發(fā)光設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光設(shè)備及其制備方法，尤其涉及展現(xiàn)良好的電特性和光學(xué)特性且具有高可靠性的發(fā)光設(shè)備及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近來，隨著對(duì)小型高輸出發(fā)光設(shè)備的需求日益增長(zhǎng)，對(duì)于具有良好散熱效率的大型倒裝型或豎直型發(fā)光設(shè)備的需求也增長(zhǎng)。在倒裝型或豎直型發(fā)光設(shè)備中，電極直接接合第二襯底，從而提供比側(cè)向型發(fā)光設(shè)備更好的散熱效率。因此，倒裝型或豎直型發(fā)光設(shè)備可以在施加大電流時(shí)有效地將熱傳遞至第二襯底，且由此可以適用于高輸出的光源。
[0003]在典型的倒裝型或豎直型發(fā)光設(shè)備中，由于主發(fā)光面為生長(zhǎng)襯底存在于其上的η型半導(dǎo)體層的表面，因此在P型半導(dǎo)體層上形成能夠?qū)⒐獬虬l(fā)光面反射的結(jié)構(gòu)。由于這個(gè)原因，通常在P型半導(dǎo)體層上設(shè)置Ag電極，所述Ag電極能夠與P型半導(dǎo)體層形成歐姆接觸，同時(shí)又充當(dāng)反射器。
[0004]然而，其中這種反射電極被用作P型電極的結(jié)構(gòu)具有下列問題。
[0005]首先，在所述反射電極的形成過程中，金屬層通過光刻法經(jīng)受圖形化處理，由于其工藝邊界的緣故導(dǎo)致難以將Ag覆蓋P型半導(dǎo)體層的整個(gè)表面。S卩，P型半導(dǎo)體層和Ag電極之間的歐姆接觸面積變小。因此，發(fā)光設(shè)備的電流注入面積變小，且光在其中未形成反射金屬的區(qū)域上不會(huì)發(fā)生反射，從而使發(fā)光設(shè)備的發(fā)光效率惡化。
[0006]此外，與P型半導(dǎo)體層接觸的反射電極的Ag原子擴(kuò)散到P型半導(dǎo)體層中，且充當(dāng)雜質(zhì)。具體地，這種銀原子會(huì)通過P型半導(dǎo)體層的缺陷(例如錯(cuò)位)擴(kuò)散到P型半導(dǎo)體層中。擴(kuò)散的原子使得半導(dǎo)體層的結(jié)晶度惡化，同時(shí)增大了電流泄露的可能性，從而使得發(fā)光設(shè)備的電特性及其他特性惡化。
[0007]因此，需要一種新型的發(fā)光設(shè)備，其能夠展現(xiàn)出良好的電特性和光學(xué)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明目的
[0009]示例性實(shí)施例提供了一種能夠降低電流泄露的可能性以提供良好的電特性并且能夠有效反射從發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光以增強(qiáng)光學(xué)特性的發(fā)光設(shè)備，及其制備方法。
[0010]技術(shù)方案
[0011]根據(jù)一個(gè)不例性實(shí)施例，一種發(fā)光設(shè)備包括:發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)置于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間的有源層，以及第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面的部分暴露區(qū)域；透明電極，其設(shè)置于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上且與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成歐姆接觸；第一絕緣層，其覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)和透明電極，并且包括分別暴露第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面的所述部分暴露區(qū)域和透明電極的一部分的第一開口和第二開口 ；金屬層，其至少部分覆蓋第一絕緣層且延伸至第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面；與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層電連接的第一電極；以及與透明電極電連接的第二電極。
[0012]借助這種結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光設(shè)備具有改善的電特性和光學(xué)特性。
[0013]其中透明電極、第一絕緣層和金屬層堆疊的部分可以為全方向反射器。
[0014]透明電極可以包括導(dǎo)電氧化物，第一絕緣層可以包括二氧化硅或者氮化硅，且金屬層可以包括反光金屬。
[0015]所述透明電極可以包括氧化銦錫(ITO)，第一絕緣層可以包括S12，金屬層可以包括Ag和/或Al。
[0016]所述發(fā)光設(shè)備還可包括在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面的部分暴露區(qū)域上的接觸電極，其中所述接觸電極可以由與透明電極相同的材料形成。
[0017]所述金屬層可以包括第一金屬層和第二金屬層，所述第一金屬層通過第一開口與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成歐姆接觸且延伸至第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面，所述第二金屬層通過第二開口與透明電極接觸，且所述第一金屬層和第二金屬層可以彼此分離。
[0018]所述發(fā)光設(shè)備可以進(jìn)一步包括覆蓋金屬層的第二絕緣層，其中所述第二絕緣層可以包括暴露第一金屬層的第三開口和暴露第二金屬層的第四開口。
[0019]第一電極和第二電極可以設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上。
[0020]所述發(fā)光設(shè)備可以進(jìn)一步包括絕緣單元，其至少部分覆蓋第一電極和第二電極的側(cè)面且設(shè)置于第一電極和第二電極之間。
[0021]透明電極可以覆蓋第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的整個(gè)上表面。
[0022]第一絕緣層和金屬層可以進(jìn)一步覆蓋發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面的至少一部分。
[0023]所述發(fā)光設(shè)備可以進(jìn)一步包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，其設(shè)置于發(fā)光結(jié)構(gòu)的下表面下方。
[0024]所述發(fā)光設(shè)備可以進(jìn)一步包括第二絕緣層，其覆蓋金屬層且包括暴露與第一開口對(duì)應(yīng)的區(qū)域的第三開口，其中第一電極可以設(shè)置在第二絕緣層上，所述透明電極可以包括從發(fā)光結(jié)構(gòu)的一個(gè)側(cè)面伸出且具有暴露表面的區(qū)域，第二電極可以設(shè)置在透明電極的所述暴露表面上。
[0025]第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面的部分暴露區(qū)域可以形成為通過第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和有源層的孔洞形狀，且所述發(fā)光結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)通過第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和有源層形成的孔洞。
[0026]所述發(fā)光結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)包括第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層和有源層的臺(tái)面，且第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的上表面的所述部分暴露區(qū)域可以設(shè)置在所述臺(tái)面周圍。
[0027]第一絕緣層可以包括多個(gè)彼此分離的納米桿或者多個(gè)彼此分離的納米孔洞。
[0028]有益效果
[0029]根據(jù)示例性實(shí)施例，可以提供一種發(fā)光設(shè)備，其包括其中透明電極、絕緣層和金屬層堆疊的全方向反射器。在所述發(fā)光設(shè)備中，透明電極夾置于金屬層和半導(dǎo)體層之間以防止金屬原子從金屬層擴(kuò)散到半導(dǎo)體層，從而防止發(fā)光設(shè)備的電特性發(fā)生惡化，同時(shí)通過由全方向反射器的反射改善發(fā)光設(shè)備的發(fā)光效率。
【附圖說明】
[0030]圖1是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的剖視圖。
[0031]圖2是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的剖視圖。
[0032]圖3a是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的剖視圖。
[0033]圖3b是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的剖視圖。
[0034]圖4是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的剖視圖。
[0035]圖5是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的剖視圖。
[0036]圖6a、圖6b和圖7是根據(jù)各種實(shí)施例的不例性發(fā)光設(shè)備的平面圖和剖視圖。
[0037]圖8a、圖8b和圖9是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的平面圖和剖視圖。
[0038]圖10至圖16是說明根據(jù)各種實(shí)施例的制備發(fā)光設(shè)備的示例性方法的平面圖和剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]在下文中，將參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行更具體地描述。下列實(shí)施例僅以舉例的方式提供以便向本發(fā)明涉及的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員完整傳達(dá)本發(fā)明的精神。因此，本發(fā)明不限于在此公開的實(shí)施例，還可以以不同的方式來實(shí)現(xiàn)。在附圖中，元件的寬度、長(zhǎng)度、厚度等可以出于清晰和描述的目的而進(jìn)行夸大。當(dāng)元件或?qū)颖环Q作置于另一元件或?qū)由戏交蛑蠒r(shí)，它可以是直接置于所述另一元件或?qū)由戏交蛑希蛘呖梢源嬖谥虚g元件。貫穿整個(gè)說明書，類似的參考數(shù)字指示具有相同或相似功能的類似元件。
[0040]圖1是根據(jù)各種實(shí)施例的示例性發(fā)光設(shè)備的剖視圖。
[0041]參見圖1，所述發(fā)光設(shè)備包括發(fā)光結(jié)構(gòu)120、透明電極130、第一絕緣層140及金屬層150。另外，所述發(fā)光設(shè)備可以進(jìn)一步包括第二絕緣層160、第一電極171、第二電極173及絕緣單元180。
[0042]發(fā)光結(jié)構(gòu)120可以包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121、設(shè)置于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121上的有源層123、以及設(shè)置于有源層123上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121、有源層123和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125可以包括基于II1-V族化合物的半導(dǎo)體，例如基于氮化物的半導(dǎo)體，諸如(Al，Ga，In)No第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121可以包括η型摻雜物(例如Si)，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125可以包括P型摻雜物(例如Mg)，反之亦然。有源層123可以具有多量子講(mult1-quantum well，MQW)結(jié)構(gòu)。
[0043]發(fā)光結(jié)構(gòu)120可以包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121的上表面的部分暴露區(qū)域。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121的上表面的所述部分暴露區(qū)域可以通過部分去除第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125和有源層123而形成，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121的上表面可以通過孔洞120a而部分暴露，其中所述孔洞120a通過第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125和有源層123而形成，如圖1中所示?？锥?20a可以具有傾斜側(cè)面。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于此，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121的所述部分暴露區(qū)域的形狀和位置可以以各種方式發(fā)生變化。
[0044]如下所述，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層121可以通過孔洞120a電連接第一電極171。
[0045]另外，發(fā)光結(jié)構(gòu)120可以進(jìn)一步包括凹凸不平面120R，所述凹凸不平面120R形成于發(fā)光結(jié)構(gòu)120的與其上形成有孔洞120a的一個(gè)表面相對(duì)的另一個(gè)表面上。這種凹凸不平面120R可以通過干法蝕刻、濕法蝕刻和/或電化學(xué)蝕刻來形成。例如，凹凸不平面120R可以通過在含有KOH和NaOH中的至少一種的溶液中對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)的一個(gè)表面進(jìn)行濕法蝕刻來形成，或者可以通過PEC蝕刻來形成。作為替換，所述凹凸不平面120R可以通過干法蝕刻和濕法蝕刻的組合來形成。上述用于形成凹凸不平面120R的方法只是用于說明的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的各種方法均可以被用于在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面上形成這種凹凸不平面120R。借助其中在發(fā)光結(jié)構(gòu)120的表面上形成有凹凸不平面120R的這種結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光設(shè)備具有改善的提取效率。
[0046]透明電極130設(shè)置在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125上。具體地，透明電極130可以接觸第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125的上表面以與之形成歐姆接觸，并且可以覆蓋第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層125的整個(gè)上表面。
[0047]透明電極130可以包括導(dǎo)電氧化物，諸如IT0、Zn0、AZ0、IZO等，具體地，在所述示例性實(shí)施例中，透明電極130可以由ITO形成。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電型半導(dǎo)體層1