專利名稱：變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體器件的制造方法，特別是涉及銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件。
背景技術：
目前商品化的銦鎵鋁氮發(fā)光器件，其結構如圖I所示，襯底上的半導體多層結構均為平整的。這種結構外形美觀，便于制作電極和打線，以及生產過程中的人工操作和自動控制。但是由于電極位于中間位置，電流流過芯片的時候，電子分布并不均勻。電子分布不均是導致器件發(fā)光效率低的一個重要原因。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，其通過改善電子分布使器件的光電性能和可靠性獲得提高。本發(fā)明所要解決的第二個技術問題是提供一種用于制造上述變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，該方法通過改善電子分布使器件的光電性能和可靠性獲得提高。本發(fā)明所要解決的第三個技術問題是提供另一種用于制造上述變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，該方法通過改善電子分布使器件的光電性能和可靠性獲得提聞。為了解決本發(fā)明的第一個技術問題，本發(fā)明提出一種變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，包括支撐襯底，以及支撐襯底上的多層半導體結構，所述多層半導體結構呈弧形曲面。優(yōu)選地所述多層半導體結構呈向上彎曲的拱形體或者向下彎曲的凹陷體。優(yōu)選地該器件為垂直結構，所述支撐襯底為硅襯底、碳基襯底、合金襯底、砷化鎵或碳化硅襯底；或者該器件為水平結構，襯底為氧化鋁襯底、陶瓷襯底或玻璃襯底。優(yōu)選地所述多層半導體結構包括鈍化增透層、歐姆接觸反光層或歐姆接觸層與電極的互補結構。優(yōu)選地其包括電極，電極設在器件的所述曲面頂點位置上方。為了解決本發(fā)明的第二個技術問題，本發(fā)明提出一種用于制造前述變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，其包括在銦鎵鋁氮薄膜上制作紫外固化膠層；在紫外固化膠層上制作透紫外光支撐基板；用紫外光照射，使紫外固化膠固化，紫外固化膠固化收縮使銦鎵鋁氮薄膜呈現(xiàn)彎曲形狀。為了解決本發(fā)明的第三個技術問題，本發(fā)明提出一種用于制造前述的變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，其包括在銦鎵鋁氮薄膜上制作低熔點、熱膨脹系數(shù)大于或小于銦鎵鋁氮薄膜的過渡層，在該過渡層上制作轉移基板，在過渡層與轉移基板之間設置了阻擋層；升高溫度，在該過渡層處于軟化或熔化狀態(tài)時，再降溫使過渡層凝固，至銦鎵鋁氮薄膜形成曲面。優(yōu)選地所述過渡層為金屬。優(yōu)選地所述金屬為銦、鎵或錫中的一種或多種組合。優(yōu)選地所述過渡層為松香或蠟中的一種或它們的組合。本發(fā)明的有益效果相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明提出的發(fā)光器件，其襯底上的多層半導體結構呈現(xiàn)曲面結構。這樣的結構，其歐姆接觸層與發(fā)光層的接觸面均為曲面，簡稱為曲面接觸，相比現(xiàn)有技術的平面接觸，這種接觸的接觸面積加大。由于電子分布具有弧面擴散效應(即對于帶電的弧面體，由于相同電荷的相斥作用，電子會均勻的分布在弧面體的表面)，更大的接觸面積可以使來自電極的電子在歐姆接觸層與發(fā)光層接觸的面上分布更加均勻，使流過發(fā)光層的電子也相對分散。增大了歐姆接觸層與發(fā)光層的有效接觸面積，使得發(fā)光效率得以提高。 從而使器件的光電性能和可靠性得到提高。


圖I是現(xiàn)有技術的一種結構。圖2是本發(fā)明的實施例一的芯片結構。圖3是本發(fā)明的實施例二的芯片結構。圖4為剛進行生長襯底剝離、完成襯底轉移的芯片結構圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件以及制造方法。該發(fā)光器件包括支撐襯底，以及支撐襯底上的多層半導體結構，該多層半導體結構呈弧形曲面。該多層半導體結構的弧形曲面包括呈向上彎曲的拱形體或者向下彎曲的凹陷體。支撐襯底可以為現(xiàn)有技術涉及到的所有能用到的襯底，包括硅襯底或碳化硅襯底。圖2是所示器件的支撐基板上的多層半導體結構為一個凸出的曲面體，銦鎵鋁氮薄膜2201是一個凸起的曲面體。圖中的2201為經過了粗化處理的銦鎵鋁氮薄膜，2202為器件上表面鈍化增透層，2203為器件下表面及互補電極處鈍化金屬層及擴散阻擋層，2204為壓焊金屬層，2205為歐姆接觸反光層，2206為支撐基板，2207為支撐基板背面金屬層，2208 為η型歐姆接觸金屬層及金屬引線焊盤，η型歐姆接觸金屬層及金屬引線焊盤2208設在器件的曲面頂點位置上方。圖3是所示器件的支撐基板上的多層半導體結構為一個凹陷的曲面體，該器件的銦鎵鋁氮薄膜是一個凹陷的曲面體。圖中2301為經過了粗化處理的銦鎵鋁氮薄膜，2302為器件上表面鈍化增透層，2303為器件下表面及互補電極處鈍化金屬層及擴散阻擋層，2304 為壓焊金屬層，2305為歐姆接觸反光層，2306為支撐基板，2307為支撐基板背面金屬層， 2308為η型歐姆接觸金屬層及金屬引線焊盤。上述兩例顯示的是垂直結構的器件，支撐襯底優(yōu)選為硅襯底，也適用于其它金屬、 半導體導電襯底。對上述實施例結構顯而易見的修改和器件關鍵要素簡單的重新組合都是受本發(fā)明所保護的，其中顯而易見的修改包括本發(fā)明還可以應用于非垂直結構的LED發(fā)光器件上，其襯底優(yōu)選為藍寶石襯底，也適用于其它非導體的襯底。本發(fā)明提出的第一種用于制造上述變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，其包括在銦鎵鋁氮薄膜上制作紫外固化膠層；在紫外固化膠層上制作透紫外光支撐基板； 用紫外光照射，使紫外固化膠固化，紫外固化膠固化收縮使銦鎵鋁氮薄膜呈現(xiàn)彎曲形狀。本發(fā)明提出的第二種用于制造上述變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，其包括在銦鎵鋁氮薄膜上制作低熔點、熱膨脹系數(shù)大于銦鎵鋁氮薄膜的過渡層，在該過渡層上制作轉移基板，在過渡層與轉移基板之間設置了阻擋層；升高溫度，在該過渡層處于軟化或熔化狀態(tài)時，再降溫使過渡層凝固，至銦鎵鋁氮薄膜形成曲面。下面通過示例簡述制造本發(fā)明曲面器件的過程。如圖4所示，該器件結構顯示狀態(tài)為該器件制造了轉移襯底后剝離了生長襯底的狀態(tài)。當器件制備到所示的步驟時，對芯片進行加熱。此時，302為歐姆接觸反射層，301為銦鎵鋁氮薄膜，303為邊緣鈍化層，304為粗化的表面。假設圖中過渡層306是低熔點的金屬，且其熱膨脹系數(shù)大于銦鎵鋁氮薄膜，且金屬層306和轉移襯底308之間設置了有效的阻擋層，則金屬306在軟化或熔化狀態(tài)時，銦鎵鋁氮薄膜301就會恢復到自由應力狀態(tài)。升溫到高溫時，銦鎵鋁氮薄膜釋放了應力時它可能是平整的或彎曲的，當金屬溫度降低凝固時， 由于金屬層306的熱膨脹系數(shù)大于薄膜301而使器件呈現(xiàn)曲面形狀，該曲面為凹陷的曲面， 最終得到的結構為如圖3所示結構。如果金屬層306的熱膨脹系數(shù)小于銦鎵鋁氮薄膜301，則當金屬溫度降低凝固時， 由于銦鎵鋁氮薄膜的收縮，使器件將形成凸出的曲面形狀，最終得到如圖2所示的器件結構。過渡層可以是低熔點的金屬銦、鎵、錫等金屬及其合金。如果在轉移過程中，308是透紫外光支撐基板，過渡層306是紫外固化膠，則會由于紫外固化膠的固化收縮率存在，也使器件呈現(xiàn)凹陷曲面形狀。為了使器件呈現(xiàn)曲面形狀，過渡層306可以是松香、蠟等易于熔化和軟化的有機物。產生曲面的方法可以在第I次轉移襯底實現(xiàn)、也可以在第2次轉移襯底實現(xiàn)、也可以在第3次襯底轉移實現(xiàn)，如果是三次以上的襯底轉移每次轉移均可使器件形成曲面，也可以是兩次或兩次以上的轉移的加合效果使器件形成曲面。只要是利用本發(fā)明所述的結構、方法和技術獲得類似于圖2和圖3所示的曲面器件結構都是受本發(fā)明所保護的。
權利要求
1.一種變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，包括支撐襯底，以及支撐襯底上的多層半導體結構，其特征在于所述多層半導體結構呈弧形曲面。
2.根據(jù)權利要求I所述的變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，其特征在于所述多層半導體結構呈向上彎曲的拱形體或者向下彎曲的凹陷體。
3.根據(jù)權利要求I所述的變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，其特征在于該器件為垂直結構，所述支撐襯底為硅襯底、碳基襯底、合金襯底、砷化鎵或碳化硅襯底；或者該器件為水平結構，襯底為氧化鋁、陶瓷襯底或玻璃襯底。
4.根據(jù)權利要求I所述的變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，其特征在于所述多層半導體結構包括鈍化增透層、歐姆接觸反光層或歐姆接觸層與電極的互補結構。
5.根據(jù)權利要求I所述的變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，其特征在于包括電極， 電極設在器件的所述曲面頂點位置上方。
6.一種用于制造如權利要求I所述的變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，其包括在銦鎵鋁氮薄膜上制作紫外固化膠層；在紫外固化膠層上制作透紫外光支撐基板；用紫外光照射，使紫外固化膠固化，紫外固化膠固化收縮使銦鎵鋁氮薄膜呈現(xiàn)彎曲形狀。
7.一種用于制造如權利要求I所述的變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件的方法，其包括在銦鎵鋁氮薄膜上制作低熔點、熱膨脹系數(shù)大于或小于銦鎵鋁氮薄膜的過渡層，在該過渡層上制作轉移基板，在過渡層與轉移基板之間設置了阻擋層；升高溫度，在該過渡層處于軟化或熔化狀態(tài)時，再降溫使過渡層凝固，至銦鎵鋁氮薄膜形成曲面。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于所述過渡層為金屬。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于所述金屬為銦、鎵或錫中的一種或多種組合。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于所述過渡層為松香或蠟中的一種或它們的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件及其制造方法，涉及銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件，其通過改善電子分布使器件的光電性能和可靠性獲得提高。本發(fā)明提出變形的銦鎵鋁氮基半導體發(fā)光器件包括支撐襯底，以及支撐襯底上的多層半導體結構，所述多層半導體結構呈弧形曲面。本發(fā)明提出方法包括在銦鎵鋁氮薄膜上制作紫外固化膠層；在紫外固化膠層上制作透紫外光支撐基板；用紫外光照射，使紫外固化膠固化，紫外固化膠固化收縮使銦鎵鋁氮薄膜呈現(xiàn)彎曲形狀。增大了歐姆接觸層與發(fā)光層的有效接觸面積，使得發(fā)光效率得以提高。從而使器件的光電性能和可靠性得到提高。
文檔編號H01L33/24GK102610723SQ20111002613
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權日2011年1月24日
發(fā)明者江風益, 熊傳兵, 趙漢民 申請人:晶能光電(江西)有限公司