[发明专利]用于光发射的半导体器件的制作

说明书

技术领域

本发明涉及用于光发射的半导体器件的制作，具体而言(但非排他地)涉及在蓝宝石衬底上这种半导体器件的制作。

背景技术

例如发光二极管(“LED”)、激光二极管、光电检测器、晶体管、开关等的GaN半导体器件已广泛用在许多应用中。公知的应用包括但不限于交通信号、移动电话显示背光、液晶显示器(“LCD”)背光、照相机的闪光灯，等等。用作LED、激光二极管或照明的氮化镓半导体的制作的生产率相对较低。另外，已知的技术使得半导体器件的光输出不是最优的。

发明内容

根据第一优选的方面，提供了一种用于光发射的半导体器件，包括：

(a)多个外延层，包括用于光生成的有源层、用于光传输的n型层和用于光反射的p型层；

(b)其上具有用于导电金属外部层的至少一个种子层的所述p型层；

(c)至少一个种子层，其包括用于提供对外部层和光反射层的不同热膨胀的缓冲的材料。

该至少一个种子层还可包括扩散阻挡，其用于提供对施加到其的层扩散到p型层、有源层和n型层中的至少一个的扩散的阻挡。

根据第二优选的方面，提供了一种用于光发射的半导体器件，包括：

(a)多个外延层，包括用于光生成的有源层、用于光传输的n型层和用于光反射的p型层；

(b)其上具有用于导电金属外部层的至少一个种子层的所述p型层；

(c)至少一个种子层，该至少一个种子层包括扩散阻挡，其用于提供对施加到其的层扩散到p型层、有源层和n型层中的至少一个的扩散的阻挡。

对于第二方面，该至少一个种子层还可包括用于提供对外部层和光反射层的不同热膨胀的缓冲的材料。

对于第一和第二方面，该至少一个种子层可包括多个种子层，该多个种子层包括具有第一热膨胀系数的反射性材料的第一种子层和具有第二热膨胀系数的第二材料的第二种子层。第二热膨胀系数可大于第一热膨胀系数。

n型层可包括n型金属阵列。外部层和n型金属阵列可包括半导体器件的端子。

根据第三优选的方面，提供了一种包括多个外延层的用于光发射的半导体器件，该多个外延层包括：

(a)p型层；

(b)p型层上的至少一个反射层；

(c)至少一个反射层上的外部导电材料层；

(d)n型层；以及

(e)n型层上的n型金属；

(f)n型层和p型层之间的有源层；

n型金属以阵列形式布置在n型层的中心处以最小化其对光输出的影响；n型金属和外部层是半导体器件的端子。

多个种子层可包括具有第一热膨胀系数的反射性材料的第一种子层和具有第二热膨胀系数的第二材料的第二种子层；第二热膨胀系数大于第一热膨胀系数。

对于上述三个方面，在第一种子层和第二种子层之间可以存在具有中间热膨胀系数的至少一种中间材料的至少一个中间种子层，中间热膨胀系数大于第一热膨胀系数并且小于第二热膨胀系数。外部层可由第二材料制成。反射性材料、第二材料和中间材料可以都是不同的。中间材料可以是用于防止第二材料扩散到外延层中的扩散阻挡。外部层可以相对较厚，并且可用作选自用于所述半导体器件的如下的至少之一：结构支撑、热沉、散热器、电流发散器和作为端子。阵列可包括中心部分、外部部分以及连接中心部分和外部部分的接合部分；外部部分和接合部分用于电流发散。半导体器件可以是氮化镓半导体器件；并且外部层可以由第二材料制成。

根据第四优选的方面，提供了一种用于制作用于光发射的半导体器件的方法，该方法包括：

(a)在半导体器件的多个外延层中的p型层上，形成p型金属层；以及

(b)在p型金属层上，施加多个种子层中的第一种子层，第一种子层由第一材料制成，第一材料是光反射性的并且具有第一热膨胀系数；以及

(c)在第一种子层上形成多个种子层中的第二种子层，第二种子层由第二材料制成，第二材料具有第二热膨胀系数，第二热膨胀系数大于第一热膨胀系数；

(d)在p型金属层上，施加至少一个种子层，作为用于提供对施加到其的层扩散到p型层中的扩散的阻挡的扩散阻挡。

多个种子层之一可以是用于提供对施加到其的层扩散到p型层中的扩散的阻挡的扩散阻挡。

根据第五优选的方面，提供了一种用于制作用于光发射的半导体器件的方法，该方法包括：

(a)在半导体器件的多个外延层中的p型层上，形成p型金属层；以及

(b)在p型金属层上，施加至少一个种子层，作为用于提供对施加到其的层扩散到p型层中的扩散的阻挡的扩散阻挡。