本发明专利技术公开了一种制造半导体发光器件的方法及半导体发光器件。本方法包括：提供具有彼此相对的第一主表面和第二主表面的基板，并在第一主表面中形成第一不平坦结构；在基板的第一主表面上形成牺牲层；在所述牺牲层上形成具有开口区域的掩模，从而使牺牲层的上表面的一部分暴露；通过经由开口区域蚀刻牺牲层和基板而在基板上形成第二不平坦结构；从基板上去除牺牲层和掩模；以及在基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构上形成发光堆。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体发光器件及制造该半导体发光器件的方法。
技术介绍
发光二极管(LED)是一类半导体发光器件。在LED中，由于p-n结结构中的电子-空穴重组而导致能量以光的形式释放出来。也就是说，当将正向电压施加到特定元件的半导体上时，电子通过P-n结与电子空穴重组，并且其中的能量级变得低于电子与空穴分开的情况中的能量级。由于此能量差，LED向外发光。此时，从有源层产生光，此光经过构成发光器件的单独的堆(stack)，并最终向外射出。同时，形成发光器件的外层大气的空间层是折射率近似为1的低折射率层，而发光器件的最外层具有相对高的折射率。通常，当使光从具有较高折射率的层入射到具有较低折射率的层上时，入射光并非完全地射出而是部分地反射，由此削弱了发光器件的光提取效率。因此，从发光区域发出的光的一部分可能被困在发光结构内而没有向外射出，由此破坏了光提取效率。为了解决现有技术中的这一问题，已尝试通过在发光结构的外部或基板的表面中形成不平坦结构来引发光路的改变。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种半导体发光器件及制造该半导体发光器件的方法， 本半导体发光器件具有多个不平坦结构，以由此实现提高的光提取效率。根据本专利技术的一个方面，提供了一种制造半导体发光器件的方法，本方法包括提供具有彼此相对的第一主表面和第二主表面的基板，并在第一主表面中形成第一不平坦结构；在基板的第一主表面上形成牺牲层(sacrificial layer)；在牺牲层上形成具有开口区域的掩模，从而使牺牲层的上表面的一部分暴露；通过经由开口区域蚀刻牺牲层和基板而在基板中形成第二不平坦结构；从基板上去除牺牲层和掩模；以及在基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构上形成发光堆。掩模的形成可包括在牺牲层上形成金属层；以及使金属层聚集以形成多个簇 (cluster)。金属层可具有在10 · ·到250 · ·范围内的厚度。通过金属层的聚集而形成的多个簇在尺寸和间隔上可以是不规则的。掩模的开口区域的至少一部分可以是纳米尺寸的。可通过使金属层受到热处理来执行金属层的聚集。在300°C到650°C之间的温度条件下进行此热处理。可通过蚀刻第一不平坦结构的凸出部分来形成第二不平坦结构的至少一部分。牺牲层可包含从二氧化硅、氮化硅以及氧化钛所构成的组中选出的材料。可使牺牲层形成为具有与第一不平坦结构的形状相对应的形状。牺牲层可由多孔材料形成。从基板去除掩模和牺牲层可包括蚀刻牺牲层以使掩模与基板分离。可通过使用湿蚀刻工艺来执行牺牲层的蚀刻。湿蚀刻工艺可形成基板中的另一不平坦结构。此另一不平坦结构在尺寸上可小于第一不平坦结构和第二不平坦结构。第一不平坦结构在尺寸上可大于第二不平坦结构。第一不平坦结构可以是微米(ym)等级的，而第二不平坦结构可以是纳米(nm)等级的。第一不平坦结构可包括在形状和间隔上恒定的凸出部分。第一不平坦结构可包括具有穹顶(dome)形状的凸出部分。第一不平坦结构可包括具有圆锥形状或多棱锥形状的凸出部分。通过蚀刻牺牲层和基板而在基板中形成第二不平坦结构可通过使用干蚀刻工艺来执行。干蚀刻工艺可同时蚀刻牺牲层和基板。本方法可进一步包括在发光堆(stack)的形成之后使基板与发光堆分离。在基板的分离中，可将基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构转印(transfer) 到发光堆的一个表面上。发光堆的形成可包括在基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构上相继生长第一传导率型半导体层、有源层以及第二传导率型半导体层。可生长第一传导率型半导体层以填充第二不平坦结构。可生长第一传导率型半导体层但不填充第二不平坦结构。根据本专利技术的另一方面，提供了一种半导体发光器件，包括基板，具有第一主表面和第二主表面；第一不平坦结构，形成在基板的第一主表面中并包括凸出部分；第二不平坦结构，形成在基板的第一主表面中且其尺寸小于第一不平坦结构的尺寸，所述第二不平坦结构在尺寸和间隔上是不规则的；以及发光堆，形成在基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构上并具有第一传导率型半导体层和第二传导率型半导体层以及介于所述第一传导率型半导体层与所述第二传导率型半导体层之间的有源层。第一不平坦结构的凸出部分在形状和间隔上可以是恒定的。第一不平坦结构的凸出部分可具有穹顶形状。第一不平坦结构的凸出部分可具有圆锥形状或多棱锥形状。第二不平坦结构的至少一部分可以是纳米尺寸的。基板可具有电绝缘性和透光性。第一传导率型半导体层可布置成不填充第二不平坦结构。第二不平坦结构和第一传导率型半导体层可具有介于其间的气隙。第一传导率型半导体层可布置成同时填充第二不平坦结构。附图说明从以下结合附图获得的详细描述中，将更清楚地理解本专利技术的上述和其它方面、 特征和其它优点，附图中图1-图13是用于说明根据本专利技术的一示例性实施例的制造半导体发光器件的方法的示意性横截面图；图14和图15是用于说明根据本专利技术的另一示例性实施例的制造半导体发光器件的方法的示意性横截面图；以及图16是示出了根据本专利技术的另一示例性实施例的制得的半导体发光器件的示意性横截面图。具体实施例方式现在将参考附图将详细地描述本专利技术的示例性实施例。然而，本专利技术可以以许多不同的形式来体现，而不应被解释成限于本文中所阐述的实施例。相反地，提供这些实施例，从而使本公开将是详尽完整的，并将本专利技术的范围完全传达给本领域的技术人员。在各图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度。在各图中，相似的参考标号表示相似的元件。在下文中，将描述本专利技术的示例性实施例。图1至图12是示出了根据本专利技术的一示例性实施例的制造半导体发光器件的方法的示意性横截面图。首先，如图1所示，在基板101中形成第一不平坦结构P1。具体地， 基板101具有第一主表面Sl和第二主表面S2。在第一主表面Sl中形成第一不平坦结构 Pl。将半导体生长基板用作基板101，并可采用由诸如蓝宝石、SiC、MgAl2O4, MgO、LiAlO2, LiGaO2, GaN等的绝缘材料或传导材料形成的基板。在这种情况中，具有电绝缘性和透光性的蓝宝石可能是最令人满意的材料。蓝宝石是具有六菱形R3c对称(Hexa-Iihombo R3c symmetry)的晶体，并沿C轴线具有13.001 · 的晶格常数，且沿A轴线具有4. 758 · 的晶格常数。蓝宝石基板的定位平面包括C(OOOl)平面、A(1120)平面、R(1102)平面等。在这种情况中，C平面主要用作用于氮生长的基板，这是因为其相对而言有助于氮膜的生长且在高温下是稳定的。可通过使用诸如各向异性蚀刻的已知图案化工艺来形成第一不平坦结构P1，并且上述第一不平坦结构可具有凸出部分，这些凸出部分具有如图1所示的大体穹顶形状。与稍后将描述的第二不平坦结构不同，可将第一不平坦结构Pl的凸出部分布置成在尺寸和间隔方面是恒定的，并可具有微米(Pm)等级的尺寸。此后，如图2所示，在基板101上形成牺牲层102。提供牺牲层102是为了易于在后续工艺中在基板101上形成不平坦部分之后去除金属簇掩模。可由诸如Si02、SiNx、Ti02、 聚酰亚胺等的材料来形成牺牲层102。将不特别说明形成牺牲层102的方法，因为其可通过使用与诸如PECVD或MOCVD的普通外延薄膜形成方法、或者旋涂方法(在本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括：提供具有彼此相对的第一主表面和第二主表面的基板，并在所述第一主表面中形成第一不平坦结构；在所述基板的所述第一主表面上形成牺牲层；在所述牺牲层上形成具有开口区域的掩模，从而使所述牺牲层的上表面的一部分暴露；通过经由所述开口区域蚀刻所述牺牲层和所述基板而在所述基板中形成第二不平坦结构；从所述基板上去除所述牺牲层和所述掩模；以及在所述基板的所述第一不平坦结构和所述第二不平坦结构上形成发光堆。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：金台勋，金起范，许元九，金荣善，金起成，
申请(专利权)人：三星LED株式会社，
类型：发明
国别省市：KR
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