制造半导体发光器件的方法
制造半导体发光器件的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年10月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0132546的优先权，该申请的全部公开W引用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本公开设及一种制造半导体发光器件的方法。
【背景技术】
[0004] 半导体发光器件是能够通过电子和空穴的复合产生特定波长波段中的光的半导 体器件。与基于灯丝的光源相比，运种半导体发光器件具有诸如相对较长的寿命、低功耗、 优秀的初始操作特征等的有利的特征。因此，对半导体发光器件的需求持续增加。具体地 说，能够发射其波长在电磁波谱的短波长区内的光的III族氮化物半导体近来变得突出。
[0005] 在半导体发光器件中的有源层中生长势垒层时，考虑到诸如点缺陷等的结晶性 能，可在相对较高溫下执行势垒层的生长。另一方面，量子阱层通常需要在低溫下生长，并 且，例如，当高溫势垒层在运种量子阱层生长的情况下生长时，可对量子阱层产生热损伤。 具体地说，在量子阱层包含诸如铜的具有高度挥发特征的元素的情况下，量子阱层会由于 在量子势垒层的高溫处理的过程期间铜的挥发性而退化，或者发光效率会由于界面特征的 退化而明显降低。
【发明内容】
[0006] 本公开中的一些实施例可提供一种制造半导体发光器件的方法，可显著减小由于 在有源层的生长工艺期间对量子阱层的热损伤导致的发光效率变差。
[0007] 根据本公开中的示例性实施例，一种制造半导体发光器件的方法可包括步骤：形 成第一导电类型的半导体层；形成有源层，该有源层具有在第一导电类型的半导体层上交 替地堆叠的多个量子阱层和多个量子势垒层；W及在有源层上形成第二导电类型的半导体 层。所述多个量子势垒层可包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子势垒层 和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子势垒层。有源层的形成可包括：在第 一溫度下生长所述至少一个第一量子势垒层；W及在低于第一溫度的第二溫度下生长所述 至少一个第二量子势垒层。
[0008] 所述多个量子阱层可包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子阱 层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子阱层，并且所述至少一个第一量子 阱层的带隙轮廓可与所述至少一个第二量子阱层的带隙轮廓不同。
[0009] 所述多个量子阱层可为满足咕恤1 xiN的氮化物层，并且所述多个量子势垒层可 为满足InxzAlyzGai χ2 yzN的氮化物层，其中0《而< X 1< 1，并且0《y 2< 1。
[0010] 所述至少一个第一量子阱层的铜组成比例可低于所述至少一个第二量子阱层的 铜组成比例。
[0011] 在运种情况下，彼此邻近的第一量子阱层与第一量子势垒层之间的铜组成比例的 变化率可低于彼此邻近的第二量子阱层与第二量子势垒层之间的铜组成比例的变化率。
[0012] 所述至少一个第一量子阱层的厚度可小于所述至少一个第二量子阱层的厚度。
[0013] 所述至少一个第一量子阱层与所述至少一个第二量子阱层之间的厚度差可在所 述至少一个第二量子阱层的厚度的10%W内。
[0014] 在运种情况下，所述至少一个第一量子阱层的铜组成比例可低于所述至少一个第 二量子阱层的铜组成比例。
[0015] 可通过由所述至少一个第二量子阱层发射的光的波长来确定由有源层发射的光 的波长。第一溫度和第二溫度的溫度差可为：TC至600°C。当第一溫度与第二溫度之间的 溫度差为60(TC或更大时，晶圆的扭曲会增大，并且当第一溫度与第二溫度之间的溫度差小 于：3°C时，会难W获得生长溫度控制效果。第一溫度和第二溫度可分别选自700°C至1300°C 的范围。
[0016] 第一量子势垒层的数量和第二量子势垒层的数量可彼此不同。
[0017] 所述多个量子势垒层还包括设置在第一量子势垒层与第二量子势垒层之间的至 少一个第Ξ量子势垒层，并且有源层的形成包括在低于第一溫度且高于第二溫度的第Ξ溫 度下生长所述至少一个第Ξ量子势垒层，W将所述至少一个第Ξ量子势垒层设置在第一量 子势垒层与第二量子势垒层之间。
[0018] 有源层还可包括设置在彼此邻近的量子阱层和量子势垒层之间的封盖层。在运种 情况下，封盖层的至少一部分可与邻近封盖层的量子势垒层具有实质上相同的组成，并且 可在实质上等于邻近封盖层的量子阱层的生长溫度的溫度下生长。
[0019] 根据本公开中的示例性实施例，一种制造半导体发光器件的方法可包括步骤：形 成第一导电类型的氮化物半导体层；在第一导电类型的氮化物半导体层上形成有源层；W 及在有源层上形成第二导电类型的氮化物半导体层。有源层可具有多个量子势垒层和含铜 的多个量子阱层交替地堆叠的结构。可根据生长方向将所述多个量子势垒层和所述多个量 子阱层划分为多个组，所述多个组可分别具有至少一个量子势垒层和至少一个量子阱层， 并且可包括邻近第一导电类型的氮化物半导体层的第一组和邻近第二导电类型的氮化物 半导体层的第二组。第一组的量子势垒层可在高于第二组的量子势垒层的生长溫度的溫度 下生长，并且第一组的量子阱层的铜组成比例可低于第二组的量子阱层的铜组成比例。
[0020] 第一组的量子阱层的生长溫度可高于第二组的量子阱层的生长溫度。
[0021] 第一组的量子阱层的其中其铜组成比例最高的区的宽度可小于第二组的量子阱 层的其中其铜组成比例最高的区的宽度。在运种情况下，第一组中的彼此邻近的量子阱层 与量子势垒层之间的铜组成比例的变化率可低于第二组中的彼此邻近的量子阱层与量子 势垒层之间的铜组成比例的变化率。
[0022] 所述多个组可包括设置在第一组与第二组之间的第Ξ组，并且第Ξ组的量子势垒 层可在与第一组和第二组的量子势垒层的生长溫度不同的溫度下生长。
[0023] 在运种情况下，第Ξ组的量子势垒层可在低于第一组的量子势垒层的生长溫度的 溫度且高于第二组的量子势垒层的生长溫度的溫度下生长。第Ξ组的量子阱层的铜组成比 例可高于第一组的量子阱层的铜组成比例并且低于第二组的量子阱层的铜组成比例。
[0024] 第二导电类型的氮化物半导体层可包括设置为邻近有源层并且带隙大于第二组 的量子势垒层的带隙的电子阻挡层。
[0025] 根据本公开中的示例性实施例，一种发光模块可包括：电路板，其具有第一电极结 构和第二电极结构；W及上述半导体发光器件，其安装在电路板上。第一电极结构和第二电 极结构可分别连接至半导体发光器件的第一电极和第二电极。
[0026] 根据本公开中的示例性实施例，一种照明设备可包括：发光模块，包括上述半导体 发光器件；驱动单元，其配置为驱动发光模块；W及外部连接单元，其配置为将外部电压供 应至驱动单元。
[0027] 根据本公开中的示例性实施例，一种制造半导体发光器件的方法可包括步骤：形 成第一导电类型的半导体层；在第一导电类型的半导体层上形成有源层；W及在有源层上 形成第二导电类型的半导体层。形成有源层的步骤可包括：在第一溫度下在第一导电类型 的半导体层上形成第一量子势垒层；在第Ξ溫度下在第一量子势垒层上形成第一量子阱 层；W及在低于第一溫度且高于第Ξ溫度的第二溫度下在第一量子阱层上形成第二量子势 垒层。
[0028] 被供应W形成第一量子势垒层和第二量子势垒层的第一等级的嫁源气可大于被 供应W形成第一量子阱层的第二等级的嫁源气。
[0029] 形成有源层的步骤还可包括：在其中W第一水平供应嫁源气的时间段期间，在实 质上等于第Ξ溫度的溫度下，在第一量子势垒层与第一量子阱层之间或者在第一量子阱层 与第二量子势垒层之间形成封盖层。
[0030] 第一溫度和第二溫度的溫度差可为sr至600°C。
[0031] 第一溫度和第二溫度可分别在700°C至1300°C的范围内。
[0032] 形成有源层的步骤还可包括：在形成第二量子势垒层的步骤之后和形成第二导电 类型的半导体层的步骤之前，形成第二量子阱层。
[0033] 第一量子阱层的厚度可小于第二量子阱层的厚度。
[0034] 第一量子阱层的带隙轮廓可与第二量子阱层的带隙轮廓不同。
[0035] 可在低于第Ξ溫度的第四溫度下形成第二量子阱层。
[0036] 第一量子阱层的铜组成比例可低于第二量子阱层的铜组成比例。
[0037] 第一量子阱层与第一量子势垒层之间的铜组成比例的变化率可低于第二量子阱 层与第二量子势垒层之间的铜组成比例的变化率。
[0038] 形成有源层的步骤还可包括：在形成第二量子阱层的步骤之后和形成第二导电类 型的半导体层的步骤之前，在低于第二溫度且高于第Ξ溫度的溫度下在第二量子阱层上形 成第=量子势垒层；W及在第=量子势垒层上形成第=量子阱层。
[0039] 第二量子阱层的铜组成比例可高于第一量子阱层的铜组成比例并且低于第Ξ量 子阱层的铜组成比例。
【附图说明】
[0040] 通过W下结合附图的详细描述将更加清楚地理解本公开的W上和其它方面、特征 和其它优点，其中：
[0041] 图1是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图；
[0042] 图2A和图2B是分别示出可在本公开的示例性实施例中采用的有源层的生长工艺 中的生长溫度和主要源气的时序图；
[0043] 图3A和图3B是分别示出可在本公开的另一示例性实施例中采用的有源层的生长 工艺中的生长溫度和主要源气的时序图；
[0044] 图4是可在本公开的示例性实施例中采用的有源层的能带（传导带）图；
[0045] 图5是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图；
[0046] 图6A和图6B是示出在本公开中的示例性实施例中采用的有源层的生长工艺中的 生长溫度和主要源气的时序图；
[0047] 图7是在本公开中的示例性实施例中采用的有源层的能带（传导带）图；
[004引图8A和图8B是示出在本公开的示例性实施例中采用的第一量子阱层和第二量子 阱层的铜组成比例分布的曲线图；
[0049] 图9是根据本公开中的示例性实施例的纳米结构半导体发光器件的示意性透视 图；
[0050] 图10是示出图9所示的纳米发光结构的堆叠结构的示意图；
[0051] 图11是示出在本公开的示例性实施例中采用的有源层的生长工艺的生长溫度时 序图；
[0052] 图12是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的平面图；
[0053] 图13和图14是根据本公开中的另一示例性实施例的半导体发光器件的剖视图；
[0054] 图15是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图；
[0055] 图16是采用了图1所示的半导体发光器件的封装件的剖视图；
[0056] 图17是采用了图9所示的纳米结构半导体发光 器件的封装件的剖视图；
[0057] 图18是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件封装件的剖视图；
[0058] 图19示出了用于解释可在本公开的示例性实施例中采用的波长转换材料的CIE 1931坐标系；
[0059] 图20和图21示出了可采用根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或发 光器件封装件的背光单元的示例；
[0060] 图22是示出采用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或发光器件 封装件的照明装置的示例的分解透视图；W及
[0061] 图23示出了应用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或发光器件 封装件的大灯的示例。
【具体实施方式】
[0062] 现在，将参照附图详细描述本公开的实施例。
[0063] 然而，本公开可按照许多不同形式例示，并且不应理解为限于本文阐述的特定实 施例。相反，提供运些实施例是为了使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本公开的范围 完全传递给本领域技术人员。
[0064] 在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且将始终使用相同的附 图标记来指代相同或相似的元件。除非清楚地作出相反描述，否则将基于附图使用术语 '在……上'、'上部'、'上表面'、'下部'、'下表面'、'向上'、'向下'、'侧表面'等，并且可根 据其中装置或构成元件实际设置的方向而变化。
[0065] 图1是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图。
[0066] 如图1所示，根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件10可包括衬底11 和按顺序设置在衬底11上的第一导电类型的半导体层14、有源层15和第二导电类型的半 导体层16。半导体发光器件10还可包括设置在衬底11与第一导电类型的半导体层14之 间的缓冲层12。
[0067] 缓冲层12可设为IrixAlyGai X yN(0《X《1、0《y《1)层。例如，缓冲层12可设 为A1N层、AlGaN层或InGaN层。另外，可根据需要通过将多个层彼此组合形成缓冲层，或 者逐渐改变其组成来形成缓冲层。
[0068] 根据本公开中的示例性实施例的衬底11可设为诸如蓝宝石衬底的绝缘衬底，但 不限于此。除绝缘衬底W外，衬底11可为导电衬底或半导体衬底。例如，除蓝宝石衬底W 夕F，衬底 η 可为 SiC、Si、MgAl2〇4、MgO、LiAl〇2、LiGa〇2或 GaN 衬底。
[006引第一导电类型的半导体层14可为满足n型IrixAlyGai xyN层（0《x<l、0《y<l、 0《x+y< 1)的氮化物半导体层，运里，娃（Si)可用作η型杂质。例如，第一导电类型的半 导体层14可包含η型GaN。第二导电类型的半导体层16可为满足Ρ型IrixAlyGai X yN (0《X < 1、0《y < 1、0《x+y < 1)的氮化物半导体层，并且可使用Mg作为其p型杂质。例如， 第二导电类型的半导体层16可实现为具有单层结构，但是根据需要可具有包括不同组成 的多层结构。如图1所示，第二导电类型的半导体层16可包括设为电子阻挡层巧化）的P 型AlGaN层16a、低浓度P型GaN层16b和高浓度P型GaN层16c。
[0070] 有源层15可具有量子阱层15a和量子势垒层15b'或15b"交替地堆叠的多量 子阱（MQW)结构。例如，量子阱层15a和量子势垒层15b'或15b"可为具有不同组成的 IrixAlyGai X yN层（0《X《1、0《y《1、0《x+y《1)。量子阱层15a可包含具有相对高 程度的挥发性的元素，诸如铜（In)。更详细地说，量子阱层15a可为In,Gai ,N(0 < X《1) 层，并且量子势垒层15b'和15b"可为GaN层或AlGaN层。
[0071] 可根据生长方向将在本公开的当前示例性实施例中采用的量子势垒层15'和 巧b"分为第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层巧b"。第一量子势垒层15b'和第二量 子势垒层1加"示出为多个层，但不限于其数量。例如，第一量子势垒层15b'和第二量子势 垒层巧b"中的至少一个可配置为单层。
[0072] 在本公开的当前示例性实施例中，第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层巧b" 可在不同生长溫度生长。图2A和图2B是分别示出可在本公开的示例性实施例中采用的有 源层15的生长工艺中的生长溫度和主要源气的时序图。
[0073] 参照图2A，第一量子势垒层15b'可在第一溫度T1生长，并且第二量子势垒层 巧b"可在低于第一溫度T1的第二溫度T2生长。量子阱层15a可在低于第一溫度T1和第 ^溫度T2的溫度Tw生长。
[0074] 另一方面，如图2B所示，在第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层巧b"的生长 工艺中，可通过按照预定水平（al)供应TMGa作为嫁源气W及诸如畑3的氮源气形成GaN薄 膜，并且在量子阱层15a的生长工艺中，与第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层1加"的 供应水平相比，嫁源气TMGa的供应水平可降低（al改变为a2)，并且可按照预定水平化）额 外供应铜源气TMIn，因此根据需要形成InGaN薄膜。
[00巧]如图2A和图2B所示，可在与第二量子势垒层15b"的条件相似的条件下形成第一 量子势垒层15b'，不同之处仅在于第一量子势垒层15b'的生长溫度相对较高。由于第一量 子势垒层15b'在相对高溫下生长，与第二量子势垒层1加"相比，第一量子势垒层15b'可 具有更优秀的结晶度性能。另一方面，第一量子势垒层15b'的高生长溫度会在包含具有相 对高程度的挥发性的铜的量子阱层15a上导致热损伤。例如，在相对高溫下形成量子势垒 层的情况下，包含在预形成的量子阱层中的一些铜会挥发，从而导致点缺陷的发生和界面 粗糖的劣化。因此，第一量子势垒层15b'与量子阱层15a之间的界面处的点缺陷的量会大 于第二量子势垒层15b"与量子阱层15a之间的界面处的点缺陷的量。
[0076] 考虑到运个问题，可将封盖层插入在量子势垒层15b'或15b"与量子阱层15a之 间。如图2A和图2B所示，在供应源气的时间段tc期间，封盖层可在实质上等于与其邻近 的量子阱层15a的生长溫度Tw的溫度下生长，W允许封盖层与同其邻近的量子势垒层15b' 或15b"具有实质上相同组成。详细地说，可通过W下步骤形成封盖层：在将溫度降至量子 阱层的生长溫度并开始允许量子阱层的生长条件的工艺之后，切换至用于形成量子势垒层 的源气；W及在量子势垒层的生长溫度下生长之前进行切换，W允许供应源气W形成量子 势垒层。运样，封盖层的至少一部分可设置在量子阱层前后。然而，在运种封盖层的厚度例 如与tc成比例地过量地增大的情况下，会在封盖层中发生缺陷或者会发生诸如操作电压 的增大的问题。
[0077] 根据本公开中的示例性实施例，可提中在低于第一溫度T1的第二溫度T2下形成 设为邻近第二导电类型的半导体层16的第二量子势垒层巧b"的方案。运样，在初始生长 工艺中，有源层的下部区域可在相对高溫下生长，W确保结晶性能，并且在后面的生长工艺 中，在有源层的上部区域中，量子势垒层可在相对低溫下生长，W使得可明显减少对光的发 射实际产生影响的量子阱层（例如，邻近第二导电类型的半导体层的量子阱层）的热损伤， W提高发光效率。通过运种方案，甚至在不额外形成或者额外形成封盖层的情况下，封盖层 的厚度也可明显减小。在本公开的示例性实施例中，例如，封盖层的厚度可为1mm左右或更 小。
[007引量子阱层15a的生长溫度Tw可根据铜组成比例而变化。例如，随着铜组成比例增 大，量子阱层可在相对低溫下生长。例如，量子阱层15a的生长溫度Tw可为900°C或更低， 详细地说，850°C或更低。第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层15b"的生长溫度可高于 量子阱层15a的生长溫度，并且例如，第一溫度T1和第二溫度T2可分别在700°C至1300°C 的范围内。可W将第二溫度T2选择为对在中本公开的示例性实施例采用的量子阱层15a 的热损伤可显著减小的条件。
[0079] 另一方面，可W将第一溫度T1选择为用于确保第一量子势垒层15b'的优秀的结 晶性能的条件。第一溫度T1与第二溫度T2之间可具有至少5°C的溫度差，但是不限于此。 例如，第一溫度T1与第二溫度T2之间的差可在Sr至600°C的范围内。在它们之间的溫度 差为60(TC或更大的情况下，晶圆的扭曲会增大，并且在其中溫度差小于：TC的情况下，会 难W获得生长溫度调整效果。在详细示例中，第一溫度T1与第二溫度T2之间的差也可在 5°C至70°C的范围内。
[0080] 半导体发光器件10可包括设置在第一导电类型的半导体层14上的第一电极19a W及按顺序设置在第二导电类型的半导体层16上的欧姆接触层18和第二电极19b。
[0081] 第一电极193和欧姆接触层18可包含诸如4旨、化、41、化、？(1、^、脚、1旨、化、口1、 Au等的材料，并且可具有单层或者两层或更多层的结构，但是不限于此。第一电极19a可包 含用作接触电极层的化/Au。第一电极19a还可包括接触电极层上的焊盘电极层。焊盘电 极层可设为Au层、Sn层或Au/Sn层。
[0082] 欧姆接触层18可W不同方式实现。例如，就倒装忍片结构而言，欧姆接触层18可 包含Ag。在欧姆接触层18相反设置的情况下，欧姆接触层18可由光传输电极构成。光传 输电极可设为透明导电氧化物层或氮化物层之一。例如，光传输电极可包括选自铜锡氧化 物（IT0)、渗有锋的铜锡氧化物狂口0)、锋铜氧化物狂10)、嫁铜氧化物（GI0)、锋锡氧化物 狂TO)、渗有氣的氧化锡（FT0)、渗有侣的氧化锋（AZ0)、渗有嫁的氧化锋（GZO)、In4Sn3〇i2和 Zn^ y>MgyO(锋儀氧化物，0《X《1)的一个或多个。欧姆接触层18还可根据需要包含石 墨。第二电极19b可包含Au、Sn或Au/Sn。
[0083] 在参照图2A和图2B示出的本公开的示例性实施例中，虽然示出为在单个处理条 件中形成各个量子阱层，但是各量子阱层也可按照不同方式在不同处理条件下形成。详细 地说，通过允许应用不同的铜组成比例，可明显减小在形成第一量子势垒层时施加至量子 阱层的热损伤。
[0084] 图3A和图3B是分别示出可在本公开的另一示例性实施例中采用的有源层的生长 工艺中的生长溫度和主要源气的时序图。
[0085] 如图3B所示，可与如图2B的时序图中所示的实质上等同地供应本公开的示例性 实施例中的源气。换句话说，在第一量子势垒层和第二量子势垒层的生长工艺中，可通过按 照预定水平（al)供应诸如畑3的氮源气和嫁源气TMGa形成GaN薄膜，并且在量子阱层的 生长工艺中，与第一量子势垒层和第二量子势垒层的供应水平相比，嫁源气TMGa的供应水 平可降低（al改变为a2)，并且可按照预定水平化）额外供应铜源气TMIn，因此根据需要形 成InGaN薄膜。
[0086] 另外，参照图3A，就量子势垒层的生长溫度而言，与参照图2A和图2B的示例性实 施例的情况相似，第一量子势垒层可在第一溫度T1生长，第二量子势垒层可在低于第一溫 度T1的第二溫度T2生长。
[0087] 然而，在本公开的示例性实施例中，可使用不同的生长溫度。详细地说，如图3A所 示，与第一量子势垒层相关的=个量子阱层（下文中，称作'第一量子阱层'）可在相对高溫 Twl下生长，并且与第二量子势垒层相关的Ξ个量子阱层（下文中，称作'第二量子阱层'） 可在相对低溫Tw2下生长。
[0088] 在相同的源气供应条件下，由于第一量子阱层在高于第二量子阱层的生长溫度的 溫度下生长，使用第一量子阱层中的具有相对高程度的挥发性的铜的含量可相对较低。运 样，由于第一量子阱层的铜组成比例低于第二量子阱层的铜组成比例，因此，甚至在第一量 子阱层暴露于应用在第一量子势垒层的生长工艺的高溫T1的情况下，与在第二量子阱层 中发生的热损伤相比，第一量子阱层的例如点缺陷等的热损伤可明显减少。运种结晶性能 的提高对后续晶体生长会具有积极影响。
[0089] 通过基于图3A和图3B所示的时序图的工艺获得的有源层可具有由图4所示的能 带图表示的传导带。
[0090] 参照图4,各个量子势垒层可具有实质上相同的带隙，另一方面，第一量子阱层的 带隙可大于第二量子阱层的带隙。例如，当第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半 导体层分别是η型半导体层和p型半导体层时，由于空穴迁移率低于电子迁移率，因此第二 量子阱层可设为主要光发射区，并且第一量子阱层的带隙差不会显著影响有源层整体的光 发射波长。
[0091] 运样，第二量子阱层可设为作为邻近第二导电类型的半导体层的量子阱层的主要 光发射区，因此，作为诸如源气供应、溫度等的第二量子阱层的生长条件，可W考虑最终的 半导体发光器件所需的光发射波长来设置铜组成比例。按照与之不同的方式，即使在第一 量子阱层形成为具有相对低的铜组成比例的情况下，由于其对光发射量的贡献程度相对 低，因此对其的不利影响较小。
[0092] 在本公开的示例性实施例中，虽然已利用量子阱层的生长溫度示出了调整铜组成 比例的示例，但是还可使用减小铜源气的流速的方法。另外，根据本公开中的示例性实施例 的第一量子阱层和第二量子阱层的铜组成比例调整方法可有利地应用于图1所示的半导 体发光器件的有源层的生长工艺。
[0093] 本公开中的示例性实施例可合适地用于具有图1所示的半导体发光器件W外的 各种结构的半导体发光器件。图5是根据本公开中的示例性实施例的具有竖直结构的半导 体发光器件的侧剖视图。
[0094] 如图5所示，根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件50可包括导电衬底 51和按顺序设置在导电衬底51上的第二导电类型的半导体层56、有源层55和第一导电类 型的半导体层54。
[0095] 金属结合层53可设置在导电衬底51与第一导电类型的半导体层54之间。在本 公开的示例性实施例中采用的金属结合层53可包括欧姆接触材料。导电衬底51和设置在 第一导电类型的半导体层54上的电极59可用作驱动半导体发光器件的电极。运种电极布 置方式可允许电流在竖直方向上流动。
[0096] 可W理解，第二导电类型的半导体层56、有源层55和第一导电类型的半导体层54 具有运样的形式，其中在不同的生长衬底上执行它们的生长、将它们转移至导电衬底51 W 及去除生长衬底。如本公开的先前示例性实施例中那样，第一导电类型的半导体层54和 第二导电类型的半导体层56可为分别由η型和P型IrixAlyGai xyN(0《x<l、0《y<l、 0《x+y < 1)表示的氮化物半导体层。第二导电类型的半导体层56可包括设为电子阻挡 层巧BL)的P型AlGaN层和设为接触层的P型GaN层。有源层55可具有量子阱层55a'或 55a"和量子势垒层55b'或55b"交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。例如，量子阱层55a'或 55a"和量子势垒层55b'或55b"可为具有不同组成的IrixAlyGai X yN(0《X《1、0《y《1、 0《x+y《1)层。
[0097] 量子阱层55a'和55a"可包含具有相对高程度的挥发性的元素，诸如铜（In)。量 子势垒层55b'和55b"可为铜组成比例低于量子阱层55a'和55a"的铜组成比例的氮化物 层，例如GaN层。
[009引与本公开中的先前示例性实施例相似，如图6A所示，邻近第一导电类型的半导体 层54的第一量子势垒层55b'可在第一溫度T1下生长，邻近第二导电类型的半导体层56的 第二量子势垒层55b"可在低于第一溫度T1的第二溫度T2下生长。由于根据本公开中的 示例性实施例的半导体发光器件50具有生长外延层并随后转移至导电衬底51的结构，因 此在导电衬底上的堆叠次序和生长次序可彼此相反。因此，可W理解，第一量子势垒层55b' 在第二量子势垒层55b"生长之前生长，即第一量子势垒层55b'在高于随后生长的第二量 子势垒层5加"的生长溫度的溫度下生长。
[0099] 第一量子阱层55曰'和第二量子阱层55a"可在低于第一溫度T1和第二溫度T2的 溫度Tw下生长。
[0100] 在本公开的示例性实施例中，第一量子势垒层55b'和第二量子势垒层55b"可具 有实质上相等的厚度（例如，厚度tb)，另一方面，第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a" 可具有不同厚度tgl和tg2。如图5所示，第一量子阱层55a'的厚度tgl可小于第二量子阱 层55a"的厚度*。2。
[0101] 可通过针对第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a"不同地设置溫度保持周期和 源气源周期W在它们之间形成差异（如图6A和图6B所示），来获得第一量子阱层55a'与 第二量子阱层55a"之间的运种厚度差。例如，可通过将对应于第一量子阱层55a'的Tw溫 度保持周期Wr和In源气源周期W1设置为比对应于第二量子阱层55a"的Tw溫度保持周 期W2'和In源气源周期W2更短，来确保第一量子阱层55a'与第二量子阱层55a"之间的 要求的厚度差。第一量子阱层与第二量子阱层之间的厚度差在第二量子阱层的厚度的10% W内。
[010引详细地说，如图7所示，第一量子阱层55a'的带隙Ebi和第二量子阱层55a"的带隙 Eb2可比第一量子势垒层55b'和第二量子势垒层5加"的带隙E。更小。第一量子阱层55a' 的一个区（其中，其在第一量子阱层55a'中的带隙最低巧bi))的宽度Wi(例如，铜组成比 例相对最高的时间段）可比第二量子阱层55a"的一个区（其中，其带隙相对最低巧b2))的 宽度W2更小，并且第一量子阱层55a'的最低带隙E bi可比第二量子阱层55a"的最低带隙 Eb2更大。运样，第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a"的带隙可具有不同的分布。
[0103] 图8A示出了第一量子阱层55曰'的铜组成比例分布，图8B示出了第二量子阱层 55a"的铜组成比例分布。
[0104] 当通过次级离子质谱分析测量有源层的铜组成比例时，测量结果实际上可表示为 难W容易辨别量子阱层与量子势垒层之间的边界的分布，如图8A和图8B所示。
[0105] 例如，如图8A和图8B所示，虽然具有特定组成的InGaN量子阱层设置在GaN量子 势垒层之间，但是量子阱层与量子势垒层之间的铜组成分布可具有预定梯度。详细地说，如 图6B所示，由于各个周期段中的铜的供应（即开始）和供应中断（即停止）的延迟，因此 即使在W预定流速供应铜源气W允许量子阱层生长的情况下，也可提供预定变化率。
[0106] 在运种铜组成比例分布中，虽然第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a"的厚度 可定义为整个铜供应周期，但是除表示了其预定变化率的部分W外的最高铜组成比例区可 表示为参考厚度。例如，在图8A中，第一量子阱层55a'的最高铜组成比例区的厚度可表示 为"Wa"，在图8B中，第二量子阱层55a"的最高铜组成比例区的厚度可表示为"师"。
[0107] 另外，可通过铜组成比例中的变化率辨别第一量子阱层55a'和第二量子阱层 55a"。例如，由于铜组成比例变化率减小，对应的量子阱层的总铜含量可减小。
[010引例如，当在邻近的量子势垒层之间的间隔W。彼此相同的相同条件下与第一量子阱 层55曰'相关的铜组成比例变化率S1相对低时，由于第一量子阱层55曰'的一个区（其中， 其铜组成比例最高）的厚度Wa相对减小，因此第一量子阱层55a'的总铜含量可减少。另一 方面，与第二量子阱层55a"相关的铜组成比例的变化率S2相对高，由于第二量子阱层55a" 的一个区（其中，其铜组成比例最高）的厚度师相对增大，因此第二量子阱层55a"的总铜 含量可增加。运样，第一量子阱层55a'的相对低铜含量条件可由彼此邻近的量子阱层与量 子势垒层之间的铜组成比例的变化率表示。
[0109] 图9是根据本公开中的示例性实施例的纳米结构半导体发光器件的示意性透视 图。
[0110] 参照图9,纳米结构半导体发光器件100可包括利用第一导电类型的半导体材料 形成的基层112, W及设置在其上的多个纳米发光结构110。
[0111] 纳米结构半导体发光器件100可包括衬底111，衬底111具有其上设有基层112 的上表面。衬底111的上表面可具有在其中形成的凹凸部分R。凹凸部分R可在提高光提 取效率的同时允许提高在其上生长的单晶的质量。衬底111可为绝缘衬底、导电衬底或半 导体衬底。例如，衬底111可设为蓝宝石衬底、SiC衬底、Si衬底、MgAl2〇4衬底、MgO衬底、 LiAl〇2衬底、LiGaO 2衬底或GaN衬底。
[0112] 基层112可包括第一导电类型的氮化物半导体层，并且可提供纳米发光结构110 的生长表面。基层112可设为满足IrixAlyGai X yN(0《X < 1、0《y < 1、0《x+y < 1)的 氮化物半导体层，并且可渗有诸如Si的η型杂质。例如，基层112可为η型GaN层。
[0113] 具有用于生长纳米发光结构110 (详细地说，纳米忍104)的开口的绝缘层113可 形成在基层112上。纳米忍104可形成在基层112的暴露于开口的区中。绝缘层113可用 作用于生长纳米忍104的掩模。例如，可利用诸如Si〇2或SiNy的绝缘材料形成绝缘层113。
[0114] 纳米发光结构110可包括具有六棱柱形状的结构的主要部分Μ和设置在主要部分 Μ上的上端部分Τ。纳米发光结构110的主要部分Μ可包括具有相同的结晶表面的横侧表 面，并且纳米发光结构110的上端部分Τ可具有与纳米发光结构110的横侧表面的晶体表 面不同的晶体表面。纳米发光结构110的上端部分Τ可具有六棱锥形状。运种结构实际上 可通过纳米忍104辨别，并且还可理解，纳米发光结构110可通过其主要部分Μ和上端部分 Τ辨别。
[0115] 纳米发光结构110可包括由第一导电类型的氮化物半导体构成的纳米忍104和按 顺序设置在纳米忍104的表面上的有源层105和第二导电类型的氮化物半导体层106。
[0116] 图10是沿着图9的线Χ1-ΧΓ截取的纳米发 光结构的一部分的放大图。
[0117] 纳米忍104包括与基层112相似的满足InχAlyGalχyN(0《x<l、0《y<l、 0《x+y < 1)的氮化物半导体。例如，纳米忍104可为η型GaN层。
[011引第二导电类型的氮化物半导体层106可包括满足P型IrixAlyGai xyN(0《X < 1、 0《y < 1、0《x+y < 1)的氮化物半导体。如本公开的示例性实施例中那样，第二导电类 型的氮化物半导体层106可包括设为电子阻挡层巧BL)的P型AlGaN层106a、低浓度P型 GaN层10化和高浓度GaN层106c。P型AlGaN层106a和高浓度P型GaN层106c可分别设 为电子阻挡层巧BL)和接触层。
[0119] 如图10所示，在本公开的示例性实施例中采用的有源层105可具有多个量子阱 层105a和多个量子势垒层10化1、10化2和10化3交替堆叠的多量子阱结构。多个量子阱层 105a是含铜的氮化物层，并且可由IrixiGaixiN层（0<xi< 1)构成，并且多个量子势垒层 105bi、105b2和 10化 3可由 InxzAlyzGai x2y2N 层（0《而< X 1、〇《y2< 1)构成。例如，量子 势垒层10化1、10化2和10化3可设为GaN层或AlGaN层。多个量子势垒层可根据生长方向 由两组或更多组构成。如图10所示，根据生长方向，量子势垒层可包括第一组的量子势垒 层10化1、第二组的量子势垒层10化2?及第Ξ组的量子势垒层10化3。
[0120] 如图11所示，仅除生长溫度不同W外，各组（I、II和ΙΠ )的量子势垒层可在相 似条件（诸如源气源、压强等生长条件方面）下生长。第一组I的量子势垒层可在相对高 溫下生长，因此与其余组II和III的量子势垒层的结晶度相比，其可具有相对高的结晶度。 另外，由于第Ξ组III的量子势垒层可在低于其它组I和II的量子势垒层的生长溫度的溫 度下生长，因此对与第Ξ组III的量子势垒层相关的量子阱层的热损伤可明显减小。第二 组II的量子阱层的铜组成比例可高于第一组I的量子阱层的铜组成比例，并且低于第Ξ组 III的量子阱层的铜组成比例。
[0121] 运样，由于邻近第二导电类型的氮化物半导体层106的量子阱层中的铜的挥发性 所导致的诸如点缺陷等的结晶度变差的问题可减少，并且可防止操作电压电平增大和发光 效率的退化。
[0122] 纳米结构半导体发光器件100可包括连接至第二导电类型的氮化物半导体层106 的接触电极116。可利用具有透光特性的导电材料形成本公开的示例性实施例中采用的接 触电极116。接触电极116可确保例如在与朝着衬底的方向相反的方向上朝着纳米发光结 构的光发射。可利用W上作为示例描述的透明电极材料中的至少一种形成接触电极116。
[0123] 接触电极116不限于光传输材料，并且可根据需要具有反射电极结构。可利用诸 如Ag的反射电极材料形成接触电极116,并且可通过在其中采用运种反射电极结构实现为 具有倒装忍片结构。
[0124] 绝缘保护层118可形成在纳米发光结构110的上表面上。绝缘保护层118可为保 护纳米发光结构110的纯化部分。另外，绝缘保护层118可由具有透光特性的材料形成，从 而可提取在纳米发光结构110中产生的光。在运种情况下，可通过选择性地利用具有合适 的折射率的材料来形成绝缘保护层118, W提高光提取效率。
[0125] 如本公开的示例性实施例中那样，在形成接触电极116之后，绝缘保护层118可填 充多个纳米发光结构110之间的空间。在绝缘保护层118中，可使用诸如Si〇2或SiNy的绝 缘材料。例如，作为绝缘保护层118的材料，可使用诸如四乙基原硅烷（TE0巧、棚憐娃玻璃 度PSG)、CVD-Si化、旋涂玻璃（S0G)或旋涂电介质（SOD)的材料。可采用绝缘保护层118来 填充纳米发光结构110之间的空间，但是不限于此。例如，纳米发光结构110之间的空间也 可由诸如接触电极116的电极元件填充，例如，在另一示例中，由反射电极材料填充。
[0126] 纳米结构半导体发光器件100可包括第一电极119a和第二电极119b。第一电极 119a可设置在基层112的一个区的一部分中，其中由第一导电类型的半导体构成的基层 112被部分暴露出来。另外，第二电极119b可设置在W延伸方式暴露出接触电极116的一 个区中。电极的布置方式不限于W上的示出，并且根据其使用环境可应用电极的各种布置 方式。
[0127] 根据本公开中的W上示例性实施例的有源层可经由积极的特征应用于各种类型 的半导体发光器件。
[012引图12是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的平面图。图13和图14 是沿着图12的线Ι-Γ截取的半导体发光器件的剖视图。
[0129] 首先，参照图12和图13,根据本公开中的示例性实施例的氮化物半导体发光器件 300可包括按次序堆叠 W被包括在其中的导电衬底310、第一电极308、绝缘层330、第二电 极320、第二导电类型的氮化物半导体层306、有源层305和第一导电类型的氮化物半导体 层304。第一导电类型的半导体层304和第二导电类型的半导体层306可分别设为η型氮 化物半导体层和Ρ型氮化物半导体层。
[0130] 有源层305可具有量子阱层和量子势垒层交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。就有 源层305而言，如上述本公开的W上示例性实施例中示出的，邻近第一导电类型的半导体 层304的第一量子势垒层可在相对高溫下生长，邻近第二导电类型的半导体层306的第二 量子势垒层可在相对低溫下生长。例如，有源层305可设为诸如GaN/InGaN层的氮化物半 导体层。运样，在量子阱层包含铜的情况下，邻近第一量子势垒层的量子阱层的铜组成比例 可低于邻近第二量子势垒层的量子阱层的铜组成比例。
[0131] 导电衬底310可为具有电导率的半导体衬底或金属衬底。例如，导电衬底310可 为包含Au、Ni、化和W之一的金属衬底或可为包含Si、Ge和GaAs之一的半导体衬底。
[0132] 第一电极308可设置在导电衬底310上，并且第一电极308可设置为连接至第二 导电类型的氮化物半导体层306。氮化物层合物L可包括在其中形成的接触孔380,接触孔 380穿过第一电极308、第二导电类型的氮化物半导体层306和有源层305, W延伸至第一导 电类型的氮化物半导体层304的预定区。第二电极320的一个区的一部分可经接触孔380 连接至绝缘层330和第一导电类型的氮化物半导体层304。因此，导电衬底310和第一导电 类型的氮化物半导体层304可彼此电连接。
[0133] 绝缘层330可设置在第一电极308上，W使得第二电极320可与除导电衬底310 和第一导电类型的氮化物半导体层304 W外的其它区电绝缘。如图13所示，绝缘层330可 形成在接触孔380的一侧上W及形成在第一电极308与第二电极320之间。因此，暴露于 接触孔380的一侧的第一电极308、第二导电类型的氮化物半导体层306和有源层305可与 第二电极320绝缘。
[0134] 第一导电类型的氮化物半导体层304的接触区C可暴露于接触孔380，并且第二电 极320的一个区的一部分可形成为经接触孔380与接触区C接触。因此，第二电极320可 连接至第一导电类型的氮化物半导体层304。
[0135] 第一电极308可提供从氮化物层合物L向外延伸W向外暴露的电极形成区E，如图 13所示。电极形成区E可包括将第一电极308连接至外部电源的电极焊盘部分319。虽然 电极形成区E示为单个区，但是可在其中提供多个电极形成区。电极形成区E可形成在氮 化物半导体发光器件300的一个角中，W显著增大光发射区域，如图13所示。可在与第二 导电类型的氮化物半导体层306形成欧姆接触的同时利用具有相对高反射率的材料形成 第一电极308。作为第一电极308的材料，可使用W上作为上面的示例描述的反射电极材 料。
[0136] 按照与图13所示的氮化物发光器件300的情况不同的方式，就图14的氮化物半 导体发光器件400而言，连接至第一导电类型的氮化物半导体层404的第二电极420可暴 露在外。
[0137] 按照与本公开中的W上示例性实施例相似的方式，图14所示的半导体发光器件 400可包括导电衬底410和设置在导电衬底410上方的氮化物层合物以氮化物层合物L 包括第二导电类型的氮化物半导体层406、有源层405和第一导电类型的氮化物半导体层 404。第一电极408可设置在第二导电类型的氮化物半导体层406与导电衬底410之间。氮 化物层合物L可具有在其中形成的接触孔480。第一导电类型的氮化物半导体层404的接 触区C可暴露于接触孔480,并且接触区C可连接至第二电极420的一个区的一部分。第二 电极420可通过绝缘层430与有源层405、第二导电类型的氮化物半导体层406、第一电极 408和导电衬底410电隔离。
[013引然而，可按照与之不同的方式提供第二电极420延伸并向外暴露的电极形成区E， 并且电极焊盘部分419可设置在电极形成区E的上部上。另外，第一电极408可直接连接 至导电衬底410,从而导电衬底410可设为连接至第二导电类型的氮化物半导体层406的电 极。
[0139] 图15是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图。
[0140] 图15所示的半导体发光器件500可包括形成在衬底501上的半导体层合物L。半 导体层合物L可包括第一导电类型的半导体层512、有源层514和第二导电类型的半导体层 516。
[0141] 有源层514可具有量子阱层和量子势垒层交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。就有 源层514而言，如上述本公开的W上示例性实施例所示，邻近第一导电类型的半导体层512 的第一量子势垒层可在相对高溫下生长，邻近第二导电类型的半导体层516的第二量子势 垒层可在相对低溫下生长。例如，有源层514可设为诸如GaN/InGaN层的氮化物半导体层。 运样，在量子阱层包含铜的情况下，邻近第一量子势垒层的量子阱层的铜组成比例可低于 邻近第二量子势垒层的量子阱层的铜组成比例。
[0142] 半导体发光器件500可包括分别连接至第一导电类型的半导体层512和第二导 电类型的半导体层516的第一电极522和第二电极524。第一电极522可包括：导电过孔 522曰，其穿过第二导电类型的半导体层516和有源层514 W连接至第一导电类型的半导体 层512 及第一电极焊盘52化，其连接至导电过孔522a。导电过孔522a可由绝缘层521 包围，W与有源层514和第二导电类型的半导体层516电绝缘。导电过孔522a可设置在半 导体层合物L的蚀刻区中。第二电极524可包括设置在第二导电类型的半导体层516和第 二电极焊盘524b之间的欧姆接触层524曰。
[0143] 就在本公开的示例性实施例中采用的导电过孔522a而言，可合适地设计其数量、 形状和间距和/或其与第一导电类型 的半导体层512的接触面积等，W减小接触电阻。另 夕F，导电过孔522a可按照多行多列布置在半导体层合物L上。
[0144] 根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件可实现为各种应用的产品。
[0145] 图16是采用了图1的半导体发光器件的封装件的剖视图。
[0146] 图16所示的半导体发光器件封装件600可包括图1所示的半导体发光器件10、安 装衬底610和包封部分603。半导体发光器件10可设置在安装衬底610上，W经导线W与 其电连接。安装衬底610可包括衬底主体611、上电极613、下电极614和将上电极613连 接至下电极614的穿通电极612。安装衬底610可设为诸如印刷电路板（PCB)、金属忍印刷 电路板（MCPCB)、MPCB、柔性印刷电路板肿CB)等的衬底，并且可不同地应用安装衬底610 的结构。
[0147] 包封部分603可包括具有凸形上表面的圆顶形透镜结构。另外，根据本公开中的 示例性实施例，包封部分603的表面可为凸形或凹形透镜结构，W能够调整通过包封部分 603的上表面发射的光的束散角。
[014引图17是采用了图9的纳米结构半导体发光器件的封装件的剖视图。
[0149] 图17所示的半导体发光器件封装件700可包括参照图9示出的纳米结构半导体 发光器件100、封装件主体702和一对引线框703。
[0150] 纳米结构半导体发光器件100可安装在引线框703上，W使得对应的电极通过导 线W电连接至引线框703。纳米结构半导体发光器件100可安装在其它区中而非引线框703 中，例如，根据需要安装在封装件主体702中。另外，封装件主体702可具有在其中形成的 切形凹进部分，W提高光反射效率。由透光材料形成的包封部分705可形成在该凹进部分 中，W包封纳米结构半导体发光器件100、导线W等。
[0151] 包封部分603和705可包含诸如憐光体和/或量子点的波长转换材料。下面将详 细描述波长转换材料。
[0152] 图18是采用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的封装件的剖视 图。根据本公开中的示例性实施例的封装件可为按照紧凑忍片尺寸制造的忍片级封装件 (CSP)〇
[0153] 参照图18,根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件封装件800可包括包 含第一外部电极832和第二外部电极834的支承体830和设置在支承体830上的半导体层 合物L。支承体830可具有对应于半导体层合物L的区域。
[0154] 半导体层合物L可包括第一导电类型的半导体层812和第二导电类型的半导体层 816 W及介于它们之间的有源层814。构造半导体层合物L的第一导电类型的半导体层812 和第二导电类型的半导体层816可分别为P型半导体层和η型半导体层。例如，第一导电 类型的半导体层812可设为η型GaN层。第二导电类型的半导体层816可设为Ρ型AlGaN/ P型(iaN层。
[0155] 有源层814可具有量子阱层和量子势垒层交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。就有 源层814而言，如上述本公开的W上示例性实施例中所示，邻近第一导电类型的半导体层 812的第一量子势垒层可在相对高溫下生长，邻近第二导电类型的半导体层816的第二量 子势垒层可在相对低溫下生长。例如，有源层814可设为诸如GaN/InGaN层的氮化物半导 体层。运样，在量子阱层包含铜的情况下，邻近第一量子势垒层的量子阱层的铜组成比例可 低于邻近第二量子势垒层的量子阱层的铜组成比例。
[0156] 半导体层合物L可包括分别连接至第一导电类型的半导体层812和第二导电类型 的半导体层816的第一电极822和第二电极824。第一电极822可穿过第二导电类型的半 导体层816和有源层814, W连接至第一导电类型的半导体层812。第一电极822可通过绝 缘层821与第二导电类型的半导体层816和有源层814电绝缘。第一电极822和第二电极 824可连接至设置在支承体830上的第一外部电极832和第二外部电极834。
[0157] 半导体发光器件封装件800可包括波长转换层840,其用于转换从有源层814发射 的光的波长，W及设置在波长转换层840上的透镜部分850。半导体层合物L的其上形成有 波长转换层840的表面可具有在其上形成的凹凸部分R，从而提高光提取效率。
[015引半导体层合物L的一侧（运里，在纯化层应用于其侧部的情况下可应用纯化层的 表面）可具有与支承体830的一侧共面的实质上平坦的表面。可通过切割工艺获得运种平 坦的共面表面。
[0159] 根据本公开中的W上示例性实施例，诸如憐光体、量子点等的波长转换材料可包 含在包封部分603或705的内部、在半导体发光器件10或100的表面上或者在分离的波长 转换层840中。可根据半导体发光器件的光特征合适地选择和使用运种憐光体或量子点。
[0160] 例如，波长转换材料可包含例如受在半导体发光器件10或100中产生的光激发 而发出具有不同波长的光的至少一种或多种憐光体，从而可发出具有各种颜色的光W及白 光。
[0161] 例如，当半导体发光器件10或100可发出蓝光时，包含黄色、绿色和红色憐光体中 的一种或多种的发光器件封装件600或700可根据憐光体的组成比例发出具有各种色溫的 白光。例如，可通过额外将绿色憐光体和/或红色憐光体与黄色憐光体组合来控制白光的 色溫和显色指数（CRI)。
[0162] 参照图19所示的CIE 1931色度坐标系，通过将黄色憐光体、绿色憐光体和红色 憐光体或者将绿色L邸和红色L邸与UV或蓝色L邸组合获得的白光可具有两个或更多 个峰值波长，并且图19所示的CIE1931色度坐标系的坐标（X，y)可布置在彼此连接的线 段（0. 4476,0. 4074)、（0. 3484,0. 3516)、（0. 3101,0. 3162)、（0. 3128,0. 3292)和（0. 3333， 0.3333)上。可替换地，坐标（x，y)可布置在由线段和黑体福射光谱包围的区中。白光的 色溫可在2000K至20000K的范围内。
[0163] 可应用于本公开中的W上示例性实施例的波长转换材料可包含由W下化学式表 示的憐光体。
[0164] 基于氧化物的憐光体：黄色和绿色 Y3Als〇i2:Ce、Tb3Al5〇i2:Ce、Lii3Al5〇i2:Ce
[0165] 基于娃酸盐的憐光体：黄色和绿色度a, Sr)2Si〇4:Eu、黄色和微黄的澄色 度a, S;r)3Si〇5:Ce、对应于红色 Ca2Si〇4:Eu 的 Cai.2Eu〇.sSi〇4
[0166] 基于氮化物的憐光体：绿色β -SiA10N:Eu、黄色La3SieNii:Ce、微黄的澄色 α -SiA10N:Eu、红色 CaAlSiN3:Eu、SrzSi日Ns:Eu、SrSiAl4N7:Eu、SrLiAl3N4:Eu、Lri4x巧UzMi Z) xSii2 yAly〇3wyNis X，化 5《X《3、0 < z < 0. 3、0 < y《4)(运里，Ln 可为选自包括 Ilia 族元素和稀±元素的组的至少一个元素，并且M可为选自包括化、Ba、Sr和Mg的组的至少 一个元素）
[0167] 基于氣化物的憐光体：基于KSF的红色KzSiFe: Mn4\ KzTiFe: Mn4\ NaYF4: Mn4\ NaGdF4:Mn4+
[016引憐光体的混合物应该基本符合化学计算法，并且各个元素可由元素周期表的各个 族的其它元素置换。例如，Sr可由碱±11族的Ba、Ca、Mg等置换，Y可由基于铜的化、Lu、 Sc、Gd等置换。另外，根据期望的能级，作为活化剂的化等可由Ce、Tb、Pr、Er、孔等置换， 并且可额外单独使用活化剂，或者可额外使用次活化剂等来修改其特性。
[0169] 另外，可使用诸如量子点（QD)等的材料作为憐光体的替换，并且可单独使用憐光 体和量子点或者可使用其混合物。量子点可按照W下结构构造，该结构包括利用CdSe、InP 等形成的忍（3皿至lOnm)、利用化S、化Se等形成的皮（0. 5皿至2nm)和用于稳定所述忍 和皮的配体，并且可根据其尺寸实现各种颜色。
[0170] 下表1针对各种应用领域，不出了使用UV发光器件忍片（200皿至440nm)或蓝色 发光器件忍片（440nm至460nm)的发白光器件封装件的憐光体的种类。
[0171] [表 1]
[0172]
[0173]
[0174] 可根据需要通过选择性地将紫色、蓝色、绿色、红色、澄色等与发白光器件封装件 组合来获得适于环境气氛的色溫。例如，色溫为4000K的发白光器件封装件、色溫为3000K 的发白光器件封装件和发红光器件封装件可设置在单个模块中，并且对应的封装件可随后 彼此独立地驱动，W控制其输出，从而可调整其色溫W在2000K至4000K的范围内。另外， 可制造显色指数（Ra)为85至99的白光发射模块。
[0Π5] 在另一示例中，色溫为5000K的发白光器件封装件和色溫为2700K的发白光器件 封装件可设置在单个模块中，并且对应的封装件可随后彼此独立地驱动，W控制对应的输 出，从而可调整其色溫W在2700K至5000K的范围内。另外，可制造显色指数（Ra)为85至 99的白光发射模块。
[0176] 可根据基础色溫设置值改变发光器件封装件的数量。例如，当基础色溫设置值接 近约4000K时，色溫为4000K的发光器件封装件的数量可比色溫为3000K的发光器件封装 件的数量或者发红光器件封装件的数量更多。
[0177] 运样，其显色指数和色溫可调整的模块可通过其积极的属性用于如图22所示的 照明装置中，并且根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件和具有该半导体发光器 件的封装件可通过其积极的属性应用于各种产品。
[0178] 图20和图21示出了采用了根据本公开中的实施例的半导体发光器件封装件的背 光单元的示例。
[0179] 参照图20,背光单元1000可包括安装在电路板1002上的光源1001和设置在其上 方的一个或多个光学片1003。作为光源1001，可使用根据本公开中的示例性实施例的上述 半导体发光器件或具有该半导体发光器的封装件。
[0180] 光源1001可布置在电路板1002上。在本公开的示例性实施例中采用的电路板 1002可具有对应于其主要区域的第一平坦部分1002a、与其邻近的倾斜部分1002b (按照其 至少一部分弯曲的方式形成）和第二平坦部分1002c (设为倾斜部分1002b的外侧并且设 置在电路板1002的边缘部分中）。在第一平坦部分1002a上，可将光源布置为在它们之间 具有第二间隔d2,并且在倾斜部分100化上，可将一个或多个光源1001布置为在它们之间 具有第一间隔dl。第一间隔dl可等于第二间隔d2。倾斜部分1002b的宽度（详细地说， 其横截面中的长度）可小于第一平坦部分1002a的宽度，并且可大于第二平坦部分1002c 的宽度。另外，还可根据需要将 至少一个光源设置在第二平坦部分1002c上。
[0181] 可基于第一平坦部分1002a在大于0度和小于90度的范围内合适地调整倾斜部 分1002b的倾斜。由于电路板1002具有运种结构，因此也可在光学片1003的边缘附近均 匀地保持亮度。
[0182] 按照与光源1001沿着设置液晶显示装置的方向向上发射光的图20的背光单元 1000不同的方式，在图21所示的另一示例的背光单元2000的情况下，安装在衬底2002上 的光源2001沿着横侧方向发射光，W使得发射的光可入射到导光板2003上，W转换为表面 光源类型光的形式。穿过导光板2003的光可沿着向上的方向发射，并且可在导光板2003 下方设置反射层2004, W提高光提取效率。
[0183] 图22是示出了采用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的照明装 置的示例的分解透视图。
[0184] W举例的方式，图22所示的照明装置3000可为灯泡型灯。照明装置3000可包括 发光模块3003、驱动单元3008和外部连接单元3010。另外，照明装置3000还可包括诸如 外部壳体3006和内部壳体3009 W及盖单元3007的外观结构。
[0185] 发光模块3003可包括光源3001和电路板3002,光源3001可设为根据本公开中的 示例性实施例的上述半导体发光器件或包括该半导体发光器件的封装件，并且将光源3001 安装在电路板3002上。例如，半导体发光器件的第一电极和第二电极可电连接至电路板 3002的电极图案。虽然本公开的示例性实施例示出了将一个光源3001安装在电路板3002 上的情况，但是可根据需要安装多个光源。
[0186] 外部壳体3006可用作散热部分，并且可包括直接接触发光模块3003 W提高散热 效果的散热板3004 W及围绕照明装置3000的周围表面的热福射翅片3005。盖单元3007可 安装在发光模块3003上，并且可具有凸透镜形状。驱动单元3008可安装在内部壳体3009 中，W连接至具有诸如插孔结构的结构的外部连接单元3010, W从外部电源接收功率。
[0187] 另外，驱动单元3008可用于将接收到的功率转换为适于驱动半导体发光器件（例 如，发光模块3003的光源3001)的电流源，W随后提供转换后的电流。例如，驱动单元3008 可由交流-直流（AC-DC)转换器、整流电路组件等构成。
[018引图23示出了将根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件应用于大灯的示 例。
[0189] 参照图23,用于车辆照明等的大灯4000可包括光源4001、反射单元4005和透镜 盖单元4004。透镜盖单元4004可包括空屯、导向件4003和透镜4002。光源4001可包括根 据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或具有该半导体发光器件的封装件。
[0190] 大灯4000还可包括将光源4001中产生的热排放至外部的热福射单元4012。热福 射单元4012可包括散热器4010和冷却扇4011，W执行有效散热。另外，大灯4000还可包 括用于固定并支承热福射单元4012和反射单元4005的壳体4009,并且壳体4009可具有 包括在其一个表面上的中屯、孔4008的主体4006, W有利于将热福射单元4012与壳体4009 连接并安装在壳体4009上。
[0191] 壳体4009可具有在一体地连接至所述一个表面随后沿着与其正交的方向弯曲的 其它表面中的前孔4007,通过前孔固定反射单元4005, W将反射单元4005设置在光源4001 上方。因此，反射单元4005可敞开其前侧，并且反射单元4005可固定至壳体4009, W使得 敞开的前侧对应于前孔4007,从而通过反射单元4005反射的光可通过前孔4007随后向外 发射。
[0192] 根据本公开中的示例性实施例，在有源层的生长过程中，在对应于其初始生长的 第一生长区中，势垒层可在相对高溫下生长，并且在对应于其后期生长的有源层的第二生 长区中，势垒层可在相对低溫下生长，主要有助于光的发射。因此，在提高有源层（第一生 长区）中的结晶性能的同时，可明显减小对光的发射实际上有影响的对量子阱层的热损 伤，因此可提高发光效率。
[0193] 详细地说，在通过有意地减小位于第一生长区中的量子阱层的铜组成比例来防止 晶体缺陷（例如，由于在相对高溫下势垒层的生长发生的点缺陷）并改进表面粗糖度的同 时，对量子阱层的热损伤可明显减小，从而改进光发射。
[0194] 虽然W上示出和描述了实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利 要求限定的本公开的范围的情况下，可作出修改和改变。
【主权项】
1. 一种制造半导体发光器件的方法，包括步骤： 形成第一导电类型的半导体层； 形成有源层，该有源层具有在第一导电类型的半导体层上交替地堆叠的多个量子阱层 和多个量子势皇层；以及 在有源层上形成第二导电类型的半导体层， 其中所述多个量子势皇层包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子势 皇层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子势皇层，并且 有源层的形成包括：在第一温度下生长所述至少一个第一量子势皇层；以及在低于第 一温度的第二温度下生长所述至少一个第二量子势皇层。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个量子阱层包括邻近第一导电类型的半 导体层的至少一个第一量子阱层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子阱 层，并且 所述至少一个第一量子阱层的带隙轮廓与所述至少一个第二量子阱层的带隙轮廓不 同。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个量子阱层是满足InxlGaixlN的氮化物 层，并且所述多个量子势皇层是满足Inx2Aly2Gaix2y2N的氮化物层，其中0彡x2<X' 1，并 且0彡y2< 1〇4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层的铟组成比例低于 所述至少一个第二量子阱层的铟组成比例。5.根据权利要求4所述的方法，其中，彼此邻近的第一量子阱层与第一量子势皇层之 间的铟组成比例的变化率低于彼此邻近的第二量子阱层与第二量子势皇层之间的铟组成 比例的变化率。6. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层的厚度小于所述至 少一个第二量子阱层的厚度。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层与所述至少一个第 二量子阱层之间的厚度差在所述至少一个第二量子阱层的厚度的10%以内。8. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层的铟组成比例低于 所述至少一个第二量子阱层的铟组成比例。9.根据权利要求2所述的方法，其中，通过由所述至少一个第二量子阱层发射的光的 波长来确定由有源层发射的光的波长。10. 根据权利要求1所述的方法，其中，第一温度和第二温度的温度差为3°C至600°C。11.根据权利要求10所述的方法，其中，第一温度和第二温度分别在700°C至1300°C的 范围内。12. 根据权利要求1所述的方法，其中，第一量子势皇层的数量和第二量子势皇层的数 量彼此不同。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个量子势皇层还包括设置在第一量子势 皇层与第二量子势皇层之间的至少一个第三量子势皇层，并且有源层的形成包括在低于第 一温度且高于第二温度的第三温度下生长所述至少一个第三量子势皇层。14.根据权利要求1所述的方法，其中，有源层还包括设置在彼此邻近的量子阱层与量 子势皇层之间的封盖层。15. 根据权利要求14所述的方法，其中，封盖层的至少一部分与邻近封盖层的量子势 皇层具有实质上相同的组成，并且在实质上等于邻近封盖层的量子阱层的生长温度的温度 下生长。16. -种制造半导体发光器件的方法，包括步骤： 形成第一导电类型的氮化物半导体层； 在第一导电类型的氮化物半导体层上形成有源层；以及 在有源层上形成第二导电类型的氮化物半导体层， 其中，有源层具有多个量子势皇层和含铟的多个量子阱层交替地堆叠的结构， 根据生长方向将所述多个量子势皇层和所述多个量子阱层划分为多个组，所述多个组 分别具有至少一个量子势皇层和至少一个量子阱层，并且包括邻近第一导电类型的氮化物 半导体层的第一组和邻近第二导电类型的氮化物半导体层的第二组，并且 第一组的量子势皇层在高于第二组的量子势皇层的生长温度的温度下生长，第一组的 量子阱层的铟组成比例低于第二组的量子阱层的铟组成比例。17. 根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个组包括设置在第一组与第二组之间 的第三组，并且第三组的量子势皇层在与第一组和第二组的量子势皇层的生长温度不同的 温度下生长。18. 根据权利要求17所述的方法，其中，第三组的量子势皇层在低于第一组的量子势 皇层的生长温度且高于第二组的量子势皇层的生长温度的温度下生长。19. 根据权利要求18所述的方法，其中，第三组的量子阱层的铟组成比例高于第一组 的量子阱层的铟组成比例并且低于第二组的量子阱层的铟组成比例。20. 根据权利要求16所述的方法，其中，第二导电类型的氮化物半导体层包括设置为 邻近有源层并且带隙大于第二组的量子势皇层的带隙的电子阻挡层。21. -种发光模块，包括： 电路板，其具有第一电极结构和第二电极结构；以及 通过根据权利要求1所述的方法制造的半导体发光器件，其安装在所述电路板上， 其中，第一电极结构和第二电极结构分别连接至所述半导体发光器件的第一电极和第 二电极。22. -种照明设备，其包括： 根据权利要求21所述的发光模块； 驱动单元，其配置为驱动所述发光模块；以及 外部连接单元，其配置为将外部电压供应至所述驱动单元。23. -种制造半导体发光器件的方法，包括步骤： 形成第一导电类型的半导体层； 在第一导电类型的半导体层上形成有源层；以及 在有源层上形成第二导电类型的半导体层， 其中形成有源层的步骤包括： 在第一温度下在第一导电类型的半导体层上形成第一量子势皇层； 在第三温度下在第一量子势皇层上形成第一量子阱层；以及 在低于第一温度且高于第三温度的第二温度下在第一量子阱层上形成第二量子势皇 层。
【专利摘要】本发明提供了一种制造半导体发光器件的方法，包括：形成第一导电类型的半导体层；通过在第一导电类型的半导体层上交替地形成多个量子阱层和多个量子势垒层来形成有源层；以及在有源层上形成第二导电类型的半导体层。所述多个量子势垒层包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子势垒层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子势垒层。有源层的形成包括：允许在第一温度下生长所述至少一个第一量子势垒层；以及允许在低于第一温度的第二温度下生长所述至少一个第二量子势垒层。本发明还提供了一种发光模块和一种照明设备。
【IPC分类】H01L33/00, H01L33/06
【公开号】CN105489715
【申请号】CN201510612160
【发明人】韩尚宪, 李东律, 金承贤, 金长美, 尹晳胡, 李尚准
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月23日
【公告号】US20160099378
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年10月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0132546的优先权，该申请的全部公开W引用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本公开设及一种制造半导体发光器件的方法。
【背景技术】
[0004] 半导体发光器件是能够通过电子和空穴的复合产生特定波长波段中的光的半导 体器件。与基于灯丝的光源相比，运种半导体发光器件具有诸如相对较长的寿命、低功耗、 优秀的初始操作特征等的有利的特征。因此，对半导体发光器件的需求持续增加。具体地 说，能够发射其波长在电磁波谱的短波长区内的光的III族氮化物半导体近来变得突出。
[0005] 在半导体发光器件中的有源层中生长势垒层时，考虑到诸如点缺陷等的结晶性 能，可在相对较高溫下执行势垒层的生长。另一方面，量子阱层通常需要在低溫下生长，并 且，例如，当高溫势垒层在运种量子阱层生长的情况下生长时，可对量子阱层产生热损伤。 具体地说，在量子阱层包含诸如铜的具有高度挥发特征的元素的情况下，量子阱层会由于 在量子势垒层的高溫处理的过程期间铜的挥发性而退化，或者发光效率会由于界面特征的 退化而明显降低。
【发明内容】
[0006] 本公开中的一些实施例可提供一种制造半导体发光器件的方法，可显著减小由于 在有源层的生长工艺期间对量子阱层的热损伤导致的发光效率变差。
[0007] 根据本公开中的示例性实施例，一种制造半导体发光器件的方法可包括步骤：形 成第一导电类型的半导体层；形成有源层，该有源层具有在第一导电类型的半导体层上交 替地堆叠的多个量子阱层和多个量子势垒层；W及在有源层上形成第二导电类型的半导体 层。所述多个量子势垒层可包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子势垒层 和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子势垒层。有源层的形成可包括：在第 一溫度下生长所述至少一个第一量子势垒层；W及在低于第一溫度的第二溫度下生长所述 至少一个第二量子势垒层。
[0008] 所述多个量子阱层可包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子阱 层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子阱层，并且所述至少一个第一量子 阱层的带隙轮廓可与所述至少一个第二量子阱层的带隙轮廓不同。
[0009] 所述多个量子阱层可为满足咕恤1 xiN的氮化物层，并且所述多个量子势垒层可 为满足InxzAlyzGai χ2 yzN的氮化物层，其中0《而< X 1< 1，并且0《y 2< 1。
[0010] 所述至少一个第一量子阱层的铜组成比例可低于所述至少一个第二量子阱层的 铜组成比例。
[0011] 在运种情况下，彼此邻近的第一量子阱层与第一量子势垒层之间的铜组成比例的 变化率可低于彼此邻近的第二量子阱层与第二量子势垒层之间的铜组成比例的变化率。
[0012] 所述至少一个第一量子阱层的厚度可小于所述至少一个第二量子阱层的厚度。
[0013] 所述至少一个第一量子阱层与所述至少一个第二量子阱层之间的厚度差可在所 述至少一个第二量子阱层的厚度的10%W内。
[0014] 在运种情况下，所述至少一个第一量子阱层的铜组成比例可低于所述至少一个第 二量子阱层的铜组成比例。
[0015] 可通过由所述至少一个第二量子阱层发射的光的波长来确定由有源层发射的光 的波长。第一溫度和第二溫度的溫度差可为：TC至600°C。当第一溫度与第二溫度之间的 溫度差为60(TC或更大时，晶圆的扭曲会增大，并且当第一溫度与第二溫度之间的溫度差小 于：3°C时，会难W获得生长溫度控制效果。第一溫度和第二溫度可分别选自700°C至1300°C 的范围。
[0016] 第一量子势垒层的数量和第二量子势垒层的数量可彼此不同。
[0017] 所述多个量子势垒层还包括设置在第一量子势垒层与第二量子势垒层之间的至 少一个第Ξ量子势垒层，并且有源层的形成包括在低于第一溫度且高于第二溫度的第Ξ溫 度下生长所述至少一个第Ξ量子势垒层，W将所述至少一个第Ξ量子势垒层设置在第一量 子势垒层与第二量子势垒层之间。
[0018] 有源层还可包括设置在彼此邻近的量子阱层和量子势垒层之间的封盖层。在运种 情况下，封盖层的至少一部分可与邻近封盖层的量子势垒层具有实质上相同的组成，并且 可在实质上等于邻近封盖层的量子阱层的生长溫度的溫度下生长。
[0019] 根据本公开中的示例性实施例，一种制造半导体发光器件的方法可包括步骤：形 成第一导电类型的氮化物半导体层；在第一导电类型的氮化物半导体层上形成有源层；W 及在有源层上形成第二导电类型的氮化物半导体层。有源层可具有多个量子势垒层和含铜 的多个量子阱层交替地堆叠的结构。可根据生长方向将所述多个量子势垒层和所述多个量 子阱层划分为多个组，所述多个组可分别具有至少一个量子势垒层和至少一个量子阱层， 并且可包括邻近第一导电类型的氮化物半导体层的第一组和邻近第二导电类型的氮化物 半导体层的第二组。第一组的量子势垒层可在高于第二组的量子势垒层的生长溫度的溫度 下生长，并且第一组的量子阱层的铜组成比例可低于第二组的量子阱层的铜组成比例。
[0020] 第一组的量子阱层的生长溫度可高于第二组的量子阱层的生长溫度。
[0021] 第一组的量子阱层的其中其铜组成比例最高的区的宽度可小于第二组的量子阱 层的其中其铜组成比例最高的区的宽度。在运种情况下，第一组中的彼此邻近的量子阱层 与量子势垒层之间的铜组成比例的变化率可低于第二组中的彼此邻近的量子阱层与量子 势垒层之间的铜组成比例的变化率。
[0022] 所述多个组可包括设置在第一组与第二组之间的第Ξ组，并且第Ξ组的量子势垒 层可在与第一组和第二组的量子势垒层的生长溫度不同的溫度下生长。
[0023] 在运种情况下，第Ξ组的量子势垒层可在低于第一组的量子势垒层的生长溫度的 溫度且高于第二组的量子势垒层的生长溫度的溫度下生长。第Ξ组的量子阱层的铜组成比 例可高于第一组的量子阱层的铜组成比例并且低于第二组的量子阱层的铜组成比例。
[0024] 第二导电类型的氮化物半导体层可包括设置为邻近有源层并且带隙大于第二组 的量子势垒层的带隙的电子阻挡层。
[0025] 根据本公开中的示例性实施例，一种发光模块可包括：电路板，其具有第一电极结 构和第二电极结构；W及上述半导体发光器件，其安装在电路板上。第一电极结构和第二电 极结构可分别连接至半导体发光器件的第一电极和第二电极。
[0026] 根据本公开中的示例性实施例，一种照明设备可包括：发光模块，包括上述半导体 发光器件；驱动单元，其配置为驱动发光模块；W及外部连接单元，其配置为将外部电压供 应至驱动单元。
[0027] 根据本公开中的示例性实施例，一种制造半导体发光器件的方法可包括步骤：形 成第一导电类型的半导体层；在第一导电类型的半导体层上形成有源层；W及在有源层上 形成第二导电类型的半导体层。形成有源层的步骤可包括：在第一溫度下在第一导电类型 的半导体层上形成第一量子势垒层；在第Ξ溫度下在第一量子势垒层上形成第一量子阱 层；W及在低于第一溫度且高于第Ξ溫度的第二溫度下在第一量子阱层上形成第二量子势 垒层。
[0028] 被供应W形成第一量子势垒层和第二量子势垒层的第一等级的嫁源气可大于被 供应W形成第一量子阱层的第二等级的嫁源气。
[0029] 形成有源层的步骤还可包括：在其中W第一水平供应嫁源气的时间段期间，在实 质上等于第Ξ溫度的溫度下，在第一量子势垒层与第一量子阱层之间或者在第一量子阱层 与第二量子势垒层之间形成封盖层。
[0030] 第一溫度和第二溫度的溫度差可为sr至600°C。
[0031] 第一溫度和第二溫度可分别在700°C至1300°C的范围内。
[0032] 形成有源层的步骤还可包括：在形成第二量子势垒层的步骤之后和形成第二导电 类型的半导体层的步骤之前，形成第二量子阱层。
[0033] 第一量子阱层的厚度可小于第二量子阱层的厚度。
[0034] 第一量子阱层的带隙轮廓可与第二量子阱层的带隙轮廓不同。
[0035] 可在低于第Ξ溫度的第四溫度下形成第二量子阱层。
[0036] 第一量子阱层的铜组成比例可低于第二量子阱层的铜组成比例。
[0037] 第一量子阱层与第一量子势垒层之间的铜组成比例的变化率可低于第二量子阱 层与第二量子势垒层之间的铜组成比例的变化率。
[0038] 形成有源层的步骤还可包括：在形成第二量子阱层的步骤之后和形成第二导电类 型的半导体层的步骤之前，在低于第二溫度且高于第Ξ溫度的溫度下在第二量子阱层上形 成第=量子势垒层；W及在第=量子势垒层上形成第=量子阱层。
[0039] 第二量子阱层的铜组成比例可高于第一量子阱层的铜组成比例并且低于第Ξ量 子阱层的铜组成比例。
【附图说明】
[0040] 通过W下结合附图的详细描述将更加清楚地理解本公开的W上和其它方面、特征 和其它优点，其中：
[0041] 图1是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图；
[0042] 图2A和图2B是分别示出可在本公开的示例性实施例中采用的有源层的生长工艺 中的生长溫度和主要源气的时序图；
[0043] 图3A和图3B是分别示出可在本公开的另一示例性实施例中采用的有源层的生长 工艺中的生长溫度和主要源气的时序图；
[0044] 图4是可在本公开的示例性实施例中采用的有源层的能带（传导带）图；
[0045] 图5是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图；
[0046] 图6A和图6B是示出在本公开中的示例性实施例中采用的有源层的生长工艺中的 生长溫度和主要源气的时序图；
[0047] 图7是在本公开中的示例性实施例中采用的有源层的能带（传导带）图；
[004引图8A和图8B是示出在本公开的示例性实施例中采用的第一量子阱层和第二量子 阱层的铜组成比例分布的曲线图；
[0049] 图9是根据本公开中的示例性实施例的纳米结构半导体发光器件的示意性透视 图；
[0050] 图10是示出图9所示的纳米发光结构的堆叠结构的示意图；
[0051] 图11是示出在本公开的示例性实施例中采用的有源层的生长工艺的生长溫度时 序图；
[0052] 图12是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的平面图；
[0053] 图13和图14是根据本公开中的另一示例性实施例的半导体发光器件的剖视图；
[0054] 图15是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图；
[0055] 图16是采用了图1所示的半导体发光器件的封装件的剖视图；
[0056] 图17是采用了图9所示的纳米结构半导体发光 器件的封装件的剖视图；
[0057] 图18是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件封装件的剖视图；
[0058] 图19示出了用于解释可在本公开的示例性实施例中采用的波长转换材料的CIE 1931坐标系；
[0059] 图20和图21示出了可采用根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或发 光器件封装件的背光单元的示例；
[0060] 图22是示出采用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或发光器件 封装件的照明装置的示例的分解透视图；W及
[0061] 图23示出了应用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或发光器件 封装件的大灯的示例。
【具体实施方式】
[0062] 现在，将参照附图详细描述本公开的实施例。
[0063] 然而，本公开可按照许多不同形式例示，并且不应理解为限于本文阐述的特定实 施例。相反，提供运些实施例是为了使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本公开的范围 完全传递给本领域技术人员。
[0064] 在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，并且将始终使用相同的附 图标记来指代相同或相似的元件。除非清楚地作出相反描述，否则将基于附图使用术语 '在……上'、'上部'、'上表面'、'下部'、'下表面'、'向上'、'向下'、'侧表面'等，并且可根 据其中装置或构成元件实际设置的方向而变化。
[0065] 图1是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图。
[0066] 如图1所示，根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件10可包括衬底11 和按顺序设置在衬底11上的第一导电类型的半导体层14、有源层15和第二导电类型的半 导体层16。半导体发光器件10还可包括设置在衬底11与第一导电类型的半导体层14之 间的缓冲层12。
[0067] 缓冲层12可设为IrixAlyGai X yN(0《X《1、0《y《1)层。例如，缓冲层12可设 为A1N层、AlGaN层或InGaN层。另外，可根据需要通过将多个层彼此组合形成缓冲层，或 者逐渐改变其组成来形成缓冲层。
[0068] 根据本公开中的示例性实施例的衬底11可设为诸如蓝宝石衬底的绝缘衬底，但 不限于此。除绝缘衬底W外，衬底11可为导电衬底或半导体衬底。例如，除蓝宝石衬底W 夕F，衬底 η 可为 SiC、Si、MgAl2〇4、MgO、LiAl〇2、LiGa〇2或 GaN 衬底。
[006引第一导电类型的半导体层14可为满足n型IrixAlyGai xyN层（0《x<l、0《y<l、 0《x+y< 1)的氮化物半导体层，运里，娃（Si)可用作η型杂质。例如，第一导电类型的半 导体层14可包含η型GaN。第二导电类型的半导体层16可为满足Ρ型IrixAlyGai X yN (0《X < 1、0《y < 1、0《x+y < 1)的氮化物半导体层，并且可使用Mg作为其p型杂质。例如， 第二导电类型的半导体层16可实现为具有单层结构，但是根据需要可具有包括不同组成 的多层结构。如图1所示，第二导电类型的半导体层16可包括设为电子阻挡层巧化）的P 型AlGaN层16a、低浓度P型GaN层16b和高浓度P型GaN层16c。
[0070] 有源层15可具有量子阱层15a和量子势垒层15b'或15b"交替地堆叠的多量 子阱（MQW)结构。例如，量子阱层15a和量子势垒层15b'或15b"可为具有不同组成的 IrixAlyGai X yN层（0《X《1、0《y《1、0《x+y《1)。量子阱层15a可包含具有相对高 程度的挥发性的元素，诸如铜（In)。更详细地说，量子阱层15a可为In,Gai ,N(0 < X《1) 层，并且量子势垒层15b'和15b"可为GaN层或AlGaN层。
[0071] 可根据生长方向将在本公开的当前示例性实施例中采用的量子势垒层15'和 巧b"分为第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层巧b"。第一量子势垒层15b'和第二量 子势垒层1加"示出为多个层，但不限于其数量。例如，第一量子势垒层15b'和第二量子势 垒层巧b"中的至少一个可配置为单层。
[0072] 在本公开的当前示例性实施例中，第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层巧b" 可在不同生长溫度生长。图2A和图2B是分别示出可在本公开的示例性实施例中采用的有 源层15的生长工艺中的生长溫度和主要源气的时序图。
[0073] 参照图2A，第一量子势垒层15b'可在第一溫度T1生长，并且第二量子势垒层 巧b"可在低于第一溫度T1的第二溫度T2生长。量子阱层15a可在低于第一溫度T1和第 ^溫度T2的溫度Tw生长。
[0074] 另一方面，如图2B所示，在第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层巧b"的生长 工艺中，可通过按照预定水平（al)供应TMGa作为嫁源气W及诸如畑3的氮源气形成GaN薄 膜，并且在量子阱层15a的生长工艺中，与第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层1加"的 供应水平相比，嫁源气TMGa的供应水平可降低（al改变为a2)，并且可按照预定水平化）额 外供应铜源气TMIn，因此根据需要形成InGaN薄膜。
[00巧]如图2A和图2B所示，可在与第二量子势垒层15b"的条件相似的条件下形成第一 量子势垒层15b'，不同之处仅在于第一量子势垒层15b'的生长溫度相对较高。由于第一量 子势垒层15b'在相对高溫下生长，与第二量子势垒层1加"相比，第一量子势垒层15b'可 具有更优秀的结晶度性能。另一方面，第一量子势垒层15b'的高生长溫度会在包含具有相 对高程度的挥发性的铜的量子阱层15a上导致热损伤。例如，在相对高溫下形成量子势垒 层的情况下，包含在预形成的量子阱层中的一些铜会挥发，从而导致点缺陷的发生和界面 粗糖的劣化。因此，第一量子势垒层15b'与量子阱层15a之间的界面处的点缺陷的量会大 于第二量子势垒层15b"与量子阱层15a之间的界面处的点缺陷的量。
[0076] 考虑到运个问题，可将封盖层插入在量子势垒层15b'或15b"与量子阱层15a之 间。如图2A和图2B所示，在供应源气的时间段tc期间，封盖层可在实质上等于与其邻近 的量子阱层15a的生长溫度Tw的溫度下生长，W允许封盖层与同其邻近的量子势垒层15b' 或15b"具有实质上相同组成。详细地说，可通过W下步骤形成封盖层：在将溫度降至量子 阱层的生长溫度并开始允许量子阱层的生长条件的工艺之后，切换至用于形成量子势垒层 的源气；W及在量子势垒层的生长溫度下生长之前进行切换，W允许供应源气W形成量子 势垒层。运样，封盖层的至少一部分可设置在量子阱层前后。然而，在运种封盖层的厚度例 如与tc成比例地过量地增大的情况下，会在封盖层中发生缺陷或者会发生诸如操作电压 的增大的问题。
[0077] 根据本公开中的示例性实施例，可提中在低于第一溫度T1的第二溫度T2下形成 设为邻近第二导电类型的半导体层16的第二量子势垒层巧b"的方案。运样，在初始生长 工艺中，有源层的下部区域可在相对高溫下生长，W确保结晶性能，并且在后面的生长工艺 中，在有源层的上部区域中，量子势垒层可在相对低溫下生长，W使得可明显减少对光的发 射实际产生影响的量子阱层（例如，邻近第二导电类型的半导体层的量子阱层）的热损伤， W提高发光效率。通过运种方案，甚至在不额外形成或者额外形成封盖层的情况下，封盖层 的厚度也可明显减小。在本公开的示例性实施例中，例如，封盖层的厚度可为1mm左右或更 小。
[007引量子阱层15a的生长溫度Tw可根据铜组成比例而变化。例如，随着铜组成比例增 大，量子阱层可在相对低溫下生长。例如，量子阱层15a的生长溫度Tw可为900°C或更低， 详细地说，850°C或更低。第一量子势垒层15b'和第二量子势垒层15b"的生长溫度可高于 量子阱层15a的生长溫度，并且例如，第一溫度T1和第二溫度T2可分别在700°C至1300°C 的范围内。可W将第二溫度T2选择为对在中本公开的示例性实施例采用的量子阱层15a 的热损伤可显著减小的条件。
[0079] 另一方面，可W将第一溫度T1选择为用于确保第一量子势垒层15b'的优秀的结 晶性能的条件。第一溫度T1与第二溫度T2之间可具有至少5°C的溫度差，但是不限于此。 例如，第一溫度T1与第二溫度T2之间的差可在Sr至600°C的范围内。在它们之间的溫度 差为60(TC或更大的情况下，晶圆的扭曲会增大，并且在其中溫度差小于：TC的情况下，会 难W获得生长溫度调整效果。在详细示例中，第一溫度T1与第二溫度T2之间的差也可在 5°C至70°C的范围内。
[0080] 半导体发光器件10可包括设置在第一导电类型的半导体层14上的第一电极19a W及按顺序设置在第二导电类型的半导体层16上的欧姆接触层18和第二电极19b。
[0081] 第一电极193和欧姆接触层18可包含诸如4旨、化、41、化、？(1、^、脚、1旨、化、口1、 Au等的材料，并且可具有单层或者两层或更多层的结构，但是不限于此。第一电极19a可包 含用作接触电极层的化/Au。第一电极19a还可包括接触电极层上的焊盘电极层。焊盘电 极层可设为Au层、Sn层或Au/Sn层。
[0082] 欧姆接触层18可W不同方式实现。例如，就倒装忍片结构而言，欧姆接触层18可 包含Ag。在欧姆接触层18相反设置的情况下，欧姆接触层18可由光传输电极构成。光传 输电极可设为透明导电氧化物层或氮化物层之一。例如，光传输电极可包括选自铜锡氧化 物（IT0)、渗有锋的铜锡氧化物狂口0)、锋铜氧化物狂10)、嫁铜氧化物（GI0)、锋锡氧化物 狂TO)、渗有氣的氧化锡（FT0)、渗有侣的氧化锋（AZ0)、渗有嫁的氧化锋（GZO)、In4Sn3〇i2和 Zn^ y>MgyO(锋儀氧化物，0《X《1)的一个或多个。欧姆接触层18还可根据需要包含石 墨。第二电极19b可包含Au、Sn或Au/Sn。
[0083] 在参照图2A和图2B示出的本公开的示例性实施例中，虽然示出为在单个处理条 件中形成各个量子阱层，但是各量子阱层也可按照不同方式在不同处理条件下形成。详细 地说，通过允许应用不同的铜组成比例，可明显减小在形成第一量子势垒层时施加至量子 阱层的热损伤。
[0084] 图3A和图3B是分别示出可在本公开的另一示例性实施例中采用的有源层的生长 工艺中的生长溫度和主要源气的时序图。
[0085] 如图3B所示，可与如图2B的时序图中所示的实质上等同地供应本公开的示例性 实施例中的源气。换句话说，在第一量子势垒层和第二量子势垒层的生长工艺中，可通过按 照预定水平（al)供应诸如畑3的氮源气和嫁源气TMGa形成GaN薄膜，并且在量子阱层的 生长工艺中，与第一量子势垒层和第二量子势垒层的供应水平相比，嫁源气TMGa的供应水 平可降低（al改变为a2)，并且可按照预定水平化）额外供应铜源气TMIn，因此根据需要形 成InGaN薄膜。
[0086] 另外，参照图3A，就量子势垒层的生长溫度而言，与参照图2A和图2B的示例性实 施例的情况相似，第一量子势垒层可在第一溫度T1生长，第二量子势垒层可在低于第一溫 度T1的第二溫度T2生长。
[0087] 然而，在本公开的示例性实施例中，可使用不同的生长溫度。详细地说，如图3A所 示，与第一量子势垒层相关的=个量子阱层（下文中，称作'第一量子阱层'）可在相对高溫 Twl下生长，并且与第二量子势垒层相关的Ξ个量子阱层（下文中，称作'第二量子阱层'） 可在相对低溫Tw2下生长。
[0088] 在相同的源气供应条件下，由于第一量子阱层在高于第二量子阱层的生长溫度的 溫度下生长，使用第一量子阱层中的具有相对高程度的挥发性的铜的含量可相对较低。运 样，由于第一量子阱层的铜组成比例低于第二量子阱层的铜组成比例，因此，甚至在第一量 子阱层暴露于应用在第一量子势垒层的生长工艺的高溫T1的情况下，与在第二量子阱层 中发生的热损伤相比，第一量子阱层的例如点缺陷等的热损伤可明显减少。运种结晶性能 的提高对后续晶体生长会具有积极影响。
[0089] 通过基于图3A和图3B所示的时序图的工艺获得的有源层可具有由图4所示的能 带图表示的传导带。
[0090] 参照图4,各个量子势垒层可具有实质上相同的带隙，另一方面，第一量子阱层的 带隙可大于第二量子阱层的带隙。例如，当第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半 导体层分别是η型半导体层和p型半导体层时，由于空穴迁移率低于电子迁移率，因此第二 量子阱层可设为主要光发射区，并且第一量子阱层的带隙差不会显著影响有源层整体的光 发射波长。
[0091] 运样，第二量子阱层可设为作为邻近第二导电类型的半导体层的量子阱层的主要 光发射区，因此，作为诸如源气供应、溫度等的第二量子阱层的生长条件，可W考虑最终的 半导体发光器件所需的光发射波长来设置铜组成比例。按照与之不同的方式，即使在第一 量子阱层形成为具有相对低的铜组成比例的情况下，由于其对光发射量的贡献程度相对 低，因此对其的不利影响较小。
[0092] 在本公开的示例性实施例中，虽然已利用量子阱层的生长溫度示出了调整铜组成 比例的示例，但是还可使用减小铜源气的流速的方法。另外，根据本公开中的示例性实施例 的第一量子阱层和第二量子阱层的铜组成比例调整方法可有利地应用于图1所示的半导 体发光器件的有源层的生长工艺。
[0093] 本公开中的示例性实施例可合适地用于具有图1所示的半导体发光器件W外的 各种结构的半导体发光器件。图5是根据本公开中的示例性实施例的具有竖直结构的半导 体发光器件的侧剖视图。
[0094] 如图5所示，根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件50可包括导电衬底 51和按顺序设置在导电衬底51上的第二导电类型的半导体层56、有源层55和第一导电类 型的半导体层54。
[0095] 金属结合层53可设置在导电衬底51与第一导电类型的半导体层54之间。在本 公开的示例性实施例中采用的金属结合层53可包括欧姆接触材料。导电衬底51和设置在 第一导电类型的半导体层54上的电极59可用作驱动半导体发光器件的电极。运种电极布 置方式可允许电流在竖直方向上流动。
[0096] 可W理解，第二导电类型的半导体层56、有源层55和第一导电类型的半导体层54 具有运样的形式，其中在不同的生长衬底上执行它们的生长、将它们转移至导电衬底51 W 及去除生长衬底。如本公开的先前示例性实施例中那样，第一导电类型的半导体层54和 第二导电类型的半导体层56可为分别由η型和P型IrixAlyGai xyN(0《x<l、0《y<l、 0《x+y < 1)表示的氮化物半导体层。第二导电类型的半导体层56可包括设为电子阻挡 层巧BL)的P型AlGaN层和设为接触层的P型GaN层。有源层55可具有量子阱层55a'或 55a"和量子势垒层55b'或55b"交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。例如，量子阱层55a'或 55a"和量子势垒层55b'或55b"可为具有不同组成的IrixAlyGai X yN(0《X《1、0《y《1、 0《x+y《1)层。
[0097] 量子阱层55a'和55a"可包含具有相对高程度的挥发性的元素，诸如铜（In)。量 子势垒层55b'和55b"可为铜组成比例低于量子阱层55a'和55a"的铜组成比例的氮化物 层，例如GaN层。
[009引与本公开中的先前示例性实施例相似，如图6A所示，邻近第一导电类型的半导体 层54的第一量子势垒层55b'可在第一溫度T1下生长，邻近第二导电类型的半导体层56的 第二量子势垒层55b"可在低于第一溫度T1的第二溫度T2下生长。由于根据本公开中的 示例性实施例的半导体发光器件50具有生长外延层并随后转移至导电衬底51的结构，因 此在导电衬底上的堆叠次序和生长次序可彼此相反。因此，可W理解，第一量子势垒层55b' 在第二量子势垒层55b"生长之前生长，即第一量子势垒层55b'在高于随后生长的第二量 子势垒层5加"的生长溫度的溫度下生长。
[0099] 第一量子阱层55曰'和第二量子阱层55a"可在低于第一溫度T1和第二溫度T2的 溫度Tw下生长。
[0100] 在本公开的示例性实施例中，第一量子势垒层55b'和第二量子势垒层55b"可具 有实质上相等的厚度（例如，厚度tb)，另一方面，第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a" 可具有不同厚度tgl和tg2。如图5所示，第一量子阱层55a'的厚度tgl可小于第二量子阱 层55a"的厚度*。2。
[0101] 可通过针对第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a"不同地设置溫度保持周期和 源气源周期W在它们之间形成差异（如图6A和图6B所示），来获得第一量子阱层55a'与 第二量子阱层55a"之间的运种厚度差。例如，可通过将对应于第一量子阱层55a'的Tw溫 度保持周期Wr和In源气源周期W1设置为比对应于第二量子阱层55a"的Tw溫度保持周 期W2'和In源气源周期W2更短，来确保第一量子阱层55a'与第二量子阱层55a"之间的 要求的厚度差。第一量子阱层与第二量子阱层之间的厚度差在第二量子阱层的厚度的10% W内。
[010引详细地说，如图7所示，第一量子阱层55a'的带隙Ebi和第二量子阱层55a"的带隙 Eb2可比第一量子势垒层55b'和第二量子势垒层5加"的带隙E。更小。第一量子阱层55a' 的一个区（其中，其在第一量子阱层55a'中的带隙最低巧bi))的宽度Wi(例如，铜组成比 例相对最高的时间段）可比第二量子阱层55a"的一个区（其中，其带隙相对最低巧b2))的 宽度W2更小，并且第一量子阱层55a'的最低带隙E bi可比第二量子阱层55a"的最低带隙 Eb2更大。运样，第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a"的带隙可具有不同的分布。
[0103] 图8A示出了第一量子阱层55曰'的铜组成比例分布，图8B示出了第二量子阱层 55a"的铜组成比例分布。
[0104] 当通过次级离子质谱分析测量有源层的铜组成比例时，测量结果实际上可表示为 难W容易辨别量子阱层与量子势垒层之间的边界的分布，如图8A和图8B所示。
[0105] 例如，如图8A和图8B所示，虽然具有特定组成的InGaN量子阱层设置在GaN量子 势垒层之间，但是量子阱层与量子势垒层之间的铜组成分布可具有预定梯度。详细地说，如 图6B所示，由于各个周期段中的铜的供应（即开始）和供应中断（即停止）的延迟，因此 即使在W预定流速供应铜源气W允许量子阱层生长的情况下，也可提供预定变化率。
[0106] 在运种铜组成比例分布中，虽然第一量子阱层55a'和第二量子阱层55a"的厚度 可定义为整个铜供应周期，但是除表示了其预定变化率的部分W外的最高铜组成比例区可 表示为参考厚度。例如，在图8A中，第一量子阱层55a'的最高铜组成比例区的厚度可表示 为"Wa"，在图8B中，第二量子阱层55a"的最高铜组成比例区的厚度可表示为"师"。
[0107] 另外，可通过铜组成比例中的变化率辨别第一量子阱层55a'和第二量子阱层 55a"。例如，由于铜组成比例变化率减小，对应的量子阱层的总铜含量可减小。
[010引例如，当在邻近的量子势垒层之间的间隔W。彼此相同的相同条件下与第一量子阱 层55曰'相关的铜组成比例变化率S1相对低时，由于第一量子阱层55曰'的一个区（其中， 其铜组成比例最高）的厚度Wa相对减小，因此第一量子阱层55a'的总铜含量可减少。另一 方面，与第二量子阱层55a"相关的铜组成比例的变化率S2相对高，由于第二量子阱层55a" 的一个区（其中，其铜组成比例最高）的厚度师相对增大，因此第二量子阱层55a"的总铜 含量可增加。运样，第一量子阱层55a'的相对低铜含量条件可由彼此邻近的量子阱层与量 子势垒层之间的铜组成比例的变化率表示。
[0109] 图9是根据本公开中的示例性实施例的纳米结构半导体发光器件的示意性透视 图。
[0110] 参照图9,纳米结构半导体发光器件100可包括利用第一导电类型的半导体材料 形成的基层112, W及设置在其上的多个纳米发光结构110。
[0111] 纳米结构半导体发光器件100可包括衬底111，衬底111具有其上设有基层112 的上表面。衬底111的上表面可具有在其中形成的凹凸部分R。凹凸部分R可在提高光提 取效率的同时允许提高在其上生长的单晶的质量。衬底111可为绝缘衬底、导电衬底或半 导体衬底。例如，衬底111可设为蓝宝石衬底、SiC衬底、Si衬底、MgAl2〇4衬底、MgO衬底、 LiAl〇2衬底、LiGaO 2衬底或GaN衬底。
[0112] 基层112可包括第一导电类型的氮化物半导体层，并且可提供纳米发光结构110 的生长表面。基层112可设为满足IrixAlyGai X yN(0《X < 1、0《y < 1、0《x+y < 1)的 氮化物半导体层，并且可渗有诸如Si的η型杂质。例如，基层112可为η型GaN层。
[0113] 具有用于生长纳米发光结构110 (详细地说，纳米忍104)的开口的绝缘层113可 形成在基层112上。纳米忍104可形成在基层112的暴露于开口的区中。绝缘层113可用 作用于生长纳米忍104的掩模。例如，可利用诸如Si〇2或SiNy的绝缘材料形成绝缘层113。
[0114] 纳米发光结构110可包括具有六棱柱形状的结构的主要部分Μ和设置在主要部分 Μ上的上端部分Τ。纳米发光结构110的主要部分Μ可包括具有相同的结晶表面的横侧表 面，并且纳米发光结构110的上端部分Τ可具有与纳米发光结构110的横侧表面的晶体表 面不同的晶体表面。纳米发光结构110的上端部分Τ可具有六棱锥形状。运种结构实际上 可通过纳米忍104辨别，并且还可理解，纳米发光结构110可通过其主要部分Μ和上端部分 Τ辨别。
[0115] 纳米发光结构110可包括由第一导电类型的氮化物半导体构成的纳米忍104和按 顺序设置在纳米忍104的表面上的有源层105和第二导电类型的氮化物半导体层106。
[0116] 图10是沿着图9的线Χ1-ΧΓ截取的纳米发 光结构的一部分的放大图。
[0117] 纳米忍104包括与基层112相似的满足InχAlyGalχyN(0《x<l、0《y<l、 0《x+y < 1)的氮化物半导体。例如，纳米忍104可为η型GaN层。
[011引第二导电类型的氮化物半导体层106可包括满足P型IrixAlyGai xyN(0《X < 1、 0《y < 1、0《x+y < 1)的氮化物半导体。如本公开的示例性实施例中那样，第二导电类 型的氮化物半导体层106可包括设为电子阻挡层巧BL)的P型AlGaN层106a、低浓度P型 GaN层10化和高浓度GaN层106c。P型AlGaN层106a和高浓度P型GaN层106c可分别设 为电子阻挡层巧BL)和接触层。
[0119] 如图10所示，在本公开的示例性实施例中采用的有源层105可具有多个量子阱 层105a和多个量子势垒层10化1、10化2和10化3交替堆叠的多量子阱结构。多个量子阱层 105a是含铜的氮化物层，并且可由IrixiGaixiN层（0<xi< 1)构成，并且多个量子势垒层 105bi、105b2和 10化 3可由 InxzAlyzGai x2y2N 层（0《而< X 1、〇《y2< 1)构成。例如，量子 势垒层10化1、10化2和10化3可设为GaN层或AlGaN层。多个量子势垒层可根据生长方向 由两组或更多组构成。如图10所示，根据生长方向，量子势垒层可包括第一组的量子势垒 层10化1、第二组的量子势垒层10化2?及第Ξ组的量子势垒层10化3。
[0120] 如图11所示，仅除生长溫度不同W外，各组（I、II和ΙΠ )的量子势垒层可在相 似条件（诸如源气源、压强等生长条件方面）下生长。第一组I的量子势垒层可在相对高 溫下生长，因此与其余组II和III的量子势垒层的结晶度相比，其可具有相对高的结晶度。 另外，由于第Ξ组III的量子势垒层可在低于其它组I和II的量子势垒层的生长溫度的溫 度下生长，因此对与第Ξ组III的量子势垒层相关的量子阱层的热损伤可明显减小。第二 组II的量子阱层的铜组成比例可高于第一组I的量子阱层的铜组成比例，并且低于第Ξ组 III的量子阱层的铜组成比例。
[0121] 运样，由于邻近第二导电类型的氮化物半导体层106的量子阱层中的铜的挥发性 所导致的诸如点缺陷等的结晶度变差的问题可减少，并且可防止操作电压电平增大和发光 效率的退化。
[0122] 纳米结构半导体发光器件100可包括连接至第二导电类型的氮化物半导体层106 的接触电极116。可利用具有透光特性的导电材料形成本公开的示例性实施例中采用的接 触电极116。接触电极116可确保例如在与朝着衬底的方向相反的方向上朝着纳米发光结 构的光发射。可利用W上作为示例描述的透明电极材料中的至少一种形成接触电极116。
[0123] 接触电极116不限于光传输材料，并且可根据需要具有反射电极结构。可利用诸 如Ag的反射电极材料形成接触电极116,并且可通过在其中采用运种反射电极结构实现为 具有倒装忍片结构。
[0124] 绝缘保护层118可形成在纳米发光结构110的上表面上。绝缘保护层118可为保 护纳米发光结构110的纯化部分。另外，绝缘保护层118可由具有透光特性的材料形成，从 而可提取在纳米发光结构110中产生的光。在运种情况下，可通过选择性地利用具有合适 的折射率的材料来形成绝缘保护层118, W提高光提取效率。
[0125] 如本公开的示例性实施例中那样，在形成接触电极116之后，绝缘保护层118可填 充多个纳米发光结构110之间的空间。在绝缘保护层118中，可使用诸如Si〇2或SiNy的绝 缘材料。例如，作为绝缘保护层118的材料，可使用诸如四乙基原硅烷（TE0巧、棚憐娃玻璃 度PSG)、CVD-Si化、旋涂玻璃（S0G)或旋涂电介质（SOD)的材料。可采用绝缘保护层118来 填充纳米发光结构110之间的空间，但是不限于此。例如，纳米发光结构110之间的空间也 可由诸如接触电极116的电极元件填充，例如，在另一示例中，由反射电极材料填充。
[0126] 纳米结构半导体发光器件100可包括第一电极119a和第二电极119b。第一电极 119a可设置在基层112的一个区的一部分中，其中由第一导电类型的半导体构成的基层 112被部分暴露出来。另外，第二电极119b可设置在W延伸方式暴露出接触电极116的一 个区中。电极的布置方式不限于W上的示出，并且根据其使用环境可应用电极的各种布置 方式。
[0127] 根据本公开中的W上示例性实施例的有源层可经由积极的特征应用于各种类型 的半导体发光器件。
[012引图12是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的平面图。图13和图14 是沿着图12的线Ι-Γ截取的半导体发光器件的剖视图。
[0129] 首先，参照图12和图13,根据本公开中的示例性实施例的氮化物半导体发光器件 300可包括按次序堆叠 W被包括在其中的导电衬底310、第一电极308、绝缘层330、第二电 极320、第二导电类型的氮化物半导体层306、有源层305和第一导电类型的氮化物半导体 层304。第一导电类型的半导体层304和第二导电类型的半导体层306可分别设为η型氮 化物半导体层和Ρ型氮化物半导体层。
[0130] 有源层305可具有量子阱层和量子势垒层交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。就有 源层305而言，如上述本公开的W上示例性实施例中示出的，邻近第一导电类型的半导体 层304的第一量子势垒层可在相对高溫下生长，邻近第二导电类型的半导体层306的第二 量子势垒层可在相对低溫下生长。例如，有源层305可设为诸如GaN/InGaN层的氮化物半 导体层。运样，在量子阱层包含铜的情况下，邻近第一量子势垒层的量子阱层的铜组成比例 可低于邻近第二量子势垒层的量子阱层的铜组成比例。
[0131] 导电衬底310可为具有电导率的半导体衬底或金属衬底。例如，导电衬底310可 为包含Au、Ni、化和W之一的金属衬底或可为包含Si、Ge和GaAs之一的半导体衬底。
[0132] 第一电极308可设置在导电衬底310上，并且第一电极308可设置为连接至第二 导电类型的氮化物半导体层306。氮化物层合物L可包括在其中形成的接触孔380,接触孔 380穿过第一电极308、第二导电类型的氮化物半导体层306和有源层305, W延伸至第一导 电类型的氮化物半导体层304的预定区。第二电极320的一个区的一部分可经接触孔380 连接至绝缘层330和第一导电类型的氮化物半导体层304。因此，导电衬底310和第一导电 类型的氮化物半导体层304可彼此电连接。
[0133] 绝缘层330可设置在第一电极308上，W使得第二电极320可与除导电衬底310 和第一导电类型的氮化物半导体层304 W外的其它区电绝缘。如图13所示，绝缘层330可 形成在接触孔380的一侧上W及形成在第一电极308与第二电极320之间。因此，暴露于 接触孔380的一侧的第一电极308、第二导电类型的氮化物半导体层306和有源层305可与 第二电极320绝缘。
[0134] 第一导电类型的氮化物半导体层304的接触区C可暴露于接触孔380，并且第二电 极320的一个区的一部分可形成为经接触孔380与接触区C接触。因此，第二电极320可 连接至第一导电类型的氮化物半导体层304。
[0135] 第一电极308可提供从氮化物层合物L向外延伸W向外暴露的电极形成区E，如图 13所示。电极形成区E可包括将第一电极308连接至外部电源的电极焊盘部分319。虽然 电极形成区E示为单个区，但是可在其中提供多个电极形成区。电极形成区E可形成在氮 化物半导体发光器件300的一个角中，W显著增大光发射区域，如图13所示。可在与第二 导电类型的氮化物半导体层306形成欧姆接触的同时利用具有相对高反射率的材料形成 第一电极308。作为第一电极308的材料，可使用W上作为上面的示例描述的反射电极材 料。
[0136] 按照与图13所示的氮化物发光器件300的情况不同的方式，就图14的氮化物半 导体发光器件400而言，连接至第一导电类型的氮化物半导体层404的第二电极420可暴 露在外。
[0137] 按照与本公开中的W上示例性实施例相似的方式，图14所示的半导体发光器件 400可包括导电衬底410和设置在导电衬底410上方的氮化物层合物以氮化物层合物L 包括第二导电类型的氮化物半导体层406、有源层405和第一导电类型的氮化物半导体层 404。第一电极408可设置在第二导电类型的氮化物半导体层406与导电衬底410之间。氮 化物层合物L可具有在其中形成的接触孔480。第一导电类型的氮化物半导体层404的接 触区C可暴露于接触孔480,并且接触区C可连接至第二电极420的一个区的一部分。第二 电极420可通过绝缘层430与有源层405、第二导电类型的氮化物半导体层406、第一电极 408和导电衬底410电隔离。
[013引然而，可按照与之不同的方式提供第二电极420延伸并向外暴露的电极形成区E， 并且电极焊盘部分419可设置在电极形成区E的上部上。另外，第一电极408可直接连接 至导电衬底410,从而导电衬底410可设为连接至第二导电类型的氮化物半导体层406的电 极。
[0139] 图15是根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的侧剖视图。
[0140] 图15所示的半导体发光器件500可包括形成在衬底501上的半导体层合物L。半 导体层合物L可包括第一导电类型的半导体层512、有源层514和第二导电类型的半导体层 516。
[0141] 有源层514可具有量子阱层和量子势垒层交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。就有 源层514而言，如上述本公开的W上示例性实施例所示，邻近第一导电类型的半导体层512 的第一量子势垒层可在相对高溫下生长，邻近第二导电类型的半导体层516的第二量子势 垒层可在相对低溫下生长。例如，有源层514可设为诸如GaN/InGaN层的氮化物半导体层。 运样，在量子阱层包含铜的情况下，邻近第一量子势垒层的量子阱层的铜组成比例可低于 邻近第二量子势垒层的量子阱层的铜组成比例。
[0142] 半导体发光器件500可包括分别连接至第一导电类型的半导体层512和第二导 电类型的半导体层516的第一电极522和第二电极524。第一电极522可包括：导电过孔 522曰，其穿过第二导电类型的半导体层516和有源层514 W连接至第一导电类型的半导体 层512 及第一电极焊盘52化，其连接至导电过孔522a。导电过孔522a可由绝缘层521 包围，W与有源层514和第二导电类型的半导体层516电绝缘。导电过孔522a可设置在半 导体层合物L的蚀刻区中。第二电极524可包括设置在第二导电类型的半导体层516和第 二电极焊盘524b之间的欧姆接触层524曰。
[0143] 就在本公开的示例性实施例中采用的导电过孔522a而言，可合适地设计其数量、 形状和间距和/或其与第一导电类型 的半导体层512的接触面积等，W减小接触电阻。另 夕F，导电过孔522a可按照多行多列布置在半导体层合物L上。
[0144] 根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件可实现为各种应用的产品。
[0145] 图16是采用了图1的半导体发光器件的封装件的剖视图。
[0146] 图16所示的半导体发光器件封装件600可包括图1所示的半导体发光器件10、安 装衬底610和包封部分603。半导体发光器件10可设置在安装衬底610上，W经导线W与 其电连接。安装衬底610可包括衬底主体611、上电极613、下电极614和将上电极613连 接至下电极614的穿通电极612。安装衬底610可设为诸如印刷电路板（PCB)、金属忍印刷 电路板（MCPCB)、MPCB、柔性印刷电路板肿CB)等的衬底，并且可不同地应用安装衬底610 的结构。
[0147] 包封部分603可包括具有凸形上表面的圆顶形透镜结构。另外，根据本公开中的 示例性实施例，包封部分603的表面可为凸形或凹形透镜结构，W能够调整通过包封部分 603的上表面发射的光的束散角。
[014引图17是采用了图9的纳米结构半导体发光器件的封装件的剖视图。
[0149] 图17所示的半导体发光器件封装件700可包括参照图9示出的纳米结构半导体 发光器件100、封装件主体702和一对引线框703。
[0150] 纳米结构半导体发光器件100可安装在引线框703上，W使得对应的电极通过导 线W电连接至引线框703。纳米结构半导体发光器件100可安装在其它区中而非引线框703 中，例如，根据需要安装在封装件主体702中。另外，封装件主体702可具有在其中形成的 切形凹进部分，W提高光反射效率。由透光材料形成的包封部分705可形成在该凹进部分 中，W包封纳米结构半导体发光器件100、导线W等。
[0151] 包封部分603和705可包含诸如憐光体和/或量子点的波长转换材料。下面将详 细描述波长转换材料。
[0152] 图18是采用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的封装件的剖视 图。根据本公开中的示例性实施例的封装件可为按照紧凑忍片尺寸制造的忍片级封装件 (CSP)〇
[0153] 参照图18,根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件封装件800可包括包 含第一外部电极832和第二外部电极834的支承体830和设置在支承体830上的半导体层 合物L。支承体830可具有对应于半导体层合物L的区域。
[0154] 半导体层合物L可包括第一导电类型的半导体层812和第二导电类型的半导体层 816 W及介于它们之间的有源层814。构造半导体层合物L的第一导电类型的半导体层812 和第二导电类型的半导体层816可分别为P型半导体层和η型半导体层。例如，第一导电 类型的半导体层812可设为η型GaN层。第二导电类型的半导体层816可设为Ρ型AlGaN/ P型(iaN层。
[0155] 有源层814可具有量子阱层和量子势垒层交替堆叠的多量子阱（MQW)结构。就有 源层814而言，如上述本公开的W上示例性实施例中所示，邻近第一导电类型的半导体层 812的第一量子势垒层可在相对高溫下生长，邻近第二导电类型的半导体层816的第二量 子势垒层可在相对低溫下生长。例如，有源层814可设为诸如GaN/InGaN层的氮化物半导 体层。运样，在量子阱层包含铜的情况下，邻近第一量子势垒层的量子阱层的铜组成比例可 低于邻近第二量子势垒层的量子阱层的铜组成比例。
[0156] 半导体层合物L可包括分别连接至第一导电类型的半导体层812和第二导电类型 的半导体层816的第一电极822和第二电极824。第一电极822可穿过第二导电类型的半 导体层816和有源层814, W连接至第一导电类型的半导体层812。第一电极822可通过绝 缘层821与第二导电类型的半导体层816和有源层814电绝缘。第一电极822和第二电极 824可连接至设置在支承体830上的第一外部电极832和第二外部电极834。
[0157] 半导体发光器件封装件800可包括波长转换层840,其用于转换从有源层814发射 的光的波长，W及设置在波长转换层840上的透镜部分850。半导体层合物L的其上形成有 波长转换层840的表面可具有在其上形成的凹凸部分R，从而提高光提取效率。
[015引半导体层合物L的一侧（运里，在纯化层应用于其侧部的情况下可应用纯化层的 表面）可具有与支承体830的一侧共面的实质上平坦的表面。可通过切割工艺获得运种平 坦的共面表面。
[0159] 根据本公开中的W上示例性实施例，诸如憐光体、量子点等的波长转换材料可包 含在包封部分603或705的内部、在半导体发光器件10或100的表面上或者在分离的波长 转换层840中。可根据半导体发光器件的光特征合适地选择和使用运种憐光体或量子点。
[0160] 例如，波长转换材料可包含例如受在半导体发光器件10或100中产生的光激发 而发出具有不同波长的光的至少一种或多种憐光体，从而可发出具有各种颜色的光W及白 光。
[0161] 例如，当半导体发光器件10或100可发出蓝光时，包含黄色、绿色和红色憐光体中 的一种或多种的发光器件封装件600或700可根据憐光体的组成比例发出具有各种色溫的 白光。例如，可通过额外将绿色憐光体和/或红色憐光体与黄色憐光体组合来控制白光的 色溫和显色指数（CRI)。
[0162] 参照图19所示的CIE 1931色度坐标系，通过将黄色憐光体、绿色憐光体和红色 憐光体或者将绿色L邸和红色L邸与UV或蓝色L邸组合获得的白光可具有两个或更多 个峰值波长，并且图19所示的CIE1931色度坐标系的坐标（X，y)可布置在彼此连接的线 段（0. 4476,0. 4074)、（0. 3484,0. 3516)、（0. 3101,0. 3162)、（0. 3128,0. 3292)和（0. 3333， 0.3333)上。可替换地，坐标（x，y)可布置在由线段和黑体福射光谱包围的区中。白光的 色溫可在2000K至20000K的范围内。
[0163] 可应用于本公开中的W上示例性实施例的波长转换材料可包含由W下化学式表 示的憐光体。
[0164] 基于氧化物的憐光体：黄色和绿色 Y3Als〇i2:Ce、Tb3Al5〇i2:Ce、Lii3Al5〇i2:Ce
[0165] 基于娃酸盐的憐光体：黄色和绿色度a, Sr)2Si〇4:Eu、黄色和微黄的澄色 度a, S;r)3Si〇5:Ce、对应于红色 Ca2Si〇4:Eu 的 Cai.2Eu〇.sSi〇4
[0166] 基于氮化物的憐光体：绿色β -SiA10N:Eu、黄色La3SieNii:Ce、微黄的澄色 α -SiA10N:Eu、红色 CaAlSiN3:Eu、SrzSi日Ns:Eu、SrSiAl4N7:Eu、SrLiAl3N4:Eu、Lri4x巧UzMi Z) xSii2 yAly〇3wyNis X，化 5《X《3、0 < z < 0. 3、0 < y《4)(运里，Ln 可为选自包括 Ilia 族元素和稀±元素的组的至少一个元素，并且M可为选自包括化、Ba、Sr和Mg的组的至少 一个元素）
[0167] 基于氣化物的憐光体：基于KSF的红色KzSiFe: Mn4\ KzTiFe: Mn4\ NaYF4: Mn4\ NaGdF4:Mn4+
[016引憐光体的混合物应该基本符合化学计算法，并且各个元素可由元素周期表的各个 族的其它元素置换。例如，Sr可由碱±11族的Ba、Ca、Mg等置换，Y可由基于铜的化、Lu、 Sc、Gd等置换。另外，根据期望的能级，作为活化剂的化等可由Ce、Tb、Pr、Er、孔等置换， 并且可额外单独使用活化剂，或者可额外使用次活化剂等来修改其特性。
[0169] 另外，可使用诸如量子点（QD)等的材料作为憐光体的替换，并且可单独使用憐光 体和量子点或者可使用其混合物。量子点可按照W下结构构造，该结构包括利用CdSe、InP 等形成的忍（3皿至lOnm)、利用化S、化Se等形成的皮（0. 5皿至2nm)和用于稳定所述忍 和皮的配体，并且可根据其尺寸实现各种颜色。
[0170] 下表1针对各种应用领域，不出了使用UV发光器件忍片（200皿至440nm)或蓝色 发光器件忍片（440nm至460nm)的发白光器件封装件的憐光体的种类。
[0171] [表 1]
[0172]
[0173]
[0174] 可根据需要通过选择性地将紫色、蓝色、绿色、红色、澄色等与发白光器件封装件 组合来获得适于环境气氛的色溫。例如，色溫为4000K的发白光器件封装件、色溫为3000K 的发白光器件封装件和发红光器件封装件可设置在单个模块中，并且对应的封装件可随后 彼此独立地驱动，W控制其输出，从而可调整其色溫W在2000K至4000K的范围内。另外， 可制造显色指数（Ra)为85至99的白光发射模块。
[0Π5] 在另一示例中，色溫为5000K的发白光器件封装件和色溫为2700K的发白光器件 封装件可设置在单个模块中，并且对应的封装件可随后彼此独立地驱动，W控制对应的输 出，从而可调整其色溫W在2700K至5000K的范围内。另外，可制造显色指数（Ra)为85至 99的白光发射模块。
[0176] 可根据基础色溫设置值改变发光器件封装件的数量。例如，当基础色溫设置值接 近约4000K时，色溫为4000K的发光器件封装件的数量可比色溫为3000K的发光器件封装 件的数量或者发红光器件封装件的数量更多。
[0177] 运样，其显色指数和色溫可调整的模块可通过其积极的属性用于如图22所示的 照明装置中，并且根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件和具有该半导体发光器 件的封装件可通过其积极的属性应用于各种产品。
[0178] 图20和图21示出了采用了根据本公开中的实施例的半导体发光器件封装件的背 光单元的示例。
[0179] 参照图20,背光单元1000可包括安装在电路板1002上的光源1001和设置在其上 方的一个或多个光学片1003。作为光源1001，可使用根据本公开中的示例性实施例的上述 半导体发光器件或具有该半导体发光器的封装件。
[0180] 光源1001可布置在电路板1002上。在本公开的示例性实施例中采用的电路板 1002可具有对应于其主要区域的第一平坦部分1002a、与其邻近的倾斜部分1002b (按照其 至少一部分弯曲的方式形成）和第二平坦部分1002c (设为倾斜部分1002b的外侧并且设 置在电路板1002的边缘部分中）。在第一平坦部分1002a上，可将光源布置为在它们之间 具有第二间隔d2,并且在倾斜部分100化上，可将一个或多个光源1001布置为在它们之间 具有第一间隔dl。第一间隔dl可等于第二间隔d2。倾斜部分1002b的宽度（详细地说， 其横截面中的长度）可小于第一平坦部分1002a的宽度，并且可大于第二平坦部分1002c 的宽度。另外，还可根据需要将 至少一个光源设置在第二平坦部分1002c上。
[0181] 可基于第一平坦部分1002a在大于0度和小于90度的范围内合适地调整倾斜部 分1002b的倾斜。由于电路板1002具有运种结构，因此也可在光学片1003的边缘附近均 匀地保持亮度。
[0182] 按照与光源1001沿着设置液晶显示装置的方向向上发射光的图20的背光单元 1000不同的方式，在图21所示的另一示例的背光单元2000的情况下，安装在衬底2002上 的光源2001沿着横侧方向发射光，W使得发射的光可入射到导光板2003上，W转换为表面 光源类型光的形式。穿过导光板2003的光可沿着向上的方向发射，并且可在导光板2003 下方设置反射层2004, W提高光提取效率。
[0183] 图22是示出了采用了根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件的照明装 置的示例的分解透视图。
[0184] W举例的方式，图22所示的照明装置3000可为灯泡型灯。照明装置3000可包括 发光模块3003、驱动单元3008和外部连接单元3010。另外，照明装置3000还可包括诸如 外部壳体3006和内部壳体3009 W及盖单元3007的外观结构。
[0185] 发光模块3003可包括光源3001和电路板3002,光源3001可设为根据本公开中的 示例性实施例的上述半导体发光器件或包括该半导体发光器件的封装件，并且将光源3001 安装在电路板3002上。例如，半导体发光器件的第一电极和第二电极可电连接至电路板 3002的电极图案。虽然本公开的示例性实施例示出了将一个光源3001安装在电路板3002 上的情况，但是可根据需要安装多个光源。
[0186] 外部壳体3006可用作散热部分，并且可包括直接接触发光模块3003 W提高散热 效果的散热板3004 W及围绕照明装置3000的周围表面的热福射翅片3005。盖单元3007可 安装在发光模块3003上，并且可具有凸透镜形状。驱动单元3008可安装在内部壳体3009 中，W连接至具有诸如插孔结构的结构的外部连接单元3010, W从外部电源接收功率。
[0187] 另外，驱动单元3008可用于将接收到的功率转换为适于驱动半导体发光器件（例 如，发光模块3003的光源3001)的电流源，W随后提供转换后的电流。例如，驱动单元3008 可由交流-直流（AC-DC)转换器、整流电路组件等构成。
[018引图23示出了将根据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件应用于大灯的示 例。
[0189] 参照图23,用于车辆照明等的大灯4000可包括光源4001、反射单元4005和透镜 盖单元4004。透镜盖单元4004可包括空屯、导向件4003和透镜4002。光源4001可包括根 据本公开中的示例性实施例的半导体发光器件或具有该半导体发光器件的封装件。
[0190] 大灯4000还可包括将光源4001中产生的热排放至外部的热福射单元4012。热福 射单元4012可包括散热器4010和冷却扇4011，W执行有效散热。另外，大灯4000还可包 括用于固定并支承热福射单元4012和反射单元4005的壳体4009,并且壳体4009可具有 包括在其一个表面上的中屯、孔4008的主体4006, W有利于将热福射单元4012与壳体4009 连接并安装在壳体4009上。
[0191] 壳体4009可具有在一体地连接至所述一个表面随后沿着与其正交的方向弯曲的 其它表面中的前孔4007,通过前孔固定反射单元4005, W将反射单元4005设置在光源4001 上方。因此，反射单元4005可敞开其前侧，并且反射单元4005可固定至壳体4009, W使得 敞开的前侧对应于前孔4007,从而通过反射单元4005反射的光可通过前孔4007随后向外 发射。
[0192] 根据本公开中的示例性实施例，在有源层的生长过程中，在对应于其初始生长的 第一生长区中，势垒层可在相对高溫下生长，并且在对应于其后期生长的有源层的第二生 长区中，势垒层可在相对低溫下生长，主要有助于光的发射。因此，在提高有源层（第一生 长区）中的结晶性能的同时，可明显减小对光的发射实际上有影响的对量子阱层的热损 伤，因此可提高发光效率。
[0193] 详细地说，在通过有意地减小位于第一生长区中的量子阱层的铜组成比例来防止 晶体缺陷（例如，由于在相对高溫下势垒层的生长发生的点缺陷）并改进表面粗糖度的同 时，对量子阱层的热损伤可明显减小，从而改进光发射。
[0194] 虽然W上示出和描述了实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利 要求限定的本公开的范围的情况下，可作出修改和改变。
【主权项】
1. 一种制造半导体发光器件的方法，包括步骤： 形成第一导电类型的半导体层； 形成有源层，该有源层具有在第一导电类型的半导体层上交替地堆叠的多个量子阱层 和多个量子势皇层；以及 在有源层上形成第二导电类型的半导体层， 其中所述多个量子势皇层包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子势 皇层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子势皇层，并且 有源层的形成包括：在第一温度下生长所述至少一个第一量子势皇层；以及在低于第 一温度的第二温度下生长所述至少一个第二量子势皇层。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个量子阱层包括邻近第一导电类型的半 导体层的至少一个第一量子阱层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子阱 层，并且 所述至少一个第一量子阱层的带隙轮廓与所述至少一个第二量子阱层的带隙轮廓不 同。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个量子阱层是满足InxlGaixlN的氮化物 层，并且所述多个量子势皇层是满足Inx2Aly2Gaix2y2N的氮化物层，其中0彡x2<X' 1，并 且0彡y2< 1〇4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层的铟组成比例低于 所述至少一个第二量子阱层的铟组成比例。5.根据权利要求4所述的方法，其中，彼此邻近的第一量子阱层与第一量子势皇层之 间的铟组成比例的变化率低于彼此邻近的第二量子阱层与第二量子势皇层之间的铟组成 比例的变化率。6. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层的厚度小于所述至 少一个第二量子阱层的厚度。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层与所述至少一个第 二量子阱层之间的厚度差在所述至少一个第二量子阱层的厚度的10%以内。8. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个第一量子阱层的铟组成比例低于 所述至少一个第二量子阱层的铟组成比例。9.根据权利要求2所述的方法，其中，通过由所述至少一个第二量子阱层发射的光的 波长来确定由有源层发射的光的波长。10. 根据权利要求1所述的方法，其中，第一温度和第二温度的温度差为3°C至600°C。11.根据权利要求10所述的方法，其中，第一温度和第二温度分别在700°C至1300°C的 范围内。12. 根据权利要求1所述的方法，其中，第一量子势皇层的数量和第二量子势皇层的数 量彼此不同。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个量子势皇层还包括设置在第一量子势 皇层与第二量子势皇层之间的至少一个第三量子势皇层，并且有源层的形成包括在低于第 一温度且高于第二温度的第三温度下生长所述至少一个第三量子势皇层。14.根据权利要求1所述的方法，其中，有源层还包括设置在彼此邻近的量子阱层与量 子势皇层之间的封盖层。15. 根据权利要求14所述的方法，其中，封盖层的至少一部分与邻近封盖层的量子势 皇层具有实质上相同的组成，并且在实质上等于邻近封盖层的量子阱层的生长温度的温度 下生长。16. -种制造半导体发光器件的方法，包括步骤： 形成第一导电类型的氮化物半导体层； 在第一导电类型的氮化物半导体层上形成有源层；以及 在有源层上形成第二导电类型的氮化物半导体层， 其中，有源层具有多个量子势皇层和含铟的多个量子阱层交替地堆叠的结构， 根据生长方向将所述多个量子势皇层和所述多个量子阱层划分为多个组，所述多个组 分别具有至少一个量子势皇层和至少一个量子阱层，并且包括邻近第一导电类型的氮化物 半导体层的第一组和邻近第二导电类型的氮化物半导体层的第二组，并且 第一组的量子势皇层在高于第二组的量子势皇层的生长温度的温度下生长，第一组的 量子阱层的铟组成比例低于第二组的量子阱层的铟组成比例。17. 根据权利要求16所述的方法，其中，所述多个组包括设置在第一组与第二组之间 的第三组，并且第三组的量子势皇层在与第一组和第二组的量子势皇层的生长温度不同的 温度下生长。18. 根据权利要求17所述的方法，其中，第三组的量子势皇层在低于第一组的量子势 皇层的生长温度且高于第二组的量子势皇层的生长温度的温度下生长。19. 根据权利要求18所述的方法，其中，第三组的量子阱层的铟组成比例高于第一组 的量子阱层的铟组成比例并且低于第二组的量子阱层的铟组成比例。20. 根据权利要求16所述的方法，其中，第二导电类型的氮化物半导体层包括设置为 邻近有源层并且带隙大于第二组的量子势皇层的带隙的电子阻挡层。21. -种发光模块，包括： 电路板，其具有第一电极结构和第二电极结构；以及 通过根据权利要求1所述的方法制造的半导体发光器件，其安装在所述电路板上， 其中，第一电极结构和第二电极结构分别连接至所述半导体发光器件的第一电极和第 二电极。22. -种照明设备，其包括： 根据权利要求21所述的发光模块； 驱动单元，其配置为驱动所述发光模块；以及 外部连接单元，其配置为将外部电压供应至所述驱动单元。23. -种制造半导体发光器件的方法，包括步骤： 形成第一导电类型的半导体层； 在第一导电类型的半导体层上形成有源层；以及 在有源层上形成第二导电类型的半导体层， 其中形成有源层的步骤包括： 在第一温度下在第一导电类型的半导体层上形成第一量子势皇层； 在第三温度下在第一量子势皇层上形成第一量子阱层；以及 在低于第一温度且高于第三温度的第二温度下在第一量子阱层上形成第二量子势皇 层。
【专利摘要】本发明提供了一种制造半导体发光器件的方法，包括：形成第一导电类型的半导体层；通过在第一导电类型的半导体层上交替地形成多个量子阱层和多个量子势垒层来形成有源层；以及在有源层上形成第二导电类型的半导体层。所述多个量子势垒层包括邻近第一导电类型的半导体层的至少一个第一量子势垒层和邻近第二导电类型的半导体层的至少一个第二量子势垒层。有源层的形成包括：允许在第一温度下生长所述至少一个第一量子势垒层；以及允许在低于第一温度的第二温度下生长所述至少一个第二量子势垒层。本发明还提供了一种发光模块和一种照明设备。
【IPC分类】H01L33/00, H01L33/06
【公开号】CN105489715
【申请号】CN201510612160
【发明人】韩尚宪, 李东律, 金承贤, 金长美, 尹晳胡, 李尚准
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年9月23日
【公告号】US20160099378
最新回复(0)