[发明专利]半导体发光器件及用于制造其的方法

说明书

技术领域

本文描述的实施例总体上涉及一种半导体发光器件及用于制造其的方法。

背景技术

存在许多种情况，其中使用基于氮化镓（GaN）的材料的发光层是形成在蓝宝石衬底上。在倒装芯片型器件中（其中将p侧电极和n侧电极设置在与光的提取表面相反的侧上），将光从GaN层通过蓝宝石衬底提取到空气中。GaN层、蓝宝石衬底和空气的折射率分别是2.4、1.8和1.0；在提取光的方向上，介质的折射率以阶段性改变。

另一方面，这样的结构已经被提出，其中蓝宝石衬底被去除，以缩小尺寸和减小器件的厚度。在这种情况下，因为没有蓝宝石衬底，介质的折射率在从GaN层向着空气的方向上极大地改变；而且光提取效率可能降低。

引用列表

专利文献

PTL1：美国专利申请公开文本No.2010/0148198

附图说明

图1A和1B是实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

图2A至图13B为示出了一种用于制造该实施例的半导体发光器件的方法的示意图。

图14是另一个实施例的半导体发光器件的示意性截面图。

具体实施方式

根据一个实施例，半导体发光器件包括：半导体层、p侧电极、n侧电极和无机膜。半导体层包括具有不平坦性（unevenness）的第一表面、与第一表面相对的第二表面、和发光层。该半导体层包括氮化镓。p侧电极被设置在包括所述发光层的区域中的所述第二表面上。该n侧电极被设置在不包括所述发光层的区域中的所述第二表面上。无机膜被设置为遵从第一表面的不平坦性，并与所述第一表面接触。无机膜具有的主要成分为硅和氮。无机膜的折射率介于氮化镓的折射率和空气的折射率之间。不平坦性还形成于无机膜的表面中。

现在将参照附图描述实施例。附图中类似的部件标有相同的附图标记。

示出制造过程的附图中示出了包括多个半导体层15（芯片）的一部分晶片的区域。

图1A为实施例的半导体发光器件10的示意性截面图；图1B是图1A的主要部件的放大图。

半导体发光器件10包括半导体层15。半导体层15包括第一表面15a和与第一表面15a相对的第二表面。电极和互连层被设置在第二表面一侧上；光主要从与第二表面相对的第一表面15a被发射到外部。

半导体层15包括第一半导体层11和第二半导体层12。第一半导体层11和第二半导体层12包括氮化镓。第一半导体层11包括例如基础缓冲层、n型层等；所述n型层用作电流的横向路径。第二半导体层12包括堆叠结构，在堆叠结构中发光层（有源层）13被置于n型层和p型层之间。

半导体层15的第二表面侧被图案化为不平坦的结构。形成在第二表面侧上的突起包括发光层13。p侧电极16被设置于第二半导体层12的顶面上，即该突起的顶面上。p侧电极16被设置在包括发光层13的区域中。

没有包括发光层13的第二半导体12的区域被设置在半导体层15的第二表面侧上的突起旁边；并且n侧电极17被设置在该区域的第一半导体层11的顶面上。该n侧电极17被设置在不包括发光层13的区域内。

在如图4B所示的半导体层15的第二表面侧上，包括发光层13的第二半导体层12的表面区域大于不包括发光层13的第一半导体层11的表面区域。

在如图5B所示的半导体层15之一中，设置在包括发光层13的区域中的p侧电极16具有比设置在不包括发光层13的区域中的n侧电极17更大的表面面积。因此，获得了宽的发光区域。图5B中示出的p侧电极16和n侧电极17的布局是示例并且不受限于该布局。

第一绝缘层（下文中简称为绝缘层）18被设置在半导体层15的第二表面侧上。绝缘层18覆盖半导体层15、p侧电极16和n侧电极17。存在这样的情况，其中另一绝缘膜（例如氧化硅膜）被设置在绝缘层18和半导体层15之间。例如，绝缘层18是树脂，例如具有优异的超精细开口的图案形成性的聚酰亚胺。可替代地，无机物质，如二氧化硅、氮化硅等，可以被用作绝缘层18。

绝缘层18包括在与半导体层15相反的侧上的互连表面18c。p侧互连层21和n侧互连层22被彼此间隔地设置在互连表面18c上。

p侧互连层21还被设置在绝缘层18中制成的第一通孔18a内，以到达p侧电极16，并电连接到p侧电极16。并不总是需要p侧互连层21形成在绝缘层18上。例如，可以采用这样的结构，其中所述p侧互连层21仅设置在p侧电极16上。