[实用新型]具有金属反射层的半导体发光器件

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体发光器件技术领域，尤其涉及一种具有金属反射层的半导体发光器件。 

背景技术

半导体发光器件，如发光二极管（LED）或激光二极管等在很多领域中已被广泛使用。半导体发光器件的出现带来了能覆盖可见光谱以及更高的发光效率和固态稳定的光源。发光二极管或激光二极管通常包括在微电子衬底上以及衬底上的由外延工艺制造的氮化物半导体层。该衬底可以是砷化镓，磷化镓，碳化硅和/或蓝宝石。 

图1是现有技术中的一种III族氮化物半导体发光器件的结构示意图。该III族氮化物半导体器件包括衬底10、在衬底10上外延生长的缓冲层20、在缓冲层20上外延生长的N型氮化物半导体层30、在N型氮化物半导体层30上外延生长的有源层40、在有源层40上外延生长的P型氮化物半导体层50、在P型氮化物半导体层50上形成的P侧电极60、在P侧电极60上形成的P侧焊盘70、在通过刻蚀P型氮化物半导体层50和有源层40而暴露的形成于N型氮化物半导体层30上的N侧电极80以及保护膜90。 

所述III族氮化物半导体发光器件的衬底10，可采用GaN衬底作为同质衬底(homo-substrate)，采用蓝宝石衬底、SiC衬底或Si衬底作为异质衬底(hetero-substrate)，氮化物半导体层可在其上生长的任何类型的衬底都可采用。当衬底10为SiC衬底时，N侧电极80可形成在SiC衬底侧。在衬底10上外延生长的氮化物半导体层通常通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长。 

衬底10上的缓冲层20用于克服异质衬底和氮化物半导体层之间的晶格常数和热膨胀系数之间的差异。美国专利5,122,845公开了380℃～800℃条件下，在蓝宝石衬底上生长具有100～500纳米厚度的AIN缓冲层的技术。美国专利5,290,393公开了200℃～900℃条件下，在蓝宝石衬底上生长具有10～ 5000纳米厚度的Al_(x)Ga_(1-x)N（0≤x＜1）缓冲层的技术。在前述AIN缓冲层、Al_(x)Ga_(1-x)N缓冲层上可优选提供具有从1μm至数μm厚度的非掺杂GaN层。 

在N型氮化物半导体层30中，至少在N侧电极80形成区域（N型接触层）掺杂有掺杂剂。例如N型接触层由GaN制成并掺杂有Si。美国专利5,733,796公开了通过调节Si和其它源材料的混合比例而以目标掺杂浓度掺杂N型接触层的技术。 

有源层40通过电子和空穴的复合产生光量子（光）。通常有源层40含有IN_(x)Ga_(1-x)N（0＜x≤1），并具有单量子阱层或多量子阱层。 

P型氮化物半导体层50掺杂有诸如Mg等合适的掺杂剂，并通过启动过程而具有P型导电性。美国专利5,247,533公开了通过电子束辐射启动P型氮化物半导体层的技术。美国专利5,306,662公开了通过在超过400℃退火而启动P型氮化物半导体层的技术。 

P侧电极60有利于向P型氮化物半导体层50提供电流。美国专利5,563,422公开了与形成在P型氮化物半导体层50的几乎整个表面并与所述P型氮化物半导体层50奥姆接触的由Ni和Au组成的透光电极相关的技术。 

P侧焊盘70和N侧电极80用于电流供应和外部接线。美国专利5,563,422公开了用Ti和Al形成N侧电极的技术。保护膜90可以由SiO₂制成，也可以被省略。N型氮化物半导体层30或P型氮化物半导体层50可构建为单层或多层。 

图2是美国专利6,307,218中公开的另一种发光器件的结构示意图。在产品规格具有较大面积或者需要改变电极布置的III族氮化物半导体发光器件中，提供不同的指状电极14a、14b以实现平稳供给电流。然而，当指状电极14a、14b的数目增加时，III族氮化物半导体发光器件有源层的发光面积会减小，而且指状电极14a和14b吸收和反射在发光器件中产生的光子（光），降低外量子效率。加上发光器件不能反射所有由有源层产生的光，发光器件的外量子效率进一步受到限制。