發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)光器件。該發(fā)光器件包括：第一導電類型半導體層；第二導電類型半導體層；以及有源層，置于第一導電類型半導體層與第二導電類型半導體層之間。該第二導電類型半導體層包括：電子阻擋區(qū)域，布置為靠近有源層且具有圖案，該圖案具有彼此隔開的多個元件。本發(fā)明的發(fā)光器件通過使用EBL阻擋電子溢出并提高空穴注入效率，從而提高其內(nèi)部量子效能。
【專利說明】發(fā)光器件
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年8月6日在韓國提交的第10-2012-0085569號韓國專利申請的優(yōu)先權，其內(nèi)容通過引用的方式整體并入此處，就如將其全文描述于此一樣。
【技術領域】
[0003]本實施例涉及一種包括具有圖案的電子阻擋層的發(fā)光器件。
【背景技術】
[0004]使用II1-V族或I1-VI族半導體材料的發(fā)光器件(例如發(fā)光二極管和激光二極管)憑借薄膜生長技術和器件材料的發(fā)展可以呈現(xiàn)各種顏色(例如紅色、綠色、藍色)和紫外線。也可以使用熒光材料或通過色混合來產(chǎn)生高效白光。此外，與諸如熒光燈和白熾燈等現(xiàn)有光源相比，所述發(fā)光器件具有諸如低功耗、半永久性壽命、快速響應時間、安全以及環(huán)境友好等優(yōu)點。
[0005]因此，這些發(fā)光器件被逐漸應用于光學通信單元的傳輸模塊、構成液晶顯示(IXD)器件的背光的發(fā)光二極管背光(用于替代冷陰極熒光燈(CCFLs))、使用白光發(fā)光二極管(用于替代熒光燈或白熾燈)的照明裝置、車輛的前燈、以及交通燈。
[0006]圖1為簡要示出現(xiàn)有的發(fā)光器件的剖視圖?，F(xiàn)有的發(fā)光器件包括:襯底10 ;發(fā)光結構，其包括:n-GaN層20 ;有源層30 ;以及ρ-GaN層40 ;N電極60，布置在n_GaN層20上；以及P電極，布置在ρ-GaN層40上。
[0007]ρ-GaN層40包括鄰近有源層30的電子阻擋層(EBL) 50。由于電子具有比空穴大得多的遷移率，因而可以通過在其中插入具有高能量勢壘的EBL50來防止電子溢出有源層30而進入p-GaN層40。
[0008]然而，在由EBL50通過阻斷電子溢出而提高內(nèi)部量子效能的同時，EBL50也作為勢魚(barrier)來阻擋空穴的流入。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]實施例提供一種發(fā)光器件，其通過阻擋電子溢出并提高空穴注入效率而提高內(nèi)部量子效能。
[0010]在一個實施例中，一種發(fā)光器件包括:第一導電類型半導體層；第二導電類型半導體層；以及有源層，置于第一導電類型半導體層與第二導電類型半導體層之間。第二導電類型半導體層被布置得靠近有源層，并包括被圖案化以彼此隔開的多個電子阻擋區(qū)域。
[0011 ] 電子阻擋區(qū)域的每一個可以包括AlGaN單層、AlGaN/GaN復合層或InAlGaN/GaN復合層。電子阻擋區(qū)域可以被圖案化以形成周期性陣列。
[0012]電子阻擋區(qū)域的每一個可以具有50nm至200nm的寬度。
[0013]電子阻擋區(qū)域的每一個可以與相鄰的電子阻擋區(qū)域間隔5nm至50nm的距離。
[0014]當電子阻擋區(qū)域是第一區(qū)域，且布置在相鄰的第一區(qū)域之間的區(qū)域是第二區(qū)域時，第二區(qū)域的寬度W2與第一區(qū)域的寬度W1和第二區(qū)域的寬度W2的總和(WJW2)的比可以處于2.4%至50%的范圍。
[0015]當電子阻擋區(qū)域是第一區(qū)域，且布置在相鄰的第一區(qū)域之間的區(qū)域是第二區(qū)域時，第二區(qū)域的面積與發(fā)光器件的總截面面積的比可以處于5%至80%的范圍。
[0016]當電子阻擋區(qū)域是第一區(qū)域，且布置在相鄰的第一區(qū)域之間的區(qū)域是第二區(qū)域時，第二區(qū)域可以具有比第一區(qū)域更小的能量帶隙。
[0017]該發(fā)光器件還可以包括被布置在第二導電類型半導體層上的透明電極層。
[0018]在另一個實施例中，發(fā)光器件包括:第一導電類型半導體層；第二導電類型半導體層；以及有源層，置于第一導電類型半導體層與第二導電類型半導體層之間。第二導電類型半導體層包括:電子阻擋層，布置為靠近有源層；以及第二導電類型覆層，布置在電子阻擋層上。電子阻擋層包括:多個第一區(qū)域，被圖案化以彼此隔開；以及第二區(qū)域，布置在相鄰的第一區(qū)域之間，第一區(qū)域和第二區(qū)域由具有不同能量帶隙的材料形成。
[0019]第一區(qū)域的每一個可以是電子阻擋區(qū)域，且第二區(qū)域可以是空穴注入?yún)^(qū)域。
[0020]第二區(qū)域可以包括與第二導電類型覆層組分相同的材料。
[0021]在另一個實施例中，發(fā)光器件包括:第一導電類型半導體層；第二導電類型半導體層；以及有源層，置于第一導電類型半導體層與第二導電類型半導體層之間。第二導電類型半導體層包括:電子阻擋層，布置為靠近有源層；以及第二導電類型覆層，布置在電子阻擋層上。電子阻擋層包括:多個第一區(qū)域，被圖案化以彼此隔開；以及第二區(qū)域，布置在相鄰的第一區(qū)域之間。第二區(qū)域包括:第一層，布置為靠近有源層；以及第二層，布置為靠近第二導電類型覆層。
[0022]第一層可以包括與第一區(qū)域組分相同的材料。
[0023]第二層可以包括與第二導電類型覆層組分相同的材料。
[0024]第一層可以比第一區(qū)域更薄。
[0025]鄰近有源層的第一層的表面可以與鄰近有源層的第一區(qū)域的表面排列在同一條線上。
[0026]第一層可以具有Inm至20nm的厚度。
[0027]第一層的厚度可以是第一區(qū)域的厚度的10%至50%。
[0028]第一層和第一區(qū)域可以由具有不同能量帶隙的材料形成。
[0029]在另一個實施例中，發(fā)光器件包括:第一導電類型半導體層；第二導電類型半導體層；以及有源層，置于第一導電類型半導體層與第二導電類型半導體層之間。第二導電類型半導體層包括布置為靠近有源層的電子阻擋層。電子阻擋層包括具有不同厚度的第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域的厚度大于第二區(qū)域的厚度。
[0030]鄰近有源層的第一區(qū)域的表面可以與鄰近有源層的第二區(qū)域的表面排列在同一條線上。
[0031]在另一個實施例中，發(fā)光器件包括:第一導電類型半導體層；第二導電類型半導體層；以及有源層，置于第一導電類型半導體層與第二導電類型半導體層之間。第二導電類型半導體層包括布置為靠近有源層的電子阻擋層。電子阻擋層可以具有沿遠離有源層的方向突出的多個凸部。
[0032]本發(fā)明的發(fā)光器件可以通過使用EBL阻擋電子溢出并提高空穴注入效率，從而提高其內(nèi)部量子效能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]可以參考下列附圖來具體描述配置和實施例，所述附圖中相似的附圖標記表示相似的元件，且其中:
[0034]圖1為簡要示出現(xiàn)有的發(fā)光器件的剖視圖；
[0035]圖2為示出根據(jù)示例性實施例的發(fā)光器件的剖視圖；
[0036]圖3為圖1的A部分的放大圖；
[0037]圖4A和圖4B為示出電子阻擋層的水平剖視圖；
[0038]圖5A為示出電子阻擋層的第一區(qū)域的發(fā)光器件的能帶圖；
[0039]圖5B為示出電子阻擋層的第二區(qū)域的發(fā)光器件的能帶圖；
[0040]圖6為示出根據(jù)另一個實施例的發(fā)光器件的剖視圖；
[0041]圖7為圖6的B部分的放大圖；
[0042]圖8為示出電子阻擋層的第二區(qū)域的發(fā)光器件的能帶圖；
[0043]圖9為示出根據(jù)另一個實施例的發(fā)光器件的剖視圖；
[0044]圖10為示出根據(jù)另一個實施例的發(fā)光器件的剖視圖；
[0045]圖11為示出根據(jù)另一個實施例的發(fā)光器件的剖視圖；
[0046]圖12為示出根據(jù)另一個實施例的發(fā)光器件的剖視圖；
[0047]圖13至圖16為示出根據(jù)示例性實施例的發(fā)光器件的制造方法的視圖；
[0048]圖17為示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝的視圖，該發(fā)光器件封裝包括根據(jù)上述實施例的發(fā)光器件；
[0049]圖18為示出根據(jù)實施例的頭燈的視圖，其中布置有根據(jù)上述實施例的發(fā)光器件；以及
[0050]圖19為示出根據(jù)實施例的顯示裝置的視圖，其中布置有根據(jù)上述實施例的發(fā)光器件封裝。
【具體實施方式】
[0051]在下文中，將參考附圖來描述實施例。
[0052]應當理解，當某一元件被稱為在另一個元件“上方”或“下方”時，其可直接位于該元件上方/下方，且也可以存在一個或多個介于中間的元件。當某一元件被稱為在“上方”或“下方”時，基于該元件能夠包括“在該元件下方”以及“在該元件上方”。
[0053]在附圖中，為了便于說明以及為了清晰起見，每一層的厚度或尺寸被夸大、省略或示意性示出。另外，每一個構成元件的尺寸或面積并不完全反映其實際尺寸。
[0054]圖2為示出根據(jù)示例性實施例的發(fā)光器件100A的剖視圖。
[0055]參照圖2，根據(jù)所示實施例的發(fā)光器件100A是水平發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括:第一導電類型半導體層120 ;第二導電類型半導體層150;以及有源層122，置于第一導電類型半導體層120與第二導電類型半導體層150之間。
[0056]第一導電類型半導體層120、有源層122以及第二導電類型半導體層150可以構成發(fā)光結構160。[0057]發(fā)光器件100A包括使用多個化合物半導體層(例如II1-V族或I1-VI族元素半導體層)的發(fā)光二極管(LED)。LED可以是發(fā)出藍光、綠光或紅光的多色LED、白色LED或UVLED。從LED發(fā)出的光可以使用各種半導體來呈現(xiàn)，而沒有限制。
[0058]發(fā)光結構160可以例如使用金屬有機化學氣相沉積(M0CVD)、化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、分子束外延(MBE)、或氫化物氣相外延(HVPE)來形成，但形成方法不限于此。
[0059]第一導電類型半導體層120可以由半導體化合物(例如III-V族或II-VI族化合物半導體)形成。另外，第一導電類型摻雜劑可以被摻雜于其上。當?shù)谝粚щ婎愋桶雽w層120是n型半導體層時，第一導電類型摻雜劑可以是包括S1、Ge、Sn、Se或Te等的η型摻雜劑，但本公開文本不限于此。
[0060]第一導電類型半導體層120可以包括由分子式AlxInyGany) N (O≤x≤1，
0≤y≤1，以及0≤x+y≤I)表示的半導體材料。第一導電類型半導體層120可以由GaN、
InN、AIN、InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN、AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP以及InP的至少一個形成。
[0061]第二導電類型半導體層150可以由摻雜有第二導電類型摻雜劑的半導體化合物(例如，III-V族或II-VI族化合物半導體)形成。第二導電類型半導體層150可以包括由分子式InxAlyGa1IyN (O≤x≤1,0≤y≤I,以及0≤ x+y ≤1表示的半導體材料。當?shù)诙щ婎愋桶雽w層150是P型半導體層時，第二導電類型摻雜劑可以是包括Mg、Zn、Ca、Sr或Ba等的P型摻雜劑，但本公開文本不限于此。
[0062]根據(jù)本實施例，第一導電類型半導體層120可以是η型半導體層，且第二導電類型半導體層150可以是P型半導體層。另外，與第二導電類型極性相反的半導體可以被進一步布置在第二導電類型半導體層150上。例如，當?shù)诙щ婎愋桶雽w層是P型半導體層時，n型半導體層(未示出)可以被布置在第二導電類型半導體層150上。因此，發(fā)光結構160可以具有n-p結結構、p-n結結構、n_p_n結結構或n_p_n結結構。
[0063]有源層122被置于第一導電類型半導體層120與第二導電類型半導體層150之間。
[0064]有源層122是這樣的層:其中電子與空穴聚合以利用因有源層(發(fā)光層)122材料的本征能帶而定的能量來發(fā)光。當?shù)谝粚щ婎愋桶雽w層120是η型半導體層且第二導電類型半導體層150是P型半導體層時，電子從第一導電類型半導體層120注入，且空穴從第二導電類型半導體層150注入。
[0065]有源層122可以具有單量子阱結構、多量子阱結構、量子線結構以及量子點結構的至少一個。例如，有源層122可以通過注入三甲基鎵氣體(TMGa)、氨氣(ΝΗ3)、氮氣(N2)以及三甲基銦氣體(TMIn)而具有多量子阱結構，但本公開文本不限于此。
[0066]當有源層122具有量子阱結構時，有源層122的阱層/勢壘層可以具有由InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs (InGaAs) /AlGaAs 以及 GaP (InGaP) /AlGaP的至少一個形成的分層成對結構(layered pair structure),但本公開文本不限于此。阱層可以由帶隙比勢壘層小的材料形成。
[0067]第二導電類型半導體層150包括:電子阻擋層(EBL) 130，布置為靠近有源層122 ；以及第二導電類型覆層140，布置在EBL130上。第二導電類型覆層140的材料組分與用于形成第二導電類型半導體層150的材料相同，因此不再給出對其的詳細說明。
[0068]由于從第一導電類型半導體層120注入的電子具有高遷移率，因而EBL130用作勢壘以防止電子(其無助于光的發(fā)射)越過有源層122遷移至第二導電類型半導體層150，從而防止漏電流。
[0069]EBL130具有:多個第一區(qū)域131，被圖案化以彼此隔開；以及第二區(qū)域132，布置在相鄰的第一區(qū)域131之間。即，EBL130可以是具有圖案化區(qū)域的電子阻擋圖案層。 [0070]EBL130的第一區(qū)域131可以用作防止從第一導電類型半導體層120注入的電子溢出的電子阻擋區(qū)域，且EBL130的第二區(qū)域132可以作為注入從第二導電類型半導體層150供應的空穴的區(qū)域。
[0071]EBL130的第一區(qū)域131可以由能量帶隙與EBL130的第二區(qū)域132不同的材料形成。第一區(qū)域131可以具有比第二區(qū)域132大的能量帶隙。
[0072]第一區(qū)域131可以由能量帶隙比有源層122的勢壘層或第二導電類型覆層140大的材料形成，且可以具有分子式InxAlyGaN1^ (0<X<Y<1)。第一區(qū)域131可以形成為AlGaN 單層或 AlGaN/GaN 或 InAlGaN/GaN 復合層。
[0073]第二區(qū)域132的材料相同的組分可以與用于形成第二導電類型覆層140的材料相同。即，多個第一區(qū)域131被圖案化以彼此隔開，且由與第二導電類型覆層140相同的材料形成的第二區(qū)域132被布置在相鄰的第一區(qū)域131之間的空間中。
[0074]第二區(qū)域132可以具有與第二導電類型覆層140相同且小于第一區(qū)域131的能量帶隙。
[0075]根據(jù)本實施例，可以通過具有較大能量帶隙的EBL130的第一區(qū)域131來防止電子溢出，且空穴可以經(jīng)由布置在相鄰的第一區(qū)域131之間的第二區(qū)域132被有效注入到有源層122中。
[0076]換句話說，由于現(xiàn)有的EBL僅包括具有較大能量帶隙的第一區(qū)域131，因而EBL不僅阻擋電子溢出而且還阻擋空穴的注入。根據(jù)本實施例，EBL130包括第一區(qū)域131和第二區(qū)域132。因此，可以通過阻擋電子溢出以及促進空穴的注入來提高發(fā)光器件100A的內(nèi)部
量子效能。
[0077]圖3為圖1的A部分的放大圖。圖4A和圖4B為示出EBL的水平剖視圖。下面將參考圖3、圖4A和圖4B更加詳細地描述EBL。
[0078]參照圖3，EBL130包括:第一區(qū)域131，彼此隔開；以及第二區(qū)域132，布置在相鄰的第一區(qū)域131之間。
[0079]第二區(qū)域132的組分可以與用于形成布置在EBL130上的第二導電類型覆層140的材料相同。根據(jù)本實施例，第二區(qū)域132和第二導電類型覆層140可以連續(xù)形成。
[0080]參照圖4A和圖4B，第一區(qū)域131的每一個可以被圖案化以具有預定形狀。圖4A示出第一區(qū)域131被圖案化以具有多邊形剖面，尤其具有六邊形剖面。圖4B示出第一區(qū)域131被圖案化以具有圓形剖面。然而，圖4A和圖4B只是示例，且第一區(qū)域131也可以被圖案化以具有圓形剖面、橢圓形剖面、多邊形剖面或不規(guī)則剖面。
[0081]另外，第一區(qū)域131可以被圖案化以形成如圖4A和圖4B所示的周期性陣列、或非周期性陣列(雖然這里未示出)。
[0082]周期性陣列是指均勻排列情形:其中多個第一區(qū)域131具有相同的形狀，且彼此間隔預定距離。
[0083]非周期性陣列是指非均勻排列情形:其中有些第一區(qū)域131具有不同的形狀，或者雖然第一區(qū)域131具有相同的形狀，但相鄰的第一區(qū)域131之間的空間形成得不均勻。
[0084]在非周期性陣列中，當?shù)谝粎^(qū)域131在發(fā)光器件100A內(nèi)沒有均勻排列時，大量電子可以經(jīng)由未形成第一區(qū)域132的區(qū)域遷移到有源層122外，從而引起漏電流。
[0085]根據(jù)本實施例,第一區(qū)域131的每一個可以具有50nm至200nm的寬度第一區(qū)域131的寬度W1可以指當?shù)谝粎^(qū)域131具有圓形剖面時的直徑、或者當?shù)谝粎^(qū)域131具有多邊形剖面時對邊之間的距離。當?shù)谝粎^(qū)域131的每一個的寬度W1小于50nm時，不能有效禁止電子向第二導電類型半導體層150溢出。另一方面，當?shù)谝粎^(qū)域131的寬度W1大于200nm時，第二區(qū)域132的寬度W2相對減少，使得可能不能充分實現(xiàn)本公開文本的阻擋電子并提高空穴注入效率的效果。
[0086]根據(jù)本實施例，兩個相鄰的第一區(qū)域131可以彼此間隔5nm至50nm的距離W2。相鄰的第一區(qū)域131之間的距離胃2可以指第二區(qū)域132的寬度W2。另外，相鄰的第一區(qū)域131之間的距離W2可以是相鄰的第一區(qū)域131之間的最短距離。類似地，當?shù)诙^(qū)域132的寬度W2小于5nm時，可能不能充分實現(xiàn)本公開文本阻擋電子并提高空穴注入效率的效果。另一方面，當?shù)诙^(qū)域132的寬度W2大于50nm時，第一區(qū)域131的寬度W1相對減少，使得不能有效抑制電子溢出到第二導電類型半導體層150中。
[0087]兩個相鄰的第一區(qū)域131之間的第二區(qū)域132的寬度W2可能不總是與另外兩個相鄰的第一區(qū)域131之間的第二區(qū)域132的寬度W2相同。兩個相鄰的第一區(qū)域131之間的第二區(qū)域132的寬度W2可以根據(jù)第一區(qū)域131的形狀以及在這兩個相鄰的第一區(qū)域131之間的測量點而變化。
[0088]第一區(qū)域131的寬度W1和第二區(qū)域132的寬度W2可以考慮到電子阻擋與空穴注入效率之間的關系來確定。當?shù)谝粎^(qū)域131的寬度W1比第二區(qū)域132的寬度W2大得多時，可以提高電子阻擋效率，但會降低空穴注入效率。因此，可能不能實現(xiàn)本公開文本的效果。
[0089]例如，第二區(qū)域132的寬度W2與第一區(qū)域131的寬度W1和第二區(qū)域132的寬度W2的總和(WJW2)的比可以處于2.4%至50%的范圍。
[0090]例如，第二區(qū)域132的面積與EBL130的總截面面積的比可以處于5%至80%的范圍。
[0091]根據(jù)本實施例，發(fā)光器件100A的驅(qū)動電壓可以通過在具有較高電阻的第一區(qū)域131之間布置具有較低電阻的第二區(qū)域132來減小。
[0092]另外，由于用于形成第一區(qū)域131的包括Al的材料具有比用于形成有源層122的材料更小的晶格常數(shù)，因而由于第一區(qū)域131與有源層122之間的晶格失配而造成應力。通過在第一區(qū)域131之間布置第二區(qū)域132，與僅將第一區(qū)域131布置在有源層122上的現(xiàn)有結構相比，可以減小應力。結果是，可以提高半導體層的結晶質(zhì)量，且可以提高內(nèi)部量子效倉泛。
[0093]圖5A為示出EBL130的第一區(qū)域131的發(fā)光器件100A的能帶圖。圖5B為示出EBL130的第二區(qū)域132的發(fā)光器件100A的能帶圖。參照圖5A和圖5B，將描述圖2的發(fā)光器件100A處設置的EBL130的效果。
[0094]參照圖5A和圖5B，具有量子阱結構的有源層122被布置在第一導電類型半導體層120上，且第二導電類型半導體層150被布置在有源層122上。
[0095]第二導電類型半導體層150包括:EBL130的第一區(qū)域131，布置為靠近有源層122且具有比有源層122的勢壘層更大的能量帶隙(圖5A);以及第二區(qū)域132，布置在相鄰的第一區(qū)域131之間且具有與有源層122的勢壘層或第二導電類型覆層140相同的能量帶隙(圖 5B)。
[0096]根據(jù)圖2所示的實施例，可以通過在有源層122上布置具有較大能量帶隙的第一區(qū)域131來防止的電子向第二導電類型半導體層150中溢出而造成漏電流。同時，通過在相鄰的第一區(qū)域131之間布置能量帶隙比第一區(qū)域131小的第二區(qū)域132，可以促進空穴注入?？昭梢越?jīng)由第二導電類型覆層140和EBL130的第二區(qū)域132被注入到有源層122中。
[0097]雖然圖5B示出EBL130的第二區(qū)域132和第二導電類型覆層140是分開形成的，然而第二區(qū)域132和第二導電類型覆層140也可以具有相同的組分，且可以連續(xù)形成。
[0098]返回參照圖2，包括第一導電類型半導體層120、有源層122以及第二導電類型半導體層150的發(fā)光結構160可以被布置在襯底110上。
[0099]襯底110可以使用適合生長半導體材料的材料或具有優(yōu)良傳熱性的材料形成。襯底 110 可以由從藍寶石(Al2O3)' SiC, GaAs, GaN、Zn。、S1、GaP、InP、Ge 以及 Ga2O3 構成的組里選擇的至少一個形成?？梢栽谝r底110上執(zhí)行濕式洗滌以從襯底110的表面去除雜質(zhì)。
[0100]緩沖層115可以被置于發(fā)光結構160與襯底110之間。緩沖層115適用于減少發(fā)光結構160的材料與襯底110的材料之間的晶格失配和熱膨脹系數(shù)的差異。緩沖層115可以由II1-V族化合物半導體形成，例如是從GaN、InN、AlN、InGaN, InAlGaN以及AlInN構成的組里選擇的至少一個。
[0101]非摻雜半導體層(未示出)可以被布置在第一導電類型半導體層120 (其被布置為靠近襯底110)中。形成非摻雜半導體層以增強第一導電類型半導體層120的結晶度。除了非摻雜半導體層由于未摻雜η型摻雜劑而具有比第一導電類型半導體層120更低的導電性之外，非摻雜半導體層可以與第一導電類型半導體層120相同。
[0102]第一導電類型半導體層120包括通過選擇性地蝕刻第二導電類型半導體層150和有源層122的每一個的至少一部分而形成的曝露面S。第一電極170被布置在曝露面S上，且第二電極180被布置在第二導電類型半導體層150的非蝕刻部分上。
[0103]第一電極170和第二電極180可以具有包括從鑰(Mo)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、金(Au)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鉬(Pt)、釩(V)、鎢(W)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銠(Rh)以及銥(Ir)構成的組里選擇的至少一個的單層或復合層結構。
[0104]在形成第二電極180之前，透明電極層182可以被布置在第二導電類型半導體層150 上。
[0105]透明電極層182適用于提高第二導電類型半導體層150的電氣性能和提高與第二電極180的電接觸。透明電極層182可以形成為膜，或者可以具有多個圖案。
[0106]對于透明電極層182，可以選擇性地使用透光導電層或金屬。例如，透明電極層182可以由從氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銦鋅(ΙΖ0)、銦鋅錫氧化物(ΙΖΤ0)、銦鋁鋅氧化物(ΙΑΖ0)、銦鎵鋅氧化物(IGZ0)、銦鎵錫氧化物(IGT0)、氧化鋁鋅(ΑΖ0)、氧化銻錫(ΑΤ0)、氧化鎵鋅(GZO)、IZO 氮化物(ΙΖ0Ν)、Al-GaZnO (AGZO)、In-GaZnO (IGZ0)、ZnO、IrOx, RuOx,NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、N1、Cr、T1、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf構成的組里選擇的至少一個形成，但本公開文本不限于此。
[0107]圖6為示出根據(jù)另一個實施例的發(fā)光器件100B的剖視圖。圖6的構造中等同于上述構造的部分將不再給出說明。即，將僅結合與上述不同的構造給出以下說明。
[0108]參照圖6，根據(jù)所示實施例的發(fā)光器件100B是水平發(fā)光器件，該發(fā)光器件包括:第一導電類型半導體層120 ;第二導電類型半導體層150;以及有源層122，置于第一導電類型半導體層120與第二導電類型半導體層150之間。
[0109]第一導電類型半導體層120、有源層122以及第二導電類型半導體層150可以構成發(fā)光結構160。
[0110]第二導電類型半導體層150包括:EBL130，被布置為靠近有源層122 ;以及第二導電類型覆層140，布置在EBL130上。
[0111]EBL130具有:第一區(qū)域131，被圖案化以彼此隔開；以及第二區(qū)域132，布置在相鄰的第一區(qū)域131之間。S卩，EBL130可以是具有圖案化區(qū)域的電子阻擋圖案層。
[0112]EBL130的第一區(qū)域131可以用作防止從第一導電類型半導體層120注入的電子溢出的電子阻擋區(qū)域，且EBL130的第二區(qū)域132可以作為注入從第二導電類型半導體層150供應的空穴的區(qū)域。即，EBL130的第一區(qū)域131可以具有比第二導電類型半導體層150更大的能量帶隙，以用作防止電子溢出的電子阻擋區(qū)域。EBL130的第二區(qū)域132可以具有比第一區(qū)域131更小的能量帶隙，或者可以具有與第二導電類型半導體層150相同或小于第二導電類型半導體層150的能量帶隙。因此，第二區(qū)域132可以用作空穴注入?yún)^(qū)域，空穴通過該空穴注入?yún)^(qū)域從第二導電類型半導體層150注入。根據(jù)圖6所示的實施例，EBL130的第二區(qū)域132可以具有比第二導電類型半導體層150更大的能量帶隙以及比第一區(qū)域131更小的厚度，使得EBL130的第二區(qū)域132可以同時用作電子阻擋區(qū)域和提高空穴注入效率的空穴注入?yún)^(qū)域。
[0113]第一區(qū)域131可以由能量帶隙大于有源層122的勢壘層或第二導電類型覆層140的材料形成，且可以具有分子式InxAlyGaN1I/O ( X〈Y〈1)。第一區(qū)域131可以是AlGaN單層或 AlGaN/GaN 或 InAlGaN/GaN 復合層。
[0114]第二區(qū)域132包括:第一層132-1，布置為靠近有源層122 ;以及第二層132_2，布置為靠近第二導電類型覆層140。
[0115]第二區(qū)域132的第一層132-1可以包括與第一區(qū)域131組分相同的材料，且第二區(qū)域132的第二層132-2可以包括與第二導電類型覆層140組分相同的材料。因此，第一層132-1可以具有比第二層132-2更大的能量帶隙，且第二層132-2可以具有比第一區(qū)域131更小的能量帶隙?？蛇x地，根據(jù)本實施例，第一層132-1和第一區(qū)域131可以由具有不同能量帶隙的材料形成。由于第一區(qū)域131是電子阻擋區(qū)域，且第二區(qū)域132是空穴注入?yún)^(qū)域，因而能量帶隙可以按照第一區(qū)域131、第一層132-1以及第二層132-2的順序減小。
[0116]圖7為圖6的B部分的放大圖。圖6的EBL130具有與圖4A和圖4B相似的水平剖面，因此不再給出詳細說明及其附圖。
[0117]參照圖7，第二區(qū)域132的第一層132-1被布置為使得鄰近有源層122的第一層132-1的表面132-1S與鄰近有源層122的第一區(qū)域131的表面131S排列在同一條線上。
[0118]另外，第一層132-1具有比第一區(qū)域131的高度H1更小的高度H2。即，第一層132-1的厚度小于第一區(qū)域131。
[0119]由于第二區(qū)域132的第一層132-1具有與用于形成第一區(qū)域131的材料相同的組分，因而第一層132-1也可以與第一區(qū)域131相同的方式用作電子阻擋層。然而，第二區(qū)域132的第一層132-1比第一區(qū)域131更薄。因此，第一層132-1的電子阻擋效率小于第一區(qū)域131，但提高了注入有源層122中的空穴注入效率。
[0120]在下面表1中列出當使用具有40nm厚度的EBL和具有4nm厚度的EBL時有源層的阱層中的空穴濃度的模擬結果。
[0121]表1
[0122]
【權利要求】
1.一種發(fā)光器件，包括: 第一導電類型半導體層； 第二導電類型半導體層；以及 有源層，置于所述第一導電類型半導體層與所述第二導電類型半導體層之間， 其中所述第二導電類型半導體層被布置為靠近所述有源層并包括多個電子阻擋區(qū)域，所述電子阻擋區(qū)域被圖案化以彼此隔開。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述電子阻擋區(qū)域的每一個包括AlGaN單層、AlGaN/GaN復合層或InAlGaN/GaN復合層。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述電子阻擋區(qū)域被圖案化以形成周期性陣列。
4.根據(jù)權利要求1至3的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述電子阻擋區(qū)域的每一個具有50nm至200nm的寬度。
5.根據(jù)權利要求1至3的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述電子阻擋區(qū)域的每一個與相鄰的電子阻擋區(qū)域間隔5nm至50nm的距離。
6.根據(jù)權利要求1至3的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述電子阻擋區(qū)域是第一區(qū)域，且布置在相鄰的第一區(qū)域之間的區(qū)域是第二區(qū)域， 其中所述第二區(qū)域的寬度W2與所述第一區(qū)域的寬度W1和所述第二區(qū)域的寬度W2的總和(WJW2)的比處于2.4%至50%的范圍。
7.根據(jù)權利要求1至3的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述電子阻擋區(qū)域是第一區(qū)域，且布置在相鄰的第一區(qū)域之間的區(qū)域是第二區(qū)域， 其中所述第二區(qū)域的面積與所述發(fā)光器件的總截面面積的比處于5%至80%的范圍。
8.根據(jù)權利要求1至3的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述電子阻擋區(qū)域是第一區(qū)域，且布置在相鄰的第一區(qū)域之間的區(qū)域是第二區(qū)域， 其中所述第二區(qū)域具有比所述第一區(qū)域更小的能量帶隙。
9.根據(jù)權利要求1至3的任何一個所述的發(fā)光器件，還包括:透明電極層，布置在所述第二導電類型半導體層上。
10.一種發(fā)光器件，包括: 第一導電類型半導體層； 第二導電類型半導體層；以及 有源層，置于所述第一導電類型半導體層與所述第二導電類型半導體層之間， 其中所述第二導電類型半導體層包括:電子阻擋層，布置為靠近所述有源層；以及第二導電類型覆層，形成在所述電子阻擋層上， 其中所述電子阻擋層包括:多個第一區(qū)域，被圖案化以彼此隔開；第二區(qū)域，布置在相鄰的第一區(qū)域之間，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域由具有不同能量帶隙的材料形成。
11.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光器件，其中所述第一區(qū)域的每一個是電子阻擋區(qū)域，而所述第二區(qū)域是空穴注入?yún)^(qū)域。
12.根據(jù)權利要求10至11的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述第二區(qū)域包括與所述第二導電類型覆層組分相同的材料。
13.一種發(fā)光器件，包括:第一導電類型半導體層； 第二導電類型半導體層；以及 有源層，置于所述第一導電類型半導體層與所述第二導電類型半導體層之間， 其中所述第二導電類型半導體層包括:電子阻擋層，布置為靠近所述有源層；以及第二導電類型覆層，形成在所述電子阻擋層上， 其中所述電子阻擋層包括:多個第一區(qū)域，被圖案化以彼此隔開；以及第二區(qū)域，布置在相鄰的第一區(qū)域之間， 其中所述第二區(qū)域包括:第一層，布置為靠近所述有源層；以及第二層，布置為靠近所述第二導電類型覆層。
14.根據(jù)權利要求13所述的發(fā)光器件，其中所述第一層包括與所述第一區(qū)域組分相同的材料。
15.根據(jù)權利要求13所述的發(fā)光器件，其中所述第二層包括與所述第二導電類型覆層組分相同的材料。
16.根據(jù)權利要求13至15的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述第一層比所述第一區(qū)域更薄。
17.根據(jù)權利要求13至15的任何一個所述的發(fā)光器件，其中鄰近所述有源層的所述第一層的表面與鄰近所述有源層的所述第一區(qū)域的表面排列在同一條線上。
18.根據(jù)權利要求13至15的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述第一層具有Inm至20nm的厚度。
19.根據(jù)權利要求13至15的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述第一層的厚度是所述第一區(qū)域的厚度的10%至50%。
20.根據(jù)權利要求13至15的任何一個所述的發(fā)光器件，其中所述第一層和所述第一區(qū)域由具有不同能量帶隙的材料形成。
21.一種發(fā)光器件，包括: 第一導電類型半導體層； 第二導電類型半導體層；以及 有源層，置于所述第一導電類型半導體層與所述第二導電類型半導體層之間， 其中所述第二導電類型半導體層包括布置為靠近所述有源層的電子阻擋層， 其中所述電子阻擋層包括具有不同厚度的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域的厚度大于所述第二區(qū)域的厚度。
22.根據(jù)權利要求21所述的發(fā)光器件，其中鄰近所述有源層的所述第一區(qū)域的表面與鄰近所述有源層的所述第二區(qū)域的表面排列在同一條線上。
23.一種發(fā)光器件，包括: 第一導電類型半導體層； 第二導電類型半導體層；以及 有源層，置于所述第一導電類型半導體層與所述第二導電類型半導體層之間， 其中所述第二導電類型半導體層包括布置為靠近所述有源層的電子阻擋層， 其中所述電子阻擋層具有沿遠離所述有源層的方向突出的多個凸部。
【文檔編號】H01L33/14GK103579429SQ201310176523
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年5月14日 優(yōu)先權日:2012年8月6日
【發(fā)明者】林賢哲, 崔宰熏 申請人:Lg伊諾特有限公司