專利名稱：發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在發(fā)光器件中，通過組合周期表上的III和V族元素可以形成具有將電能轉(zhuǎn)換為光能的性質(zhì)的P-N結(jié)二極管。發(fā)光器件可以通過控制化合物半導(dǎo)體的組成比率實現(xiàn)各種顏色。由于它們高的熱穩(wěn)定性和寬的帶隙能使得對于光學(xué)器件和高功率電子設(shè)備的領(lǐng)域來說氮化物半導(dǎo)體引起很多注意。特別地，使用氮化物半導(dǎo)體的藍色發(fā)光器件、綠色發(fā)光器件、以及UV發(fā)光器件已經(jīng)被商業(yè)化并且被廣泛地使用。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，鈍化層被布置在發(fā)光器件的側(cè)表面上。當(dāng)具有相同折射率的單層鈍化層被布置在發(fā)光器件的側(cè)表面和頂表面上時，很難獲得最佳光量。這是因為滿足抗反射涂層條件的反射率層被布置在側(cè)表面上并且根據(jù)光提取圖案的周期改變頂表面上的最佳的反射率層。因為光提取圖案的衍射效率取決于界面的折射率，所以填充圖案的鈍化層的折射率會成為重要的參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
實施例提供能夠獲得最佳光量的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及照明系統(tǒng)。在一個實施例中，發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和鈍化層，該鈍化層保護發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面，其中該鈍化層包括發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層；和第二鈍化層，該第二鈍化層具有不同于第一鈍化層的折射率的折射率，該第二鈍化層被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中第二鈍化層具有大于第一鈍化層的折射率的折射率。在另一實施例中，發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和鈍化層，該鈍化層保護發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面，其中該鈍化層包括發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層；和第二鈍化層，該第二鈍化層具有不同于第一鈍化層的折射率的折射率，該第二鈍化層被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中第二鈍化層可以滿足抗反射涂層條件。在又一實施例中，發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和鈍化層，該鈍化層保護發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面，其中該鈍化層包括發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層；和第二鈍化層，該第二鈍化層具有不同于第一鈍化層的折射率的折射率，該第二鈍化層被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中該第二鈍化層具有(λ/4η) X (2m+l)的厚度(這里，λ是從有源層發(fā)射的光的波長，η是發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率，并且m是零或者正整數(shù))。在又一實施例中，發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和鈍化層，該鈍化層保護發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面，其中該鈍化層包括發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層；和第二鈍化層，該第二鈍化層具有不同于第一鈍化層的折射率的折射率，該第二鈍化層被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中光提取結(jié)構(gòu)被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上。在又一實施例中，發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和鈍化層，該鈍化層保護發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面，其中該鈍化層包括發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層；和第二鈍化層，該第二鈍化層具有不同于第一鈍化層的折射率的折射率，該第二鈍化層被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中所述第一鈍化層和所述第二鈍化層中的至少一個可以包括在其表面上的光提取結(jié)構(gòu)。在又一實施例中，發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和鈍化層，該鈍化層保護發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面，其中該鈍化層包括發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層；和第二鈍化層，該第二鈍化層具有不同于第一鈍化層的折射率的折射率，該第二鈍化層被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中該光提取結(jié)構(gòu)具有傾斜的側(cè)表面。在附圖和下面的描述中闡述一個或者多個實施例的詳情。從描述和附圖，以及從權(quán)利要求中，其它的特征將變得顯而易見。


圖1是根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件的截面圖。圖2至圖5是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件的制造工藝的截面圖。圖6是根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件的截面圖。圖7是根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件的截面圖。圖8是根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件的截面圖。圖9是根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件的截面圖。圖10是根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝的截面圖。圖11是根據(jù)實施例的照明單元的透視圖。圖12是根據(jù)實施例的背光單元的分解透視圖。
具體實施例方式在下文中，將會參考附圖描述根據(jù)實施例的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及照明系統(tǒng)。在實施例的描述中，將會理解的是，當(dāng)層(或者膜)被稱為在另一層或者襯底“上” 時，它能夠直接地在另一層或者襯底上，或者也可以存在中間層。此外，將會理解的是，當(dāng)層被稱為在另一層的“下方”時，它能夠直接地位于另一層的下方，并且也可以存在一個或者多個中間層。另外，還將會理解的是，當(dāng)層被稱為在兩個層“之間”時，它能夠是兩個層之間的唯一的層，或者也可以存在一個或者多個中間層。(實施例)圖1是根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件的截面圖。根據(jù)實施例的發(fā)光器件101可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110、發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面上的第一鈍化層131、以及發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)表面上的第二鈍化層132。第二鈍化層132可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面上的第一鈍化層131上。第二鈍化層132可以具有大于第一鈍化層131的折射率的折射率，但是其不限于此。第二鈍化層132可以具有小于第一鈍化層131的厚度，但是其不限于此。第一鈍化層131可以具有小于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的折射率的折射率。第二鈍化層132可以形成為滿足抗反射涂層條件。例如，第二鈍化層132可以具有(λ/4η) X (2m+l)的厚度(其中，λ是從有源層 114發(fā)射的光的波長，η是發(fā)光結(jié)構(gòu)110的折射率，并且m是零或者正整數(shù))。當(dāng)前實施例可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110上的光提取結(jié)構(gòu)P。沿著光提取結(jié)構(gòu)P的表面形狀可以布置第一鈍化層131。而且，根據(jù)當(dāng)前實施例，可以傾斜發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)表面，如圖7和圖8中所示。在這樣的情況下，第二鈍化層132可以具有(λ/4η) X (2m+l)/cos (χ)的厚度(其中，m是零或者正整數(shù)，χ是零和θ之間的角度，并且θ是發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面的傾斜角)。當(dāng)前實施例可以引入鈍化層130以防止出現(xiàn)LED芯片的泄漏電流。因為電子的帶隙以空間周期性布置在發(fā)光器件的量子阱層中，所以當(dāng)在隔離工藝中量子阱層被暴露于外部時，周期性可能被破壞。因此，在帶隙周圍可能生成新的能級。生成的能級被稱為表面態(tài)。因為表面態(tài)通常進行非輻射復(fù)合工藝，所以被提供給表面態(tài)的電子不產(chǎn)生光，而是被轉(zhuǎn)化為熱。因此，當(dāng)電流被注入發(fā)光器件時，隔離層的側(cè)表面周圍的量子阱層可能退化。量子阱層的退化會影響器件的可靠性。為了解決此限制，可以通過介電材料保護被暴露于外部的量子阱層的側(cè)表面。這樣的介電層可以被稱為鈍化層。鈍化層可以由氧化物_、氮化物_、或者氟化物基化合物形成，但是其不限于此。在垂直型GaN LED的情況下，鈍化層可以覆蓋芯片的頂表面和側(cè)表面。因為鈍化層被布置在發(fā)光路徑內(nèi)，所以對于光量來說，鈍化層的光吸收和折射率會是重要的參數(shù)。特別地，因為被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的鈍化層接觸光提取圖案，所以鈍化的功能會是非常重要的。根據(jù)當(dāng)前實施例，在多個鈍化層130中，可以布置接觸被布置在發(fā)光器件芯片的頂表面上的光提取結(jié)構(gòu)P的第一鈍化層131，并且然后，可以布置接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)P的側(cè)表面的第二鈍化層132。在這里，第一鈍化131和第二鈍化132可以具有彼此不同的折射率。例如，第一鈍化層131根據(jù)光提取結(jié)構(gòu)P的周期可以具有大約1. 4至大約2. 0之間的折射率，但是其不限于此。而且，第二鈍化層132可以根據(jù)背景材料的折射率具有大約1. 57 (在背景材料是空氣的情況下)或者大約1. 89(在背景材料是Si凝膠的情況下，其中其被假定為η = 1. 45) 的折射率以滿足抗反射條件(組成界面的材料的折射率的幾何平均值(mean))，但是其不限于此。在這里，可以假定為，發(fā)光結(jié)構(gòu)由GaN形成并且GaN具有大約2. 46的折射率，但是其不限于此。根據(jù)當(dāng)前實施例，被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上的第二鈍化層132可以滿足抗反射涂層條件。然而，考慮發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率和光提取結(jié)構(gòu)的周期，被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層131可以由具有小于第二鈍化層的折射率的材料形成以獲得最優(yōu)的光提取效率的。在根據(jù)當(dāng)前實施例的發(fā)光器件中，具有相互不同的折射率的多個鈍化層可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面和頂表面上以獲得最佳的光量。在下文中，將會參考圖2至圖5描述根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件的制造工藝。首先，形成發(fā)光結(jié)構(gòu)110。例如，發(fā)光結(jié)構(gòu)110可以包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層 112、有源層114、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116。首先，制備第一襯底(未示出)，如圖2中所示。第一襯底可以包括導(dǎo)電襯底或者絕緣襯底。例如，第一襯底可以由藍寶石(Al2O3)、SiC、GaAs, GaN、ZnO, Si、GaP、InP、Ge、以及Ga2O3中的至少一個形成。粗糙結(jié)構(gòu)可以形成在第一襯底上，但是其不限于此?？梢詫Φ谝灰r底執(zhí)行濕法蝕刻工藝以去除第一襯底上的雜質(zhì)。其后，包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112、有源層114、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層 116的發(fā)光結(jié)構(gòu)110可以形成在第一襯底上。例如，使用金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)工藝、化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)工藝、分子束外延(MBE)工藝、以及氫化物氣相外延(HVPE) 工藝中的一個可以形成發(fā)光結(jié)構(gòu)110，但是其不限于此。緩沖層(未示出)可以形成在第一襯底上。緩沖層可以減少第一襯底和發(fā)光結(jié)構(gòu) 110的材料之間的晶格錯配。緩沖層可以由III-V族化合物半導(dǎo)體形成，例如，可以由GaN、 InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN、以及AUnN中的至少一個形成。未摻雜的半導(dǎo)體層可以形成在緩沖層上，但是其不限于此。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112可以由被摻雜有第一導(dǎo)電類型摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體形成。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型半導(dǎo)體層112是N型半導(dǎo)體層時，第一導(dǎo)電類型摻雜物可以包括Si、Ge、Sn、％、或者Te作為N型摻雜物，但是其不限于此。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112可以由具有h/lfamNO)彡χ彡1，0彡y彡1， O ^ x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料形成。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112 可以由 GaNJnN、AlNJnGaN、AlGaN、InAlGaN、AnnN、 AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, hfeiP、AUnfeiP、以及 hP 中的一個形成。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112可以使用CVD工藝、MBE工藝、濺射工藝、或者HVPE工藝形成N型GaN層。而且，通過注入包含諸如三甲基鎵(TMGa)氣體、氨氣(NH3)、氮氣(N2)、 以及硅(Si)的η型雜質(zhì)的硅烷氣體(SiH4)可以形成第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112。有源層114是其中通過第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112注入的電子與通過第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116注入的空穴相遇以發(fā)射具有通過有源層(發(fā)光層)材料的適當(dāng)?shù)哪軒Т_定的能量的光。有源層114可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)、以及量子點結(jié)構(gòu)中的至少一個。例如，有源層114通過注入三甲基鎵(TMGa)氣體、氨氣(NH3)、氮氣(N2)、以及三甲基銦(TMIn)氣體可以具有MQW結(jié)構(gòu)，但是其不限于此。有源層114的阱層/勢壘層可以具有帶有hGaN/GaN、InGaN/InGaN, AlGaN/GaN、 InAlGaN/GaN, GaAs (InGaAs) /AlGaAs,以及 GaP (InGaP) /AlGaP 中的至少一個的對結(jié)構(gòu)，但是其不限于此。阱層可以由具有小于勢壘層的帶隙的材料形成。導(dǎo)電類型包覆層可以形成在有源層114上或/和下面。導(dǎo)電類型包覆層可以由 AlGaN基半導(dǎo)體形成并且具有大于有源層114的帶隙。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116可以由被摻雜有第二導(dǎo)電類型摻雜物的III-V族化合物半導(dǎo)體形成，例如，可以由具有hxAly(iai_x_yN(0 ^x^1,0^ x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料形成。例如，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116可以由GaN、AlN、AWaN、InGaN、 InN, hAl(iaN、AnnN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、以及 AlGaInP 中的一個形成。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電類型半導(dǎo)體層116是P型半導(dǎo)體層時，第二導(dǎo)電類型摻雜物可以包括Mg、Zn、Ca、Sr、或者Ba 作為P型摻雜物。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116可以具有單層或者多層結(jié)構(gòu)，但是其不限于此。第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116可以通過注入三甲基鎵(TMGa)氣體、氨氣(NH3)、氮氣 (N2)、以及三甲基銦(TMIn)氣體，和包含諸如鎂(Mg)的P 型雜質(zhì)的雙乙基環(huán)戊二烯基鎂 (EtCp2Mg) {Mg (C2H5C5H4) 2}形成P型GaN層，但是其不限于此。在當(dāng)前實施例中，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112可以被實現(xiàn)為N型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116可以被實現(xiàn)為P型半導(dǎo)體層，但是其不限于此。而且，具有與第二導(dǎo)電類型相反的極性的半導(dǎo)體層，例如，N型半導(dǎo)體層(未示出)可以形成在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116上。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu)110可以具有N-P結(jié)結(jié)構(gòu)、P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、N-P-N結(jié)結(jié)構(gòu)、以及P-N-P結(jié)結(jié)構(gòu)中的一個。其后，第二電極層120形成在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116上。第二電極層120可以包括歐姆層(未示出)、反射層(未示出)、粘附層(未示出)、 以及導(dǎo)電支撐層(未示出)。例如，第二電極層120可以包括歐姆層(未示出)。歐姆層歐姆接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)110 以將電力平滑地提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)110。而且，通過多層堆疊單個金屬或者金屬合金和金屬氧化物可以形成歐姆層。例如，歐姆層可以由銦錫氧化物(ΙΤ0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、銦鋅錫氧化物 (ΙΖΤ0)、銦鋁鋅氧化物(ΙΑΖ0)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、銦鎵錫氧化物)(IGTO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銻錫氧化物(ΑΤΟ)、鎵鋅氧化物(GZO)、IZO 氮化物(IZON)、Al-Ga ZnO (AGZO)、 In-GaZnO(IGZO)、ZnO、IrOx, RuOx, NiO、RuOx/1 TO, Ni/IrOx/Au, Ni/Ir0x/Au/IT0, Ag、Ni、 Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、以及Hf中的至少一個形成，但是其不限于此。第二電極層120包括反射層(未示出)以反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)110入射的光，從而提高光提取效率。例如，反射層可以由包括 Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf 中的至少一個的金屬或者合金形成。而且，使用金屬或者合金和諸如IZ0、IZT0、IAZ0、IGZ0、IGT0、AZ0、 或者ATO的光透射導(dǎo)電材料可以以多層結(jié)構(gòu)形成反射層。例如，反射層可以具有IZ0/Ni、 AZ0/Ag、IZ0/Ag/Ni、或者 AZ0/Ag/Ni 的堆疊結(jié)構(gòu)。 當(dāng)?shù)诙姌O層120包括粘附層時，反射層可以用作粘附層或者包括阻擋金屬或者結(jié)合金屬。例如，粘附層可以由Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag以及Ta中的至少一個形成。第二電極層120可以包括導(dǎo)電支撐襯底。導(dǎo)電支撐襯底支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)110并且將電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)110。導(dǎo)電支撐襯底可以由具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性的導(dǎo)電半導(dǎo)體材料、金屬、或者金屬合金形成。例如，導(dǎo)電支撐襯底可以由銅(Cu)、銅合金、金(Au)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅鎢 (Cu-W)、以及載具晶圓(例如，Si、Ge、GaAs、GaN、ZnO、SiGe、或者SiC)中的至少一個形成。導(dǎo)電支撐襯底可以具有根據(jù)發(fā)光器件110的設(shè)計而變化的厚度。例如，導(dǎo)電支撐襯底可以具有大約30 μ m至500 μ m的厚度。形成導(dǎo)電支撐襯底的工藝可以包括電化學(xué)金屬沉積工藝、鍍工藝、以及使用共熔金屬的結(jié)合工藝。其后，第一襯底被移除以暴露第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112?？梢允褂眉す鈩冸x工藝或者化學(xué)剝離工藝去除第一襯底?；蛘撸梢酝ㄟ^物理研磨移除第一襯底。接下來，當(dāng)前實施例可以包括在形成發(fā)光結(jié)構(gòu)110之后在發(fā)光結(jié)構(gòu)110上形成光提取結(jié)構(gòu)P的工藝。例如，光提取結(jié)構(gòu)P可以具有不均勻的或者光學(xué)晶體結(jié)構(gòu)，但是其不限于此。通過濕法蝕刻或者干法蝕刻工藝可以形成光提取結(jié)構(gòu)P。接下來，鈍化層130形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110上。在當(dāng)前實施例中，第一鈍化層131可以首先被布置在接觸光提取結(jié)構(gòu)P的頂表面上，并且可以額外地布置包圍發(fā)光結(jié)構(gòu)Iio和第一鈍化層131的側(cè)表面的第二鈍化層132。例如，如圖3中所示，第一鈍化層131形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面上。在這里， 因為沿著光提取結(jié)構(gòu)P的表面形狀形成第一鈍化層131以允許第一鈍化層131的表面保持光提取結(jié)構(gòu)P的表面形狀，所以可以提高光提取效率。在當(dāng)前實施例中，第一鈍化層131可以具有小于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的折射率。在當(dāng)前實施例中，第一鈍化層131可以具有根據(jù)接觸第一鈍化層131的光提取結(jié)構(gòu)P的周期而不同地設(shè)置的最佳折射率。例如，第一鈍化層131根據(jù)光提取結(jié)構(gòu)P的周期可以具有大約1. 4至大約2. 0之間的折射率，但是其不限于此。接下來，如圖4中所示，第二鈍化層132可以形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)表面上。第二鈍化層132也可以形成在形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面上的第一鈍化層131上。沿著第一鈍化層131的表面形狀可以形成第二鈍化層132以提高光提取效率。而且，當(dāng)可以形成預(yù)定的掩模圖案(未示出)時，第二鈍化層132可以不形成在以后將會形成的焊盤電極區(qū)域中，但是其不限于此。在當(dāng)前實施例中，第二鈍化層132可以具有大于第一鈍化層131的折射率的折射率，但是其不限于此。而且，第二鈍化層132可以形成為滿足抗反射涂層條件，但是其不限于此。而且， 第二鈍化層132可以具有小于發(fā)光結(jié)構(gòu)110的折射率的折射率。例如，第二鈍化層132可以根據(jù)背景材料的折射率具有大約1. 57 (在背景材料是空氣的情況下)或者大約1. 89(在背景材料是Si凝膠的情況下，其中其被假定為η = 1. 45) 的折射率以滿足抗反射條件(組成界面的材料的折射率的幾何平均值)，但是其不限于此。 在這里，可以假定為，發(fā)光結(jié)構(gòu)由GaN形成并且GaN具有大約2. 46的折射率，但是其不限于此。在第一實施例中，第二鈍化層132可以具有(λ/4η) X ^ii+l)的厚度(其中，λ是從有源層發(fā)射的光的波長，η是發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率，并且m是零或者正整數(shù))。根據(jù)當(dāng)前實施例，被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上的第二鈍化層132可以滿足抗反射涂層條件。然而，考慮發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率和光提取結(jié)構(gòu)的周期，被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層131可以由具有小于第二鈍化層的折射率的折射率的材料形成以獲得最優(yōu)的光提取效率。接下來，如圖5中所示，焊盤電極區(qū)域中的第一鈍化層131的一部分可以被去除以暴露發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面，從而形成焊盤電極140。在根據(jù)當(dāng)前實施例的發(fā)光器件中，具有相互不同的折射率的多個鈍化層可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面和頂表面上以獲得最佳光量。圖6是根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件102的截面圖。第二實施例可以采用第一實施例的技術(shù)特征。在第二實施例中，第三鈍化層133可以被主要地布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的側(cè)表面上。 而且，第三鈍化層133可以幾乎不布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上。如圖6中所示，第三鈍化層 133可以部分地重疊第一鈍化層131，但是其不限于此。根據(jù)第二實施例，第一鈍化層131可以由足以提高光提取效率的材料形成。而且， 第三鈍化層133可以由滿足抗反射涂層條件的材料形成。因此，鈍化層可以由勝任每個鈍化功能的材料形成以最優(yōu)化光提取效率。圖7是根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件103的截面圖。第三實施例可以采用第一實施例的技術(shù)特征。第三實施例可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)210，其具有傾斜的側(cè)表面以擴大逃逸角錐的范圍， 從而提高光提取效率。通過考慮發(fā)光結(jié)構(gòu)210的材料的適當(dāng)?shù)木w取向執(zhí)行蝕刻工藝可以形成發(fā)光結(jié)構(gòu)210的傾斜的側(cè)表面。在第三實施例中，第二鈍化層132可以具有(λ/4η) X (2m+l)的厚度(這里，λ是從有源層發(fā)射的光的波長，η是發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率，并且m是零或者正整數(shù))。根據(jù)第三實施例，在芯片的形狀具有臺面角θ的情況下，第二鈍化層132的厚度 t2可以增加到U/4n)X^ii+l)/C0S(X)(其中，m是零或者正整數(shù)，χ是零與θ之間的角度，并且θ是發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面的傾斜角度)。第二電極層220可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)210下面。圖8是根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件104的截面圖。第四實施例可以采用第二實施例的技術(shù)特征。第四實施例可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)210，其具有傾斜的側(cè)表面以擴大逃逸角錐的范圍， 從而提高光提取效率?？梢酝ㄟ^考慮發(fā)光結(jié)構(gòu)210的材料的適當(dāng)?shù)木w取向執(zhí)行蝕刻工藝形成發(fā)光結(jié)構(gòu)210的傾斜側(cè)表面。第二電極層220可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)210下面。
根據(jù)第四實施例，在芯片的形狀具有臺面角Θ的情況下，第二鈍化層132的厚度 t2可以增加到U/4n)X^ii+l)/C0S(X)(其中，m是零或者正整數(shù)，χ是零與θ之間的角度，并且θ是發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面的傾斜角度)。圖9是根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件105的截面圖。第五實施例可以采用第四實施例的技術(shù)特征。根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件105可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110和發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面的一部分上的焊盤電極160，其中發(fā)光結(jié)構(gòu)110包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層112、有源層 114、以及第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116。根據(jù)第五實施例，在多個鈍化層130中，可以布置接觸被布置在發(fā)光器件芯片的頂表面上的光提取結(jié)構(gòu)P的第一鈍化層131，并且然后，可以布置接觸光提取結(jié)構(gòu)P的側(cè)表面的第二鈍化層132。當(dāng)前實施例可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)110上的第一電極140。焊盤電極160可以被電氣地連接到第一電極140。光提取結(jié)構(gòu)P可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的頂表面上以提高光提取效率。第二電極層120可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110下面。第二電極層120可以包括歐姆層122、反射層124、耦合層125、以及支撐襯底126。保護構(gòu)件190可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110的下側(cè)的外部。電流阻擋層可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110和歐姆層122之間。保護構(gòu)件190可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)110和耦合層125之間的周圍區(qū)域中。因此， 保護構(gòu)件190具有環(huán)形、回路形、或者方框形。保護構(gòu)件190的一部分可以垂直地重疊發(fā)光結(jié)構(gòu)110。保護構(gòu)件190可以增加有源層114和耦合層125的側(cè)表面之間的距離以防止耦合層125和有源層114被相互電氣地短路。而且，保護構(gòu)件190可以防止在芯片分離工藝中出現(xiàn)電氣短路。保護構(gòu)件190可以由絕緣材料、具有小于反射層124或者耦合層125的導(dǎo)電性的材料、或者與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層116形成肖特基接觸的材料形成。例如，保護構(gòu)件190 可以由 ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGT0、ΑΖΟ、ΑΤΟ、ZnO、SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Α1203、 Ti0x、Ti。2、Ti、Al、以及Cr中的至少一個形成。圖10是根據(jù)實施例的包括發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的截面圖。參考圖10，根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝包括封裝主體205、第三電極層213和第四電極層214，該第三和第四電極層213和214被布置在封裝主體205上；發(fā)光器件100，該發(fā)光器件100被布置在封裝主體205上并且被電氣地連接到第三電極層213和第四電極層 214 ；以及成型構(gòu)件MO ；該成型構(gòu)件240包圍發(fā)光器件100。封裝主體205可以由硅材料、合成樹脂材料、或者金屬材料形成。傾斜表面可以被布置在發(fā)光器件100周圍。第三電極層213和第四電極層214被相互電氣地分離并且將電力提供到發(fā)光器件 100。而且，第三電極層213和第四電極層214可以反射在發(fā)光器件100中產(chǎn)生的光以提高光效率，并且可以將在發(fā)光器件100產(chǎn)生的熱散發(fā)到外部。發(fā)光器件100可以應(yīng)用于圖1、圖6、圖7、或者圖8的垂直型發(fā)光器件，但是其不限于此。發(fā)光器件100可以被布置在封裝主體205上或者第三電極層213或者第四電極層 214 上。使用引線鍵合方法、倒裝芯片方法、以及貼片方法可以將發(fā)光器件100電氣地連接到第三電極層213和/或第四電極層214。在當(dāng)前實施例中，發(fā)光器件100可以通過布線電氣地連接到第三電極層213。而且，發(fā)光器件100可以直接地接觸第四電極層214，并且因此被電氣地連接到第四電極層214。成型構(gòu)件240可以包圍發(fā)光器件100以保護發(fā)光器件。而且，成型構(gòu)件240可以包括熒光體以改變從發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長。多個根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝可以被布置在板上。而且，諸如導(dǎo)光板、棱鏡片、 漫射片、以及熒光片的光學(xué)構(gòu)件可以被布置在從發(fā)光器件封裝發(fā)射的光的路徑上。發(fā)光器件封裝、板、以及光學(xué)構(gòu)件可以用作背光單元或者照明單元。例如，照明系統(tǒng)可以包括背光單元、照明單元、指示裝置、燈、街燈等等。圖11是根據(jù)實施例的照明單元1100的透視圖。圖11中所示的照明單元1100是照明系統(tǒng)的示例，但是其不限于此。參考圖11，照明單元1100包括殼體1110、被布置在殼體1110中的發(fā)光模塊1130、 以及連接端子1120，該連接端子1120被布置在殼體1110中以接收來自于外部電源的電力。殼體1110可以由具有改進的散熱特性的材料形成。例如，殼體1110可以由金屬材料或者樹脂材料形成。發(fā)光模塊1130可以包括板1132和安裝在板1132上的至少一個發(fā)光器件封裝 200。電路圖案可以被印制在絕緣體上以形成板1132。例如，板1132可以包括印制電路板(PCB)、金屬核PCB、柔性PCB、或者陶瓷PCB。而且，板1132可以由能夠有效地反射光的材料形成。板1132的表面可以被涂有有色材料，例如，通過其有效地反射光的白色或者銀色材料。發(fā)光器件封裝200可以被安裝在板1132上。發(fā)光器件封裝200可以包括至少一個發(fā)光二極管(LED) 100。發(fā)光二極管100可以包括發(fā)射紅色、綠色、藍色或者白色的光的彩色發(fā)光二極管，和發(fā)射紫外(UV)光的UV發(fā)光二極管。發(fā)光模塊1130可以包括多個發(fā)光器件封裝200以獲得各種顏色和亮度。例如， 可以相互組合地布置白色發(fā)光器件、紅色發(fā)光器件、以及綠色發(fā)光器件以確保高顯色指數(shù) (CRI)。連接端子1120可以被電氣地連接到發(fā)光模塊1130以提供電力。如圖11中所示， 盡管連接端子1120被螺紋插入到插座方式的外部電源，但是本公開不限于此。例如，連接端子1120可以具有插頭形狀。因此，連接端子1120可以被插入到外部電源中或者使用互連連接到外部電源。圖12是根據(jù)實施例的背光單元1200的分解透視圖。圖12中所示的背光單元1200 是照明系統(tǒng)的示例，但是其不限于此。根據(jù)實施例的背光單元1200可以包括導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1M0、反射構(gòu)件 1220、以及底蓋1230，但是其不限于此。發(fā)光模塊1240可以將光提供給導(dǎo)光板1210。反射構(gòu)件1220可以被布置在導(dǎo)光板1210下面。底蓋1230可以容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊 1M0、以及反射構(gòu)件1220。導(dǎo)光板1210漫射光以產(chǎn)生平面光。導(dǎo)光板1210可以由透明材料形成。例如，導(dǎo)光板1210可以由諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸基樹脂材料、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、環(huán)烯烴共聚物(COC)樹脂、以及聚萘二甲酸乙二酯(PEN) 樹脂中的一個形成。發(fā)光模塊1240將光提供到導(dǎo)光板1210的至少一個表面。因此，發(fā)光模塊1240可以被用作包括背光單元的顯示裝置的光源。發(fā)光模塊1240可以接觸導(dǎo)光板1210，但是其不限于此。特別地，發(fā)光模塊1240可以包括基板1對2，和安裝在基板1242上的多個發(fā)光器件封裝200。基板1242可以接觸導(dǎo)光板1210，但是其不限于此?；?242可以是包括電路圖案(未示出)的PCB。然而，基板1242可以包括金屬核PCB或者柔性PCB以及PCB，但是其不限于此。發(fā)光器件封裝200可以具有基板1242上的發(fā)射光的發(fā)光表面并且與導(dǎo)光板1210 隔開預(yù)定距離。反射構(gòu)件1220可以被布置在導(dǎo)光板1210的下方。反射構(gòu)件1220反射被入射到導(dǎo)光板1210的底表面的光以在向上方向上前進，從而提高背光單元的亮度。例如，反射構(gòu)件可以由PET、PC、以及PVC中的一個形成，但是其不限于此。底蓋1230可以容納導(dǎo)光板1210、發(fā)光模塊1240、以及反射構(gòu)件1220。為此，底蓋 1230可以具有盒形狀，其具有開口的上側(cè)，但是其不限于此。底蓋1230可以由金屬材料或者樹脂材料形成。而且，可以使用按壓形成工藝或者擠出成型工藝制造底蓋1230。在根據(jù)實施例的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及照明系統(tǒng)中，具有相互不同的折射率的多個鈍化層可以被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面和頂表面上以獲得最佳光量。在本說明書中對于“一個實施例”、“實施例”、“示例性實施例”等的引用意味著結(jié)合實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在說明書中， 在各處出現(xiàn)的這類短語不必都表示相同的實施例。此外，當(dāng)結(jié)合任何實施例描述特定特征、 結(jié)構(gòu)或特性時，都認(rèn)為結(jié)合實施例中的其它實施例實現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠想到的。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個示例性實施例描述了實施例，但是應(yīng)該理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到多個其它修改和實施例，這將落入本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)。更加具體地，在本說明書、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主要內(nèi)容組合布置的組成部件和/ 或布置中，各種變化和修改都是可能的。除了組成部件和/或布置中的變化和修改之外，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，替代使用也將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的鈍化層，其中所述鈍化層包括第一鈍化層，在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上；和第二鈍化層，所述第二鈍化層具有不同于所述第一鈍化層的折射率，所述第二鈍化層被布置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中所述第二鈍化層具有大于所述第一鈍化層的折射率的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層還被布置在位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的所述第一鈍化層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第一鈍化層具有小于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層滿足抗反射涂層條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層具有(λ/4η)X ^ii+l)的厚度，這里，λ是從所述有源層發(fā)射的光的波長，η是所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率，并且m是零或者正整數(shù)。
6.一種發(fā)光器件，包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的鈍化層，其中所述鈍化層包括第一鈍化層，在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上；和第二鈍化層，所述第二鈍化層具有不同于所述第一鈍化層的折射率的折射率，所述第二鈍化層被布置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中光提取結(jié)構(gòu)在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層具有大于所述第一鈍化層的折射率的折射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層還被布置在位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的所述第一鈍化層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述第一鈍化層具有小于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率的折射率。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層滿足抗反射涂層條件。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層具有(λ/4η)X (2m+l)的厚度，這里，λ是從所述有源層發(fā)射的光的波長，η是所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率，并且m是零或者正整數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述第一鈍化層和所述第二鈍化層中的至少一個包括在其表面上的光提取結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光器件，其中所述第一鈍化層和所述第二鈍化層中的至少一個包括在其表面上的光提取結(jié)構(gòu)，并且所述第一鈍化層和所述第二鈍化層中的至少一個沿著所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的光提取結(jié)構(gòu)的形狀布置。
14.一種發(fā)光器件，包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及在所述第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和所述第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的鈍化層，其中所述鈍化層包括第一鈍化層，在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上；和第二鈍化層，所述第二鈍化層具有不同于所述第一鈍化層的折射率的折射率，所述第二鈍化層被布置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括傾斜側(cè)表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層具有(λ/4η)X ^ii+l)/ cos (χ)的厚度，這里，m是零或者正整數(shù)，χ是零與θ之間的角度，并且θ是發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面的傾斜角度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，進一步包括所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上的光提取結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層具有大于所述第一鈍化層的折射率的折射率。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第二鈍化層還被布置在位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的所述第一鈍化層上。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第一鈍化層具有小于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率的折射率。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光器件，其中所述第一鈍化層和所述第二鈍化層中的至少一個包括在其表面上的光提取結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光器件。該發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層、以及第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間的有源層；和保護發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面的鈍化層。鈍化層包括發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一鈍化層；和第二鈍化層，該第二鈍化層具有不同于第一鈍化層的折射率，第二鈍化層被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上。第二鈍化層具有大于第一鈍化層的折射率。
文檔編號H01L33/44GK102163675SQ20111003629
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者金鮮京 申請人:Lg伊諾特有限公司