專利名稱：半導體發(fā)光器件及其制造方法
技術領域：
本文公開一種半導體發(fā)光器件及其制造方法。
背景技術：
半導體發(fā)光器件及其制造方法是已知的。然而，它們存在各種缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及如下所述的半導體發(fā)光器件。1. 一種半導體發(fā)光器件，包括導電支撐構件；設置在所述導電支撐構件上的反射層；設置在所述反射層上并與其接觸的發(fā)光結(jié)構，所述發(fā)光結(jié)構包括第一導電型半 導體層、設置在所述第一導電型半導體層上的有源層和設置在所述有源層上的第二導電型 半導體層；設置在所述發(fā)光結(jié)構上的電極；和沿所述發(fā)光結(jié)構的底部邊緣設置的溝道層。2.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層與所述發(fā)光結(jié)構的底表面歐姆 接觸并包括反射性金屬。3.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述溝道層的內(nèi)側(cè)端與所述反射層的外側(cè) 端接觸。4.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述溝道層的 底表面之下。5.根據(jù)4所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層形成于所述溝道層的部分底表 面之下，直至小于所述溝道層的寬度的約80%的寬度。6.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，還包括與所述溝道層的底表面接觸的蓋層。7.根據(jù)6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述蓋層的底 表面之下。8.根據(jù)6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為位于所述蓋層的整個底 表面之下。9.根據(jù)6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的內(nèi)側(cè)端形成為與所述溝道層的 內(nèi)側(cè)端對應。10.根據(jù)6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的內(nèi)側(cè)端與所述發(fā)光結(jié)構的底 表面接觸。11.根據(jù)6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層由選自Ti、Ni、Pt、Pd、Cu、Al、Ir 和Rh中的至少一種形成。12.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，還包括與所述電極對應的電流阻擋層。
13.根據(jù)12所述的半導體發(fā)光器件，其中所述電流阻擋層形成于所述反射層和所 述導電支撐構件中之一上。14.根據(jù)12所述的半導體發(fā)光器件，其中所述電流阻擋層由選自ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤ0、 ΙΑΖ0、IGZO、IGT0,ΑΖΟ、ΑΤΟ、ZnO、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4^Al2O3 和 TiO2 中的至少一種形成。 15.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，還包括在所述反射層和所述導電支撐構件之 間的粘合層。16.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述溝道層包括透明氮化物、透明氧化物 或透明絕緣材料中的至少一種。17.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述溝道層由選自ITO(銦錫氧化物)、 IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、 IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、Si02、 SiOx, SiOxNy> Si3N4^Al2O3 和 TiO2 中的至少一種形成。18.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，還包括沿所述發(fā)光結(jié)構的外邊緣設置的絕緣層。19.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，還包括在所述發(fā)光結(jié)構上形成的粗糙圖案。20.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，包括在所述溝道層的頂表面或底表面的至少 之一中形成的粗糙圖案。21.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中粗糙圖案形成于所述溝道層的底表面中， 并且所述粗糙圖案形成為具有等于或者小于所述溝道層厚度的厚度。22.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中粗糙圖案形成于所述溝道層的頂表面中， 并且所述粗糙圖案的內(nèi)側(cè)部與所述發(fā)光結(jié)構的底部外側(cè)部接觸。23.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中粗糙圖案形成于所述溝道層或所述反射 層的至少之一的表面中，并且所述粗糙圖案包括鋸齒波圖案、方波圖案、凹凸圖案或條帶圖 案中的至少一種。24.根據(jù)1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述發(fā)光結(jié)構包括利用第III-V族化合物 半導體的P-N結(jié)、N-P結(jié)、P-N-P結(jié)和N-P-N結(jié)中的至少一種。25. 一種半導體發(fā)光器件，包括導電支撐構件；設置在所述導電支撐構件上的反射層；設置在所述反射層上的歐姆層；設置在所述歐姆層上并與其接觸的發(fā)光結(jié)構，所述發(fā)光結(jié)構包括第一導電型半 導體層、設置在所述第一導電型半導體層上的有源層和設置在所述有源層上的第二導電型 半導體層；設置在所述發(fā)光結(jié)構上的電極；和沿所述發(fā)光結(jié)構的底部邊緣設置的溝道層。26.根據(jù)25所述的半導體發(fā)光器件，其中所述歐姆層延伸為部分位于所述溝道層 的底表面之下。27.根據(jù)25所述的半導體發(fā)光器件，其中所述歐姆層延伸為位于所述溝道層的整 個底表面之下。
28.根據(jù)27所 述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述歐姆層 的底表面之下。29.根據(jù)27所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為位于所述歐姆層的整 個底表面之下。30.根據(jù)25所述的半導體發(fā)光器件，還包括設置在所述溝道層下的蓋層，其中所 述蓋層形成于所述歐姆層和所述反射層之間。31.根據(jù)30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的內(nèi)側(cè)端向上延伸朝向所述發(fā) 光結(jié)構。32.根據(jù)30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的一部分與所述溝道層的底表 面接觸，并且所述蓋層的一部分與所述歐姆層接觸。33.根據(jù)30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述蓋層的 底表面之下。34.根據(jù)30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為位于所述蓋層的整個 底表面之下。35.根據(jù)25所述的半導體發(fā)光器件，其中所述歐姆層由選自ΙΤ0、ΙΖΟ、ΙΖΤ0、ΙΑΖ0、 IGZO、AZO、GZO及其組合中的導電氧化物材料形成。36.根據(jù)25所述的半導體發(fā)光器件，還包括在所述歐姆層中形成的粗糙圖案。


下面將參照附圖詳細描述實施方案，附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并 且其中圖1是根據(jù)一個實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖IA是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖2是沿圖1的線II-II截取的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖3至13是示出根據(jù)一個實施方案的半導體發(fā)光器件的制造方法的截面圖；圖14是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖15是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖16是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖17是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖18是沿圖17的線XVIII-XVIII截取的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖19是示出圖18的半導體發(fā)光器件的一個修改方案的截面圖；圖20是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖21是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖22是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖23是沿圖22的線XXIII-XXIII截取的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖24是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖25是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖26是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖27是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖28是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖29是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖30是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖 ；圖31是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖32是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖33是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；圖34至42是根據(jù)其它一些實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖；和圖43是根據(jù)一個實施方案的發(fā)光器件封裝的截面圖。
具體實施例方式下面將詳細參照實施方案，其實施例在附圖中示出。在實施方案的說明中，應當理 解，當層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構稱為在襯底、層(或膜)、區(qū)域、墊、或圖案“上/下”時， 它可以直接在所述襯底、層(或膜)、區(qū)域、墊、或圖案上/下，或者也可以存在中間層。此 夕卜，各層的“上”和“下”可參照附圖。在附圖中，為了清楚顯示，可以將每個元件的尺寸放 大，并且每個元件的尺寸可以與每個元件的實際尺寸不同。在下文，將參照附圖描述實施方案。在可能的情況下，相同的附圖標記用于表示相 同的元件。由于其物理和化學特性，所以使用第III-V族氮化物半導體作為發(fā)光器件例如發(fā) 光二極管(LED)和激光二極管(LD)的核心材料。第III-V族氮化物半導體的一個實例是 組成式為InxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的氮化物半導體。LED是一種用作光源的或使用化合物半導體的特性將電轉(zhuǎn)化成光以變換信號的半 導體器件?；诘锇雽w的LED或LD廣泛用于發(fā)光器件，并且作為光源用于各種產(chǎn)品， 例如移動電話的鍵盤發(fā)光單元、電光板和照明裝置。圖1是根據(jù)一個實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。圖2是沿圖1的線II-II 截取的半導體發(fā)光器件的截面圖；參照圖1和2，根據(jù)一個實施方案的半導體發(fā)光器件100可包括具有化合物半導體 層的發(fā)光結(jié)構135、溝道層140、反射層150、粘合層160和導電支撐構件170。半導體發(fā)光 器件100可利用化合物半導體例如第III-V族化合物半導體制成。半導體發(fā)光器件100可 以發(fā)射可見光區(qū)域的光，例如藍光、綠光和紅光，并且可以發(fā)射紫外區(qū)域的光。半導體發(fā)光 器件100的形狀和結(jié)構可以在實施方案的技術范圍內(nèi)變化。發(fā)光結(jié)構135可包括第一導電型半導體層110、有源層120和第二導電型半導體 層130。第一導電型半導體層110可利用例如摻雜有第一導電型摻雜劑的第III-V族化合 物半導體形成。例如，所述第III-V族化合物半導體可包括選自GaN、A1N、AlGaN, InGaN, InN、InAlGaN, Al InN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 和 AlGaInP 中的至少一種。例如，如果第一 導電型半導體層110由N型半導體形成，則第一導電型摻雜劑可選自第V族元素。第一導 電型半導體層110可形成為具有例如單層或多層結(jié)構；然而，實施方案不限于此。第一導電 型半導體層110的頂表面可形成為具有用于光提取效率的光提取結(jié)構，例如粗糙圖案112。 此外，可形成透明電極層和絕緣層以用于電流擴散和光提?。蝗欢?，實施方案不限于此。在第一導電型半導體層110上可設置電極115。電極115可以為例如墊或可包括與所述墊連接的分支型金屬圖案；然而，實施方案不限于此。電極115的頂表面可形成為具 有粗糙圖案；然而，實施方案不限于此。 電極115可與第一導電型半導體層110的頂表面歐姆接觸。電極115可通過利用 選自Cr、Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag、Cu和Au中的一種或更多種形成為例如單層 或多層結(jié)構。考慮到與第一導電型半導體層110的歐姆接觸、金屬層之間的粘合力、反射特 性和導電特性，電極115可由例如選自上述材料的至少一種形成。在第一導電型半導體層110下可設置有源層120。有源層120可形成為具有例如 單量子阱或多量子阱結(jié)構。有源層120可由例如第III-V族化合物半導體形成為具有周期 性的阱層和勢壘層。例如，有源層120可形成為具有InGaN阱層/GaN勢壘層或InGaN阱層 /AlGaN勢壘層。在有源層120上和/或下可形成導電覆層(clad layer)。例如，導電覆層可由基 于AlGaN的半導體形成。在有源層120下可設置第二導電型半導體層130。第二導電型半導體層130可利 用例如摻雜有第二導電型摻雜劑的第III-V族化合物半導體形成。例如，所述第III-V族 化合物半導體可包括選自 GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、 GaAsP和AlGaInP中的至少一種。例如，如果第二導電型半導體層110由P型半導體形成， 則第二導電型摻雜劑可選自第III族元素。第二導電型半導體層130可形成為具有例如單 層或多層結(jié)構；然而，實施方案不限于此。發(fā)光結(jié)構135還可以包括設置在第二導電型半導體層130下的第三導電型半導 體層134，其可以是第一導電類型，如圖IA所示。第三導電型半導體層的極性可與第二導電 型半導體層130的極性相反。此外，第一導電型半導體層110可以為P型半導體層，第二導 電型半導體層130可以為N型半導體層。因此，發(fā)光結(jié)構135可包括N-P結(jié)結(jié)構、P-N結(jié)結(jié) 構、N-P-N結(jié)結(jié)構和P-N-P結(jié)結(jié)構中的至少一種。在第二導電型半導體層130或第三導電型半導體層134下可設置溝道層140和反 射層150。在下文，為了便于說明，假定第二導電型半導體層130設置為發(fā)光結(jié)構135的最
底層ο反射層150可接觸第二導電型半導體層130的底部內(nèi)側(cè)，溝道層140可接觸第二 導電型半導體層130的底部邊緣。溝道層140可設置在溝道區(qū)105上。溝道區(qū)105可以為 芯片間的邊界區(qū)域，例如半導體發(fā)光器件的邊緣區(qū)域。溝道層140的頂部外側(cè)可暴露于外 部，或者可以被絕緣層190覆蓋。溝道層140的頂部內(nèi)側(cè)可接觸第二導電型半導體層130 的底部外側(cè)。溝道層140可以沿第二導電型半導體層130的底部邊緣形成為例如圈、環(huán)或框圖 案。溝道層140可包括例如連續(xù)圖案形狀或不連續(xù)的圖案形狀。此外，溝道層140可形成 于在制造工藝過程中輻照到溝道區(qū)上的激光束的路徑上。溝道層140可由例如氧化物、氮化物或絕緣材料中的至少一種形成。例如，溝道層 140可由選自ITO (銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅 氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧 化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、Si02、SiOx, SiOxNy> Si3N4^Al2O3和TiO2中的至少一種形成。溝道層140可防止出現(xiàn)電短路，甚至在發(fā)光結(jié)構135的外壁暴露于濕氣時也是如此，由此使發(fā)光器件耐受高濕度。當溝道層140由透明材料形成時，在激光劃片過程中輻照 的激光束可以透過，由此防止金屬材料在溝道區(qū)105中因激光輻照而碎裂。因此，可以防止 發(fā)光結(jié)構135的側(cè)壁中產(chǎn)生層間短路。 溝道層140可在反射層150和發(fā)光結(jié)構135的每層110/120/130的外壁之間提供 預定間隔。溝道層140可形成為約0.02μπι至約5μπι的厚度。溝道層140的厚度可根據(jù) 芯片尺寸變化。反射層150可與第二導電型半導體層130的底表面歐姆接觸，并且可包括反射金 屬。反射層150可包括例如用于鍍覆工藝的籽金屬(seed metal) 0因此，反射層150可選 擇性地包括歐姆層、籽層和/或反射層；然而，實施方案不限于此。反射層150可延伸至溝道層140的底表面，并且可以形成為與溝道層140的整個 底表面接觸。反射層150可形成為具有比發(fā)光結(jié)構135大的寬度和/或長度，由此有效地 反射入射光。因此，可以改善光提取效率。反射層150 可通過利用選自 Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf 及其組 合中的一種形成為例如單層或多層結(jié)構。反射層150可通過利用上述材料以及導電氧化物 材料如IZ0、IZT0、IAZ0、IGZ0、IGT0、AZ0和ATO形成為例如多層結(jié)構。例如，反射層150可 形成為例如 IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni 和 AZO/Ag/Ni 的結(jié)構。在反射層150和第二導電型半導體層130之間的部分區(qū)域中可以形成電流阻擋層 145。電流阻擋層145可由具有比反射層150低的導電率的非金屬材料形成。例如，電流 阻擋層 145 可由選自 ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGTO、AZO、ΑΤΟ、ZnO、SiO2, SiOx、SiOxNy、 Si3N4、Al203和TiO2中的至少一種形成。在此，如果反射層150由Ag形成，則電流阻擋層145 可由ΙΤ0、Ζη0或SiO2形成。電流阻擋層145可由與溝道層140相同或不同的材料形成。如果電流阻擋層145 和溝道層140由相同的材料形成，則它們可以利用相同的工藝形成。電流阻擋層145可形成為與電極115的位置和圖案相對應。電流阻擋層145的尺 寸可根據(jù)電流擴散的程度變化。電流阻擋層145可設置成與電極115對應的結(jié)構，由此將電流擴散到芯片的整個 區(qū)域中。此外，電流阻擋層145可以在反射層150和粘合層160之間的界面處形成，或者在 第二導電型半導體層130和粘合層160之間的界面處形成；然而，實施方案不限于此。粘合層160可形成為與反射層150的底面接觸而不與溝道層140的底面接觸。粘 合層160可包括例如阻擋金屬或接合金屬。例如，粘合層160可由選自Ti、Au、Sn、Ni、Cr、 Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少一種形成。在粘合層160下可設置導電支撐構件170。導電支撐構件170可以通過例如鍍覆 或片材粘合至反射層150而不形成粘合層160。導電支撐構件170可以為利用例如銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅-鎢 (Cu-W)、或載體晶片(例如、Si、Ge、GaAs, ZnO、SiC、GaN和SiGe)形成的基礎襯底。此外， 導電支撐構件170可以不利用或可以利用導電片材形成。發(fā)光結(jié)構135的外側(cè)可以是傾斜的，并且可以在其上形成絕緣層190。絕緣層190 可具有設置在溝道層140上的底部和設置在第一導電型半導體層110周圍的頂部194。因 此，絕緣層190可以與溝道層140緊密接觸并可在發(fā)光結(jié)構135周圍形成，由此防止在發(fā)光結(jié)構135的外表面上 發(fā)生層間短路。參照圖2，溝道層140可以形成為芯片周圍的帶。溝道層140的內(nèi)部區(qū)域C3和C4 可以對應于半導體區(qū)域Al，溝道層140的外部區(qū)域Cl和C2可以在半導體區(qū)域Al的外側(cè)處 暴露于芯片之外。溝道層140的內(nèi)部區(qū)域140A可設置在半導體區(qū)域Al的一部分處。反射層150的歐姆區(qū)A2可設置在半導體區(qū)域Al的內(nèi)側(cè)，并且反射層150的寬度 Dl可以小于半導體區(qū)域Al的寬度D2。歐姆區(qū)A2可形成為具有與發(fā)光區(qū)域?qū)某叽?。電流阻擋?45可形成為與半導體區(qū)域Al中的電極115的位置和圖案對應。電 流阻擋層145可設置在歐姆區(qū)A2和半導體區(qū)域Al的內(nèi)側(cè)。電流阻擋層145的尺寸Bl可 根據(jù)墊或電極圖案變化。圖3至13是示出根據(jù)一個實施方案的半導體發(fā)光器件的制造方法的截面圖。參 照圖3和4，可將襯底101加載于生長設備上，并且可以在其上形成例如層或圖案形狀的第 II至VI族化合物半導體。生長設備可以為例如PVD(物理氣相沉積)設備、CVD(化學氣相 沉積)設備、PLD (等離子體激光沉積)設備、雙型熱蒸發(fā)器、濺射設備和MOCVD (金屬有機 化學氣相沉積)設備中的一種；然而，實施方案不限于此。襯底101 可由例如選自藍寶石(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3、導電材 料和GaAs中的至少一種形成。在襯底101的頂表面中可以形成粗糙圖案。此外，在襯底 101上可形成基于第II至VI族化合物半導體的層或圖案，例如ZnO層(未示出)、緩沖層 (未示出)和未摻雜的半導體層(未示出)中的至少一種。緩沖層或未摻雜的半導體層可 利用例如第III-V族化合物半導體形成。緩沖層可降低與襯底101的晶格常數(shù)差，并且未 摻雜的半導體層可由未摻雜的基于GaN的半導體形成。在襯底101上可形成第一導電型半導體層110。在第一導電型半導體層110上可 形成有源層120。在有源層120上可形成第二導電型半導體層130。第一導電型半導體層110可利用例如摻雜有第一導電型摻雜劑的第III-V族化合 物半導體形成。例如，第III-V族化合物半導體可包括選自GaN、A1N、AlGaN, InGaN, InN、 InAlGaN, Al InN、AlGaAs、GaP、GaAs, GaAsP 和 AlGaInP 中的至少一種。例如，如果第一導電 型半導體層110由N型半導體形成，則第一導電型摻雜劑可選自第V族元素。第一導電型 半導體層110可形成為具有例如單層或多層結(jié)構；然而，實施方案不限于此。在第一導電型半導體層110上可形成有源層120。有源層120可形成為具有例如 單量子阱或多量子阱結(jié)構。有源層120可由例如第III-V族化合物半導體形成以具有周期 性的阱層和勢壘層，例如，周期性的InGaN阱層/GaN勢壘層或InGaN阱層/AlGaN勢壘層。在有源層120的上和/或下可形成導電覆層。例如，導電覆層可由基于AlGaN的 半導體形成。在有源層120上可形成第二導電型半導體層130。第二導電型半導體層130可利 用例如摻雜有第二導電型摻雜劑的第III-V族化合物半導體形成。例如，第III-V族化合物 半導體可包括選自 GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、Al InN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 和AlGaInP中的至少一種。例如，如果第二導電型半導體層110由P型半導體形成，則第二 導電型摻雜劑可選自第III族元素。第二導電型半導體層130可形成為具有例如單層或多 層結(jié)構；然而，實施方案不限于此。第一導電型半導體層110、有源層120和第二導電型半導體層130可以構成發(fā)光結(jié)構135。此外，在第二導電型半導體層130上可形成第三導電型半導體層134，例如N型半 導體層。因此，發(fā)光結(jié)構135可形成為包括N-P結(jié)結(jié)構、P-N結(jié)結(jié)構、N-P-N結(jié)結(jié)構和P-N-P 結(jié)結(jié)構中的至少一種。在每個芯片邊界區(qū)域(溝道區(qū)域)中可以形成溝道層140。溝道層140可通過利 用例如掩模圖案在每個芯片區(qū)域周圍形成。溝道層140可形成為例如圈、環(huán)或框圖案。溝 道層140可由例如氧化物、氮化物或絕緣材料中的至少一種形成。例如，溝道層140可由選 自ITO (銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、 IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、 GZO(鎵鋅氧化物)、SiO2, SiOx、SiOxNy, Si3N4^Al2O3 和 TiO2 中的至少一種形成。例如，溝道層140可利用例如光刻工藝形成。溝道層140可利用例如濺射工藝或 沉積工藝由上述材料形成。如果溝道層140由導電氧化物材料形成，則其可用作電流擴散 或注入層。參照圖4至6，在第二導電型半導體層130上可形成電流阻擋層145。電流阻擋層 145可利用例如掩模圖案形成。電流阻擋層145可由與溝道層140相同的材料或不同的材 料形成。形成順序可根據(jù)該材料差異而變化。例如，如果溝道層140和電流阻擋層145由 相同的材料形成，則它們可以利用同一工藝形成。電流阻擋層145可由具有比半導體層的導電率低的材料形成，或者可形成為具有 比半導體層低的導電率。例如，電流阻擋層145可由選自IT0、IZ0、IZT0、IAZ0、IGZ0、IGT0、 ΑΖΟ、ΑΤΟ、ZnO, SiO2, SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3 和 TiO2 中的至少一種形成。電流阻擋層 145 可通過例如利用掩模圖案形成于期望的區(qū)域中。電流阻擋層145可形成為與用于電極115 的區(qū)域位置和圖案對應。電流阻擋層145可形成為與電極圖案相同的形狀；然而，實施方案 不限于此。電流阻擋層145可形成為與墊的位置和/或電極圖案對應。電流阻擋層145可設 置在反射層150內(nèi)側(cè)。因此，與相鄰區(qū)域相比，電流阻擋層145可幾乎沒有電流流過其中， 由此使得可以以擴散的方式供給電流。電流阻擋層145可形成為例如多邊形或圓形圖案， 或者可以不形成。參照圖5和7，在第二導電型半導體層130上可形成反射層150以與第二導電型半 導體層130歐姆接觸。在第二導電型半導體層130和電流阻擋層145上可形成反射層150 以降低接觸電阻。反射層150 可通過利用選自 Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf 及其組 合中的至少一種形成為例如單層或多層結(jié)構。此外，反射層150可以通過利用上述材料和 導電氧化物材料如 ζο、ΙΖΤ0、ΙΑΖ0、IGZO、IGTO、AZO和ATO形成為多層結(jié)構。例如，反射 層150可由IZ0/Ni、AZ0/Ag、IZ0/Ag/Ni或AZO/Ag/Ni形成。例如，反射層150可利用E束 (電子束)工藝或濺射工藝形成；然而，實施方案不限于此。例如，反射層150可形成為具有第一粘合層/反射層/第二粘合層/籽層的堆疊 結(jié)構。第一和第二粘合層可包含Ni，反射層可包含Ag，籽層可包含Cu。第一粘合層可形成 為小于幾納米的厚度，反射層可形成為小于幾百納米的厚度，第二粘合層可形成為小于幾 十納米的厚度，籽層可形成為小于Iym的厚度；然而，實施方案不限于此。反射層150可形成為覆蓋直至溝道層140的底部。反射層150可用作電極，這是因為它可以由反射性金屬形成。此外，反射層150和其上的金屬材料可用作電極。 參照圖7和8，在反射層150上可形成粘合層160。粘合層160可包括阻擋金屬或 接合金屬。例如，粘合層160可由選自Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta中的至少 一種形成。在粘合層160上可形成導電支撐構件170。導電支撐構件170可以為利用例如銅 (Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅-鎢(Cu-W)、或載體晶片(例如 Si、Ge、GaAs、ZnO、SiC、 GaN和SiGe)形成的基礎襯底。導電支撐構件170可以接合至粘合層160，可由鍍敷層形成， 或者可以通過導電片材粘合。在一個實施方案中，可以不形成粘合層160。在該情況下，導 電支撐構件170可形成于反射層150上。參照圖9和10，導電支撐構件170可翻轉(zhuǎn)變成基底，并將發(fā)光結(jié)構135上的襯底 101移除。例如，襯底101可以利用例如激光剝離(LLO)工藝移除。LLO工藝可將預定波長 的激光束輻照到襯底101上以移除襯底101。在此，如果在襯底101和第一導電型半導體層 110之間存在另一半導體層(例如，緩沖層)或氣隙，則可以利用濕蝕刻劑移除襯底101?？梢詫σ瞥r底101的第一導電型半導體層110的表面實施基于ICP/RIE (感應 耦合等離子體/反應性離子蝕刻)的拋光工藝。參照圖10和11，可以利用例如隔離蝕刻工藝移除發(fā)光結(jié)構135的溝道區(qū)105。也 就是說，可以對芯片間邊界區(qū)域?qū)嵤└綦x蝕刻工藝。通過隔離蝕刻工藝，溝道層140可暴露 于溝道區(qū)105并且發(fā)光結(jié)構135的側(cè)面可以是傾斜的。如果溝道層140由透明材料形成，則在隔離蝕刻工藝或激光劃片工藝中輻照的激 光束可以透過其中，由此抑制下方的金屬材料(例如，反射層150、粘合層160和導電支撐構 件170的材料)在激光輻照方向上碎裂或突出。溝道層140可透過激光束，由此使得能夠 防止激光束在溝道區(qū)105中產(chǎn)生金屬碎片，并且保護發(fā)光結(jié)構135的每層的外壁。隨后，可以對第一導電型半導體層110的頂表面實施蝕刻工藝以在其上形成粗糙 圖案。粗糙圖案可改善光提取效率。參照圖12和13，在發(fā)光結(jié)構135周圍可形成絕緣層190，其中底部可形成于溝道 層140上，頂部194可形成于第一導電型半導體層110的頂表面周圍。絕緣層190可形成 于發(fā)光結(jié)構135周圍，由此能夠防止層110、120和130之間短路。此外，絕緣層190和溝道 層140可防止?jié)駳鉂B入芯片中。在第一導電型半導體層110上可形成電極115。電極115可形成為預定圖案。絕 緣層190和電極115的形成可以在芯片分離之前或之后實施；然而，實施方案不限于此。電 極115可形成為與電流阻擋層145的位置對應，并且在電極115的頂表面中可形成粗糙圖 案；然而，實施方案不限于此。在下文，通過芯片邊界可以將所得結(jié)構分離成單獨的芯片單元。芯片分離可以通 過例如激光或斷裂工藝來進行。沿圖13的線II-II截取的截面圖與圖2的相同。圖14是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖14的實施方案 時，與圖1實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖14，半導體發(fā)光器件100A可包括設置在第二導電型半導體層130下的溝道 層140、電流阻擋層145和反射層151。溝道層140、電流阻擋層145和反射層151可形成為 彼此不交疊。
在溝道層140、反射層151和電流阻擋層145下可形成粘合層160和/或?qū)щ娭?撐構件170。粘合層160可接觸溝道層140、反射層151和電流阻擋層145的底部。溝道層 140可以在粘合層 160和發(fā)光結(jié)構135的外側(cè)或外壁之間提供預定間隔。反射層151可以 在溝道層140內(nèi)部區(qū)域中與第二導電型半導體層130歐姆接觸。電流阻擋層145可在反射 層151中形成為與電極115對應的圖案。反射層151可僅在歐姆接觸區(qū)中形成，使得歐姆 接觸區(qū)和反射區(qū)可形成為具有相同的尺寸。圖15是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖15的實施方案 時，與圖1實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖15，半導體發(fā)光器件100B可以具有在發(fā)光結(jié)構135下的反射層152和溝道 層140的改變粘合結(jié)構。反射層152的外側(cè)端152A可與溝道層140的內(nèi)側(cè)端140A交疊預 定的量或距離(或?qū)挾?D3。此外，反射層152的外側(cè)端152A可與芯片的外壁間隔開預定 距離D2。因此，它可以不在芯片的外壁處暴露出，由此使得能夠克服在芯片外壁處剝落的問題。反射層152與溝道層140底部的交疊距離D3可以小于溝道層140的底部寬度 (D2+D3)的約80%。因為反射層152的交疊距離減小，所以可以減少因反射層152的材料 弓丨起的粘合力降低的問題。例如，如果溝道層140的寬度(D2+D3)為約75μπι，則交疊距離 D3可以小于約6μπι。圖16是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖16的實施方案 時，與圖1實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖16，半導體發(fā)光器件100C可以具有溝道區(qū)105中的溝道層141和蓋層 (capping layer) 155的堆疊結(jié)構。溝道層141的內(nèi)側(cè)可與第二導電型半導體層130的底 部接觸，溝道層141的外側(cè)可暴露于芯片的外部。在該實施方案中，溝道層141可由例如基 于氧化物的材料形成。例如，溝道層141可由選自ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、ΑΖ0、 ΑΤΟ、GZ0、Si02、Si0x、Al2O3 和 TiO2 中的至少一種形成。蓋層155可由例如與氧化物具有良好粘合力的金屬如選自Ti、Ni、Pt、Pd、Cu、Al、 Ir和Rh中的至少一種形成。也就是說，蓋層155可以為例如利用上述材料的單層或多層粘 合層，其可以增加金屬和氧化物材料之間的粘合力，由此減少在芯片外壁處剝落的問題。蓋 層155可形成為小于幾百納米的厚度。蓋層155可利用例如電子束沉積工藝或濺射工藝形 成；然而，實施方案不限于此。蓋層155可形成于反射層150和溝道層141的底表面之間以增加反射層150的粘 合力，由此減少在芯片外壁處剝落的問題。圖17是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。圖18是沿圖17的線 XVIII-XVI11截取的截面圖。在描述圖17的實施方案時，與上述實施方案重疊的重復說明 已被省略。參照圖17和18，半導體發(fā)光器件100D可具有環(huán)繞溝道層141底部邊緣的蓋層 155。溝道層141可以在發(fā)光結(jié)構135的底部外側(cè)處形成，蓋層155可設置在溝道層141下。 溝道層141可形成為例如沿芯片具有預定寬度的環(huán)狀或帶狀圖案。蓋層155可形成于溝道 層141的底表面和內(nèi)表面中。如圖18所示，蓋層155的內(nèi)側(cè)端155A可沿反射層150和溝 道層141之間的區(qū)域形成為例如環(huán)狀或帶狀圖案。在圖18中，‘El'代表半導體區(qū)域。
第二導電型半導體層130可接觸反射層150、溝道層141、電流阻擋層145和蓋層 155。因此，第二導電型半導體層130可由芯片外側(cè)的溝道層141保護，并且可以通過芯片 內(nèi)側(cè)的反射層150和蓋層155供給有電流。圖19是圖18的修改方案。參照圖17和19，蓋層155的端部155B可形成為具有 多個圖案(不是單個圖案)。也就是說，蓋層155的端部155B可以以規(guī)則的間隔或不規(guī)則 的間隔分 開以粗糙結(jié)構接觸第二導電型半導體層130的底表面。這種粘合結(jié)構可以增加蓋 層155和反射層150與溝道層141的粘合力。部分或全部蓋層155可形成為具有多個圖案。圖20是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖20的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖20，半導體發(fā)光器件100E可具有設置于溝道區(qū)105中的溝道層141、蓋層 155和反射層150的改進粘合結(jié)構。反射層150可形成為比圖16的反射層窄。反射層150 的外側(cè)端152可與蓋層155的內(nèi)側(cè)端143的底部交疊預定的量或距離(或?qū)挾?D5。交疊 距離D5可以小于蓋層155的寬度(D4+D5)的約80%，反射層150的外側(cè)端可與芯片的外 壁間隔開預定距離D4。蓋層155可形成于溝道層141下以具有與溝道層144相同的寬度 (D4+D5)，或者可以形成為比溝道層141窄。圖21是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖21的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖21，半導體發(fā)光器件100F可包括形成于發(fā)光結(jié)構135底部周圍的溝道層 141、蓋層155和反射層150。溝道層141的內(nèi)側(cè)頂表面可與第二導電型半導體層130的底 表面接觸，溝道層141的底表面和內(nèi)側(cè)表面可利用蓋層155覆蓋。蓋層155的內(nèi)側(cè)端155A 可與第二導電型半導體層130的底表面接觸以供給電流。反射層150的外側(cè)或外邊緣可與 蓋層155接觸而可以不與溝道層141接觸，由此改善對反射層150外側(cè)的粘合力。此外，反射層150的端部152可設置為與蓋層155的底部交疊預定距離D6。在此 處，交疊距離D6可以小于溝道層141寬度的約80%。因為反射層150的端部152可設置為 與蓋層155的底部交疊，所以可以增加反射層150的端部152的粘合力。圖22是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖22的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖22，半導體發(fā)光器件200可包括發(fā)光結(jié)構135、溝道層240、電流阻擋層 245、反射層250、粘合層260、導電支撐構件270和歐姆層280。溝道層240可設置在第二導 電型半導體層130的底部周圍，歐姆層280和電流阻擋層245可設置在第二導電型半導體 層130內(nèi)側(cè)。溝道層240可以與圖1實施方案的相同。電流阻擋層245可形成于第二導電 型半導體層130和歐姆層280之間以擴散電流。歐姆層280可形成于反射層250和發(fā)光結(jié)構135的第二導電型半導體層130之間。 歐姆層280可由例如選自ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤ0、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、GZO及其組合中的導 電氧化物材料形成。也就是說，歐姆層280可與第二導電型半導體層130的底部表面接觸。 歐姆層280可利用例如濺射工藝(例如，射頻磁控濺射)或沉積工藝形成；然而，實施方案 不限于此。歐姆層280可形成為小于幾個納米的厚度；然而，實施方案不限于此。歐姆層280可與溝道層240、第二導電型半導體層130和電流阻擋層245的底面接 觸，以對第二導電型半導體層130供給通過粘合層260施加的電流。例如，反射層250可形成為具有第一粘合層/反射層/第二粘合層/籽層的堆疊結(jié)構。第一和第二粘合層可包含 Ni，反射層可包含Ag，籽層可包含Cu。第一粘合層可形成為小于幾納米的厚度，反射層可形 成為小于幾百納米的厚度，第二粘合層可形成為小于幾十納米的厚度，籽層可形成為小于 1 μ m的厚度；然而，實施方案不限于此。圖23是沿圖22的線XXIII-XXIII截取的截面圖。參照圖23，溝道層240的內(nèi)側(cè) 區(qū)域240A可設置在半導體區(qū)域Al的外側(cè)，歐姆層280的歐姆區(qū)A4和電流阻擋層245的區(qū) 域可設置在半導體區(qū)域Al內(nèi)側(cè)。半導體區(qū)域Al的寬度D12可比歐姆層280的寬度Dll大。 溝道層240的內(nèi)側(cè)區(qū)域和外側(cè)區(qū)域的距離D14和D13可以彼此相同或不同；然而，實施方案 不限于此。圖24是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖24的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖24，半導體發(fā)光器件201可具有改進的反射層250。反射層250可以只設置 在歐姆層280的非溝道區(qū)105的區(qū)域中(也就是說，只在歐姆區(qū)域中)以反射入射光。反 射層250的外側(cè)端251可以不暴露于芯片外部。圖25是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖25的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖25，半導體發(fā)光器件201A可具有形成為與發(fā)光結(jié)構135的底部歐姆接觸的 基于導電氧化物的歐姆層280，以及在發(fā)光結(jié)構135外側(cè)處形成的透明溝道層240。反射層250的端部251可形成為與溝道區(qū)105交疊預定距離D16。在此處，交疊距 離D16可以小于溝道層240的底部寬度(D15+D16)的約80%。也就是說，如圖24和26所 示，部分或整個反射層250可與溝道層240區(qū)域下的歐姆層280接觸。圖26是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖26的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖26，半導體發(fā)光器件202可具有形成為與發(fā)光結(jié)構135的底部歐姆接觸的 基于導電氧化物的歐姆層280，以及形成于發(fā)光結(jié)構135外側(cè)處的透明溝道層240。反射層 250可形成于歐姆層280下，蓋層255可形成于歐姆層280和反射層250之間。蓋層255可由例如與氧化物具有良好粘合力的金屬如選自Ti、Ni、Pt、Pd、Cu、Al、 Ir和Rh中的一種或更多種形成。也就是說，蓋層255可以為例如利用上述材料的單層或多 層粘合層，其可以增加金屬和氧化物材料之間的粘合力，由此減少芯片外壁處剝落的問題。蓋層255可形成于歐姆層240的外側(cè)底表面和反射層250的外側(cè)頂表面之間以增 加反射層250與外側(cè)的粘合力，由此減少芯片外壁處的層間剝落問題。反射層250的外側(cè) 可形成為沿蓋層255的底表面延伸至芯片的外側(cè)。 圖27是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖27的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖27，半導體發(fā)光器件203可包括形成于溝道層240下的歐姆層280、形成 于歐姆層280下的蓋層255、以及形成于溝道區(qū)105中的蓋層255下的反射層250。蓋層 255可在歐姆層280的外邊緣周圍形成以減少和反射層250的接觸面積。歐姆層280可由 例如導電氧化物材料形成。蓋層255可形成于歐姆層280和反射層250之間的外側(cè)溝道區(qū) 105中。蓋層255可由例如與氧化物材料具有良好粘合力的金屬形成。
蓋層255的內(nèi)側(cè)端255A可形成為延伸至歐姆層280的歐姆接觸區(qū)的部分。在此 處，歐姆層280的外側(cè)可覆蓋溝道層240的邊緣，并且蓋層255可延伸至歐姆層280的相對 于溝道層240的覆蓋區(qū)域。 圖28是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖28的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖28，半導體發(fā)光器件204可具有溝道層240、蓋層255和溝道區(qū)105中設置 在溝道層240下的歐姆層280的外側(cè)端281的堆疊結(jié)構。歐姆層280的外側(cè)端281可延伸 至溝道層240的內(nèi)側(cè)底部側(cè)，并且可以不暴露于芯片的外側(cè)。蓋層255可形成于溝道層240 的底部外側(cè)下和歐姆層280的外側(cè)端下。蓋層255可與歐姆層280和溝道層240的底部接 觸，由此改善反射層250的粘合力。圖29是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖29的實施方案 時，與上述實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖29，半導體發(fā)光器件204A可具有與圖28的半導體發(fā)光器件相比改變的溝 道區(qū)105的蓋層255。蓋層255可形成于溝道層240的底部外側(cè)下和歐姆層280的外側(cè)端 281下，并且其內(nèi)側(cè)端255A可形成為延伸至歐姆層280的歐姆接觸區(qū)域的部分。歐姆層280 的歐姆接觸區(qū)可以為與第二導電型半導體層130接觸的區(qū)域，并且歐姆層280可設置在蓋 層255的端255A和第二導電型半導體層130之間。反射層250可接觸蓋層255的底部，并且可以暴露于芯片的外壁處。蓋層255可 接觸歐姆層280和溝道層240的外側(cè)底部，由此改善反射層250的粘合力。圖30是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖30的實施方案 時，與圖29的實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖30，半導體發(fā)光器件205可包括形成于溝道層240底表面處的歐姆層280、 形成于歐姆層280外側(cè)下的蓋層255和形成于蓋層255底部的一部分處的反射層250。反 射層250的端部250A可延伸至蓋層255的底部內(nèi)側(cè)，并且可以不暴露于芯片的外壁處。因 此，可以防止反射層250的端部250A中的粘合力降低。圖31是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖31的實施方案 時，與圖30的實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖31，半導體發(fā)光器件205A可包括形成于溝道層240底表面處的歐姆層 280、形成于歐姆層280外側(cè)下的蓋層255和延伸至蓋層255的底部內(nèi)側(cè)的反射層250。反 射層250可形成于歐姆層280下。反射層250的端部250A可延伸至蓋層255的底部內(nèi)側(cè)， 并且可以不暴露于芯片的外壁處。因此，可以防止反射層250的端部250A中的粘合力降低。蓋層255的內(nèi)側(cè)端255A可以形成為延伸至歐姆層280的歐姆接觸區(qū)以增加歐姆 層280和反射層250之間的接觸面積。反射層250的端部250A可設置為與溝道層240的 底部交疊，并且可形成為具有小于溝道層240寬度的約80%的寬度。圖32是根據(jù)另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖32的實施方案 時，與圖31的實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖32，半導體發(fā)光器件206可包括形成于發(fā)光結(jié)構135外側(cè)下的溝道層240、 形成于第二導電型半導體層130下和溝道層240內(nèi)側(cè)的歐姆層280、以及形成于溝道層240 外側(cè)下和歐姆層280外側(cè)下的蓋層255。反射層250可形成于歐姆層280下和蓋層255內(nèi)側(cè)。反射層250可延伸至蓋層255的內(nèi)側(cè)底部。延伸部250A可具有與溝道層240交 疊的區(qū)域，并且交疊區(qū)域的寬度可以小于溝道層240的底部寬度的約80%。粘合層260和反射層250外側(cè)可與蓋層255的底部接觸，由此改善反射層250和 粘合層260的粘合力。圖33是根據(jù) 另一實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖33的實施方案 時，與圖32的實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖33，半導體發(fā)光器件206A可包括形成于發(fā)光結(jié)構135外側(cè)下的溝道層 240、形成于第二導電型半導體層130下和溝道層240內(nèi)側(cè)的歐姆層280、以及形成于溝道層 240外側(cè)下和歐姆層280外側(cè)281下的蓋層255。反射層250可形成于歐姆層280下和蓋 層255內(nèi)側(cè)。反射層250可延伸至蓋層255的內(nèi)側(cè)底部。延伸部250A可具有與溝道層240在 空間上交疊的區(qū)域，并且交疊區(qū)域的寬度可以小于溝道層240的底部寬度的約80%。粘合層260和反射層250外側(cè)可與蓋層255的底部接觸，由此改善反射層250和 粘合層260的粘合力。蓋層255的端部255A可延伸至歐姆層280的歐姆接觸區(qū)以減少反射層250和所述 歐姆層280之間的接觸面積。因此，蓋層255可改善反射層250、歐姆層280和粘合層260 之間的粘合力。圖34至42是根據(jù)其它一些實施方案的半導體發(fā)光器件的截面圖。在描述圖34 的實施方案時，與圖1的實施方案重疊的重復說明已被省略。參照圖34，在半導體發(fā)光器件100G中，粗糙圖案Pl和P2形成于溝道層140的頂 表面和底表面上以隨接觸面積的增加而增加粘合力。溝道層140的頂部粗糙圖案Pl與第 二導電型半導體層130接觸，溝道層140的底部粗糙圖案P2與反射層150的頂表面接觸。 因此，可以改善第二導電型半導體層130和反射層150之間的接觸面積和粘合力。溝道層 140的頂部和底部粗糙圖案Pl和P2可以改變通過表面的光輸出/輸入的臨界角。粗糙圖案Pl和P2可具有例如棱鏡、條帶、凹凸或三角形截面形狀，其可以在本發(fā) 明構思的技術范圍內(nèi)變化。頂部粗糙圖案Pl可通過例如將第二導電型半導體層130的底 表面蝕刻成圖案形狀來形成。底部粗糙圖案P2可通過例如蝕刻溝道層140的底表面來形 成。在描述圖35的實施方案時，與圖1和34的實施方案重疊的重復描述已被省略。參 照圖35，在半導體發(fā)光器件100H中，粗糙圖案P2可形成于溝道層140的底表面上以隨與反 射層150的接觸面積的增加而增加粘合力。溝道層140的粗糙圖案P2可以改變通過表面 光的輸出/輸入的臨界角。在描述圖36的實施方案時，與圖1和34的實施方案重疊的重復描述已被省略。 參照圖36，在半導體發(fā)光器件1001中，粗糙圖案P2可形成于反射層150的外側(cè)頂表面和/ 或底表面上以隨與靠近反射層150的溝道層140和粘合層160的接觸面積增加而增加粘合 力。溝道層140的頂部粗糙圖案P2可以改變通過表面光的輸出/輸入的臨界角，底部粗糙 圖案P3可以改善與粘合層160的粘合力。在描述圖37的實施方案時，與圖1和34的實施方案重疊的重復描述已被省略。參照圖37，在半導體發(fā)光器 件IOOJ中，可以蝕刻溝道層140A的底部以形成鋸齒波形粗糙圖 案，并且反射層150的外側(cè)150A可形成為沿溝道層140的底表面具有凹凸粗糙圖案。在此 處，蝕刻深度可以等于大約溝道層140A的厚度，并且蝕刻角度可以是傾斜的或垂直的。在描述圖38的實施方案時，與圖1和34的實施方案重疊的重復描述已被省略。參 照圖38，在半導體發(fā)光器件100M中，可以蝕刻溝道層140的底部以形成凹凸形或方波形粗 糙圖案P5，并且反射層150的外側(cè)可形成為沿溝道層140的底表面具有凹凸形或方波形粗 糙圖案P6。在此處，蝕刻深度可以小于溝道層140的厚度，并且蝕刻形狀可以是多邊形或半 球形。在描述圖39的實施方案時，與圖1和34的實施方案重疊的重復描述已被省略。參 照圖39，在半導體發(fā)光器件100N中，可以蝕刻溝道層140B的底部以形成凹凸形或方波形粗 糙圖案P7，并且反射層150的外側(cè)150B可形成為沿溝道層140B的底表面具有凹凸形或方 波形粗糙圖案。因此，可以將溝道層140B分割成多個區(qū)域；然而，實施方案不限于此。蝕刻 深度可以小于溝道層140B的厚度，并且蝕刻形狀可以是多邊形或半球形，凹形間隔和/或 凸形間隔可以彼此相等或不同。在描述圖40的實施方案時，與圖22的實施方案重疊的重復描述已被省略。參照 圖40，在半導體發(fā)光器件207中，可以蝕刻溝道層240A的底部以形成粗糙圖案P8，并且歐 姆層280的外側(cè)可形成為沿粗糙圖案P8具有粗糙圖案。粗糙圖案P8可以增加相鄰兩層之 間的接觸面積以改善粘合力。在描述圖41的實施方案時，與圖22的實施方案重疊的重復描述已被省略。參照 圖41，在半導體發(fā)光器件207A中，可以蝕刻溝道層240的底部以形成鋸齒波形粗糙圖案，并 且歐姆層280的外側(cè)280A可形成為沿溝道層240的底表面具有粗糙圖案。蝕刻深度可以 小于溝道層140A的厚度，并且蝕刻角度可以是傾斜的或垂直的。在描述圖42的實施方案時，與圖22的實施方案重疊的重復描述已被省略。參照 圖42，在半導體發(fā)光器件207B中，粗糙圖案Pll和P12可形成于溝道層240的頂表面和底 表面上。溝道層140的頂部粗糙圖案Pll可與第二導電型半導體層130的底部外側(cè)接觸， 溝道層140的底部粗糙圖案P12可與歐姆層280的頂表面接觸。因此，可以改善第二導電 型半導體層130和歐姆層280之間的接觸面積和粘合力。粗糙圖案Pll和P12可具有例如棱鏡、條帶、凹凸和鋸齒波(例如，三角形截面)形 狀，其可以在本發(fā)明構思的技術范圍內(nèi)變化。頂部粗糙圖案Pii可通過例如將第二導電型 半導體層130的底表面蝕刻成圖案形狀來形成。底部粗糙圖案P12可通過例如蝕刻溝道層 240的底表面來形成。反射層250的外側(cè)底表面可具有由歐姆層280導致的粗糙圖案P13， 由此改變輸入/輸出光的臨界角。反射層250和溝道層240的粗糙圖案P12和P13可形成 于上每個層的部分或整個表面上。圖43是包括根據(jù)一個實施方案的發(fā)光器件封裝的截面圖。參照圖43，根據(jù)一個實 施方案的發(fā)光器件封裝28包括主體20、第一引線電極31、第二引線電極32、半導體發(fā)光器 件100和模制件40。第一引線電極31和第二引線電極32可設置在主體20上。設置在主 體20上的半導體發(fā)光器件100可與第一引線電極31和第二引線電極32電連接。模制件 40可配置為模制半導體發(fā)光器件100。主體20可形成為包括硅材料、合成樹脂或金屬材料。半導體發(fā)光器件100周圍可形成傾斜表面。 第一引線電極31和第二引線電極32彼此電斷開，并且可以對半導體發(fā)光器件100 供電。此外，第一引線電極31和第二引線電極32可反射由半導體發(fā)光器件100發(fā)射的光， 由此改善光效率。此外，第一引線電極31和第二引線電極32可用于將由半導體發(fā)光器件 100產(chǎn)生的熱排出。半導體發(fā)光器件100可設置在主體20上，或者可設置在第一引線電極31或第二 引線電極32上。半導體發(fā)光器件100可通過例如導線與第一引線電極31電連接，并且可 以以芯片鍵合結(jié)構與第二引線電極32連接。模制件40可模制半導體發(fā)光器件100以保護半導體發(fā)光器件100。此外，在模制 件40中可包含熒光材料以改變從半導體發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長。每個實施方案均不限于其，而是可以選擇性地應用于其他實施方案。此外，根據(jù)本 文公開的實施方案的半導體發(fā)光器件可以封裝在半導體襯底、絕緣襯底或陶瓷襯底(例如 樹脂材料或硅材料)中，并且可用作指示裝置、照明裝置或顯示裝置的光源。如上所述，本文公開的實施方案可改善光提取效率。此外，本文公開的實施方案可 克服設置在發(fā)光結(jié)構下的層間粘合問題。此外，本文公開的實施方案可克服發(fā)光結(jié)構下溝道區(qū)中的金屬和非金屬之間的粘 合問題。而且，本文公開的實施方案可通過改善發(fā)光結(jié)構下的反射材料和氧化物之間的粘 合力來克服溝道區(qū)中的層間剝落問題。此外，本文公開的實施方案可改善半導體發(fā)光器件 的可靠性。本文公開的實施方案可適用于提供光的任意發(fā)光器件。本文公開的實施方案提供一種能夠改善設置在包括化合物半導體層的發(fā)光結(jié)構 下的層間粘合力的半導體發(fā)光器件及其制造方法。根據(jù)本文公開的一個實施方案，提供一種半導體發(fā)光器件，其可包括具有多個化 合物半導體層的發(fā)光結(jié)構；在所述所述化合物半導體層上的電極；在所述化合物半導體層 下的反射層；在所述反射層下的導電支撐構件；和沿所述化合物半導體層底部邊緣的溝道層。根據(jù)本文公開的另一實施方案，提供一種制造半導體發(fā)光器件的方法，其可包括 在襯底上形成多個化合物半導體層；沿所述化合物半導體層的頂部邊緣形成溝道層；在所 述化合物半導體層上形成反射層；將所述反射層變?yōu)榛讓硬⒁瞥鲆r底；蝕刻所述化 合物半導體層以暴露出所述溝道層；和在所述化合物半導體層上形成電極。該說明書中提及的“一個實施方案”、“實施方案”、“示例性實施方案”等是指關于 該實施方案所描述的具體特征、結(jié)構或特性包含在本發(fā)明的至少一個實施方案中。說明書 中各處使用的這類措辭不必都是指相同的實施方案。此外，當結(jié)合任意實施方案描述具體 特征、結(jié)構或特性時，將這種特征、結(jié)構或特性與實施方案的其它特征、結(jié)構或特性結(jié)合也 在本領域技術人員的范圍內(nèi)。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的若干示例性實施方案描述本發(fā)明，但是應理解，本領域的 技術人員可以設計出多種其它修改方案和實施方案，它們也在本公開內(nèi)容的原理的精神和 范圍內(nèi)。更具體地，可以對本公開內(nèi)容、附圖和所附權利要求中的主題組合布置的組成部件 和/或布置進行各種變化和修改。除了對組成部件和/或布置進行變化和修改之外，可替代使用 對本領域的技術人員而言也是明顯的。
權利要求
1.一種半導體發(fā)光器件，包括導電支撐構件；設置在所述導電支撐構件上的反射層；設置在所述反射層上并與其接觸的發(fā)光結(jié)構，所述發(fā)光結(jié)構包括第一導電型半導體 層、設置在所述第一導電型半導體層上的有源層和設置在所述有源層上的第二導電型半導 體層；設置在所述發(fā)光結(jié)構上的電極；和沿所述發(fā)光結(jié)構的底部邊緣設置的溝道層。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層與所述發(fā)光結(jié)構的底表面 歐姆接觸并包括反射性金屬。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述溝道層的內(nèi)側(cè)端與所述反射層的 外側(cè)端接觸。
4.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述溝道 層的底表面之下。
5.根據(jù)權利要求4所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層形成于所述溝道層的部分 底表面之下，直至小于所述溝道層的寬度的約80%的寬度。
6.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，還包括與所述溝道層的底表面接觸的蓋層。
7.根據(jù)權利要求6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述蓋層 的底表面之下。
8.根據(jù)權利要求6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為位于所述蓋層的整 個底表面之下。
9.根據(jù)權利要求6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的內(nèi)側(cè)端形成為與所述溝道 層的內(nèi)側(cè)端對應。
10.根據(jù)權利要求6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的內(nèi)側(cè)端與所述發(fā)光結(jié)構 的底表面接觸。
11.根據(jù)權利要求6所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層由選自Ti、Ni、Pt、Pd、Cu、 Al、Ir和Rh中的至少一種形成。
12.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，還包括與所述電極對應的電流阻擋層。
13.根據(jù)權利要求12所述的半導體發(fā)光器件，其中所述電流阻擋層形成于所述反射層 和所述導電支撐構件中之一上。
14.根據(jù)權利要求12所述的半導體發(fā)光器件，其中所述電流阻擋層由選自ITO、IZO、 IZT0、IAZ0、IGZ0、IGT0、AZ0、AT0、Zn0、Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4、Al2O3 和 TiO2 中的至少一種 形成。
15.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，還包括在所述反射層和所述導電支撐構 件之間的粘合層。
16.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述溝道層包括透明氮化物、透明氧 化物或透明絕緣材料中的至少一種。
17.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述溝道層由選自ITO(銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化 物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 和 TiO2 中的至少一種形成。
18.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，還包括沿所述發(fā)光結(jié)構的外邊緣設置的絕緣層。
19.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，還包括在所述發(fā)光結(jié)構上形成的粗糙圖案。
20.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，包括在所述溝道層的頂表面或底表面的 至少之一中形成的粗糙圖案。
21.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中粗糙圖案形成于所述溝道層的底表 面中，并且所述粗糙圖案形成為具有等于或者小于所述溝道層厚度的厚度。
22.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中粗糙圖案形成于所述溝道層的頂表 面中，并且所述粗糙圖案的內(nèi)側(cè)部與所述發(fā)光結(jié)構的底部外側(cè)部接觸。
23.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中粗糙圖案形成于所述溝道層或所述 反射層的至少之一的表面中，并且所述粗糙圖案包括鋸齒波圖案、方波圖案、凹凸圖案或條 帶圖案中的至少一種。
24.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光器件，其中所述發(fā)光結(jié)構包括利用第III-V族化 合物半導體的P-N結(jié)、N-P結(jié)、P-N-P結(jié)和N-P-N結(jié)中的至少一種。
25.一種半導體發(fā)光器件，包括 導電支撐構件；設置在所述導電支撐構件上的反射層； 設置在所述反射層上的歐姆層；設置在所述歐姆層上并與其接觸的發(fā)光結(jié)構，所述發(fā)光結(jié)構包括第一導電型半導體 層、設置在所述第一導電型半導體層上的有源層和設置在所述有源層上的第二導電型半導 體層；設置在所述發(fā)光結(jié)構上的電極；和 沿所述發(fā)光結(jié)構的底部邊緣設置的溝道層。
26.根據(jù)權利要求25所述的半導體發(fā)光器件，其中所述歐姆層延伸為部分位于所述溝 道層的底表面之下。
27.根據(jù)權利要求25所述的半導體發(fā)光器件，其中所述歐姆層延伸為位于所述溝道層 的整個底表面之下。
28.根據(jù)權利要求27所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述歐 姆層的底表面之下。
29.根據(jù)權利要求27所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為位于所述歐姆層 的整個底表面之下。
30.根據(jù)權利要求25所述的半導體發(fā)光器件，還包括設置在所述溝道層下的蓋層，其 中所述蓋層形成于所述歐姆層和所述反射層之間。
31.根據(jù)權利要求30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的內(nèi)側(cè)端向上延伸朝向所 述發(fā)光結(jié)構。
32.根據(jù)權利要求30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述蓋層的一部分與所述溝道層的 底表面接觸，并且所述蓋層的一部分與所述歐姆層接觸。
33.根據(jù)權利要求30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為部分位于所述蓋 層的底表面之下。
34.根據(jù)權利要求30所述的半導體發(fā)光器件，其中所述反射層延伸為位于所述蓋層的 整個底表面之下。
35.根據(jù)權利要求25所述的半導體發(fā)光器件，其中所述歐姆層由選自ITO、IZO、IZTO、 IAZO、IGZO、AZO、GZO及其組合中的導電氧化物材料形成。
36.根據(jù)權利要求25所述的半導體發(fā)光器件，還包括在所述歐姆層中形成的粗糙圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體發(fā)光器件及其制造方法。所述半導體發(fā)光器件可包括發(fā)光結(jié)構、電極、反射層、導電支撐構件和溝道層。所述發(fā)光結(jié)構可包括多個化合物半導體層。所述電極可設置在所述化合物半導體層之上。所述反射層可設置在所述化合物半導體層之下。所述導電支撐構件可設置在所述反射層之下。所述溝道層可沿所述化合物半導體層的底部邊緣設置。
文檔編號H01L33/46GK102044613SQ20101025059
公開日2011年5月4日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權日2009年10月15日
發(fā)明者丁煥熙, 宋俊午, 崔光基, 文智炯, 李尚烈 申請人:Lg伊諾特有限公司