[发明专利]半导体发光器件及其制造方法

说明书

本申请是名为“半导体发光器件及其制造方法”、申请号为200680026632.9之中国专利申请的分案申请，原申请200680026632.9是根据专利合作条约于2006年7月25日提交的国际申请(PCT/KR2006/002916)进入中国国家阶段的国家申请。

技术领域

本发明涉及半导体发光器件及其制造方法。

背景技术

通常，半导体发光器件例如发光二极管具有堆叠结构，其中在衬底上堆叠n-型半导体层、发光区和p-型半导体层。在p-型半导体层和n-型半导体层上形成电极。当从半导体层注入的电子与空穴复合时，从发光区产生光。从发光区产生的光从在p-型半导体层上的可透光电极或从衬底上发射。在此，在p-型半导体层的几乎整个表面上的可透光电极是由金属薄层或透明导电层形成的可透光电极。

从发光二极管发出的光的颜色(即波长)是根据用于制造发光二极管的半导体材料所确定的。这是因为发射的光的波长对应于半导体材料的带隙，所述带隙定义为价带中的电子和导带中的电子之间的能量差。

图1为显示现有技术半导体发光器件的结构的示意图。

如图1所示，现有半导体发光器件包括衬底11、缓冲层12、n-型覆盖层13、有源层14、p-型覆盖层15、p-型接触层16、p-型电极17和n-型电极18。

由于半导体发光器件的堆叠结构被控制在原子水平上，因此实施衬底加工以提供具有镜面平坦性的衬底。由此，在衬底11上彼此平行地堆叠半导体层12、13和15，有源层14以及电极17和18。

半导体层具有大的折射指数，并通过p-型覆盖层15的表面和衬底11的表面构建波导(waveguide)。因此，当光以预定的临界角或更大的角度入射在p-型电极17的表面或衬底11的表面上时，入射光被p-型电极17和p-型覆盖层15之间的界面或被衬底11的表面反射，并在水平方向上传播通过半导体层的堆叠结构的内部。在这样的传播过程中，光限制在波导内并且可能损失。因此，不能获得如所期望一样多的外部量子效率。

已经提出如图2所示的半导体发光器件，作为消除上述缺陷和改善外部量子效率的一种方法。图2是显示现有技术半导体发光器件的一个不同例子的示意图。

如图2所示，改进的半导体发光器件包括衬底21、缓冲层22、n-型覆盖层23、有源层24、p-型覆盖层25、p-型接触层26、p-型电极27和n-型电极28。

与在图1中所示的现有技术半导体发光器件相比，改进的半导体发光器件的衬底21具有带有不均匀图案的顶表面。在衬底21的不均匀表面上形成缓冲层22，并在其上堆叠n-型覆盖层23。

在图1所示的具有平坦衬底的半导体发光器件中，当光在水平方向上在半导体层中传播时，一部分光被吸收到半导体层或电极中，这导致从半导体层中出来的光的衰减。

相比而言，对于在图2中所示的改进的半导体发光器件，在水平方向传播的光被散射或衍射。因此，可从上部半导体层22、23、24和25或从底部衬底21高效地发射光，有助于改善外部量子效率。

在图2中所示的改进的半导体发光器件的情况下，注入的载流子在表面和界面上移动，由此产生导电性。在用于发光的预定区域内施加的高驱动电压允许大量的注入载流子(电子)流动。在此，电流流过位于n-型电极28下的n-型覆盖层23的薄层。电流密度集中区域的位置靠近n-型电极28。

在这个区域中，发生了电流拥挤，这使得电流密度相对较高。当产生其中电流分布集中的这种区域时，温度急剧升高。然后，产生的热降低发光效率，并因此在长期运行中降低器件的可靠性。

而且，两个电极的邻近使得半导体发光器件易于受到静电的影响。因为衬底是绝缘衬底，因此即使在衬底上附着散热器(heat sink)也没有改善散热。

因此，对可改善外部量子效率和散热的半导体发光器件进行研究。

发明内容

技术问题

本发明提供半导体发光器件及其制造方法，其可改善外部量子效率和散热。

技术方案

本发明提供一种半导体发光器件。所述半导体发光器件包括具有带有不均匀图案的底表面的第一半导体层；在第一半导体层上形成的有源层；在有源层上形成的第二半导体层；在第二半导体层上形成的第二电极；和在所述第一半导体层下面形成的第一电极。