[发明专利]具有反射接合焊盘的发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件以及制造发光器件的方法。

背景技术

半导体发光器件，例如发光二极管(LED)或激光二极管，在很多应用中被广泛使用。正如本领域技术人员熟知的，半导体发光器件包括具有被配置用于在其通电时发射相干和/或非相干光的一个或多个半导体层的半导体发光元件。如本领域技术人员所熟知的，发光二极管或激光二极管，总体上包括在微电子衬底上的二极管区域。微电子衬底可以是，例如，砷化镓，磷化镓，其合金，碳化硅和/或蓝宝石。LED的继续发展已经带来能覆盖可见光谱或更远的高效率和机械稳固的光源。这些特征，与固态器件的潜在的长使用寿命相耦合，可实现多种新显示应用，并可将LED置于与牢固确立的白炽灯和荧光灯竞争的位置上。

许多发展兴趣和商业活动近期集中在制造在碳化硅中或上面的LED，因为这些LED能发射在可见光谱的蓝色/绿色部分中的辐射。参见，例如，Edmond等人的题目为“Blue Light-Emitting Diode WithHigh External Quantum Efficiency”的美国专利5,416,342，其被赋予本申请的受让人，在此并入其公开的全部内容作为参考。对LED还有很多关注，包括在碳化硅衬底上的氮化镓基二极管区域，因为这些器件还可发射具有高效率的光。参见，例如，Linthicum等人的题目为“Pendeoepitaxial Gallium Nitride Semiconductor Layers OnSilicon Carbide Substrates”的美国专利6,177,688，在此并入其公开的全部内容作为参考。

传统LED的效率会因它们不能发射由它们的有源区产生的所有光而受到限制。当LED被通电时，从它的有源区发出的光(在所有方向上)可能由于例如光吸收线接合焊盘而被阻止脱离该LED。典型地，在氮化镓基LED中，提供电流扩展接触层以改善跨越发光器件的截面的载流子注入的均匀性。电流通过接合焊盘和p型接触注入到LED的p侧。p型接触层提供基本上均匀的载流子注入到有源区中。这样，跨越有源区的基本均匀的光子发射可由电流扩展层的使用获得，例如基本上透明的p型接触层。然而，线接合焊盘一般不是透明结构，且因此入射到线接合焊盘上的从LED的有源区发射的光子可被线接合焊盘吸收。例如，在一些情况下，入射到线接合焊盘上的大约70％的光可被吸收。这样的光子吸收可减少从LED逃逸的光的量并会降低LED的效率。

发明内容

本发明的一些实施例提供发光器件和/或制造包括半导体材料的有源区和在有源区上的第一接触的发光器件的方法。配置第一接触以便由有源区发射的光子穿过第一接触。在第一接触上提供吸收光子的线接合焊盘。该线接合焊盘具有小于第一接触的面积的面积。反射结构设置在第一接触和线接合焊盘之间以便该反射结构具有比第一接触小的面积。从第一接触与有源区相对地提供第二接触。

在一些实施例中，反射结构具有与线接合焊盘基本相同的面积。例如，反射结构可全同于线接合焊盘。在一些实施例中，反射结构没有延伸超过线接合焊盘。

在本发明的一些实施例中，p型半导体材料设置在第一接触和有源区之间。在本发明的其它实施例中，n型半导体材料设置在第一接触和有源区之间。有源区可以是III族氮化物基有源区。

在本发明的特定实施例中，反射结构包括反射金属层。反射结构可与线接合焊盘自对准。在本发明的一些实施例中，反射结构包括第一接触的粗糙化区域并且线接合焊盘直接在第一接触上。粗糙化区域可与线接合焊盘自对准。

在本发明的另外的实施例中，反射结构包括第一接触的粗糙化区域和在第一接触的粗糙化区域上的反射金属层。

附图说明

图1是示出根据本发明的一些实施例的具有反射接合焊盘结构的半导体发光器件的截面图。

图2A和2B是示出根据本发明的一些实施例的半导体器件的制造的截面图。

图3是根据本发明的另外的实施例的发光器件的截面图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的实施例。然而，本发明不应该理解为局限于这里所列出的实施例。更确切地说，提供这些实施例以便本公开将是全面的和完整的，并且将向本领域技术人员全面传达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了层和区域的厚度。类似的数字始终代表类似的元件。如在这里使用的，术语“和/或”包括相关列举的项的一个或多个的任何和所有组合。