[发明专利]半导体器件、使用其的发光器件及包括该发光器件的封装

说明书

本发明公开了一种半导体器件、使用其的发光器件及包括该发光器件的封装。所述半导体器件包括：硅衬底；初始缓冲层，设置在所述硅衬底上；过渡层，设置在所述初始缓冲层上；以及发光结构，设置在所述过渡层上，其中所述过渡层包括：多个AlxGa1‑xN层(其中0<x<1)，设置在所述初始缓冲层上；以及插入缓冲层，设置为位于所述AlxGa1‑xN层之间、位于所述过渡层的下端部、或位于所述过渡层的上端部至少之一。本发明提供的半导体器件可以防止裂缝发生且包括较厚的器件层。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体器件、一种包括所述半导体器件的发光器件及包括所述半导体器件的发光器件封装。

背景技术

诸如GaN等III-V族化合物半导体由于其宽带隙，可调节带隙等特性而广泛用于光电产品等。这种GaN通常在蓝宝石衬底或碳化硅(SiC)衬底上生长。然而，这些衬底不适用于大直径应用场合，而且特别是SiC衬底还很昂贵。

图1是常规的半导体器件视图。参照图1，所述半导体器件包括硅衬底5和GaN层7。

为了解决上述问题，使用比蓝宝石衬底或SiC衬底更便宜的、很容易实现大直径且具有高热导性的硅衬底5。然而，当GaN层7设置在所述硅衬底5上时，在GaN与硅之间的晶格失配很高，且它们的热膨胀系数之间差值很大，从而可能会出现诸如回熔、裂缝、凹陷、表面形态缺陷等导致结晶度恶化的各种问题。

例如，当高温下生长的GaN层7冷却时，可能会出现因拉伸应变导致的裂缝。因为这些理由，就需要研发即使在使用硅衬底5时也不会导致这些问题的半导体器件，其具有能够提供良好特性的结构。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体器件，其可以防止裂缝发生且包括较厚的器件层。

在一个实施例中，一种半导体器件，包括：硅衬底；初始缓冲层，设置在所述硅衬底上；过渡层(transition layer)，设置在所述初始缓冲层上；以及器件结构，设置在所述过渡层上，其中所述过渡层包括：至少一个Al_xGa_1-xN层(其中0<x<1)，设置在所述初始缓冲层上；以及插入缓冲层，设置为位于所述Al_xGa_1-xN层之间、位于所述过渡层的下端部、或位于所述过渡层的上端部至少之一。

所述插入缓冲层可包括至少一个AlN层。

所述Al_xGa_1-xN层可包括第一到第K个Al_xGa_1-xN层，其中K是1或更大的正整数，依次设置在所述初始缓冲层上。

所述Al_xGa_1-xN层可具有的Al浓度梯度使得Al的含量随着离所述初始缓冲层的距离的增加而逐渐减少。

所述至少一个AlN层可以是下列情形之一：

所述AlN层包括第一到第K个AlN层，分别设置在所述第一到第K个Al_xGa_1-xN层上；

所述AlN层包括第一到第K-1个AlN层，分别设置在所述第一到第K个Al_xGa_1-xN层之间；

所述AlN层仅为一个AlN层，设置在所述过渡层的上端部，或设置在所述过渡层的下端部；

所述AlN层包括：第一AlN层，设置在所述第一Al_xGa_1-xN层下方；以及第二AlN层，设置在所述第K个Al_xGa_1-xN层上；

所述AlN层插入在任意两个相邻的A_lxGa_1-xN层之间；或