半导体发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种半导体发光器件，该半导体发光器件包括：基板；n型半导体层，给其施加电压时提供电子；p型半导体层，给其施加电压时提供空穴；导电性n型电极，其用于给上述n型半导体层施加电压；导电性p型电极，其用于给上述p型半导体层施加电压；活性层，其设置于上述n型半导体层与上述p型半导体层之间，具有量子阱结构以激活电子与空穴的结合；电流扩散及空穴注入层，其设置于上述p型半导体层与上述p型电极之间，用于上述p型电极与上述p型半导体层间的电流的扩散及空穴的注入的n型杂质及p型杂质一同掺杂于该电流扩散及空穴注入层。由此，不仅能够降低半导体发光器件的电极与半导体层之间的接触电阻，改善电流的流动，使得电流的扩散更加均匀，还能够同时改善空穴的注入，因而能够实现器件效率的极大化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体发光器件，更详细地，涉及一种能够提高电极与半导体层之间的电流的扩散以及空穴的注入的半导体发光器件。
技术介绍
半导体发光器件利用于IXD背光、照明、显示器等各种领域，且作为“LED”广为人知。当给p-n接合半导体施加顺向偏置电压时，发射出与传导带和价电子带的能隙相当的波带的光，半导体发光器件利用这种现象进行发光。这种半导体发光器件对量子效率、光子提取效率、封装、可靠性等各项设计指标的要求高。在这些指标中，尤其电极与半导体层之间的电流的扩散和空穴的注入在设计上是重要的指标。图1表示以往技术的半导体发光器件的剖面。以往技术的半导体发光器件1，在基板101上设置缓冲层102，在该缓冲层102的上部层压η型半导体层103，在该η型半导体层103的上部层压活性层105及ρ型半导体层106。并且，半导体发光器件1还具有分别给 η型半导体层103和ρ型半导体层106施加电压的η型电极104和ρ型电极108。半导体发光器件1还在ρ型电极108与ρ型半导体层106之间还具有透明电极 107。透明电极107作为具有传导性的透明或半透明层，可由添加有ρ型杂质或η型杂质中任一种的ZnO类化合物实现。更具体地，要提高电流的扩散时，采用往透明电极107掺杂η 型杂质的方法，要提高空穴的注入时，则采用往透明电极107掺杂ρ型杂质的方法。像这样， 通过往透明电极107掺杂η型杂质或ρ型杂质中任一种来使电流的扩散顺利进行，或者通过提高空穴的注入来提高元件的欧姆接触特性。然而，以往技术只将ρ型杂质及η型杂质中任一种掺杂于透明电极107。例如，如图1所示，所利用的是在与P型半导体层106接触的透明电极107掺杂用于空穴的注入的 P型杂质的方法。但是，像以往技术一样，只添加有ρ型杂质或η型杂质中任一种的透明电极107虽然能够改善电流的扩散或空穴的注入中任一种，但无法期待同时改善两者的效果。例如，在利用ZnO在GaN类半导体层实现透明电极107的情况下，如果只掺杂ρ型杂质，虽能够通过提高空穴的浓度来将空穴的注入提高至某种水平，但存在难以大幅改善电流的流动与扩散的问题。
技术实现思路
技术问题由此，本专利技术的目的在于，提供一种既能够改善电极与半导体层之间的电流的流动并使得扩散更加均勻又能够提高空穴的注入，因而能够实现效率最大化的半导体发光器件。技术解决方案本专利技术的上述目的可通过提供一种如下的半导体发光器件达成。该半导体发光器件包括基板；η型半导体层，给其施加电压时提供电子；P型半导体层，给其施加电压时提供空穴；活性层，其设置于上述η型半导体层与上述P型半导体层之间，具有量子阱结构以激活电子与空穴的结合；导电性η型电极，其用于给上述η型半导体层施加电压；导电性ρ 型电极，其用于给上述P型半导体层施加电压；电流扩散及空穴注入层，其设置于上述P型半导体层与上述P型电极之间，用于上述P型电极与上述P型半导体层之间的电流的扩散及空穴的注入的η型杂质及ρ型杂质一同掺杂于该电流扩散及空穴注入层。上述电流扩散及空穴注入层可使由电子及空穴的结合引起的光的至少一部分透过。上述电流扩散及空穴注入层可包含ZnO的化合物。上述η型半导体层及上述ρ型半导体层中的至少一种可包含GaN类化合物。上述电流扩散及空穴注入层可通过分子束外延法(MBE，Molecular Beam Epitaxy method)形成。本专利技术的半导体发光器件还可包括形成于上述基板与上述η型半导体层之间的缓冲层。本专利技术的上述目的还可通过提供一种如下的半导体发光器件达成。该导体发光器件包括基板；η型半导体层，给其施加电压时提供电子；ρ型半导体层，给其施加电压时提供空穴；活性层，其设置于上述η型半导体层与上述P型半导体层之间，具有量子阱结构以激活电子与空穴的结合；导电性η型电极，其用于给上述η型半导体层施加电压；导电性ρ 型电极，其用于给上述P型半导体层施加电压；电流扩散及空穴注入层，其设置于上述η型电极与上述η型半导体层之间，用于上述η型电极与上述η型半导体层间的电流的扩散及空穴的注入的η型杂质及ρ型杂质一同掺杂于该电流扩散及空穴注入层。有利的效果如上所述，根据本专利技术，既能够改善电流的流动并使得电流的扩散更加均勻又能够提高空穴的注入，因而能够实现器件效率的最大化。附图说明图1是表示以往技术的半导体发光器件的结构的剖视图。图2是表示本专利技术一实施例的半导体发光器件的结构的剖视图。图3是表示本专利技术一实施例的半导体发光器件的电流扩散及空穴注入层的工序过程的流程图。图4是用于说明对在图2中所示的半导体发光器件施加工作电压的情况下的动作的图。具体实施例方式下面，将对本专利技术的一实施例进行详细说明。图2是表示本专利技术一实施例的半导体发光器件的剖视图。图2中示出的半导体发光器件2包括例如“LED”等发光器件。如图2所示，本专利技术一实施例的半导体发光器件2可在给半导体发光器件2施加顺向偏置电压的情况下发光。本专利技术一实施例的半导体发光器件2的发光方向不受限制， 可根据其结构或用途向各种方向发光。如图2所示，本实施例的半导体发光器件2可包括基板201、缓冲层202、n型半导体层203、活性层205、ρ型半导体层206、电流扩散及空穴注入层207、η型电极204、ρ型电极 205。本实施例的基板201用于使半导体层成长，可由蓝宝石等材料实现。作为再一实施例，本专利技术一实施例的基板可鉴于与半导体层间保持一致的晶格常数而由Sic、GaN, ZnO 等实现。本实施例的缓冲层202层压于基板201上。本实施例的缓冲层202使因基板201 与η型半导体层203的晶格常数及热膨胀系数不一致而导致的晶体缺陷(crystal defect) 最小化。本实施例的η型半导体层203层压形成于缓冲层202上。当给η型半导体层203 施加顺向偏置电压时，该η型半导体层203提供电子。本实施例的η型半导体层203可通过金属有机物化学气相沉淀(MOCVD，Metal Organic Chemical Vapor D印osition)法使化合物半导体成长形成。例如为蓝色或紫外线(UV)LED的情况下，本实施例的η型半导体层 203可由掺杂有η型杂质的GaN类化合物实现。本实施例的η型杂质可以是Si。在本实施例的η型半导体层203上可层压形成活性层205。本实施例的活性层205 具有量子阱(quantum well)结构，能够进一步激活η型半导体层203的电子与ρ型半导体层206的空穴的结合。用本实施例的活性层205的阱(well)可使InGaN层成长，用阻挡层(barrier layer)可使(Al)GaN层成长。作为再一例，为蓝色LED的情况下，可使用hGaN/GaN多重量子阱结构，为UV LED的情况下，还可使用feiN/AlfeiN、InAlGaN/InAlGaN, InGaN/AlGaN等多重量子阱结构。就本实施例的活性层205而言，可通过改变h或Al的组成比例来调节光的波长或者通过改变活性层205内的量子阱的深度、活性层的数量和厚度等来提高LED的内部量子效率。作为另一例，为了增加载波限制(carrier confinement)效果，还可以在以活性层205为中心的上下部插入η型或ρ型AlGaN/GaN超晶格层(superla本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：李海权，
申请(专利权)人：量数设计公司，
类型：发明
国别省市：