發(fā)光裝置制造方法
【專利摘要】公開了一種發(fā)光裝置，其包括：發(fā)光的有源層；以及設(shè)置于所述有源層上的透光層，所述透光層具有面對所述有源層的下部，其中所述透光層的側(cè)部或上部的至少一個(gè)具有經(jīng)表面處理的圖案部分。
【專利說明】發(fā)光裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)施例涉及發(fā)光裝置，尤其涉及一種紫外發(fā)光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)是通過利用化合物半導(dǎo)體的特性將電轉(zhuǎn)換成紅外光或可見光來發(fā)送和接收信號或用作光源等的半導(dǎo)體裝置。
[0003]II1-V族氮化物半導(dǎo)體因其物理和化學(xué)性質(zhì)受到很大關(guān)注，作為用于諸如發(fā)光二極管(LED)或激光二極管(LD)的發(fā)光裝置的基本材料。
[0004]這種發(fā)光二極管不包含對環(huán)境有害的物質(zhì)，如在諸如白熾燈或熒光燈的傳統(tǒng)照明設(shè)備中使用的汞(Hg)，從而有利地具有優(yōu)異的環(huán)保、長壽命和低功耗，因此用作傳統(tǒng)光源的替代物。
[0005]圖1是具有普通的倒裝焊(flip bonding)結(jié)構(gòu)的LED的剖視圖。
[0006]圖1所示的LED包括:底座10，鈍化層12，第一和第二電極墊14和16，凸塊18、20和22，第一和第二電極層24和26，半導(dǎo)體層30，AlN層40和藍(lán)寶石襯底42。半導(dǎo)體層30包括P型半導(dǎo)體層32、有源層34和η型半導(dǎo)體層36。
[0007]圖1所示的LED中，從有源層34發(fā)射的光穿過η型半導(dǎo)體層36和AlN層40，然后經(jīng)由藍(lán)寶石襯底42向上射出。此時(shí)，按照斯涅爾定律，由于η型半導(dǎo)體層36、AlN層40和藍(lán)寶石襯底42之間的折射率的差異，從有源層34發(fā)射的一部分光2不從藍(lán)寶石襯底42逃逸，而是發(fā)生全內(nèi)反射且被吸收在半導(dǎo)體層30中，由此造成發(fā)光效率的劣化。
[0008]當(dāng)圖1所示的LED是發(fā)射藍(lán)光波長帶的藍(lán)色LED時(shí)，可省略AlN層40，且η型半導(dǎo)體層36可由GaN形成。然而，當(dāng)圖1所示的LED是發(fā)射深紫外(DUV)光波長帶的DUV LED時(shí)，需要形成AlN層40，且η型半導(dǎo)體層36由AlGaN形成。AlN具有2.3的折射率，藍(lán)寶石襯底42具有1.82的折射率，以及接觸藍(lán)寶石襯底42的空氣具有I的折射率。據(jù)此，存在于光通道中的媒介之間的折射率差異大大增加，不利地使全內(nèi)反射損失最大化，由此降低了光提取效率。
[0009]圖2是比較在藍(lán)色LED和DUV LED的情況下從藍(lán)寶石襯底50的側(cè)表面射出的光量的視圖，其中ΘΑ代表入射角，以及ΘΒ代表折射角。
[0010]圖2的附圖標(biāo)記‘52’對應(yīng)于藍(lán)色LED情形下的GaN緩沖層40或GaN發(fā)光結(jié)構(gòu)36，而對應(yīng)于DUV LED情形下的AlN層40。在這種情況下，假設(shè)從藍(lán)色LED發(fā)出的光的波長λ為450nm以及從DUV LED發(fā)出的光的波長λ為280nm，各層50和52的折射率如下表I所示。
[0011]表I
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光裝置，包括: 有源層，用于發(fā)光的；以及 透光層，設(shè)置于所述有源層上，所述透光層具有面對所述有源層的下部， 其中所述透光層的側(cè)部或上部的至少一個(gè)具有經(jīng)表面處理的圖案部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述有源層發(fā)射具有200nm至405nm的波長帶的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其中全內(nèi)反射區(qū)被如下限定:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述圖案部分設(shè)置于所述透光層的上部以及所述透光層的側(cè)部的下面部分、中間部分和上面部分的至少一個(gè)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其中所述圖案部分所在的所述透光層的側(cè)部的下面部分被如下限定:

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中所述圖案部分經(jīng)過表面處理，以提供隨機(jī)粗糙度，或被表面處理成半球形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其中所述表面處理包括研磨和拋光的至少一種，所述隨機(jī)粗糙度的粗糙度水平與拋光顆粒尺寸成比例，以及所述表面處理包括激光劃片、干法蝕刻或濕法蝕刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5和7中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中所述圖案部分被表面處理，使得所述透光層的上表面和下表面具有彼此不同的面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其中所述透光層包括: 下切割部分，具有與所述下表面相同形狀的水平剖面；和 上切割部分，設(shè)置于所述下切割部分上，且具有在下切割部分的上表面與所述透光層的上表面之間的多個(gè)不同的水平剖面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，其中所述上切割部分的側(cè)部具有至少一個(gè)斜平面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其中所述斜平面的表面具有粗糙度，或所述斜平面具有外側(cè)的凹曲率或凸曲率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其中下面的關(guān)系存在于所述透光層的下表面的寬度和上表面的寬度之間，
b1-b2=2dtan θ χ 其中h代表所述下表面的寬度，b2代表所述上表面的寬度，‘d’代表所述上切割部分的厚度，以及Q1代表所述斜平面的傾角。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其中所述透光層具有50μ m至250 μ m的寬度，所述下切割部分具有25μπι至IOOym的厚度，以及所述斜平面具有30°至40°的傾角。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其中所述上切割部分具有截頭的金字塔形狀，所述上切割部分具有在其邊緣處的至少一個(gè)突起，或所述上切割部分具有截頭的倒金字塔形。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述透光層的上部具有作為圖案部分的均勻凹凸。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至5和7中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括: 襯底； 第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)置于所述襯底與所述有源層之間；以及 第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)置于所述有源層上， 其中所述透光層包括所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。`
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第二導(dǎo)電型電極層， 其中所述透光層進(jìn)一步包括所述第二導(dǎo)電型電極層。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至5和7中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，進(jìn)一步包括: 第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)置于所述有源層上； 第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)置于所述有源層下；以及 襯底，設(shè)置于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上， 其中所述透光層包括所述襯底。
19.一種發(fā)光裝置，包括: 發(fā)光結(jié)構(gòu)，包括P型半導(dǎo)體層、發(fā)射光的有源層和η型AlGaN層；以及 藍(lán)寶石襯底，設(shè)置于所述η型AlGaN層上，且具有面對所述有源層的下部， 其中在所述藍(lán)寶石襯底的側(cè)部的下部和所述藍(lán)寶石襯底的上部的邊緣的至少一個(gè)中形成具有粗糙度的圖案部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光裝置，其中所述藍(lán)寶石襯底的側(cè)部的下部被如下限定:
bi CKy < — 其中‘y’代表所述藍(lán)寶石襯底在厚度方向上的位置，以及h代表藍(lán)寶石襯底的下表面的寬度，以及 所述上部的邊緣被如下限定:
【文檔編號】H01L33/02GK103681994SQ201310439080
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】李光七, 樸仲緒, 李泰林, 崔云慶, 金敬訓(xùn), 樸海進(jìn), 尹歡喜 申請人:Lg伊諾特有限公司