半导体发光元件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体发光元件。所述半导体发光元件包括第一半导体层、发光层、第二半导体层和第一电极焊盘，所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层从下往上依次层叠设置，所述第一电极焊盘设置在所述第二半导体层上，并与所述第二半导体层电连接，所述发光层发出的光线穿过所述第二半导体层出射，所述半导体发光元件进一步包括电流阻挡层，所述电流阻挡层嵌于所述第二半导体层中，并位于所述第一电极焊盘的下方；所述电流阻挡层使得电流至少更多流向未被所述电流阻挡层遮蔽的发光层区域。本发明专利技术的半导体发光元件能够提高所述半导体发光元件的发光效率。本发明专利技术还提供一种能提高半导体发光元件的发光效率的半导体发光元件制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是一种II1-V族化合物。
技术介绍
自GaN基第三代半导体材料的兴起，蓝光LED外延结构研制成功，LED芯片的发光强度和白光发光效率不断提高。半导体发光元件被认为是下一代进入通用照明领域的新型光源，因此得到广泛关注。请参阅图1，图1为现有技术半导体发光元件的结构示意图。所述半导体发光元件I为一发光二极管(LED);所述半导体发光元件I包括衬底11，依次层叠于所述衬底11上的η型半导体层12、发光层13、ρ型半导体层14、透明导电层15，以及第一电极焊盘16和第二电极焊盘17。所述第一电极焊盘16设置于所述P型半导体层14上，所述第二电极焊盘17设置于所述N型半导体层12未被所述发光层13和所述P型半导体层14覆盖的区域。在所述第一电极焊盘16和所述第二电极焊盘17之间加电压；电流从所述第一电极焊盘16流入所述第二半导体层14，并经所述第二半导体层14扩展后流入整个发光层13，流经所发光层13后的电流到达所述第一半导体层12，并经过所述第一半导体层12汇聚到所述第二电极焊盘17。当电流流过所述发光层13时，电流留过的发光层13区域将会发光；发出的光线穿过所述第二半导体层14和所述透明导电层15出射。然而，所述第一电极焊盘16的材料通常为铜或银等不透明金属。所述第一电极焊盘16下方的发光层13区域发出光线将受到所述第一电极焊盘16的阻挡，不能出射，从而降低了所述半导体发光元件I的发光效率。
技术实现思路
现有技术半导体发光元件存在发光效率低的问题，本专利技术提供一种能解决上述问题的半导体发光元件。一种半导体发光元件，其包括第一半导体层、发光层、第二半导体层和第一电极焊盘，所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层从下往上依次层叠设置，所述第一电极焊盘设置在所述第二半导体层上，并与所述第二半导体层电连接，所述出光层发光层发出的光线穿过所述第二半导体层出射，所述半导体发光元件进一步包括电流阻挡层，所述电流阻挡层嵌于所述第二半导体层中，并位于所述第一电极焊盘的下方；所述电流阻挡层使得电流至少更多流向未被所述电流阻挡层遮蔽的发光层区域。本专利技术同时提供一种能提高半导体发光元件发光效率的半导体发光元件制造方法。一种半导体发光元件制造方法，其包括:提供一衬底；在所述衬底上自下而上依次沉积第一半导体层、发光层和第二半导体层；通过离子注入的方式向所述第二半导体层注入离子，在所述第二半导体层中形成电流阻挡层；在所述第二半导体层上形成第一电极焊盘，所述第一电极焊盘位于电流阻挡层上方。一种半导体发光元件制造方法，其包括:提供一第一衬底；在所述第一衬底上自下而上依次设置第一半导体层、发光层和第二半导体层；在所述第二半导体层上贴付一第二衬底，并剥离所述第一衬底，从而使得所述第二半导体层、发光层和第一半导体层自下而上依次层叠与于所述第二衬底上并露出所述第一半导体层；通过离子注入的方式向所述第一半导体层注入离子，在所述第一半导体层中形成电流阻挡层；在所述第一半导体层上形成第一电极焊盘，所述第一电极焊盘位于所述电流阻挡层上方。与现有技术相比较，本专利技术的半导体发光元件中，在所述第一电极焊盘下对应的第二半导体层中嵌入有电流阻挡层，所述电流阻挡层减少电流流经所述第一电极焊盘下方发光层区域电流量，使得更多的电流流经所述第一电极焊盘未遮蔽的发光层区域，从而减少了所述第一电极焊盘遮挡造成效率损失，提高所述半导体发光元件发光效率；同时，所述电流阻挡层嵌入到所述第二半导体层中，可以使得所述电流阻挡层更靠近所述发光层；从而可以减少电流在所述电流阻挡层下方的第二半导体层中扩散到被所述第一电极焊盘遮蔽的发光层区域，可以进一步提高所述半导体发光元件的发光效率。本专利技术的半导体发光元件制造方法具有基本相同的技术效果。附图说明图1是现有技术半导体发光元件的结构示意图。图2是本专利技术半导体发光元件第一实施方式的剖面结构示意图。图3是本专利技术半导体发光元件第二实施方式的剖面结构示意图。图4是本专利技术半导体发光元件第三实施方式的剖面结构示意图。图5是本专利技术中第一实施方式的半导体发光元件的制造方法流程图。图6是本专利技术中第三实施方式的半导体发光元件的制造方法流程图。具体实施例方式在现有技术的半导体发光元件中，由于第一电极焊盘下方的发光层区域发出的光线将受到所述第一电极焊盘的阻挡，不能出射，从而降低了所述半导体发光元件的发光效率。为解决现有技术半导体发光元件的发光效率低的问题，本专利技术提供一种。本专利技术的半导体发光元件包括第一半导体层、发光层、第二半导体层和第一电极焊盘，所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层从下往上依次层叠设置，所述第一电极焊盘设置在所述第二半导体层上，并与所述第二半导体层电连接，所述出光层发光层发出的光线穿过所述第二半导体层出射，所述半导体发光元件进一步包括电流阻挡层，所述电流阻挡层嵌于所述第二半导体层中，并位于所述第一电极焊盘的下方；所述电流阻挡层使得电流至少更多流向未被所述电流阻挡层遮蔽的发光层区域。本专利技术的半导体发光元件制造方法包括:提供一衬底；在所述衬底上自下而上依次设置第一半导体层、发光层和第二半导体层；通过离子注入的方式向所述第二半导体层注入离子，在所述第二半导体层中形成电流阻挡层；在所述第二半导体层上形成第一电极焊盘，所述第一电极焊盘位于电流阻挡层上方。本专利技术的半导体发光元件中，在所述第一电极焊盘下对应的第二半导体层中嵌入有电流阻挡层，所述电流阻挡层减少电流流经所述第一电极焊盘下方发光层区域电流量，使得更多的电流流经所述第一电极焊盘未遮蔽的发光层区域，从而减少了所述第一电极焊盘遮挡造成效率损失，提高所述半导体发光元件发光效率；同时，所述电流阻挡层嵌入到所述第二半导体层中，可以使得所述电流阻挡层更靠近所述发光层；从而可以减少电流在所述电流阻挡层下方的第二半导体层中扩散到被所述第一电极焊盘遮蔽的发光层区域，可以进一步提高所述半导体发光元件的发光效率。本专利技术的半导体发光元件制造方法具有基本相同的技术效果。请参阅图2，图2是本专利技术半导体发光元件第一实施方式的剖面结构示意图。所述半导体发光元件2优选的为发光二极管，如:所述半导体发光元件2为II1-V族化合半导体发光二极管，优选的，所述半导体发光元件2为氮化镓(GaN)基半导体发光二极管。所述半导体发光元件2包括衬底21、第一半导体层22、发光层23、第二半导体层24、电流阻挡层241、第一电极焊盘26和第二电极焊盘27。所述第一半导体层22、发光层23和第二半导体层24自下而上依次层叠设置于所述衬底21上；所述第一电极焊盘26设置于所述第二半导体层24上；所述第一电极焊盘26与所述第二半导体层24电连接。所述第二电极焊盘27设置于所述第一半导体层22未被所述发光层23和所述第二半导体层24覆盖的区域上；所述第二电极焊盘27与所述第一半导体层22电连接。所述电流阻挡层241嵌于所述第二半导体层24中，并位于所述第一电极焊盘26的下方；所述电流阻挡层241使得电流至少更多流向未被所述电流阻挡层241遮蔽的发光层23区域。所述发光层23发出的光线穿过所述第二半导体层24出射。在本实施方式中，所述衬底21优选的由绝缘材料构成。优选的，所述衬底21为蓝宝石衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，其包括第一半导体层、发光层、第二半导体层和第一电极焊盘，所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层从下往上依次层叠设置，所述第一电极焊盘设置在所述第二半导体层上，并与所述第二半导体层电连接，所述发光层发出的光线穿过所述第二半导体层出射，其特征在于：所述半导体发光元件进一步包括电流阻挡层，所述电流阻挡层嵌于所述第二半导体层中，并位于所述第一电极焊盘的下方；所述电流阻挡层使得电流至少更多流向未被所述电流阻挡层遮蔽的发光层区域。

【技术特征摘要】
1.一种半导体发光元件，其包括第一半导体层、发光层、第二半导体层和第一电极焊盘，所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层从下往上依次层叠设置，所述第一电极焊盘设置在所述第二半导体层上，并与所述第二半导体层电连接，所述发光层发出的光线穿过所述第二半导体层出射，其特征在于:所述半导体发光元件进一步包括电流阻挡层，所述电流阻挡层嵌于所述第二半导体层中，并位于所述第一电极焊盘的下方；所述电流阻挡层使得电流至少更多流向未被所述电流阻挡层遮蔽的发光层区域。2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层至少覆盖所述第一电极焊盘正对的区域。3.如权利要求2所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层覆盖的区域大于所述第一电极焊盘正对的区域。4.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层下表面到所述发光层上表面的距离小于或等于所述第二半导体层的厚度的1/2。5.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层下表面到所述发光层上表面的距离小于或等于lOOnm。6.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层下表面紧贴所述发光层的上表面。7.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层的电阻率大于所述第二半导体层的电阻率。8.如权利要求7所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为绝缘材料层。9.如权利要求1所 述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为半导体材料层，所述电流阻挡层的导电类型与所述第二半导体层不同。10.如权利要求9所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层的导电类型与所述第二半导体层相反。11.如权利要求9所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为本征半导体材料层。12.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于:所述半导体发光元件进一步包括辅助电流阻挡层，所述辅助电流阻挡层嵌于所述第一半导体层中，并位于所述第一电极焊盘的下方。13.如权利要求12所述的半导体发光元件，其特征在于:所述辅助电流阻挡层至少覆盖所述第一电极焊盘正对的区域。14.如权利要求13所述的半导体发光元件，其特征在于:所述辅助电流阻挡层覆盖的区域大于所述第一电极焊盘正对的区域。15.如权利要求12所述的半导体发光元件，其特征在于:所述辅助电流阻挡层上表面到所述发光层下表面的距离小于或等于所述第一半导体层的厚度的1/2。16.如权利要求12所述的半导体发光元件，其特征在于:所述辅助电流阻挡层上表面到所述发光层下表面的距离小于或等于lOOnm。17.如权利要求12所述的半导体发光元件，其特征在于:所述辅助电流阻挡层上表面紧贴所述发光层的下表面。18.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层通过离子注入的方式向所述第二半导体层注入离子而形成在所述第二半导体层中。19.如权利要求18所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为通过离子注入，破坏所述第二半导体层材料的晶格而形成的电阻率大于所述第二半导体层材料的电阻层。20.如权利要求19所述的半导体发光元件，其特征在于:所述注入的离子包括H+、O+、He+、Fe+和Cr+中的一种或多种。21.如权利要求18所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为通过离子注入从而在所述第二半导体层中形成的禁带宽度大于所述第二半导体层材料的半导体材料层。22.如权利要求21所述的半导体发光元件，其特征在于:所述注入的离子包括Al+和B+中的一种或两种。23.如权利要求18所述的半导体发光元件，其特征在于:所述第一半导体层为P型半导体层，所述第二半导体层为η型半导体层，所述注入的离子为空穴供体离子。24.如权利要求23所述的半导体发光元件，其特征在于:所述注入的离子包括Mg+和Zn+中的一种或多种。25.如权利要求23所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为通过离子注入从而在所述第二半导体层中形成的P型半导体材料层。26.如权利要求23所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为通过离子注入从而在所述第二半导体层中形成的电子浓度低于所述第二半导体层的η型半导体材料层。27.如权利要求18所述的半导体发光元件，其特征在于:所述第一半导体层为η型半导体层，所述第二半导体层为P型半导体层，所述注入的离子为电子供体离子。28.如权利要求27所述的半导体发光元件，其特征在于:所述注入的离子包括Si+。29.如权利要求27所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为通过离子注入从而在所述第二半导体层中形成的η型半导体材料层。30.如权利要求27所述的半导体发光元件，其特征在于:所述电流阻挡层为通过离子注入从而在所述第二半导体层中形成的空穴浓度低于所述第二半导体层的P型半导体材料层。31.如权利要求18所述的半导体发光元件，其特征在于:所述注入离子浓度最高的区域与所述发光层之间的距离大于或等于10nm，并且小于等于500nm。32.如权利要求31所述的半导体发光元件，其特征在于:所述注入离子浓度最高的区域与所述发光层之间的距离大于等于130nm，且小于等于200nm。33.如权利要求18所述的半导体发光元件，其特征在于:所述注入离子浓度最高的区域与所述发光层之间的距离等于130nm。34.如权利要求1或33所述的半导体发光元件，其特征在于:所述半导体发光元件为II1-V族基化合物半导体发光元件。35.如权利要求34所 述的半导体发光元件，其特征在于:所述半导体发光元件为氮化镓(GaN)基半导体发光元件。36.如权利要求34所述的半导体发光元件，其特征在于:所述发光层为量子阱层。37.如权利要求34所述的半导体发光元件，其特征在于:所述半导体发光元件进一步包括一衬底，所述第一半导体层、所述发光层和所述第二半导体层从下往上依次沉积形成于所述衬底。38.如权利要求37所述的半导体发光元件，其特征在于:所述衬底为绝缘衬底，所述半导体发光元件进一步包括第二电极焊盘，所述第二电极焊盘设置在所述第一半导体层上未被所述发光层和所述第二半导体层覆盖的区域；所述第二电极焊盘与所述第一半导体层电连接。39.如权利要求38所述的半导体发光元件，其特征在于:所述衬底的材质为蓝宝石、碳化硅或氮化镓。40.如权利要求37所述的半导体发光元件，其特征在于:所述衬底为导电衬底，所述衬底与所述第一电极焊盘构成所述半导体发光元件的一对电极。41.如权利要求40所述的半导体发光元件，其特征在于:所述衬底材质为铜或硅。42.如权利要求38所述的半导体发光元件，其特征在于:所述半导体发光元件进一步包括一透明导电层，所述透明导电层设置于所述第二半导体层上，所述透明电极层与所述第一电极焊盘电连接。43.一种半导体发光元件制造方法，其包括: 提供一衬底； 在所述衬底上自下而上依次设置第一半导体层、发光层和第二半导体层； 通过离子注入的方式向所述第二半导体层注入离子，在所述第二半导体层中形成电流阻挡层； 在所述第二半导体层上形成第一电极焊盘，所述第一电极焊盘位于电流阻挡层上方。44.如权利要求43所述的半导体发光元件制造方法，其特征在于:在通过离子注入的方式向所述第二半导体层注入离子，在所述第二半导体层中形成电流阻挡层的步骤中，通过对离子注入深度的控制，使得所述注入离子浓度最高的区域与所述发光层之间的距离大于或等于10nm，并且小于等于500nm。45.如权利要求44所述的半导体发光元件制造方法，其特征在于:在通过离子注入的方式向所述第二半导体层注入离子，在所述第二半导体层中形成电流阻挡层的步骤中，通过对离子注入深度的控制，使得所述注入离子浓度最高的区域与所述发光层之间的距离大于等于130nm,且小于等于200nm。46.如权利要求43所述的半导体发光元件制造方法，其特征在于:在通过离子注入的方式向所述第二半导体层注入离子，在所述第二半导体层中形成电流阻挡层的步骤中，通过对离子注入深度的控制，使得所述注入离子浓度最高的区域与所述发光层之间的距离等于 130nm。47.如权利要求43所述的半导体发光元件制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁秉文，
申请(专利权)人：光达光电设备科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：