[发明专利]一种半导体发光元件及其制备方法

说明书

本发明公开一种半导体发光元件，包括半导体外延叠层，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面以及连接第一表面和第二表面的侧壁，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层和位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；所述第二导电型半导体层侧壁的粗糙度大于活性层侧壁的粗糙度。本发明通过两步蚀刻法对所述半导体外延叠层的侧壁进行分段蚀刻，可有效改善侧壁粗化引起的漏电问题。

技术领域

本发明涉及一种半导体发光元件及其制备方法，属于半导体光电子器件与技术领域。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来，LED已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对LED的亮度、发光效率提出了更高的要求。

欲提升发光效率可通过以下几个方式，其包括改善外延生长的品质，通过增加电子和空穴结合的几率，提升内部量子效率（IQE）。另一方面，发光二极管产生的光线若无法有效被取出，部分光线因全反射因素而局限在发光二极管内部来回反射或折射，最终被电极或发光层吸收，使亮度无法提升，因此使用表面粗化或者改变结构的几何形状等，提升外量子效率（EQE），从而提升发光二极管的发光亮度和发光效率。

现有的发光二极管通过对半导体外延叠层的台面和侧壁进行粗化，可提升发光二极管的光取出效率，提升发光亮度。但是在粗化的过程中，易有杂质残留在活性层的侧壁，导致发光二极管出现漏电，从而影响产品的使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种半导体发光元件，所述半导体发光元件包含：半导体外延叠层，具有第一表面和与第一表面相对的第二表面以及连接第一表面和第二表面的侧壁，包括第一导电型半导体层，第二导电型半导体层和位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；其特征在于：所述第二导电型半导体层侧壁的粗糙度大于活性层侧壁的粗糙度。

优选的，所述第二导电型半导体层侧壁的粗糙度为200-500nm。

优选的，所述活性层侧壁的粗糙度为0-20nm。

优选的，所述第二导电型半导体层侧壁的粗糙度和活性层侧壁粗糙度的比例为20:1~500:1。

优选的，所述第二导电型半导体层远离活性层的上表面具有不平整的结构。

优选的，所述第二导电型半导体层远离活性层的上表面的不平整结构的粗糙度范围为0-50μm。

优选的，所述第二导电型半导体层远离活性层的上表面包含一粗糙区域及一平坦区域。

优选的，所述半导体发光元件的出光面位于所述第二导电型半导体层远离活性层的一侧。

优选的，还包含一基板以及一键合层在所述半导体外延叠层与基板之间。

优选的，还包含一反射层位于键合层和半导体外延叠层之间。

本发明还提出一种半导体发光元件的制备方法，其特征在于：1，形成半导体外延叠层，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层和位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层；2，利用干蚀刻法形成台面；3，采用两段蚀刻法对半导体外延叠层的侧面进行蚀刻，所述第二导电型半导体层侧壁的粗糙度大于活性层侧壁的粗糙度。

优选的，第一段蚀刻法通入蚀刻气体为Cl及BCl₃两种气体，第二段蚀刻法通入蚀刻气体为Cl、BCl₃、HBr三种气体。

优选的，第二段蚀刻法中蚀刻气体Cl、BCl₃和HBr的流量配比范围为4:10:20~4:10:80。