化合物半导体发光器件制造技术

一种具有高抗浪涌能力和高可靠性的半导体发光二极管，其结构包括形成在发光元件的阳极和阴极之间的附加电容。具体地，在蓝宝石衬底上有ｎ型ＧａＮ半导体层、ＧａＮ基半导体有源层、和ｐ型ＧａＮ基半导体层的ＬＥＤ中，阴极形成在ｎ型ＧａＮ半导体层上，并且电极布线从ｐ型ＧａＮ基半导体层的顶部延伸以形成电容。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及如发光二极管(LED)或半导体激光二极管(LD)等半导体发光元件，特别涉及有电容的半导体发光元件及其制造方法。根据元件所选的半导体材料和结构，半导体发光元件如LED和LD有不同的波长、亮度和光强。附图说明图12(a)和12(b)表示常规氮化镓基化合物半导体(InxGayAl(1-x-y)N0≤x≤1，0≤y≤1)LED的结构(日本特许公开号H6-338632)。该LED具有在兰宝石衬底101上依次淀积n型化合物半导体层112和p型化合物半导体层114的结构。部分刻蚀p型化合物半导体层114，暴露n型化合物半导体层112。阴极105形成在n型半导体层112上，而由薄膜金属构成的半透明阳极107形成在p型半导体层114上。引线键合后，在形成于阳极107和阴极105上的底电极118上形成球161和162。电流在键合引线79与78之间流动。通过pn结上电子和空穴的复合而发光。我们对LED的可靠性实验发现，当加高的电压时，发生发光效率降低等特性退化。例如，当LED被人触摸、焊接、插入或拔出、打开或关闭、或瞬时加驱动电路产生的高压(浪涌)时出现退化。因此，LED的处理必须十分小心。这种缺点在阳极和阴极处于同一平面上的LED中更为明显。在有由薄膜金属形成的透明电极的LED中也很明显。为解决上述问题，本专利技术的目的是提供容易处理且当发生电压浪涌时没有退化的LED和LD，及其制造方法。本专利技术的说明性实施例提供了一种半导体发光器件，该器件包含具有第一电极和第二电极的化合物半导体发光元件，和形成在第一电极和第二电极之间的电容元件。化合物半导体发光元件可以包含InxAlyGa(1-x-y)N层(0≤x≤1，0≤y≤1)。本专利技术的另一说明性实施例提供一种化合物半导体发光器件，该器件包括第一导电类型的第一化合物半导体层；形成在第一化合物半导体层上的第二导电类型的第二化合物半导体层；连接第一化合物半导体层的第一电极；连接第二化合物半导体层的第二电极；和形成在第一电极和第二电极之间的电容。有源层可形成于第一化合物半导体层和第二化合物半导体层之间。反射层可以形成于第一化合物半导体层下。绝缘层可以形成于第一电极和第二电极之间，其中电容是形成在第二电极、绝缘层和第一电极中的平行板电容。第一电极和第二电极可以作为键合焊盘。电容值可以大于化合物半导体发光元件的本征电容。可以在第一化合物半导体层、有源层和第二化合物半导体层中形成沟槽，电容便形成在沟槽中。根据本专利技术的另一说明性实施例，化合物半导体发光元件包括具有绝缘重叠区的第一和第二布线层，电容形成在第一和第二布线层之间，第一布线层与第一电极连接，而第二布线层与第二电极连接。化合物半导体发光元件及第一和第二布线层可以形成在陶瓷衬底上。本专利技术的另一说明性实施例提供一种化合物半导体发光器件，该器件包括其上表面有布线的布线板，和用来连接第一电极、第二电极与布线的导电膏。根据本专利技术的另一说明性实施例，一种化合物半导体发光器件包括由第一导电类型的第一化合物半导体层构成的第一接触层；形成在第一接触层上，且由第一导电类型的第二化合物半导体层构成的第一包层；形成在第一包层上的有源层；形成在有源层上，且由第二导电类型的第三化合物半导体层构成的第二包层；形成在第二包层上的电流阻挡层；由第二导电类型的第四化合物半导体层构成的第三包层，第三包层与电流阻挡层邻近，并形成在第二包层上；形成在第三包层上的第二接触层；与第一接触层连接的第一电极；与第二接触层连接的第二电极；形成在第一电极与第二电极之间的绝缘层；及由第一电极、绝缘层、和第二电极等元件形成的电容。化合物半导体发光器件还可以包括其上表面有布线的布线板，和用来连接第一电极、第二电极与布线的导电膏。本专利技术的另一说明性实施例提供一种化合物半导体发光器件，该器件包括由第一导电类型的第一化合物半导体层构成的第一接触层；形成在第一接触层上，且由第一导电类型的第二化合物半导体层构成的第一包层；形成在第一包层上的有源层；在有源层上，且由第二导电类型的第三化合物半导体层构成的第二包层；在第二包层上的电流阻挡层；由第二导电类型的第四化合物半导体层构成的第三包层，该层与电流阻挡层邻近，并形成在第二包层上；形成在第三包层上的第二接触层；与第一接触层连接的第一电极；与第二接触层连接的第二电极；及形成在第一电极与第二电极之间的电容。可以在第一电极与第二电极之间设置绝缘层，其中电容是形成在第一电极、绝缘层、和第二电极中的平行板电容。本专利技术的另一说明性实施例提供一种化合物半导体发光器件，该器件包括由第一导电类型的第一化合物半导体层构成的第一接触层；形成在第一接触层上，且由第一导电类型的第二化合物半导体层构成的第一包层；形成在第一包层上有源层；形成在有源层上，且由第二导电类型的第三化合物半导体层构成的第二包层；形成在第二包层上的电流阻挡层；形成在第二包层上，且由第二导电类型的第四化合物半导体层构成的第二接触层；与第一接触层连接的第一电极；与第二接触层连接的第二电极；形成在第一电极与第二电极之间的电容。本专利技术的另一说明性实施例提供一种制造化合物半导体发光器件的方法，该方法包括以下步骤形成具有第一导电类型的第一化合物半导体层和第二导电类型的第二化合物半导体层的结的化合物半导体发光元件，其中第一化合物半导体层形成在衬底上，第二化合物半导体层形成在第一化合物半导体层上；刻蚀第二化合物半导体层，部分暴露第一化合物半导体层；在第二化合物半导体层上形成透明电极；在第一化合物半导体层上形成第一电极；在部分第一电极上形成绝缘层；及在透明电极上形成电极布线，并延伸到绝缘层上。根据本专利技术的另一说明性实施例，一种制造化合物半导体发光器件的方法包括以下步骤在衬底上形成缓冲层；在缓冲层上形成第一包层；在第一包层上形成有源层；在有源层上形成第二包层；去除部分第一包层、有源层和第二包层以形成台阶形部分；在第二包层上形成透明电极；在台阶形部分底部的第一包层上形成第一电极；在部分第一电极上形成绝缘层；在第二包层上形成电极布线，并延伸到绝缘层上。根据本专利技术另一说明性实施例的制造化合物半导体发光器件的方法包括下面步骤在衬底上形成反射层；在反射层上形成第一包层；在第一包层上形成有源层；在有源层上形成第二包层；去除部分第一包层、有源层和第二包层，形成台阶形部分；在第二包层上形成第二电极；在台阶形部分底部的第一包层上形成第一电极；在部分第一电极上形成绝缘层；在第二电极上形成电极布线，并延伸到绝缘层上。本专利技术的另一说明性实施例提供一种制造化合物半导体发光器件的方法，该方法包括下面步骤在衬底上形成缓冲层；在缓冲层上形成第一包层；在第一包层上形成有源层；在有源层上形成第二包层；通过刻蚀第二包层、有源层、和部分第一包层形成沟槽，沟槽的底部在第一包层中；在第二包层上形成透明电极；在沟槽表面形成绝缘层；在沟槽底部形成穿过绝缘层的接触孔；形成接触孔后，在绝缘层上形成电极。本专利技术的另一说明性实施例提供一种制造化合物半导体发光器件的方法，该方法包括以下步骤在衬底上形成缓冲层；在缓冲层上形成第一包层；在第一包层上形成有源层；在有源层上形成第二包层；去除部分第一包层、有源层和第二包层，形成台阶形部分；在第二包层上形成第一电极；在第一电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化合物半导体发光器件，包括： 具有第一电极和第二电极的化合物半导体发光元件； 形成在所述第一电极和所述第二电极之间的电容元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石川正行，新田康一，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]