半导体器件制造技术

一个实施例包括：半导体衬底；图案层，设置在所述半导体衬底上并且包括彼此分离的多个图案；氮化物半导体层，设置在所述图案层上；以及半导体结构，设置在所述氮化物半导体层上并且包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，其中所述图案层的热导率高于所述半导体衬底的热导率和所述半导体结构的热导率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体器件
实施例涉及一种半导体器件。
技术介绍
用于在氮化物半导体器件中生长氮化物材料的衬底主要使用蓝宝石衬底。也就是说，氮化物材料，例如氮化镓(GaN)，在蓝宝石衬底上外延生长，以制造发光器件，例如发光二极管(LED)。由于坚固性和耐高温能力，蓝宝石衬底适合于高温外延生长，但具有由异质材料引起的大量晶体缺陷。为了减少这种晶体缺陷，可以使用半导体衬底作为用于氮化物半导体的外延生长的衬底。半导体衬底可以使用GaN衬底。使用氮化物半导体的光学器件被应用于各种产品，例如蜂窝电话的背光或键盘，电子显示板和照明装置，作为光源。特别是，随着数字产品的发展，对使用具有高亮度和高可靠性的氮化物半导体的光学器件的需求增加。此外，当使用III-V族或II-VI族化合物半导体材料制造诸如光电探测器或太阳能电池的光接收装置时，因为光接收装置由于装置材料的显影而吸收各种波长范围的光，从而产生光电流，所以可以使用从伽马射线到无线电波的各种波长的光。另外，由于响应速度快、安全、环境友好且器件材料易于调节的优点，氮化物半导体可以容易用于功率控制电路、超高频电路或通信模块。因此，半导体器件已经越来越多地应用于光通信装置的传输模块、取代构成液晶显示(LCD)装置的背光的冷阴极荧光灯(CCFL)的LED背光、替代荧光灯或白炽灯的白色LED照明装置、车辆的车头灯、以及用于感测气体或火的传感器。半导体器件还可以应用于高频应用电路、功率控制设备和通信模块。
技术实现思路
技术问题实施例提供一种能够改善散热效果并且防止由温度升高引起的发光效率劣化的半导体器件。技术方案在一个实施例中，半导体器件包括：半导体衬底；图案层，设置在所述半导体衬底上，所述图案层包括彼此分离的多个图案；氮化物半导体层，设置在所述图案层上；以及半导体结构，设置在所述氮化物半导体层上，所述半导体结构包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，其中所述图案层的热导率高于所述半导体衬底的热导率和所述半导体结构的热导率。所述发光结构的上表面的平面形状可以是具有第一边、第二边和第三边的三角形，所述第一边与所述第二边之间的角度可以是第一角度，所述第一边与所述第三边之间的角度可以是第二角度，所述第二边与所述第三边之间的角度可以是第三角度，所述第一角度可以是直角，所述第二角度或所述第三角度可以为25°至65°。所述发光结构的上表面的形状可以是包括第一边、第二边和第三边的直角三角形，第一周长与第二周长的比率可以为1.1至1.25，所述第一周长可以为所述第一边、所述第二边和所述第三边的总和，所述第二周长可以为具有与所述发光结构的所述上表面的面积相等面积的等边三角形的周长。所述图案层可以是氮化铝(AlN)层。所述多个图案可以具有条纹形状，所述多个图案中每个图案的宽度可以为10μm至20μm，所述多个图案之间的距离可以为2μm至4μm。所述多个图案中的每个图案可以具有圆盘形状或多面体形状，所述多个图案中每个图案的直径可以为2μm至5μm，所述多个图案之间的距离可以为0.4μm至1.5μm。所述多个图案中每个图案的宽度和直径可以在垂直方向上减小，所述垂直方向可以是自所述半导体衬底的所述半导体结构的方向。所述图案层可以是透光绝缘材料。所述图案层可以包括从所述半导体衬底的中心到所述半导体衬底的边缘的第一图案至第n图案，所述第一图案至所述第n图案中的每个图案可以具有环形状，第(n-1)图案可以设置在位于所述第n图案的内周表面内侧的所述半导体衬底的上表面处。所述图案层相对于所述半导体衬底的所述上表面的整个区域所占据的面积可以为70％或更多。有益效果实施例提供了一种能够改善散热效果并且防止由温度升高引起的发光效率劣化的半导体器件。附图说明图1是根据实施例的半导体器件的透视图。图2是沿图1中的A-B线截取的半导体器件的剖视图。图3示出图2中所示的图案层的实施例。图4示出图2中所示的图案层的另一实施例。图5示出图2中所示的图案层的另一实施例。图6示出图2中所示的图案层的另一实施例。图7是根据另一实施例的半导体器件的透视图。图8是沿图7中的A-B线截取的半导体器件的剖视图。图9示出AlN图案层115和其他透光材料的热导率和热膨胀系数(CTE)。图10a至图10d示出根据其他实施例的半导体器件的图案层。图11是根据实施例的半导体器件封装的截面图。图12示出根据实施例的照明装置。图13示出根据实施例的显示装置。图14示出根据另一实施例的半导体器件封装。图15是根据又一实施例的半导体器件的透视图。图16示出图15的半导体器件的上表面。图17示出根据实施例的半导体器件的高度的光提取效率。图18是示出根据图15的半导体器件的至少一个角度的第一周长与第二周长的比率的曲线图。图19是示出使用外延横向过生长(ELOG)方案的氮化物半导体的生长的视图。图20是示出使用悬空(pendeo)生长方案的氮化物半导体的生长的视图。图21示出根据实施例的照明装置。图22示出根据实施例的显示装置。具体实施方式在下文中，将通过附图及其以下描述清楚地理解实施例。在描述实施例时，应当理解，当诸如层(膜)、区域、图案或结构的元件被称为形成在另一元件，例如衬底、层(膜)、区域，垫或图案的“上方”或“下方”时，它可以直接在另一个元件“上方”或“下方”，或者具有中间元件而间接形成在它们之间。还应该理解，可以相对于附图描述元件的“上方”或“下方”。半导体器件可以包括各种电子器件，例如发光器件和光接收器件，每个电子器件包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层。例如，根据实施例的半导体器件可以是发光器件。发光器件通过电子和空穴的复合发光。由材料特有的能带隙确定光的波长。因此，所发射的光可以随着材料的成分而变化。图1是根据实施例的半导体器件100的透视图。图2是沿图1中的A-B线截取的半导体器件100的剖视图。参照图1和图2，半导体器件100包括衬底110、图案层115、氮化物半导体层120、半导体结构130、第一电极142和第二电极144。衬底110可以是氮化物半导体衬底。例如，衬底110可以由具有AlxGa1-xN(0≤≤x≤≤0.5)组分的半导体构成。例如，衬底110可以包括GaN层或AlGaN层中的至少一个，并且可以形成为单层或多层。衬底110可以是透光衬底。为了提高从衬底110的侧表面提取的光的比率，衬底110的形状可以是五面体，例如，三棱柱，但是实施例不限于此。在其他实施例中，衬底110的形状可以是六面体，例如矩形棱柱。例如，衬底110的两个相邻边之间的内角θ1、θ2或θ3可以是锐角，例如45°或60°。图案层115设置在衬底110的上表面111处。图案层114可以用于发射衬底110和半导体结构120的热量或在半导体结构与衬底之间传导热量。也就是说，图案层115可以设置在衬底110和半导体结构130之间，以提高半导体器件100的导热性。图案层115的热导率可以高于衬底110的热导率。图案层115的热导率也可以高于半导体结构130的热导率。图案层115可以由透光材料形成，以便不降低光提取效率，并且可以由绝缘材料形成。如果图案层115由非透光材料(例如，非透光金属材料)形成，则由半导体结构130产生的光可以被吸收到图案层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：半导体衬底；图案层，设置在所述半导体衬底上，所述图案层包括彼此分离的多个图案；氮化物半导体层，设置在所述图案层上；以及半导体结构，设置在所述氮化物半导体层上，所述半导体结构包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，其中所述图案层的热导率高于所述半导体衬底的热导率和所述半导体结构的热导率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.05 KR 10-2016-0000795;2016.01.06 KR 10-2011.一种半导体器件，包括：半导体衬底；图案层，设置在所述半导体衬底上，所述图案层包括彼此分离的多个图案；氮化物半导体层，设置在所述图案层上；以及半导体结构，设置在所述氮化物半导体层上，所述半导体结构包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，其中所述图案层的热导率高于所述半导体衬底的热导率和所述半导体结构的热导率。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述发光结构的上表面的平面形状是具有第一边、第二边和第三边的三角形，所述第一边与所述第二边之间的角度是第一角度，所述第一边与所述第三边之间的角度是第二角度，所述第二边与所述第三边之间的角度是第三角度，所述第一角度是直角，所述第二角度或所述第三角度为25°至65°。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述发光结构的上表面的形状是包括第一边、第二边和第三边的直角三角形，第一周长与第二周长的比率为1.1至1.25，所述第一周长为所述第一边、所述第二边和所述第三边的总和，所述第二周长为具...

【专利技术属性】
技术研发人员：成演准，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR