半导体器件、使用其的发光器件及包括该发光器件的封装制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件、使用其的发光器件及包括该发光器件的封装。所述半导体器件包括：硅衬底；初始缓冲层，设置在所述硅衬底上；过渡层，设置在所述初始缓冲层上；以及发光结构，设置在所述过渡层上，其中所述过渡层包括：多个AlxGa1-xN层(其中0<x<1)，设置在所述初始缓冲层上；以及插入缓冲层，设置为位于所述AlxGa1-xN层之间、位于所述过渡层的下端部、或位于所述过渡层的上端部至少之一。本发明专利技术提供的半导体器件可以防止裂缝发生且包括较厚的器件层。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种半导体器件、使用其的发光器件及包括该发光器件的封装。所述半导体器件包括：硅衬底；初始缓冲层，设置在所述硅衬底上；过渡层，设置在所述初始缓冲层上；以及发光结构，设置在所述过渡层上，其中所述过渡层包括：多个AlxGa1-xN层(其中0<x<1)，设置在所述初始缓冲层上；以及插入缓冲层，设置为位于所述AlxGa1-xN层之间、位于所述过渡层的下端部、或位于所述过渡层的上端部至少之一。本专利技术提供的半导体器件可以防止裂缝发生且包括较厚的器件层。【专利说明】半导体器件、使用其的发光器件及包括该发光器件的封装
本专利技术实施例涉及一种半导体器件、一种包括所述半导体器件的发光器件及包括 所述半导体器件的发光器件封装。
技术介绍
诸如GaN等III-V族化合物半导体由于其宽带隙，可调节带隙等特性而广泛用于 光电产品等。这种GaN通常在蓝宝石衬底或碳化硅（SiC)衬底上生长。然而，这些衬底不 适用于大直径应用场合，而且特别是SiC衬底还很昂贵。 图1是常规的半导体器件视图。参照图1，所述半导体器件包括硅衬底5和GaN层 7。 为了解决上述问题，使用比蓝宝石衬底或SiC衬底更便宜的、很容易实现大直径 且具有高热导性的硅衬底5。然而，当GaN层7设置在所述硅衬底5上时，在GaN与硅之间 的晶格失配很高，且它们的热膨胀系数之间差值很大，从而可能会出现诸如回熔、裂缝、凹 陷、表面形态缺陷等导致结晶度恶化的各种问题。 例如，当高温下生长的GaN层7冷却时，可能会出现因拉伸应变导致的裂缝。因为 这些理由，就需要研发即使在使用硅衬底5时也不会导致这些问题的半导体器件，其具有 能够提供良好特性的结构。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种半导体器件，其可以防止裂缝发生且包括较厚的器件层。 在一个实施例中，一种半导体器件，包括：娃衬底；初始缓冲层，设置在所述娃衬 底上；过渡层（transition layer)，设置在所述初始缓冲层上；以及器件结构，设置在所述 过渡层上，其中所述过渡层包括：至少一个AlxG ai_xN层（其中0〈χ〈1)，设置在所述初始缓冲 层上；以及插入缓冲层，设置为位于所述Al xGai_xN层之间、位于所述过渡层的下端部、或位 于所述过渡层的上端部至少之一。 所述插入缓冲层可包括至少一个A1N层。 所述AlxGai_xN层可包括第一到第K个Al xGai_xN层，其中K是1或更大的正整数， 依次设置在所述初始缓冲层上。 所述AlxGai_xN层可具有的A1浓度梯度使得A1的含量随着离所述初始缓冲层的距 离的增加而逐渐减少。 所述至少一个A1N层可以是下列情形之一： 所述A1N层包括第一到第K个A1N层，分别设置在所述第一到第K个AlxG ai_xN层 上； 所述A1N层包括第一到第K-ι个A1N层，分别设置在所述第一到第K个AlxGahN 层之间； 所述A1N层仅为一个A1N层，设置在所述过渡层的上端部，或设置在所述过渡层的 下端部； 所述A1N层包括：第一 A1N层，设置在所述第一 AipahN层下方；以及第二A1N层， 设置在所述第K个AlxGai_xN层上； 所述A1N层插入在任意两个相邻的AlxGai_ xN层之间；或 所述A1N层包括第一到第K+1个A1N层，分别设置在所述第一到第K个AlxG ai_xN 层的每两个之间，位于所述过渡层的下端部，以及位于所述过渡层的上端部。 K可以是7。 所述A1N层可以在低温750°C到950°C下生长或在高温1000°C到1100°C下生长。 所述A1N层的厚度可以为10nm到50nm。 所述A1N层可以包括多个A1N层，其中所述A1N层的厚度随着离所述初始缓冲层 的距离的增加而增加。 所述A1N层的厚度可小于所述AlxGai_xN层的厚度。 在另一实施例中，一种半导体发光器件，包括如上所述的任意一个半导体器件，其 中所述器件结构是发光结构。 所述发光结构包括：第一导电类型半导体层，设置在所述过渡层上；有源层，设置 在所述第一导电类型半导体层上；以及第二导电型半导体层，设置在所述有源层上。 在另一个实施例中，一种发光器件封装，包括：封装体部件；第一和第二引线框， 设置在所述封装体部件处且配置为彼此电绝缘；如上所述的任意一个半导体器件，设置在 所述封装体部件处中并配置为电连接至所述第一和第二引线框；以及模塑构件，设置为围 绕所述半导体器件。 【专利附图】【附图说明】 将具体参照以下附图描述设置和实施例，其中类似的附图标记表示类似的元件， 并且其中： 图1是常规的半导体器件视图； 图2是根据实施例的半导体器件剖面图； 图3A至图3F是示出图2的过渡层的实施例的剖面图； 图4是根据实施例的半导体器件的剖面图，其实现为使用如图2所示的半导体器 件的发光器件； 图5A和图5B是用以解释现有的应变控制和根据实施例的应变控制的视图； 图6A至图6E是示出根据实施例的半导体器件制造方法的剖面图； 图7是根据另一实施例的半导体器件的剖面图，其实现为使用如图2所示的半导 体器件的高电子迁移率晶体管（HEMT); 图8是根据实施例的发光器件封装的剖面图； 图9是根据实施例的照明单元的透视图；以及 图10是根据实施例的背光单元的分解透视图。 【具体实施方式】 下面将参照附图对本专利技术实施例进行描述。然而，本公开可以具体体现为多种不 同的形式，并且不应所述被理解为受限于本文所提出的实施例。而这些实施例的提出使得 本专利技术将会变得全面和完整，并且对本领域技术人员来说其完全符合本公开的范围。 应当理解，当提到元件位于另一个元件"之上"或"之下"时，它能够直接位于所述 元件之上/之下，并且也可以有一个或多个插入元件。 当提到元件位于"之上"或"之下"时，能够基于所述元件而包括"在所述元件之下" 以及"在所述元件之上"。 此外，本文中诸如"第一"或"第二"以及"上方"或"下方"等相对性术语可仅仅用 于区分一个实体或元件跟另一个实体或元件，而不是必须要求或暗示这些实体或元件之间 的物理或逻辑关系或顺序。 图2是根据本专利技术实施例的半导体器件100A的剖面图。 参照图2,所述半导体器件100A包括衬底10、初始缓冲层20、过渡层30和器件层 40。 衬底10可包括导电材料或非导电材料。例如，衬底10可包括蓝宝石（A120 3)、GaN、 SiC、ZnO、GaP、InP、Ga203、GaAs或Si至少之一，但本公开不限于此。例如，衬底10可以是 具有（111)晶面作为主面的娃衬底。 初始缓冲层20设置在所述衬底10上且可包括A1N层、AlAs层、或SiC层至少之 一。当初始缓冲层20具有临界厚度或更大厚度时，得以防止从硅衬底10扩散硅原子，因此 而防止了回熔。这里所使用的术语"临界厚度"是指可以允许硅原子从硅衬底10扩散的厚 度。因而，初始缓冲层20可以具有几十到几百纳米的厚度，例如，大于10nm到小于300nm 的厚度。 过渡层30设置在初始缓冲层20上。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：硅衬底；初始缓冲层，设置在所述硅衬底上；过渡层，设置在所述初始缓冲层上；以及器件结构，设置在所述过渡层上，其中所述过渡层包括：至少一个AlxGa1‑xN层(其中0<x<1)，设置在所述初始缓冲层上；以及插入缓冲层，设置为位于所述AlxGa1‑xN层之间、位于所述过渡层的下端部、或位于所述过渡层的上端部至少之一。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张正训，
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