半导体发光器件及其制造方法技术

在一种半导体发光器件中，半导体发光部件具有其上形成有多个凸面结构的光提取表面。每个凸面结构具有构成折射指数梯度结构的锥形平台部分、构成衍射光栅结构的圆柱形部分、以及构成折射指数梯度结构的锥形部分。所述平台部分、圆柱形部分和锥形部分按此次序从光提取表面开始设置。凸面结构之间的周期大于发射波长的１／（外部介质的折射指数＋凸面结构的折射指数），且等于或小于发射波长。圆柱形部分的等效圆平均直径为平台部分底部的等效圆平均直径的１／３至９／１０。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体发光器件例如发光二极管或半导体激光器，尤其是涉及光提取效率提高的半导体发光器件，本专利技术还涉及这种半导体发光器件的制造方法。
技术介绍
为了提高半导体发光器件的光提取效率，已经尝试，在发光器件的前表面上形成纳米尺寸的规则结构(凹面和凸面)(Applied PhysicsLetters，142，vol.78，2001，Jpn.J.Appl.Phys.，L735，vol139，2000)。由于凹面和凸面的周期(period)是纳米尺寸的，因此凹面和凸面区域就象一层那样来起作用，能够平滑地改变从半导体表面到空气的折射指数。这样，就没有反射发生，并且光完全透过半导体。然而，利用这样的结构，光提取效率根据凹面和凸面区域的形状的不同而发生很大改变。因此，这种结构已经不能产生足够的效果。而且，上述规则结构必须通过基于电子束、蚀刻等进行构图来产生。这样，该结构的制造就需要较高的制造成本且生产率低。因此，这种结构是不实际的。而且，由于为了具有纳米尺寸，必须生产规则结构，因此工艺的安全系数也低。再者，为了在光发射器件的表面上形成纳米尺寸的结构，表面用树脂组合物进行蚀刻，以形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光器件，包括：半导体发光部件，所述半导体发光部件包括其上形成有多个凸面结构的光提取表面；凸面结构，每个凸面结构包括：锥形平台部分、圆柱形部分和锥形部分，所述平台部分、圆柱形部分和锥形部分按此次序从光提取表面向外设 置，凸面结构之间的周期大于发射波长的１／（外部介质的折射指数＋凸面结构的折射指数），且等于或小于发射波长，而圆柱形部分的等效圆平均直径为平台部分底部的等效圆平均直径的１／３至９／１０。

【技术特征摘要】
JP 2004-9-10 2004-2637411.一种半导体发光器件，包括半导体发光部件，所述半导体发光部件包括其上形成有多个凸面结构的光提取表面；凸面结构，每个凸面结构包括锥形平台部分、圆柱形部分和锥形部分，所述平台部分、圆柱形部分和锥形部分按此次序从光提取表面向外设置，凸面结构之间的周期大于发射波长的1/(外部介质的折射指数+凸面结构的折射指数)，且等于或小于发射波长，而圆柱形部分的等效圆平均直径为平台部分底部的等效圆平均直径的1/3至9/10。2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，平台部分顶部的等效圆平均直径与圆柱形部分的等效圆平均直径相等，而平台部分底部的等效圆平均直径大于发射波长的1/(外部介质的折射指数+凸面结构的折射指数)，且等于或小于发射波长，平台部分的平均高度为发射波长的1/10至1/5。3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，锥形部分底部的等效圆平均直径与圆柱形部分的等效圆平均直径相等，而锥形部分的平均高度至少为发射波长的1/10，且等于或小于发射波长。4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，每个凸面结构的平均高度为发射波长的0.6至1.5倍。5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，圆柱形部分的平均高度至少为发射波长的3/10，且等于或小于发射波长。6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其特征在于，发光部件包括发光二极管或由发光二极管形成，在一部分光提取表面上形成电极，而凸面结构形成在没有电极形成的一部分光提取表面上。7.根据权利要求6所述的半导体发光器件，其特征在于，发光二极管是通过堆叠多个半导体层而形成的，所述半导体层在基底的顶部表面上构成异质结构，基底的底部表面形成光提取表面。8.一种半导体发光器件，包括半导体发光部件，所述半导体发光部件包括其上形成有多个凸面结构的光提取表面；凸面结构，每个凸面结构包括锥形平台部分、圆柱形部分和锥形部分，所述平台部分、圆柱形部分和锥形部分按此次序从光提取表面向外设置，凸面结构之间的周期大于发射波长的1/(外部介质的折射指数+凸面结构的折射指数)，且等于或小于发射波长，而凸面结构的平均高度为发射波长的0.6至1.5倍，圆柱形部分的等效圆平均直径为平台部分底部的等效圆平均直径的1/3至9/10，圆柱形部分的平均高度至少为发射波长的3/10，且等于或小于发射波长，平台部分顶部的等效圆平均直径与圆柱形部分的等效圆平均直径相等，而平台部分底部的等效圆平均直径大于发射波长的1/(外部介质的折射指数+凸面结构的折射指数)，且等于或小于发射波长，平台部分的平均高度为发射波长的1/10至1/5，锥形部分底部的等效圆平均直径与圆柱形部分的等效圆平均直径相等，而锥形部分的平均高度至少为发射波长的1/10，且等于或小于发射波长。9.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其特征在于，发光部件由发光二极管形成，在一部分光提取表面上形成电极，而凸面结构形成在没有电极形成的一部分光提取表面上。10.根据权利要求9所述的半导体发光器件，其特征在于，发光二极管是通过堆叠多个半导体层而形成的，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤本明，浅川钢儿，大桥健一，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]