[发明专利]半导体发光器件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年7月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0087465的优先权，该申请的全部公开以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明构思涉及一种半导体发光器件以及一种用于制造半导体发光器件的方法。

背景技术

发光二极管(LED)相对于现有技术的光源具有诸如相对长的寿命、低功耗等级、响应速度快、环保等的许多优点，并且因此普遍将其看作下一代照明光源，并且作为用于诸如普通照明装置的各种产品中的以及用于显示装置的背光中的重要类型的光源，其用途凸显出来。具体地说，基于诸如GaN、AlGaN、InGaN、InAlGaN等的III族氮化物的LED通常用作输出蓝光或紫外光的半导体发光器件。

近来，随着LED的广泛使用，其应用已延伸至高电流和高输出应用中所使用的装置光源。对用于高电流和高输出应用中的装置的LED的需求刺激了正在进行的研究，以改进现有技术的发光特性。具体地说，为了通过结晶度的提高和发光区域的增大来增大发光效率，提出了具有发光纳米结构的半导体发光器件及其制造技术。

发明内容

本发明构思的一方面可提供一种具有提高的发光效率的半导体发光器件。

根据本发明构思的一方面，一种半导体发光器件可包括：基本层，其由第一导电类型的半导体形成；掩模层，其设置在基本层上并具有暴露出基本层的一些部分的多个开口；以及多个发光纳米结构，其设置在开口中，并分别包括第一导电类型的半导体芯、有源层和第二导电类型的半导体层。所述多个发光纳米结构中的每一个包括：主体部分，其设置在掩模层上并具有柱形形状；以及末端部分，其设置在主体部分上，并具有圆锥形状，并且所述多个发光纳米结构中的每一个的末端部分的顶点被布置在距离主体部分的中心竖直轴线等于主体部分的宽度的1.5％的距离以内的百分率为60％或更大。

所述顶点可设置在距离主体部分的中心竖直轴线90nm以内。

主体部分可具有六棱柱形状，末端部分可具有六棱锥形状。

主体部分可具有作为m面的晶面，末端部分可具有作为r面的晶面。

第一导电类型的半导体芯可包括杂质浓度高于相邻区域的杂质浓度的区域。

所述多个发光纳米结构中的每一个还可包括设置为与末端部分中的有源层接触的高电阻层。

半导体发光器件还可包括位于第二导电类型的半导体层上的透明电极层。

根据本发明构思的另一方面，一种半导体发光器件可包括：基本层，其由第一导电类型的半导体形成；掩模层，其设置在基本层上并具有暴露出基本层的一些部分的多个开口；以及多个发光纳米结构，其设置在开口中，并分别包括第一导电类型的半导体芯、有源层和第二导电类型的半导体层。所述多个发光纳米结构中的每一个包括：主体部分，其设置在掩模层上并具有六棱柱形状；以及末端部分，其设置在主体部分上，并具有六棱锥形状，并且第一导电类型的半导体芯包括杂质浓度高于相邻区域的杂质浓度的区域。

第一导电类型的半导体芯可包括从其中心按次序设置的第一区域至第四区域，并且第三区域的杂质浓度可高于第二区域和第四区域的杂质浓度。

主体部分的第一区域和第二区域可具有倾斜的侧表面。

第三区域在主体部分的下部中可比在主体部分的上部中更厚。

杂质可为硅(Si)。

所述多个发光纳米结构中的每一个的末端部分的顶点被布置在距离主体部分的中心竖直轴线等于主体部分的宽度的1.5％的距离以内的百分率可为60％或更大。

根据本发明构思的另一方面，一种用于制造半导体发光器件的方法可包括步骤：在衬底上形成具有第一导电类型的半导体的基本层；在基本层上形成具有暴露出基本层的一些部分的多个开口的掩模层和模型层；形成多个第一导电类型的半导体芯，每个第一导电类型的半导体芯包括从基本层延伸穿过每个开口的主体部分和设置在主体部分上并具有圆锥形状的末端部分；以及在所述多个第一导电类型的半导体芯中的每一个上按次序形成有源层和第二导电类型的半导体层。形成所述多个第一导电类型的半导体芯的步骤包括步骤：形成第一区域，以使得末端部分的顶点位于主体部分的中心竖直轴线上；去除模型层；以及在第一区域上形成额外生长区域，以使得主体部分具有六棱柱形状。

主体部分的第一区域可具有倾斜的侧表面。

在形成额外生长区域的步骤中，主体部分可主要从主体部分的下部生长，以允许主体部分相对于衬底基本垂直。