專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施方案涉及發(fā)光器件(LED)。
背景技術(shù)：
LED是將電流轉(zhuǎn)化為光的半導(dǎo)體器件。由于紅色LED已經(jīng)商業(yè)化，所以紅色LED和綠色LED —起用作包括信息通訊設(shè)備的電子器件的光源。 例如，作為氮化物半導(dǎo)體的氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體具有高的熱穩(wěn)定性和寬的帶隙。GaN半導(dǎo)體可與其它元素例如In和Al結(jié)合以形成發(fā)出綠色光、藍(lán)色光和白色光的半導(dǎo)體層，發(fā)出的光的波長(zhǎng)可容易地進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以GaN半導(dǎo)體在高功率電子器件例如LED的領(lǐng)域中已經(jīng)得到關(guān)注。 常規(guī)氮化物半導(dǎo)體LED通過(guò)將藍(lán)色LED與熒光物質(zhì)結(jié)合來(lái)形成。熒光物質(zhì)吸收一部分藍(lán)光以發(fā)出具有綠色、黃色和紅色的色帶的光。目前，這種熒光物質(zhì)在高溫下的光轉(zhuǎn)化效率低并且可靠性低。此外，熒光物質(zhì)占據(jù)藍(lán)色LED上的預(yù)定空間，所以氮化物半導(dǎo)體LED的體積會(huì)增加。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)施方案提供一種能夠改善發(fā)光效率和使其應(yīng)用領(lǐng)域多樣化的LED。
實(shí)施方案提供一種LED，其能夠?qū)崿F(xiàn)具有高性能的白色LED。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層、在所述有源層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、以及在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分中的稀土元素注入層。 根據(jù)另一實(shí)施方案的發(fā)光器件包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層、在所述有源層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的導(dǎo)電襯底、以及在所導(dǎo)電襯底中的稀土元素注入層。


圖1是顯示根據(jù)第一實(shí)施方案的LED的截面圖； 圖2 5是顯示制造根據(jù)第一實(shí)施方案的LED的程序的截面圖； 圖6是顯示根據(jù)第二實(shí)施方案的LED的截面圖；禾口 圖7和8是顯示制造根據(jù)第二實(shí)施方案的LED的程序的截面圖。 圖9是顯示根據(jù)第三實(shí)施方案的LED的截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖描述LED及其制造方法。 在實(shí)施方案的描述中，應(yīng)理解當(dāng)層(或者膜)稱(chēng)為在另一層或者襯底"上/上方"時(shí)，其可以直接在另一層或者襯底上/上方，或者也可存在中間層。此外，應(yīng)理解當(dāng)層稱(chēng)為在另一層"下/下方"時(shí)，其可以直接在另一層下/下方，或者也可存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。此外，也應(yīng)理解當(dāng)層稱(chēng)為在兩層"之間"時(shí)，其可以是兩層之間僅有的層，或者也可存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。
〈第一實(shí)施方案〉 圖1是顯示根據(jù)第一實(shí)施方案的LED的截面圖。 根據(jù)第一實(shí)施方案的LED可包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110、有源層120和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130。粗糙結(jié)構(gòu)R在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的第一區(qū)域中形成，稀土元素注入層115在具有粗糙結(jié)構(gòu)R的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110中形成。未描述的圖1中的附圖標(biāo)記將在其制造方法中進(jìn)行說(shuō)明。 根據(jù)第一實(shí)施方案的LED，稀土元素可以部分注入第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的表面
中，并且在高品質(zhì)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層iio上形成第一電極層，所以可防止由稀土元素的注
入所導(dǎo)致的薄膜結(jié)晶的劣化，并且可有效解決由電性能劣化所導(dǎo)致的LED性能的劣化，從而可實(shí)現(xiàn)具有高性能的單芯片白色LED。 以下，將參考圖2 5描述制造根據(jù)第一實(shí)施方案的LED的方法。 首先，如圖2中所示，準(zhǔn)備第一襯底100。第一襯底100可以是藍(lán)寶石(A1203)單
晶襯底。然而，本公開(kāi)不限于此。對(duì)第一襯底100進(jìn)行濕清洗以移除第一襯底100表面上
的雜質(zhì)。 然后，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可在第一襯底100上方形成。例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層IIO可以通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)、分子束外延(MBE)或者氫化物氣相外延(HYPE)形成。此外，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110可通過(guò)注入包含N型雜質(zhì)的硅烷氣體SiH4，例如三甲基鎵氣體TMGa、氨氣朋3、氮?dú)釴2和硅Si到腔室來(lái)形成。 然后，有源層120可在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層IIO上方形成。通過(guò)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110注入的電子與通過(guò)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130注入的空穴在有源層120處進(jìn)行復(fù)合，所以有源層120發(fā)出具有預(yù)定能量的光，該預(yù)定能量由形成有源層120的材料的能帶確定。有源層120可具有通過(guò)交替層疊具有不同能帶的氮化物半導(dǎo)體層一次或者幾次所形成的量子阱結(jié)構(gòu)。例如，有源層120可具有含有InGaN/GaN結(jié)構(gòu)的多量子阱結(jié)構(gòu)，其通過(guò)注入三甲基鎵氣體TMGa、氨氣NH3、氮?dú)鈄和三甲基銦氣體TMIn來(lái)形成。然而，本公開(kāi)不限于此。此外，有源層120可在約76(TC的溫度下形成以發(fā)出藍(lán)色光。然而本公開(kāi)不限于此。
然后，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可在有源層120上方形成。例如，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可通過(guò)注入含P型雜質(zhì)的雙-乙基環(huán)戊二烯基鎂(EtCp2Mg) (Mg(CAC孔)^，例如三甲基鎵氣體TMGa、氨氣朋3、氮?dú)釴2和鎂Mg形成。然而，本公開(kāi)不限于此。 然后，第二電極層140可在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上方形成。第二電極層140可包括第二歐姆層142、反射層(未顯示)、耦合層(未顯示)和第二襯底144。
例如，當(dāng)?shù)诙姌O層140包括第二歐姆層142時(shí)，第二歐姆層142可通過(guò)以多層來(lái)層疊單一金屬(或者金屬合金)和金屬氧化物形成，從而可有效地實(shí)施空穴注入。例如，第二歐姆層142可包括選自ITO、 IZO(In-ZnO) 、 GZO(Ga-ZnO) 、 AZ0(A1-Zn0) 、 AGZ0(A1-GaZnO) 、 IGZO(In-Ga ZnO) 、 IrOx、 RuOx、 RuO乂ITO、 Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一種。然而，本公開(kāi)不限于此。 此外，當(dāng)?shù)诙姌O層140包括反射層時(shí)，反射層可包括金屬層，該金屬層包括A1、Ag或者Al和Ag的合金。Al或者Ag有效地反射由有源層120產(chǎn)生的光，以顯著改善LED的光提取效率。 當(dāng)?shù)诙姌O層140包括耦合層時(shí)，反射層可用作耦合層。此外，耦合層可使用Ni、Au等形成。 此外，第二電極層140可包括第二襯底144。如果第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110具有約50 P m或更大的足夠的厚度，則用于形成第二襯底144的工藝可以省略。例如，第二襯底144可包括具有優(yōu)異導(dǎo)電性的金屬(例如Cu)、金屬合金(例如Cu合金)或者導(dǎo)電半導(dǎo)體材料(例如Si、Mo和SiGe)，從而可有效地實(shí)施空穴注入。第二襯底144可使用電化學(xué)金屬沉淀方法或者使用共晶金屬的接合方法形成。 然后，如圖3中所示，可移除第一襯底100使得暴露出第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110。
第一襯底100可使用高功率激光或者化學(xué)蝕刻方法移除。此外，第一襯底100也可通過(guò)物理拋光移除。 然后，粗糙結(jié)構(gòu)R可在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的一部分上形成。例如，第一圖案310在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上形成。然后，通過(guò)使用第一圖案310作為蝕刻掩模蝕刻第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的一部分，以形成粗糙結(jié)構(gòu)R。 例如，第一圖案310可包括介電材料例如氧化硅或者氮化硅，并且可具有約0.5iim 約2iim的厚度。然而，本公開(kāi)不限于此。第一圖案310可根據(jù)待制造LED的結(jié)構(gòu)而改變。 第一圖案310可在其中待形成第一電極層150的區(qū)域上形成。然后，如圖3中所示，粗糙結(jié)構(gòu)R可通過(guò)使用第一圖案310作為蝕刻掩模在暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上形成。粗糙結(jié)構(gòu)R在暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上形成，以改善LED的光提取效率。暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的表面表現(xiàn)為氮極化，所以粗糙結(jié)構(gòu)R可通過(guò)使用KOH溶液的濕蝕刻來(lái)形成。粗糙結(jié)構(gòu)R也可通過(guò)干蝕刻形成。 圖4顯示在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上形成粗糙結(jié)構(gòu)R的另一實(shí)例。構(gòu)成第一圖案310的材料可保留在不具有粗糙結(jié)構(gòu)R的區(qū)域中，具有孔的第二圖案320可存在于其余的區(qū)域中。 例如，第二圖案320的孔可具有類(lèi)似于圓柱的光子晶體結(jié)構(gòu)。然而，本公開(kāi)不限于此。例如，當(dāng)?shù)诙D案320的孔為圓柱形時(shí)，孔的直徑可為約3ym，孔之間的距離可為約m。然后，如圖4中所示，粗糙結(jié)構(gòu)R可通過(guò)使用第二圖案320作為蝕刻掩模在暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層IIO上形成。例如，通過(guò)孔暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層IIO可通過(guò)反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)來(lái)干蝕刻約0. 5 ii m的深度。 然后，稀土元素注入層115通過(guò)使用第一圖案310作為蝕刻掩模在具有粗糙結(jié)構(gòu)R的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110中形成。稀土元素注入層115可在形成粗糙結(jié)構(gòu)R之前形成。
例如，稀土元素注入暴露的具有粗糙結(jié)構(gòu)R的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的表面中。稀土元素可包括Er、 Eu、 Pr、 Tb、 Dy、 Ce、 Sm、 Gd、 Ho、 Yb、 Lu、 Nd、 Pm、和Tm等。稀土元素可根據(jù)由有源層(發(fā)光層)發(fā)出的光的波長(zhǎng)進(jìn)行選擇?？梢宰⑷胫辽僖环N稀土元素。稀土元素的注入量可根據(jù)LED的白色光的性能而改變。稀土元素可通過(guò)離子注入來(lái)注入。
例如，在約20(TC 約90(TC的溫度下，通過(guò)離子注入可將作為稀土元素的Er(綠色)和Eu(紅色)注入暴露的具有粗糙結(jié)構(gòu)R的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的表面中。然而，本公開(kāi)不限于此。 同時(shí)，參考圖4，在移除第二圖案320之后，在不具有粗糙結(jié)構(gòu)R的區(qū)域上形成第三圖案(未顯示)，稀土元素注入層115可通過(guò)使用第三圖案作為離子注入掩模來(lái)形成。然后，移除第三圖案以形成第一電極層150。 以下，將描述根據(jù)該實(shí)施方案注入的稀土元素的性能。 在稀土元素中，部分填充在稀土元素中的4f電子被外部激發(fā)光所激發(fā)，然后該激發(fā)電子通過(guò)內(nèi)部躍遷返回穩(wěn)態(tài)，所以各稀土元素發(fā)出具有特定能量的光。這種稀土元素可包括Er、Eu、Pr、Tb、Dy、Ce、Sm、Gd、Ho、Yb、Lu、Nd、Pm、和Tm等。與稀土元素類(lèi)似，過(guò)渡金屬元素可發(fā)出具有特定能量的光。 當(dāng)稀土元素?fù)诫s在作為主基質(zhì)的晶格中并作為陽(yáng)離子存在同時(shí)占據(jù)主基質(zhì)的陽(yáng)
離子位點(diǎn)時(shí)，稀土元素可有效地發(fā)光。包括氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體主基質(zhì)可用作主基質(zhì)，稀
土元素通過(guò)該主基質(zhì)可有效地發(fā)光。稀土元素作為氧化數(shù)為+2、 +3或者+4的陽(yáng)離子存在
于主基質(zhì)中。部分填充在4f電子層中的電子被全部填充有電子的5s和5p電子層包圍，所
以在4f電子層中的電子由于外層電子的屏蔽效應(yīng)而不受晶體場(chǎng)的顯著影響。 當(dāng)發(fā)生稀土離子的內(nèi)部f光躍遷時(shí)，在常溫下可發(fā)出在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的光。紫外
光UV或者由藍(lán)色氮化物半導(dǎo)體LED產(chǎn)生的光可用于激發(fā)光。 稀土離子的4f電子可進(jìn)行宇稱(chēng)選擇定則所禁止的f-f躍遷和宇稱(chēng)選擇定則所允許的f-d躍遷。例如，在Tb3+(綠色)、Sm3+(紅色)、Tm3+(藍(lán)色)等中觀察到f-f躍遷，在Eu"紅色)、Ce"藍(lán)色)等中觀察到通過(guò)f-d躍遷發(fā)出的光。此外，5d電子存在于最外層中，所以5d電子易于受到晶體場(chǎng)的影響并強(qiáng)烈地依賴(lài)于主基質(zhì)材料。 在GaN主基質(zhì)中的Eu3+離子的情況下，當(dāng)由外部激發(fā)光激發(fā)的電子進(jìn)行內(nèi)層躍遷時(shí)，發(fā)出波長(zhǎng)為622nm的紅色光。此夕卜，Tb3+離子可發(fā)出波長(zhǎng)為545nm的綠色光，Er3+離子可發(fā)出波長(zhǎng)為537nm的綠色光，Pr3+離子可發(fā)出波長(zhǎng)為645nm和652nm的紅色光，Tm3+離子可發(fā)出波長(zhǎng)為450nm的藍(lán)色光。 例如，如果在包含稀土元素例如Tm、Er和Eu的GaN薄膜上輻照UV，則稀土元素發(fā)
出藍(lán)色光、綠色光和紅色光，所以可發(fā)出白色光。如果在包含稀土元素例如Er和Eu的GaN薄膜上輻照藍(lán)色激發(fā)光，則稀土元素吸收一部分藍(lán)色光以發(fā)出綠色光和紅色光，所以可發(fā)
出白色光。 然后，如圖5中所示，第一電極層150在導(dǎo)電半導(dǎo)體層110的未形成稀土元素注入層115的區(qū)域上形成。例如，移除第一圖案310并且在暴露的導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上形成第一電極層150。第一電極層150可包括第一歐姆層(未顯示)、反射層(未顯示)、第一電極(未顯示)等。例如，當(dāng)電極層150包括反射層時(shí)，反射層可包括金屬層，該金屬層包含Al、Ag或者A1和Ag的合金。 此外，當(dāng)電極層150包括第一歐姆層時(shí)，第一歐姆層包括選自ITO、 IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO) 、AZ0(A1-Zn0) 、AGZ0(A1-Ga ZnO) 、 IGZ0(In-Ga Zn0) 、 Ir0x、 Ru0x、 Ru0x/IT0、Ni/Ir0乂Au和Ni/Ir0乂Au/IT0中的至少一種。然而，本公開(kāi)不限于此。如果第一歐姆層是透明層，則因?yàn)樗l(fā)出的光可以透過(guò)第一歐姆層，所以可省略反射層。 根據(jù)該實(shí)施方案，第一電極層在沒(méi)有稀土元素并且具有優(yōu)異導(dǎo)電性的高品質(zhì)N型氮化物半導(dǎo)體層上形成，從而可改善LED的電性能。
然后，可在第一歐姆層上形成第一電極(未顯示)。 根據(jù)該實(shí)施方案的LED，稀土元素可以部分注入第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的表面，并且第 一電極層在高品質(zhì)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成，所以可防止由稀土元素的注入所導(dǎo)致的薄膜 結(jié)晶的劣化，并且可有效解決由電性能劣化所導(dǎo)致的LED性能的劣化，從而可實(shí)現(xiàn)具有高 性能的單芯片白色LED。 此外，實(shí)施方案的LED未使用常規(guī)熒光物質(zhì)，所以可防止由于使用熒光物質(zhì)所導(dǎo) 致的問(wèn)題并且可使氮化物半導(dǎo)體LED的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域顯著地多樣化。
〈第二實(shí)施方案> 圖6是顯示根據(jù)第二實(shí)施方案的LED的截面圖。 根據(jù)第二實(shí)施方案的LED可包括導(dǎo)電襯底200a、在導(dǎo)電襯底200a上形成的第一
導(dǎo)電半導(dǎo)體層210、有源層220和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層230。粗糙結(jié)構(gòu)R在導(dǎo)電襯底200a的
一部分處形成，稀土元素注入層215在具有粗糙結(jié)構(gòu)R的導(dǎo)電襯底200a中形成。 根據(jù)第二實(shí)施方案，稀土元素可以部分注入導(dǎo)電襯底的表面中并且第一電極層
在高品質(zhì)導(dǎo)電襯底上形成，所以可防止由稀土元素的注入所導(dǎo)致的薄膜結(jié)晶的劣化，并且
可有效解決由電性能劣化所導(dǎo)致的LED性能的劣化，從而可實(shí)現(xiàn)具有高性能的單芯片白色
LED。 根據(jù)第二實(shí)施方案，可使用導(dǎo)電襯底，粗糙結(jié)構(gòu)可在導(dǎo)電襯底的一部分上形成，并 且可形成稀土元素注入層。 以下，將參考圖6 8集中在與第一實(shí)施方案的差異上來(lái)描述制造根據(jù)第二實(shí)施 方案的LED的方法。第二實(shí)施方案可采用第一實(shí)施方案的一些技術(shù)特性。
首先，如圖7中所示，可以準(zhǔn)備導(dǎo)電襯底200a。導(dǎo)電襯底200a具有優(yōu)異的導(dǎo)電性 并且在可見(jiàn)光范圍內(nèi)是透明的。導(dǎo)電襯底200a可包括包含GaN、氧化鎵G^03、氧化鋅ZnO、 碳化硅SiC、和金屬氧化物等的單晶襯底或者多晶襯底。 然后，與第一實(shí)施方案類(lèi)似，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層210、有源層220、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體 層230和第二電極層240可在導(dǎo)電襯底200a上形成。第二電極層240可包括第二歐姆層 (未顯示)、反射層(未顯示)等。 然后，可以部分移除導(dǎo)電襯底200a的下部(當(dāng)在圖8中觀察時(shí)，其為導(dǎo)電襯底 200a的上部)。例如，對(duì)導(dǎo)電襯底200a的下表面實(shí)施拋光工藝。通過(guò)拋光工藝減薄的導(dǎo)電 襯底200a的厚度可根據(jù)半導(dǎo)體器件所應(yīng)用的產(chǎn)品而改變。例如，可對(duì)厚度為約400 ii m 約500 ii m的導(dǎo)電襯底200a進(jìn)行拋光工藝，使得導(dǎo)電襯底200a可具有約70 y m 約100 y m 的厚度。然而，本公開(kāi)不限于此。 如果氮化物半導(dǎo)體薄膜通過(guò)薄膜生長(zhǎng)設(shè)備在高溫下在導(dǎo)電襯底200a上形成，則 導(dǎo)電襯底200a的下表面的結(jié)晶狀態(tài)可由于高的薄膜生長(zhǎng)溫度和反應(yīng)氣體而劣化。在這點(diǎn) 上，如果拋光導(dǎo)電襯底200a的下表面，則可改善LED的電性能。 然后，可在導(dǎo)電襯底200a的一部分上形成粗糙結(jié)構(gòu)R，稀土元素可以注入具有粗 糙結(jié)構(gòu)R的導(dǎo)電襯底200a中以形成稀土元素注入層215。例如，在高品質(zhì)導(dǎo)電襯底200a上 形成具有預(yù)定形狀的第四圖案(未顯示)，該導(dǎo)電襯底200a以其中移除導(dǎo)電襯底200a的下 部的狀態(tài)而暴露，通過(guò)使用第四圖案作為蝕刻掩模蝕刻導(dǎo)電襯底200a，然后通過(guò)使用第四 圖案作為離子注入掩模注入稀土元素。然而，本公開(kāi)不限于此。
此外，可以在導(dǎo)電襯底200a的一部分上形成粗糙結(jié)構(gòu)R之前，形成稀土元素注入 層215。 根據(jù)第二實(shí)施方案，稀土元素可以部分注入導(dǎo)電襯底的表面中，并且在高品質(zhì)導(dǎo) 電襯底上形成第一電極層，所以可防止由稀土元素的注入所導(dǎo)致的薄膜結(jié)晶的劣化，并且 可有效解決由電性能劣化所導(dǎo)致的LED性能的劣化，從而可實(shí)現(xiàn)具有高性能的單芯片白色 LED。 然后，可以移除第四圖案，并且可以在導(dǎo)電襯底200a的沒(méi)有粗糙結(jié)構(gòu)R的預(yù)定區(qū) 域上形成第一電極250。第一電極250可包括第一歐姆層(未顯示)、反射層(未顯示)、和 第一電極(未顯示)等。 根據(jù)第二實(shí)施方案，第一電極層250在沒(méi)有稀土元素并且具有優(yōu)異導(dǎo)電性的高品 質(zhì)導(dǎo)電襯底200a上形成，從而可改善LED的電性能。 根據(jù)第二實(shí)施方案，稀土元素可以部分注入導(dǎo)電襯底的表面中并且第一電極層在 高品質(zhì)導(dǎo)電襯底上形成，所以可防止由稀土元素注入所導(dǎo)致的薄膜結(jié)晶的劣化，并且可有 效解決由電性能劣化所導(dǎo)致的LED性能的劣化，從而可實(shí)現(xiàn)具有高性能的單芯片白色LED。
此外，該實(shí)施方案的LED未使用常規(guī)熒光物質(zhì)，所以可防止由于使用熒光物質(zhì)所 導(dǎo)致的問(wèn)題并且可使氮化物半導(dǎo)體LED的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域顯著多樣化。
〈第三實(shí)施方案〉 圖9是顯示根據(jù)第三實(shí)施方案的LED的截面圖。 根據(jù)第三實(shí)施方案的LED可包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110、有源層120、第二導(dǎo)電半 導(dǎo)體層130和第二電極層140，第二電極層140包括第二歐姆層142、反射層(未顯示)、耦 合層(未顯示)和第二襯底144。 第三實(shí)施方案可包括未摻雜的半導(dǎo)體層105。 在未摻雜的半導(dǎo)體層105的第一區(qū)域中形成粗糙結(jié)構(gòu)R，稀土元素注入層115在具 有粗糙結(jié)構(gòu)R的未摻雜的半導(dǎo)體層105中形成。 并且可以移除未摻雜的半導(dǎo)體層105的第二區(qū)域(IOI)，以暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體 層110。第一電極層150可在暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層110上形成。 在本說(shuō)明書(shū)中對(duì)于"一個(gè)實(shí)施方案"、"實(shí)施方案"、"實(shí)例性實(shí)施方案"等的任何弓I 用表示結(jié)合所述實(shí)施方案描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特性均包含于本公開(kāi)的至少一個(gè)實(shí)施 方案中。這種措辭在本說(shuō)明書(shū)中不同位置的出現(xiàn)不必都指的是相同的實(shí)施方案。此外，當(dāng) 結(jié)合任何實(shí)施方案描述具體的特征、結(jié)構(gòu)或者特性時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)⑦@些特征、結(jié) 構(gòu)或者特性與所述實(shí)施方案的其它特征、結(jié)構(gòu)或者特性相結(jié)合。 雖然已經(jīng)參考許多說(shuō)明性實(shí)施方案描述了實(shí)施方案，但是應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員 可設(shè)計(jì)出許多其它改變和實(shí)施方案，它們也將落入本公開(kāi)原理的精神和范圍內(nèi)。更具體地， 在本公開(kāi)、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，對(duì)象組合布置的構(gòu)件和/或布置的各種變化和 改變也是可能的。除了構(gòu)件和/或布置的改變和變化之外，替代的用途對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員也是明顯的。
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權(quán)利要求
一種發(fā)光器件，包括有源層；在所述有源層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，使得所述有源層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間；和在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分中的稀土元素注入層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述稀土元素注入層在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的表面部分中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)光器件，其中所述稀土元素注入層包括選自Er、Eu、Pr、Tb、Dy、Ce、Sm、Gd、Ho、Yb、Lu、Nd、Pm禾P Tm中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，還包括在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的未形成所述稀土元素注入層的區(qū)域上的第一 電極層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光器件，其中所述第一電極層包括在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的反射層；禾口在所述反射層上的第一電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件，其中所述反射層包括歐姆層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，還包括在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的第二電極層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光器件，其中所述第二電極層包括第二歐姆層、反射層、耦合層和第二襯底中的至少一個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層包括光子晶體結(jié)構(gòu)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光器件，其中所述稀土元素注入層形成在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的光子晶體結(jié)構(gòu)中。
11. 一種發(fā)光器件，包括有源層；在所述有源層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在所述有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，使得所述有源層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層之間；在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的導(dǎo)電襯底；禾口在所述導(dǎo)電襯底中的稀土元素注入層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光器件，其中所述導(dǎo)電襯底包括單晶襯底或者多晶襯底，所述單晶襯底或者多晶襯底包括選自氮化鎵、氧化鎵、氧化鋅、碳化硅和金屬氧化物中的至少一種。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光器件，還包括在所述導(dǎo)電襯底的一部分上形成的光子晶體結(jié)構(gòu)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光器件，其中所述稀土元素注入層部分地形成在包括所述光子晶體結(jié)構(gòu)的所述導(dǎo)電襯底中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光器件，還包括在所述導(dǎo)電襯底的未形成所述稀土元素注入層的區(qū)域上的第一電極層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，其中所述第一電極層包括在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的反射層；禾口在所述反射層上的第一電極。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光器件，其中所述反射層包括歐姆層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光器件，其中所述稀土元素注入層在所述導(dǎo)電襯底的表面部分中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光器件，還包括在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的第二電極層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光器件，其中所述第二電極層包括第二歐姆層、反射層、耦合層和第二襯底中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種發(fā)光器件。所述發(fā)光器件包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層、在所述有源層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、以及在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分中的稀土元素注入層。
文檔編號(hào)H01L33/26GK101771118SQ20091026554
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
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