專利名稱：半導體發(fā)光器件的制作方法
技術領域：
本公開總體涉及一種半導體發(fā)光器件，更具體地，涉及一種具有用于電流擴散的電極結構的半導體發(fā)光器件。III族氮化物半導體發(fā)光器件指的是例如包括由Al (x) Ga (y) In (Ι-χ-y)
1,0 ^ x+y ^ 1)組成的化合物半導體層的發(fā)光二極管的發(fā)光器件， 并且還可以包括由例如SiC、SiN, SiCN和CN的其他族元素組成的材料，以及由這樣的材料制成的半導體層。
背景技術：
這部分提供與本公開相關的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術。圖1是常規(guī)的III族氮化物半導體發(fā)光器件的示例的圖。III族氮化物半導體發(fā)光器件包括基板100、在基板100上生長的緩沖層200、在緩沖層200上生長的η型III族氮化物半導體層300、在η型III族氮化物半導體層300上生長的發(fā)光層(active layer) 400、在發(fā)光層400上生長的ρ型III族氮化物半導體層500、在ρ型III族氮化物半導體層500上形成的P側電極600、在ρ側電極600上形成的ρ側焊盤700、在通過對ρ型III族氮化物半導體層500和發(fā)光層400進行臺面蝕刻而露出的η型III族氮化物半導體層300上形成的η側電極800、以及可選的保護膜900。對于基板100，可以將GaN基板用作同質基板(homo-substrate)?？梢詫⑺{寶石基板、SiC基板或Si基板用作異質基板(hetero-substrate)。然而，可以使用其上可以生長氮化物半導體層的任何類型的基板。在使用SiC基板的情況下，η側電極800可以形成在SiC基板的表面上。在基板100上外延生長的氮化物半導體層通常通過金屬有機化學汽相沉積 (MOCVD)來生長。緩沖層200用于克服異質基板100與氮化物半導體層之間的晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)的差異。美國專利第5，122，845號描述了一種在380°C至800°C下、在藍寶石基板上生長具有100A至500A厚度的AlN緩沖層的技術。另外，美國專利第5，290, 393號描述了一種在 200 V至900 V下、在藍寶石基板上生長具有IOA至5000A厚度的Al (x) Ga (l_x) N (0彡χ < 1) 緩沖層的技術。此外，美國公開第2006/Μ4454號描述了一種在600°C至990°C下生長SiC 緩沖層(籽晶層)并且在其上生長^i(X) Ga (1-x) N1)的技術。優(yōu)選地，應該在η 型III族氮化物半導體層300的生長之前生長非摻雜GaN層。該非摻雜GaN層可以被認為是緩沖層200或η型III族氮化物半導體層300的一部分。在η型氮化物半導體層300中，至少η側電極800的形成區(qū)域(η型接觸層)摻雜有摻雜物。某些實施方式，η型接觸層由GaN制成，并且摻雜有Si。美國專利第5，733，796 號描述了一種通過調(diào)整Si與其他源材料的混合比來以目標摻雜濃度對η型接觸層進行摻雜的技術。發(fā)光層400通過電子和空穴的復合而產(chǎn)生光量子。例如，發(fā)光層400包含^i(X)Ga(1-x)N(0 < χ彡1)并且具有單層或多量子阱層。P型氮化物半導體層500摻雜有例如Mg的適當?shù)膿诫s物，并且通過激活過程 (activation process)而具有ρ型電導率。美國專利第5，Μ7，533號描述了一種通過電子束輻照來激活P型氮化物半導體層的技術。此外，美國專利第5，306，662號描述了一種通過在400°C以上進行退火而激活ρ型氮化物半導體層的技術。美國公開第2006/157714號描述了一種通過將氨與胼基原材料一起用作用于生長P型氮化物半導體層的氮前體、而無需激活過程使P型氮化物半導體層具有P型電導率的技術。ρ側電極600用于使電流易于供應至P型氮化物半導體層500。美國專利第 5，563，422號描述了一種關于透光電極的技術，該透光電極由形成在ρ型氮化物半導體層 500的幾乎整個表面上并且與ρ型氮化物半導體層500歐姆接觸的Ni和Au構成。另外，美國專利第6，515，306號描述了一種在ρ型氮化物半導體層上形成η型超晶格層、并且在其上形成由銦錫氧化物(ITO)制成的透光電極的技術。ρ側電極600可以形成為厚至不透射光線而將光線反射向基板100。該技術稱為倒裝芯片技術。美國專利第6，194，743號描述了一種關于電極結構的技術，該電極結構包括具有超過20nm厚度的Ag層、覆蓋Ag層的擴散阻擋層以及包含Au和Al并覆蓋擴散阻擋層的接合層。ρ側焊盤700和η側電極800用于供電和外部接線。美國專利第5，563，422號描述了一種使用Ti和Al形成η側電極的技術?？蛇x的保護膜900可以由SW2制成。η型氮化物半導體層300或ρ型氮化物半導體層500可以構成為單層或多層。通過采用激光技術或濕法蝕刻而將基板100從氮化物半導體層分離來形成垂直式發(fā)光器件。圖2是在美國專利第5，563，422號中描述的電極結構的示例的圖。ρ側焊盤700 和η側電極800位于發(fā)光器件的相對的對角部分上，以改善電流擴散。圖3是在美國專利第6，307，218號中描述的電極結構的示例的圖。根據(jù)發(fā)光器件的大面積趨勢，將分支電極910以規(guī)定的間隔提供在ρ側焊盤710與η側電極810之間，以改善電流擴散。然而，具有例如在美國專利第5，563，422號或美國專利第6，307，218號中描述的上述電極結構的發(fā)光器件具有這樣的問題，即，電流集中在區(qū)域R上并且P側焊盤710與η 側電極810之間距離較短。如果在連接至ρ側焊盤710或η側電極810的導線上發(fā)生接合缺陷，則發(fā)光器件的電流擴散不均勻。圖4是經(jīng)歷導線接合缺陷的半導體發(fā)光器件的照片。圖4(a)是顯示具有正常接合至其上的四條導線的發(fā)光器件的光發(fā)射的照片，圖4(b)是顯示具有沿斜對角方向與其分離的兩條導線和接合至其上的兩條導線的發(fā)光器件的光發(fā)射的照片。圖4(c)是顯示具有沿單向與其分離的兩條導線和接合至其上的兩條導線的發(fā)光器件的光發(fā)射的照片?？梢钥闯?，在圖4(c)中，由于導線接合缺陷使得發(fā)光不均勻。在多種實施方式中，已經(jīng)提出將兩個焊盤粘合以一起放置的發(fā)光器件以解決上述問題。然而，在位于相對側上的焊盤之間仍然發(fā)生電流集中。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題將在用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式的下面的部分中描述由本公開解決的問題。技術方案這部分提供本公開的總體概括，并且不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種通過電子和空穴的復合而產(chǎn)生光的半導體發(fā)光器件，該半導體發(fā)光器件包括第一接合電極和第二接合電極，所述第一接合電極和所述第二接合電極為電子和空穴的復合供應電流；從第一接合電極延伸的第一分支電極和第二分支電極；以及從第二接合電極延伸的第三分支電極，所述第三分支電極位于第一分支電極與第二分支電極之間，并且與第一分支電極具有第一間隔，并且與第二分支電極具有比第一間隔小的第二間隔，其中第二分支電極與第一分支電極相比，位于距離該半導體發(fā)光器件的中心更遠的位置上，并且第二分支電極與第三分支電極相比，位于距離該半導體發(fā)光器件的中心更遠的位置上。根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種通過電子和空穴的復合而產(chǎn)生光的半導體發(fā)光器件，該半導體發(fā)光器件包括第一接合電極和第二接合電極，所述第一接合電極和所述第二接合電極為電子和空穴的復合供應電流，第一接合電極和第二接合電極中的至少一個具有兩個焊盤；從第一接合電極延伸的第一分支電極和第二分支電極；以及從第二接合電極延伸的第三分支電極，所述第三分支電極配置在第一分支電極與第二分支電極之間， 并且與第一分支電極相距第一間隔，并且與第二分支電極相距為比第一間隔小的第二間隔。有益效果根據(jù)本公開的III族氮化物半導體發(fā)光器件，可以防止電流集中。在根據(jù)本公開的III族氮化物半導體發(fā)光器件的某些實施方式中，即使存在導線接合缺陷，也能夠防止電流集中。


圖1是傳統(tǒng)的III族氮化物半導體發(fā)光器件的示例的圖。圖2是在美國專利第5，563，422號中描述的電極結構的示例的圖。圖3是在美國專利第6，307，218號中描述的電極結構的示例的圖。圖4是經(jīng)歷導線接合缺陷的半導體發(fā)光器件的照片。圖5是根據(jù)本公開的半導體發(fā)光器件的電極結構的實施方式的圖。圖6是根據(jù)本公開的半導體發(fā)光器件的實施方式的圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖詳細描述本公開。圖5是根據(jù)本公開的發(fā)光器件的電極結構的實施方式的圖。該電極結構包括焊盤 70和80，以及分支電極91、92、93和94。將電流施加至焊盤70和80。當電流被施加至焊盤70和80時，可能在焊盤70和 80之間產(chǎn)生其上電流不均勻擴散而是集中的區(qū)域(在下文中稱為“集中區(qū)域R”)。例如，
5集中區(qū)域R主要位于焊盤70與焊盤80之間的直線距離上。然而，根據(jù)本公開，集中區(qū)域R 不限于位于焊盤70與焊盤80之間的直線距離上的區(qū)域R1，還指示與周圍相比、其上電流相對集中的區(qū)域；即，區(qū)域Rl可以是相對于區(qū)域R2的集中區(qū)域R，并且區(qū)域R2可以是相對于區(qū)域R3的集中區(qū)域R (參見圖5(a))。因此，當電流分布相對變化時，集中區(qū)域R可能形成在區(qū)域Rl中。分支電極91連接至焊盤70并且位于集中區(qū)域R中。分支電極92連接至焊盤80 并且位于與分支電極91相距間隔Gl的位置上。分支電極93連接至分支電極91并且位于與分支電極92相距間隔G2的位置上。例如，間隔Gl大于間隔G2(參見圖5(b))。因此， 可以縮小或消除集中區(qū)域R。在某些實施方式中，從分支電極91開始依次設置分支電極92 和分支電極93，從而有利于縮小或消除集中區(qū)域R。參照圖5(c)，分支電極94位于距離分支電極93為小于間隔Gl的間隔G3的位置上。在某些實施方式中，間隔G3小于間隔G2。其原因是由于分支電極91與分支電極92的間隔Gl和分支電極92與分支電極93的間隔G2之間的關系可以應用于間隔G2和間隔G3。圖6是根據(jù)本公開的半導體發(fā)光器件的實施方式的圖。該發(fā)光器件包括焊盤70 和80、以及分支電極91、92、93、94和95。例如，假設發(fā)光器件具有Imm的寬度和長度。焊盤70和焊盤80供應電流，使得發(fā)光層(參見圖1)能夠通過電子和空穴的復合而發(fā)光。焊盤70和焊盤80位于發(fā)光器件的兩側之間。將兩個圓形焊盤72和74粘著以形成焊盤70，并且這兩個圓形焊盤72和74可以相互間隔開并通過分支電極91、93和95而相互連接，以形成焊盤70。另外，焊盤72、74、82和84可以形成為例如橢圓形、多邊形等的各種形狀。分支電極91從焊盤70向焊盤80延伸，這意味著分支電極91位于集中區(qū)域R中， 如參照圖5所說明的。分支電極92位于與分支電極91相距間隔Gl的位置上。例如，分支電極92從焊盤80向焊盤70延伸，并且以與分支電極91相距1 μ m的間隔Gl向兩側分開，從而易于電流擴散?？偟貋碚f，分支電極92彎曲并且延伸以包圍分支電極91。分支電極93位于與分支電極92相距為小于間隔Gl的間隔G2的位置上。例如， 分支電極93以與分支電極92相距89 μ m的間隔G2向分支電極91的兩側分開，從而易于電流擴散?？偟貋碚f，分支電極93彎曲并且延伸以包圍分支電極92。分支電極94位于與分支電極93相距間隔G3的位置上。如圖5所示，間隔G3小于間隔G1，并且在某些實施方式中小于間隔G2。例如，分支電極94以與分支電極93相距 80 μ m的間隔G3向分支電極92的兩側分開，從而易于電流擴散?？偟貋碚f，分支電極94彎曲并且延伸以包圍分支電極93。分支電極95可以位于與分支電極94相距例如89 μ m的間隔G4的位置上。間隔 G4可以根據(jù)電流集中的程度而大于或小于間隔G3。在分支電極92、93、94和95上形成環(huán)狀擴展部分e。電流可以通過擴展部分e擴散至外圍，這進一步地改善了電流擴散。在下文中，將描述本公開的各種示例性實施方式。(1)半導體發(fā)光器件包括以不同間隔定位的多個分支電極。這防止了電流集中。(2)半導體發(fā)光器件包括能夠將多條導線接合至其上的電極。即使在電極上出現(xiàn)導線接合缺陷時，這也能防止電流集中。 (3)半導體發(fā)光器件包括為電子和空穴的復合供應電流的第一接合電極和第二接合電極，從第一接合電極延伸的第一分支電極和第二分支電極，以及從第二接合電極延伸的第三分支電極，其布置在第一分支電極與第二分支電極之間，并且與第一分支電極具有第一間隔，并且與第二分支電極具有比第一間隔小的第二間隔，其中第二分支電極與第一分支電極相比，位于距離發(fā)光器件的中心更遠的位置上，第二分支電極與第三分支電極相比，位于距離該半導體發(fā)光器件的中心更遠的位置上，并且將第一接合電極和第二接合電極中的至少一個布置在該半導體發(fā)光器件的一側的中心部分上。這使得電流能夠從該半導體發(fā)光器件的中心部分擴散到外圍。
權利要求
1.一種半導體發(fā)光器件，其通過電子和空穴的復合而產(chǎn)生光，所述半導體發(fā)光器件包括第一接合電極和第二接合電極，所述第一接合電極和第二接合電極為電子和空穴的復合供應電流；從所述第一接合電極延伸的第一分支電極和第二分支電極；以及從所述第二接合電極延伸的第三分支電極，所述第三分支電極位于所述第一分支電極與所述第二分支電極之間，并且與所述第一分支電極相距第一間隔，與所述第二分支電極相距比所述第一間隔小的第二間隔，其中，所述第二分支電極與所述第一分支電極相比，位于距離所述半導體發(fā)光器件的中心更遠的位置上，并且所述第二分支電極與所述第三分支電極相比，位于距離所述半導體發(fā)光器件的中心更遠的位置上。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述第一接合電極和所述第二接合電極中的至少一個包括兩個焊盤。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述第一接合電極和所述第二接合電極中的至少一個位于所述半導體發(fā)光器件的一側的中心部分上。
4.根據(jù)權利要求3所述的半導體發(fā)光器件，其中，相互面對地放置所述第一接合電極和所述第二接合電極。
5.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述第一分支電極向所述第二接合電極延伸。
6.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，所述半導體發(fā)光器件包括第四分支電極， 所述第四分支電極從所述第二接合電極延伸，并且位于距離所述第二分支電極為比所述第二間隔小的第三間隔的位置上。
7.根據(jù)權利要求2所述的半導體發(fā)光器件，其中，將所述第一接合電極和所述第二接合電極中的至少一個布置在所述發(fā)光器件的一側的中心部分上；相互面對地布置所述第一接合電極和所述第二接合電極；并且所述第一分支電極向所述第二接合電極延伸。
8.根據(jù)權利要求7所述的半導體發(fā)光器件，所述半導體發(fā)光器件包括第四分支電極， 所述第四分支電極從所述第二接合電極延伸，并且位于距離所述第二分支電極為比所述第二間隔小的第三間隔的位置上。
9.根據(jù)權利要求8所述的半導體發(fā)光器件，其中，所述發(fā)光器件是III族氮化物半導體發(fā)光器件。
10.一種半導體發(fā)光器件，其通過電子和空穴的復合而產(chǎn)生光，所述半導體發(fā)光器件包括第一接合電極和第二接合電極，所述第一接合電極和第二接合電極為電子和空穴的再結合供應電流，所述第一接合電極和所述第二接合電極中的至少一個具有兩個焊盤； 從所述第一接合電極延伸的第一分支電極和第二分支電極；以及從所述第二接合電極延伸的第三分支電極，所述第三分支電極布置在所述第一分支電極與所述第二分支電極之間，并且與所述第一分支電極相距第一間隔，與所述第二分支電極相距為比所述第一間隔小的第二間隔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導體發(fā)光器件，更具體地涉及一種通過電子和空穴的復合而產(chǎn)生光的半導體發(fā)光器件。該半導體發(fā)光器件包括第一接合電極和第二接合電極，它們?yōu)殡娮雍涂昭ǖ膹秃瞎娏?；從第一接合電極延伸的第一分支電極和第二分支電極；以及從第二接合電極延伸的第三分支電極，其位于第一分支電極與第二分支電極之間，并且與第一分支電極相距第一間隔，與第二分支電極相距為比第一間隔小的第二間隔。第二分支電極與第一分支電極相比位于距離發(fā)光器件的中心更遠的位置上，并且第二分支電極與第三分支電極相比位于距離發(fā)光器件的中心更遠的位置上。
文檔編號H01L33/38GK102239577SQ200980148846
公開日2011年11月9日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權日2008年12月4日
發(fā)明者南起燃, 李泰熙, 金昌臺 申請人:艾比維利股份有限公司