[发明专利]半导体发光器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种半导体发光器件及其制备方法。

背景技术

目前，以III-V族化合物半导体为代表的半导体发光器件已经被广泛应用于各个领域，其产业也与IC等其他产业一样具有重要地位。尤其是发光二极管(Light Emitting Diode，LED)类半导体发光器件，由于节能、高效、稳定、安全以及寿命长等优点已使其成为第四代照明技术。经过多年的发展，半导体发光器件已有相对成熟的生产制造技术。现在的外延工艺能够在衬底上生长出优良、高发光复合效率的发光层。但是在芯片工艺上，虽然人们做出了很多努力，半导体发光器件的取光效率仍处在一个比较低的水平。

在现有技术中，主要通过表面粗化等技术来提高半导体发光器件的取光效率。表面粗化的方式较多，如干法刻蚀、湿法腐蚀等。当采用干法刻蚀技术来实现表面粗化时，通常需要在待加工表面铺设颗粒，以颗粒作为掩膜进行刻蚀，从而在待加工表面形成期望的表面形貌，该表面形貌通常在纳米级别。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

由于表面粗化产生的表面形貌是在纳米级别，尺寸非常小，导致在待加工表面铺设颗粒的工艺复杂且难以控制，不适于批量生产，进而导致半导体发光器件的生产成本显著增加。

发明内容

为了解决现有技术存在的对表面粗化的问题，本发明实施例提供了一种半导体发光器件及其制备方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种半导体发光器件，该半导体发光器件包括：

衬底、设于所述衬底上的外延层和设于所述外延层上的电极层，所述外延层包括依次层叠在所述衬底的顶面上的第一半导体层、活性层和第二半导体层；所述电极层上设有第一电极，所述第二半导体层或所述衬底的底面设有第二电极，所述衬底的底面和所述电极层的表面中的至少一个形成有多个凸起和/或孔，所述凸起和所述孔均从所述底面或所述电极层的表面向所述半导体发光器件的内部延伸，所述凸起的高度至少为0.1μm，所述孔的深度至少为0.1μm。

进一步地，所述凸起和所述孔从所述电极层表面延伸至所述外延层的与所述电极层相邻的表面，或者从所述电极层表面延伸至所述第二半导体层内部。

更进一步地，所述凸起和孔的截面形状为以下形状中的一种或任意组合：柱状、锥状、梯形台状和蒙古包状。

另一方面，本发明实施例还提供了一种上述半导体发光器件的制备方法，所述方法包括：

提供待加工的半导体发光器件，所述待加工的半导体发光器件包括衬底、设于所述衬底上的外延层和设于所述外延层上的电极层，所述外延层包括依次层叠在所述衬底的顶面上的第一半导体层、活性层和第二半导体层；所述电极层上设有第一电极，所述第二半导体层或所述衬底的底面设有第二电极；

以多孔氧化铝模板为掩膜，对所述电极层的表面和/或所述衬底的底面进行刻蚀，从而在所述电极层或衬底的底面的表面形成多个孔，所述多孔氧化铝模板通过阳极氧化法制造。

具体地，所述以多孔氧化铝模板为掩膜，对所述电极层或所述衬底的底面进行刻蚀，包括：

在所述电极层的表面或所述衬底的底面形成一层铝膜，所述铝膜的厚度为0.1μm-10μm，通过阳极氧化法，将铝膜氧化成多孔氧化铝模板。

优选地，所述多孔氧化铝模板上的小孔的直径为0.1μm-10μm。

又一方面，本发明实施例还提供了一种上述半导体发光器件的制备方法，所述方法包括：

提供待加工的半导体发光器件，所述待加工的半导体发光器件包括衬底、设于所述衬底上的外延层和设于所述外延层上的电极层，所述外延层包括依次层叠在所述衬底的顶面上的第一半导体层、活性层和第二半导体层；所述电极层上设有第一电极，所述第二半导体层或所述衬底的底面设有第二电极；

在所述电极层的表面和/或所述衬底的底面涂覆一层光刻胶层；

提供多孔氧化铝模板，所述多孔氧化铝模板通过阳极氧化法制造；

以氧化铝模板为压印模，在所述光刻胶层上压出预定形状的光刻胶图形；

移除所述氧化铝模板；

以压印后的光刻胶层为掩膜，对所述电极层或所述衬底的底面进行刻蚀，从而在所述电极层或衬底的底面的表面形成多个凸起。

具体地，涂覆的所述光刻胶层的厚度为0.1μm-10μm。

进一步地，所述多孔氧化铝模板上的小孔的直径为0.1μm-10μm。