发光器件和制造发光器件的方法

专利名称：发光器件和制造发光器件的方法
技术领域：
本实施 例涉及发光器件和制造发光器件的方法。
背景技术：
最近，发光二极管(LED)被关注作为发光器件。由于LED能够高效率地将电 能转换为光能，并且具有大约5年或更长的寿命，所以LED能够显著地减少能量消耗以 及维修和维护的成本。在这方面，在下一代照明领域中，LED受到关注。可将LED制备为包括第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层的发 光半导体层，在其中，有源层根据通过第一和第二导电半导体层而施加到其上的电流来 产生光。同时，因为由于低载流子浓度和迁移率导致第二导电半导体层具有相对高的薄 层电阻(sheet resistance)，所以LED需要包括ITO (氧化铟锡)、或者ZnO (氧化锌)的电
流扩展层，以形成相对于第二导电半导体层的欧姆接触界面。为了允许从有源层产生的光被尽可能地发射到外部，必须提高LED的光提取效 率。在这方面，已经进行了在第二导电半导体层上形成具有凹凸图案的光提取结构的调 查和研究。然而，当凹凸图案被形成在第二导电半导体层上时，可能会降低LED的电气 特性。

发明内容
技术问题实施例提供了具有新颖的结构的发光器件和制造发光器件的方法。实施例提供了具有改善的电气特性的发光器件和制造发光器件的方法。实施例提供了具有改善的高效率的发光器件和制造发光器件的方法。技术方案根据实施例的发光器件包括支撑衬底；支撑衬底上方的平面层；平面层上方 的晶片结合层；晶片结合层上方的电流扩展层；电流扩展层上方的第二导电半导体层； 第二导电半导体层上方的有源层；有源层上方的第一导电半导体层；第一导电半导体层 上方的第一电极层；以及电流扩展层上方的第二电极层。根据实施例的发光器件可以包括支撑衬底；支撑衬底上方的金属厚膜层；金 属厚膜层上方的晶片结合层；晶片结合层上方的电流扩展层；电流扩展层上方的第二导 电半导体层；第二导电半导体层上方的有源层；有源层上方的第一导电半导体层；第一 导电半导体层上方的第一电极层；以及电流扩展层上方的第二电极层。有益效果实施例可以提供具有新颖的结构的发光器件和制造发光器件的方法。实施例可以提供具有改善的电气特性的发光器件和制造发光器件的方法。实施例提供具有改善的高效率的发光器件和制造发光器件的方法。


图1是示出根据第一实施例的发光器件的结构的截面图；图2是示出根据第二实施例的发光器件的结构的截面图；图3是示出根据第三实施例的发光器件的结构的截面图；图4是示出根据第四实施例的发光器件的结构的截面图；图5至图11是示出用于制造根据第一实施例的发光器件的流程的截面图；图12是示出根据第五实施例的发光器件的结构的截面图；图13是示出根据第六实施例的发光器件的结构的截面图；图14是示出根据第七实施例的发光器件的结构的截面图；图15是示出根据第八实施例的发光器件的结构的截面图；以及图16至图21是示出用于制造根据第五实施例的发光器件的流程的截面图。
具体实施例方式在实施例的描述中，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(或膜)、另一区域、另一衬垫、或另一图案“上”或“下”时，其可 以“直接”或“间接”在另一衬底、层(或膜)、区域、衬垫、或图案上，或者也可以 存在一个或多个中间层。已经参考附图描述了层的位置。为了方便或清楚起见，附图中所示的每层的厚度和尺寸可以被夸大、省略或示 意性地绘制。另外，元件的尺寸没有完全反映真实尺寸。图1是示出根据第一实施例的发光器件的结构的截面图。参考图1，支撑衬底101被形成在反射层303上，并且平面层102被形成在支撑 衬底101上。另外，第一晶片结合层103和第二晶片结合层207被形成在平面层102上，并且 电流扩展层206被形成在第二晶片结合层207上。包括第二导电半导体层205、有源层204、以及第一导电半导体层203的发光半 导体层被形成在电流扩展层206上。同时，第一电极层301被形成在第二导电半导体层205上，并且电流扩展层206 和发光半导体层被选择性地蚀刻，使得电流扩散层206的一部分暴露在外部，并且第二 电极302被形成在电流扩展层206的暴露的部分上。更加详细地，反射层被形成在支撑衬底101的底表面上，以反射在向上方向中 从有源层204发射的光，从而改善光提取效率。例如，反射层303可以包括相对于具有 大约600nm或者以下的波长的光具有大约70%或者以上的反射率的材料。详细地，反射 层303可以包括从由Al、Ag、Rh、Cr、Ni以及Au组成的组中选择的至少一个。凹凸结构被形成在支撑衬底101的顶表面上。可以通过湿蚀刻工艺或者干蚀刻 工艺来形成凹凸结构。例如，支撑衬底101可以包括A1N、GaN、外延蓝白石、多晶蓝 宝石、以及SiC中的一个。支撑衬底101的凹凸结构可以改善发光器件的光提取效率。平面层102被形成在支撑衬底101的 顶表面上。例如，通过使用MOCVD、 HVPE或者MBE装置来生长透明材料，或者通过使用溅射、蒸发器、PLD或者勻胶机(spin-coater)来沉积透明材料，从而能够形成平面层102。平面层102可以包括GaN、 AlGaN、ZnO> SiO2> SiNx、S0G、以及 Al2O3 中的一个。形成平面层102，在其底表面上具有与支撑衬底101的凹凸结构相对应的凹凸结 构，并且平面层102的顶表面被平面化。第一和第二晶片结合层103和207在平面层102和电流扩展层206之间提供稳 定的机械结合力。例如，第一和第二晶片结合层103和207可以包括诸如Si02、SiNx、 Al2O3> ZnO> ZnS> MgF2,或者SOG(旋转涂布玻璃)的能够改善光效率的透明材料。电流扩展层206可以包括透明材料，并且形成相对于第二导电半导体层205的欧 姆接触界面。例如，电流扩展层206可以包括相对于具有600nm或者以下的波长的光具有大 约70%或者以上的透射率的Ni-Au-O、ITO>以及ZnO中的一个。通过物理气相沉积(PVD)或者化学气相沉积(CVD)能够形成电流扩展层206。由于电流扩展层206，电流能够被有效地注入到有源层204，使得能够降低发光 器件的操作电压，并且防止电流泄漏。结果，能够改善发光器件的电气特性。通过使用III族氮化物基半导体材料能够形成包括第一导电半导体层203、有源 层204、以及第二导电半导体层205的发光半导体层。第一导电半导体层203可以包括 包括诸如Si的η型杂质的GaN层，并且第二导电半导体层205可以包括包括诸如Mg 或者Zn的ρ型杂质的GaN层。有源层204通过电子和空穴的重组来发射光。例如，有源层204可以包括 InGaN、AlGaN、GaN、以及AlInGaN中的一个。有源层204被涂有Si或者Mg。另
夕卜，取决于有源层204的本征材料可以确定从发光器件发射的光的波长。有源层204可以包括在其中阱层和阻挡层被重复地形成的多层。用于阻挡层的 本征材料的能带隙大于用于阱层的本征材料的能带隙，并且阻挡层比阱层厚。同时，尽管在附图中未示出，超晶格结构层能够被形成在电流扩展层206和第 二导电半导体层205之间。超晶格结构 层相对于第二导电半导体层205形成欧姆接触界面，使得在垂直方 向中能够容易地注入电流。另外，超晶格结构层通过减少第二导电半导体层205的掺杂 物活化能可以增加有效空穴浓度，或者通过能带隙操作可以引起量子力学遂穿导电。能够将超晶格结构层制备为如下的多层结构，所述多层结构包括包含II、III或 者IV族元素的氮化物或者碳氮化物。超晶格结构层的各层可以被形成大约5nm或者以 下的厚度。超晶格结构层的各层可以包括从由InN、InGaN、InAlN> AlGaN、GaN、 AlInGaN、A1N、SiC> SiCN> MgN、ZnN、以及SiN构成的组中选择的至少一个，并且 可以被掺杂有Si、Mg、或者Zn。例如，可以将超晶格结构层制备为如下的多层结构， 例如，InGaN/GaN、AlGaN/GaN、InGaN/GaN/AlGaN、或者 AlGaN/GaN/InGaN 的多层 结构。可以将超晶格结构层制备为单层结构。例如，超晶格结构层可以包括被掺杂有 η 型杂质的 InGaN 层、GaN 层、AlInN 层、AlN 层、InN 层、AlGaN 层、AlInGaN 层、 SiC层、SiCN层、MgN层、或者ZnN层。另外，超晶格结构层可以包括被掺杂有ρ型 杂质的 InGaN 层、GaN 层、AlInN 层、AlN 层、InN 层、AlGaN 层、或者 AlInGaN 层。
通过使用相对于具有600nm或者以下的波长的光具有大约50%或者以上的反射 率的材料，将第一电极层301形成在第一导电半导体层203上。例如，第一电极层301 可以包括从由 Al、Ag、Rh、Ti、Cr、V、Nb、TiN、Cu、Ta、Au、Pt、Pd、Ru 以及
金属硅化物组成的组中选择的至少一个。第二电极层302被形成在电流扩展层206上，同时相对于电流扩展层206形成欧 姆接触界面。例如，将第二电极层302制备为堆叠结构，诸如Pt/Au结构。图2是示出根据第二实施例的发光器件的结构的截面图。根据第二实施例的发光器件与根据第一实施例的发光器件相类似。因此，为了 避免重复将会省略在第一实施例中已经描述的元件或者结构的详情。参考图2，根据第二实施例的发光器件包括被形成在第一导电半导体层203上的 光提取结构层304。光提取结构层304在第一导电半导体层203上具有凹凸结构，以允许从有源层 204产生的光被有效地发射到外部。通过选择性地蚀刻第一导电半导体层203能够形成光 提取结构层304。否则，附加的材料被形成在第一导电半导体层203上，并且然后第一导 电半导体层203被蚀刻以形成光提取结构层304。通过光提取结构层304，能够容易地通过第一导电半导体层203来提取从有源层 204发射的光，使得能够改善发光器件的光效率。图3是示出根据第三实施例的发光器件的结构的截面图。根据第三实施例的发光器件与根据第一实施例的发光器件相类似。因此，为了 避免重复将会省略在第一实施例中已经描述的元件或者结构的详情。参考图3，欧姆接触电极层305被形成在第一导电半导体层203上，并且第一电 极层301被形成在欧姆接触电极层305上。欧姆接触电极层305相对于第一导电半导体层203形成欧姆接触界面，并且包括 相对于具有大约600nm或者以下的波长的光具有大约70%或者以上的透射率的材料。例如，欧姆接触电极层305 包括从 TiN、TiO> ITO> ZnO> RuO2> IrO2> In2O3> SnO2> ZnGaO> InZnO> ZnInO>以及Ni-O-Au组成的组中选择的至少一个。由于欧姆接触电极层305，电流能够被有效地注入到有源层204，使得能够改善 发光器件的电气特性。图4是示出根据第四实施例的发光器件的结构的截面图。根据第四实施例的发光器件与根据第一实施例的发光器件相类似。因此，为了 避免重复将会省略在第一实施例中已经描述的元件或者结构的详情。参考图4，根据第四实施例的发光器件包括被形成在第一导电半导体层203上 的光提取结构层304，和被形成在光提取结构层304上的欧姆接触电极层305。另外，第 一电极301被形成在欧姆接触电极层305上。光提取结构层304在第一导电半导体层203上具有凹凸结构，以允许从有源层 204产生的光被有效地发射到外部。通过选择性地蚀刻第一导电半导体层203能够形成光 提取结构层304。否则，附 加的材料被形成在第一导电半导体层203上，并且然后第一导 电半导体层203被蚀刻以形成光提取结构层304。通过光提取结构层304，能够容易地通过第一导电半导体层203提取从有源层204发射的光，使得能够改善发光器件的光效率。欧姆接触电极层305包 括相对于具有大约600nm或者以下的波长的光具有大约 70%或者以上的透射率的材料。例如，欧姆接触电极层305 包括从 TiN、TiO> ITO> ZnO> RuO2> IrO2> In2O3> SnO2> ZnGaO> InZnO> ZnInO>以及Ni-O-Au组成的组中选择的至少一个。由于欧姆接触电极层305，电流能够被有效地注入到有源层204，使得能够改善 发光器件的电气特性。图5至图11是示出用于制造根据第一实施例的发光器件的流程的截面图。参考图5，缓冲层202被形成在生长衬底201上，包括第一导电半导体层203、 有源层204、以及第二导电半导体层205的发光半导体层被形成在缓冲层202上，并且电 流扩展层206和第二晶片结合层207被形成在第二导电半导体层205上。例如，生长衬底201可以包括A1203、SiC> Si、A1N、GaN、AlGaN、玻璃、或 者 GaAs。缓冲层202被形成在用于晶格匹配的生长衬底201上，并且包括从由InGaN、 A1N、SiC> SiCN、以及GaN组成的组中选择的至少一个。通过MOCVD工艺或者MBE工艺，发光半导体层能够被形成在缓冲层上。例 如，第一导电半导体层203可以包括被掺杂有Si的GaN层或者AlGaN层，并且有源层 204可以包括未被掺杂的InGaN层或者未被掺杂的GaN层。另外，第二导电半导体层205 可以包括被掺杂有Mg的GaN层或者AlGaN层。参考图6，制备支撑衬底101，并且平面层102和第一晶片结合层103被形成在 支撑衬底101上。首先，凹凸结构被形成在生长衬底101上，并且平面层102被生长或者被沉积在 具有凹凸结构的支撑衬底101上。支撑衬底101可以包括具有与生长衬底201相同或者 类似的热膨胀系数的材料。另外，第一晶片结合层103被形成在平面层102上。第一晶片结合层103可以包括与第二晶片结合层207的材料相同或者不同的材 料。参考图7，通过结合工艺，图5中所示的结构与图6中所示的结构相结合，从而 形成复杂的结构。S卩，通过结合第一晶片结合层103和第二晶片结合层207，形成复杂的结构。能够在施加预定的静液压(hydrostatic pressure)的同时，在从常温到700°C或者
以下的温度范围内，在真空、氧、氩或者氮气氛围下执行晶片结合工艺。这时，第二导 电半导体层205和电流扩展层206之间的界面性能不能够被降低。参考图8，生长衬底201与图7中所示的复杂结构隔开。通过热化学分解反应或 者化学蚀刻反应，能够将生长衬底201与复杂结构隔开。例如，如果诸如蓝宝石衬底或者AlN衬底的进行热化学分解反应的透明衬底被 用于生长衬底201，则可以通过将光束照射到生长衬底201上来将生长衬底201与复杂结 构隔开。这时，还从第一导电半导体层203移除缓冲层202。
参考图9，以电流扩展层206被部分地暴露在外部的方式，通过干蚀刻或者湿蚀 刻工艺来选择性地移除第一导电半导体层203、有源层204、第二导电半导体层205、以 及电流扩展层206。当执行湿蚀刻工艺时，能够采用诸如KOH的碱、盐或者酸性溶液。参考图10，第一电 极层301被形成在第一导电半导体层203上，并且第二电极层 302被形成在电流扩展层206上。参考图11，反射层303被形成在支撑衬底101下面。通过上面的流程，能够制造根据第一实施例的发光器件。同时，制造根据第二实施例的发光器件的方法与第一实施例的相类似。根据第二实施例，在已经执行图9中所示的工艺之后，在第一电极层301被形成 之前，通过干蚀刻或者湿蚀刻第一导电半导体层203来形成光提取结构304。另外，用于制造根据第三实施例的发光器件的方法与根据第一实施例的相类 似。根据第三实施例，在已经执行图9中所示的工艺之后，在第一电极层301被形成 之前，欧姆接触电极层305被形成在第一导电半导体层203上。此外，制造根据第四实施例的发光器件的方法与第一实施例的相类似。根据第四实施例，在已经执行图9中所示的工艺之后，通过干蚀刻或者湿蚀刻 第一导电半导体层203来形成光提取结构304，并且在第一电极层301被形成之前，欧姆 接触电极层305被形成在光提取结构304上。图12是示出根据第五实施例的发光器件的结构的截面图。参考图5，结合加强层402被形成在支撑衬底401上，并且金属厚膜层403被形 成在结合加强层402上。另外，第一和第二晶片结合层103和207被形成在金属厚膜层403上，并且电流 扩展层206被形成在第二晶片结合层207上。包括第二导电半导体层205、有源层204、以及第一导电半导体层203的发光半 导体层被形成在电流扩展层206上。同时，第一电极层310被形成在第一导电半导体层203上，并且以电流扩展层 206能够被部分地暴露在外部的方式，选择性地蚀刻电流扩展层206和发光半导体层。因 此，第二电极层302被形成在电流扩展层206的暴露部分上。更加详细地，支撑衬底401包括与用于生长衬底(未示出)的材料相同的材料， 其被用于生长发光半导体层。例如，支撑衬底401可以包括A1N、GaN、外延蓝白石、 多晶蓝宝石、以及SiC中的一个。结合加强层402加强支撑衬底401和金属厚膜层403之间的结合力。结合加强 层402用作晶种层，以通过电镀工艺形成金属厚膜层403。结合加强层402包括金属或者
I=I 巫 O金属厚膜层403能够将从发光半导体层产生的热消散到外部。通过使用具有大 约5μιη或者以上的厚度的金属或者合金，通过电镀工艺、溅射工艺或者沉积工艺能够形 成金属厚膜层403。例如，金属厚膜层403可以包括从由Cu、Ag、Au、Ni、Ti、Nb、 W、Cr、NiCr以及CuW组成的组中选择的至少一个。第一和第二晶片结合层103和207在金属厚膜层403和电流扩展层206之间提供稳定的机械结合力。例如，第一和第二晶片结合层103和207可以包括从由Al、Ag、 Cu、Pt、Pd以及Au组成的组中选择的至少一个。电流扩展层206包括具有高反射率的材料，并且相对于第二导电半导体层205形 成欧姆接触界面。例如，电流扩散层206包括被氧化的Al、Ag以及Rh中的一个，其相对于具有大约600nm或者以下的波长的光具有大约70%或者以上的反射率。通过物理气相沉积(PVD)或者化学气相沉积(CVD)能够形成电流扩散层206。由于电流扩散层206，电流能够被有效地注入到有源层204，使得能够降低发光 器件的操作电压，并且防止电流泄漏。结果，能够改善发光器件的电气特性。通过使用III族氮化物基半导体材料，能够形成包括第一导电半导体层203、有 源层204、以及第二导电半导体层205的发光半导体层。第一导电半导体层203可以包 括包括诸如Si的η型杂质的GaN层，并且第二导电半导体层205可以包括包括诸如 Mg或者Zn的ρ型杂质的GaN层。有源层204通过电子和空穴的重组来发射光。例如，有源层204可以包括 InGaN、AlGaN、GaN、以及AlInGaN中的一个。有源层204能够被涂有Si或者Mg。
另外，取决于有源层204的本征材料可以确定从发光器件发射的光的波长。有源层204可以包括在其中阱层和阻挡层被重复地形成的多层。用于阻挡层的 本征材料的能带隙大于用于阱层的本征材料的能带隙，并且阻挡层比阱层厚。同时，尽管在附图中未示出，超晶格结构层能够被形成在电流扩展层206和第 二导电半导体层205之间。超晶格结构层相对于第二导电半导体层205形成欧姆接触界面，使得在垂直方 向中能够容易地注入电流。另外，超晶格结构层通过减少第二导电半导体层205的掺杂 物活化能可以增加有效空穴浓度，或者通过能带隙操作可以引起量子力学遂穿导电。能够将超晶格结构层制备为多层结构，其包括包含II、III或者IV族元素的氮 化物或者碳硅化物。超晶格结构层的各层可以被形成大约5nm或者以下的厚度。超晶 格结构层的各层可以包括从由InN、InGaN、InAIN、AlGaN、GaN、AlInGaN、A1N、 SiC> SiCN、MgN> ZnN、以及SiN构成的组中选择的至少一个，并且可以被掺杂有Si、 Mg、或者Zn。例如，可以将超晶格结构层制备为多层结构，诸如InGaN/GaN、AlGaN/ GaN、InGaN/GaN/AlGaN、或者 AlGaN/GaN/InGaN 的多层结构。可以将超晶格结构层制备为单层结构。例如，超晶格结构层可以包括被掺杂有 η 型杂质的 InGaN 层、GaN 层、AlInN 层、AlN 层、InN 层、AlGaN 层、AlInGaN 层、 SiC层、SiCN层、MgN层、或者ZnN层。另外，超晶格结构层可以包括被掺杂有ρ型 杂质的 InGaN 层、GaN 层、AlInN 层、AlN 层、InN 层、AlGaN 层、或者 AlInGaN 层。通过使用相对于具有600nm或者以下的波长的光具有大约50%或者以上的反射 率的材料，将第一电极层301形成在第一导电半导体层203上。例如，第一电极层301 可以包括从由 Al、Ag、Rh、Ti、Cr、V、Nb、TiN、Cu、Ta、Au、Pt、Pd、Ru 以及 金属硅化物组成的组中选择的至少一个。第二电极层302被形成在电流扩展层206上，同时相对于电流扩展层206形成欧 姆接触界面。例如，将第二电极层302制备为堆叠结构，诸如Pt/Au的结构。
图13是示出根据第六实施例的发光器件的结构的截面图。根据第六实施例的发光器件与根据第五实施例的发光器件相类似。因此，为了 避免重复将会省略在第五实施例中已经描述的元件或者结构的详情。
参考图13，根据第六实施例的发光器件包括被形成在第一导电半导体层203上 的光提取结构层304。光提取结构层304在第一导电半导体层203上具有凹凸结构，以允许从有源层 204产生的光被有效地发射到外部。通过选择性地蚀刻第一导电半导体层203能够形成光 提取结构层304。否则，附加的材料被形成在第一导电半导体层203上，并且然后第一导 电半导体层203被蚀刻以形成光提取结构层304。通过光提取结构层304，能够容易地通过第一导电半导体层203提取从有源层 204发射的光，使得能够改善发光器件的光效率。图14是示出根据第七实施例的发光器件的结构的截面图。根据第七实施例的发光器件与根据第五实施例的发光器件相类似。因此，为了 避免重复将会省略在第五实施例中已经描述的元件或者结构的详情。参考图14，欧姆接触电极层305被形成在第一导电半导体层203上，并且第一电 极层301被形成在欧姆接触电极层305上。欧姆接触电极层305相对于第一导电半导体层203形成欧姆接触界面，并且包括 相对于具有大约600nm或者以下的波长的光具有大约70%或者以上的透射率的材料。例如，欧姆接触电极层305 包括从 TiN、TiO> ITO> ZnO> RuO2> IrO2> In2O3> SnO2> ZnGaO> InZnO> ZnInO>以及Ni-O-Au组成的组中选择的至少一个。由于欧姆接触电极层305，电流能够被有效地注入到有源层204，使得能够改善 发光器件的电气特性。图15是示出根据第八实施例的发光器件的结构的截面图。根据第八实施例的发光器件与根据第五实施例的发光器件相类似。因此，为了 避免重复将会省略在第五实施例中已经描述的元件或者结构的详情。参考图15，根据第八实施例的发光器件包括被形成在第一导电半导体层203 上的光提取结构层304，和被形成在光提取结构层304上的欧姆接触电极层305。另外， 第一电极301被形成在欧姆接触电极层305上。光提取结构层304在第一导电半导体层203上具有凹凸结构，以允许从有源层 204产生的光被有效地发射到外部。通过选择性地蚀刻第一导电半导体层203能够形成光 提取结构层304。否则，附加的材料被形成在第一导电半导体层203上，并且然后第一导 电半导体层203被蚀刻以形成光提取结构层304。通过光提取结构层304，能够容易地通过第一导电半导体层203提取从有源层 204发射的光，使得能够改善发光器件的光效率。欧姆接触电极层305包括相对于具有大约600nm或者以下的波长的光具有大约 70%或者以上的透射率的材料。例如，欧姆接触电极层305 包括从 TiN、TiO> ITO> ZnO> RuO2> IrO2> In2O3> SnO2> ZnGaO> InZnO> ZnInO>以及Ni-O-Au组成的组中选择的至少一个。由于欧姆接触电极层305，电流能够被有效地注入到有源层204，使得能够改善发光器件的电气特性。图16至图21是示出用于制造根据第五实施例的发光器件的流程的截面图。参考图16，缓冲层202被形成在生长衬底201上，包括第一导电半导体层203、 有源层204、以及第二导电半导体层205的发光半导体层被形成在缓冲层202上，并且电 流扩展层206和第二晶片结合层207被形成在第二导电半导体层205上。例如，生长衬底201可以包括A1203、SiC> Si、A1N、GaN、AlGaN、玻璃、或 者 GaAs。缓冲层202被形成在用于晶格匹配的生长衬底201上，并且包括从由InGaN、 A1N、SiC> SiCN、以及GaN组成的组中选择的至少一个。通过MOCVD工艺或者MBE工艺，发光半导体层能够被形成在缓冲层上。例 如，第一导电半导体层203可以包括被掺杂有Si的GaN层或者AlGaN层，并且有源层 204可以包括未被掺杂的InGaN层或者未被掺杂的GaN层。另外，第二导电半导体层205 可以包括被掺杂有Mg的GaN层或者AlGaN层。参考图17，制备支撑衬底401，并且结合加强层402和金属厚膜层403被形成在 支撑衬底401上。另外，第一晶片结合层103被形成在金属厚膜层403上。支撑衬底401可以包括具有与生长衬底201相同或者相似的热膨胀系数的材料。 另外，第一晶片结合层103可以包括与第二晶片结合层207相同或者不同的材料。参考图18，通过结合工艺，图16中所示的结构与图17中所示的结构相结合，从 而形成复杂的结构。能够在施加预定的静液压的同时，在从常温到700°C或者以下的温度范围内，在 真空、氧、氩或者氮气氛围下执行晶片结合工艺。这时，第二导电半导体层205和电流 扩展层206之间的界面性能不能够被降低。参考图19，生长衬底201与图18中所示的复杂结构隔开。通过热化学分解反应 或者化学蚀刻反应，能够将生长衬底201与复杂结构隔开。例如，如果诸如蓝宝石衬底或者AlN衬底的进行热化学分解反应的透明衬底被 用于生长衬底201，通过将光束照射到生长衬底201上，能够将生长衬底201与复杂结构 隔开。这时，还从第一导电半导体层203移除缓冲层202。参考图20，以电流扩展层206被部分地暴露在外部的方式，通过干蚀刻或者湿 蚀刻工艺来选择性地移除第一导电半导体层203、有源层204、第二导电半导体层205、 以及电流扩展层206。当执行湿蚀刻工艺时，能够采用诸如KOH的碱、盐或者酸性溶 液。参考图21，第一电极层301被形成在第一导电半导体层203上，并且第二电极层 302被形成在电流扩展层206上。通过上面的流程，能够制造根据第五实施例的发光器件。同时，制造根据第六实施例的发光器件的方法与第五实施例的相类似。根据第六实施例，在已经执行图20中所示的工艺之后，在第一电极层301被形 成之前，通过干蚀刻或者湿蚀刻第一导电半导体层203来形成光提取结构304。另外，制 造根据第七实施例的发光器件的方法与第五实施例的相类似。
根据第七实施例，在已经执行图20中所示的工艺之后，在第一电极层301被形 成之前，欧姆接触电极层305被形成在第一导电半导体层203上。此外，制造根据第八实施例的发光器件的 方法与第五实施例的相类似。根据第八实施例，在已经执行图20中所示的工艺之后，通过干蚀刻或者湿蚀刻 第一导电半导体层203来形成光提取结构304，并且在第一电极层301被形成之前，欧姆 接触电极层305被形成在光提取结构304上。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 域的技术人员可以想到的多个其它修改和实施例都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组成部件和 /或布置中，各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置中的变化和修改之 夕卜，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。工业实用性实施例可应用于被用作光源的发光器件。
权利要求
1.一种发光器件，包括 支撑衬底；所述支撑衬底上方的平面层； 所述平面层上方的晶片结合层； 所述晶片结合层上方的电流扩展层； 所述电流扩展层上方的第二导电半导体层； 所述第二导电半导体层上方的有源层； 所述有源层上方的第一导电半导体层； 所述第一导电半导体层上方的第一电极层；以及 所述电流扩展层上方的第二电极层。
2.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括所述支撑衬底下面的反射层。
3.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括在所述第一导电半导体层和所述第一 电极层之间的欧姆接触电极层。
4.根据权利要求3所述的发光器件，进一步包括在所述第一导电半导体层和欧姆接触 电极层之间的光提取结构层。
5.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括在所述第一导电半导体层上方的光提 取结构层。
6.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括在所述第二导电半导体层和所述电流 扩展层之间的超晶格结构层。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中，形成所述支撑衬底，在所述支撑衬底的顶 表面上具有凹凸结构。
8.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述晶片结合层包括Si02、SiNx, Al2O3> ZnO> ZnS> MgF2>或者SOG(旋转涂布玻璃)中的一个。
9.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述电流扩展层包括Ni-Au-0、ΙΤ0、以 及ZnO中的一个。
10.—种发光器件，包括 支撑衬底；所述支撑衬底上方的金属厚膜层； 所述金属厚膜层上方的晶片结合层； 所述晶片结合层上方的电流扩展层； 所述电流扩展层上方的第二导电半导体层； 所述第二导电半导体层上方的有源层； 所述有源层上方的第一导电半导体层； 所述第一导电半导体层上方的第一电极层；以及 所述电流扩展层上方的第二电极层。
11.根据权利要求10所述的发光器件，进一步包括在所述第一导电半导体层和所述第 一电极层之间的欧姆接触层。
12.根据权利要求11所述的发光器件，进一步包括在所述第一导电半导体层和所述欧 姆接触电极层之间的光提取结构层。
13.根据权利要求10所述的发光器件，进一步包括所述第一导电半导体层上方的光提取结构层。
14.根据权利要求10所述的发光器件，进一步包括在所述第二导电半导体层和所述电 流扩展层之间的超晶格结构层。
15.根据权利要求10所述的发光器件，其中，所述金属厚膜层包括从Cu、Ag、Au、 Ni、Ti、Nb、W、Cr、NiCr以及CuW组成的组中选择的至少一个。
16.根据权利要求10所述的发光器件，其中，所述电流扩展层包括从Al、Ag、Cu、 Pt、Pd以及Au组成的组中选择的至少一个。
全文摘要
本发明公开了一种发光器件和制造发光器件的方法。所述发光器件包括支撑衬底；支撑衬底上方的平面层；平面层上方的晶片结合层；晶片结合层上方的电流扩展层；电流扩展层上方的第二导电半导体层；第二导电半导体层上方的有源层；有源层上方的第一导电半导体层；第一导电半导体层上方的第一电极层；以及电流扩展层上方的第二电极层。
文档编号H01L33/14GK102017200SQ200980114626
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月23日 优先权日2008年4月25日
发明者宋俊午 申请人:Lg伊诺特有限公司