一种半导体发光元件制造技术

本实用新型专利技术公开一种半导体发光元件，其包括半导体垒晶叠层，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层和位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；电介质层，位于所述第一导电型半导体层的远离活性层的一侧，所述电介质层具有多个贯通的开口；金属层，位于所述电介质层的远离第一导电型半导体层的一侧，所述金属层通过所述电介质层的多个开口与第一导电型半导体层进行电性连接；其特征在于，所述电介质层的多个贯通的开口为环形的。本实用新型专利技术的电介质层采用环形开口设计，可在保证电流导通和注入的基础上，兼顾镜面反射的效果，从而提升半导体发光元件的发光亮度，提升发光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体发光元件
本技术涉及一种半导体发光元件，属于半导体光电子器件与

技术介绍
发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来，LED已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对LED的亮度、发光效率提出了更高的要求。现有的发光二极管包括水平类型和垂直类型。垂直类型的发光二极管通过把半导体垒晶叠层转移到其它的基板如硅、碳化硅或金属基板上，并移除原始外延生长的衬底的工艺获得，相较于水平类型，可以有效改善外延生长衬底带来的吸光、电流拥挤或散热性差的技术问题。衬底的转移一般采用键合工艺，键合主要通过金属-金属高温高压键合，即在半导体垒晶叠层一侧与基板之间形成金属键合层。半导体垒晶叠层的另一侧提供出光侧，出光侧配置有一打线电极提供电流的注入或流出，半导体垒晶叠层的下方的基板提供电流的流出或流入，由此形成电流垂直经过半导体垒晶叠层的发光二极管。为了提高出光效率，通常会在金属键合层的一侧设计金属反射层与电介质层形成ODR反射结构，将金属键合层一侧的出光反射至出光侧，提高出光效率。若第一导电型半导体层的远离活性层的一侧为整层电介质层，则无法形成电性导通。常见的方法为通过电介质层开口与第一导电型半导体层形成电性连接。常见的电介质层开口设计为圆形开口，如图1a所示，电介质层的开孔比例高，与第一导电型半导体层接触的面积大，电流容易导通和扩展，但同时ODR镜面面积减小，LED亮度会降低；反之，如图1b所示，电介质层的开孔比例低，与第一导电型半导体层接触的面积小，电流的导通和扩展受到限制，电压会升高，但ODR镜面面积增大，ODR反射结构的反射效率提升，从而LED的发光亮度会增加。
技术实现思路
为了解决以上的问题，本技术通过电介质层的环形开口设计，可在保证电流导通和注入的基础上，兼顾镜面反射的效果，从而提升半导体发光元件的发光亮度，提升发光效率。为实现上述目的，本技术提供一种半导体发光元件，其包括：半导体垒晶叠层，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层和位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；电介质层，位于所述第一导电型半导体层的远离活性层的一侧，所述电介质层具有多个贯通的开口；金属层，位于所述电介质层的远离第一导电型半导体层的一侧，所述金属层通过所述电介质层的多个开口与第一导电型半导体层进行电性连接；其特征在于，所述电介质层的多个贯通的开口为环形的。优选地，所述电介质层的环形开口为圆形、方形或者不规则形状的。优选地，所述电介质层的环形开口的宽度为0~15um，环形开口的外径尺寸为3~30um，环形开口的面积占整个电介质层面积的比例为10%~95%。优选地，所述的电介质层为至少一层，为氮化物、氧化物或氟化物至少的一种材料组成。优选地，所述的金属层至少包括金属反射层。更优选地，所述的金属反射层可以由包含Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf中的至少一种金属或者合金形成。优选地，所述金属反射层和所述电介质层形成ODR反射结构，将半导体垒晶叠层发出的光反射至出光侧。优选地，所述半导体垒晶叠层辐射蓝光、绿光、红光或红外光。优选地，所述半导体发光元件还包括一正面电极，位于第二导电型半导体层的上部并与第二导电型半导体层电性连接。优选地，所述半导体发光元件还包括一相反电极与金属层电性连接。优选地，所述金属层下方具有基板，所述的基板为导电型基板，基板位于相反电极与金属层之间。更优选地，所述导电型基板为硅、碳化硅、金属基板，金属基板优选为铜，钨、钼基板。优选地，所述金属层通过欧姆接触层与第一导电型半导体层形成欧姆接触。优选地，所述欧姆接触层为透明导电层或者金属合金。如上所述，本技术提供的半导体发光元件，通过电介质层的环形开口设计，相比中空的开口设计，可在保证电流注入和导通的情况下，提升光反射效果，从而提升半导体发光元件的发光亮度，提升发光效率。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1中1a和1b分别为现有技术中电介质层的不同开口比例对电流导通和ODR结构反射的影响的示意图。图2为实施例1中所提及的半导体发光元件的剖面示意图。图3为实施例1中所提及的半导体发光元件的电介质层环形开口为圆形的示意图。图4中4a和4b为实施例1中所提及的半导体发光元件无环形开口和环形开口时电流注入导通时的光电特性交互作用的示意图。图5为实施例2中所提及的半导体发光元件的电介质层环形开口为方形的示意图。图中：101：支撑基板；102：金属键合层；103：金属反射层；104：欧姆接触层；105：电介质层；106：第一导电型半导体层；107：活性层；108：第二导电型半导体层；109：正面电极；110：相反电极；1051：电介质层的环形开口。D1：环形开口的宽度；D2：环形开口的外径。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本技术中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图示中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一：本技术提供如下一种半导体发光元件，如图2所示的剖面示意图，其包括如下堆叠层：101：支撑基板；102：金属键合层；103：金属反射层；104：欧姆接触层；105：电介质层；106：第一导电型半导体层；107：活性层；108：第二导电型半导体层；109：正面电极；110：相反电极；1051：电介质层的环形开口。下面针对各结构堆叠层进行详细描述。所述的支撑衬底101为导电性基板，导电性基板可以为硅、碳化硅、金属基板，金属基板优选为铜，钨、钼基板。支撑基板101可以具有大约50μm至大约300μm的厚度。金属层按照功能划分可以为单层或至少两层，更优选的为至少两层功能层，其中至少一层按照功能可以定义为金属键合层102。该金属键合层102为将半导体垒晶叠层一侧粘附到支撑基板101上时使用的键合金属材料，如金、锡、钛、镍、铂等金属，该键合金属层本身可以是多层材料组合。金属层中还可以包括在金属键合层102上侧并更靠近半导体垒晶叠层的反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体发光元件，其包括：半导体垒晶叠层，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层和位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；电介质层，位于所述第一导电型半导体层的远离活性层的一侧，所述电介质层具有多个贯通的开口；金属层，位于所述电介质层的远离第一导电型半导体层的一侧，所述金属层通过所述电介质层的多个开口与第一导电型半导体层进行电性连接；其特征在于，所述电介质层的多个贯通的开口为环形的。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体发光元件，其包括：半导体垒晶叠层，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层和位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；电介质层，位于所述第一导电型半导体层的远离活性层的一侧，所述电介质层具有多个贯通的开口；金属层，位于所述电介质层的远离第一导电型半导体层的一侧，所述金属层通过所述电介质层的多个开口与第一导电型半导体层进行电性连接；其特征在于，所述电介质层的多个贯通的开口为环形的。


2.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于，所述电介质层的环形开口为圆形或者方形的。


3.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于，所述电介质层的环形开口的宽度为0~15um，环形开口的外径尺寸为3~30um，环形开口的面积占整个电介质层面积的比例为10%~95%。


4.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于，所述电介质层为单层或者多层结构，所述电介质层为ZnO、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiOx、MgF或GaF中一种材料组成。


5.根据权利要求1所述的一种半导体发光元件，其特征在于，所述的金属层至少包括金属反射层。


6.根据权利要求5所述的一种半导体发光元件，其特征在于，所述的金属反射层可以是Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡均富，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12