CN105405944B - 包括光抽取结构的iii-v发光器件 - Google Patents

Abstract

包括光抽取结构的III‑V发光器件。本发明的实施例包括衬底，该衬底包括主体和粘结到主体的晶种层以及半导体结构，该半导体结构包括置于生长在晶种层上的P型区与n型区之间的发光层。在垂直于半导体结构的生长方向的方向上的折射率变化设在主体与发光层之间。

Description

包括光抽取结构的III-V发光器件

技术领域

本发明涉及包括光抽取结构的半导体发光器件。

背景技术

半导体发光器件，包括发光二极管（LED）、共振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光二极管（VCSEL）和边缘发射激光器，是目前可得到的最有效光源之一。在制造能够跨越可见光谱操作的高亮度发光器件方面目前引起关注的材料系统包括III-V族半导体，特别是镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金，也被称作III-氮化物材料。通常，通过用金属-有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其它外延技术在蓝宝石、碳化硅、III-氮化物上外延地生长不同成分和掺杂质浓度的半导体层的堆叠来制作III-氮化物发光器件。该堆叠通常包括在衬底上形成的一个或多个更多用例如Si掺杂的n型层，在一个或多个n型层上形成的有源区（active region）中的一个或更多的发光层，以及在所述有源区上形成的用例如Mg掺杂的一个或更多P型层。在N型区和P型区上形成电接触。

图1示出了在US2007/0072324中更详细描述的复合生长衬底，其以引用的方式结合到本文中。“衬底10包括主体衬底（host substrate）12、晶种层16以及粘结主体12和晶种层16的粘结层14。. . . 衬底10中的层由能够经受在器件中生长半导体层所需的加工条件的材料形成。例如，在通过MOCVD生长的III-氮化物器件的情况下，在衬底10中的每一层必须能够经受超过1000℃温度的H₂环境；在通过MBE生长的III-氮化物器件的情况下，在衬底10中的每一层必须能够在真空中经受超过600℃的温度。

“主体衬底12为衬底10以及在衬底10上生长的半导体器件层18提供机械支撑。主体衬底12通常为3到500微米厚且通常厚度超过100微米。在主体衬底12保持为器件的一部分的实施例中，如果光从器件中穿过主体衬底12提取，则主体衬底12可以是至少部分地透明的。主体衬底12通常不必是单晶材料，因为器件层18不直接在主体衬底12上生长。在一些实施例中，选择主体衬底12的材料以使具有的热膨胀系数（CTE）与器件层18的CTE和晶种层16的CTE相匹配。能够经受外延层18的加工条件的任何材料都可为合适的……，包括半导体、陶瓷和金属。诸如GaAs之类的材料具有理想地接近于器件层18的CTE的CTE，但在通过MOCVD生长III-氮化物层所需要的温度下通过升华分解，该材料可以与诸如沉积在GaAs主体和晶种层16之间的氮化硅之类的不渗透的盖层（cap layer）一起使用。

“晶种层16是器件层18在其上生长的层，因此它必须是III-氮化物晶体在其上能够成核的材料。晶种层16可以处于约 50 Å和1μm厚之间。在一些实施例中，晶种层16与器件层18的材料是CTE匹配的。晶种层16通常是与器件层18合理接近地晶格匹配的单晶材料。通常其上生长器件层18的晶种层16的上表面的结晶取向是纤锌矿（wurtzite）[0001] c轴。在晶种层16作为最终器件的一部分的实施例中，如果光从器件穿过晶种层16提取，那么晶种层16可以是透明的或薄的。

“一个或更多的粘结层14将主体衬底12粘结到晶种层16。粘结层14可以处于约100Å和1μm厚之间。适合的粘结层的例子包括SiO_x如SiO₂、SiN_x如Si₃N₄、HfO₂、它们的混合物；金属如Mo、Ti、TiN，其它合金，以及其它半导体或电介质。因为粘结层14连接主体衬底12和晶种层16，所以选择形成粘结层14的材料以在主体12和晶种16之间提供优良粘结。在一些实施例中，粘结层14是由能够被不侵蚀器件层18的蚀刻剂蚀刻的材料形成的释放层（releaselayer），从而使器件层18和晶种层16从主体衬底12释放。例如，粘结层14可以是SiO₂，其可以用HF湿蚀刻而不会破坏III-氮化物器件层18。在粘结层14保持作为最终器件一部分的实施例中，粘结层14优选是透明或很薄的。在一些实施例中，可以省略粘结层14，晶种层16可以直接粘附到主体衬底12上。

“通过在粘结层14上形成作为条带（stripe）或栅格（grid）而非作为单一连续层的晶种层，可以在外延层18中进一步提供应变释放。可替换地，可以形成作为单一连续层的晶种层，然后例如通过形成沟槽在适当的位置除去以提供应变释放。单一连续晶种层16可以通过粘结层14附连到主体衬底12，然后通过常规平版印刷技术（lithography）图案化以除去部分晶种层以形成条带。通过将外延层18内的位错集中在晶种层条带的边缘处，每个晶种层条带的边缘可以提供额外的应变释放。可以选择晶种层16、粘结层14和核层的组成，从而成核层材料优先在晶种层16上成核，而不是在粘结层14的由晶种层16的部分之间的空隙所暴露的部分上成核。

“在发光器件的晶片上，……晶种层16中的沟槽可以间隔开大约单个器件的宽度，例如分开几百微米或毫米。在具有图案化晶种层的复合衬底上形成的器件晶片可这样分开，使得晶种层部分的边缘不处于单独器件的发光层的下面，因为集中在晶种层边缘的位错可能导致差的性能或者可靠性问题。可替换地，在单个器件的宽度内可以形成多个沟槽，例如分开大约数微米或数十微米。可以选择在这样的衬底上的生长条件，使得在晶种层16上形成的成核层或随后的外延层在形成于晶种层16中的沟槽上接合（coalesce），使晶片上器件的发光层形成为未被晶种层16中的沟槽中断的连续层。

“当晶种层为III-氮化物材料时，“晶种层在生长衬底上应变生长。当晶种层16连接到主体衬底12并且从生长衬底释放时，如果在晶种层16和主体衬底16之间的连接是顺从的（compliant），例如顺从粘结层14，则晶种层16可以至少部分地松弛。因此，尽管晶种层生长为应变层，但是可以选择组成使得在晶种层从生长衬底释放且松弛之后，晶种层的晶格常数合理地接近或匹配在晶种层上生长的外延层18的晶格常数。

“例如，当常规地在Al₂O₃上生长III-氮化物器件时，在衬底上生长的第一层一般是具有约3.19晶格常数的GaN缓冲层。GaN缓冲层设定了在缓冲层上生长的所有器件层的晶格常数，包括通常是InGaN的发光层。因为松弛的自支撑的InGaN具有比GaN大的晶格常数，所以该发光层在GaN缓冲层上生长时是处于应变状态的。相反，……，InGaN晶种层可以在常规衬底上应变生长，然后粘结到主体，并且从生长衬底上释放，使得InGaN晶种层至少部分地松弛。在松弛之后，InGaN晶种层具有比GaN大的晶格常数。照这样，与GaN相比，InGaN晶种层的晶格常数与具有和InGaN发光层相同组成的松弛的自支撑层的晶格常数更匹配。在InGaN晶种层上生长的器件层，包括InGaN发光层，将复制InGaN晶种层的晶格常数。因此，具有松弛的InGaN晶种层晶格常数的InGaN发光层与具有GaN 缓冲层晶格常数的InGaN发光层相比应变要小。减小发光层中的应变可提高器件的性能。

“为了形成具有处于所需取向的III-氮化物晶种层的复合衬底，III-氮化物晶种层材料可能需要附加的粘结步骤。生长在蓝宝石或SiC 生长衬底上的III-氮化物层典型地生长为c-平面纤锌矿（wurtzite）。这样的纤锌矿III-氮化物结构具有镓面（gallium face)和氮面。III-氮化物优先生长使得生长层的顶面是镓面，而底面（邻接生长衬底的表面）是氮面。简单地在蓝宝石或SiC上常规地生长晶种层材料，然后将该晶种层材料连接到主体并除去生长衬底将得到具有带有暴露的氮面的III-氮化物晶种层的复合衬底。如上所述，III-氮化物优选地在镓面上生长，也就是以镓面作为顶面，因此在氮面上的生长可能不期望地将缺陷引入晶体，或者导致质量差的材料，因为晶体取向从氮面作顶面的取向转换为镓面作为顶面的取向。

“为了形成具有以镓面作为顶面的III-氮化物晶种层的复合衬底，可以在生长衬底上常规地生长晶种层材料，然后粘结到任意合适的第一主体衬底上，然后与生长衬底分离，从而晶种层材料通过镓面粘结到第一主体衬底，通过除去生长衬底而留下暴露的氮面。然后，晶种层材料的氮面粘结到第二主体衬底10，复合衬底的主体衬底……。在粘结到第二主体衬底之后，通过适于生长衬底的技术除去第一主体衬底。在最终的复合衬底中，晶种层材料16的氮面通过可选的粘结层14粘结到主体衬底12（第二主体衬底），使得暴露III-氮化物晶种层16的镓面用于外延层18的生长。

“例如，在蓝宝石衬底上常规地生长GaN缓冲层，接着是将形成复合衬底晶种层的InGaN层。将InGaN层用或不用粘结层粘结到第一主体衬底。通过邻接蓝宝石的GaN缓冲层的激光熔融除去蓝宝石生长衬底，然后通过蚀刻除去由于除去蓝宝石而暴露的剩余GaN缓冲层，得到粘结到第一主体衬底的InGaN层。InGaN层可以注入材料如氢、氘或氦，以在与最终复合衬底中的晶种层的期望厚度相对应的深度形成气泡层……。可以可选地加工InGaN层以形成足够平坦的供粘结的表面。然后采用或不用粘结层将InGaN层粘结到将形成最终复合衬底中的主体的第二主体衬底。然后如上所述加热第一主体衬底、InGaN层和第二主体衬底，导致注入InGaN层中的气泡层膨胀，使InGaN层的薄晶种层部分与第一主体衬底和InGaN层的余下部分分离，得到如上所述具有粘结到主体衬底的InGaN晶种层的最终复合衬底。

发明内容

本发明的实施例提供在复合衬底上生长的器件中的光抽取结构。

本发明的实施例包括衬底，衬底包括：主体；和晶种层，其粘结到主体上；以及生长于晶种层上的半导体结构，其包括置于n型区与P型区之间的发光层。在垂直于半导体结构的生长方向的方向上的折射率变化设在主体与发光层之间。

折射率变化可从该器件提取光。

附图说明

图1示出在复合生长衬底上生长的III-氮化物半导体结构，所述复合生长衬底包括主体衬底、粘结层和晶种层。

图2示出了在衬底上生长的晶种层。

图3示出将晶种层粘结到临时衬底上并除去生长衬底。

图4示出了在图案化之后的晶种层。

图5示出了在松弛之后形成于晶种层上的光抽取结构。

图6示出了包括晶种层、粘结层和主体衬底的复合衬底。

图7示出了在图6的复合衬底上生长的III-氮化物器件层。

图8示出了图案化晶种层。

图9示出了置于图8的图案化晶种层上的对比材料（contrasting material）。

图10示出了在图9的结构上形成的粘结层。

图11示出粘结到主体衬底上的图10的结构。

图12示出了包括晶种层、粘结层和主体衬底的复合衬底。

图13示出了在图12的复合衬底上生长的III-氮化物器件层。

图14示出了在复合衬底的晶种层上形成的图案化层。

图15示出了在有利于水平生长的条件下在半导体材料的图14的衬底上的生长。

图16示出了在有利于竖直生长的条件下在半导体材料的图14的衬底上的生长。

具体实施方式

在本发明的实施例中，用于提取光的结构置于主体衬底与在复合衬底上生长的III-氮化物器件的发光层之间。光抽取结构可例如为在垂直于III氮化物器件层的生长方向的方向上的折射率变化。折射率变化可为有机的、随机的或部分有机的，例如准晶体光子结构。尽管以下实例示出了形成折射率变化的材料柱，该变化的峰和谷可呈任何形状，只要造成折射率变化。例如，作为柱的替代，可使用材料的锥体。折射率变化的特征性横向尺寸可为大约一个至数个光学波长，例如在某些实施例中在100 nm与10微米之间，在某些实施例中在300 nm与3微米之间，以及在某些实施例中在500 nm与1微米之间。折射率变化的竖直范围可为大约一个至数个光学波长，例如在某些实施例中在100 nm与10微米之间，在某些实施例中在300 nm与3微米之间，以及在某些实施例中在500 nm与1微米之间。在某些实施例中，折射率变化为高折射率材料（诸如，III-氮化物材料，高折射率玻璃、TiO₂或Ta₂O₅）与低折射率材料（诸如，SiO₂、MgF₂、CaF₂、空气或多孔材料如多孔氧化物或电介质）之间的差别。在两种材料之间的折射率差异在某些实施例中为至少0.1，在某些实施例中为至少0.3，和在某些实施例中为至少0.5。

光抽取结构可形成于在主体衬底与晶种层之间的粘结层中，如图2至图7所示的那样；在晶种层内，如图8至图13所示的那样；或者在晶种层的顶表面上，如在图14至图16中所示的那样。

除了下文所述的具体材料和方法之外，在US 2007/0072324中所描述的材料和方法可用于在图2至图16中所图示的结构和方法中。

在图2中，III-氮化物晶种层24常规地生长于供体衬底20上，其可为例如蓝宝石、Si或SiC。晶种层24可生长于牺牲性半导体层22上，将例如H⁺的注入物质26注入到牺牲性半导体层22，注入物质26促进供体衬底20与晶种层24的稍后分开。在一些实施例中，牺牲性层22为GaN且晶种层24为具有大于零且高达12%的InN成分的InGaN。

在图3中，可选的粘结层30和顺从层28形成于临时衬底22上。图2中所示的结构的晶种层24通过顺从层28而粘结到临时衬底32。在一些实施例中，可选的粘结层30为下列的一种或多种：硅、铝、硼、磷、锌、镓、锗、铟、锡、锑、铅、铋、钛、钨、镁、钙、钾、镍、钇、锆、铪、钕和钽的氧化物、氮化物、碳化物或氟化物。在一些实施例中，顺从层28为硼磷硅玻璃（BPSG）或通过例如蒸发、溅射和沉降而沉积的其它商用玻璃。

通过活化注入物质26以分裂牺牲性层22来将晶种层24与供体衬底20分开。对牺牲性层进行注入和通过活化注入物质来将晶种层与供体衬底分开在美国专利申请公开2005/0026394和美国专利5,374,564中更详细地描述，其以引用的方式结合到本文中。可替换地，可通过激光熔融牺牲性层22来除去供体衬底。

在图4中，从晶种层24除去任何其余牺牲性层22，并在晶种层24中蚀刻出沟槽34。处理该结构以使得处于应变状态的晶种层材料24的区域扩展并松弛，例如通过加热顺从层28使得晶种层材料的区域在顺从层上滑移。

在图5中，光抽取结构形成于在晶种层24上形成的层中，例如粘结层。晶种层粘结到主体衬底上，例如通过在两个结构之间施加热和/或压力。在一些实施例中，主体衬底36为蓝宝石。光抽取特征可为例如折射率变化。图案化层40和粘结层38形成于晶种层24和主体衬底36中的一个或二者上。图案化层可形成于包括晶种层24、粘结层和主体衬底36的一个或多个表面上。粘结层40和38可为例如硅的氧化物或者任何其它合适材料，诸如在上文中参考图3的粘结层30所列出的材料。将粘结层中的一个或二者图案化以在粘结层材料与空气或填充在图案化期间形成于粘结层中的间隙的其它气体之间形成折射率变化。折射率变化的一个实例为在粘结层中形成的孔或栅格的周期性晶格。

然后除去临时衬底32，例如通过蚀刻掉粘结层30。也除去顺从层28，暴露晶种层24的表面，如在图6中所示的完成的复合衬底中所图示的那样。光抽取特征45可安置为邻接晶种层24，如图6中所图示的那样，邻接主体衬底36或者在与晶种层24和主体衬底36直接接触的两个未图案化的粘结层之间。

在图7所示的结构中，器件层18在松弛的晶种层区域24上生长。可针对邻接晶种层24的层的晶格常数或其它性质和/或其在晶种层24的材料上成核的能力来选择该邻接晶种层24的层的组成。器件层可在相对于水平生长更有利于竖直生长的条件下生长，以维持在单独区域之间的间距34，或者在相对于竖直生长更有利于水平生长的条件下，在晶种层区24上形成单个接合层。

器件层18包括n型区42、发光或有源区44和p型区46。n型区42常常首先生长，但在某些实施例中，p型区可首先生长。n型区可包括不同组成和掺杂质浓度的多个层，包括（例如）制备层，诸如：缓冲层或成核层，其可为n型或未故意掺杂的；释放层，其被设计成促进复合衬底稍后的释放或者在除去衬底之后半导体结构的薄化；以及n型或甚至p型器件层，其针对发光区高效发光所需的特定光或电性质来设计。在一些实施例中，n型区42为InGaN或包括一个或多个InGaN层。在具有扩展的晶格常数的晶种层上生长的GaN可处于张力之下，从而可限制在器件中任何GaN层的厚度以防止破裂。

发光或有源区44在n型区42上生长。合适发光区的实例包括单个厚或薄发光层，或者包括由势垒层分开的多个薄或厚量子阱发光层的多个量子阱发光区。例如，多个量子阱发光区可包括由势垒分开的多个发光层，每个发光层具有25Å或更小的厚度，每个势垒具有100Å或更小的厚度。在一些实施例中，在该器件中的发光层的每一个的厚度比50Å更厚。

P型区46在发光区44上生长。类似于n型区，p型区可包括不同组成、厚度和掺杂质浓度的多个层，包括未故意掺杂的层或n型层。在一些实施例中，P型区46为InGaN或包括一个或多个InGaN层。

图8至图13示出形成复合衬底和在晶种层内具有光抽取结构的III-氮化物发光器件。晶种层24生长且附连到临时衬底，如图2至图4所示的那样，且在附文中描述。在图8中，图案化48晶种层24的顶表面。可在松弛之前或松弛之后图案化晶种层24，其例如在图4中图示。作为图案化的实例，孔或栅格的周期性晶格可形成于晶种层24的顶表面中。

在图9中，第二材料50置于晶种层24的图案化顶表面48上且填充在上文所述的晶种层图案化期间所形成的间隙中。第二材料50具有与晶种层24的折射率不同的折射率。在一些实施例中，第二材料50具有小于2的折射率。合适的第二材料50的实例包括上文参考图3的粘结层30所列出的材料。第二材料50的顶表面可可选地抛光。

在图10中，如果第二材料50不适合粘结，那么诸如硅的氧化物层的可选的粘结层52形成于第二材料50上且可选地被抛光。

在图11中，粘结层38形成于主体衬底36上，然后晶种层24通过粘结层38和52而粘结到主体衬底36上。

在图12中，除去临时衬底32、粘结层30和顺从层28。

在图13中，III-氮化物器件层18在晶种层上生长，如上文所述的那样。

图14至图16示出了形成具有置于晶种层表面上的光抽取结构的III-氮化物发光器件。通过将图4的结构的晶种层粘结到主体衬底36，通过形成于晶种层24上的一个或多个粘结层38、主体衬底36或这二者来形成图14的复合衬底。然后除去临时衬底32、粘结层30和顺从层28，如上文所述的那样。可为例如上文参考图3的粘结层30所列出的材料中的一种或多种的材料层54形成于晶种层24的表面上，然后被图案化以形成例如孔或栅格的周期性晶格。

在图15中，在有利于填充材料54的各区域之间的间隙的条件下，半导体层56生长于晶种层24和图案化材料54上。在半导体材料56与图案化材料54之间的折射率差异形成光抽取结构。器件层18生长于半导体层56上，如上文所述的那样。

可替换地，如图16中所图示的那样，半导体层60可在相对于水平生长更有利于竖直生长的条件下生长在晶种层24和图案化材料54上。因此，由气穴58分开的半导体材料柱形成于图案化材料54上。然后将生长条件切换为有利于水平生长的条件，以在孔隙58上形成接合的平面层60。在孔隙58与半导体材料60之间和在图案化材料54与半导体材料60之间的差异形成光抽取结构。在孔隙58与半导体材料60之间的折射率差异可造成充分的光抽取，即使在图案化材料54很薄，例如小于5nm厚的情况下。器件层生长于半导体层60上，如上文所述的那样。

在一些实施例中，图案化材料54用于将在下面的晶种层24图案化，例如通过常规蚀刻技术。例如，与图案化材料54中的孔或图案化材料54的其余部分对准的开口可形成于晶种层24中。晶种层24中的开口可延伸穿过晶种层24的整个厚度从而暴露粘结层38，或者它们可延伸穿过晶种层24厚度的仅一部分。在图案化晶种层之后，通过常规技术除去图案化材料54。半导体材料可在相对于水平生长更有利于竖直生长的条件下生长于图案化晶种层上，使得孔隙保留在晶种层中和/或半导体结构的第一生长部分中。然后将生长条件切换为有利于水平生长的条件，以在孔隙上形成接合的平面层。然后生长器件层18。该结构类似于图16中所图示的结构，除了在孔隙58下方并无图案化材料54。

在一些实施例中，反射性p接触形成于每个区上的p型区上。可从每个区除去p接触、p型区和发光区的部分以暴露其上形成了n接触的n型区的一部分。该器件然后通过与每个区上的n接触和p接触对准的互连而连接到安装座。可由形成于半导体结构上或安装座上的电连接而使得个体区互连。可从该器件去除主体衬底、粘结层和晶种层的全部或部分，但在一些实施例中，它们保持为完成的器件的部分。光抽取结构通常保留为器件的一部分。在一些实施例中，P接触形成于每个p型区上，然后n接触形成于半导体结构的相对侧上，或者在传导的主体衬底、粘结层或晶种层上，或者在通过除去复合生长衬底而暴露的n型区的表面上。

在一些实施例中，可生长图7、图13、图15和图16中所示的器件层18以在个体区之间的沟槽上接合，从而形成不被沟槽34中断的单个材料区。

包括半导体材料的若干岛的封装器件，诸如上文所述的器件，更详细地描述于标题为“Semiconductor Light Emitting Devices Grown On Composite Substrates”的美国申请12/236,853中，且以引用的方式结合到本文中。

可选的波长转换材料可置于发光层上，该可选的波长转换材料吸收由发光区发射的光且发射一个或多个不同峰值波长的光。波长转换材料可为例如安置于诸如硅树脂或环氧基树脂的透明材料中且通过丝网印刷或钢印而沉积于LED上的一种或多种粉末磷光体；通过电泳沉积而形成的一种或多种粉末磷光体；或者，胶合或粘结到LED的一种或多种陶瓷磷光体，一种或多种染料，或者上文所述的波长转换层的任何组合。在US 7,361,938中更详细地描述了陶瓷磷光体，该专利以引用的方式结合到本文中。可形成波长转换材料使得由发光区发出的光的一部分不被波长转换材料转换。在某些实例中，未转换的光为蓝光且转换的光为黄光、绿光和/或红光，使得从该器件发射的未转换的光和转换的光的组合表现为白光。

在一些实施例中，偏光器，二向色滤光镜或本领域已知的其它光学器件形成于岛上或波长转换材料上。

在一些实施例中，上述的器件与诸如LED的宏观成形的其它光抽取特征结合。例如，如果每个区为单个发光二极管的大小（例如，大约数百微米或毫米宽），则可通过蚀刻或抛光而使得LED的侧壁成角度。

已经详细地描述了本发明，应意识到，给出本公开，在不偏离本文所述的发明概念的精神的情况下可对本发明做出修改。例如，尽管上述实例针对于III-氮化物器件，由诸如其它III-V材料、III- As或 III-P器件或II- VI器件的其它材料系统制成的器件可用于本发明的实施例中。而且，尽管上述实例生长于复合衬底上，在某些实施例中，器件可生长于诸如Si衬底的其它衬底上。形成光抽取区的折射率变化可形成于Si衬底表面上或者形成于Si衬底上的半导体或非半导体层中。因此，并不预期本发明的范围限于所图示和描述的具体实施例。

Claims (8)

1.一种半导体发光器件，包括：

衬底，包括：

主体，和

晶种层，其粘结到所述主体上，所述晶种层包括第一表面和第二表面，第一表面被图案化有孔的周期性晶格或栅格；

设置在晶种层的第一表面上的材料，所述材料具有不同于晶种层的折射率；以及

生长于所述晶种层的第二表面上的半导体结构，所述半导体结构包括置于半导体层上方n型区与p型区之间的发光层；

其中在垂直于所述半导体结构的生长方向的方向上的折射率变化设置在所述主体与所述发光层之间，所述折射率变化包括所述孔的周期性晶格或栅格，以及填充孔的周期性晶格或栅格的所述材料的部分。

2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述折射率变化具有在100nm与10微米之间的高度。

3.一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括：

在生长衬底上生长III-氮化物晶种层；

将所述晶种层附连到临时衬底并使所述晶种层松弛；

图案化所述晶种层的第一表面；

在所述晶种层的第一表面之上设置折射率小于2的材料；

将所述晶种层附连到主体并除去所述临时衬底；以及

在所述晶种层的第二表面上生长半导体结构，所述半导体结构包括置于n型区与p型区之间的发光层，所述第二表面与所述第一表面相对。

4.根据权利要求3所述的制造半导体发光器件的方法，还包括：在生长所述半导体结构之后除去所述主体。

5.根据权利要求3所述的制造半导体发光器件的方法，还包括：在使所述晶种层松弛之前图案化所述晶种层的第一表面。

6.根据权利要求3所述的制造半导体发光器件的方法，还包括：在使所述晶种层松弛之后图案化所述晶种层的第一表面。

7.根据权利要求3所述的制造半导体发光器件的方法，其中，图案包括形成于所述晶种层中的孔的周期性晶格。

8.根据权利要求3所述的制造半导体发光器件的方法，其中，图案包括形成于晶种层中的栅格。