[发明专利]半导体发光器件

说明书

技术领域

本公开涉及一种半导体发光器件，更具体而言涉及一种电极结构得到改进以实现均匀电流密度分布的半导体发光器件。

背景技术

诸如发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的半导体发光器件是用于将电转换成光的固态电子器件。这种半导体发光器件包括设置于p型半导体层和n型半导体层之间的半导体材料有源层。如果在p型半导体层和n型半导体层的末端之间施加电流，从n型和p型半导体层向半导体材料有源层中注入电子和空穴。然后，在注入的电子和空穴在半导体材料有源层处复合时，产生光。

通常，由组分公式为Al_xIn_yGa_(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的氮化物基III-V族半导体化合物形成的半导体发光器件能够发射短波长(从紫外到绿色)，尤其是蓝光。对于由氮化物基半导体化合物形成的半导体发光器件而言，由于使用诸如蓝宝石衬底或碳化硅(SiC)衬底的绝缘衬底来满足晶体生长的晶格匹配条件，所以在发光结构的顶表面上几乎水平地布置用于施加驱动电流的p型半导体层和n型半导体层(亦即，电极具有平面结构)。

要求这种具有平面结构的氮化物基半导体发光器件的亮度要高，从而能够将氮化物基半导体发光器件用作照明源。为此，必须要通过均匀地展布电流来改善发光效率。不过，与具有垂直结构的氮化物基半导体发光器件(其中，两个电极分别设置于发光结构的顶表面和底表面)相比，具有平面结构的氮化物基半导体发光器件发光效率低，因为在发光区域中电流不是均匀分布的。

图1是示出了相关现有技术中氮化物基半导体发光器件的截面图。在发光器件1中，在绝缘蓝宝石衬底2上堆叠n型半导体层3、有源层4、p型半导体层5和透明电极6。对有源层4、p型半导体层5和透明电极6的部分进行台面蚀刻以暴露n型半导体层3，在n型半导体层3的暴露部分上形成n型电极11。在透明电极6上形成p型电极15。如果在p型电极15和n型电极11之间施加电流，在电流在有源层4中流动时发光。不过，由于p型电极15和n型电极11通常在远处，所以发光器件1的电流密度根据发光器件1的区域有大的变化。均匀的电流密度是提高发光效率和降低驱动电压必需的。

图2是示出了图1相关现有技术发光器件1的电极结构的平面图。图1是取自图2中线I-I′的截面图。

参考图2，在透明电极6一侧形成p型电极焊盘16。可以对p型电极焊盘16进行丝焊，作为p型电极15的一部分。在与p型电极焊盘16相反的另一侧，在n型半导体层3上形成n型电极焊盘12。可以对n型电极焊盘12进行丝焊，作为n型电极11的一部分。

形成于透明电极6一侧的p型辅助电极17电连接到p型电极焊盘16，使得p型辅助电极17从p型电极焊盘16两侧延伸。此外，与p型辅助电极17平行形成的n型辅助电极13电连接到n型电极焊盘12，使得n型辅助电极13从n型电极焊盘12的两侧延伸。

在这种结构中，由于施加到p型电极焊盘16的电流沿水平方向流动到n型电极焊盘12，所以电流的路径相当长。如果发光器件1的尺寸增大，电流路径的长度也增大。这样提高了电阻，从而提高了驱动电压。此外，电流分布不均匀。如果电流分布不均匀，从发光器件1的表面发射的光的强度和均匀性降低。

发明内容

本公开提供了一种具有电极结构的半导体发光器件，在该电极结构中可以均匀分布电流密度，以改善光输出功率特性、光转换效率和亮度。

根据示范性实施例，一种半导体发光器件包括：衬底；依次形成于所述衬底上的n型半导体层，有源层和p型半导体层；包括p型电极焊盘和p型辅助电极的p型电极，所述p型电极焊盘设置于所述p型半导体层的第一边缘，所述p型辅助电极连接到所述p型电极焊盘；以及包括n型电极焊盘和n型辅助电极的n型电极，所述n型电极焊盘设置于所述n型半导体层与所述p型电极焊盘相对的第二边缘，所述n型辅助电极连接到所述n型电极焊盘，其中所述n型辅助电极向设置所述p型电极焊盘的第一边缘延伸，所述p型辅助电极向设置所述n型电极焊盘的第二边缘延伸，所述n型辅助电极和所述p型辅助电极彼此平行，使得所述p型电极设置于所述n型电极周围。

在本公开中，半导体发光器件还可以包括导电层，该导电层位于衬底和n型半导体层之间的位置和p型半导体层和p型电极之间位置中的至少一个位置。例如，可以在衬底和n型半导体层之间形成缓冲层作为导电层，可以在p型半导体层和p型电极之间形成透明电极作为导电层。