專利名稱：發(fā)光器件的制作方法
技術領域：
本實施例涉及一種發(fā)光器件。
背景技術：
LED(發(fā)光二極管)是用于將電流轉變?yōu)楣獾陌雽w發(fā)光器件。由LED發(fā)射的光波長取決于用于制造LED的半導體材料。這是因為發(fā)光的波長根 據半導體材料的帶隙而改變，半導體材料的帶隙表示價帶電子與導帶電子之間的能量差。最近，LED的亮度已增加，使得LED被用作用于顯示設備、照明裝置的光源以及用 于車輛的光源。此外，通過使用熒光材料或通過結合具有各種顏色的LED，LED可以發(fā)射具 有優(yōu)越效率的白光。
發(fā)明內容
本實施例提供一種發(fā)光器件。實施例提供一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件包括能夠防止電流泄漏同時有效地吸收 震動的鈍化層。根據本實施例的發(fā)光器件包括發(fā)光半導體層，所述發(fā)光半導體層包括第一導電 半導體層、有源層和第二導電半導體層；第一鈍化層，所述第一鈍化層在發(fā)光半導體層上； 以及第二鈍化層，所述第二鈍化層在第一鈍化層上并且具有2. 0至4. OGPa的彈性模量。根據本實施例的發(fā)光器件包括支撐層；第一電極層，所述第一電極層在支撐層 上；發(fā)光半導體層，所述發(fā)光半導體層在第一電極層上；第二電極層，所述第二電極層在發(fā) 光半導體層上；第一鈍化層，所述第一鈍化層環(huán)繞發(fā)光半導體層并且包括無機材料；以及 第二鈍化層，所述第二鈍化層環(huán)繞第一鈍化層并且包括有機材料。有益效果本實施例提供一種發(fā)光器件。本實施例提供一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件包括能夠防止電流泄漏同時有效地吸 收震動的鈍化層。
圖1至4是示出根據本實施例的發(fā)光器件及其制造方法的視圖；圖5是示出具有在圖4所示結構的發(fā)光器件中包括GaN半導體層的發(fā)光半導體層 和包括有機層的第二鈍化層上的應變和應力分布的視圖；以及圖6是示出發(fā)光器件的示意性視圖，以說明壓力施加到具有圖4所示結構的發(fā)光 器件。
具體實施例方式下面，將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。
但是，本發(fā)明可以以多種不同的形式來實現，并且不應該被認為局限于在此闡述 的示例實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開是徹底的和完全的，并將本發(fā)明的范圍 完全傳遞給所屬領域的技術人員。圖中相同的附圖標記始終用來表示相同的元件。在圖中，為了清楚可以夸大層和 區(qū)域的尺寸和相對尺寸。應當理解，當諸如層、區(qū)域或襯底的元件被稱為在另一元件“上”或“下”時，它可 以直接在另一個元件上或可以存在插入元件。當諸如表面的元件的一部分被稱為術語“內 部”時，應當理解，與元件的其他部分相比，該部分遠離器件。
應當理解，這種術語包括除了圖中所示的方向之外的器件的其他方向。最后，當元 件被稱為“直接在”另一元件“上”時，不存在插入元件。如在此使用的術語“和/或”包括 一個或多個相關列項的任意和所有組合。即使使用術語“第一”和“第二”來描述各種元件、組件、區(qū)、層和/或區(qū)域，但是這 種元件、組件、區(qū)、層和/或區(qū)域不局限于該術語。下面將參考諸如藍寶石(Al2O3)襯底的非導電襯底上形成的氮化鎵(GaN)基發(fā)光 器件來描述實施例。但是，本發(fā)明不限于此。本實施例可以包括諸如導電襯底的其他襯底。由此，本實施例包括在GaP襯底上 形成的AlGaInP 二極管、在SiC襯底上形成的GaN 二極管、在SiC襯底上形成的SiC 二極 管、在藍寶石襯底上形成的SiC 二極管和/或在GaN、SiC、AIN、ZnO和/或其他襯底上形成 的氮化物基二極管或其組合。此外，根據本實施例的有源區(qū)不意欲用于發(fā)光二極管的區(qū)域。 此外，根據其他實施例，有源區(qū)可以以各種形式來提供。為了保證發(fā)光器件的結構穩(wěn)定性和防止發(fā)光器件中的電流泄漏，當制造發(fā)光器件 時，可以在構成發(fā)光器件的半導體層的暴露表面上形成鈍化層。具體地，在垂直型發(fā)光器件的情況下，鈍化層保護半導體層，并且吸收去除襯底時 發(fā)生的震動和應力。因此，鈍化層用作重要的組件。折射率和介電常數是選擇用于發(fā)光器件的鈍化層的材料時考慮的最基本性能。優(yōu) 選地，用于鈍化層的材料的折射率(η)必須在2.4至1.0之間的范圍內，其中GaN的折射率 是2. 4以及空氣的折射率是1.0。在此情況下，可以從發(fā)光器件有效率地提取光。優(yōu)選地， 如果用于鈍化層的材料具有優(yōu)異的介電常數，則可以有效地實現電鈍化，即，可以有效率地 防止電流泄漏。但是，由于垂直型發(fā)光器件需要經受由激光剝離工藝引起的高應力環(huán)境，因此鈍 化層需要強的機械性能，所述激光剝離工藝使用激光來執(zhí)行以去除襯底。S卩，在激光剝離工藝期間，產生大量震動波。由于GaN半導體是非常易碎的，震動 波易于使GaN半導體破裂。由此，通過考慮由于激光剝離引起的震動而設計的鈍化層必須有效率地吸收激光 剝離工藝期間產生的震動，以及必須具有強的粘附強度，以可靠地固定GaN半導體。通常用作鈍化材料的、諸如SiO2或SiNx的無機材料具有優(yōu)越的粘附性能。但是， 該無機材料是非常易碎的，以及在吸收震動中具有局限性。由此，需要提供一種能增強機械穩(wěn)定性同時保持與無機層的優(yōu)異介電常數和耐熱 性能相類似的鈍化層。
(實施例)圖1至4是示出根據本實施例的發(fā)光器件及其制造方法的視圖。
如圖1所示，在垂直型發(fā)光器件中，在襯底10上形成發(fā)光半導體層20，以及通過蝕 刻工藝，在發(fā)光半導體層20中蝕刻單元器件劃分區(qū)。發(fā)光半導體層20包括第一導電半導 體層21、有源層22以及第二導電半導體層23。第一導電半導體層21以包括η-型雜質的氮化物半導體層的形式來提供。以及第 二導電半導體層23以包括ρ-型雜質的氮化物半導體層的形式來提供。在此之后，在通過蝕刻工藝形成的單元器件上形成第一電極層30。如圖2所示，在通過蝕刻工藝暴露的發(fā)光半導體層20上形成第一鈍化層40，以及 在第一鈍化層40上形成第二鈍化層50。第一鈍化層40可以與發(fā)光半導體層20和第一電極層30接觸。此外，在通過蝕刻 工藝限定的空間中填充第二鈍化層50。S卩，在根據本實施例的發(fā)光器件中，鈍化層具有包括第一鈍化層40和第二鈍化層 50的雙層結構。第一鈍化層40包括無機層，以及第二鈍化層50包括有機層。此外，在根據另一實施例的發(fā)光器件中，鈍化層可以具有包括至少三個層的復雜 結構，其中在第一鈍化層40和第二鈍化層50上附加地形成第三鈍化層和第四鈍化層。如圖3所示，在第一電極層30和第二鈍化層50上形成耦合金屬層60，然后在耦合 金屬層60上形成支撐層70。支撐層70在分離襯底10的工藝期間支撐發(fā)光結構并且包括 導電性的半導體層或金屬。然后，通過激光剝離工藝去除襯底10，以及執(zhí)行包括形成光提取結構24和第二電 極層31的工藝的后續(xù)工藝，由此實現圖4所示的結構。在根據本實施例的發(fā)光器件中，第二鈍化層50包括主要用作應力緩沖的有機層， 由此提高發(fā)光器件的抗沖擊性能。包括無機層的第一鈍化層40提高介電常數、耐熱性能和 光提取效率。上述抗沖擊性能是應力緩沖層所必需的基本性能，以及表示鈍化層吸收激光剝離 工藝期間產生的沖擊波的能力。GaN半導體基本上具有高于常規(guī)有機層100倍的彈性模量，并且GaN半導體是非常 易碎的。此外，由于具有厚度小于10 μ m的板形形狀的GaN半導體容易經受x-y雙軸應力， 所述板形GaN半導體具有高于塊形(bulk-shape)GaN半導體的脆度。其間，大多數有機層具有低彈性模量、高伸長度以及大于GaN半導體薄膜的體積 的體積，使得該有機層能夠有效率地吸收沖擊能。由此，如果使用包括無機層和有機層的復雜結構，則與僅包括有機層的發(fā)光器件 的機械性能相比較，發(fā)光器件的機械性能得以顯著提高。但是，如果在吸收沖擊的工藝期間，有機層過度地變形，則相對于相鄰部分會發(fā)生 失配，因此使應力不利地集中。由此，吸收沖擊能的能力必須與彈性模量一起考慮。表1表示用作GaN層和鈍化 層的有機層和無機層的物理性能。表1
權利要求
一種發(fā)光器件，包括發(fā)光半導體層，所述發(fā)光半導體層包括第一導電半導體層、有源層和第二導電半導體層；第一鈍化層，所述第一鈍化層在所述發(fā)光半導體層上；以及第二鈍化層，所述第二鈍化層在所述第一鈍化層上并且具有2.0至4.0GPa的彈性模量。
2.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述第一鈍化層包括無機材料，以及所述第二 鈍化層包括有機材料。
3.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述第一鈍化層具有2.0X10_6至200X10_6 的介電常數。
4.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述第一鈍化層與所述第二鈍化層之間的粘 附強度是40至lOOOMPa。
5.如權利要求1所述的發(fā)光器件，包括在所述第二鈍化層上的耦合金屬層和支撐層。
6.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述第一鈍化層包括Si、N、Ti、0或SOG(旋涂 玻璃)中的至少一種。
7.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述第一鈍化層包括Si02、Si3N4,TiO2, SiN或 TiN中的至少一種。
8.如權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述第二鈍化層包括基于聚酰亞胺的聚合物 材料、基于丙烯的聚合物材料或基于環(huán)氧樹脂的聚合物材料中的至少一種。
9.一種發(fā)光器件，包括 支撐層；第一電極層，所述第一電極層在所述支撐層上；發(fā)光半導體層，所述發(fā)光半導體層在所述第一電極層上；第二電極層，所述第二電極層在所述發(fā)光半導體層上；第一鈍化層，所述第一鈍化層環(huán)繞所述發(fā)光半導體層并且包括無機材料；以及第二鈍化層，所述第二鈍化層環(huán)繞所述第一鈍化層并且包括有機材料。
10.如權利要求9所述的發(fā)光器件，包括耦合金屬層，所述耦合金屬層在所述支撐層與所述第一電極層之間。
11.如權利要求9所述的發(fā)光器件，其中，所述第二鈍化層具有2.0至4. OGPa的彈性模量。
12.如權利要求9所述的發(fā)光器件，其中，所述第一鈍化層具有2.OX 10_6至200X 10_6 的介電常數。
13.如權利要求9所述的發(fā)光器件，其中，在所述第一鈍化層與所述第二鈍化層之間的 粘附強度是40至lOOOMPa。
14.如權利要求9所述的發(fā)光器件，其中，所述第一鈍化層包括Si02、Si3N4、Ti02、SiN或 TiN中的至少一種。
15.如權利要求9所述的發(fā)光器件，其中，所述第二鈍化層包括基于聚酰亞胺的聚合物 材料、基于丙烯的聚合物材料或基于環(huán)氧樹脂的聚合物材料中的至少一種。
全文摘要
根據本發(fā)明的實施例，發(fā)光器件包括發(fā)光半導體層，所述發(fā)光半導體層由第一導電半導體層、有源層和第二導電半導體層構成；第一鈍化層，所述第一鈍化層在發(fā)光半導體層上；以及第二鈍化層，所述第二鈍化層在第一鈍化層上、具有2.0至4.0GPa的彈性模量。
文檔編號H01L33/44GK101965647SQ200980102031
公開日2011年2月2日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權日2008年1月11日
發(fā)明者曹賢敬, 裵德圭 申請人:Lg伊諾特有限公司