第iii族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明技術(shù)涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件以及制造該器件的方法。更具體 地，本發(fā)明技術(shù)涉及具有電流阻擋層的第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件以及制造該器件的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中，電流傾向于在P電極的正下方的區(qū)中流動(dòng)， 而在遠(yuǎn)離P電極的區(qū)中電流流動(dòng)受阻礙。由于電流流動(dòng)的局域化，發(fā)光器件的總的發(fā)射效 率可能被抑制。
[0003] 在防止這樣的電流流動(dòng)的局域化的一個(gè)方案中，在p電極的正下方設(shè)置電流阻擋 層。例如，專利文獻(xiàn)1公開了一種透明絕緣膜被形成為電流阻擋層的技術(shù)（參見例如專利 文獻(xiàn)1的第[0017]段和第[0018]段和圖1)。憑借電流阻擋層，可以使得在發(fā)光層中選擇 地發(fā)生發(fā)光（參見例如專利文獻(xiàn)1的第[0004]段）。
[0004] 專利文獻(xiàn)2公開了一種激光剝離型發(fā)光器件。在該發(fā)光器件中，在p型GaN層與 P電極之間設(shè)置有電流阻擋層。電流阻擋層用作分布式布拉格反射器（DBR)。該電流阻擋 層擴(kuò)散電流，并且該分布式布拉格反射器（DBR)將由發(fā)射層發(fā)射的光朝著在η型半導(dǎo)體層 側(cè)上的光提取面反射（參見例如專利文獻(xiàn)2的第[0010]段和第[0028]段）。
[0005] 專利文獻(xiàn)1 :日本公開特許公報(bào)（特開）第2008-192710號(hào)
[0006] 專利文獻(xiàn)2:日本公開特許公報(bào)（特開）第2007-150310號(hào)
[0007] 同時(shí)，在一些情況下，在ρ型半導(dǎo)體側(cè)上具有光提取面的面朝上型發(fā)光器件可以 被設(shè)置有也用作分布式布拉格反射器（DBR)的電流阻擋層。在這樣的情況下，從發(fā)光層朝 著Ρ電極發(fā)射的光被分布式布拉格反射器（DBR)反射，由此光不被ρ電極吸收而是朝著半 導(dǎo)體層被反射。盡管光不被Ρ電極吸收，但是光可以被光發(fā)射層再吸收。為了抑制光的再 吸收，還用作分布式布拉格反射器（DBR)的電流阻擋層優(yōu)選地具有稍微小的尺寸。
[0008] 從另一角度，半導(dǎo)體發(fā)光器件優(yōu)選地獲得超過(guò)所期望的器件區(qū)的充分的電流擴(kuò) 散。為此，電流阻擋層優(yōu)選地具有稍微大的尺寸。然而，當(dāng)大面積電流阻擋層形成為獲得充 分的電流擴(kuò)散時(shí)，待提取至外部的光不期望地朝著半導(dǎo)體層反射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 已經(jīng)構(gòu)想了本技術(shù)以解決在傳統(tǒng)技術(shù)中所涉及的前述技術(shù)問(wèn)題。因而，本技術(shù)的 目的為提供在發(fā)光層的發(fā)光面中實(shí)現(xiàn)充分的電流擴(kuò)散并且獲得至外部的合適的光提取的 第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。另一目的為提供用于制造該發(fā)光器件的方法。
[0010] 在本技術(shù)的第一方面中，提供了一種第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括：
[0011] 具有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層；
[0012] 設(shè)置在第一半導(dǎo)體層上的發(fā)光層；
[0013] 具有第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層，第二半導(dǎo)體層被設(shè)置在發(fā)光層上；
[0014] 設(shè)置在第二半導(dǎo)體層上的透明電極；
[0015]電連接至第一半導(dǎo)體層的第一電極；以及
[0016] 電連接至第二半導(dǎo)體層的第二電極。在該第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中，在 第二半導(dǎo)體層與透明電極之間插入有絕緣多層膜，其中絕緣多層膜具有接觸第二半導(dǎo)體層 的第一表面和接觸透明電極的第二表面。絕緣多層膜用作分布式布拉格反射器并且形成在 包括通過(guò)將第二電極投影至第二半導(dǎo)體層所獲得的投影區(qū)域的區(qū)中。絕緣多層膜具有第一 區(qū)和第二區(qū)，其中第一區(qū)具有厚度大于絕緣多層膜的最大膜厚度的95%的層，并且第二區(qū) 具有厚度不大于絕緣多層膜的最大膜厚度的95%的層。在第二區(qū)中絕緣多層膜的第二表面 包括具有朝著第一表面凹陷的凹部的斜坡。
[0017]該第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有絕緣多層膜。該絕緣多層膜用作電流阻擋 層并還用作分布式布拉格反射器（DBR)。因?yàn)樵摻^緣多層膜被設(shè)置有凹部，所以該絕緣多層 膜具有反射區(qū)和透射區(qū)。因此，用作電流阻擋層的絕緣多層膜抑制電流在第二電極的正下 方流動(dòng)并且實(shí)現(xiàn)了在發(fā)光面中充分的電流擴(kuò)散。另外，該絕緣多層膜將一部分光朝著第二 電極反射，并且將另一部分光合適地發(fā)射至外部。因而，可以形成足夠?qū)挼慕^緣多層膜，從 而該半導(dǎo)體發(fā)光器件呈現(xiàn)高的光發(fā)射效率。
[0018] 本技術(shù)的第二方面涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的具體方式，其中，在正 交于第一表面并且包括第一區(qū)和第二區(qū)的截面中，在位于第二表面上并且二等分第二區(qū)的 寬度的第一點(diǎn)處，絕緣多層膜的厚度為絕緣多層膜的最大膜厚度的5%至40%。
[0019] 本技術(shù)的第三方面涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的具體方式，其中，在正 交于第一表面并且包括第一區(qū)和第二區(qū)的截面中，與位于第二表面上并且二等分第二區(qū)的 寬度的第一點(diǎn)相比，在絕緣多層膜的厚度為最大膜厚度的1/2處的第二點(diǎn)位于更靠近第一 區(qū)處。
[0020] 本技術(shù)的第四方面涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的具體方式，其中，在正 交于第一表面并且包括第一區(qū)和第二區(qū)的截面中，第一角的角度Θ1比第二角的角度Θ2 大多5°，其中第一角形成在第一線與絕緣多層膜的第一表面之間，第一線連接二等分第二 區(qū)的寬度的第一點(diǎn)與在第二表面上并且對(duì)應(yīng)于最大膜厚度的95%的第一端部，并且第二角 形成在第二線與絕緣多層膜的第一表面之間，第二線連接第一點(diǎn)與位于絕緣多層膜的外圍 處的第二端部。
[0021] 本技術(shù)的第五方面涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的具體方式，其中第一角θ1 為 15° 至 45°。
[0022] 本技術(shù)的第六方面涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的具體方式，其中第二角Θ2 為 3。至 30°。
[0023] 本技術(shù)的第七方面涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的具體方式，其中位于第 二表面上并且對(duì)應(yīng)于最大膜厚度的95%的第一端部位于投影區(qū)域內(nèi)側(cè)距投影區(qū)域的端部 3μm或更小的距離處，或者位于投影區(qū)域外側(cè)距投影區(qū)域的端部7μm或更小的距離處。
[0024] 本技術(shù)的第八方面涉及第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的具體方式，其中，在二 等分第二區(qū)的寬度的第一點(diǎn)的外側(cè)的區(qū)中，絕緣多層膜滿足下面的方程式：
[0025] d<λ/ (4 ·η)
[0026] (其中，d為絕緣多層膜的總厚度，λ為光的波長(zhǎng)，η為絕緣多層膜的一個(gè)層的折 射率）。
[0027] 在本技術(shù)的第九方面中，提供了一種用于制造第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的 方法，該方法包括下面的步驟：
[0028] 形成具有第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層的第一半導(dǎo)體層形成步驟；
[0029] 在第一半導(dǎo)體層上形成發(fā)光層的發(fā)光層形成步驟；
[0030] 在發(fā)光層上形成具有第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層的第二半導(dǎo)體層形成步驟；
[0031] 在第二半導(dǎo)體層的一部分上形成絕緣多層膜的絕緣多層膜形成步驟；
[0032] 在絕緣多層膜和第二半導(dǎo)體層的剩余部分上形成透明電極的透明電極形成步 驟；
[0033] 在第一半導(dǎo)體層上形成第一電極的第一電極形成步驟；以及
[0034] 在透明電極上形成第二電極的第二電極形成步驟。絕緣多層膜形成步驟包括如下 步驟：
[0035] 涂覆抗蝕劑的抗蝕劑涂覆步驟；
[0036] 對(duì)除了絕緣多層膜形成區(qū)之外的區(qū)進(jìn)行曝光的第一曝光步驟；
[0037] 對(duì)抗蝕劑進(jìn)行加熱的焙燒步驟；
[0038] 對(duì)抗蝕劑的整體進(jìn)行曝光的第二曝光步驟；
[0039] 去除在第一曝光步驟中沒(méi)有被曝光的部分，從而提供端部變寬的孔的制孔步驟；
[0040] 在孔的內(nèi)部形成絕緣多層膜的膜形成步驟；以及
[0041 ] 去除抗蝕劑的抗蝕劑去除步驟。
[0042] 本技術(shù)提供了一種第III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，該第III族氮 化物半導(dǎo)體發(fā)光器件實(shí)現(xiàn)了在發(fā)光層的發(fā)光面中充分的電流擴(kuò)散并且獲得了向外部的合 適的光提取。
【附圖說(shuō)明】
[0043] 由于在結(jié)合附圖考慮的情況下，參照優(yōu)選實(shí)施方案的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的各 種其他目的、特征和許多附帶優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，所以可以容易地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的各種 其他目的、特征以及許多附帶優(yōu)點(diǎn)，其中：
[0044] 圖1是一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的構(gòu)造的示意圖；
[0045] 圖2是該實(shí)施方案的發(fā)光器件的絕緣多層膜的結(jié)構(gòu)的圖；
[0046] 圖3是該實(shí)施方案的發(fā)光器件的絕緣多層膜和其他元件的結(jié)構(gòu)的圖；
[0047] 圖4是在圖3中所示出的結(jié)構(gòu)的放大圖；
[0048] 圖5是示出在該實(shí)施方案的發(fā)光器件中的反射區(qū)和透射區(qū)的概念的圖；
[0049] 圖6是示出形成該實(shí)施方案的發(fā)光器件的絕緣多層膜的步驟的圖（1);
[0050] 圖7是示出形成該實(shí)施方案的發(fā)光器件的絕緣多層膜的步驟的圖（2)