發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】公開了一種發(fā)光器件、一種制造發(fā)光器件的方法、一種發(fā)光器件封裝件、以及一種照明系統(tǒng)。該發(fā)光器件包括：襯底；在該襯底上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；在該第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的有源層；在該有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；通過穿過該襯底來形成的通孔與該第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層進(jìn)行接觸的第一通路電極；以及通過穿過該襯底、該第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、和該有源層來形成的第二通孔與該第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層進(jìn)行接觸的第二通路電極。
【專利說明】發(fā)光器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)施方案涉及發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝件以及照明系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]發(fā)光器件(LED)包括具有將電能轉(zhuǎn)化為光能的特性的PN結(jié)二極管?？梢酝ㄟ^使用包括周期表中的II1-V族元素的化合物半導(dǎo)體來生成PN結(jié)二極管。通過調(diào)節(jié)化合物半導(dǎo)體的組成比，發(fā)光器件可以表現(xiàn)出各種顏色。
[0003]根據(jù)相關(guān)技術(shù)的LED可以根據(jù)電極層的位置而被分類為側(cè)向型LED和垂直型LED。
[0004]同時(shí)，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的LED封裝技術(shù)，倒裝芯片LED基于側(cè)向型LED，并且蝕刻空穴注入半導(dǎo)體層和有源層以形成N型電極。因此，發(fā)光面積可以被縮小以使得光通量可能降低。
[0005]另外，由于根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒裝芯片LED是基于側(cè)向型LED，所以載流子的流動(dòng)得到擴(kuò)散以使得電流被集中，從而發(fā)光效率降低。
[0006]此外，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒裝芯片LED使用表現(xiàn)出低光學(xué)透射率的電極，并且使電極反射光以使得通過藍(lán)寶石襯底提取光，所以可能降低光提取效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]實(shí)施方案提供了一種發(fā)光器件、一種制造發(fā)光器件的方法、一種發(fā)光器件封裝件、以及一種照明系統(tǒng)，其中在倒裝芯片發(fā)光器件中通過確保發(fā)光面積能夠提高光通量。
[0008]實(shí)施方案提供了一種發(fā)光器件、一種制造發(fā)光器件的方法、一種發(fā)光器件封裝件、以及一種照明系統(tǒng)，其中在倒裝芯片發(fā)光器件中通過電流擴(kuò)散能夠確保發(fā)光效率。
[0009]實(shí)施方案提供了一種發(fā)光器件、一種制造發(fā)光器件的方法、一種發(fā)光器件封裝件、以及一種照明系統(tǒng)，其中在倒裝芯片發(fā)光器件中通過使用表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料能夠提高光提取效率。
[0010]根據(jù)實(shí)施方案，提供了一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件包括:襯底；第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層設(shè)置在所述襯底上；有源層，所述有源層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上；第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層設(shè)置在所述有源層上；第一通路電極，所述第一通路電極通過穿過所述襯底的通孔接觸所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；以及第二通路電極，所述第二通路電極通過穿過所述襯底、所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、和所述有源層的第二通孔接觸所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
[0011]根據(jù)實(shí)施方案，提供了一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件包括:襯底；第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層層疊在所述襯底上；第一通路電極，所述第一通路電極通過從所述襯底的底表面穿過所述襯底來形成的通孔接觸所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的底表面；第二通路電極，所述第二通路電極通過從所述襯底的底表面穿過所述襯底、所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、和所述有源層來形成的第二通孔接觸所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層；第一延伸電極，所述第一延伸電極從所述第一通路電極延伸同時(shí)接觸所述第一通路電極的頂表面；以及第二延伸電極，所述第二延伸電極從所述第二通路電極延伸同時(shí)接觸所述第二通路電極的頂表面。
[0012]根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、發(fā)光器件封裝件、以及照明系統(tǒng)，通過在倒裝芯片發(fā)光器件中確保發(fā)光面積能夠提高光通量。
[0013]另外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，使用表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的過渡金屬用于通路電極材料，從而提供表現(xiàn)出高可靠性的發(fā)光器件。
[0014]此外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，通過電流擴(kuò)散能夠確保發(fā)光效率。
[0015]另外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，通過使用表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料能夠提高光提取效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為示出根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件的截面視圖。
[0017]圖2至圖8為示出制造根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法中的制造工藝的截面視圖。
[0018]圖9為示出根據(jù)第二實(shí)施方案的發(fā)光器件的截面視圖。
[0019]圖10為示出根據(jù)第三實(shí)施方案的發(fā)光器件的截面視圖。
[0020]圖11為示出發(fā)光器件封裝件200的視圖。
[0021]圖12為示出包括根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件的照明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的分解透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在下文中，將參照附圖來描述根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝件和照明系統(tǒng)。
[0023]在實(shí)施方案的描述中，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)層(或膜)被稱為在另一個(gè)層或襯底“上”時(shí)，該層(或膜)可以直接在另一個(gè)層或襯底上面，或者也可以存在中間層。此外，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)層被稱為在另一個(gè)層“之下”時(shí)，該層可以直接在另一個(gè)層之下，也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。另外，還應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)層被稱為在兩個(gè)層“之間”時(shí)，該層可以為在該兩個(gè)層之間的唯一層，或者也可以存在一個(gè)或更多個(gè)中間層。
[0024](實(shí)施方案)
[0025]圖1為示出根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件100的截面視圖。
[0026]根據(jù)第一實(shí)施方案的發(fā)光器件100可以包括:襯底105 ;在襯底105上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112 ;在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112上的有源層114 ;在有源層上的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116 ;第一通路電極131，該第一通路電極131通過穿過該襯底105來形成的通孔hi與該第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112進(jìn)行接觸；以及第二通路電極132，該第二通路電極132通過穿過該襯底105、該第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112和該有源層114來形成的第二通孔h2接觸該第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116。
[0027]第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112、有源層114和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以構(gòu)成在發(fā)光器件100中發(fā)光的發(fā)光結(jié)構(gòu)110。
[0028]另外，根據(jù)實(shí)施方案，在襯底105與第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112之間插入緩沖層107以降低由襯底105與發(fā)光結(jié)構(gòu)110之間的晶格常數(shù)差異產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0029]此外，根據(jù)實(shí)施方案，另外提供了圍繞第一通路電極131的側(cè)面的第一絕緣層121和圍繞第二通路電極132的側(cè)面的第二絕緣層122以防止短路。
[0030]同時(shí)，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的發(fā)光器件封裝技術(shù)，倒裝芯片發(fā)光器件基于側(cè)向型發(fā)光器件，并且蝕刻空穴注入半導(dǎo)體層和有源層來形成N型電極，從而露出電極注入層。在以上工藝中，顯著去除有源層114，使得發(fā)光面積縮小。因此，光通量降低。
[0031]因此，根據(jù)實(shí)施方案，最優(yōu)通路電極通過與根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒裝芯片發(fā)光器件的電極結(jié)構(gòu)完全不同的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于倒裝芯片發(fā)光器件，從而使有源層從倒裝芯片發(fā)光器件中的去除最小化以確保發(fā)光面積，使得能夠提高光通量。另外，能夠防止發(fā)射的光被電極屏蔽或反射以提聞光提取效率。
[0032]另外，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131和第二通路電極132的電極材料可以包括過渡金屬氮化物。
[0033]例如，根據(jù)相關(guān)技術(shù)，構(gòu)成第一通路電極131和第二通路電極132的電極材料可以包括CrN、TiNJP CrAIN，但實(shí)施方案不限于此。
[0034]根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131和第二通路電極132的材料包括熔點(diǎn)為1500°C或更高的過渡金屬氮化物。因此，在倒裝芯片發(fā)光器件中，表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的過渡金屬材料用于通路電極材料，從而提供了表現(xiàn)出高可靠性的發(fā)光器件。
[0035]例如，根據(jù)實(shí)施方案，在用作通路電極材料的過渡金屬氮化物中，CrN表現(xiàn)出大約1770°C的熔點(diǎn)，TiN表現(xiàn)出大約2930°C的熔點(diǎn)。因此，盡管在形成了通路電極之后相對(duì)于發(fā)光結(jié)構(gòu)執(zhí)行外延工藝，但是由于通路電極表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性，所以能夠提供具有高可靠性的發(fā)光器件。即使芯片在其形成之后進(jìn)行操作，由于高熱穩(wěn)定性而也能提供具有高可靠性的發(fā)光器件。`
[0036]同時(shí)，在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒裝芯片發(fā)光器件中使用的電極表現(xiàn)出低光學(xué)透射率，使得通過藍(lán)寶石襯底提取大多數(shù)光。因此，降低了光提取效率。
[0037]因此，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131和第二通路電極132的材料可以包括光學(xué)透射率表現(xiàn)出為至少70%的過渡金屬氮化物。
[0038]例如，TiN在300nm的波長(zhǎng)下保持光學(xué)透射率為大約80%或更大，而CrAlN在250nm的波長(zhǎng)下保持光學(xué)透射率為大約70%或更大。
[0039]因此，根據(jù)實(shí)施方案，最優(yōu)通路電極被應(yīng)用于倒裝芯片發(fā)光器件，從而使有源層從倒裝芯片發(fā)光器件中的去除最小化以確保發(fā)光面積，使得能夠提高光通量。此外，倒裝芯片發(fā)光器件使用表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料來提高光提取效率。
[0040]另外，由于根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒裝芯片發(fā)光器件是基于側(cè)向型發(fā)光器件，所以引起電流集中從而降低發(fā)光效率。
[0041]因此，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131和第二通路電極132的材料可以包括表現(xiàn)出高導(dǎo)電性的過渡金屬氮化物。例如，TiN具有在大約30 μ Ω ^cm至70 μ Ω.cm范圍內(nèi)的電阻率，而CrN具有在大約25 μ Ω.cm范圍內(nèi)的電阻率，使得第一通路電極131和第二通路電極132表現(xiàn)出優(yōu)良的導(dǎo)電性。
[0042]因此，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131和第二通路電極132的材料包括表現(xiàn)出高導(dǎo)電性的過渡金屬氮化物，從而使有源層從倒裝芯片發(fā)光器件中的去除最小化以確保發(fā)光面積，使得能夠提高光通量。此外，通過由于高導(dǎo)電性產(chǎn)生的電流擴(kuò)散能夠改善發(fā)光效率。
[0043]根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件100，在倒裝芯片發(fā)光器件中確保發(fā)光面積以提高光通量。
[0044]此外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的過渡金屬材料被用于通路電極材料，從而提供了表現(xiàn)出高可靠性的發(fā)光器件。
[0045]此外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，能夠通過電流擴(kuò)散確保發(fā)光效率。
[0046]此外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，使用表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料以提高光提取效率。
[0047]在下文中，將參照?qǐng)D2至圖8來描述制造發(fā)光器件的方法。
[0048]首先，如圖2所示，制備襯底105。襯底105可以包括表現(xiàn)出優(yōu)良的導(dǎo)熱性的材料。襯底105可以包括導(dǎo)電襯底或絕緣襯底。例如，襯底105可以包括藍(lán)寶石(Al2O3)、SiC、S1、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge、 和Ga2O3中至少一種。在襯底105中形成凹凸結(jié)構(gòu)以提高光提取效率，但實(shí)施方案不限于此。
[0049]此后，可以在襯底中形成多個(gè)通孔hi和h2。例如，通孔可以包括第一通孔hi和第二通孔h2，并且可以形成至少兩個(gè)通孔。
[0050]可以通過針對(duì)襯底105的激光打孔工藝或蝕刻工藝以物理方式或化學(xué)方式來形成通孔。
[0051]接下來，如圖3所示，可以在其中形成有通孔的襯底105上形成緩沖層107和一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a。
[0052]緩沖層107和一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a可以選擇性地形成在針對(duì)襯底105的區(qū)域處。同時(shí)，可以在通孔中填充第一犧牲層(未示出)例如光刻膠膜以防止緩沖層107和一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a在生長(zhǎng)時(shí)被合并，但實(shí)施方案不限于此。
[0053]緩沖層107可以降低發(fā)光器件110與襯底105之間的晶格失配。構(gòu)成緩沖層107的材料可以包括II1-V族化合物半導(dǎo)體。例如，該材料可以包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaNjP AlInN 中至少一種。
[0054]通過使用摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑的II1-V族化合物半導(dǎo)體可以實(shí)現(xiàn)一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a。一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a可以包括組成式為InxAlyGa1TyN (OS x < 1、O ^ y ^ UO ^ x+y ^ I)的半導(dǎo)體材料。例如，一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a可以具有包括例如以下化合物半導(dǎo)體中至少一種的層的層疊結(jié)構(gòu):GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsPjPAlGaInP。一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層 112a 可以包括 N 型半導(dǎo)體層，并且第一導(dǎo)電摻雜劑可以包括用作第一導(dǎo)電摻雜劑的S1、Ge、Sn、Se、和Te。
[0055]此后，如圖4所示，可以在第一通孔hi的側(cè)壁上形成第一絕緣層121，并且可以在第一通孔hi中填充第一通路電極131。在該情況下，可以在第二通孔h2中填充第二犧牲層192例如光刻膠膜,但實(shí)施方案不限于此。
[0056]第一絕緣層121可以包括電絕緣材料例如氧化物或氮化物，并且可以通過沉積方案來形成，但實(shí)施方案不限于此。
[0057]第一通路電極131可以包括過渡金屬氮化物作為電極材料。例如，第一通路電極131的電極材料可以包括CrN、TiN或CrAlN中至少一種作為電極材料，但實(shí)施方案不限于此。
[0058]根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131的材料包括熔點(diǎn)為1500°C的過渡金屬氮化物，使得表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的過渡金屬材料用于通路電極材料，從而提供具有高可靠性的發(fā)光器件。
[0059]因此，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131的材料包括光學(xué)透射率為至少70%的過渡金屬氮化物，使得最優(yōu)通路電極應(yīng)用于倒裝芯片發(fā)光器件，從而使有源層從倒裝芯片發(fā)光器件中的去除最小化以確保發(fā)光面積。因此，能夠提高光通量。此外，表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料被用在倒裝芯片發(fā)光器件中以提高光提取效率。
[0060]因此，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第一通路電極131的材料包括表現(xiàn)出高導(dǎo)電性的過渡金屬氮化物，從而使有源層從倒裝芯片發(fā)光器件中的去除最小化以確保發(fā)光面積，使得能夠提高光通量。另外，通過由于高導(dǎo)電性產(chǎn)生的電流擴(kuò)散能夠改善發(fā)光效率。
[0061]后續(xù)，如圖5所示，在一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a上形成二次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112b，使得第一通路電極131的頂表面與二次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112b進(jìn)行接觸。一次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112a和二次第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112b可以構(gòu)成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112。
[0062]接下來，如圖6所示，在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112上形成有源層114和一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a。
[0063]有源層114和一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a不生長(zhǎng)在第二犧牲層192上，使得有源層114和一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a可以選擇性地被生長(zhǎng)在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112的頂表面上。
[0064]有源層114包括單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)、和量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中至少一種。有源層114具有阱層和勢(shì)壘層的周期。阱層可以具有ΙηχΑ?ρ&1_”Ν(0<χ< 1、O≤y≤1、和O≤x+y≤I)的組成式，并且具有InxAlyGai_x_yN(0≤x≤1、0≤y≤1、和O ≤ x+y ≤ I)的組成式。可以通過使用 InGaN/GaN、GaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、和InAIGaN/InAIGaN的層疊結(jié)構(gòu)來形成講層/勢(shì)魚層的至少一個(gè)周期。勢(shì)魚層可以包括帶隙大于阱層的帶隙的半導(dǎo)體材料。
[0065]一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a包括摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑的半導(dǎo)體。例如，一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a可以具有InxAlyGa^N(O≤x≤1、0≤y≤1、和O≤x+y≤I)的組成式。一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a可以包括例如以下化合物半導(dǎo)體中的一種:GaN、InN、AIN、InGaN, AlGaN, InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、和 AlGalnP。一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a可以包括P型半導(dǎo)體層。一次第二導(dǎo)電摻雜劑可以包括用作P型摻雜劑的Mg、Zn、Ca、Sr、和 Ba。
[0066]后續(xù)，如圖7所示，可以在去除第二犧牲層192之后在第二通孔h2中形成第二絕緣層122和第二通路電極132。
[0067]類似于第一絕緣層121，第二絕緣層122可以包括電絕緣材料例如氧化物或氮化物，并且可以通過沉積方案來形成，但實(shí)施方案不限于此。
[0068]類似于第一通路電極131，第二通路電極132可以包括過渡金屬氮化物。例如，第二通路電極132可以包括用作電極材料的CrN、TiN、和CrAlN中至少一種，但實(shí)施方案不限于此。
[0069]根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第二通路電極132的材料包括熔點(diǎn)為1500°C的過渡金屬氮化物，使得表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的過渡金屬材料用于倒裝芯片發(fā)光器件中的通路電極材料，從而提供了具有高可靠性的發(fā)光器件。
[0070]因此，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第二通路電極132的材料包括光學(xué)透射率為至少70%的過渡金屬氮化物，使得最優(yōu)通路電極應(yīng)用于倒裝芯片發(fā)光器件，從而使有源層從倒裝芯片發(fā)光器件中的去除最小化以確保發(fā)光面積。因此，能夠提高光通量。此外，表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料被用在倒裝芯片發(fā)光器件中以提高光提取效率。
[0071]因此，根據(jù)實(shí)施方案，構(gòu)成第二通路電極132的材料包括表現(xiàn)出高導(dǎo)電性的過渡金屬氮化物以在倒裝芯片發(fā)光器件中確保發(fā)光面積，使得能夠提高光通量。此外，通過由于高導(dǎo)電性產(chǎn)生的電流擴(kuò)散能夠改善發(fā)光效率。
[0072]此后，如圖8所示，可以在一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a上形成二次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116b，可以在第一通路電極131的底表面上形成第一電極141，并且可以在第二通路電極132的底表面上形成第二電極142。
[0073]一次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116a和二次第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116b可以構(gòu)成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116。
[0074]第一電極141和第二電極142可以包括歐姆層(未示出)、反射層(未示出)、或組合層(未示出)，但實(shí)施方案不限于此。
[0075]根據(jù)實(shí)施方案，發(fā)光結(jié)構(gòu)110可以包括相反的摻雜劑。例如,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層112可以包括P型半導(dǎo)體層，并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116可以包括N型半導(dǎo)體層。在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116上可以設(shè)置有具有與第二導(dǎo)電極性相反的極性的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層(未示出)。
[0076]發(fā)光結(jié)構(gòu)110可以具有NP結(jié)結(jié)構(gòu)、PN結(jié)的結(jié)構(gòu)、NPN結(jié)結(jié)構(gòu)以及PNP結(jié)結(jié)構(gòu)中的一種。在此情況下，字母“P”表示P型半導(dǎo)體層，字母“N”表示N型半導(dǎo)體層，以及符號(hào)表示P型半導(dǎo)體層直接或間接地接觸N型半導(dǎo)體層。
[0077]根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件及其制造方法，可以在倒裝芯片發(fā)光器件中確保光發(fā)射，所以能夠提高光通量。
[0078]另外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，使用表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的過渡金屬材料，因此可以提供表現(xiàn)出高可靠性的發(fā)光器件。
[0079]此外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，可以通過電流擴(kuò)散來改善發(fā)光效率。
[0080]另外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中使用表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料以改善光提取效率。
[0081]圖9是示出根據(jù)第二實(shí)施方案的發(fā)光器件102的截面視圖。
[0082]第二實(shí)施方案可以使用第一實(shí)施方案的技術(shù)特征。將進(jìn)行下面的描述而集中在第二實(shí)施方案的附加特征。
[0083]第二實(shí)施方案還可以包括在第一通路電極131的側(cè)向方向上延伸并且與第一通路電極131的頂表面進(jìn)行接觸的第一延伸電極133。
[0084]另外，第二實(shí)施方案還可以包括在第二通路電極132的側(cè)向方向上延伸并且與第二通路電極132的頂表面進(jìn)行接觸的第二延伸電極134。
[0085]第一延伸電極133或第二延伸電極134可以在第一通路電極131或第二通路電極132的側(cè)向方向上延伸，但實(shí)施方案不限于此。
[0086]由于根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒裝芯片發(fā)光器件是基于側(cè)向型發(fā)光器件，所以所引起的電流集中降低了發(fā)光效率。此外，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的倒裝芯片發(fā)光器件中使用的電極表現(xiàn)出低光學(xué)透射率，所以通過藍(lán)寶石襯底提取大部分光以降低光提取效率。
[0087]因此，根據(jù)實(shí)施方案，設(shè)置了在第一通路電極131和第二通路電極132中的一個(gè)的側(cè)向方向上延伸的第一延伸電極133或第二延伸電極134，從而通過電流擴(kuò)散而增大載流子注入效率來顯著提高發(fā)光效率。
[0088]特別地，根據(jù)第二實(shí)施方案，通過使通路電極最小化來使有源層區(qū)域的去除最小化，從而增大發(fā)光面積，因此可以提高內(nèi)部發(fā)光效率。另外，如果在注入有空穴的空穴注入半導(dǎo)體層例如第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層116中設(shè)置上述橫向延伸電極,則橫向延伸電極加速了空穴載流子的擴(kuò)散以提聞?shì)d流子注入效率，使得可以優(yōu)化光效率的提聞。
[0089]此外，根據(jù)實(shí)施方案，類似于構(gòu)成通路電極的材料，橫向延伸電極包括表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的材料以利于所發(fā)射光的外部光提取效率，從而更提高了發(fā)光器件芯片的整個(gè)發(fā)光效率。
[0090]圖10是示出根據(jù)第三實(shí)施方案的發(fā)光器件103的截面視圖。
[0091]第三實(shí)施方案可以使用第一實(shí)施方案和第二實(shí)施方案中的技術(shù)特征。將進(jìn)行下面的描述而集中在第三實(shí)施方案的附加特征。
[0092]根據(jù)第三實(shí)施方案，第一延伸電極133b或第二延伸電極134b在第一通路電極131或第二通路電極132的兩個(gè)側(cè)向方向上延伸以更利于電流擴(kuò)散，從而可以提高發(fā)光效率。
[0093]因此，根據(jù)第三實(shí)施方案，通過使通路電極的數(shù)目最小化來擴(kuò)大發(fā)光面積以提高內(nèi)部發(fā)光效率，并且更加快了在通路電極的雙向上的載流子的擴(kuò)散，所以可以提高載流子注入效率以優(yōu)化光效率的提高。
[0094]根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件及其制造方法，在倒裝芯片發(fā)光器件中確保發(fā)光區(qū)域使得可以提高光通量。
[0095]另外，在倒裝芯片發(fā)光器件中，使用表現(xiàn)出高熱穩(wěn)定性的過渡金屬材料被用于通路電極材料，從而提供了表現(xiàn)出高可靠性的發(fā)光器件。
[0096]此外，根據(jù)實(shí)施方案，在倒裝芯片發(fā)光器件中，可以通過電流擴(kuò)散來確保發(fā)光效率。
[0097]此外，倒裝芯片發(fā)光器件使用表現(xiàn)出高光學(xué)透射率的電極材料來提高光提取效率。
[0098]圖11是示出其中安裝了根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝件200的視圖。
[0099]根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件封裝件200包括:封裝體205 ;形成在封裝體205上的第三引線電極和第二引線電極213和214 ;根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件100，其安裝在封裝體205中并且電連接至第三引線電極和第二引線電極213和214;以及圍繞發(fā)光器件100的模制構(gòu)件230。
[0100]封裝體205可以包括硅樹脂、合成樹脂、或金屬材料?？梢栽诎l(fā)光器件100周圍形成傾斜表面。
[0101]第三引線電極和第四引線電極213和214彼此電絕緣并且向發(fā)光器件100供電。第三引線電極和第二引線電極213和214可以將從發(fā)光器件100發(fā)射的光反射以增大光效率，并且可以將從發(fā)光器件100產(chǎn)生的熱量發(fā)散至外部。
[0102]發(fā)光器件100可以包括圖1或圖10中所示的發(fā)光器件，但實(shí)施方案不限于此。
[0103]發(fā)光器件100可以安裝在封裝體205上或者在第三引線電極213或第四引線電極214 上。
[0104]發(fā)光器件100可以通過倒裝芯片方案與第三引線電極213和/或第四引線電極214電連接。例如，第一電極141可以連接至第三引線電極213并且第二電極142可以連接至第四引線電極214。并且可以在第三引線電極213和第四引線電極214之間布置絕緣構(gòu)件 250。
[0105]模制構(gòu)件230可以通過圍繞發(fā)光器件100來保護(hù)發(fā)光器件100。另外，模制構(gòu)件230可以包括磷光體(232)以改變從發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長(zhǎng)。
[0106]圖12是示出包括根據(jù)實(shí)施例方案的發(fā)光器件的照明系統(tǒng)的實(shí)施例的分解透視圖。
[0107]如圖12所示，根據(jù)實(shí)施方案的照明系統(tǒng)可以包括蓋2100、光源模塊2200、散熱器2400、電源部2600、內(nèi)殼2700和插座2800。根據(jù)實(shí)施方案的照明系統(tǒng)還可以包括構(gòu)件2300和夾持器2500中的至少一個(gè)。光源模塊2200可以包括根據(jù)實(shí)施方案的發(fā)光器件100或發(fā)光器件模塊200。
[0108]例如，蓋2100可以具有泡狀、半球狀、部分敞開中空狀。蓋2100可以與光源模塊2200光耦接。例如，蓋2100可以將從光源模塊提供的光擴(kuò)散、散射、或激發(fā)。蓋2100可以是光學(xué)構(gòu)件的類型。蓋2100可以與散熱器2400耦接。蓋2100可以包括與散熱器2400耦接的耦接部。
[0109]蓋2100可以包括覆有乳白涂料的內(nèi)表面。乳白涂料可以包括擴(kuò)散光的擴(kuò)散材料。蓋2100可以具有表面粗糙度大于外表面的表面粗糙度的內(nèi)表面。設(shè)置表面粗糙度以旨在將來自光源模塊2200的光充分散射和擴(kuò)散。
[0110]例如，蓋2100的材料可以包括玻璃、塑料、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚碳酸酯(PC)。在上述材料中，聚碳酸酯(PC)具有優(yōu)良的耐光性、耐熱性和強(qiáng)度。蓋2100可以是透明的以使得用戶從外部可以觀察光源模塊2200或者可以是不透明的。蓋2100可以通過吹塑方案形成。
[0111]光源模塊2200可以布置在散熱器2400的一個(gè)表面上。因此,來自光源模塊2200的熱量被傳遞到散熱器2400。光源模塊2200可以包括光源2210、連接板2230和連接器2250。
[0112]構(gòu)件2300可以設(shè)置在散熱器2400的頂表面，并且包括其中插入有多個(gè)光源2210和連接器2250的導(dǎo)向槽2310。導(dǎo)向槽2310對(duì)應(yīng)于光源2210和連接器2250的襯底。
[0113]構(gòu)件2300的表面可以覆有光反射材料。例如，構(gòu)件2300的表面可以覆有白色涂料。構(gòu)件2300再次將由蓋2100的內(nèi)表面反射的并且返回至光源模塊2200的方向的光反射至蓋2100的方向。因此，可以改善根據(jù)實(shí)施方案的照明系統(tǒng)的光效率。
[0114]例如，構(gòu)件2300可以包括絕緣材料。光源模塊2200的連接板2230可以包括導(dǎo)電材料。因此，散熱器2400可以電連接至連接板2230。構(gòu)件2300可以由絕緣材料構(gòu)成，從而防止連接板2230與散熱器2400電短路。散熱器2400接收來自光源模塊2200和電源部2600的熱量并且將所述熱量輻射。[0115]夾持器2500覆蓋內(nèi)殼2700的絕緣部2710的容置槽2719。因此，封閉了容置在內(nèi)殼2700的絕緣部2710中的電源部2600。夾持器2500包括導(dǎo)向突起2510。導(dǎo)向突起2510具有通過電源部2600的突起部2610的孔。
[0116]電源部2600對(duì)從外部接收到電信號(hào)進(jìn)行處理或轉(zhuǎn)換并且將所處理或轉(zhuǎn)換的電信號(hào)提供給光源模塊2200。電源部2600容置在內(nèi)殼2700的容置槽中，并且通過夾持器2500封閉在內(nèi)殼2700內(nèi)。
[0117]電源部2600可以包括的突起2610、導(dǎo)向部2630、基底2650和延伸部2670。
[0118]導(dǎo)向部2630具有從基底2650的一側(cè)突向外側(cè)的形狀。導(dǎo)向部2630可以插入夾持器2500中。多個(gè)組件可以布置在基底2650的一個(gè)表面上方。例如,組件可以包括:將從外部電源提供的AC源轉(zhuǎn)換為DC源的DC轉(zhuǎn)換器；對(duì)光源模塊2200的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)芯片；以及保護(hù)光源模塊2200的靜電放電(ESD)保護(hù)器件，但實(shí)施方案不限于此。
[0119]延伸部2670具有從基底2650的相反側(cè)突向外側(cè)的形狀。延伸部2670插入內(nèi)殼2700的連接部2750的內(nèi)部中，并接收來自外部的電信號(hào)。例如，延伸部2670的寬度可以小于或等于內(nèi)殼2700的連接部2750的寬度?！?電線”和電線”的第一端子電連接至延伸部2670并且“+電線”和電線”的第二端子可以電連接至插座2800。
[0120]在內(nèi)殼2700中可以包括模制部分和電源部2600。通過硬化模制液體來制備模制部，并且電源部2600可以通過模制部固定在內(nèi)殼2700內(nèi)。
[0121]本說明書中對(duì)于“一個(gè)實(shí)施方案”、“實(shí)施方案”、“示例實(shí)施方案”等的任意引用表示結(jié)合實(shí)施方案描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。本說明書中的各個(gè)位置出現(xiàn)的這樣的短語并非都涉及相同的實(shí)施方案。此外，在結(jié)合任意實(shí)施方案描述具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，據(jù)認(rèn)為結(jié)合實(shí)施方案的其它特征、結(jié)構(gòu)或特性來實(shí)現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。
[0122]雖然已參照大量示意性實(shí)施方案描述了實(shí)施方案，但是應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本公開的原理的精神和范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出大量其它修改和實(shí)施方案。更具體地，可以在本公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)主題組合設(shè)置的部件和/或設(shè)置進(jìn)行各種變化和修改。除了部件和/或設(shè)置方面的變化和修改，替選用途對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光器件，包括: 襯底； 第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層設(shè)置在所述襯底上； 有源層，所述有源層設(shè)置在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上； 第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層設(shè)置在所述有源層上； 第一通路電極，所述第一通路電極通過穿過所述襯底的通孔接觸所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層；以及 第二通路電極，所述第二通路電極通過穿過所述襯底、所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、和所述有源層的第二通孔接觸所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，還包括第一絕緣層，所述第一絕緣層圍繞所述第一通路電極的側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光器件，其中所述第一通路電極包括過渡金屬氮化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其中所述第一通路電極包括CrN、TiN或CrAlN中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其中所述第一通路電極包括熔點(diǎn)為1500°C或更高的過渡金屬氮化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其中所述第一通路電極包括光學(xué)透射率為至少70%的過渡金屬氮化物。`
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其中所述第一通路電極包括電阻率為70μΩ -cm或更小的過渡金屬氮化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光器件，還包括第一延伸電極，所述第一延伸電極從所述第一通路電極延伸同時(shí)接觸所述第一通路電極的頂表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，還包括第二絕緣層，所述第二絕緣層圍繞所述第二通路電極的側(cè)面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的發(fā)光器件，其中所述第二通路電極包括過渡金屬氮化物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中所述第二通路電極包括CrN、TiN、或CrAlN中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中所述第二通路電極包括熔點(diǎn)為1500°C或更高的過渡金屬氮化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中所述第二通路電極包括光學(xué)透射率為至少70%的過渡金屬氮化物。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光器件，其中所述第二通路電極包括電阻率為70 μ Ω.cm或更小的過渡金屬氮化物。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的發(fā)光器件，還包括第二延伸電極，所述第二延伸電極從所述第二通路電極延伸同時(shí)接觸所述第二通路電極的頂表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，其中所述第二延伸電極在所述第二通路電極的一個(gè)側(cè)向方向上延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光器件，其中所述第二延伸電極在所述第二通路電極的兩個(gè)側(cè)向方向上延伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光器件，其中所述第一通孔形成為從所述襯底的底表面穿過所述襯底，并且所述第一通路電極通過所述第一通孔接觸所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的底表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1或18所述的發(fā)光器件，其中所述第二通孔形成為從所述襯底的所述底表面穿過所述襯底、所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層和所述有源層，并且所述第二通路電極通過所述第二通孔接觸所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的底表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光器件，其中所述第二延伸電極在與所述第二通路電極的縱向方向平行的方向上延伸。`
【文檔編號(hào)】H01L33/62GK103779471SQ201310491634
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】林東旭 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司