半导体发光器件的制作方法

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体发光器件。

背景技术：

随着led产业的不断发展，led产品的性价比优势日趋凸显。现有的发光二极管(led)在p型电极下方设置电流阻挡层以阻挡电流通过，即当电流由p型电极导入后，电流阻挡层可以阻隔电流通过，从而强迫电流绕过电流阻挡层，由透明导电层扩散出来，借以提升发光二极管的亮度。然而，现有的发光二极管结构存在电流过于集中的区域，导致发光二极管的亮度提升效果不佳。

技术实现要素：

本发明提出了一种半导体发光器件，可以改善半导体发光器件的电流扩散，提高半导体发光器件例如发光二极管的发光效率。

具体地，本发明实施例提出的一种半导体发光器件，包括：基板；外延层结构，设置在所述基板上且包括第一类型区域和第二类型区域；第一电流阻挡层，设置在所述外延层结构上且位于所述第一类型区域；第二电流阻挡层，设置在所述外延层结构上且位于所述第二类型区域；电流扩散层，设置在所述外延层结构上且位于所述第一类型区域，其中所述电流扩散层覆盖所述第一电流阻挡层以使得所述第一电流阻挡层位于所述电流扩散层与所述外延层结构之间；第一电极，设置在所述电流扩散层远离所述外延层结构的一侧、且与所述电流扩散层电性接触；第二电极，设置在所述外延层结构上且位于所述第二类型区域，其中所述第二电流阻挡层位于所述第二电极与所述外延层结构之间；其中，所述第一电极包括第一主体部和自所述第一主体部侧向延伸形成的第一长条形延伸部，所述第一电流阻挡层包括与所述第一主体部对应的第一主体阻挡部和与所述第一长条形延伸部对应的第一延伸阻挡部，所述第二电极包括第二主体部和自所述第二主体部侧向延伸形成的第二长条形延伸部，所述第二电流阻挡层包括与所述第二主体部对应的第二主体阻挡部和与所述第二长条形延伸部对应的第二延伸阻挡部，其中所述第二延伸阻挡部包括相互间隔的多个导电间隙；其中，所述第一延伸阻挡部在邻近所述第二电极的一侧设置有多个第一凸起结构，所述多个第一凸起结构与所述多个导电间隙对齐排列。

在本发明的一个实施例中，所述第二延伸阻挡部包括相互间隔的多个延伸阻挡子部，其中相邻两个延伸阻挡子部之间形成一个所述导电间隙，所述多个第一凸起结构与所述多个延伸阻挡子部交错排列。

在本发明的一个实施例中，所述第二延伸阻挡部为一体结构，其中所述导电间隙为通孔。

在本发明的一个实施例中，所述第一电极还包括自所述第一主体部侧向延伸形成的第三长条形延伸部，所述第三长条形延伸部与所述第一长条形延伸部位于所述第一主体部的相对两侧，其中所述第二长条形延伸部位于所述第一长条形延伸部和所述第三长条形延伸部之间。

在本发明的一个实施例中，所述第一电流阻挡层还包括与所述第三长条形延伸部对应的第三延伸阻挡部；所述第三延伸阻挡部在邻近所述第二电极的一侧设置有多个第二凸起结构，所述多个第二凸起结构与所述多个导电间隙对齐排列。

在本发明的一个实施例中，所述多个延伸阻挡子部等间距设置。

在本发明的一个实施例中，所述第一凸起结构的宽度与所述多个延伸阻挡子部彼此之间的间距相同。

在本发明的一个实施例中，前述半导体发光器件还包括：附着增强层，设置在所述电流扩散层远离所述第一电流阻挡层的一侧，且包括多个通孔；其中所述第一电极设置在所述附着增强层远离所述电流扩散层的一侧、且延伸至所述多个通孔内以与所述电流扩散层电性接触。

在本发明的一个实施例中，所述第一电极为金属复合层，其中所述金属复合层包括沿远离所述基板的方向依次堆叠的铝层和位于所述铝层上的多个金属层；其中所述铝层伸入所述多个通孔并与所述附着增强层和所述电流扩散层直接接触。

在本发明的一个实施例中，所述附着增强层的材料为透明绝缘物质，其中所述附着增强层的透光率大于85％。

本发明上述技术方案可以有如下的一个或者多个有益效果：通过在第一延伸阻挡部邻近第二电极的一侧设置多个第一凸起结构，且多个第一凸起结构与第二延伸阻挡部的多个导电间隙对齐排列，避免电流过于集中的情况，改善了半导体发光器件的电流扩散，使得半导体发光器件可以均匀的产生辐射，提高半导体发光器件例如发光二极管的发光效率，通过设置附着增强层与第一电极的铝层直接接触，避免在第一电极中使用铬层或者镍层的弊端，进一步提高半导体发光器件的发光效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明第一实施例公开的半导体发光器件的部分结构示意图。

图1b为图1a沿i-i进行剖面得到的放大示意图。

图1c为本发明第一实施例公开的半导体发光器件的另一种部分结构示意图。

图2a为本发明第二实施例公开的半导体发光器件的部分结构示意图。

图2b为图2a沿ii-ii进行剖面得到的放大示意图。

图3a为本发明第三实施例公开的半导体发光器件的部分结构示意图。

图3b为图3a沿iii-iii进行剖面得到的放大示意图。

图4a为本发明第四实施例公开的半导体发光器件的部分结构示意图。

图4b为图4a沿iv-iv进行剖面得到的放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

【第一实施例】

参见图1a和图1b，本发明第一实施例公开一种半导体发光器件例如发光二极管(led)。如图1a和1b所示，半导体发光器件10例如包括：基板11、外延层结构12、电流阻挡层13、电流阻挡层14、电流扩散层15、电极16和电极17。

具体地，如图1b所示，外延层结构12设置在基板11上且包括区域a1和区域a2。电流阻挡层13设置在外延层结构12上且位于区域a1。电流阻挡层14设置在外延层结构12上且位于区域a2。电流扩散层15设置在外延层结构12上且位于区域a1，其中电流扩散层15覆盖电流阻挡层13以使得电流阻挡层13位于电流扩散层15与外延层结构12之间。电极16设置在电流扩散层15远离外延层结构12的一侧、且与电流扩散层15电性接触。电极17设置在外延层结构12上且位于区域a2，其中电流阻挡层14位于电极17与外延层结构12之间。其中，如图1a所示，电极16包括主体部161和自主体部161侧向延伸形成的长条形延伸部162，电流阻挡层13包括与主体部161对应的主体阻挡部131和与长条形延伸部162对应且与主体阻挡部131一体成型的延伸阻挡部132。电极17包括主体部171和自主体部171侧向延伸形成的长条形延伸部172，电流阻挡层14包括与主体部171对应的主体阻挡部141和与长条形延伸部172对应的延伸阻挡部142，其中延伸阻挡部142例如包括相互间隔的多个导电间隙1421。其中延伸阻挡部132在邻近电极17的一侧设置有多个凸起结构1321，所述多个凸起结构1321与所述多个导电间隙1421对齐排列。举例而言，所述多个凸起结构1321与所述多个导电间隙1421例如沿长条形延伸部172的延伸方向(例如图1a的水平方向)对齐排列。

进一步地，如图1a所示，延伸阻挡部142例如包括相互间隔的多个延伸阻挡子部1422，其中相邻两个延伸阻挡子部1422之间形成一个导电间隙1421，所述多个凸起结构1321与所述多个延伸阻挡子部1422沿所述延伸方向交错排列。

其中，如图1a所示，电极17的主体部171例如完全覆盖电流阻挡层14的主体阻挡部141。当然本发明并不以此为限，电极17的主体部171也可以不完全覆盖电流阻挡层14的主体阻挡部141，举例而言，如图1c所示，电流阻挡层14的主体阻挡部141例如设置通孔1411，电极17的主体部171设置在主体阻挡部141上，且填充通孔1411以与外延层结构12接触。

其中，基板11例如为半导体材质，举例而言可以为硅、蓝宝石、碳化硅中的一种，或本领域技术人员熟知的其他适合生长半导体发光材料例如氮化镓材料的材质。

外延层结构12典型地为多层结构，举例而言，外延层结构12由基板11向上至少包括n型gan外延层、多量子阱发光层以及p型gan外延层。区域a1例如为p型半导体区域，区域a2例如为n型半导体区域，其中区域a2例如通过mesa工艺蚀刻形成，举例而言，将n型半导体区域对应的外延层结构12中的p型gan外延层、多量子阱发光层和部分n型gan外延层蚀刻掉以保留另一部分n型gan外延层。

电流阻挡层13为绝缘层，其中，电流阻挡层13一方面可以阻挡下方外延层结构12例如p型gan外延层与上方电流扩散层15之间的电流扩散，通过电流阻挡层13将电流引导至远离电极16的区域，减小电极16附近电流拥挤,可以提高出光功率，从而提高半导体发光器件的发光效率，以提高亮度，另一方面可以减小电极16吸光挡光而造成的光损失。

电流阻挡层14为绝缘层，其中，电流阻挡层14可以阻挡下方外延层结构12例如n型gan外延层与上方电极17之间的电流扩散，通过电流阻挡层14将电流引导至远离电极17的区域，减小电极17附近电流拥挤,可以提高出光功率，从而提高半导体发光器件的发光效率，以提高亮度。

具体地，电流阻挡层13和电流阻挡层14的材料可以选用二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝或者氮化硅中的一种或者多种的组合。

其中，多个延伸阻挡子部1422等间距设置，举例而言例如沿长条形延伸部172的延伸方向等间距设置，且每个延伸阻挡子部1422例如大小形状相同。凸起结构1321例如由对延伸阻挡部132进行局部加宽形成的，从而在延伸阻挡部132邻近电极17的一侧为凹凸结构。更具体地，凸起结构1321在长条形延伸部172的延伸方向上的宽度例如与多个延伸阻挡子部1422彼此之间的间距相同。凸起结构1321在垂直于前述提到的沿长条形延伸部172的延伸方向的方向(例如图1a的竖直方向)上的宽度可以根据电压规则以及实际需求进行调整。需要说明的是，本实施例并不限制凸起结构1321的具体形状，其例如为图1a所示的矩形，或者也可以为梯形等其他形状。此外，为了调控电流的分布，多个延伸阻挡子部1422也可以在前述提到的延伸方向上非等间距设置，且各个延伸阻挡子部1422的大小形状也可以不相同。

电流扩散层15例如为透明层，起到导电和电流扩散的功能，从而解决外延层结构12例如p型gan外延层处的电流横向扩散能力弱的问题。举例而言，电流扩散层15例如为ito电流扩散层，又可以称之为ito透明导电层，此外，电流扩散层15还可以为zito、zio、gio、fto、azo、gzo、in4sn3o12以及niau等电流扩散层。

电极16和电极17例如分别为金属复合层，此处的金属复合层例如包括沿远离基板11的方向依次堆叠的铬层或镍层以及位于铬层或镍层上的铝层、钛层、铂层和金层。

需要说明的是，本实施例并不以图1a所示的电极16和电极17的形状为限，图1a示意的电极16和电极17的形状仅为了更好地理解本实施例。其中，主体部161还可以为圆形，主体部161主要用于连接外部电压，长条形延伸部162可以帮助分散电流。主体部171还可以为圆形，主体部171主要用于连接外部电压，长条形延伸部172可以帮助分散电流。其中，电极16例如为阳极即p型电极，电极17例如为阴极即n型电极。

综上所述，本实施例提供的半导体发光器件通过在延伸阻挡部162邻近电极17的一侧设置多个凸起结构1321，且多个凸起结构1321与多个延伸阻挡子部1422交错排列，以避免电流过于集中的情况，改善了半导体发光器件的电流扩散，使得半导体发光器件可以均匀的产生辐射，提高半导体发光器件例如发光二极管的发光效率。

【第二实施例】

参见图2a和2b，本发明第二实施例公开一种半导体发光器件。如图2a和2b所示，半导体发光器件20与半导体发光器件10相似，半导体发光器件20例如包括：基板21、外延层结构22、电流阻挡层23、电流阻挡层24、电流扩散层25、电极26和电极27。

具体地，如图2b所示，外延层结构22设置在基板21上且包括区域a1和区域a2。电流阻挡层23设置在外延层结构22上且位于区域a1。电流阻挡层24设置在外延层结构22上且位于区域a2。电流扩散层25设置在外延层结构22上且位于区域a1，其中电流扩散层25覆盖电流阻挡层23以使得电流阻挡层23位于电流扩散层25与外延层结构22之间。电极26设置在电流扩散层25远离外延层结构22的一侧、且与电流扩散层25电性接触。电极27设置在外延层结构22上且位于区域a2，其中电流阻挡层24位于电极27与外延层结构22之间。其中，如图2a所示，电极26包括主体部261和自主体部261侧向延伸形成的长条形延伸部262，电流阻挡层23包括与主体部261对应的主体阻挡部231和与长条形延伸部262对应且与主体阻挡部231一体成型的延伸阻挡部232。电极27包括主体部271和自主体部271侧向延伸形成的长条形延伸部272，电流阻挡层24包括与主体部271对应的主体阻挡部241和与长条形延伸部272对应的延伸阻挡部242，其中延伸阻挡部242例如包括相互间隔的多个导电间隙2421。其中延伸阻挡部232在邻近电极27的一侧设置有多个凸起结构2321，所述多个凸起结构2321与所述多个导电间隙2421对齐排列。举例而言，所述多个凸起结构2321与所述多个导电间隙2421例如沿长条形延伸部272的延伸方向(例如图2a的水平方向)对齐排列。

其中，延伸阻挡部242例如包括相互间隔的多个延伸阻挡子部2422，其中相邻两个延伸阻挡子部2422之间形成一个导电间隙2421，多个凸起结构2321与多个延伸阻挡子部2422交错排列。

半导体发光器件20与半导体发光器件10的区别在于，电极26还包括自主体部261侧向延伸形成的长条形延伸部263，长条形延伸部263与长条形延伸部262位于主体部261的相对两侧，且长条形延伸部272位于长条形延伸部262和长条形延伸部263之间。电流阻挡层23还包括与长条形延伸部263对应且与主体阻挡部231一体成型的延伸阻挡部233。延伸阻挡部233在邻近电极27的一侧设置有多个凸起结构2331，所述多个凸起结构2331与所述多个导电间隙2421对齐排序，即多个凸起结构2331与多个延伸阻挡子部2422沿前述延伸方向即长条形延伸部272的延伸方向交错排列。

其中，凸起结构2331与凸起结构2321相同，例如由对延伸阻挡部233进行局部加宽形成的，更具体地，凸起结构2331在主体部261和主体部271的宽度例如与多个延伸阻挡子部2422彼此之间的间距相同。凸起结构2331在垂直于前述提到的沿长条形延伸部272的延伸方向的方向(图2a的竖直方向)上的宽度可以根据电压规则以及实际需求进行调整。此外，为了调控电流的分布，多个延伸阻挡子部2422也可以在前述提及的延伸方向上非等间距设置，且各个延伸阻挡子部2422的大小形状也可以不相同。

需要说明的是，本实施例并不以图2a所示的电极26和电极27的形状为限，图2a示意的电极26和电极27的形状仅为了更好地理解本实施例。本实施例也不限制凸起结构2321和凸起结构2331的具体形状，其例如为图2a所示的矩形，或者也可以为梯形等其他形状。当然，凸起结构2321的形状也可以不同于凸起结构2331的形状。

【第三实施例】

参见图3a和图3b，本发明第三实施例提供一种半导体发光器件。如图3a和图3b所示，半导体发光器件30与半导体发光器件10相似，例如包括：基板31、外延层结构32、电流阻挡层33、电流阻挡层34、电流扩散层35、电极36和电极37。

具体地，如图3b所示，外延层结构32设置在基板31上且包括区域a1和区域a2。电流阻挡层33设置在外延层结构32上且位于区域a1。电流阻挡层34设置在外延层结构32上且位于区域a2。电流扩散层35设置在外延层结构32上且位于区域a1，其中电流扩散层35覆盖电流阻挡层33以使得电流阻挡层33位于电流扩散层35与外延层结构32之间。电极36设置在电流扩散层35远离外延层结构32的一侧、且与电流扩散层35电性接触。电极37设置在外延层结构32上且位于区域a2，其中电流阻挡层34位于电极37与外延层结构32之间。其中，如图3a所示，电极36包括主体部361和自主体部361侧向延伸形成的长条形延伸部362，电流阻挡层33包括与主体部361对应的主体阻挡部331和与长条形延伸部362对应且与主体阻挡部331一体成型的延伸阻挡部332。电极37包括主体部371和自主体部371侧向延伸形成的长条形延伸部372，电流阻挡层34包括与主体部371对应的主体阻挡部341和与长条形延伸部372对应的延伸阻挡部342，延伸阻挡部342例如包括相互间隔的多个导电间隙3421。其中延伸阻挡部332在邻近电极37的一侧设置有多个凸起结构3321，所述多个凸起结构3321与所述多个导电间隙3421对齐排列。举例而言，所述多个凸起结构3321与所述多个导电间隙3421例如沿长条形延伸部372的延伸方向(例如图3a的水平方向)对齐排列。

其中，延伸阻挡部342例如包括相互间隔的多个延伸阻挡子部3422，其中相邻两个延伸阻挡子部3422之间形成一个导电间隙3421，多个凸起结构3321与多个延伸阻挡子部3422交错排列。电极37的主体部371例如覆盖电流阻挡层34的主体阻挡部341，电流阻挡层34位于电极37与外延层结构32之间。

半导体发光器件30与半导体发光器件10的区别在于，半导体发光器件30还包括：附着增强层38，设置在电流扩散层35远离电流阻挡层33的一侧，且包括多个通孔381，其中电极36设置在附着增强层38远离电流扩散层35的一侧、且延伸至所述多个通孔381内以与电流扩散层35电性接触。

其中，电极36为金属复合层，且沿远离基板31的方向依次堆叠有铝层和位于所述铝层上的多个金属层。其中，电极36的铝层伸入所述多个通孔381并与附着增强层38和电流扩散层35直接接触。

其中，提到的位于所述铝层上的多个金属层例如包括：钛层、铂层和金层。由此可知，本实施例涉及的电极36与第一实施例涉及的电极16的结构不同，本实施例涉及的电极36例如没有镍层或者铬层。

附着增强层38的材料为透明绝缘物质，附着增强层38的透光率例如大于85％。附着增强层38的材料例如为二氧化硅、三氧化二铝或者氮化硅等透明绝缘物质，附着增强层38的多个通孔381例如等间距设置，如此一来增强了附着的稳定性。通孔381例如为圆形通孔、或者其他形状的通孔。

在第一实施例中电极16例如为五层金属结构且靠近基板11一侧的金属层通常为镍层或者铬层，本实施例将电极11的铬层或者镍层去掉得到电极36，利用铝层和透明绝缘材质的附着性较好，即利用电极36的铝层与附着增强层38的附着性从而将电极36固定，电极36处的电流通过附着增强层38的多个通孔381导通，从而进一步提高半导体发光器件的发光效率。

【第四实施例】

参见图4a和4b，本发明第四实施例公开一种半导体发光器件。如图4a和4b所示，半导体发光器件40与半导体发光器件10相似，半导体发光器件40例如包括：基板41、外延层结构42、电流阻挡层43、电流阻挡层44、电流扩散层45、电极46和电极47。

具体地，如图4b所示，外延层结构42设置在基板41上且包括区域a1和区域a2。电流阻挡层43设置在外延层结构42上且位于区域a1。电流阻挡层44设置在外延层结构42上且位于区域a2。电流扩散层45设置在外延层结构42上且位于区域a1，其中电流扩散层45覆盖电流阻挡层43以使得电流阻挡层43位于电流扩散层45与外延层结构42之间。电极46设置在电流扩散层45远离外延层结构42的一侧、且与电流扩散层45电性接触。电极47设置在外延层结构42上且位于区域a2，其中电流阻挡层44位于电极47与外延层结构42之间。其中，如图4a所示，电极46包括主体部461和自主体部461侧向延伸形成的长条形延伸部462，电流阻挡层43包括与主体部461对应的主体阻挡部431和与长条形延伸部462对应且与主体阻挡部431一体成型的延伸阻挡部432。电极47包括主体部471和自主体部471侧向延伸形成的长条形延伸部472，电流阻挡层44包括与主体部471对应的主体阻挡部441和与长条形延伸部472对应的延伸阻挡部442，其中延伸阻挡部442例如包括相互间隔的多个导电间隙4421。其中延伸阻挡部432在邻近电极47的一侧设置有多个凸起结构4321，所述多个凸起结构4321与所述多个导电间隙4421对齐排列，举例而言，所述多个凸起结构4321与所述多个导电间隙4421例如沿长条形延伸部472的延伸方向(例如图4a的水平方向)对齐排列。

半导体发光器件40与半导体发光器件10的主要区别在于，延伸阻挡部442为一体结构，即延伸阻挡部442与主体阻挡部441一体成型，前述提及的导电间隙4421例如为通孔。其中，凸起结构4321的宽度例如与相对应的通孔的直径相同，相邻的导电间隙4421例如通孔其直径可以相同，也可以不相同。此外，主体阻挡部441例如设置有通孔4411，电极47的主体部471填充通孔4411以与外延层结构42接触。

需要说明的是，在本发明的其他本实施例中，前述提及的主体阻挡部441也可以不设置通孔，对应地电极47的主体部471完全覆盖主体阻挡部441以实现与外延层结构的接触。

在本发明的其他实施例中，可以将前述提及的延伸阻挡部442设置为同第一实施例一样，包括相互间隔的多个延伸阻挡子部，多个凸起结构4321与多个延伸阻挡子部交错排列。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。