[发明专利]半导体发光器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电器件领域，特别涉及一种半导体发光器件及其制备方法。

背景技术

半导体发光器件的发光效率主要有两方面因素：内量子效应和外量子效应。以LED（Light Emitting Diode，发光二极管）为例，目前，其内量子效率普遍较高。比如，典型的GaN蓝光LED的内量子效率可达80%，所以进一步大幅度提高LED的内量子效率的可能性不大。而相对于内量子效率，普通LED的外量子效率（也称为出光效率）仅为百分之几，还有极大的提高空间。

半导体发光器件的外量子效率较低，是因为半导体材料与空气的折射率相差很大，例如：GaN与空气界面的全反射临界角为23度，在有源区产生的光仅有一小部分可以射出到空气中。在这种情况下，现有技术通常采用表面粗化和制备倒三角形结构来提高芯片的出光效率。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

在表面粗化的过程中通常会使用强酸，容易对器件的表面造成损伤。而制备倒三角形结构需要增加额外的工艺步骤，比如，激光切割等，工艺复杂，增加了成本并引入了新的不确定的因素。也就是说，上述两种方法均有一定的局限性。

发明内容

为了解决现有技术存在的提高半导体发光器件的取光效率的方法有局限性的问题，本发明实施例提供了一种半导体发光器件及其制备方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种半导体发光器件，该半导体发光器件包括：衬底、设于所述衬底上的外延层和设于所述外延层上的电极，所述外延层包括依次沉积在所述衬底上的第一半导体层、发光层和第二半导体层，所述衬底内部或者所述衬底和所述发光层之间设有多个空腔。

优选地，所述空腔设于所述发光层下方。

优选地，所述空腔位于所述衬底的靠近所述外延层的一侧。

具体地，所述衬底由蓝宝石、硅、碳化硅或金属制成。

具体地，所述半导体发光器件为发光二极管、激光二极管或超辐射发光二极管。

又一方面，本发明实施例还提供了一种上述半导体发光器件的制备方法，所述方法包括：

在衬底上沉积外延层，所述外延层包括依次沉积在所述衬底上的第一半导体层、发光层和第二半导体层；

采用隐形切割技术在所述衬底内部形成多个空腔。

具体地，所述采用隐形切割技术在所述衬底内部或者在所述衬底和所述发光层之间形成多个空腔，包括：

将短脉冲激光在所述衬底内部或者在所述衬底和所述发光层之间聚焦，以形成所述空腔，激光脉冲宽度为皮秒。

可选地，在所述采用隐形切割技术在所述衬底内部或者在所述衬底和所述发光层之间形成多个空腔之前或之后，所述方法还包括：

对所述衬底进行减薄。

可选地，在所述采用隐形切割技术在所述衬底内部或者在所述衬底和所述发光层之间形成多个空腔之前，所述方法还包括：

在所述外延层上制作电极。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例通过在半导体发光器件的衬底内部或者在衬底和发光层之间形成多个空腔，使芯片背面形成一种反射层，从而增加了芯片背面对于光线的反射，进而增加了芯片正面的出光。此外，本发明实施例利用隐形切割技术制造空腔，不需要增加新设备，成本较低，同时空腔的制备可以与划片可以在同一台隐形切割设备上进行加工，制备过程简单，工艺稳定，适合大量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中提供的半导体发光器件的结构示意图；

图2是本发明实施例2中提供的半导体发光器件的结构示意图；

图3是本发明实施例3中提供的半导体发光器件的制备方法的流程图；

图4是本发明实施例4中提供的半导体发光器件的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1