半导体发光器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了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发光结构，以及形成在该发光结构上的反射结构，该发光结构包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，该反射结构包括纳米杆层和形成在纳米杆层上的反射金属层，该纳米杆层包括多个纳米杆和该多个纳米杆之间的空气填充空间。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及。
技术介绍
总体来说，氮化物半导体已被广泛用于绿色或蓝色发光二极管(LED)中，或者被用在作为全彩显示器、图像扫描仪、各种信号系统或者光通信装置中的光源的激光二极管内。氮化物半导体发光器件可以被提供作为具有有源层的发光器件，该有源层通过电子和空穴的复合来发射包括蓝色和绿色的各种颜色的光。因为自氮化物半导体发光器件被首次开发以来在氮化物半导体发光器件领域已经取得了显著进步，氮化物半导体发光器件的应用已经大为扩展，而且已经积极地展开了将半导体发光器件用于通用照明装置和用于电子装置中的光源的研究。具体地，传统氮化物发光器件已经主要用作低电流/低输出移动产品中的组件，而且近来，氮化物发光器件的应用已经扩展到高电流/高输出装置领域。于是，提高半导体发光器件的发光效率和质量的研究正积极地进行。为了提高半导体发光器件的发光效率，半导体发光器件发出的光可以被引导至所需的方向上以提高光提取效率，为此，金属反射层可以形成在芯片的表面之内或芯片的表面上。然而，作为反射层的金属薄膜的镀覆易于受到热的损伤；结果，金属薄膜相对于半导体层的附着力可能降低。
技术实现思路
本公开的一个方面提供一种，该半导体发光器件具有提闻的光提取效率。本公开的另一方面提供一种，该半导体发光器件在反射层方面具有提高的热可靠性。根据本公开的再一方面，提供一种半导体发光器件，其包括:发光结构，该发光结构包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层。反射结构形成在该发光结构上，且包括纳米杆层和形成在纳米杆层上的反射金属层，该纳米杆层包括多个纳米杆和布置在该多个纳米杆之间的空气填充空间。相对于有源层发出的光的波长，与布置在该纳米杆之间的以空气填充的空间相t匕，该多个纳米杆形成于其中的空间可以具有不同的折射率。反射结构可以形成来使得其纳米杆层直接接触发光结构的第二导电型半导体层。 所述多个纳米杆可以包括具有电导性和透光性的材料。所述具有电导性和透光性的材料可以是透明导电氧化物和透明导电氮化物中的一种。透明导电氧化物可以是IT0、C10和ZnO中的至少一种。纳米杆层的厚度可以由λ/(4η)的整数倍定义，其中η是纳米杆的折射率，λ是有源层发出的光的波长。半导体发光器件还可以包括形成在反射结构上的导电衬底。半导体发光器件还可以包括用于半导体的生长的衬底，该用于半导体的生长的衬底具有一个表面，该发光结构生长在该表面上。反射结构可以形成在该用于半导体生长的衬底的与其上形成发光结构的表面背对的表面上。反射结构可以形成在发光结构的第二导电型半导体层上，该发光结构形成在该用于半导体生长的衬底上。根据本公开的另一方面，提供一种制造半导体发光器件的方法。该方法包括:制备发光结构，该发光结构包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；在该发光结构上形成纳米杆层，该纳米杆层包括多个间隔开的纳米杆；以及在该纳米杆层上形成反射金属层，从而所述多个纳米杆之间的空间以空气填充。纳米杆层的厚度可以由λ/(4η)的整数倍定义，其中η是纳米杆的折射率，λ是有源层发出的光的波长。反射金属层可以通过派射或电子束蒸镀(e-beam evaporation)来形成。纳米杆可以直接自第二导电型半导体层生长。该方法还可以包括在反射金属层上形成导电衬底。该方法还可以包括在用于半导体生长的衬底上顺序形成发光结构的第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层。纳米杆层可以形成在用于半导体生长的衬底的一表面上，该表面与用于半导体生长的衬底的其上形成发光结构的表面背对。根据本公开的另一方面，提供一种发光器件封装，该封装包括半导体发光器件，该半导体发光器件包括发光结构和反射结构，该发光结构包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，该反射结构形成在发光结构上且包括纳米杆层和形成在纳米杆层上的反射金属层，该纳米杆层包括多个纳米杆和所述多个纳米杆之间的空气填充空间。该器件包括第一电极、第一端子单元和第二端子单元。该半导体发光器件与第一和第二端子单元电连接。发光器件封装还可以包括形成于半导体发光器件的上方的透镜单元。透镜单元可以封闭半导体发光器件。透镜单元可以固定半导体发光器件以及第一和第二端子单元。透镜单元可以由树脂制成。在一些示例中，该树脂可以包括环氧树脂、硅树脂、应变硅树脂、聚氨酯树脂、氧杂环丁烷树脂、丙烯树脂、聚碳酸酯和聚酰亚胺中的任一种。在透镜单元的上表面上可以形成多个凹陷和多个凸起。透镜单元可以包括波长转换磷光体颗粒，该颗粒用于转换半导体发光器件的有源层发出的光的波长。在一些不例中，该磷光体可以是从黄磷光体、红磷光体和绿磷光体构成的组中选出的一种或更多种。在另一些示例中，该磷光体可以是从YAG基磷光体材料、TAG基磷光体材料、硅酸盐基磷光体材料、硫化物基磷光体材料和氮化物基磷光体材料构成的组中选出的至少一种。透镜单元可以具有半球形。附图说明由以下结合附图的详细说明，本公开的以上和其它方面、多个特征、以及其它优点将被更清楚地理解，附图中:图1是透视图，示意性示出根据本公开的第一示例的半导体发光器件；图2是放大的横截面视图，示出图1所示的半导体发光器件的一部分；图3是透视图，示意性示出根据本公开的第二示例的半导体发光器件；图4是透视图，示意性示出根据本公开的第三示例的半导体发光器件；图5A至图5E是示意性截面视图，示出用于制造根据本公开的第一示例的半导体发光器件的方法；图6A至图6C是示意性截面视图，示出根据本公开的第一至第三示例的半导体发光器件封装的安装结构。具体实施例方式现在将参照附图详细说明本公开`的多个示例。然而，本公开可以以诸多不同的形式实施，且不应被解释为限于在此阐述的示例。更确切地，提供这些示例，使得此公开将透彻且完整并且向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。附图中，为了清楚，元件的形状和尺寸可以被夸大；而且相同的附图标记始终用来标记相同或类似的构件。图1是透视图，示意性示出根据本公开第一示例的半导体发光器件。参见图1，根据本示例的半导体发光器件100包括发光结构20和形成在发光结构20上的反射结构30，发光结构20包括第一导电型半导体层21、有源层22和第二导电型半导体层23。反射结构30可以具有纳米杆层31和形成在纳米杆层31上的反射金属层32，纳米杆层31包括多个纳米杆和纳米杆间的空气填充空间。第一电极21a可以形成在发光结构20的第一导电型半导体层21上,且与第一导电型半导体层21电连接，且导电衬底40可以形成在反射结构30上。这里，导电衬底40可以与第二导电型半导体层23电连接，从而用作第二电极。在本示例中，第一和第二导电型半导体层21和23可以分别是η型和ρ型半导体层，且可以由氮化物半导体制成。于是，在本示例中，第一和第二导电型可以被理解成分别表示η型和ρ型导电性，但是本公开不限于此。第一和第二导电型半导体层21和23可以由以实验式AlxInyGa(1_x_y)N (此处,0 ^χ^Ι,Ο^γ^Ι,Ο^ x+y彡I)表示的材料制成，这样的材料可以包括GaN、AlGaN、InGaN等。设置在第一和第二导电型半导体层21和23之间的有源层22相应于电子和空穴的复合而发射具有特定能级的光，且可以具有多量子阱(MQW)结构，在该多量子阱结构中量子阱与量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光器件，包括：发光结构，所述发光结构包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；以及形成在所述发光结构上的反射结构，所述反射结构包括：纳米杆层，所述纳米杆层包括多个纳米杆和布置在所述多个纳米杆之间的空气填充空间；以及形成在所述纳米杆层上的反射金属层。

【技术特征摘要】
2011.11.04 KR 10-2011-01146651.一种半导体发光器件,包括: 发光结构，所述发光结构包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层；以及 形成在所述发光结构上的反射结构，所述反射结构包括: 纳米杆层，所述纳米杆层包括多个纳米杆和布置在所述多个纳米杆之间的空气填充空间；以及 形成在所述纳米杆层上的反射金属层。2.按权利要求1所述的半导体发光器件，其中相对于所述有源层发出的光的波长，与布置在所述纳米杆之间的以空气填充的所述空气填充空间相比，所述多个纳米杆形成于其中的空间具有不同的折射率。3.按权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述反射结构形成来使得其所述纳米杆层直接接触所述发光结构的所述第二导电型半导体层。4.按权利要求1所述的 半导体发光器件，其中所述多个纳米杆包括具有导电性和透光性的材料。5.按权利要求4所述的半导体发光器件，其中所述具有导电性和透光性的材料包括透明导电氧化物和透明导电氮化物中的一种。6.按权利要求5所述的半导体发光器件，其中所述透明导电氧化物是ITO、CIO和ZnO中的至少一种。7.按权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述纳米杆层的厚度由λ/(4η)的整数倍定义，其中η是所述纳米杆的折射率，λ是所述有源层发出的光的波长。8.按权利要求1所述的半导体发光器件，进一步包括形成在所述反射结构上的导电衬。9.按权利要求1所述的半导体发光器件，进一步包括用于半导体生长的衬底，所述用于半导体生长的衬底具有一个表面，所述发光结构生长在所述表面上。10.按权利要求9所述的半导体发光器件，其中所述反射结构形成在所述用于半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：李完镐，崔丞佑，宋尚烨，孙宗洛，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：