[发明专利]制造半导体发光器件的方法及半导体发光器件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年7月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0063790的优先权，其公开内容通过引证结合到本文中。

技术领域

本发明涉及一种半导体发光器件及制造该半导体发光器件的方法。

背景技术

发光二极管(LED)是一类半导体发光器件。在LED中，由于p-n结结构中的电子-空穴重组而导致能量以光的形式释放出来。也就是说，当将正向电压施加到特定元件的半导体上时，电子通过p-n结与电子空穴重组，并且其中的能量级变得低于电子与空穴分开的情况中的能量级。由于此能量差，LED向外发光。

此时，从有源层产生光，此光经过构成发光器件的单独的堆(stack)，并最终向外射出。同时，形成发光器件的外层大气的空间层是折射率近似为1的低折射率层，而发光器件的最外层具有相对高的折射率。通常，当使光从具有较高折射率的层入射到具有较低折射率的层上时，入射光并非完全地射出而是部分地反射，由此削弱了发光器件的光提取效率。因此，从发光区域发出的光的一部分可能被困在发光结构内而没有向外射出，由此破坏了光提取效率。为了解决现有技术中的这一问题，已尝试通过在发光结构的外部或基板的表面中形成不平坦结构来引发光路的改变。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种半导体发光器件及制造该半导体发光器件的方法，本半导体发光器件具有多个不平坦结构，以由此实现提高的光提取效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造半导体发光器件的方法，本方法包括：提供具有彼此相对的第一主表面和第二主表面的基板，并在第一主表面中形成第一不平坦结构；在基板的第一主表面上形成牺牲层(sacrificial layer)；在牺牲层上形成具有开口区域的掩模，从而使牺牲层的上表面的一部分暴露；通过经由开口区域蚀刻牺牲层和基板而在基板中形成第二不平坦结构；从基板上去除牺牲层和掩模；以及在基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构上形成发光堆。

掩模的形成可包括：在牺牲层上形成金属层；以及使金属层聚集以形成多个簇(cluster)。

金属层可具有在10··到250··范围内的厚度。通过金属层的聚集而形成的多个簇在尺寸和间隔上可以是不规则的。

掩模的开口区域的至少一部分可以是纳米尺寸的。

可通过使金属层受到热处理来执行金属层的聚集。在300℃到650℃之间的温度条件下进行此热处理。

可通过蚀刻第一不平坦结构的凸出部分来形成第二不平坦结构的至少一部分。

牺牲层可包含从二氧化硅、氮化硅以及氧化钛所构成的组中选出的材料。

可使牺牲层形成为具有与第一不平坦结构的形状相对应的形状。

牺牲层可由多孔材料形成。

从基板去除掩模和牺牲层可包括蚀刻牺牲层以使掩模与基板分离。

可通过使用湿蚀刻工艺来执行牺牲层的蚀刻。湿蚀刻工艺可形成基板中的另一不平坦结构。此另一不平坦结构在尺寸上可小于第一不平坦结构和第二不平坦结构。

第一不平坦结构在尺寸上可大于第二不平坦结构。

第一不平坦结构可以是微米(μm)等级的，而第二不平坦结构可以是纳米(nm)等级的。

第一不平坦结构可包括在形状和间隔上恒定的凸出部分。

第一不平坦结构可包括具有穹顶(dome)形状的凸出部分。

第一不平坦结构可包括具有圆锥形状或多棱锥形状的凸出部分。

通过蚀刻牺牲层和基板而在基板中形成第二不平坦结构可通过使用干蚀刻工艺来执行。

干蚀刻工艺可同时蚀刻牺牲层和基板。

本方法可进一步包括在发光堆(stack)的形成之后使基板与发光堆分离。

在基板的分离中，可将基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构转印(transfer)到发光堆的一个表面上。

发光堆的形成可包括在基板的第一不平坦结构和第二不平坦结构上相继生长第一传导率型半导体层、有源层以及第二传导率型半导体层。

可生长第一传导率型半导体层以填充第二不平坦结构。

可生长第一传导率型半导体层但不填充第二不平坦结构。