[发明专利]发光装置

说明书

本申请是中国专利申请200880121299.9的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光装置及其制造方法，更具体地讲，涉及一种具有垂直型结构的氮化镓(在下文中称作“GaN”)基发光装置(LED)及其制造方法。

背景技术

最近，由于广泛期望以具有GaN半导体的发光装置来代替包括白炽灯、荧光灯和汞弧灯在内的典型光源，所以现在正积极进行对高功率GaN基发光装置的研究。

为了制造这样的GaN基发光装置，通常在不导电的蓝宝石基底上顺序地堆叠n型GaN层、未掺杂的InGaN层和p型GaN层，并在n型GaN层和p型GaN层上分别形成电极。由于蓝宝石基底是不导电的，所以发光装置典型地具有水平型结构。也就是说，在n型GaN层和p型GaN层上分别形成的电极是水平布置的。因而，在高功率操作中电流扩散阻力高，降低了光强度。此外，由于装置操作中产生的热不能通过蓝宝石基底有效释放，因此存在装置的热稳定性劣化的限制，从而在高功率操作中存在问题。

为克服这些限制并实现高功率GaN基发光装置，已经提出使用倒装芯片封装件的倒装芯片型发光装置。在这样的倒装芯片型发光装置中，将垂直型发光装置的电极通过焊料连接到散热器。在倒装芯片型发光装置中，由于光穿过蓝宝石基底从有源层发射到外部，所以可用厚的p型欧姆电极替代透明电极，因而降低了电流扩散阻力。然而，用于倒装芯片型发光装置的倒装芯片型封装件使制造工艺复杂。此外，由于在光穿过蓝宝石基底从有源层发射到外部的同时大量光子被吸收到蓝宝石基底中，所以倒装芯片型发光装置的光效率特性劣化。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种垂直型发光装置及其制造方法，该装置可有效地释放当装置操作时产生的热并提高光效率特性。

本发明还提供了一种发光装置及其制造方法，该装置通过在传导性支撑层上堆叠p型半导体层、有源层和n型半导体层并且允许在有源层产生的光发射穿过n型半导体层，可提高散热特性和光效率特性。

本发明还提供了一种发光装置及其制造方法，在该方法中，n型半导体层、有源层和p型半导体层形成在蓝宝石基底上，然后在p型半导体层上形成传导性基底，之后将蓝宝石基底去除。

技术方案

根据本发明的示例性实施例，发光装置包括：堆叠的p型半导体层、有源层和n型半导体层；设置在p型半导体层上的p型电极层和蚀刻停止层；设置在p型电极层和蚀刻停止层上的覆盖层；设置在覆盖层上的传导性支撑层；设置在n型半导体层上的n型电极层。

可将p型电极层设置在p型半导体层的一部分上，并且p型电极层可具有单层结构或电极金属和反射金属的多层结构。

可以在p型半导体层的整个表面设置p型电极层，并且发光装置还可包括设置在p型电极层的一部分上的反射层，蚀刻停止层可与反射层隔开。p型电极层可由透明导电材料形成，反射层可由反射金属形成。此外，覆盖层可包围反射层。

覆盖层可由对p型电极层和传导性支撑层具有优异粘合性的金属形成，并且发光装置还可包括设置在覆盖层和传导性支撑层之间的扩散阻碍层。

传导性支撑层可具有包括金属层、传导性陶瓷层、杂质掺杂的半导体层和它们的组合中的一种的单层或多层结构，传导性陶瓷层可包括Nb掺杂的SrTiO₃、Al掺杂的ZnO、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)和它们的组合中的一种，半导体层可包括B掺杂的Si、As掺杂的Si、杂质掺杂的金刚石、杂质掺杂的Ge和它们的组合中的一种。

发光装置还可包括设置在覆盖层和传导性支撑层之间的结合层。

发光装置还可包括设置在p型半导体层、有源层和n型半导体层的侧壁上以及n型半导体层的一部分上的钝化层，并且还可将钝化层设置在蚀刻停止层的上部和下部上。

发光装置还可包括设置在n型电极层的上部或下部上的抗反射层。

根据本发明的另一示例性实施例，制造发光装置的方法包括以下步骤：在绝缘基底上顺序地形成n型半导体层、有源层和p型半导体层；在p型半导体层上形成p型电极层和蚀刻停止层，使得p型电极层和蚀刻停止层彼此隔开；在p型电极层上形成包围p型电极层的覆盖层；在覆盖层上形成传导性支撑层之后将绝缘基底去除；对n型半导体层、有源层和p型半导体层的多个部分进行蚀刻，以暴露蚀刻停止层；形成钝化层，以包围被蚀刻的n型半导体层、被蚀刻的有源层和被蚀刻的p型半导体层；在被蚀刻的n型半导体层上形成n型电极层之后执行切割。