[发明专利]半导体发光器件

说明书

技术领域

本公开总体涉及一种半导体发光器件，更具体地，涉及一种可防止与引线接合的焊盘脱离的半导体发光器件。

在本文中，半导体发光器件是指通过电子和空穴的复合来发光的半导体发光器件，其示例是III族氮化物半导体发光器件。III族氮化物半导体是由包括Al(_x)Ga(_y)In(_1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的化合物制成的。另外，其他示例可以是基于砷化镓(GaAs)的用于红外发射的半导体发光器件。

背景技术

本部分提供涉及本公开的背景信息，其不一定是现有技术。

图1是例示常规的III族氮化物半导体发光器件的一个示例的图。III族氮化物半导体发光器件包括基板100、在基板100上生长的缓冲层200、在缓冲层200上生长的n型III族氮化物半导体层300、在n型III族氮化物半导体层300上生长的发光层(active layer)400、在发光层400上生长的p型III族氮化物半导体层500、在p型III族氮化物半导体层500上形成的p侧电极600、在p侧电极600上形成的p侧焊盘700、在通过对p型III族氮化物半导体层500和发光层400进行台面刻蚀而露出的n型III族氮化物半导体层300上形成的n侧电极800、以及保护膜900。

对于基板100，可以将GaN基板用作同质基板(homo-substrate)，并且可以将蓝宝石基板、SiC基板或Si基板用作异质基板(hetero-substrate)。然而，可以使用其上可以生长III族氮化物半导体层的任何类型的基板。在使用SiC基板的情况下，n侧电极800可以形成在SiC基板的侧面上。

在基板100上生长的III族氮化物半导体层通常通过金属有机化学汽相沉积(MOCVD)来生长。

缓冲层200用来克服异质基板100和III族氮化物半导体之间晶格常数热膨胀系数的差异。美国专利第5,122,845号描述了一种在380℃至800℃下、在蓝宝石基板上生长具有至厚度的AlN缓冲层的技术。另外，美国专利第5,290,393号描述了一种在200℃至900℃下、在蓝宝石基板上生长具有至厚度的Al(x)Ga(1-x)N(0≤x≤1)缓冲层的技术。此外，美国待审专利公开第2006/154454号提出了一种在600℃至990℃下生长SiC缓冲层(籽晶层)并且在其上生长In(x)Ga(1-x)N(0＜x≤1)的技术。优选地，无掺杂的GaN层的生长优先于n型III族氮化物半导体层300的生长。GaN层可被认为是缓冲层200的一部分或n型III族氮化物半导体层300的一部分。

在n型III族氮化物半导体层300中，至少n侧电极800区域(n型接触层)掺杂有掺杂物。优选地，n型接触层由GaN制成，并且掺杂有Si。美国专利第5,733,796号描述了一种通过调整Si与另外的原材料的混合比来以目标掺杂浓度对n型接触层进行掺杂的技术。

发光层400通过电子和空穴的复合来产生光量子(光)。通常，发光层400包括In(_x)Ga(_1-x)N(0＜x≤1)，并具有单个量子阱和多个量子阱。

p型III族氮化物半导体层500掺杂有例如Mg的适当的掺杂物，并且通过激活过程而具有p型传导性。美国专利第5,247,533号描述了一种通过电子束辐照来激活p型III族氮化物半导体层的技术。此外，美国专利第5,306,662号描述了一种通过在至少400℃进行退火而激活p型III族氮化物半导体层的技术。美国待审专利公开第2006/157714号提出了一种通过将氨与肼基原材料一起用作用于生长p型III族氮化物半导体层的氮前体、而无需激活过程使p型III族氮化物半导体层具有p型传导性的技术。

p侧电极600用于使电流易于供应至p型III族氮化物半导体层500。美国专利第5,563,422号描述了一种关于透光电极的技术，该透光电极由形成在p型III族氮化物半导体层500的几乎整个表面上并且与其欧姆接触的Ni和Au构成。另外，美国专利第6,515,306号描述了一种在p型III族氮化物半导体层上形成n型超晶格层、并且在其上形成由ITO制成的透光电极的技术。

同时，p侧电极600可以足够厚以至不透射光线而将光线反射向基板。该技术称为倒装芯片技术。美国专利第6,194,743号描述了一种关于电极结构的技术，该电极结构包括具有至少20nm的厚度的Ag层、覆盖Ag层的扩散阻挡层以及包含Au和Al并覆盖扩散阻挡层的接合层。