[发明专利]具有形成在有纹理的表面上的接触部的半导体发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及具有布置在半导体结构的表面上的n接触部的倒装芯片半导体发光器件，该表面具有蚀刻通过p型区域和发光层的到达n型区域的多个开口。

背景技术

包括发光二极管（LED）、谐振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光二极管（VCSEL）和边发射激光器的半导体发光器件属于最高效的当前可用光源之一。当前在能够跨越可见光谱进行操作的高亮度发光器件的制造中所关注的材料系统包括III-V族半导体，具体地，包括镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金，也被称作III族氮化物材料。典型地，III族氮化物发光器件是通过以下方式来制造的：利用金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其他外延技术，在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物、复合物或其他合适衬底上外延生长不同成分和掺杂浓度的半导体层的叠层。该叠层通常包括在衬底上形成的掺杂有例如硅的一个或多个n型层、在一个或多个n型层上形成的有源区域中的一个或多个发光层以及在有源区域上形成的掺杂有例如镁的一个或多个p型层。在n型区域和p型区域上形成电接触部。

美国专利申请2007-0096130描述了“一种在LED管芯接合至基座（submount）之后使用激光剥离工艺移除生长衬底（例如蓝宝石）来形成LED结构的工艺”。为了消除使用基座与LED管芯之间的底部填料来支撑管芯的需要，LED管芯的下侧具有形成于其上的基本上处于相同平面中的阳极电极和阴极电极，其中这些电极覆盖了LED结构的背表面的至少85%。基座具有基本上处于相同平面中的阳极电极和阴极电极的对应布局。

“LED管芯电极和基座电极互连在一起，使得LED管芯的几乎整个表面由这些电极和基座支撑。未使用底部填料。可以使用将LED与基座互连的不同方法，例如超声或热超声金属至金属互扩散（金-金、铜-铜、其他韧性金属或者以上的组合），或者利用不同合金成分（例如金-锡、金-锗、锡-银、锡-铅或其他类似合金系统）的焊接。

“然后，使用激光剥离工艺，从LED层移除形成LED结构顶部的生长衬底，该激光剥离工艺剥落生长衬底和LED层的界面处的材料。由于电极和基座对LED层的大面积支撑，在激光剥离工艺期间产生的极高压力不会损坏LED层。还可以使用其他衬底移除工艺。

发明内容

本发明的目的是在半导体结构的表面上形成n接触部，所述表面具有蚀刻通过p型区域和发光层以暴露n型区域的多个开口。在一些实施例中，开口可以足够小且分隔成足够接近在一起，以使得在衬底移除期间充分支撑所述半导体结构，而无需较厚的接触部以补偿通过蚀刻而暴露的n型区域的顶部与p型区域的顶部之间的高度差。

在一些实施例中，器件包括半导体结构，所述半导体结构包括布置在n型区域与p型区域之间的发光层。所述半导体结构包括n接触区域和p接触区域。所述n接触区域的横截面包括其中移除了部分所述发光层和p型区域以暴露所述n型区域的多个第一区域。所述多个第一区域由其中所述发光层和p型区域仍存在于所述器件中的多个第二区域分隔。所述器件还包括在所述p接触区域中的半导体结构上形成的第一金属接触部以及在所述n接触区域中的半导体结构上形成的第二金属接触部。所述第二金属接触部与所述n接触区域中的第二区域中的至少一个电接触。

附图说明

图1是具有厚的n接触部的倒装芯片半导体发光器件的截面视图。

图2示意了在蚀刻以暴露n型区域的部分之后III族氮化物半导体结构的一部分。

图3示意了在形成并图案化厚金属层之后图2的结构。

图4示意了接合至底座（mount）的III族氮化物发光器件。

具体实施方式

在如以上在美国专利申请2007-0096130中描述的具有大面积金属接触部的器件中，大的接合压力和超声功率在接合期间可能是必要的，以克服LED管芯电极和基座电极的形貌的细微变化。侵蚀性接合条件可以导致在接合期间对LED中的半导体材料的损坏。由于电极的面积大，在接合期间在电极中缺少柔顺性（即变形和塌陷）使得侵蚀性接合条件可能成为必需。