氮化镓基Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体发光装置制造方法及图纸

一种氮化镓基Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体发光装置，包括一基板、一多层磊晶结构、一Ｎｉ／Ａｕ欧姆接触层、一光取出层、一ｎ型金属电极及一ｐ型金属电极等构成，该多层磊晶结构又包括缓冲层、第一半导体层、光产生层、及第二半导体层等；其特征在于： 该基板，系可为蓝宝石（ｓａｐｐｈｉｒｅ）材质，且基板的上表面可成长一缓冲层； 该第一半导体层，系成长于缓冲层上的ｎ型ＧａＮ基Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体层； 该光产生层，系成长于第一半导体层上的ＧａＮ基Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体层，或称为活性层，可为ＧａＮ多量子井（ＭＱＷ）； 该第二半导体层，系成长于光产生层上的ｐ型ＧａＮ基Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体层； 该Ｎｉ／Ａｕ欧姆接触层，系形成于第二半导体层表面； 该光取出层，系形成于Ｎｉ／Ａｕ层上可透光的金属氧化层，可为ＺｎＯ系材质，厚度至少在１μｍ，且具有粗糙表面或压花纹路，并由Ｎｉ／Ａｕ层作为光取出层与第二半导体层间的欧姆接触层； 该ｎ型金属电极，系设置在第一半导体层的露出面上； 该ｐ型金属电极，系设置在光取出层上；由此，可经由后续的晶粒加工、设置、接线、及树脂灌膜封装，而构成一氮化镓基Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体发光装置。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置，尤指一种适用于氮化镓基(GaN-based)III-V族材料的发光二极管者(light-emitting diode，简称LED)，主要系在一基板上(substrate)成长一多层磊晶结构(multi-layered epitaxial structure)，藉由一可形成于Ni/Au层上的可透光金属氧化层(metal oxide layer，例如ZnO)作为光取出层(light extraction layer)，并利用Ni/Au层作为光取出层与多层磊晶结构间的欧姆接触(Ohmic Contact)层，以构成一LED的发光装置。该发光装置，包括一基板、一多层磊晶结构、一Ni/Au欧姆接触层、一光取出层、一n型金属电极(n-type metal contact)及一p型金属电极(p-type metal contact)等构成；其中，该多层磊晶结构又包括缓冲层(buffer layer)、第一半导体层、光产生层(light generating layer)、及第二半导体层等；该Ni/Au层，系形成于第二半导体层上；且该光取出层，系形成于Ni/Au层上，厚度至少在1μm，并具有粗糙表面(RoughSurface)或压花纹路，故有较高的光取出率(light extractionefficiency)。
技术介绍
目前，公知的氮化镓基发光装置，系以Ni/Au结构作为透明电极于P型半导体层表面，而藉以改善发光装置的发光效率；惟，Ni/Au结构本身即具有透光性较为不佳的材质特性，因此，结构特征上，Ni/Au结构的成形厚度极薄，仅可在0.005至0.2μm的间；又，根据临界角度θC(CriticalAngle)原则，透明电极应具有适当厚度(即适度的厚膜化)，方可利于光的逃脱放出，则Ni/Au结构在厚度特征的限制下，其对于透光性的增益，恐仍有未尽理想的处。再者，以Ni/Au结构作为透明电极的氮化镓基发光装置，因前述的结构特征使然，难以在0.005至0.2μm间的成形厚度上，再施予表面处理而形成更多的侧边，故无法进一步增加光的逃脱放出，而有所缺憾。
技术实现思路
本技术的主要目的，即为提供一种氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置；系在Ni/Au层上形成一可透光的金属氧化层作为光取出层，并利用Ni/Au层作为光取出层与多层磊晶结构间的欧姆接触层，以增益透光性，且该光取出层具有适当厚度(即适度的厚膜化)，因此，可施予表面处理，而进一步增加光的逃脱放出。本技术所采取的技术方案为一种氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置，包括一基板、一多层磊晶结构、一Ni/Au欧姆接触层、一光取出层、一n型金属电极及一p型金属电极等构成，该多层磊晶结构又包括缓冲层、第一半导体层、光产生层、及第二半导体层等；其中该基板，系以蓝宝石或碳化硅(SiC)制成；该缓冲层，系于基板的上表面所形成的LT-GaN/HT-GaN的缓冲层，LT-GaN系为先成长在基板上的低温缓冲层，HT-GaN系为成长在LT-GaN上的高温缓冲层；该第一半导体层，系成长于缓冲层上的n型GaN基III-V族化合物半导体层；该光产生层，系成长于第一半导体层上的GaN基III-V族化合物半导体层，或称为活性层，可为GaN多量子井(MQW)；该第二半导体层，系成长于光产生层上的p型GaN基III-V族化合物半导体层；该Ni/Au欧姆接触层，系形成于第二半导体层表面；该光取出层，系形成于Ni/Au层上可透光的金属氧化层，可为ZnO材质，厚度至少在1μm，且具有粗糙表面或压花纹路，并由Ni/Au层作为光取出层与第二半导体层间的欧姆接触层；该n型金属电极，系设置在第一半导体层的露出面上；该p型金属电极，系设置在光取出层上；由此，可经由后续的晶粒加工、设置、接线、及树脂灌膜封装，而构成一氮化镓基(GaN-based)的发光二极管。本技术所具有的有益效果为1、本技术系以一可形成于Ni/Au层上的可透光金属氧化层(例如ZnO)作为光取出层，因此，远比以Ni/Au结构作为透明电极的氮化镓基发光装置更具有较高的光取出率。2、本技术因利用Ni/Au层作为光取出层与多层磊晶结构间的欧姆接触层，因此，Ni/Au结构的成形厚度极薄亦不致影响光的逃脱放出。3、本技术系以可透光金属氧化层(例如ZnO)作为光取出层，而取代原有的透明电极(Ni/Au结构)，因此，可突破原有透明电极(Ni/Au结构)的厚度限制，使得该光取出层厚度至少在1μm，故可在光取出层上进一步施予表面处理，以形成更多的侧边，而大幅增进光的逃脱放出本技术的特征、技术手段、具体功能、以及具体的实施例，继以图式、图号详细说明如后。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为本技术较佳实施例的立体示意图；图2为本技术较佳实施例的结构示意图；图3为本技术内光的逃脱放出示意图；图4至图5为光取出层的表面处理示意图；图6至图7为压花纹路的另一实施例示意图；图8为本技术第二实施例的结构示意图；图9为本技术第三实施例的结构示意图；图10为本技术第四实施例的结构示意图。具体实施方式请参阅图1至图2所示，在较佳实施例中，本技术的发光装置，包括一基板10、一多层磊晶结构20、一Ni/Au欧姆接触层29、一光取出层30、一n型金属电极40及一p型金属电极50等构成，该多层磊晶结构20又包括缓冲层22、第一半导体层24、光产生层26、及第二半导体层28等；其中该基板10，系以蓝宝石(sapphire)或碳化硅(SiC)制成，基板厚度可在300至450μm；该缓冲层22，系于基板10的上表面11所形成的LT-GaN/HT-GaN的缓冲层，LT-GaN系为先成长在基板10上的低温缓冲层，厚度可在30至500，HT-GaN系为成长在LT-GaN上的高温缓冲层，厚度可在0.5至6μm；该第一半导体层24，系成长于缓冲层22上的n型GaN基III-V族化合物半导体层(n-type gallium nitride-based III-V group compoundsemiconductor)，厚度可在2至6μm，成长温度Tg约在980至1080℃间；该光产生层26，系成长于第一半导体层24上的GaN基III-V族化合物半导体层(gallium nitride-based III-V group compound semiconductor)，或称为活性层，可为GaN多量子井(Multi-Quantum Well，简称MQW)或InGaN多量子井(MQW)；该第二半导体层28，系成长于光产生层26上的p型GaN基III-V族化合物半导体层(p-type gallium nitride-based III-V group compoundsemiconductor)，例如p-GaN、p-InGaN、p-AlInGaN的磊晶沉积层，厚度可在0.2至0.5μm，成长温度Tg约在950至1000℃间；该Ni/Au欧姆接触层29，系形成于第二半导体层28表面，厚度可在0.005至0.2μm；该光取出层30，系形成于Ni/Au层29上可透光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置，包括一基板、一多层磊晶结构、一Ni/Au欧姆接触层、一光取出层、一n型金属电极及一p型金属电极等构成，该多层磊晶结构又包括缓冲层、第一半导体层、光产生层、及第二半导体层等；其特征在于该基板，系可为蓝宝石(sapphire)材质，且基板的上表面可成长一缓冲层；该第一半导体层，系成长于缓冲层上的n型GaN基III-V族化合物半导体层；该光产生层，系成长于第一半导体层上的GaN基III-V族化合物半导体层，或称为活性层，可为GaN多量子井(MQW)；该第二半导体层，系成长于光产生层上的p型GaN基III-V族化合物半导体层；该Ni/Au欧姆接触层，系形成于第二半导体层表面；该光取出层，系形成于Ni/Au层上可透光的金属氧化层，可为ZnO系材质，厚度至少在1μm，且具有粗糙表面或压花纹路，并由Ni/Au层作为光取出层与第二半导体层间的欧姆接触层；该n型金属电极，系设置在第一半导体层的露出面上；该p型金属电极，系设置在光取出层上；由此，可经由后续的晶粒加工、设置、接线、及树脂灌膜封装，而构成一氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置。2.根据权利要求1所述的氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置，其特征在于该基板，亦可为碳化硅(SiC)材质。3.根据权利要求1所述的氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置，其特征在于该基板的厚度，可在300至450μm。4.根据权利要求1所述的氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置，其特征在于该缓冲层，系于基板的上表面所形成的LT-GaN/HT-GaN的缓冲层，LT-GaN系为先成长在基板上的低温缓冲层，LT-GaN的厚度可在30至500，HT-GaN系为成长在LT-GaN上的高温缓冲层，HT-GaN的厚度可在0.5至6μm。5.根据权利要求1所述的氮化镓基III-V族化合物半导体发光装置，其特征在于该第一半导体层的厚度，可在2至6μm；该第二半导体层，可为p-GaN、p-InGaN、p-AlInGaN的磊晶沉积层，厚度可在0.2至0.5μm。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪详竣，黄振斌，易乃冠，
申请(专利权)人：炬鑫科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：