專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光器件和用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。
背景技術(shù)：
III-V族氮化物半導(dǎo)體已經(jīng)被不同地應(yīng)用為包括藍(lán)色/綠色發(fā)光二極管(LED)的 光學(xué)器件、諸如金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效晶體管(HEMT)等等的高速 切換器件、以及照明和顯示設(shè)備的光源等等。特別地，使用III族氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光器件 能夠執(zhí)行高效率的發(fā)光，具有對(duì)應(yīng)于從可見光到紫外線的區(qū)域的直接躍遷型帶隙。氮化物半導(dǎo)體已經(jīng)被主要地用作發(fā)光二極管(LED)或者激光二極管(LD)，并且已 經(jīng)繼續(xù)用于改進(jìn)制造工藝或者光學(xué)效率的研究。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，該半導(dǎo)體發(fā)光器件包括發(fā)光單元，該發(fā)光單元 包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；和靜電保護(hù)單元。實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中，發(fā)光單元和靜電保護(hù)單元包括相同的半 導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)。實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，該半導(dǎo)體發(fā)光器件能夠加強(qiáng)發(fā)光單元的 ESD (靜電放電)抗擾度(immunity)。技術(shù)方案實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括第二電極層；第二電極層的一側(cè)下的發(fā) 光單元，該發(fā)光單元包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；第二電極層的另一側(cè)下的第一絕緣層；第 一絕緣層下的靜電保護(hù)單元，該靜電保護(hù)單元包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層；第一電極層，該第 一電極層將發(fā)光單元電氣地連接到靜電保護(hù)單元；以及布線層，該布線層將靜電保護(hù)單元 電氣地連接到第二電極層。實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括第二電極層，該第二電極層包括反射金 屬；第二電極層的下表面的外圍上的第一絕緣層；第二電極層的內(nèi)側(cè)下的發(fā)光單元，該發(fā) 光單元包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層，第一絕緣層下的靜電保護(hù)單元，該靜電保護(hù)單元包括多 個(gè)化合物半導(dǎo)體層；第一電極層，該第一電極層將發(fā)光單元電氣地連接到靜電保護(hù)單元; 以及布線層，該布線層將靜電保護(hù)單元電氣地連接到第二電極層。實(shí)施例提供一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，包括在襯底上形成第一導(dǎo)電 類型半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層；在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層的內(nèi)側(cè)和外 側(cè)上形成第一接觸層和第二接觸層；在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上的外圍上形成第一絕緣 層；在第一接觸層和第一絕緣層上形成第二電極層；分離襯底；通過(guò)蝕刻第一導(dǎo)電類型半 導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層將發(fā)光單元與靜電保護(hù)單元分離；以及將發(fā)光 單元和靜電保護(hù)單元并行地連接到第二電極層。
有益效果實(shí)施例能夠提供具有強(qiáng)ESD抗擾度的半導(dǎo)體發(fā)光器件。實(shí)施例能夠提供具有靜電保護(hù)單元的垂直半導(dǎo)體發(fā)光器件。實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)垂直半導(dǎo)體發(fā)光器件的電氣可靠性。


結(jié)合附圖，在下述詳細(xì)描述中將會(huì)更加完全地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的這些和 其它的目的、特征、以及優(yōu)點(diǎn)。在附圖中圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)面橫截面圖；圖2是示出圖1的保護(hù)裝置和發(fā)光器件的操作特性的圖；以及圖3至圖12是示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造工藝的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在詳細(xì)地參考本公開的實(shí)施例，在附圖中示出其示例。在下面的描述中，將會(huì)理解的是，當(dāng)層或者膜被稱為是在另一層或者襯底“上”時(shí)， 它可以直接地在另一層或者襯底上，或者也可以存在中間層。此外，將會(huì)理解的是，當(dāng)層被 稱為在另一層“下“時(shí)，它可以直接地在另一層下，并且也可以存在一個(gè)或者多個(gè)中間層。另 外，還將會(huì)理解的是，當(dāng)層被稱為是在兩個(gè)層“之間”時(shí)，它可以是兩個(gè)層之間唯一的層，或 者也可以存在一個(gè)或者多個(gè)中間層。圖1是示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)面橫截面圖，并且圖2是示出圖1 的操作特性的圖。參考圖1，半導(dǎo)體發(fā)光器件100包括發(fā)光單元101、靜電保護(hù)單元103、第二電極層 160、導(dǎo)電支撐構(gòu)件170、第一電極層180、以及布線層182。半導(dǎo)體發(fā)光器件100包括使用III-V族化合物半導(dǎo)體的LED (發(fā)光二極管)，其中 LED可以是發(fā)射具有藍(lán)色、綠色或者紅色等等的光的彩色LED，或者UV LED。在實(shí)施例的技 術(shù)范圍內(nèi)可以不同地實(shí)現(xiàn)從LED發(fā)射的光。發(fā)光單元101和靜電保護(hù)單元103包括使用III-V族化合物半導(dǎo)體的多個(gè)半導(dǎo)體 層。而且，發(fā)光單元101和靜電保護(hù)單元103形成為具有相同的半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)。發(fā)光單元101包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110、第一有源層120、以及第二導(dǎo)電類 型半導(dǎo)體層130。靜電保護(hù)單元103包括第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112、第二有源層122、以及 第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110由與第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112相同的半導(dǎo)體材料形 成。第一有源層120由與第二有源層122相同的半導(dǎo)體材料形成。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層 130由與第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132相同的半導(dǎo)體材料形成?？梢詮谋粨诫s有第一導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體，例如，GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs,GaP, GaAs、GaAsP、以及 AlGaInP 等等選擇第一 導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110和第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型是N型半導(dǎo)體層時(shí)， 第一導(dǎo)電類型摻雜物包括諸如Si、Ge、Sn、Se、以及Te等等的N型摻雜物。第一導(dǎo)電類型半 導(dǎo)體層110和第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112可以形成為單層或者多層，并且它們不限于此。
粗糙圖案可以形成在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110的下表面上。第一有源層120形成在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110上，并且第二有源層122形成 在第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112上。第一有源層120和第二有源層122可以形成為具有單量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié) 構(gòu)。第一和第二有源層120和122可以形成為具有使用III-V族化合物半導(dǎo)體材料的阱層 /阻擋層的周期，例如，具有InGaN阱層/GaN阻擋層的周期。導(dǎo)電包覆層可以形成在第一有源層120和第二有源層122上和/或下面，其中導(dǎo) 電包覆層可以形成為AKiaN基半導(dǎo)體。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130形成在第一有源層120上，并且第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體 層132形成在第二有源層122上?？梢詮谋粨诫s有第二導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體，例如，GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, hAlfeiN、AUnN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、以及 AlGaInP 等等選擇第二 導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130和第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電類型是P型半導(dǎo)體層時(shí)， 第二導(dǎo)電類型摻雜物包括諸如Mg和&等等的P型摻雜物。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130和 第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132可以形成為單層或者多層，并且它們不限于此。第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層，例如，N型半導(dǎo)體層或者P型半導(dǎo)體層，可以形成在第二 導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130上。第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層，例如，N型半導(dǎo)體層或者P型半導(dǎo)體層 可以形成在第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132上。在這里，第一和第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110和112可以形成為P型半導(dǎo)體，并且第 二和第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130和132可以形成為N型半導(dǎo)體。因此，發(fā)光單元101和靜 電保護(hù)單元103可以包括N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、以及P_N_P結(jié)結(jié)構(gòu)中的至 少一個(gè)。同時(shí)，第一電極層180形成在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110下面。第一電極層180 可以形成為預(yù)定的圖案，并且它不限于此。第一電極層180的一端180A被連接到第一導(dǎo)電 類型半導(dǎo)體層110的下部，并且第一電極層180的另一端180B被連接到靜電保護(hù)單元103 的第二接觸層152。布線層182形成在第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112中，其中布線層182可以形成為預(yù) 定的布線圖案。布線層182的一端182A被連接到第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112的下部，并且其另一 端182B直接地或者間接地接觸到導(dǎo)電支撐構(gòu)件170。第二電極層160形成在發(fā)光單元101和靜電保護(hù)單元102上，并且導(dǎo)電支撐構(gòu)件 170形成在第二電極層160上。第二電極層160可以由Al、Ag、Pd、Rh以及Pt中的至少一個(gè)、50%或者更大的反 射率的金屬材料等等，或者其合金形成，并且導(dǎo)電支撐構(gòu)件170可以被實(shí)施為銅(Cu)、金 (Au)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅鎢(Cu-W)、載具晶圓(例如Si、Ge、GaAs, ZnO,以及 SiC 等等)。 可以使用電沉積方法形成導(dǎo)電支撐構(gòu)件170，但是它不限于此。第二電極層160和導(dǎo)電支撐構(gòu)件170可以被定義為提供第二極性的電力的第二電 極單元，并且第二電極單元可以由單層或者多層的電極材料形成，或者可以使用粘合劑附
第一絕緣層140形成在第二電極層160的下表面的外圍上。第一絕緣層140可以 形成為帶形、環(huán)形、以及框架形中的任何一種形狀。第一絕緣層140可以允許在第二電極層 160和發(fā)光單元101之間隔開一定間隔。第一絕緣層140可以由諸如Si02、Si3N4、Al203、以 及TW2等等的絕緣材料形成。靜電保護(hù)單元103可以被布置在第一絕緣層140的另一側(cè) 下面。第一接觸層150可以形成在發(fā)光單元101的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130和第二電 極層160之間，并且第二接觸層152可以形成在靜電保護(hù)單元103的第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體 層132和第一絕緣層140之間。第一接觸層150 和第二 接觸層 152 可以由 ΙΤ0、IZO (In-ZnO)、GZO (Ga-ZnO)、 AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx,RuOx, Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ ITO、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、金屬氧化物和由其選擇性組合組成的材 料選擇性地形成。第一接觸層150和第第二接觸層152形成為歐姆接觸特性，使得能夠提 高電氣特性。第一接觸層150和/或第二接觸層152可以形成為層或者多個(gè)圖案，并且在實(shí)施 例的技術(shù)范圍內(nèi)可以進(jìn)行不同的修改。而且，可以不形成第一接觸層150。第一絕緣層140形成在第二接觸層152上以允許其與第二電極層160電氣地隔開。第一電極層180將第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110電氣地連接到第二接觸層152。在 這樣的情況下，第二絕緣層125防止發(fā)光單元101的層間短路。第二絕緣層125形成在發(fā) 光單元101的各層110、120、以及130和第一電極層180之間，從而防止通過(guò)第一電極層180 的發(fā)光單元101的層間短路。布線層182允許電氣地連接在靜電保護(hù)單元103的第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112和 第二電極層160之間。在這樣的情況下，第三絕緣層127防止靜電保護(hù)單元103的層間短 路。第三絕緣層127形成在靜電保護(hù)單元103的各層112、122以及132之間，從而防止通 過(guò)布線層182的靜電保護(hù)單元103的層間短路。第一絕緣層140、第二絕緣層125、以及第三絕緣層可以分別形成為具有大約0. 1 至2 μ m的厚度，并且它們不限于此。靜電保護(hù)單元103基于第二電極層160并行地連接到發(fā)光單元101，使得能夠保護(hù) 發(fā)光單元101。在這里，在半導(dǎo)體發(fā)光器件100中，靜電保護(hù)單元103可以形成為具有小于 50%的尺寸。發(fā)光單元101和靜電保護(hù)單元103被隔開并且被集成在半導(dǎo)體發(fā)光器件100中， 使得能夠針對(duì)ESD保護(hù)發(fā)光單元101。如果通過(guò)第一電極層180和導(dǎo)電支撐構(gòu)件170提供正向偏置，那么半導(dǎo)體發(fā)光器 件100在如圖2中所示的LED區(qū)域中操作。而且，如果施加諸如ESD (靜電放電)的異常電 壓，那么靜電保護(hù)單元103在如圖2中所示的齊納區(qū)域中操作，從而保護(hù)發(fā)光單元101。在 這里，如果靜電保護(hù)單元103的尺寸增加，那么齊納區(qū)域的保護(hù)特性移向Ml方向，從而使得 能夠針對(duì)5KV或者更大的ESD保護(hù)發(fā)光單元100。實(shí)施例能夠提供具有靜電保護(hù)單元并且具有強(qiáng)ESD抗擾度的垂直半導(dǎo)體發(fā)光器 件，使得能夠改進(jìn)垂直半導(dǎo)體發(fā)光器件的電氣可靠性。
圖3至圖12是示出根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造工藝的圖。參考圖3和圖4，襯底105被加載為生長(zhǎng)設(shè)備。通過(guò)電子束蒸鍍、物理氣相沉積 (PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體激光沉積(PLD)、復(fù)合型熱蒸鍍、濺射、以及金屬有機(jī) 化學(xué)氣相沉積(MOCVD)等等可以形成生長(zhǎng)設(shè)備，但是其不限于此?？梢允褂肐I至VI族化合物半導(dǎo)體在襯底105上形成多個(gè)半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110形成在襯底105上，第一有源層120形成在第一導(dǎo)電 類型半導(dǎo)體層110上，并且第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130形成在第一有源層120上?？梢詮挠伤{(lán)寶石襯底(Al2O3)、GaN, SiC、ZnO, Si、GaP, InP, Ga2O3、絕緣襯底、導(dǎo)電 襯底、以及GaAs等等組成的組選擇襯底105。不均勻圖案可以形成在襯底105的上表面上。 而且，使用II-VI族化合物半導(dǎo)體的層，例如，緩沖層和/或未摻雜的半導(dǎo)體層也可以形成 在襯底105上。從被摻雜有第一導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體，例如，GaN, A1N、AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs、GaAsP、以及 AlGaInP 等等可以選擇第一導(dǎo) 電類型半導(dǎo)體層110。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型是N型半導(dǎo)體層時(shí)，第一導(dǎo)電類型摻雜物包括諸如 Si、Ge、Sn、Se、以及Te等等的N型摻雜物。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110可以形成為單層或 者多層，并且它不限于此。第一有源層120形成在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110上，其中第一有源層120可以 形成為具有單量子阱結(jié)構(gòu)或者多量子阱結(jié)構(gòu)。第一有源層120可以形成為具有使用III-V族化合物半導(dǎo)體材料的阱層/阻擋層 的周期，例如，具有InGaN阱層/GaN阻擋層的周期。導(dǎo)電包覆層可以形成在第一有源層120上和/或下面，其中導(dǎo)電包覆層可以形成 為MGaN基半導(dǎo)體。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130形成在第一有源層120上，其中可以從被摻雜有第二 導(dǎo)電摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體，例如，GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAS、GaP、GaAS、GaASP、以及MGaInP等等選擇第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電 類型是P型半導(dǎo)體層時(shí)，第二導(dǎo)電類型摻雜物包括諸如Mg和k等等的P型摻雜物。第二 導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130可以形成為單層或者多層，但是它不限于此。第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層，例如，N型半導(dǎo)體層或者P型半導(dǎo)體層，可以形成在第二 導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130上。在這里，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110可以形成為P型半導(dǎo)體，并且第二導(dǎo)電類型 半導(dǎo)體層130可以形成為N型半導(dǎo)體。因此，N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、以及 P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的至少任何一個(gè)可以形成在襯底105上。第一接觸層150形成在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130上的一個(gè)區(qū)域上，并且第二接 觸層152形成在其上的另一區(qū)域上?？梢圆恍纬傻谝唤佑|層150。第一和第二接觸層 150 和 152 可以由 ΙΤ0、IZO(In-ZnO)、GZO (Ga-ZnO)、 AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx,RuOx, Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ ITO、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、金屬氧化物、以及由其選擇性組合組成的 材料選擇性地形成。第一接觸層150和第二接觸層152形成為歐姆接觸特性，使得能夠提 高電氣特性。
第一接觸層150和/或第二接觸層152可以形成為層或者圖案，并且在實(shí)施例的 技術(shù)范圍內(nèi)可以不同地修改。而且，可以不形成第一接觸層150。參考圖5，第一絕緣層140形成在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130的上表面的外圍上。 第一絕緣層140可以由諸如Si02、Si3N4、Al203、以及TW2等等的絕緣材料形成，并且具有0. 1 至2μπι的厚度。第一絕緣層140形成在除了第一接觸層140之外的區(qū)域上，從而密封第二接觸層 140。參考圖6和圖7，第二電極層160形成在第一絕緣層140和第一接觸層150上。第 二電極層160可以由Al、Ag、Pd、Rh,以及Pt中的至少一個(gè)、50%或者更大的反射率的金屬 材料、或者其合金等等形成。導(dǎo)電支撐構(gòu)件170形成在第二電極層160上，其中導(dǎo)電支撐構(gòu)件170可以實(shí)施為 銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅鎢(Cu-W)、載具晶圓(例如，Si、Ge、GaAs,加0、以及 SiC等等)。參考圖7和圖8，在導(dǎo)電支撐構(gòu)件170被放置為基底之后，襯底105被移除。使用 物理和/或化學(xué)方法可以移除襯底105。通過(guò)物理方法，通過(guò)激光剝離(LLO)工藝來(lái)移除 襯底105。換言之，使用將具有預(yù)定的區(qū)域中的波長(zhǎng)的激光發(fā)射到襯底105的方法(LL0 激光剝離)來(lái)分離襯底105。通過(guò)化學(xué)方法，當(dāng)任何半導(dǎo)體層(例如緩沖層)形成在襯底 105和第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110之間時(shí)，可以通過(guò)使用濕法蝕刻方法移除緩沖層來(lái)分離 襯底?？梢栽谄湟r底105被移除的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110上執(zhí)行感應(yīng)耦合等離子體/ 反應(yīng)離子蝕刻(ICP/RIE)中的拋光工藝。粗糙圖案可以形成在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110的下表面上，但是它不限于此。第一接觸層150加強(qiáng)第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130和導(dǎo)電支撐構(gòu)件170之間的粘附 力，從而保護(hù)半導(dǎo)體發(fā)光器件免受外部沖擊。因此，能夠提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的電氣可靠 性。參考圖9，在導(dǎo)電支撐構(gòu)件170放置為基底之后，形成通過(guò)從第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體 層Iio到第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130進(jìn)行蝕刻來(lái)電氣地分離的靜電保護(hù)單元103和發(fā)光單 元101。換言之，通過(guò)在發(fā)光單元101和靜電保護(hù)單元103之間的邊界區(qū)域和芯片的外圍上 執(zhí)行濕法和/或干法蝕刻工藝將第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110、第一有源層120、以及第二導(dǎo) 電類型半導(dǎo)體層130的結(jié)構(gòu)分成兩個(gè)區(qū)域。因此，第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112與第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110分離，第二有源層 122與第一有源層120分離，并且第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層130 分離。第二接觸層152被布置在靜電保護(hù)層103的第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層132上。參考圖10，形成從第一絕緣層140的下表面暴露到反射電極層160或者導(dǎo)電支撐 構(gòu)件170的部分的布線凹槽145。布線凹槽145形成在靜電保護(hù)單元103的另一側(cè)上以與 第二接觸層152隔開。參考圖11和圖12，第二絕緣層125形成在發(fā)光單元101的各層110、120、以及130 的另一側(cè)上。第二絕緣層125形成在發(fā)光單元101的外側(cè)上以防止發(fā)光單元101的各層 110、120、以及130之間的短路。第三絕緣層127形成在靜電保護(hù)單元103的各層112、122、以及132的另一側(cè)上。第三絕緣層127形成在靜電保護(hù)單元103的外側(cè)上，并且使得能夠防止靜電保護(hù)單元103 的各層112、122、以及132之間的短路。第二絕緣層125和第三絕緣層127可以選擇性地使用第一絕緣層140的材料，并 且具有大約0. 1至2 μ m的厚度。第一電極層180將發(fā)光單元101電氣地連接到靜電保護(hù)單元103，并且布線層182 將靜電保護(hù)單元103電氣地連接到導(dǎo)電支撐構(gòu)件170。第一電極層180的一端180A被連接到第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層110，并且其另一端 180B被連接到靜電保護(hù)單元103的第二接觸層152。布線層182的一端182A被連接到第 三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112，并且其另一端182B被連接到第二電極層160和/或?qū)щ娭螛?gòu) 件170。第二電極層125被布置在第一電極層180下面，并且第三絕緣層127被布置在布線 層182下面。如圖12中所示，發(fā)光單元101形成在半導(dǎo)體發(fā)光器件100的一側(cè)上，并且靜電保 護(hù)單元103形成在其另一側(cè)上。靜電保護(hù)單元103基于第二電極層160并行地連接到發(fā)光 單元101。發(fā)光單元101和靜電保護(hù)單元103共同地連接到第一電極層180，并且靜電保護(hù) 單元103通過(guò)布線層182共同地連接到導(dǎo)電支撐構(gòu)件170。因此，可以通過(guò)第一電極層180 和導(dǎo)電支撐構(gòu)件170提供電力。而且，異常電壓，例如，ESD經(jīng)過(guò)靜電保護(hù)單元103，使得能夠保護(hù)發(fā)光單元101。實(shí)施例能夠提供具有靜電保護(hù)單元和強(qiáng)ESD抗擾度的垂直半導(dǎo)體發(fā)光器件，使得 能夠提高垂直半導(dǎo)體發(fā)光器件的電氣可靠性。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以想到許多落入本公開的原理的范圍和精神內(nèi)的其它修改和實(shí)施例。更加具 體地，在本公開、附圖和所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，主題組合布置的組成部件和/或布置的 各種變化和修改都是可能的。除了組成部件和/或布置的變化和修改之外，對(duì)于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，替代使用也將是顯而易見的。工藝實(shí)用性實(shí)施例能夠提供諸如LED的半導(dǎo)體發(fā)光器件。實(shí)施例能夠提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的電氣可靠性。實(shí)施例能夠提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的光學(xué)效率。實(shí)施例能夠?qū)⒎庋b半導(dǎo)體發(fā)光器件的光源應(yīng)用于照明領(lǐng)域、指示領(lǐng)域、以及顯示 領(lǐng)域等等。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括 第二電極層；所述第二電極層的一側(cè)下的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層； 所述第二電極層的另一側(cè)下的第一絕緣層；所述第一絕緣層下的靜電保護(hù)單元，所述靜電保護(hù)單元包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層； 第一電極層，所述第一電極層將所述發(fā)光單元電氣地連接到所述靜電保護(hù)單元；以及 布線層，所述布線層將所述靜電保護(hù)單元電氣地連接到所述第二電極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括所述第二電極層上的導(dǎo)電支撐構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述發(fā)光單元包括所述第二電極層下 的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層；所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層下的第一有源層；以及所述有源層 下的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述靜電保護(hù)單元包括所述第一絕緣 層下的第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層；所述第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層下的第二有源層；以及所述有 源層下的第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一電極層被電氣地連接在所述 發(fā)光單元的第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和所述靜電保護(hù)單元的第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述布線層被電氣地連接在所述靜電 保護(hù)單元的第三導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和所述第二電極層之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括在所述第一電極層和所述發(fā)光單元的半導(dǎo)體層之間的第二絕緣層，和在所述布線層和 所述靜電保護(hù)單元的半導(dǎo)體層之間的第三絕緣層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述電極層具有50%或者以上的反射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括第一接觸層，所述第一接觸層形成在所述發(fā)光單元的第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和所述第 二電極層之間；和在所述靜電保護(hù)單元的第四導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層下的第二接觸層，所述第 二接觸層被電氣地連接到所述第一電極層。
10.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括第二電極層，所述第二電極層包括反射金屬； 所述第二電極層的下表面的外圍上的第一絕緣層；所述第二電極層的內(nèi)側(cè)下的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層， 所述第一絕緣層下的靜電保護(hù)單元，所述靜電保護(hù)單元包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層； 第一電極層，所述第一電極層將所述發(fā)光單元電氣地連接到所述靜電保護(hù)單元；以及 布線層，所述布線層將所述靜電保護(hù)單元電氣地連接到所述第二電極層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述發(fā)光單元和靜電保護(hù)單元包括 P型半導(dǎo)體層、所述P型半導(dǎo)體層下的有源層、以及所述有源層下的N型半導(dǎo)體層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一電極層將所述發(fā)光單元的 N型半導(dǎo)體層連接到所述靜電保護(hù)單元的P型半導(dǎo)體層，并且所述布線層將所述靜電 保護(hù) 單元的N型半導(dǎo)體層連接到所述第二電極層。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述靜電保護(hù)單元形成為具有小于 所述第二電極層下的區(qū)域的50%的尺寸。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括 在所述發(fā)光單元和所述第二電極層之間的第一接觸層；和 在所述靜電保護(hù)單元和所述第一絕緣層之間的第二接觸層，其中所述第一接觸層和所述第二接觸層由ITO、IZO (In-ZnO)、GZO (Ga-ZnO)、 AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx,RuOx, Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ ITO、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、金屬氧化物和由其選擇性組合組成的材 料選擇性地形成。
15.一種制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，包括在襯底上形成第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層； 在所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上形成第一接觸層和第二接觸層； 在所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上的外圍上形成第一絕緣層； 在所述第一接觸層和所述第一絕緣層上形成第二電極層； 分離所述襯底；通過(guò)蝕刻所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、所述有源層、以及所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層 將發(fā)光單元與靜電保護(hù)單元分離；以及將所述發(fā)光單元和所述靜電保護(hù)單元并行地連接到所述第二電極層。
全文摘要
提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件包括第二電極層；第二電極層的一側(cè)下面的包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層的發(fā)光單元；第二電極層的另一側(cè)下面的第一絕緣層；第一絕緣層下面的包括多個(gè)化合物半導(dǎo)體層的靜電保護(hù)單元；第一電極層，該第一電極層將發(fā)光單元電氣地連接到靜電保護(hù)單元；以及布線層，該布線層將靜電保護(hù)單元電氣地連接到第二電極層。
文檔編號(hào)H01L33/36GK102106007SQ200980128957
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
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