，還可以在所述第二半導體層24中形成的空穴濃度低於所述第二半導體層24的P型半導
體材料層；所述P型半導體材料層為電流阻擋層241。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中形成所述電流阻擋層241的過程中，可以藉由對離子注入深度的控制，使得所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離大於或等於10nm，並且小於等於500nm。由於離子注入到所述第二半導體層24後，離子濃度在所述第二半導體層24的厚度方向分佈呈高斯分佈，如注入的離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離太小，注入的離子可能分佈進入到所述發光層23中，從而破壞所述發光層23，因此，控制所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離大於或等於10nm，可以使得離子注入製程不足以破壞所述發光層23；同時，使得所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離小於或等於500nm，能夠保證減少藉由所述電流阻擋層241下方的第二半導體層24擴散到被所述第一電極焊墊26遮蔽的發光層23區域的電流。較佳的，使得所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離大於等於130nm，且小於等於200nm，由於所述第二半導體層24的電阻率較大，所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離小於或等於200nm，所以擴散的電流較少，可以使得所述第一電極焊墊26的遮蔽作用明顯減少；又，當所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離大於等於130nm時，可以保證注入的離子幾乎不會擴散到所述發光層23，從而保證發光層23不受損害。進一步較佳的，所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離為130nm。
在上述步驟S16中，在對應所述電流阻擋層241的上方形
成所述第一電極焊墊26，並使得所述第一電極焊墊26與所述第二半導體層24電連接；較佳的，在步驟S16中，還包括在所述第二半導體層24的上表面形成所述透明導電層25的步驟。所述透明導電層25設置於所述第二半導體層24上；較佳的，所述透明導電層25沈積於所述第二半導體層24的上表面，其中所述沈積方法包括物理氣相沈積(PVD)方法、低壓化學氣相沈積(LPCVD)方法或金屬有機化學氣相沈積(MOCVD)方法。所述透明導電層25與所述第一電極焊墊26電連接。可任選的，所述第一電極焊墊26設置於所述透明導電層25之未覆蓋的所述第二半導體層24的上表面；所述第一電極焊墊26與所述第二半導體層24直接接觸；所述透明導電層25作為所述第一電極焊墊26的電流擴散層；使得從所述第一電極焊墊26流入的電流更均勻地分散到整個所述第二半導體層24。所述第一電極焊墊26還可以設置於所述透明導電層25上，即所述電極焊墊26在所述透明導電層25沈積於所述第二半導體層24之後形成於所述透明導電層25上；所述第一電極焊墊26藉由所述透明導電層25與所述第二半導體層24電連接；從所述第一電極焊墊26流入的電流經過所述透明導電層25後流入所述第二半導體層24。
在上述步驟S17中，在形成有所述第一半導體層22、發光層23和第二半導體層24的基板21上，藉由濕蝕刻或幹蝕刻的方法在特定的區域去除所述發光層23和所述第二半導體層24，從而暴露出所述第一半導體層23；在上述蝕刻過程中，可以將形成有所述第一半導體層22、發光層23和第二半導體層24的基板21放置於蝕刻設備中，對所述第二半導體層24和所述發光層23依次進行刻蝕，直至露出所述第
一半導體層22；為了保證蝕刻的效果，在蝕刻過程中，可以使蝕刻製程蝕刻到所述第一半導體層22中。然後在所述露出的所述第一半導體層22上形成所述第二電極焊墊27，並使得所述第二電極焊墊27與所述第一半導體層22電連接。
在上述第一實施方式之半導體發光元件2的製造方法中，在所述步驟S12、步驟S13和步驟S14分別形成的所述第一半導體層22、所述發光層23和所述第二半導體層24可以在同一沈積設備中形成，從而減少製造所述半導體發光元件2過程中對所述半導體發光元件的污染；如所述第一半導體層22、所述發光層23和所述第二半導體層24可以在同一金屬有機化學氣相沈積設備中沈積完成。當然所述第一半導體層22、所述發光層23和所述第二半導體層24可以在不同的沈積設備中沈積形成。
與習知技術相比較，本發明第一實施方式的發光元件2的製造方法中，藉由離子注入的方式在所述第二半導體層24中嵌入所述電流阻擋層241。所述電流阻擋層241減少電流流經所述第一電極焊墊26下方發光層23區域的電流量，使得更多的電流流經所述第一電極焊墊26之未遮蔽的發光層23區域，從而減少了所述第一電極焊墊26之遮擋所造成的效率損失，提高所述半導體發光元件2的發光效率；同時，所述電流阻擋層241嵌入到所述第二半導體層26中，可以使得所述電流阻擋層241儘量靠近所述發光層23；從而可以減少電流在所述電流阻擋層241下方的第二半導體層24中擴散到被所述第一電極焊墊26遮蔽的發光層23區域，可以進一步提高發光效率。
本發明第二實施方式之半導體發光元件3的製造方法可以與所述第一實施方式之半導體發光元件2的製造方法基本上相同；其區別在於：在步驟11中，提供的基板31為由半導體或導體材料構成的基板，如所述基板31為矽基板，或所述基板31為金屬基板：如銅基板等；所述基板31與所述第一半導體層32電連接；所述基板31作為所述半導體發光元件3的一個電極；由於使用所述基板31作為所述半導體發光元件3的一個電極，因此所述第二實施方式之半導體發光元件3的製造方法不具有所述第一實施方式的半導體發光元件2的製造方法中形成所述第二電極焊墊27的步驟S17；簡化了所述半導體發光元件3的製造方法。
請參閱第6圖，第6圖係本發明中第三實施方式的半導體發光元件4之製造方法流程圖。所述第三實施方式半導體發光元件4的製造方法包括以下步驟：S21：提供一第一基板；S22：在第一基板上沈積所述第二半導體層44；S23：在第二半導體層44上沈積發光層43；S24：在發光層43上沈積第一半導體層42；S25：藉由離子注入的方式在所述第一半導體層42中形成輔助電流阻擋層421；S26：在所述第一半導體層42上貼附一第二基板41；S27：去除所述第一基板，從而露出所述第二半導體層44；
S28：藉由離子注入的方式在所述第二半導體層44中形成電流阻擋層441；S29：在所述第二半導體層上形成第一電極焊墊46。
在上述步驟S21中，所述第一基板可以為絕緣基板，半導體基板或金屬基板，較佳的，特別是當所要製造的半導體發光元件4是氮化鎵(GaN)基發光二極體時，所述第一基板為絕緣基板，如所述第一基板為藍寶石基板、碳化矽基板或氮化鎵基板。
在上述步驟S22中，將所述第一基板放置到沈積設備中，較佳的為金屬有機化學氣相沈積設備中；在所述沈積設備中對所述第一基板進行沈積處理，從而在所述第一基板的上表面沈積一層所述第二半導體層44；如：當所述第二半導體層44為N型氮化鎵(GaN)半導體層，可以將所述第一基板放置於金屬有機化學氣相沈積設備中進行金屬有機化學氣相沈積製程，在所述第一基板上沈積一層N型氮化鎵(GaN)半導體層從而形成所述第二半導體層44。
在上述步驟S23中，在所述第一基板上形成所述第二半導體層44後，將所述沈積有第二半導體層44的第一基板放置在沈積設備中，在所述第二半導體層44的上表面藉由沈積製程形成所述發光層43。所述發光層43較佳的包括量子阱層；所述量子阱層可以包括一個或多個量子阱。當所述發光層43包括氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子阱層，可以將所述沈積有第二半導體層44的第一基板放置於金屬有機化學氣相沈積設備進行金屬有機化學氣相沈積製程，在所述第二半導體層44上沈積形成所述氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)量子阱層。當
所述發光層43進一步包括所述AlGaN層時，所述AlGaN可以同時在所述金屬有機化學氣相沈積設備來沈積形成。
在上述步驟S24中，在形成所述發光層43後，將所述沈積有發光層43的第一基板放置在沈積設備中，在所述第發光層43的上表面藉由沈積製程形成所述第一半導體層42。如：當所述第一半導體層42為P型氮化鎵(GaN)半導體層，可以將所述第一基板放置於金屬有機化學氣相沈積設備中進行金屬有機化學氣相沈積製程，在所述發光層43上沈積一層P型氮化鎵(GaN)半導體層從而形成所述第一半導體層42。
在上述步驟S25中，在形成所述第一半導體層42後，將所述沈積有所述第一半導體層42的第一基板放置到離子注入設備中，對所述第一半導體層42進行離子注入處理，從而形成所述輔助電流阻擋層421。所述藉由離子注入的處理，從而在所述第一半導體層42中形成輔助電流阻擋層421的過程是：藉由離子注入方式向所述第一半導體層42中的預定區域注入離子，使得所述預定區域的第一半導體層42的導電性能或類型發生變化，從而形成輔助電流阻擋層421。在步驟S25中，在完成對所述第一半導體層42進行離子注入處理後，通常還包括對裝置進行退火處理的步驟。
所述藉由離子注入的方式在所述第一半導體層42中形成所述輔助電流阻擋層421的過程中，可以藉由控制向所述第一半導體層42中的預定區域注入離子種類，使得所述注入的離子破壞所述第一半導體層42預定區域的晶格而形成電阻率大於所述第一半導體層42材
料的電阻層，從而形成所述輔助電流阻擋層421；其中，當所述第一半導體層42為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括氫離子、氧離子、氦離子、鐵離子和鉻離子中的一種或多種。
所述藉由離子注入的方式在所述第一半導體層42中形成所述輔助電流阻擋層421的過程中，還可以藉由控制向所述第一半導體層42中的預定區域注入離子種類，使得在所述第一半導體層42中形成禁帶寬度大於所述第一半導體層42材料的半導體材料層，從而形成所述輔助電流阻擋層421；其中，當所述第一半導體層42為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括鋁離子和硼離子中的一種或兩種。
所述藉由離子注入的方式在所述第一半導體層42中形成所述輔助電流阻擋層421的過程中，當所述第一半導體層42為N型半導體層，所述第二半導體層44為P型半導體層時，還可以向所述第一半導體層42中的預定區域注入空穴供體離子；其中，當所述第一半導體層42為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述穴供體離子較佳的包括鎂離子和鋅離子中的一種或兩種；藉由控制注入到所述第一半導體層42中的預定區域的空穴供體離子濃度，可以在所述第一半導體層42中形成P型半導體材料層；所述P型半導體材料層為輔助電流阻擋層421；藉由控制注入到所述第一半導體層42中的預定區域的空穴供體離子濃度，還可以在所述第一半導體層42中形成電子濃度低於所述第一半導體層42的N型半導體材料層；所述N型半導體
材料層為輔助電流阻擋層421。當所述第一半導體層42為P型半導體層，所述第二半導體層44為P型半導體層時，還可以向所述第一半導體層42中的預定區域注入電子供體離子；其中，當所述第一半導體層42為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述電子供體離子較佳的包括矽離子；藉由控制注入到所述第一半導體層42中的預定區域的電子供體離子濃度，可以在所述第一半導體層42中形成N型半導體材料層；所述N型半導體材料層為輔助電流阻擋層421；藉由控制注入到所述第一半導體層42中的預定區域的電子供體離子濃度，還可以在所述第一半導體層42中形成空穴濃度低於所述第一半導體層42的P型半導體材料層；所述P型半導體材料層為輔助電流阻擋層241。
所述藉由離子注入的方式在所述第一半導體層42中形成所述輔助電流阻擋層421的過程中，可以藉由對離子注入深度的控制，使得所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於或等於10nm，並且小於等於500nm。由於離子注入到所述第一半導體層42後，離子濃度在所述第一半導體層42的厚度方向分佈呈高斯分佈，如果注入的離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離太小，注入的離子可能分佈進入到所述發光層43中，從而破壞所述發光層43；因此，控制所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於或等於10nm，可以使得離子注入製程不足以破壞所述發光層43；同時，使得所述離子濃度最高的區域與所述發光層23之間的距離小於或等於500nm，能夠保證減少藉由所述輔助電流阻擋層421與
所述發光層43之間的第一半導體層42擴散到被所述第一電極焊墊46遮蔽的發光層43區域的電流。較佳的，使得所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於等於130nm，且小於等於200nm，由於所述第一半導體層42的電阻率較大，所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離小於或等於200nm，所以擴散的電流較少，可以使得所述第一電極焊墊46的遮蔽作用明顯減少，又，當所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於等於130nm時，可以保證注入的離子幾乎不會擴散到所述發光層43，從而保證發光層43不受損害。進一步較佳的，所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離為130nm。
在上述步驟S26中，所述第二基板41為由半導體或導體材料構成的基板，如所述第二基板41為矽基板，或所述基板為金屬基板：如銅基板等；所述第二基板41貼附於所述第一半導體層42上後，所述第二基板41與所述第一半導體層42電連接。較佳的，在所述第一半導體層42上貼附所述第二基板41包括：在所述第一半導體層42上塗布一層導電黏合材料，如所述導電黏合材料為銀；然後將所述第二基板41藉由所述導電黏合材料貼附到所述第一半導體層42上。
在上述步驟S27中，可以藉由磨削的方式去除所述第一基板；還可以藉由鐳射剝離的方式去除所述第一基板，從而露出所述第二半導體層44。
在上述步驟S28中，將所述承載著所述露出的第二半導體層44的第二基板41放置到離子注入設備中，對所述第二半導體層44
進行離子注入處理，從而形成所述電流阻擋層441。所述藉由離子注入的處理，從而在所述第二半導體層44中形成電流阻擋層441的過程是：藉由離子注入方式向所述第二半導體層44中的預定區域注入離子，使得所述預定區域的第二半導體層44的導電性能或類型發生變化，從而形成電流阻擋層441。在步驟S28中，在完成對所述第二半導體層44進行離子注入處理後，通常還包括對裝置進行退火處理的步驟。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層44中形成所述電流阻擋層441的過程中，可以藉由控制向所述第二半導體層44中的預定區域注入離子種類，使得所述注入的離子破壞所述第二半導體層44材料之預定區域的晶格而形成的電阻率大於所述第二半導體層44材料的電阻層，所述電阻層在經過退火後，所述第二半導體層44材料之預定區域的晶格仍然處於破壞狀態，從而形成所述電流阻擋層441；其中，當所述第二半導體層44為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括氫離子、氧離子、氦離子、鐵離子和鉻離子中的一種或多種。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層44中形成所述電流阻擋層441的過程中，還可以藉由控制向所述第二半導體層44中的預定區域注入離子種類，使得在所述第二半導體層44中形成禁帶寬度大於所述第二半導體層44材料的半導體材料層，從而形成所述電流阻擋層441；其中，當所述第二半導體層44為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述注入的離子較佳的包括鋁離子和硼離子中的一種或兩種。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層44中形成所述電流阻擋層441的過程中，當所述第一半導體層42為P型半導體層，所述第二半導體層44為N型半導體層時，還可以向所述第二半導體層44中的預定區域注入空穴供體離子；其中，當所述第二半導體層44為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述空穴供體離子較佳的包括鎂離子和鋅離子中的一種或兩種；藉由控制注入到所述第二半導體層44中的預定區域的空穴供體離子濃度，可以在所述第二半導體層44中形成P型半導體材料層；所述P型半導體材料層為電流阻擋層441；藉由控制注入到所述第二半導體層44中的預定區域的空穴供體離子濃度，還可以在所述第二半導體層44中形成電子濃度低於所述第二半導體層44的N型半導體材料層；所述N型半導體材料層為電流阻擋層441。當所述第一半導體層42為N型半導體層，所述第二半導體層44為P型半導體層時，還可以向所述第二半導體層44中的預定區域注入電子供體離子；其中，當所述第二半導體層44為III-V族化合物半導體層，特別是為氮化鎵(GaN)半導體層時，所述電子供體離子較佳的包括矽離子；藉由控制注入到所述第二半導體層44中的預定區域的電子供體離子濃度，可以在所述第二半導體層44中形成N型半導體材料層；所述N型半導體材料層為電流阻擋層441；藉由控制注入到所述第二半導體層44中的預定區域的電子供體離子濃度，還可以在所述第二半導體層44中形成的空穴濃度低於所述第二半導體層44的P型半導體材料層；所述P型半導體材料層為電流阻擋層441。
所述藉由離子注入的方式在所述第二半導體層44中形
成所述電流阻擋層441的過程中，可以藉由對離子注入深度的控制，使得所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於或等於10nm，並且小於等於500nm。由於離子注入到所述第二半導體層44後，離子濃度在所述第二半導體層44的厚度方向分佈呈高斯分佈，如注入的離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離太小，注入的離子可能分佈進入到所述發光層43中，從而破壞所述發光層43，因此，控制所述注入的離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於或等於10nm，可以使得離子注入製程不足以破壞所述發光層43；同時，使得所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離小於或等於500nm，能夠保證減少藉由所述電流阻擋層441與所述發光層43的第二半導體層44擴散到被所述第一電極焊墊46遮蔽的發光層43區域的電流。較佳的，使得所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於等於130nm，且小於等於200nm，由於所述第二半導體層44的電阻率較大，所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離小於或等於200nm，所以擴散的電流較少，可以使得所述第一電極焊墊46的遮蔽作用明顯減少；又，當所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離大於等於130nm時，可以保證注入的離子幾乎不會擴散到所述發光層43，從而保證發光層43不受損害。進一步較佳的，所述離子濃度最高的區域與所述發光層43之間的距離為130nm。
在上述步驟S29中，在對應所述電流阻擋層441的上方形成所述第一電極焊墊46，並使得所述第一電極焊墊46與所述第二半導體層44電連接；較佳的，在步驟S29中，還包括在所述第二半導體層44
的上表面形成所述透明導電層45的步驟。所述透明導電層45設置於所述第二半導體層44上；較佳的，所述透明導電層45沈積於所述第二半導體層44的上表面，其中所述沈積方法包括物理氣相沈積(PVD)方法、低壓化學氣相沈積(LPCVD)方法或金屬有機化學氣相沈積(MOCVD)方法。所述透明導電層45與所述第一電極焊墊46電連接。可任選的，所述第一電極焊墊46設置於所述透明導電層45之未覆蓋的所述第二半導體層44的上表面；所述第一電極焊墊46與所述第二半導體層44直接接觸；所述透明導電層45作為所述第一電極焊墊46的電流擴散層；使得從所述第一電極焊墊46流入的電流更均勻地分散到整個所述第二半導體層44。所述第一電極焊墊46還可以設置於所述透明導電層45上，即所述電極焊墊46在所述透明導電層45沈積於所述第二半導體層44上之後形成於所述透明導電層45上；所述第一電極焊墊46藉由所述透明導電層45與所述第二半導體層44電連接；從所述第一電極焊墊46流入的電流經過所述透明導電層45後流入所述第二半導體層44。
上述第三實施方式的半導體發光元件4的製造方法中，當所述步驟S22、步驟S23和步驟S24分別形成的所述第二半導體層44、所述發光層43和所述第一半導體層42為可以在同一沈積設備中形成，從而減少製造所述半導體發光元件4過程中對所述半導體發光元件4的污染；例如，當所述第一半導體層44、所述發光層43和所述第二半導體層42均由氮化鎵GaN半導體材料摻雜形成，則可以在同一金屬有機化學氣相沈積設備中沈積完成。當然所述第二半導體層44、所述發光層43和所述第一半導體層42可以在不同的沈積設備中沈積形成。
與習知技術相比較，本發明第三實施方式之發光元件4的製造方法中，藉由離子注入的方式在所述第一半導體層42中嵌入所述輔助電流阻擋層421。在所述第二半導體層44中嵌入所述電流阻擋層441，所述電流阻擋層441與所述輔助電流阻擋層421配合以減少電流流經所述第一電極焊墊46下方之發光層43區域的電流量，使得更多的電流流經所述第一電極焊墊46之未遮蔽的發光層43區域，從而減少了所述第一電極焊墊46之遮擋所造成的效率損失，提高所述半導體發光元件4的發光效率。
與所述第三實施方式之半導體發光元件4相比較，所述第二實施方式之半導體發光元件3的區別只在於：所述第二實施方式之半導體發光元件3不具有所述輔助電流阻擋層；因此，本發明第二實施方式之半導體發光元件3也可以使用與所述第三實施方式之半導體發光元件4的製造方法基本上相同的製造方法來製造；所述第二實施方式之半導體發光元件3的製造方法的區別在於：製造第三實施方式之半導體發光元件4的製造方法不具有所述步驟S25，則藉由離子注入的方式在所述第一半導體層42中形成輔助電流阻擋層421的步驟。
雖然本發明已以較佳實施例披露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以申請專利範圍所限定的範圍為准。
2‧‧‧半導體發光元件
21‧‧‧基板
22‧‧‧第一半導體層
23‧‧‧發光層
24‧‧‧第二半導體層
25‧‧‧透明導電層
26‧‧‧第一電極焊墊
27‧‧‧第二電極焊墊
241‧‧‧電流阻擋層
Claims (20)
- 一種半導體發光元件，其包括第一半導體層、發光層、第二半導體層和第一電極焊墊，所述第一半導體層、所述發光層和所述第二半導體層從下往上依次層疊設置，所述第一電極焊墊設置在所述第二半導體層上，並與所述第二半導體層電連接，所述發光層發出的光線穿過所述第二半導體層而射出，其中所述半導體發光元件進一步包括電流阻擋層，所述電流阻擋層嵌於所述第二半導體層中，並位於所述第一電極焊墊的下方；所述電流阻擋層使得電流至少更多流向未被所述電流阻擋層遮蔽的發光層區域。
- 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層至少覆蓋所述第一電極焊墊正對的區域。
- 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層之下表面到所述發光層之上表面的距離小於或等於所述第二半導體層的厚度的1/2。
- 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層為半導體材料層，所述電流阻擋層的導電類型與所述第二半導體層不同。
- 如申請專利範圍第4項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層的導電類型與所述第二半導體層相反。
- 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層藉由離子注入的方式向所述第二半導體層注入離子而形成在所述第二半導體層中。
- 如申請專利範圍第6項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層為藉由離子注入以破壞所述第二半導體層材料的晶格而形成的電阻率大於所述第二半導體層材料的電阻層。
- 如申請專利範圍第7項之半導體發光元件，其中，所述注入的離子包括氫離子、氧離子、氦離子、鐵離子和鉻離子的一種或多種。
- 如申請專利範圍第6項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層為藉由離子注入從而在所述第二半導體層中形成的禁帶寬度大於所述第二半導體層材料的半導體材料層。
- 如申請專利範圍第9項之半導體發光元件，其中，所述注入的離子包括鋁離子和硼離子中的一種或兩種。
- 如申請專利範圍第6項之半導體發光元件，其中，所述第一半導體層為p型半導體層，所述第二半導體層為n型半導體層，所述注入的離子為空穴供體離子。
- 如申請專利範圍第11項之半導體發光元件，其中，所述注入的離子包括鎂離子和鋅離子中的一種或多種。
- 如申請專利範圍第11項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層為藉由離子注入從而在所述第二半導體層中形成的p型半導體材料層。
- 如申請專利範圍第6項之半導體發光元件，其中，所述第一半導體層為n型半導體層，所述第二半導體層為p型半導體層，所述注入的離子為電子供體離子。
- 如申請專利範圍第14項之半導體發光元件，其中，所述注入的離 子包括矽離子。
- 如申請專利範圍第14項之半導體發光元件，其中，所述電流阻擋層為藉由離子注入從而在所述第二半導體層中形成的n型半導體材料層。
- 如申請專利範圍第4項之半導體發光元件，其中，所述注入離子濃度最高的區域與所述發光層之間的距離大於等於130nm，且小於等於200nm。
- 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中，所述半導體發光元件為III-V族基化合物半導體發光元件。
- 一種半導體發光元件製造方法，其包括：提供一基板；在所述基板上自下而上依次設置第一半導體層、發光層和第二半導體層；藉由離子注入的方式向所述第二半導體層注入離子，在所述第二半導體層中形成電流阻擋層；在所述第二半導體層上形成第一電極焊墊，所述第一電極焊墊位於電流阻擋層上方。
- 如申請專利範圍第19項之半導體發光元件製造方法，其中，在藉由離子注入的方式向所述第二半導體層注入離子，在所述第二半導體層中形成電流阻擋層的步驟中，藉由對離子注入深度的控制，使得所述注入離子濃度最高的區域與所述發光層之間的距離大於等於130nm，且小於等於200nm。
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