[发明专利]大尺寸发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及发光器件，特别涉及提高电流注入均匀性的大尺寸三族氮化物发光器件。

背景技术

众所周知，以三族氮化物为基础的发光器件如发光二极管(LED)作为新一代光源，正在逐渐取代传统照明光源中的白炽灯和日光灯。例如，通过掺铈钇铝石榴石(YAG:Ce)荧光粉将铟镓氮多量子阱(MQW)发光二极管生成的蓝光转换成白光，从而产生发光效率为80-110lm/W的商用白光发光二极管。日亚公司(Nichia)目前为止报道的研发发光效率记录已达183lm/W(Y.Narukawa等，J.Phys D：Appl.Phys.43，354002(2010))。

用于一般照明应用的LED通常要能够承受高电流和高电流密度工作。面向一般照明的LED通常具有较大尺寸，经测量目前发展水平的尺寸接近或大于1×1mm²，因此电流注入能够均匀分布于整个器件区域至关重要。

在现有技术中，如美国专利No.6,078,064所阐述，广泛采用透明导电层如氧化铟锡(ITO)来扩展P型层中的电流。为了进一步提高电流扩展，在器件中形成贯穿P型层和激活层并直达N型层的凹槽，以形成连接N型电流扩展层的指状N电极。结果，所得到的指状N电极之间被指状P电极间隔开，反之亦然。如图1中所示，示出现有技术的大尺寸LED平面示意图。还可以在美国专利No.6,885,036中看到更多的现有技术大尺寸LED的示意图。图中P电极810(包含指状P电极812和盘状P电极811)和N电极820(包含指状N电极822和盘状N电极821)位于LED芯片相对的两侧，并且四个指状P电极812被三个指状N电极822隔开。P电极810和N电极820分别在ITO 60上和凹槽823内。凹槽823可以通过去掉P型层材料、激活层和N型层材料直到露出N型电流扩展层N型氮化镓23’而形成。N电极820在凹槽823内直接形成在N型电流扩展层23’上。现有技术中可以通过适当的设计指状P电极和N电极来获得电极之间均匀的电流分布，但是却要牺牲部分发光激活区域。

发明内容

本发明阐述一种在不过分牺牲激活区的情况下提高电流注入均匀性的发光器件，一种用于发光器件的具有导电网格的晶圆衬底及其制造方法。

在用于发光器件的衬底或样板上形成高导电网格，然后在其上形成LED结构。

本发明的一方面提供一种三族氮化物发光器件，包括：

衬底；

在该衬底上形成的由导电线构成的导电网格，其中该导电网格的导电线之间的距离在10-150微米之间，导电线的厚度在0.5-2微米之间，及导电线的宽度在5-15微米之间；

在所述衬底和导电网格上形成的N型层，其中该N型层与导电网格之间是直接的欧姆接触或是通过导电网格下的导电样板或衬底的欧姆接触；

P型层；以及

夹在所述N型层和P型层之间的激活层。

本发明的另一方面提供一种用于三族氮化物发光器件的晶圆衬底，包括：

衬底；和

在该衬底上形成的由导电线构成的导电网格，其中该导电网格的导电线之间的距离在10-150微米之间，导电线的厚度在0.5-2微米之间，及导电线的宽度在5-15微米之间。

本发明又一方面提供一种三族氮化物发光器件的晶圆，包括：

晶圆衬底，包含衬底和在该衬底上形成的由导电线构成的导电网格，其中该导电网格的导电线之间的距离在10-150微米之间，导电线的厚度在0.5-2微米之间，及导电线的宽度在5-15微米之间；

在该晶圆衬底上形成的N型层；

在该N型层上形成的激活层；和

在该激活层上形成的P型层。

本发明再一方面提供一种制造三族氮化物发光器件的方法，包括：

预备衬底或包括在该衬底上外延生长形成的样板层的样板；

在该衬底或样板上形成由导电线构成的导电网格，其中该导电网格的导电线之间的距离在10-150微米之间，导电线的厚度在0.5-2微米之间，及导电线的宽度在5-15微米之间；

在该衬底或样板和导电网格上形成N型层，其中该N型层与导电网格之间是直接的欧姆接触或是通过导电网格下的导电样板或衬底的欧姆接触；

在该N型层上形成激活层；和

在该激活层上形成P型层。

附图说明