TW201817033A

TW201817033A - 具有超晶格之iii-p發光器件

Info

Publication number: TW201817033A
Application number: TW106125630A
Authority: TW
Inventors: 樂納斯胡賽爾; 席爾朵鍾; 錫崔; 艾瑞克 C 尼爾森; 派瑞傑特 P 戴伯
Original assignee: 美商亮銳公司
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2018-05-01
Also published as: TWI795364B; US20180033912A1; WO2018022849A1

Abstract

一種器件包含一半導體結構，該半導體結構包括安置於一n型區域與一p型區域之間的一III-P發光層。該n型區域包含一超晶格。該超晶格包含複數個堆疊層對，每一層對包含一第一層及一第二層。該第一層具有比該第二層小之一鋁組合成分。

Description

具有超晶格之III-P發光器件

本發明係關於具有一超晶格之III-P發光器件。

發光二極體(LED)在需要低功率消耗、小的大小及高可靠性之諸多應用中被廣泛接受為光源。於可見光譜之黃綠色區域至紅色區域中發射光之節能二極體通常含有由一AlGaInP合金形成之作用層。發射可見光譜之UV至藍色至綠色區域中之光之節能二極體通常含有由一III族氮化物合金形成之作用層。圖1係在US 6,057,563中較詳細闡述之一先前技術AlGaInP器件之一剖面圖。圖1之器件包括：一第一導電類型之一GaAs基板10；一布拉格(Bragg)反射器層11，其由AlAs/GaAs構成且形成於基板10上；第一導電類型之一AlGaInP限制層12，其生長於布拉格反射器層11上；一導電AlGaInP作用層13，其生長於AlGaInP限制層12上；一第二導電類型之一AlGaInP限制層14，其生長於AlGaInP作用層13上；複數個導電GaInP/AlGaInP超晶格層15，其生長於AlGaInP限制層14上；第二導電類型之一歐姆觸點層16，其生長於導電AlGaInP超晶格層15上；一前觸點17，其形成於歐姆觸點層16之頂部上；及一後觸點18，其形成於基板10之後側上。 US 6,057,563教示「the LED with light transparent window according to the present invention can provide a bright and uniform luminance by enabling current to flow uniformly through the entire LED chip and increasing the transparency of the window layer」。

在一項態樣中，提供一種發光器件，該發光器件包含：一半導體結構，其包含安置於一n型區域與一p型區域之間的一III-P發光層，該n型區域包含一超晶格；及一n觸點金屬，其位於與該III-P發光層對置的該超晶格之一表面上且與該表面接觸。該超晶格包含複數個堆疊層對，每一層對包括：含Al_x Ga_1-x InP之一第一層，其中0 ＜ x ＜ 1；及含Al_y Ga_1-y InP之一第二層，其中0 ＜y ＜ 1，該第一層具有比該第二層小之一鋁組合成分。在另一態樣中，提供一種發光器件，該發光器件包含：一半導體結構，其包含安置於一n型區域與一p型區域之間的一III-P發光層，該n型區域包括一超晶格；一電流擴散層，其位於與該III-P發光層對置的該超晶格之一表面上且與該表面接觸；及一n觸點，其位於該電流擴散層上且與該電流擴散層接觸。該超晶格包含複數個堆疊層對，每一層對包括：含Al_x Ga_1-x InP之一第一層，其中0 ＜ x ＜ 1；及含Al_y Ga_1-y InP之一第二層，其中0 ＜y ＜ 1，該第一層具有比該第二層小之一鋁組合成分。在又一態樣中，提供一種方法，該方法包含：在一生長基板上生長一n型超晶格，該超晶格包括複數個堆疊層對，每一層對包括AlGaInP之一第一層及AlGaInP之一第二層，該第一層具有比該第二層小之一鋁組合成分；在p型區域上形成一第一金屬觸點；直接在該n型超晶格上生長一發光區域；在該發光區域上生長一p型區域；移除該生長基板以曝露該超晶格之一表面；及直接在該超晶格之該經曝露表面上形成一第二金屬觸點。

相關申請案交叉參考本申請案主張於2016年7月28日提出申請之美國臨時專利申請案第62/367,935號及於2016年9月29日提出申請之歐洲專利申請案第16191414.8號之優先權。美國臨時專利申請案第62/367,935號及歐洲專利申請案第16191414.8號併入本文中。 III-P或Al_x Ga_1-x InP合金系統對於使發光二極體(LED)及雷射發射具有約580 nm (琥珀色)至770 nm (遠紅色)之波長範圍中之一峰值波長之光係至關重要的。藉由在合金之生長期間調整鋁鎵比率來達成此波長範圍。發光層中增加之鋁(x)組合成分提供較短波長。一LED之一項實例具有在一吸收GaAs基板上磊晶生長之一p-i-n接面。第一層係在GaAs基板上磊晶生長的含Al_x Ga₁ _‑ _x InP之一n型下部限制層(LCL)。然後在n型LCL上磊晶生長具有用以提供一所要波長之適合鋁鎵比率的含Al_x Ga_1-x InP之一作用i層。然後在作用層上磊晶生長含Al_x Ga_1-x InP之一p型上部限制層(UCL)。p-i-n接面具有一單個發光層且係一雙異質結構。作為一單個發光層之一替代方案，一III-P LED可具有夾在n型及p型區域之間的一多量子井發光區域(亦稱為一作用區域)。一多量子井發光區域包含由障壁層分離之多個量子井發光層。在一表面發射LED中，在LED之發射面上形成一前金屬電極且在後面中形成一後金屬電極。對於一給出作用層設計，高效LED操作取決於自金屬電極至LED晶片之對應n型及p型層之高效電流注入。理想地，在不阻擋或反射自作用區域發射之光之情況下，跨越一LED之整個作用區域儘可能均勻地分散電流。理想電流分散要求n型及p型層具有最低可能片電阻以避免金屬電極下方或附近之任何電流擁擠。理想電流分散亦要求n型及p型層具有比作用區域之發射波長大之帶隙以避免任何吸收及/或反射。降低Al_x Ga_1-x InP中之鋁組合成分降低了片電阻且亦降低了Al_x Ga_1-x InP之帶隙，此可增加對來自作用層發射之吸收。此吸收在較短波長發射LED處變得劇烈。在本發明之某些實施例中，一AlGaInP器件包含一多層超晶格半導體結構，該多層超晶格半導體結構可降低片電阻以防止一LED之n觸點中之電流擁擠，同時維持一充分高帶隙以防止對由LED之作用層發射之光之大量吸收。在某些實施例中，超晶格形成於作用區域之n型側上且可包括n型層。取決於內容脈絡(如本文中所使用)，「AlGaInP」或「AlInGaP」可特定而言係指鋁、銦、鎵及磷之一種四元合金，或一般而言係指鋁、銦、鎵及磷之任何二元、三元或四元合金。「III族氮化物」可係指任何群組III原子(諸如鋁、銦及鎵)與氮之一種二元、三元或四元合金。舉例而言，「AlGaInP」可包含(Al_x Ga_(1-x) )_r In_(1-r) P，其中0 ＜ x ＜ 1、0 ＜ r ＜ 1。取決於內容脈絡(如本文中所使用)，「觸點」可特定而言係指一金屬電極，或一般而言係指一半導體觸點層、一金屬電極及安置於半導體觸點層與金屬電極之間的任何結構之組合。圖2係根據某些實施例之在一生長基板48上方生長之一半導體器件結構之一剖面圖。儘管可使用任何適合生長基板，但生長基板48通常係GaAs。可在基板48上方生長一蝕刻停止層(未展示)。蝕刻停止層可係可用於停止用於稍後移除基板48之一蝕刻之任何材料。蝕刻停止層可係(舉例而言) InGaP、AlGaAs或AlGaInP。儘管不需要，但蝕刻停止層之材料可與生長基板(通常係GaAs)晶格匹配。不與生長基板晶格匹配之蝕刻停止層可足夠薄以避免鬆弛及/或可應變補償。蝕刻停止層之厚度取決於用於移除GaAs基板之蝕刻溶液之選擇性；蝕刻之選擇性越小，蝕刻停止層越厚。儘管在蝕刻停止層用於紋理化器件之發射表面之情況下可使用一較厚蝕刻停止層，但一AlGaAs蝕刻停止層可介於(舉例而言) 2000 Å與5000 Å之間，如下文所闡述。一含Al_x Ga_1-x As蝕刻停止層之組合成分x可介於(舉例而言) 0.50與0.95之間。在蝕刻停止層上方生長包含夾在一n型區域與一p型區域之間的一發光或作用區域中之至少一個發光層的器件層。在某些實施例中，n型區域50包含一多層超晶格半導體結構。超晶格可提供一低片電阻及可調諧帶隙。在某些實施例中，超晶格包含較低鋁含量Al_x Ga_1-x InP與較高鋁含量Al_x Ga_1-x InP之交替層之一堆疊(其中0 ＜ x ＜ 1)。超晶格中之較低鋁含量層可提供較低片電阻之一路徑以用於較佳電流擴散。超晶格可經設計以藉由適當地選擇超晶格中之層之厚度及鋁含量來獲得一所要帶隙。在某些實施例中，超晶格中之較低鋁含量層可充當由可充當量子障壁之較高鋁含量層環繞之量子井。足夠薄之量子障壁可致使量子井之能量狀態發生共振且為電子及電洞產生小能帶，該等小能帶界定超晶格之帶隙。超晶格之小能帶可經調諧以提供介於較低鋁含量層與較高鋁含量層之帶隙之間的一帶隙。取決於LED之峰值發射波長，在某些實施例中，Al_x Ga₁ _‑ _x InP LCL之Al組合成分可係至少x = 0.3 (30％之Al)，且在某些實施例中不超過x = 0.65 (65％之Al)。具有30％之Al之一Al_x Ga₁ _‑ _x InP LCL具有約2.08 eV之一帶隙及約596 nm之一吸收邊緣。在另一端上，具有65％之Al之一Al_x Ga₁ _‑ _x InP LCL具有約2.23 eV之一帶隙及約553 nm之一吸收邊緣。在某些實施例中，30％之Al LCL可適合於具有大於660 nm之一峰值發射波長之一LED。針對具有低於660 nm之峰值發射波長之LED，LCL中之Al組合成分可增加，在某些實施例中針對約590 nm之一峰值發射波長，Al組合成分高達65％。針對一給出超晶格結構，在某些實施例中，超晶格中之較低鋁含量AlGaInP層及超晶格中之較高鋁含量AlGaInP層之Al濃度可介於自30％至65％之範圍內。目標為一給出LED色彩的超晶格層之帶隙(或吸收邊緣)不僅取決於Al濃度且亦取決於個別層之厚度。在一項實施例中，超晶格包含與100 Å厚之Al_0.35 Ga_0.65 InP層交替之100 Å厚之Al_0.45 Ga_0.55 InP層，該超晶格提供約2.14之一有效帶隙及約578 nm之一吸收邊緣。此帶隙及吸收邊緣與具有40％之Al之一塊狀AlInGaP層(亦即，均勻組合成分之單個層)極緊密地匹配。為達成一較高帶隙(或較低吸收邊緣)，可降低較低Al含量層之厚度，及/或可增加層中之任一者或兩者之Al組合成分。超晶格中之較高及較低鋁組合成分層可具有在某些實施例中至少1x10¹⁷ /cm³ 、在某些實施例中不超過1x10¹⁹ /cm³ 、在某些實施例中至少0.5x10¹⁸ /cm³ 且在某些實施例中不超過1.5x10¹⁸ /cm³ 之一摻雜劑濃度。可以不同方式摻雜較高及較低鋁組合成分層。在某些實施例中，超晶格層可成梯度地被摻雜，其中摻雜分佈跨越超晶格而改變。可使用任何適合摻雜劑，包含(舉例而言) n型摻雜劑、Si及Te。摻雜可經調變以匹配組合成分之調變。舉例而言，較高帶隙層可經較高地摻雜，且較低帶隙層可經較少地摻雜。另一選擇為係，較高帶隙層可經較少摻雜，且較低帶隙層可經較高摻雜。n型區域50可包含一不均勻摻雜濃度，諸如以1x10¹⁸ cm^-3 摻雜之一或多個厚區域及經較重(舉例而言，高達1x10¹⁹ cm^-3 )摻雜之一或多個薄區域。可用Te、Si、S或其他適合摻雜劑來摻雜此等經較高摻雜之區域，且可藉由磊晶生長、藉由摻雜劑擴散或其兩者來達成高摻雜濃度。超晶格中之個別層可係在某些實施例中至少5 nm、在某些實施例中不超過100 nm厚且在某些實施例中不超過20 nm厚。整個超晶格之總厚度可係在某些實施例中至少1 µm厚、在某些實施例中不超過8 µm厚、在某些實施例中至少2 µm厚且在某些實施例中不超過5 µm厚。超晶格在某些實施例中可包含至少100對較低與較高Al組合成分層、在某些實施例中不超過1600對且在某些實施例中不超過400對。在某些實施例中，n型區域50包含上面可形成有一金屬n觸點之一單獨AlGaInP n觸點層。在某些實施例中，一金屬n觸點形成於超晶格中之第一或其他層對上。一單獨n觸點層可係具有摻雜及/或組合成分之一層，該層針對觸點形成最佳化而非針對超晶格最佳化。在某些實施例中，超晶格作為一整體與通常係GaAs之生長基板係晶格匹配的。在某些實施例中，超晶格層之個別層可係應變的(亦即，與生長基板不晶格匹配)。在某些實施例中，超晶格層之個別層可與生長基板係晶格匹配的。在一項實例中，超晶格包含具有45％之鋁之AlGaInP之薄層，該具有45％之鋁之AlGaInP之薄層充當對具有35％之鋁之AlGaInP之薄層之障壁層，該具有35％之鋁之AlGaInP之薄層充當量子井層。藉由選擇35％及45％鋁層之正確厚度，可將超晶格之有效帶隙調諧為具有40％之鋁之均勻組合成分AlGaInP之一單個層之帶隙。在一項實例中，超晶格包含包括Al_x Ga_1-x InP (其中x ＞ 0)之第一層及包括Al_y Ga_1-y InP (其中y ＞ 0)之第二層。第一層可具有0.3 ≤ x ≤ 0.4之一組合成分且第二層可具有0.4 ≤ y ≤ 0.5之一組合成分。在一項實例中，超晶格包含包括含Al_x Ga_1-x InP (其中x ＞ 0)之第一層及包括Al_y Ga_1-y InP (其中y ＞ 0)之第二層。第一層可具有0.2 ≤ x ≤ 0.5之一組合成分且第二層可具有0.3 ≤ y ≤ 0.65之一組合成分。在一項實例中，超晶格包含10 nm厚之(Al_0.35 Ga_0.65 )_0.51 In_0.49 P及10 nm厚之(Al_0.45 Ga_0.55 )_0.51 In_0.49 P之交替層。超晶格包含225對在一GaAs基板上方磊晶生長之此等層。此超晶格層提供約2.14之一有效帶隙(吸收邊緣約係578nm)，且可用於具有在某些實施例中至少620 nm且在某些實施例中不超過700 nm之一峰值發射波長之一LED中。一給出超晶格可用於多個峰值發射波長。由超晶格設定發射波長之下限(由超晶格吸收邊緣判定)，然而具有長於下限之一峰值波長之任何作用區域適合於與超晶格一起使用。以下表格圖解說明超晶格結構之數個實例。圖解說明四個超晶格結構。給出較低Al組合成分層及較高Al組合成分層之厚度及鋁組合成分以及有效帶隙。「有效WL截止」係波長，低於該波長光將被超晶格吸收。在某些實施例中，在低於截止波長之情況下，作用區域發射很少光或不發射光。在某些實施例中，作用區域可發射低於截止波長之某些光，且該等光可被超晶格吸收(舉例而言，為最佳化層之導電性對其吸收邊緣)。所給出之實例僅僅係圖解說明且並非意在係限制性的。在n型區域50上方生長一發光或作用區域52。適合發光區域之實例包含一單個發光層及一多井發光區域，在該多井發光區域中藉由障壁層分離多個厚或薄發光井。在一項實例中，經組態以發射紅色光的一器件之發光區域52包含由(Al_0.65 Ga_0.35 )_0.5 In_0.5 P障壁分離之(Al_0.06 Ga_0.94 )_0.5 In_0.5 P發光層。發光層及障壁可各自具有(舉例而言) 20 Å與200 Å之間的一厚度。發光區域之總厚度可在(舉例而言) 500 Å與3 μm之間。一p型區域54生長於發光區域52上方。P型區域54經組態以限制發光區域52中之載子。在一項實例中，p型區域54係(Al_0.65 Ga_0.35 )_0.5 In_0.5 P且包含高Al組合成分之一薄層以限制電子。p型區域54之厚度可在微米級上；舉例而言，在0.5 μm與3 μm之間。發光區域之發光層透過一薄p型區域54至p觸點之接近可亦降低器件之熱阻抗。在某些實施例中，一p型觸點層(未展示)可生長於p型區域54上方。p型觸點層可經高摻雜且對由發光區域52發射之光透明。舉例而言，可將p型觸點層摻雜至在某些實施例中至少5x10¹⁸ cm^-3 且在某些實施例中至少1x10¹⁹ cm^-3 之一電洞濃度。在此情形中，p型觸點層可具有100 Å與1000 Å之間的一厚度。若p型觸點層未經高摻雜，則厚度可增加至多達12 µm，舉例而言其中一電洞濃度高達5x10¹⁸ cm^-3 。在某些實施例中，p型觸點層係經高摻雜GaP。舉例而言，藉由有機金屬化學汽相沈積生長之一GaP觸點層可摻雜有Mg或Zn、經啟動達至少8x10¹⁸ cm^-3 之一電洞濃度。GaP層可在低生長溫度下並以低生長速率生長；舉例而言，在低於約850℃之典型GaP生長溫度大約50℃至200℃之生長溫度下，且在約5 mm/hr之典型GaP生長速率之大約1％至10％之生長速率下。可用C將藉由分子束磊晶生長之一GaP觸點摻雜至至少1x10¹⁹ cm^-3 之一濃度。在某些實施例中，作為在生長期間併入摻雜劑之一替代方案，可生長p型觸點層，然後可在生長之後將來自一蒸汽源之摻雜劑擴散至p型觸點層中，舉例而言藉由在一擴散爐或生長反應器中提供一高壓摻雜劑源，如此項技術中已知。圖3圖解說明形成於一器件中之圖2之半導體結構。在生長之後，一p觸點60經形成與p型區域54(在p觸點層上(若存在)或p型區域54上)電接觸。在某些實施例中，p觸點60係諸如AuZn之一金屬鏡，其中Zn擴散至半導體中。在某些實施例中，p觸點60包含在半導體層上間隔開之諸多小觸點，其中小觸點上方形成有一介電質層，使得大多數半導體表面覆蓋於一介電質中，該介電質基於全內反射之原理充當大部分所發射光之一鏡。介電質可覆蓋有一金屬，該金屬係一優良的鏡但不與半導體良好地歐姆接觸，諸如Ag或Au。此一結構通常稱為一複合或混合鏡且在此項技術中係已知的。在某些實施例中，代替上文所闡述之單個介電質層使用一分散式布拉格反射器。p觸點60可包含其他材料包含(舉例而言)一防護材料，諸如TiW或任何其他適合材料。防護層可將反射金屬層密封在適當位置中且用作對環境及其他層之一障壁。可在p觸點60上方及/或下文所闡述之座架68上形成一接合層66。接合層可係(舉例而言) Au或TiAu且可藉由(舉例而言)蒸鍍形成。可將器件暫時地附接至一支撐件或透過接合層66永久地接合至一座架68以便促進進一步處理。座架可經選擇以具有與半導體層之熱膨脹係數(CTE)相當緊密地匹配之一CTE。座架可係(舉例而言) GaAs、Si、諸如鉬之一金屬或任何其他適合材料。藉由(舉例而言)熱壓接合或任何其他適合技術在器件與座架之間形成一接合。藉由適合於生長基板材料之一技術移除生長基板48。舉例而言，可藉由一濕式蝕刻移除一GaAs生長基板，該濕式蝕刻在生長於生長基板上方之一蝕刻停止層上、在器件層之前終止。可選擇性地將半導體結構薄化。移除生長基板可曝露n型區域50之一表面，諸如超晶格之一表面。藉由移除生長基板而曝露之n型區域50之表面可經粗糙化以改良光提取(舉例而言藉由光電化學蝕刻)或藉由(舉例而言)奈米壓印微影技術經圖案化以形成一光子晶體或其他光散射結構。在其他實施例中，一光提取特徵隱埋於結構中。光提取特徵可係(舉例而言)折射率沿平行於器件之頂部表面(亦即垂直於半導體層之生長方向)之一方向之一變化。在某些實施例中，p型區域或p型觸點層之表面可在形成p觸點60之前經粗糙化或經圖案化。在某些實施例中，在半導體結構之生長之前或期間，低折射率材料之一層沈積於生長基板上或一半導體層上且經圖案化以在低折射率材料或低折射率材料柱中形成開口。然後在經圖案化低折射率層上方生長半導體材料以形成安置於半導體結構內之折射率之一變化。 N觸點金屬34 (例如，Au/Ge/Au或任何其他適合觸點金屬或金屬)可沈積於超晶格之頂部表面32上然後經圖案化以形成一n觸點。舉例而言，可將一光阻劑層沈積且圖案化然後用觸點金屬覆蓋該光阻劑層，然後移除光阻劑。另一選擇為係，可毯覆式塗佈觸點金屬，然後經由光阻劑形成一圖案且蝕刻金屬中之某些。圖4係一器件之一俯視圖，其圖解說明一n觸點金屬之配置之一項實例。如上文所闡述，n觸點34可係(舉例而言)金、AuGe或任何其他適合金屬。儘管不需要，但n觸點34可具有形成一正方形之臂35及自正方形之角隅延伸之延伸部36。N觸點可具有任何適合形狀。N觸點臂35及延伸部36可係在某些實施例中1微米至100微米寬、在某些實施例中1微米至30微米寬及在某些實施例中20微米至50微米寬。n觸點臂35及延伸部36通常保持儘可能地窄以最小化光阻擋或吸收，但仍足夠寬以不引發過度電觸點電阻。對於小於轉移長度_Lt 之寬度，觸點電阻增加，此取決於金屬-半導體電阻及下伏半導體n型層之片電阻。n觸點分段寬度可係_Lt 的兩倍(此乃因觸點臂注入來自兩個側之電流)，或針對上文所闡述之器件係1微米至30微米，此取決於特定材料參數。在某些實施例中，n觸點34經製成具有高反射(R＞0.8)。在某些實施例中，一電流擴散層安置於n型區域50與n觸點34之間以便改良電流擴散且潛在地最小化n觸點之表面因此降低光學損失。電流擴散層材料經選擇以用於低光學損失及良好電接觸。電流擴散層之適合材料包含氧化銦錫、氧化鋅或其他透明導電氧化物。 N觸點34連接至一接合墊38。接合墊38足夠大以適應一線接合、線橋或至一外部電流源之其他適合電觸點。儘管在圖4之器件中接合墊38定位於器件之角隅中，但接合墊38可定位於包含(舉例而言)器件之中心中之任何適合位置中。在形成n觸點34之後，可加熱結構，舉例而言退火n觸點34及/或p觸點60。器件之一晶圓可然後經測試並被雷射單粒化成個別器件。可將個別器件放置於封裝中，且可在器件之接合墊38上形成諸如一線接合之一電觸點以將n觸點連接至封裝之一部分(諸如一引線)。在操作中，藉由觸點60經由座架將電流注入p型區域中。藉由器件之頂部表面上之接合墊38將電流注入n型區域中。圖3及圖4中所圖解說明之器件係薄膜器件，此意指生長基板自最終器件移除。將器件連接至上文所闡述之薄膜器件中之座架的接合層之頂部觸點與頂部表面之間的總厚度在某些實施例中不超過20微米且在某些實施例中不超過15微米。在已詳細闡述本發明後，熟習此項技術者將瞭解，在給出本揭示內容之情況下，可在不背離本文中所闡述之本發明概念之精神之情況下對本發明做出修改。因此，並非意欲將本發明之範疇限制於所圖解說明及所闡述之特定實施例。

10‧‧‧GaAs基板/基板

11‧‧‧布拉格反射器層

12‧‧‧AlGaInP限制層

13‧‧‧導電AlGaInP作用層/AlGaInP作用層

14‧‧‧AlGaInP限制層

15‧‧‧導電GaInP/AlGaInP超晶格層

16‧‧‧歐姆觸點層

17‧‧‧前觸點

18‧‧‧後觸點

32‧‧‧頂部表面

34‧‧‧n觸點金屬/n觸點

35‧‧‧臂/n觸點臂

36‧‧‧延伸部

38‧‧‧接合墊

48‧‧‧生長基板/基板

50‧‧‧n型區域

52‧‧‧發光/作用區域/發光區域

54‧‧‧p型區域

60‧‧‧p觸點/觸點

66‧‧‧接合層

68‧‧‧座架

圖1圖解說明一先前技術AlGaInP LED器件。圖2係生長於一基板上之一AlGaInP器件結構之一剖面圖。圖3係形成觸點及移除生長基板之後的圖2之一AlGaInP器件結構之一剖面圖。圖4係諸如圖3之器件之一薄膜AlInGaP器件之一俯視圖。

Claims

一種器件，其包括：一半導體結構，其包括安置於一n型區域與一p型區域之間的一III-P發光層，該n型區域包括一超晶格；及一n觸點金屬，其位於與該III-P發光層對置的該超晶格之一表面上且與該表面接觸，該超晶格包括複數個堆疊層對，每一層對包括：含Al_x Ga_1-x InP之一第一層，其中0 ＜ x ＜ 1；及含Al_y Ga_1-y InP之一第二層，其中0 ＜y ＜ 1，該第一層具有比該第二層小之一鋁組合成分。
如請求項1之器件，其進一步包括：一底部觸點，其安置於該p型區域上。
如請求項1之器件，其中0.3 ≤ x ≤ 0.4且0.4 ≤ y ≤ 0.5。
如請求項1之器件，其中0.2 ≤ x ≤ 0.5且0.3 ≤ y ≤ 0.65。
如請求項1之器件，其中該第一層及該第二層摻雜有一n型摻雜劑。
如請求項1之器件，其中該第一層及該第二層中之至少一者相對於上面生長有該半導體結構之一生長基板而應變。
如請求項1之器件，其中該超晶格與上面生長有該半導體結構之一生長基板係晶格匹配的。
如請求項1之器件，其中該超晶格層經摻雜有跨越該超晶格改變之一摻雜分佈。
如請求項1之器件，其中該等第一層比該等第二層被更高程度地摻雜。
如請求項1之器件，其中該等第二層比該等第一層被更高程度地摻雜。
如請求項1之器件，其中該n觸點層經圖案化以具有一形狀，在一平面圖中，該形狀具有不小於1微米且不大於30微米之一寬度。
如請求項11之器件，其中該形狀具有不小於1微米且不大於20微米之一寬度。
一種方法，其包括：在一生長基板上生長一n型超晶格，該超晶格包括複數個堆疊層對，每一層對包括含AlGaInP之一第一層及含AlGaInP之一第二層，該第一層具有比該第二層小之一鋁組合成分；在p型區域上形成一第一金屬觸點；直接在該n型超晶格上生長一發光區域；在該發光區域上生長一p型區域；移除該生長基板以曝露該超晶格之一表面；及直接在該超晶格之該經曝露表面上形成一第二金屬觸點。
如請求項13之方法，其中0.2 ≤ x ≤ 0.5且0.3 ≤ y ≤ 0.65。
如請求項13之方法，其進一步包括將該超晶格與該生長基板進行晶格匹配。
如請求項13之方法，其進一步包括生長相對於該生長基板應變之該第一層及該第二層中之至少一者。
如請求項13之方法，其進一步包括將該超晶格之該經曝露表面粗糙化或圖案化。
如請求項13之方法，其中直接在該超晶格之該經曝露表面上形成一第二金屬觸點包括：直接在該超晶格之該表面上形成一金屬層；及將該金屬層圖案化以形成一經成形第二金屬觸點，在一平面圖中，該形狀具有不小於1微米且不大於30微米之一寬度。
一種器件，其包括：一半導體結構，其包括安置於一n型區域與一p型區域之間的一III-P發光層，該n型區域包括一超晶格；一電流擴散層，其位於與該III-P發光層對置的該超晶格之一表面上且與該表面接觸；及一n觸點，其位於該電流擴散層上且與該電流擴散層接觸，該超晶格包括複數個堆疊層對，每一層對包括：含Al_x Ga_1-x InP之一第一層，其中0 ＜ x ＜ 1；及含Al_y Ga_1-y InP之一第二層，其中0 ＜y ＜ 1，該第一層具有比該第二層小之一鋁組合成分。
如請求項19之器件，其中該電流擴散層包括氧化銦錫或氧化鋅。