半导体发光器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体发光器件及其制造方法。所述半导体发光器件包括：包括至少一个具有不同折射率的反射层的多重反射层、在所述多重反射层上的第一导电型半导体层、在所述第一导电型半导体层上的有源层和在所述有源层上的第二导电型半导体层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施方案涉及。
技术介绍
III-V族氮化物半导体已经广泛用于光学器件例如蓝色和绿色发光二极管 (LED)、高速开关器件例如M0SFET (金属半导体场效应晶体管)和HEMT (异质结场效应晶体 管)以及照明装置或显示装置的光源。 氮化物半导体主要用于LED (发光二极管)或LD (激光二极管)，已对其持续进行 研究以改善氮化物半导体的制造工艺或发光效率。
技术实现思路
技术问题 实施方案提供一种能够利用多重反射层来改善外部量子效率的半导体发光器件 及其制造方法。 实施方案提供一种，所述半导体发光器件包括多重 反射层，所述多重反射层包括设置在第一导电型半导体层下方的具有不同折射率的多个反 射层。 技术方案 —个实施方案提供一种半导体发光器件，包括多重反射层，所述多重反射层包括 至少一个具有不同折射率的反射层；在所述多重反射层上的第一导电型半导体层；在所述 第一导电型半导体层上的有源层；和在所述有源层上的第二导电型半导体层。 —个实施方案提供一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括在衬底上形 成具有不平坦结构的多重反射层，所述多重反射层包括具有不同折射率的反射层；在所述 衬底和所述多重反射层上形成第一导电型半导体层；在所述第一导电型半导体层上形成有 源层；和在所述有源层上形成第二导电型半导体层。 有益效果 实施方案可改善半导体发光器件的外部量子效率。 而且，实施方案利用具有不平坦结构的多重反射层可改善半导体薄膜的结晶度。 附图说明 图1是说明根据第一实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。 图2 8是说明制造根据第一实施方案的半导体发光器件的方法的视图。 图9是说明根据第二实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。 图10是图9中部分A的放大视图。 专利技术的最佳实施方式 现在将参照附图中所示的实施例详细说明本专利技术的实施方案。在说明书中，附图中各层的厚度为例举说明，因此不限于此。 图1是说明根据第一实施方案的半导体发光器件100的侧视截面图。 参照图l，半导体发光器件100包括衬底110、多重反射层120、缓冲层130、未掺杂的半导体层140、第一导电型半导体层150、有源层160和第二导电型半导体层170。 衬底110可包括蓝宝石(A1203)衬底、碳化硅(SiC)衬底、硅(Si)衬底、砷化镓(GaAs)衬底、氮化镓(GaN)衬底、氧化锌(ZnO)衬底、磷化镓(GaP)衬底、磷化铟(InP)衬底和锗(Ge)衬底中的至少一种。作为替代方案，衬底IIO可包括导电衬底。衬底110的表面可具有不平坦图案，但不限于此。根据发光器件的安装方法，衬底iio可被移除。 在衬底110上形成具有不平坦结构的多重反射层120。多重反射层120包括交替堆叠并且彼此分隔开预定距离的多个反射层121和122。多重反射层120可形成为条形或者透镜形，并可具有例如半球形、凸透镜形、角形或多边形的截面形状。然而，多重反射层120的形状和截面可在实施方案的范围内进行各种改变。 多重反射层120包括成对的层，例如具有不同折射率的第一和第二反射层121和 122。作为替代方案，多重反射层120可包括具有2-6个反射层的层组。此外，第一反射层 121的数目与第二反射层122的数目可相等或者不同。 多重反射层120可包括2-50个成对的第一和第二反射层121和122。在多重反射 层120中，第一和第二反射层121和122具有彼此不同的直径。例如，最下方的第一反射层 121的直径(或长度)可大于最上方的第一反射层121的直径。反射层121和122的直径 (或长度)可从底部向顶部逐渐减小。 多重反射层120中的每一个反射层121和122均可由Si02、Si3N4、SiON、Ti02、Al203 和ZrO中的至少一种材料形成。第一和第二反射层121和122由具有不同折射率的材料形 成。 第一反射层121可由与用于第二反射层122的材料不同的材料形成，或者由其折 射率与第二反射层122的折射率不同的材料形成。例如，第一反射层121的第一折射率可小 于或者大于第二反射层122的第二折射率。例如，第一和第二反射层121和122可由成对 的ZrO/Si(^层形成。此处，第一和第二反射层121和122的折射率可小于至少氮化镓(GaN) 的折射率。 Si02的折射率是1. 46， Si3N4的折射率是2. 05， SiON的折射率是1. 46-2. 05， Ti02的折射率是2. 49-2. 90， A1203的折射率是1. 77， ZrO的折射率是1. 90。 在衬底110和多重反射层120上形成缓冲层130。在缓冲层130上可形成未掺杂的半导体层140。缓冲层130用于减小与衬底110的晶格常数差异，并且可包括GaN缓冲层、AlN缓冲层、AlGaN缓冲层、InGaN缓冲层等。缓冲层130可具有不平坦的表面。未掺杂的GaN层可用作未掺杂的半导体层140。可形成缓冲层130和未掺杂的半导体层140中的至少一个或者可二者均不形成。 在未掺杂的半导体层140上形成至少一个第一导电型半导体层150。掺杂有n型 掺杂剂的n型半导体层可用作第一导电型半导体层150。 n型半导体层可选自GaN、AlGaN、 InN、AlN、AlInN、 InGaN、 InAlGaN等。n型掺杂剂可选自Si、 Ge、 Sn、 Se、 Te等。 在第一导电半导体层150上形成具有单量子阱结构或多量子阱结构的有源层 160。有源层160包括例如交替形成的由InGaN形成的量子阱层和由GaN形成的量子势垒层。此处，量子阱层具有In,Ga卜xN(0《x《1)的组成，但不限于此。有源层160可根据发 光材料而改变其发光波长。在有源层160上/下方，可形成p型/n型覆层。 在有源层160上形成至少一个第二导电型半导体层170。掺杂有p型掺杂剂的p 型半导体层可用作第二导电型半导体层170。 p型半导体层可选自GaN、 AlGaN、 InN、 AIN、 AlInN、 InGaN、 InAlGaN等。p型掺杂剂可选自Mg、 Zn、 Ca、 Sr、 Ba等。 在第二导电型半导体层170上可形成透明电极层或/和第三导电型半导体层。第 三导电型半导体层可根据N-P-N结结构或者P-N-P结结构而由n型半导体或p型半导体形 成。具有第一导电型半导体层150、有源层160和第二导电型半导体层170的堆叠结构可限 定为发光结构。发光结构可具有N-P结结构、N-P-N结结构、P-N结结构和P-N-P结结构中 的一种。 在实施方案中，在缓冲层130和多重反射层120下方的衬底110可通过激光剥离 (LLO)法移除。 在第一导电型半导体层150上形成第一 电极层171 ，在第二导电型半导体层170上 形成第二电极层173。 多重反射层120利用具有不同折射率的反射层121和122来反射从有源层160发 出并朝向衬底110传播的光的一部分，由此能够改善光提取效率和外部量子效率。 图2 8是说明制造根据第一实施方案的半导体发光器件的方法的视图。 参照图2和3，在衬底110上交替堆叠具有不同折射率的反射层121和122。此 处，通过选择性地使用等离子体气相沉积(PVD)例如电子束蒸发、热蒸发和磁控溅射(RF/ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光器件，包括：多重反射层，所述多重反射层包括至少一个具有不同折射率的反射层；在所述多重反射层上的第一导电型半导体层；在所述第一导电型半导体层上的有源层；和在所述有源层上的第二导电型半导体层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴炯兆，姜大成，孙孝根，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]