專利名稱：發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝和燈單元的制作方法
技術領域：
本公開涉及一種發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝和燈單元。
背景技術：
發(fā)光器件是一種用于將電能轉換成光的半導體器件。發(fā)光器件的實例可以包括發(fā)光二極管和激光二極管。與諸如熒光燈和白熾燈泡的現(xiàn)有技術光源相比，這種發(fā)光器件具有諸如低功耗、半永久壽命周期、快速響應時間、安全性和環(huán)境友好性的優(yōu)點。為了利用發(fā)光器件替代現(xiàn)有光源，正在進行很多研究。此外，根據(jù)作為在室內(nèi)和室外場所中使用的各種燈和諸如液晶顯示器裝置、記分板和路燈的照明裝置的光源的趨勢， 發(fā)光器件正在被越來越多地使用。

發(fā)明內(nèi)容
實施例提供一種具有改進的光提取效率和寬的取向角度的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及燈單元。在一個實施例中，一種發(fā)光器件提供支撐襯底；發(fā)光結構層，所述發(fā)光結構層被設置在支撐襯底上，該發(fā)光結構層包括第一導電類型半導體層、第二導電類型半導體層、以及被設置在第一導電類型半導體層和第二導電類型半導體層之間的有源層；電極，所述電極被電連接到第一導電類型半導體層；以及體積層(volume layer)，所述體積層被設置在發(fā)光結構層上，該體積層具有大于電極厚度的厚度。在另一實施例中，一種發(fā)光器件封裝包括主體；發(fā)光器件，所述發(fā)光器件被設置在主體上；以及第一和第二電極層，所述第一和第二電極層被電連接到發(fā)光器件，其中該發(fā)光器件包括支撐襯底；發(fā)光結構層，所述發(fā)光結構層被設置在支撐襯底上，該發(fā)光結構層包括第一導電類型半導體層、第二導電類型半導體層、以及被設置在第一導電類型半導體層和第二導電類型半導體層之間的有源層；電極，所述電極被電連接到第一導電類型半導體層；以及體積層，所述體積層被設置在發(fā)光結構層上，該體積層具有大于電極厚度的厚度。在進一步的另一實施例中，一種燈單元包括板；發(fā)光器件，所述發(fā)光器件被設置在板上；以及光學構件，從發(fā)光器件發(fā)射的光通過所述光學構件，其中該發(fā)光器件包括支撐襯底；發(fā)光結構層，所述發(fā)光結構層被設置在支撐襯底上，該發(fā)光結構層包括第一導電類型半導體層、第二導電類型半導體層、以及被設置在第一導電類型半導體層和第二導電類型半導體層之間的有源層；電極，所述電極被電連接到第一導電類型半導體層；以及體積層，所述體積層被設置在發(fā)光結構層上，該體積層具有大于電極厚度的厚度。


圖1是根據(jù)實施例的發(fā)光器件的截面視圖；圖2至14是示出制造根據(jù)實施例的發(fā)光器件的工藝的視圖15是示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件的修改實例的截面視16是示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件的另一修改實例的截面視圖；圖17是示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件的另一修改實例的截面視圖；圖18是示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件的另一修改實例的截面視圖；圖19是示出根據(jù)另一實施例的發(fā)光器件的修改實例的截面視圖；圖20是包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的截面視圖；圖21是示出包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件的背光單元的透視圖；圖22是包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝的照明單元的視圖。
具體實施例方式在實施例的說明中，將理解的是，當層(或者膜)、區(qū)域、圖案或者結構被稱作在另一個層(或者膜)、區(qū)域、焊盤或者圖案“上”或者“下”時，術語“上”和“下”包括“直接地” 和“間接地”這兩種含義。此外，關于在每一個層“上”和“下”的參考將是基于附圖作出的。在附圖中，為了說明方便和清楚起見，每一個層的厚度或者尺寸被夸大、省略或者概略地示意。在附圖中，為了說明方便和清楚起見，每一個層的厚度或者尺寸被夸大、省略或者概略地示意。在下文中，將參考附圖來描述實施例。圖1是根據(jù)實施例的發(fā)光器件的截面視圖。參考圖1，根據(jù)實施例的發(fā)光器件100包括導電支撐襯底175、被設置在導電支撐襯底175上以產(chǎn)生光的發(fā)光結構層135、以及在發(fā)光結構層135上的電極115。發(fā)光結構層135可以包括第一導電類型半導體層110、有源層120、以及第二導電類型半導體層130。從第一和第二導電類型半導體層110和130供應的電子和空穴可以在有源層120中相互復合以產(chǎn)生光。粘合層170、反射層160、歐姆接觸層150、電流阻擋層(CBL) 145和保護構件140可以被設置在導電支撐襯底175和發(fā)光結構層135之間。鈍化層180可以被設置在發(fā)光結構層135的側表面上。導電支撐襯底175可以支撐發(fā)光結構層135以與電極115 —起地將電力提供到發(fā)光結構層135中。例如，導電支撐襯底175可以由銅(Cu)、金(Au)、鎳(Ni)、· (Mo)Xu-W, Si、Ge、GaAs、ZnO和SiC中的至少一種來形成。然而，本公開不限于此。例如，以導電支撐襯底175替代的絕緣襯底可以被用于形成獨立的電極。導電支撐襯底175可以具有大約30 μ m至大約500 μ m的厚度。然而，本公開不限于此。例如，導電支撐襯底175可以具有根據(jù)發(fā)光器件100的設計而改變的厚度。粘合層170可以被設置在導電支撐襯底175上。粘合層170可以用作結合層。此夕卜，粘合層170可以被設置在反射層160和保護構件140下方。粘合層170可以接觸反射層160、歐姆層150的端部和保護構件140以增強在反射層160、歐姆層150和保護構件140 之間的粘附性。粘合層170可以由勢壘金屬或者結合金屬來形成。例如，粘合層170可以由Ti、 Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Al、Si、Ag 和 Ta 中的至少一種來形成。粘合層170可以被設置在反射層160上。反射層160可以反射從發(fā)光結構135發(fā)射到反射層160的光，以改進發(fā)光器件100的發(fā)光效率。例如，反射層 160 可以由 Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf 及其合金中的至少一種來形成。此外，可以使用上述金屬或者合金以及諸如銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、銦鋁鋅氧化物(IAZO)、銦鎵錫氧化物(IGTO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、鋁鋅氧化物(AZO)或者銻錫氧化物(ATO)的光透射導電材料，將反射層160實現(xiàn)為多層。例如，反射層160可以具有IZ0/Ni、AZ0/Ag、IZ0/Ag/Ni、AZ0/Ag/Ni、Ag/Cu或者 Ag/Pd/Cu的堆疊結構。歐姆層150可以被設置在反射層160上。歐姆層150可以歐姆接觸第二導電類型半導體層130，以順利地將電力供應到發(fā)光結構層135中?？梢允褂忙│?、ΙΖΟ、ΙΖΤ0、ΙΑΖ0、 IGZO、IGTO、AZO、ΑΤΟ、GZO (鎵鋅氧化物)、IrOx, RuOx, RuOx/1 TO, Ni、Ag、Pt、Ni/IrOx/Au 禾口 Ni/Ir0x/Au/IT0中的至少一種，將歐姆層150實現(xiàn)為單層或者多層。如上所述，在當前的實施例中，作為實例描述了其中反射層160的頂表面接觸歐姆層150的結構。然而，反射層160可以接觸保護構件140、CBL 145或者發(fā)光結構層135。CBL 145可以被設置在歐姆層150和第二導電類型半導體層130之間。CBL 145 可以具有與第二導電類型半導體層130接觸的頂表面和與歐姆層150接觸的下表面和側表面。CBL 145可以被設置成使得其至少一部分與電極115豎直地重疊。相應地，可以減少其中電流被聚集于在電極115和導電支撐襯底175之間的最短距離中的現(xiàn)象，以改進發(fā)光器件100的發(fā)光效率。CBL 145可以由電絕緣材料、具有比反射層160或者粘合層170的導電性更低的導電性的材料或者與第二導電類型半導體層130肖特基接觸的材料來形成。例如，CBL 145可以由 ΙΤΟ、ΙΖΟ、ΙΖΤΟ、ΙΑΖ0、IGZO、IGTO、AZO、ΑΤΟ、ZnO、Si02、SiOx、SiOxNy、Si3N4、A1203、TiOx、 TiO2, Ti、Al和Cr中的至少一種形成。如上所述，雖然歐姆層150接觸CLB 145的底表面和側表面，但是本公開不限于此。因此，雖然歐姆層150和CBL 145被相互間隔開，但是歐姆層150可以僅接觸CBL 145 的側表面?？商孢x地，CBL 145可以被設置在反射層160和歐姆層150之間。保護構件140可以被設置在粘合層170的頂表面的周圍上。即，保護構件140可以被設置于在發(fā)光結構層135和粘合層170之間的周圍上。保護構件140可以具有環(huán)形狀、 圈形狀或者框架形狀。保護構件140的一部分可以與發(fā)光結構層135豎直地重疊。保護構件140可以增加在粘合層170和有源層120之間的側表面的距離，以防止粘合層170和有源層120相互電短路。此外，保護構件140可以防止?jié)駳馔ㄟ^在發(fā)光結構層135和導電支撐部件175之間的間隙滲透。另外，保護構件140可以防止在芯片分離處理中發(fā)生電短路。更加詳細地，當對發(fā)光結構層135執(zhí)行隔離蝕刻處理，以將發(fā)光結構層135分離成單元芯片區(qū)域時，可以在第二導電類型半導體層130和有源層120之間或者在有源層120和第一導電類型半導體層110 之間附著在粘合層170中產(chǎn)生的碎片，以引起電短路。保護構件140可以防止電短路發(fā)生。 保護構件140可以由在隔離蝕刻處理期間不斷裂或者并不產(chǎn)生碎片的材料或者即使其小部分斷裂或者產(chǎn)生少量碎片也不被電短路的材料形成。保護構件140可以被稱為隔離層或者溝道層。
保護構件140可以由電絕緣材料、具有比反射層160或者粘合層170的導電性更低的導電性的材料或者與第二導電類型半導體層130肖特基接觸的材料來形成。例如，保護構件 140 可以由 IT0、IZ0、IZT0、IAZ0、IGZ0、IGT0、AZ0、AT0、Zn0、Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4、 Al203、Ti0x、Ti02、Ti、Al和Cr中的至少一種來形成。 此外，發(fā)光結構層135可以被設置在歐姆層150和保護構件140上。發(fā)光結構層 135可以由于用于將多個芯片劃分成單元芯片區(qū)域的隔離蝕刻處理而具有傾斜的側表面。半導體結構層135可以包括多個III-V族化合物半導體層。發(fā)光結構層135可以包括第一導電類型半導體層110、第二導電類型半導體層130、以及被設置在第一導電類型半導體層110和第二導電類型半導體層130之間的有源層120。這里，第二導電類型半導體層130可以被設置在歐姆層150和保護構件140上。此外，有源層120可以被設置在第二導電類型半導體層130上，并且第一導電類型半導體層110可以被設置在有源層120上。第一導電類型半導體層110可以包括其中摻雜第一導電類型摻雜劑的III-V族化合物半導體。例如，第一導電類型半導體層110可以包括N型半導體層?？梢酝ㄟ^將N型摻雜劑摻雜到具有組成式InxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的半導體材料中而實現(xiàn)N型半導體層。例如，可以通過將諸如Si、Ge、Sn、Se或者Te的N型摻雜劑摻雜到 GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、Al InN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 或者 AlGaInP 中而形成第一導電類型半導體層110。第一導電類型半導體層110可以被形成為單層或者多層，但是不限于此。有源層120可以具有單量子阱結構、多量子阱(MQW)結構、量子點結構和量子線結構之一，但是不限于此。有源層120可以由具有組成式InxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1) 的半導體材料來形成。當有源層120具有MQW結構時，多個阱層和多個勢壘層可以彼此堆疊，以形成有源層120。例如，InGaN阱層和GaN勢壘層可以交替地彼此堆疊，以形成有源層 120。摻雜有N型或者P型摻雜劑的包覆層可以被設置在有源層120上和/或下方。該包覆層可以包括AlGaN層或者InAlGaN層。第二導電類型半導體層130可以包括在其中摻雜第二導電類型摻雜劑的III-V族化合物半導體。例如，第二導電類型半導體層130可以包括P型半導體層?？梢酝ㄟ^將P型摻雜劑摻雜到具有組成式InxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1， 0 ^ x+y ^ 1)的半導體材料中，來實現(xiàn)P型半導體層。例如，可以通過將諸如Mg、Zn、Ca、Sr 或者 Br 的 P 型摻雜劑摻雜到 GaN、A1N、AlGaN, InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs, GaP, GaAs、GaAsP或者AlGaInP中，而形成第二導電類型半導體層130。第二導電類型半導體層 130可以被形成為單層或者多層，但是不限于此。如上所述，第一導電類型半導體層110可以包括P型半導體層，并且第二導電類型半導體層130可以包括N型半導體層。然而，本公開不限于此。因此，第一導電類型半導體層110可以包括P型半導體層，并且第二導電類型半導體層130可以包括N型半導體層。此夕卜，另一 N型或者P型半導體層可以被設置在第二導電類型半導體層130下方。因此，發(fā)光結構層135可以具有np結結構、pn結結構、npn結結構和pnp結結構中的至少一種。此外， 摻雜劑可以被均勻地或者非均勻地分別地摻雜到第一和第二導電類型半導體層110和130中。即，發(fā)光結構層135可以具有各種結構，而不限于該實施例。光提取圖案112可以被設置在發(fā)光結構層135的頂表面上。光提取圖案112可以使發(fā)光結構層135的表面全反射的光量最小化，以改進發(fā)光器件100的光提取效率。光提取圖案112可以具有隨機形狀和布置。此外，光提取圖案112可以具有特定形狀和布置。例如，光提取圖案112可以具有包括大約50nm到大約3000nm的周期的光子晶體結構。該光子晶體結構可以由于干涉效應而有效地向外部提取具有特定波長范圍的光。

此外，光提取圖案112可以具有諸如柱形形狀、多棱柱形狀、錐體形狀、多棱錐體形狀、截頭錐體和多邊形截頭錐體的各種形狀，但是不限于此。體積層190可以被設置在發(fā)光結構層135上。體積層190可以由絕緣且光透射材料來形成。例如，體積層190可以由Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4和Al2O3中的至少一種來形成。這里，體積層190可以由具有的折射率小于用于形成發(fā)光結構層135的材料(例如，GaN)的折射率的材料來形成。此外，當體積層190被施加到發(fā)光器件封裝時，體積層190 可以由具有的折射率大于用于模制發(fā)光器件100的模制構件(見，圖20的附圖標記40)的折射率的材料來形成。如上所述，折射率可以從光結構層135到模制構件逐漸地降低，以改進外部光提取效率。根據(jù)實施例，在發(fā)光器件100中產(chǎn)生的光可以被非常好地發(fā)射到外部。 例如，因為SiO2具有大約1.5的折射率，并且Al2O3具有大約1.7的折射率，所以可以滿足上述條件。在當前的實施例中，具有預定厚度的體積層190可以被設置在發(fā)光結構層135上， 以防止在發(fā)光結構層135中產(chǎn)生的光在上部方向上集中。當與水平類型發(fā)光器件相比時， 在豎直類型發(fā)光器件中，因為發(fā)光結構層135具有大于發(fā)光結構層135的側表面區(qū)域的頂部區(qū)域，所以在發(fā)光結構層135中產(chǎn)生的光可以在豎直方向上集中地發(fā)射。然而，根據(jù)當前的實施例，可以提供體積層190，以允許在發(fā)光結構層135中產(chǎn)生的光在通過體積層190時被向上地且橫向地發(fā)射。在根據(jù)實施例的發(fā)光器件中，可以防止能夠當被提取到外部的光在豎直方向上集中時發(fā)生的效率降低。例如，當使用其中光在豎直方向上集中地發(fā)射的發(fā)光器件來實現(xiàn)發(fā)光器件封裝時，會存在因為光在上部方向上集中地發(fā)射而使取向角度減小的限制。然而，根據(jù)實施例，因為通過體積層190而被提取到外部的光可以在上部方向和橫向方向上發(fā)射， 所以可以提供具有寬的取向角度或者寬的光束擴展角度的發(fā)光器件封裝。此外，當使用根據(jù)實施例的發(fā)光器件來實現(xiàn)發(fā)光器件封裝時，可以有效地防止熒光體劣化。第二光提取圖案192可以被設置在體積層190的頂表面上。第二光提取圖案192 可以使由其表面全反射的光量最小化，以改進發(fā)光器件100的光提取效率。第二光提取圖案192可以具有隨機形狀和布置。此外，第二光提取圖案192可以具有隨機形狀和布置。例如，第二光提取圖案192可以具有包括大約50nm到大約3000nm的周期的光子晶體結構。該光子晶體結構可以由于干涉效應而有效地向外部提取具有特定波長范圍的光。此外，第二光提取圖案192可以具有諸如柱形形狀、多棱柱形狀、錐體形狀、多棱錐體形狀、截頭錐體和多邊形截頭錐體的各種形狀，但是不限于此。在當前的實施例中，第二光提取圖案192可以被設置在體積層190的暴露表面 (即，圖1的頂表面)上，以更加改進光提取效率。如上所述，雖然光提取圖案112被設置于第一導電類型半導體層110，但是由于非均勻的晶體結構，光提取圖案112可以是非均勻的。即，可以在第一導電類型半導體層110的頂表面的至少一個部分上存在平面，并且因此，光損失可以發(fā)生。相應地，在當前的實施例中，第二光提取圖案192可以被設置于在第一導電類型半導體層110上設置的體積層190的一個表面上，以減小光損失。即，光提取圖案112和第二光提取圖案192可以被雙重地設置，以使發(fā)光效率最大化體積層190可以具有大約1 μ m至大約200 μ m的厚度。當體積層的厚度Tl小于大約Iym時，會難以有效地在橫向方向上提取光。此外，由于體積層190的、薄的厚度，會難以在體積層190的頂表面上形成第二光提取圖案192。此外，當體積層190的厚度Tl增加時，導電支撐襯底175的厚度應該被降低。通常，導電支撐襯底175的厚度增加越多，則發(fā)光效率可以提高得越多。考慮到上述條件，體積層180可以具有大約200 μ m或者更小的厚度Tl，以形成具有足夠的厚度的導電支撐襯底175。根據(jù)實施例，如在圖17中所示，可以在體積層190的側表面上設置粗糙部或者非平坦圖案。因此，可以在體積層190的橫向方向上提取更大量的光。電極115可以在第一導電類型半導體層110上被設置成與其中設置體積層190的區(qū)域間隔開。根據(jù)實施例，可以限定經(jīng)過體積層190且暴露第一導電類型半導體層110的一部分(即，頂表面的一部分)的孔107。這里，電極115可以被設置在孔107內(nèi)。電極115可以具有的寬度Wl等于孔107的寬度W2?？商孢x地，考慮到工藝容限， 電極115可以具有的寬度Wl小于孔107的寬度W2?？?07可以具有大約幾μ m到幾百μπι 的寬度。如在圖1中所示，孔107可以在體積層190中具有均勻的寬度。此外，孔107的寬度可以根據(jù)其高度而改變。例如，當孔107鄰近于第一導電類型半導體層110時，孔107的寬度可以降低。電極115可以具有大約0. 5nm至大約50nm的厚度Τ2。電極115的厚度T2可以被確定成使得在發(fā)光結構層135中產(chǎn)生的光被充分地供應到發(fā)光結構層135，而不被電極115 吸收。電極 115 可以由 Au、Pd、Pt、Ru、Re、Mg、Zn、Hf、Ta、Rh、Ir、W、Ti、Ag、Cr、Mo、Nb、
Al、Ni、Cu、WTi、V及其合金中的至少一種形成。例如，電極115可以包括接觸發(fā)光結構層135以與發(fā)光結構層135歐姆接觸的歐姆層以及在歐姆層上設置的電極層。例如，歐姆層可以由Cr、Al、V或者Ti形成。電極層可以包括順序堆疊的、由Ni或者Al形成的勢壘層、由Cu形成的金屬層、由Ni或者Al形成的勢壘層、以及由Au形成的引線結合層。然而，當前的實施例不限于此。例如，電極層可以被實現(xiàn)為諸如W層、WTi層、Ti層、Al層或者Ag層的單層。因為光提取圖案112被設置在第一導電類型半導體層110的頂表面上，所以與光提取圖案112相對應的圖案可以通過制造工藝而被順利地設置在電極115的底表面上。然而，本公開不限于此。此外，與光提取圖案112相對應的圖案可以被設置在發(fā)光結構層135 的頂表面上。體積層190可以被設置在發(fā)光結構層135上，并且鈍化層180可以被設置在其上未設置電極115的部分上。即，鈍化層180可以被設置在第一導電類型半導體層110的頂表面和側表面以及保護構件140的頂表面上，但是不限于此。在下文中，將參考圖2至14來描述制造根據(jù)實施例的發(fā)光器件100的方法。然而，將省略或者簡要地描述已經(jīng)在以前的示例性實施例中描述的重復說明。圖2至14是示出制造根據(jù)實施例的發(fā)光器件的工藝的視圖。

參考圖2，可以在生長襯底101上形成發(fā)光結構層135。生長襯底101 可以由藍寶石(Al203)、Si、SiC、GaAs、GaN、Zn0、Mg0、GaP、InP 和 Ge 中的至少一種形成。然而，本公開不限于此。例如，生長襯底101可以由各種材料形成?？梢酝ㄟ^在生長襯底101上相繼地生長第一導電類型半導體層110、有源層120和第二導電類型半導體層130，來形成發(fā)光結構層135。例如，可以使用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)工藝、化學氣相沉積(CVD)工藝、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)工藝、分子束外延(MBE)工藝和氫化物氣相外延 (HVPE)工藝之一，來形成發(fā)光結構層135。然而，本公開不限于此?？梢栽谄溟g形成用于減小在發(fā)光結構層135和生長襯底101之間的晶格常數(shù)的緩沖層和/或未摻雜的氮化物層。順序地，如在圖3中所示，保護構件140可以選擇性地形成在發(fā)光結構層135上， 以對應于單元芯片區(qū)域?？梢允褂脴媹D的掩模，將保護構件140可以被形成為圍繞單元芯片區(qū)域。可以使用諸如電子束沉積工藝、濺射工藝和等離子體增強化學氣相沉積(PECVD) 工藝的各種沉積工藝之一來形成保護構件140。參考圖4，可以在第二導電類型半導體層130上形成電流阻擋層145?？梢允褂醚谀D案來形成電流阻擋層145。雖然使用在圖3和4中的獨立的工藝，來形成保護構件140和電流阻擋層145，但是保護構件140和電流阻擋層145可以由彼此相同的材料形成并且使用一個工藝來同時地形成。例如，在第二導電類型半導體層130上形成Si02層之后，可以使用掩模圖案來同時地形成保護構件140和電流阻擋層145。參考圖5和6，可以在第二導電類型半導體層130和電流阻擋層145上相繼地形成歐姆層150和反射層160。例如，可以使用電子束沉積工藝、濺射工藝和PECVD工藝之一，來形成歐姆層150 和反射層160。參考圖7，導電支撐襯底175可以使用作為媒介的粘合層170粘附到圖6的結構。 粘合層170可以接觸反射層160、歐姆層150的端部和保護構件140，以增強在反射層160、 歐姆層150和保護構件140之間的粘附性。在上述實施例中，雖然通過結合工藝、使用粘合層170來耦合導電支撐襯底175， 但是可以在不形成粘合層170的情況下通過鍍覆工藝或者沉積工藝，來耦合導電支撐襯底 175。參考圖8，生長襯底101可以從發(fā)光結構層135去除。圖8示出其中圖7的結構被翻轉的形狀?？梢允褂眉す鈩冸x工藝或者化學剝離工藝，來去除生長襯底101。參考圖9，可以沿著單元芯片區(qū)域，對發(fā)光結構層135執(zhí)行隔離蝕刻處理，以將發(fā)光結構層135劃分成多個發(fā)光結構層135。例如，可以通過諸如電感耦合等離子體(ICP)工藝的干法蝕刻工藝來執(zhí)行隔離蝕刻處理。參考圖10，可以在保護構件140和發(fā)光結構層135上形成鈍化層180。然后，鈍化層180可以被選擇性地去除，以暴露第一導電類型半導體層110的頂表面?？梢栽诘谝粚щ婎愋桶雽w層110的頂表面上形成光提取圖案112，以改進光提取效率?？梢酝ㄟ^濕法蝕刻工藝或者干法蝕刻工藝來形成光提取圖案112。參考圖11，可以對圖10的結構執(zhí)行芯片分離處理，以將該結構劃分成單元芯片區(qū)域，由此制造多個發(fā)光器件。

例如，芯片分離處理可以包括其中使用刀片施加物理力以分離芯片的斷裂工藝、 其中將激光輻射到芯片邊界中以分離芯片的激光劃片工藝、以及包括濕法或者干法蝕刻工藝的蝕刻工藝。然而，本公開不限于此。參考圖12，可以在發(fā)光結構層135的、未形成鈍化層180的頂表面上形成體積層 190?？梢允褂秒娮邮练e工藝、濺射工藝、原子層沉積(ALD)工藝、CVD工藝、PECVD工藝或者ALD工藝來形成體積層190?？梢栽隗w積層190的頂表面上形成第二光提取圖案192，以改進光提取效率。可以通過濕法蝕刻工藝或者干法蝕刻工藝，來形成第二光提取圖案192。參考圖13，孔107被形成為通過體積層190的一部分。例如，可以執(zhí)行使用電感耦合等離子體(ICP)設備的干法蝕刻工藝或者使用諸如 Κ0Η, H2SO4或者H3PO4的蝕刻劑的濕法蝕刻工藝以形成孔107，但是不限于此。參考圖14，可以在第一導電類型半導體層110的、由孔107暴露的頂表面上形成電極115。可以使用濺射工藝或者電子束沉積工藝來形成電極115。如上所述，執(zhí)行芯片分離處理，然后形成體積層190和電極115。然而，本公開不限于此。例如，可以形成體積層190和電極，然后可以執(zhí)行芯片分離處理。制造根據(jù)實施例的發(fā)光器件的工藝不限于此。例如，可以根據(jù)設計來不同地修改特定的工藝。在下文中，將參考圖15、16、18和19來描述根據(jù)修改實例的發(fā)光器件及其制造工藝。圖15是示出根據(jù)另一實施例的發(fā)光器件的修改實例的截面視圖。參考圖15，在當前的修改實例中，電極115被設置于在第一導電類型半導體層110 的頂表面上的體積層190外部。因此，可以省略用于限定經(jīng)過體積層190的、單獨的孔(圖 14的附圖標記107)的工藝。因此，可以簡化制造工藝。除了用于限定孔的工藝，可以通過與圖2至圖12以及圖14的工藝相類似的工藝， 來制造根據(jù)當前修改實例的發(fā)光器件。這里，可以首先在第一導電類型半導體層110上形成電極115，然后可以形成體積層190。根據(jù)實施例，如在圖18中所示，可以在體積層190的側表面上設置粗糙部或者非平坦圖案。因此，可以在體積層190的橫向方向上提取更大量的光。圖16是示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件的另一修改實例的截面視圖。參考圖16，在當前的修改實例中，可以在第一導電類型半導體層110的頂表面上的體積層190外部、即第一導電類型半導體層110的側表面上設置電極115。在根據(jù)當前修改實例的發(fā)光器件中，可以執(zhí)行圖2至12的工藝，然后可以在覆蓋第一導電類型半導體層110的側表面的鈍化層180的區(qū)域中限定開口 185。此后，電極115 可以被設置在開口 185內(nèi)。在附圖中，雖然電極115僅被設置在第一導電類型半導體層110的側表面上，但是電極115可以從第一導電類型半導體層110的頂表面延伸直至側表面。根據(jù)實施例，如在圖19中所示，可以在體積層190的側表面上設置粗糙部或者非平坦圖案。因此，可以在體積層190的橫向方向上提取更大量的光。在下文中，將參考圖20來描述包括根據(jù)當前實施例的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝。 圖20是根據(jù)實施例的、包括該發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的截面視圖。
參考圖20，根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝包括封裝主體20、被設置在封裝主體20上的第一和第二電極層31和32、被設置在封裝主體20上并且被電連接到第一和第二電極層 31和32的發(fā)光器件100、以及圍繞發(fā)光器件100的模制構件40。封裝主體20可以由諸如聚鄰苯二甲酰胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)、聚酰胺 9T(PA9T)的樹脂、金屬、光敏玻璃、Al2O3、陶瓷或者印刷電路板(PCB)來形成。然而，本公開不限于上述材料。可以在封裝主體20中限定具有打開上側的凹部34。凹部34可以具有相對其底表面垂直或者傾斜的側表面。與發(fā)光器件100電連接的第一和第二電極層31和32被設置在封裝主體20上。第一和第二電極層31和32中的每一個均可以由具有預定厚度的金屬板形成?？梢栽诘谝缓偷诙姌O層31和32的表面上鍍覆其他金屬層。第一和第二電極層31和32中的每一個均可以由具有優(yōu)良導電性的金屬形成。例如，具有優(yōu)良導電性的金屬的實例可以包括Ti、Cu、 Ni、Au、Cr、Ta、Pt、Sn 禾口 Ag。第一和第二電極層31和32向發(fā)光器件100供應電力。此外，第一和第二電極層 31和32可以反射在發(fā)光器件100中產(chǎn)生的光，以改進光效率。另外，第一和第二電極層31 和32可以向外部釋放在發(fā)光器件100中產(chǎn)生的熱。與第一和第二電極層31和32電連接的發(fā)光器件100被設置在凹部34內(nèi)。發(fā)光器件100可以通過引線工藝、倒裝芯片工藝和管芯結合工藝之一而被電連接到第一和第二電極層31和32。根據(jù)當前的實施例，發(fā)光器件100可以提供引線50電連接到第一電極層 31。此外，發(fā)光器件100可以直接地接觸第二電極層32并且被電連接到第二電極層32。模制構件40可以圍繞發(fā)光器件100，以保護發(fā)光器件100。此外，模制構件40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。如上所述，模制構件40可以具有的折射率小于發(fā)光器件100的體積層(見圖1的附圖標記190，同上)的折射率，以進一步改進光提取效率。根據(jù)以上實施例和修改實例的發(fā)光器件封裝可以被應用于諸如背光單元、指示器件、燈和路燈的照明系統(tǒng)。這將參考圖21和22來描述。圖21是示出包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件的背光單元的透視圖。圖21的背光單元 1100只是照明系統(tǒng)的實例，并且因此，本公開不限于此。參考圖21，背光單元1100可以包括底蓋1140、被設置在底蓋1140內(nèi)的導光構件 1120、以及在導光構件1120的至少一個表面或者下表面上的發(fā)光模塊1110?？梢栽趯Ч鈽嫾?120下方設置反射片1130。底蓋1140可以具有帶有打開的頂表面以接收導光構件1120、發(fā)光模塊1110和反射片1130的盒子形狀。此外，底蓋可以由金屬或者樹脂形成。然而，本公開不限于此。發(fā)光模塊1110可以包括在板700上安設的多個發(fā)光器件封裝600。發(fā)光器件封裝600可以向導光構件1120提供光。 如在圖21中所示，發(fā)光模塊1110可以被設置在底部框架1140的內(nèi)表面中的至少一個上。因此，發(fā)光模塊1110可以朝向導光構件1120的至少一個側表面提供光。然而，發(fā)光模塊1110可以被設置于在底蓋1140內(nèi)的導光構件1120下方，以向導光構件1120的底表面提供光。可以根據(jù)背光單元1100的設計來不同地改變發(fā)光模塊1110 的位置。導光構件1120可以被設置在底蓋1140內(nèi)。導光構件1120可以接收從發(fā)光模塊 1110提供的光以產(chǎn)生平面光，由此將平面光引導到顯示面板。例如，導光構件1120可以是導光板(LGP)。例如，導光構件1120可以由諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、環(huán)烯烴共聚物(COC)、 聚碳酸酯(PC)和聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂之一來形成。光學片1150可以被設置在導光構件1120上方。例如，光學片1150可以包括擴散片、聚光片、亮度增強片和熒光片中的至少一個。 例如，光學片1150可以通過堆疊擴散片、聚光片、亮度增強片和熒光片來形成。擴散片可以均勻地擴散從發(fā)光模塊1110發(fā)射的光。擴散光可以提供聚光片被收集到顯示面板中。這里，從聚光片發(fā)射的光是隨機偏振光。亮度增強片可以增加從聚光片發(fā)射的光的偏振程度。 例如，聚光片可以是水平和/或豎直棱鏡片。例如，亮度增強片可以是雙亮度增強膜。此外， 熒光片可以是光透射板或者包括熒光體的膜。反射片1130可以被設置在導光構件1120下方。反射片1130可以朝向導光構件 1120的發(fā)光表面反射通過導光構件1120的底表面發(fā)射的光。反射片1130可以由例如PET 樹脂、PC樹脂和聚氯乙烯樹脂的樹脂來形成，但是不限于此。圖22是包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝的照明單元的視圖。然而，圖22的照明單元1200被描述為照明系統(tǒng)的實例。因此，本公開不限于此。參考圖22，照明單元1200可以包括殼體1210、被設置在殼體1210上的發(fā)光模塊 1230、以及被設置在殼體1210上以從外部電源接收電力的連接端子1220。殼體1210可以由具有良好的熱耗散特性的材料形成。例如，殼體1210可以由金屬或者樹脂形成。發(fā)光模塊1230可以包括板700以及在板700上安裝的至少一個發(fā)光器件封裝 600?？梢栽诮^緣材料上印刷電路圖案，以形成板700。例如，板700可以包括印刷電路板(PCB)、金屬芯PCB、柔性PCB或者陶瓷PCB。此外，板700可以由能夠有效反射光的材料形成?？商孢x地，可以利用有效反射光的、例如白色或者銀色材料的顏色材料來涂覆板700的表面?？梢栽诎?00上安裝至少一個發(fā)光器件封裝600。發(fā)光器件封裝600中的每一個可以包括至少一個發(fā)光器件。該發(fā)光器件可以包括發(fā)射紅色、綠色、藍色或者白色光的彩色發(fā)光器件、以及發(fā)射紫外(UV)光的UV發(fā)光器件。發(fā)光模塊1230可以具有發(fā)光器件的各種組合，以獲得想要的顏色和亮度。例如， 可以彼此相組合地設置白色發(fā)光器件、紅色發(fā)光器件和綠色發(fā)光器件以確保高顯色指數(shù) (CRI)。可以在從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光的路徑中設置熒光片。熒光片可以改變從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光的波長。例如，當從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光具有藍色波長時，可以在熒光片中包含黃色熒光體。這里，從發(fā)光模塊1230發(fā)射的藍色光可以通過熒光片以實現(xiàn)黃色光。最終，藍色光和黃色光可以相互混合以實現(xiàn)白色光。連接端子1220可以被電連接到發(fā)光模塊1230以向發(fā)光模塊1230提供電力。參考圖22，連接端子1220被旋擰耦合到插座形式的外部電源，但是不限于此。例如，連接端子 1220可以具有插腳形狀，并且因此被插入外部電源中?？商孢x地，連接端子1220可以被導線連接到外部電源。如上所述，在該照明系統(tǒng)中，導光構件、擴散片、聚光片、亮度增強片和熒光片中的至少一個可以被設置在從發(fā)光模塊發(fā)射的光的路徑上以獲得所期光學效果。如上所述，因為該照明系統(tǒng)包括具有優(yōu)良效率的發(fā)光器件封裝，所以該照明系統(tǒng)可以具有優(yōu)良的光效率和特性。根據(jù)實施例的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝和燈單元可以具有改進的光提取效率和寬的取向角度。在以上實施例中描述的特征、結構和效果被并入到本公開的至少一個實施例中， 但是不限于僅一個實施例。此外，對于另一個實施例，本領域技術人員能夠容易地組合和修改在一個實施例中例示的特征、結構和效果。因此，這些組合和修改應該被理解為落入本公開的范圍內(nèi)。雖然已經(jīng)參考其多個示意性實施例描述了實施例，但是應該理解，本領域技術人員能夠設計將落入本公開原理的精神和范圍內(nèi)的多個其他修改和實施例。更加具體地，在本公開、附圖和所附權利要求的范圍內(nèi)，在主題組合布置的組成部件和/或布置方面，各種變化和修改是可能的。除了在組成部件和/或布置方面的變化和修改之外，對于本領域技術人員而言，可替代的使用也將是明顯的。
權利要求
1.一種發(fā)光器件，包括支撐襯底；發(fā)光結構層，所述發(fā)光結構層被設置在所述支撐襯底上，所述發(fā)光結構層包括第一導電類型半導體層、第二導電類型半導體層、以及被設置在所述第一導電類型半導體層和所述第二導電類型半導體層之間的有源層；電極，所述電極被電連接到所述第一導電類型半導體層；以及體積層，所述體積層被設置在所述發(fā)光結構層上，所述體積層具有大于所述電極厚度的厚度。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述體積層具有1μ m至20 μ m的厚度。
3.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述體積層由具有折射率小于用于形成所述發(fā)光結構層的材料的折射率的材料來形成。
4.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述體積層由Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4、Ti02， 和Al2O3中的至少一種材料來形成。
5.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述體積層被設置在所述第一導電類型半導體層上，并且所述電極與在所述第一導電類型半導體層上不設置體積層的區(qū)域間隔開。
6.根據(jù)權利要求5所述的發(fā)光器件，其中，所述體積層具有暴露所述第一導電類型半導體層的一部分的孔，并且所述電極被設置在所述孔內(nèi)。
7.根據(jù)權利要求5所述的發(fā)光器件，其中，所述電極被設置在所述體積層外部。
8.根據(jù)權利要求7所述的發(fā)光器件，其中，所述電極被設置在所述第一導電類型半導體層的頂表面上。
9.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述電極的至少一部分被設置在所述第一導電類型半導體層的側表面上。
10.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，光提取圖案被設置在所述體積層的一個表面上。
11.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，所述發(fā)光結構層具有頂表面，所述頂表面具有光提取圖案。
12.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，其中，粗糙部被設置在所述體積層的側表面上。
13.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，進一步包括電流阻擋層，所述電流阻擋層被設置在所述支撐襯底和所述發(fā)光結構層之間，其中，所述電流阻擋層的至少一部分與所述電極豎直地重疊。
14.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，進一步包括鈍化層，所述鈍化層被設置在所述發(fā)光結構層的側表面上。
15.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光器件，進一步包括反射電極，所述反射電極被設置在所述發(fā)光結構層下方，所述反射電極被電連接到所述第二導電類型半導體層。
16.一種發(fā)光器件封裝，包括主體；發(fā)光器件，所述發(fā)光器件被設置在所述主體上，所述發(fā)光器件是根據(jù)權利要求1至15 中任何一項所述的發(fā)光器件；以及第一和第二電極層，所述第一和第二電極層被電連接到所述發(fā)光器件。
17. 一種燈單元，包括 板；發(fā)光器件，所述發(fā)光器件被設置在所述板上，所述發(fā)光器件是根據(jù)權利要求1至15中任何一項所述的發(fā)光器件；以及光學構件，從所述發(fā)光器件發(fā)射的光通過所述光學構件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝和燈單元。該發(fā)光器件包括支撐襯底；發(fā)光結構，其被設置在支撐襯底上，該發(fā)光結構層包括第一導電類型半導體層、第二導電類型半導體層和被設置在第一導電類型半導體層和第二導電類型半導體層之間的有源層；電極，其被電連接到第一導電類型半導體層；以及體積層，其被設置在發(fā)光結構層上，該體積層具有大于電極厚度的厚度。
文檔編號H01L33/58GK102386313SQ20111025146
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日2010年8月26日
發(fā)明者丁煥熙 申請人:Lg伊諾特有限公司