發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)。發(fā)光器件包括：襯底、發(fā)光結(jié)構(gòu)層、第二電極、第一電極、接觸部分、以及第一電極層。第一電極被布置在襯底中在有源層下面的區(qū)域中從襯底的下部到第一導電類型半導體層的下部。接觸部分比第一電極寬并且接觸第一導電類型半導體層的下部。第一電極層被布置在襯底下面并且被連接到第一電極。
【專利說明】發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)
[0001]本申請是2011年2月15日提交的申請?zhí)枮?01110039408.6，發(fā)明名稱為“發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)”的專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及發(fā)光器件、發(fā)光器封裝以及照明系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003]由于物理和化學特性，II1-V族氮化物半導體被視為用于諸如發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)的發(fā)光器件的核心材料。通常，II1-V族氮化物半導體由具有InxAlyGa1^yN (Ox+y ( I)的組成式的半導體材料形成。
[0004]LED是下述半導體器件，其被用作光源或者用于通過使用化合物半導體的特性將電轉(zhuǎn)換為紅外線或者光來發(fā)送信號。
[0005]使用氮化物半導體材料的這樣的LED或者LD被廣泛地用作發(fā)光器件。例如，LED和LD被廣泛地用作諸如蜂窩電話的鍵區(qū)發(fā)光單元、電子顯示器、以及照明裝置的各種產(chǎn)品的光源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]實施例提供具有新的電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
[0007]實施例提供包括生長襯底和垂直電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
[0008]實施例提供包括被布置在有源層的區(qū)域下面的第一電極和被布置在有源層的區(qū)域上的第二電極的發(fā)光器件。
[0009]實施例提供更加可靠的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)。
[0010]在一個實施例中，發(fā)光器件包括:襯底；發(fā)光結(jié)構(gòu)層，該發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導電類型半導體層、在第一導電類型半導體層上的有源層、以及在有源層上的第二導電類型半導體層；在發(fā)光結(jié)構(gòu)上的第二電極；第一電極，該第一電極被布置在襯底中并且從襯底的下部延伸到第一導電類型半導體層的下部，第一電極被布置在有源層的區(qū)域下面；接觸部分，該接觸部分具有比被布置在襯底中的第一電極的寬度寬的寬度并且被布置在第一導電類型半導體層的下部處；以及第一電極層，該第一電極層被布置在襯底下面并且被連接到第一電極。
[0011]在另一實施例中，發(fā)光器件包括:透射襯底；在襯底下面的第一電極層；發(fā)光結(jié)構(gòu)層，該發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導電類型半導體層、在第一導電類型半導體層上的有源層、以及在有源層上的第二導電類型半導體層；多個第一電極，該多個第一電極被布置在襯底中并且從第一電極層延伸到第一導電類型半導體層的下部；在發(fā)光結(jié)構(gòu)層上的第二電極層；在第二電極層上的第二電極；以及接觸部分，該接觸部分接觸被布置在有源層下面的第一導電類型半導體層的下部，并且具有不同于被布置在襯底中的第一電極的寬度的寬度。
[0012]在又一實施例中，發(fā)光器件封裝包括:主體；在主體上的多個引線電極；在引線電極中的至少一個上的發(fā)光器件；以及成型構(gòu)件，該成型構(gòu)件覆蓋發(fā)光器件，其中發(fā)光器件包括:襯底；發(fā)光結(jié)構(gòu)層，該發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導電類型半導體層、在第一導電類型半導體層上的有源層、以及在有源層上的第二導電類型半導體層；在發(fā)光結(jié)構(gòu)上的第二電極；第一電極，該第一電極被布置在襯底中并且從襯底的下部延伸到第一導電類型半導體層的下部，該第一電極被布置在有源層的區(qū)域下面；接觸部分，該接觸部分具有比被布置在襯底中的第一電極的寬度寬的寬度并且被布置在第一導電類型半導體層的下部處；以及第一電極層，該第一電極層被布置在襯底下面并且被連接到第一電極。
[0013]在附圖和下面的說明書中闡述一個或者多個實施例的細節(jié)。根據(jù)說明書和附圖以及權(quán)利要求，其它的特征將會是顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0015]圖2是示出圖2的發(fā)光器件的平面圖。
[0016]圖3至圖7是用于解釋圖1的發(fā)光器件的制造工藝的視圖。
[0017]圖8是示出根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0018]圖9是示出根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0019]圖10和圖11是用于解釋根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件的制造工藝的視圖。
[0020]圖12至圖14是用于解釋根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件的制造工藝的視圖。
[0021]圖15是示出根據(jù)第六實施例的發(fā)光器件的視圖。
[0022]圖16是示出根據(jù)第七實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0023]圖17是示出根據(jù)第八實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0024]圖18是示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝的視圖。
[0025]圖19是示出根據(jù)實施例的顯示裝置的圖；
[0026]圖20是示出根據(jù)實施例的另一顯示裝置的圖；以及
[0027]圖21是示出根據(jù)實施例的照明裝置的圖。

【具體實施方式】
[0028]在實施例的描述中，將會理解的是，當層(或膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)被稱為處于襯底、層(或膜)、區(qū)域、墊或圖案“上”時，它能夠直接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，當層被稱為在另一層“下”時，它能夠直接地在另一層下，并且也可以存在一個或者多個中間層。此外，將基于附圖來進行對關(guān)于每層的“上”和“下”的參考。
[0029]在下文中，將會參考附圖描述示例性實施例。在附圖中，為了便于描述和清楚起見，每層的厚度或者尺寸被夸大、省略或示意性繪制。而且，每個元件的尺寸沒有完全反映真實尺寸。
[0030]在下文中，將會參考附圖描述示例性實施例。
[0031]圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100的側(cè)截面圖，并且圖2是示出圖1的發(fā)光器件100的平面圖。
[0032]參考圖1,發(fā)光器件100包括:襯底101、第一導電類型半導體層110、有源層115、第二導電類型半導體層120、第二電極部分150和152、第一電極160、以及第一電極層165。
[0033]發(fā)光器件100包括包含諸如II1-V族化合物半導體層的多個化合物半導體層的發(fā)光二極管(LED)。LED可以是發(fā)射諸如藍色、綠色、或者紅色光的可見光的發(fā)光二極管或者發(fā)射紫外線光的紫外線(UV)發(fā)光二極管芯片。發(fā)光二極管芯片可以通過在實施例的技術(shù)范圍內(nèi)使用各種半導體來發(fā)光。
[0034]襯底101是其上能夠生長化合物半導體的絕緣或者導電生長襯底。襯底101可以由從由Al2O3(藍寶石)、GaN, SiC, ZnO, S1、GaP、InP、Ga2O3>以及GaAs組成的組中選擇的材料形成。在實施例中，襯底101可以是諸如藍寶石襯底的絕緣襯底，并且絕緣襯底可以是透射襯底。
[0035]被布置在襯底101上的發(fā)光結(jié)構(gòu)可以包括凹凸結(jié)構(gòu)或者粗糙結(jié)構(gòu)。襯底101的厚度可以是發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的厚度的至少10倍。例如，襯底101的厚度可以處于大約50 μ m至大約500 μ m的范圍內(nèi)。如果襯底101由透射材料形成，能夠改進發(fā)光角度。
[0036]另外，襯底101可以包括其晶格常數(shù)不同于化合物半導體層的晶格常數(shù)的材料。然而，襯底101不限于此。
[0037]至少一個化合物半導體層可以被布置在襯底101和第一導電類型半導體層110之間?；衔锇雽w層可以是由諸如ZnO、GaN, AIN、AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、或者AlGaInP的II至VI族化合物半導體形成的層或者圖案。例如，化合物半導體層可以包括緩沖層和/或未摻雜的半導體層，并且緩沖層可以減少化合物半導體層和襯底101之間的晶格常數(shù)差。例如，未摻雜的半導體層是其中沒有有意地摻雜導電類型摻雜物的氮化物基半導體層。未摻雜的半導體層可以是具有顯著地低于第一導電類型半導體層110的導電性的導電性的半導體層。例如，未摻雜的半導體層可以是未摻雜的GaN層并且具有第一導電類型特性。
[0038]第一導電類型半導體層110被布置在襯底101或者化合物半導體層上。第一導電類型半導體層110被布置在襯底101和有源層115之間，并且有源層115被布置在第一導電類型半導體層110和第二導電類型半導體層120之間。另一半導體層可以進一步被布置在每層上或下面。然而，實施例不限于此。這里，其它半導體層包括具有由II1-V族元素構(gòu)成的不同組成或者不同的導電類型摻雜濃度的層。
[0039]發(fā)光結(jié)構(gòu)層125包括第一導電類型半導體層110、有源層115、以及第二導電類型半導體層120。
[0040]第一導電類型半導體層110可以由諸如GaN、AIN、AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN,AlInN, AlGaAs, GaP、GaAs, GaAsP、或者AlGaInP的摻雜有第一導電類型摻雜物的II1-V族化合物半導體形成。第一導電類型半導體層110可以由具有InxAlyGa1TyN(O彡x彡I,O ^ I,O ^ x+y ^ I)的組成式的半導體材料形成。第一導電類型半導體層110可以是N型半導體層。N型半導體層包括諸如S1、Ge、Sn、Se、或者Te的N型摻雜物。第一導電類型半導體層110可以形成為單或者多層結(jié)構(gòu)，但是其不限于此。
[0041]第一導電類型半導體層110可以具有其中堆疊不同的半導體層的超晶格結(jié)構(gòu)(SLS)。超晶格結(jié)構(gòu)可以包括諸如GaN/InGaN結(jié)構(gòu)或者GaN/AlGaN結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。超晶格結(jié)構(gòu)可以包括其中交替地堆疊均具有大約數(shù)埃(A)或更大的厚度的至少兩對不同層的結(jié)構(gòu)。
[0042]第一導電類型半導體層110的寬度可以等于或者大于有源層115的寬度，并且等于或者小于襯底101的寬度。在這里，發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的至少一側(cè)可以與襯底101的一側(cè)隔開預定距離D1，并且襯底101的頂側(cè)的外部區(qū)域可以打開。第一導電類型半導體層110可以至少比有源層115厚。
[0043]有源層115被布置在第一導電類型半導體層110上，并且有源層115可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱結(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。有源層115可以由II1-V族化合物半導體材料形成并且包括阱層/勢壘層的周期。例如，有源層115可以包括InGaN阱層/GaN勢壘層的周期、InGaN阱層/AlGaN勢壘層的周期、以及InGaN阱層/InGaN勢壘層的周期中的至少一個。
[0044]第一導電類型包覆層可以被布置在第一導電類型半導體層110和有源層115之間。第一導電類型包覆層可以由GaN基半導體形成。第一導電類型包覆層可以具有大于有源層115內(nèi)的勢魚層的帶隙的帶隙并且用于限制載流子(carrier)。
[0045]第二導電類型包覆層可以被布置在有源層115和第二導電類型半導體層120之間。第二導電類型包覆層可以由GaN基半導體形成。第二導電類型包覆層可以具有大于有源層115內(nèi)的勢壘層的帶隙的帶隙，并且用于限制載流子。有源層115的寬度可以小于襯底101的寬度。
[0046]第二導電類型半導體層120被布置在有源層115上。第二導電類型半導體層120可以由諸如 GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、或者AlGaInP的摻雜有第二導電類型摻雜物的II1-V族化合物半導體形成。第二導電類型半導體層120可以由具有InxAlyGanyN (O ^ 1,0 ^ 1,0 ^ x+y ^ I)的組成式的半導體材料形成。
[0047]第二導電類型半導體層120可以具有單或者多層結(jié)構(gòu)。當?shù)诙щ婎愋桶雽w層120具有多層結(jié)構(gòu)時，第二導電類型半導體層120可以具有諸如AlGaN/GaN結(jié)構(gòu)的超晶格結(jié)構(gòu)或者具有不同的摻雜物濃度的層的堆疊結(jié)構(gòu)。
[0048]第二導電類型半導體層110可以是P型半導體層。P型半導體層包括諸如Mg、Be、或者Zn的P型摻雜物。第二導電類型半導體層120可以用作電極接觸層，但是其不限于此。第二導電類型半導體層120的頂側(cè)可以具有粗糙結(jié)構(gòu)，但是不限于此。
[0049]另外，具有與第二導電類型的極性相反的極性的第三導電類型半導體層可以被布置在第二導電類型半導體層120上。發(fā)光結(jié)構(gòu)層125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)中的至少一個。這里，N表示N型半導體層，P表示P型半導體層，并且表示兩個半導體層的直接或者間接堆疊的結(jié)構(gòu)。在下文中，將描述其中第二導電類型半導體層120是發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的最上層的結(jié)構(gòu)作為示例。
[0050]第二電極部分150和152可以被電氣地連接到第二導電類型半導體層120。第二電極部分150和152可以被布置在第二導電類型半導體層120上。第二電極部分150和152包括焊盤150和電氣地連接到焊盤150的第二電極152。
[0051]第二電極部分150和152可以通過使用從由T1、Al、Al合金、In、Ta、Pd、Co、N1、S1、Ge、Ag、Ag合金、Au、Hf、Pt、Ru、Au、以及其合金組成的組中選擇的至少一個形成為單層或者多層。焊盤150的數(shù)目可以是至少一個，并且焊盤150的寬度可以大于第二電極152的寬度。第二電極152可以至少在一個方向上從焊盤150延伸。
[0052]第二電極152可以電氣地連接到焊盤150并且至少具有分支、臂、或者指形狀。
[0053]當從芯片頂側(cè)看時，焊盤150可以被布置在邊緣側(cè)處?；蛘?，焊盤150可以被布置在中心部分處。
[0054]第二電極152可以以回路形狀從焊盤150分支?；芈沸螤羁梢允欠忾]的或者開放的回路形狀。例如，第二電極152可以具有下述圖案形狀中的一個:放射狀圖案、至少一個分支圖案、曲線圖案、直線圖案、多邊形圖案、圓形圖案、以及其組合。然而，第二電極152的形狀不限于此。
[0055]由不同于上述半導體層的材料形成的第二電極層可以被布置在第二電極部分150和152與第二導電類型半導體層120之間。第二電極層可以包括歐姆層、電流擴散層、以及透射導電層中的任何一個。第二電極層可以包括透射氧化物或者氮化物。例如，通過使用從由ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)、IZTO(銦鋅錫氧化物)、IAZO(銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、ΑΖ0 (鋁鋅氧化物)、ΑΤ0 (銻錫氧化物)、GZO(嫁鋒氧化物)、IrOx、RuOx> RuOx/1TO> N1、Ag、Ni/IrOx/Au、以及 Ni/Ir0x/Au/IT0 組成的組中選擇的至少一個，第二電極層可以形成為單層或者多層結(jié)構(gòu)。第二電極層可以擴散電流并且將擴散的電流提供到第二導電類型半導體層120。
[0056]第二電極152被布置在第二導電類型半導體層120的邊緣區(qū)域中，并且邊緣區(qū)域與第二導電類型半導體層120的側(cè)面SI隔開距離D3。
[0057]可以提供至少一個第一電極160。例如，多個第一電極160可以以預定的間隔布置在發(fā)光區(qū)域下面，例如，布置在有源層115下面。在這樣的情況下，蝕刻有源層115的一部分的工藝對形成第一電極160來說可能是不需要的，并且因此不會減少光發(fā)射。
[0058]第一電極160 可以由包括從由 Cu、T1、Cr、Ta、Al、In、Pd、Co、N1、Ge、Ag、以及 Au組成的組中選擇的至少一個的金屬形成，但是不限于此。
[0059]孔105形成在襯底101中。例如，孔105可以是從襯底101的頂側(cè)到下側(cè)穿透襯底101的通孔或者貫通孔?？?05可以具有垂直于或者傾斜于襯底101的下側(cè)的直線形狀。
[0060]可以形成與第一電極160的數(shù)目一樣多的孔105，并且第一電極160可以被布置在孔105中。孔105可以具有圓形截面或者多邊形截面。
[0061]第一電極160電氣地接觸第一導電類型半導體層110和第一電極層165。
[0062]第一電極160的接觸部分162可以至少接觸第一導電類型半導體層110的下部。例如，接觸部分162可以被埋入通過第一導電類型半導體層110的下表面。第一導電類型半導體層110的下表面可以是N面并且接觸接觸部分162。
[0063]如果第一導電類型半導體層110直接接觸襯底101，那么第一電極160的接觸部分162的下表面被布置在襯底101的頂表面上。
[0064]被布置在襯底101中的第一電極160的直徑或者寬度可以是大約0.5μπι至大約50 μ m。第一電極160的接觸部分162的寬度或直徑可以不同于被布置在襯底101中的第一電極160的寬度或直徑。例如，第一電極160的接觸部分162的寬度或直徑可以大于被布置在襯底101中的第一電極160的寬度或直徑。
[0065]第一電極160的接觸部分162的直徑(或者寬度)可以是大約2 μ m至大約50 μ m，并且接觸部分162的厚度可以是大約10 A至大約30000 A。第一電極160的接觸部分162可以至少比第一導電類型半導體層110厚。
[0066]如果提供多個第一電極160,那么第一電極160可以相互連接。第一電極160的接觸部分162可以通過至少兩個導電層相互連接，并且導電層可以包括比上述半導體層更導電的金屬材料。
[0067]導電層可以包括具有臂結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、或者回路結(jié)構(gòu)的圖案。導電層可以被布置在第一導電類型半導體層110的下表面和/或襯底101的頂表面上，但是不限于此。
[0068]如圖2中所示，第一電極160可以分布在發(fā)光結(jié)構(gòu)層125下面，例如，在第二導電類型半導體層120下面，以均勻地提供電流。圖1是沿著圖2的線A-A截取的側(cè)截面圖。
[0069]可以以規(guī)則的、隨機的、或者不規(guī)則的間隔Tl布置第一電極160。間隔Tl可以根據(jù)第二電極152的圖案和電流效率而變化。
[0070]第一電極160與發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的側(cè)面隔開，例如，與第二導電類型半導體層120的側(cè)面隔開預定距離D2。因此，第一電極160可以被布置在被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)層125下面的區(qū)域中。
[0071]焊盤150和第二電極152可以距離第二導電類型半導體層120的邊緣比距離第二導電類型半導體層120的中心更近。在圖2中，焊盤150被布置在角之間。然而，焊盤150可以被布置在角上，但是不限于此。例如，第二電極152可以具有下述圖案形狀中的一個:放射狀圖案、至少一個分支圖案、曲線圖案、直線圖案、多邊形圖案、圓形圖案、以及其組合。然而，第二電極152的形狀不限于此。
[0072]第一電極160可以被布置為距離第二電極152比距離第二導電類型半導體層120的頂部中心區(qū)域更近以將電流擴散到整個區(qū)域。此電極布置結(jié)構(gòu)可以有利于將電流擴散到邊緣區(qū)域以改進內(nèi)量子效率。
[0073]參考圖1和圖2，第一電極160的接觸部分162和第二電極152之間的距離可以至少小于發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的厚度。
[0074]第一電極160的接觸部分162可以被布置在重疊第二電極152的至少部分的區(qū)域中或者第二電極152外部的區(qū)域中。
[0075]第一電極層165可以被布置在襯底101下面以連接多個第一電極160。
[0076]第一電極層165可以由與第一電極材料相同的材料或者不同于第一電極材料的材料形成。第一電極層165可以由具有50 %或者更大的反射率的金屬材料形成并且可以用作反射層。通過使用容易地粘附到襯底101的導電材料，第一電極層165可以形成為單層或者多層結(jié)構(gòu)。第一電極層165的下表面可以至少小于襯底101的下表面但是至少大于有源層115或者第一導電類型半導體層110的下表面。
[0077]第一電極層165可以被整體地或者部分地布置在襯底101的下表面上，并且形成為單圖案或者多個圖案。然而，第一電極層165不限于此。
[0078]反射層可以被進一步布置在襯底101和發(fā)光結(jié)構(gòu)層125之間。通過以超晶格結(jié)構(gòu)(至少一個周期)堆疊具有不同的折射率的至少兩個II1-V族化合物半導體層(AlN/GaN)，反射層可以形成為分布布拉格反射鏡(DBR)。根據(jù)半導體晶體或者生長條件，反射層可以由不同的材料形成。
[0079]如圖1中所示，在具有垂直電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件100的襯底101是透射型的情況下，通過調(diào)整襯底101的厚度能夠改變光的臨界角，并且因此能夠提高光提取效率。
[0080]圖3至圖7是用于解釋圖1的發(fā)光器件的制造工藝的視圖。
[0081]參考圖3，襯底101可以被加載在生長設(shè)備上，并且通過使用II至VI族化合物半導體可以在襯底101上形成層或者圖案。
[0082]生長設(shè)備的示例包括電子束蒸鍍器設(shè)備、物理氣相沉積(PVD)設(shè)備、化學氣相沉積(CVD)設(shè)備、等離子體激光沉積(PLD)設(shè)備、復型熱蒸鍍器、濺射設(shè)備、以及金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)設(shè)備。然而，生長設(shè)備不限于此。
[0083]襯底101 可以是由從由 Al2O3 (藍寶石)GaN、SiC、Zn0、S1、GaP、InP、Ga203、以及 GaAs組成的組中選擇的材料形成的導電或者絕緣襯底。具有透鏡或者條紋形狀的凹凸結(jié)構(gòu)可以形成在襯底101上。凹凸結(jié)構(gòu)可以是構(gòu)圖結(jié)構(gòu)或者粗糙結(jié)構(gòu)。
[0084]襯底101的厚度可以處于大約30 μ m至大約500 μ m的范圍內(nèi)。襯底101的厚度可以根據(jù)拋光和/或研磨而變化。
[0085]另外，化合物半導體層可以形成在襯底101上?；衔锇雽w層可以是由II至VI族化合物半導體形成的層或者圖案。例如，可以形成ZnO層、緩沖層、以及未摻雜的半導體層中的至少一個。緩沖層或者未摻雜的半導體層可以由II1-V族化合物半導體形成。緩沖層可以用于減少與襯底101的晶格常數(shù)的晶格常數(shù)差。未摻雜的半導體層可以是比第一導電類型半導體層的導電性少的導電層。未摻雜的半導體層可以由未摻雜的GaN基半導體形成。
[0086]反射層102可以形成在襯底101上，且在襯底101的不同區(qū)域中。通過使用掩模的光刻膠工藝可以形成多個圖案作為反射層102，并且圖案可以相互隔開以形成圓形或者多邊形形狀。或者，反射層102可以形成為具有諸如環(huán)形、帶形、以及框架形狀的回路形狀(開環(huán)或者閉環(huán))的圖案；或者放射狀或者多邊形圖案。然而，反射層102不限于此。
[0087]反射層102可以形成為超晶格結(jié)構(gòu)。例如，通過交替地堆疊具有不同的折射率的至少兩個層(諸如AlN/GaN)至少一次，反射層102可以形成為分布布拉格反射鏡(DBR)結(jié)構(gòu)。反射層102的材料包括氧化物基材料和/或氮化物基材料。反射層102可以由具有高熔點的金屬形成。例如，反射層102可以由從由W和Mo組成的組選擇的至少一個金屬形成?；蛘?，反射層102可以形成為諸如W/Mo堆疊結(jié)構(gòu)的多層結(jié)構(gòu)。另外，反射層102可以包括諸如Si/Mo和Mo/Si的超晶格結(jié)構(gòu)。反射層102可以由耐高溫，例如1000°C或者更高并且具有至少50%的反射率的材料形成。另外，反射層102具有至少使用諸如T1、Ta、W、Mo以及其合金的金屬層的全方位反射器(ODR)。
[0088]吸收層可以形成在反射層102下面以通過使用具有小于襯底101的帶隙的帶隙的材料吸收激光。吸收層包括從由ZnO、T12, S12, Si3N4, TiN, AIN、GaN, W、Ta、以及Mo組成的組中選擇的至少一個。或者，吸收層可以由金屬材料形成并且可以形成在反射層區(qū)域中。在激光孔機械加工工藝期間，吸收層可以吸收激光以保護發(fā)光結(jié)構(gòu)層。然而，這是非限制性示例。這里，對于激光光源的反射率可以根據(jù)W和Mo的厚度而變化。
[0089]反射層102的寬度和/或吸收層的寬度可以處于大約2μπι至大約50 μ m的范圍內(nèi)，反射層102的厚度和/或吸收層的厚度可以處于大約10 A至大約30000 A的范圍內(nèi)。
[0090]在這里，被布置在不同區(qū)域中的反射層102的圖案可以被相互連接。在這樣的情況下，當形成第一電極時反射層102可以用作導電圖案。
[0091]參考圖4，第一導電類型半導體層110形成在襯底101或化合物半導體層上，并且有源層115形成在第一導電類型半導體層110上。第二導電類型半導體層120形成在有源層115上。另一半導體層可以進一步被布置在每層上或者下面。在這里，這是非限制性示例。
[0092]反射層102至少被布置在第一導電類型半導體層110的下部上，并且第一導電類型半導體層I1的下表面是具有大于Ga面的表面粗糙度的表面粗糙度的N面。反射層102可以從下表面延伸到第一導電類型半導體層110的內(nèi)部。
[0093]第一導電類型半導體層110可以由諸如GaN、AIN、AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN,AlInN, AlGaAs, GaP、GaAs, GaAsP、或者AlGaInP的摻雜有第一導電類型摻雜物的II1-V族化合物半導體形成。第一導電類型半導體層110可以由具有InxAlyGa1TyN(O彡x彡I,
l,0^x+y^ I)的組成式的半導體材料形成。第一導電類型半導體層110可以是N型半導體層。N型半導體層包括諸如S1、Ge、Sn、Se、或者Te的N型摻雜物。第一導電類型半導體層110可以用作電極接觸層并且形成為單層或者多層結(jié)構(gòu)。然而，第一導電類型半導體層110不限于此。
[0094]第一導電半導體層HO可以具有其中交替地堆疊不同的半導體層的超晶格結(jié)構(gòu)。超晶格結(jié)構(gòu)可以包括諸如GaN/InGaN結(jié)構(gòu)或者GaN/AlGaN結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0095]有源層115形成在第一導電類型半導體層110上，并且有源層115可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱結(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。有源層115可以由II1-V族化合物半導體材料形成并且具有阱層/勢壘層的周期。例如，有源層115可以具有InGaN阱層/GaN勢壘層的周期、InGaN阱層/AlGaN勢壘層的周期、以及InGaN阱層/InGaN勢壘層的周期。
[0096]第一導電類型包覆層可以被布置在第一導電類型半導體層110和有源層115之間。第一導電類型包覆層可以由GaN基半導體形成。第一導電類型包覆層可以具有大于有源層115內(nèi)的勢壘層的帶隙的帶隙并且用于限制載流子。
[0097]第二導電類型包覆層可以被布置在有源層115和第二導電類型半導體層120之間。第二導電類型包覆層可以由GaN基半導體形成。第二導電類型包覆層可以具有大于有源層內(nèi)115內(nèi)的勢壘層的帶隙的帶隙并且用于限制載流子。
[0098]第二導電類型半導體層120被布置在有源層115上。第二導電類型半導體層120可以由諸如 GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、或者AlGaInP的摻雜有第二導電類型摻雜物的II1-V族化合物半導體形成。第二導電類型半導體層120可以由具有InxAlyGanyN(O彡x彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡I)的組成式的半導體材料形成。
[0099]第二導電類型半導體層120可以具有單層或者多層結(jié)構(gòu)。在第二導電類型半導體層120具有多層結(jié)構(gòu)的情況下，第二導電類型半導體層120可以具有諸如AlGaN/GaN的超晶格結(jié)構(gòu)。
[0100]第二導電類型半導體層120可以是P型半導體層。P型半導體層包括諸如Mg、Be或者Zn的P型摻雜物。第二導電類型半導體層120可以用作電極接觸層，但是不限于此。
[0101]第一導電類型半導體層110、有源層115、以及第二導電類型半導體層120可以被定義為發(fā)光結(jié)構(gòu)層125。另外，具有與第二導電類型的極性相反的極性的第三導電類型半導體層可以形成在第二導電類型半導體層120上。發(fā)光結(jié)構(gòu)層125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)中的至少一個。在下文中，將描述其中第二導電類型半導體層120是發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的上層的結(jié)構(gòu)作為示例。
[0102]參考圖5，孔105形成在襯底101中?？?01可以至少穿透襯底101。孔105可以形成為通過到襯底101的下表面的感應激光而被連接到反射層102?？?05可以位于反射層102處相互對應的位置處。當形成孔105時，反射層102可以反射激光以保護發(fā)光結(jié)構(gòu)層 125。
[0103]孔105可以具有處于大約0.5μπι至大約50μπι的范圍內(nèi)的直徑?？梢砸源怪庇谝r底101的下表面的線形或者非線形形成孔105。例如，孔105可以具有通孔結(jié)構(gòu)或者貫通孔結(jié)構(gòu)?？?05可以具有圓形截面或者多邊形截面?？?05的寬度或者直徑可以根據(jù)襯底101中的孔105的位置而變化。
[0104]可以在將保護片放置在發(fā)光結(jié)構(gòu)層125上并且翻轉(zhuǎn)襯底101以將發(fā)光結(jié)構(gòu)層125放置在下面的位置處之后形成孔105。
[0105]參考圖5和圖6，移除反射層102。從其移除反射層102的區(qū)域102Α是孔105的上端從而孔105被連接到發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的下部，即，第一導電類型半導體層110的下部。
[0106]通過濕法蝕刻可以移除反射層102。通過使用選擇性地包括氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、乙酸(CH3COOH)、磷酸(H3PO4)、以及硫磺酸(H2SO4)的蝕刻劑可以執(zhí)行濕法蝕刻?？梢栽趯嵤├募夹g(shù)范圍內(nèi)通過不同的方式形成濕法蝕刻。如果反射層102具有優(yōu)異的導電性，那么可以不移除反射層102。
[0107]相互電氣地連接的第二電極部分150和152形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的頂側(cè)上。在形成第二導電類型半導體層120之后可以形成第二電極部分150和152。可以在形成孔105之前或者之后形成第二電極部分150和152。此順序是非限制性示例。
[0108]第二電極部分150和152可以被電氣地連接到第二導電類型半導體層120。例如，第二電極部分150和152可以形成在第二導電類型半導體層120上。第二電極部分150和152可以包括焊盤(150)和第二電極(152)。通過使用從由T1、Al、Al合金、In、Ta、Pd、Co、N1、S1、Ge、Ag、Ag合金、Au、Hf、Pt、Ru、Au、以及其合金組成的組中選擇的至少一個,第二電極部分150和152可以形成為單層或者多層。第二電極部分150和152可以包括至少一個焊盤150。如圖2中所示，第二電極152被電氣地連接到焊盤150。第二電極152可以至少具有分支或者臂形狀。例如，第二電極152可以具有回路形狀、直線形狀、曲線形狀、多邊形形狀、或者圓形形狀。然而，第二電極152不限于此。
[0109]第二電極層可以形成在第二電極部分150和152與第二導電類型半導體層120之間。第二電極層可以包括電流擴散層或者透射導電層。第二電極層可以包括透射氧化物或者氮化物。例如，通過使用從由ITO(銦錫氧化物)、IZO(銦鋅氧化物)、IZTO(銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO (鎵鋅氧化物)、Ir0x、Ru0x、Ru0x/IT0、N1、Ag、Ni/Ir0x/Au、以及Ni/IrOx/Au/ITO組成的組中選擇的至少一個，第二電極層可以形成為單層或者多層結(jié)構(gòu)。第二電極層可以擴散電流并且將擴散的電流提供到第二導電類型半導體層120。
[0110]參考圖7，第一電極160形成在襯底101的孔105中。通過形成金屬晶種并且執(zhí)行鍍工藝可以形成第一電極160?；蛘?，通過將導電材料填充在孔105中可以形成第一電極160。然而,第一電極160不限于這些方法。
[0111]可以形成與孔105的數(shù)目一樣多的第一電極160。第一電極160可以被布置在發(fā)光器件100的發(fā)光區(qū)域下面，例如，有源層115下面。
[0112]通過使用包括Cu、T1、Cr、Ta、Al、In、Pd、Co、N1、Ge、Ag、以及Au中的一個或者多個，第一電極160可以形成在垂直地形成在襯底101中的孔105中，但是不限于此。
[0113]第一電極160可以形成為垂直線形或者非線性形狀以連接第一導電類型半導體層110的下側(cè)和襯底101的下側(cè)。被布置在襯底101中的第一電極160的直徑或者寬度可以是大約0.5μπι至大約50μπι。第一電極160的接觸部分162的直徑或者寬度可以處于大約2μπι至大約50 μ m的范圍內(nèi)，并且接觸部分162的厚度可以處于大約10 A至大約30000 A的范圍內(nèi)。接觸部分162可以是第一電極160的上端。
[0114]第一電極160的接觸部分162中的至少兩個可以通過根據(jù)反射層102的圖案而變化的導電層相互連接。
[0115]第一電極160的接觸部分162的寬度或直徑可以至少大于被布置在襯底101中的第一電極160的寬度或直徑，但是不限于此。
[0116]如圖2中所示，第一電極160可以以規(guī)則的、隨機的、或者不規(guī)則的間隔被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的區(qū)域下面。然而，第一電極160不限于此。第一電極160的布置和間隔可以對應于電流效率和第二電極152的圖案和電流效率，并且可以根據(jù)第二電極152的圖案而變化。
[0117]第一電極層165可以形成在襯底101下面以接觸電極160的下端。
[0118]第一電極層165可以由與第一電極材料相同的材料或者與第一電極材料不同的材料形成。通過使用用于形成第一電極160的相同的金屬，第一電極層165可以形成為單層或者多層。第一電極層165可以用作反射層或者結(jié)合層。第一電極層165可以整體地或者部分地形成在襯底101的下表面上，并且形成為單個圖案或者多個圖案。
[0119]通過拋光和/或研磨可以處理襯底101的下表面，但是不限于此。
[0120]其后，可以對芯片之間的邊界(例如，溝道區(qū)域)執(zhí)行隔離蝕刻工藝。然后，通過切割或/和斷裂工藝可以相互分離芯片。這里，執(zhí)行隔離蝕刻工藝以分離芯片并且可以在形成電極的工藝之前或者之后執(zhí)行該隔離蝕刻工藝。然而，工藝不限于此順序。
[0121]圖8是示出根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件100A的側(cè)截面圖。在第二實施例的下述描述中，將不會重復與在第一實施例中描述的內(nèi)容相同的內(nèi)容。
[0122]參考圖8，發(fā)光器件100A包括具有凹凸結(jié)構(gòu)103的襯底101、第一半導體層104、發(fā)光結(jié)構(gòu)層125、第二電極部分150和152、第一電極160、以及第一電極層165。
[0123]襯底101可以由從由六1203 (藍寶石)、6&隊5扣、2110、51、6&?、11^、6&203、以及6&八8組成的組中選擇的材料形成。具有透鏡或者條紋形狀的凹凸結(jié)構(gòu)可以形成在襯底101上。另外，第一半導體層104可以形成在襯底101上。第一半導體層104可以是由II至VI族化合物半導體形成的層或者圖案。例如，第一半導體層104可以包括ZnO層(未示出)、緩沖層(未不出)、以及未摻雜的半導體層(未不出)中的至少一個。
[0124]通過使用II1-V族化合物半導體，發(fā)光結(jié)構(gòu)層125形成在第一半導體層104上。發(fā)光結(jié)構(gòu)層125包括第一導電類型半導體層110、有源層115、以及第二導電類型半導體層120。
[0125]第二電極部分150和152電氣地連接到第二導電類型半導體層120。將會省略其詳細描述。
[0126]多個第一電極160被布置在有源層115下面的區(qū)域中。第一電極160垂直地布置在襯底101中。第一電極160的接觸部分162被布置在反射層(參考圖3至圖6)的區(qū)域中。反射層形成并且被在形成第一半導體層104之后通過蝕刻移除。
[0127]第一電極160的接觸部分162的直徑或者寬度可以大于被布置在襯底101中的第一電極160的直徑或者寬度，并且被布置在襯底101中的第一電極160的直徑或者寬度可以根據(jù)襯底101的區(qū)域而變化。
[0128]凹凸結(jié)構(gòu)103形成在襯底101的下部處。凹凸結(jié)構(gòu)103包括交替地布置的凹部和凸部。凹凸結(jié)構(gòu)103的形狀的示例包括凹凸圖案、紋理圖案、以及粗糙圖案。通過對襯底101的下表面執(zhí)行干法蝕刻工藝和/或濕法蝕刻工藝可以形成凹凸結(jié)構(gòu)103。凹凸結(jié)構(gòu)103的凹部和凸部可以以規(guī)則的或者不規(guī)則的間隔布置并且可以具有多邊形形狀或者球形形狀。
[0129]第一電極層165被布置在襯底101的下表面并且具有與凹凸結(jié)構(gòu)103的形狀相對應的形狀。因此，第一電極層165能夠反射入射在襯底101上的光，并且能夠通過凹凸結(jié)構(gòu)103改變光的臨界角以提高光提取效率。
[0130]圖9是示出根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件100B的側(cè)截面圖。
[0131]參考圖9,發(fā)光器件100B包括襯底101、第一半導體層104、發(fā)光結(jié)構(gòu)層125、第一電極160、第一電極層165、第二電極層140、以及焊盤150。
[0132]襯底101可以由從由六1203 (藍寶石)、6&隊5扣、2110、51、6&?、11^、6&203、以及6&八8組成的組中選擇的材料形成。
[0133]光提取結(jié)構(gòu)106可以被布置在襯底101和第一半導體層104之間。通過部分地蝕刻襯底101的頂側(cè)可以形成光提取結(jié)構(gòu)106或者可以由額外的材料形成光提取結(jié)構(gòu)106。光提取結(jié)構(gòu)106包括光擴散結(jié)構(gòu)。光提取結(jié)構(gòu)106可以包括金屬點(metal dot)結(jié)構(gòu)、絕緣點(insulating dot)結(jié)構(gòu)、以及半導體點(semiconductor dot)結(jié)構(gòu)中的至少一個。光提取結(jié)構(gòu)106可以由具有不同于第一半導體層104的折射率的折射率的材料形成。然而，光提取結(jié)構(gòu)106不限于此。
[0134]光提取結(jié)構(gòu)106可以被布置在第一導電類型半導體層110的第三半導體層112與第二半導體層111之間。光提取結(jié)構(gòu)106可以擴散電流。
[0135]第一半導體層104可以是由II至VI族化合物半導體形成的層或者圖案。例如，第一半導體層104可以包括ZnO層(未不出)、緩沖層(未不出)、以及未摻雜的半導體層(未不出)中的至少一個。
[0136]第一導電類型半導體層110包括第二半導體層111和第三半導體層112。第二半導體層111和第三半導體層112可以具有不同的摻雜物濃度、厚度、或者組成式。第二半導體層111的摻雜物濃度可以低于第三半導體層112的摻雜物濃度。例如，第二半導體層111可以是低導電半導體層，并且第三半導體層112可以比第二半導體層111更加導電。第二半導體層111可以由AlGaN層形成，并且第三半導體層112可以由GaN層形成?？梢灾辽賰纱?兩個周期)重復第二半導體層111和第三半導體層112的堆疊結(jié)構(gòu)，但是不限于此。
[0137]第二半導體層111和第三半導體層112的堆疊結(jié)構(gòu)可以是從由GaN、InN、AIN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、S12, S1x, SiN2, SiNx, S1xNy,以及金屬材料組成的組中選擇的材料形成的超晶格結(jié)構(gòu)。在超晶格結(jié)構(gòu)中，至少兩次(兩個周期)交替地重復至少兩個不同的層。例如，重復InGaN/GaN的堆疊結(jié)構(gòu)。超晶格結(jié)構(gòu)的每層可以具有大約數(shù)埃(A)或者更大的厚度。
[0138]或者，通過交替地堆疊具有不同的折射率的至少兩個層可以形成第二半導體層111和第三半導體層112的堆疊結(jié)構(gòu)，從而堆疊的層可以用作反射層。例如，可以至少兩個周期地重復堆疊GaN層/AlN層的結(jié)構(gòu)以形成分布布拉格反射鏡(DBR)。
[0139]第一電極160的接觸部分162可以接觸第二半導體層111和/或第三半導體層112，但是不限于此。
[0140]第二電極層140被布置在第二導電類型半導體層120上。第二電極層140包括不同于半導體層的材料，例如，諸如金屬氧化物或者金屬氮化物的導電材料。第二電極層140可以由從由ITO (銦錫氧化物)、IZO (銦鋅氧化物)、IZTO (銦鋅錫氧化物)、IAZO (銦鋁鋅氧化物)、IGZO (銦鎵鋅氧化物)、IGTO (銦鎵錫氧化物)、AZO (鋁鋅氧化物)、ATO (銻錫氧化物)、GZO(嫁鋒氧化物)、IrOx、RuOx> RuOx/1TO> N1、Ag、Ni/IrOx/Au、以及 Ni/IrOx/Au/ITO組成的組中選擇的至少一個形成。
[0141]第二電極層140的寬度可以至少小于第二導電類型半導體層120的寬度。第二電極層140和第二導電類型半導體層120中的至少一個可以包括粗糙的頂表面。
[0142]至少一個焊盤150被布置在第二電極層140上，并且通過第二電極層140可以擴散被提供到焊盤150的電力。電極可以進一步連接到焊盤150。然而，它是非限制性示例。
[0143]發(fā)光結(jié)構(gòu)層125的側(cè)表面可以相對于襯底101的下表面傾斜，并且有源層115的下表面可以小于第一導電類型半導體層110的下表面。另外，第一電極160可以被布置在有源層115或者第一導電類型半導體層110下面的區(qū)域中。
[0144]圖10和圖11是用于解釋根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件的制造工藝的視圖。圖10是用于解釋從參考圖3和圖4解釋的元件修改的元件的視圖。其它工藝的描述與參考圖3至圖7解釋的工藝相同。
[0145]參考圖10，第一層131和第二層132被布置在襯底101和第一導電類型半導體層110之間。第一層131可以接收激光并且用作吸收層。第二層132可以用作反射層以反射激光。用作吸收層的第一層131可以包括從由Zn0、Ti02、Si02、Si3N4、TiN、AlN、GaN、W、Ta、以及Mo組成的組中選擇的至少一個。第二層132可以包括材料(氧化物基或者氮化物基材料)或者諸如GaN/AlGaN超晶格結(jié)構(gòu)、W、Mo、ff/Mo結(jié)構(gòu)、Si/Mo超晶格結(jié)構(gòu)、以及Mo/Si超晶格結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。第一層131可以由具有高熔點的金屬形成。例如，第一層131可以由從由W和Mo組成的組中選擇的至少一個金屬形成。另外,第一層102具有至少使用諸如T1、Ta、W、Mo以及其合金的金屬層的全方位反射器(ODR)的結(jié)構(gòu)。
[0146]第一層131的反射率可以是對于給定的激光源的50%或者更高，但是不限于此。在另一示例中，第一層131和第二層132可以具有不同的寬度。例如，第二層132的寬度可以比第一層131寬。
[0147]參考圖11，使用激光在襯底101中形成孔101，并且通過濕法蝕刻移除第一層131。第一電極160的接觸部分162可以形成在從其移除第一層131的區(qū)域102A中。第一電極160的接觸部分162可以被布置在第二層132下面并且接觸第一導電類型半導體層110。第二層132比第一導電類型半導體層110導電性低使得通過第二層132阻擋來自第一電極160的接觸部分162的電流。因此，在第一導電類型半導體層110中能夠通過第二層132擴散來自第一電極160的接觸部分162的電流。在另一示例中，如果第二層132的寬度大于第一層131的寬度，那么第二層132的寬度可以被調(diào)整為小于第一電極160的接觸部分162的寬度以提高電流擴散效率。
[0148]圖12至圖14是用于解釋根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件的制造工藝的視圖。
[0149]參考圖12，吸收層120B形成在襯底101上或者第一導電類型半導體層110下面。吸收層102B的長度可以是發(fā)光結(jié)構(gòu)層的寬度的大約1/2至大約1/5。吸收層102B的長度可以足以連接至少兩個第二電極。吸收層102B可以僅具有吸收功能或者形成為吸收層/反射層堆疊結(jié)構(gòu)。然而，吸收層102B不限于此。
[0150]參考圖13和圖14，孔105形成在襯底101中在吸收層102B的下面的位置處，并且吸收層102B被移除。通過濕法蝕刻工藝可以移除吸收層102B。在這樣的情況下，吸收層102B的一部分可以不通過濕法蝕刻工藝移除。
[0151]第一電極160被填充在孔105中使得第一電極160的接觸部分162能夠接觸第一導電類型半導體層110。第一電極160的接觸部分162可以包括連接接觸部分162的橋接部分162A。
[0152]如圖14中所示，橋接部分162A是連接多個第一電極160的導電層。橋接部分162A的數(shù)目至少是兩個，并且橋接部分162A可以連接被布置在不同區(qū)域中的第一電極160。圖13是沿著圖14的線B-B截取的側(cè)截面圖。
[0153]圖15是示出根據(jù)第六實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0154]參考圖15，第一電極160的下部161的寬度大于第一電極160的中心部分的寬度。第一電極160的下部161是第二接觸部分，并且第一電極160的接觸部分162是第一接觸部分。第一電極160的下部161隨著它在襯底101中下降而變得更寬使得能夠增加第一電極層165和下部161之間的接觸面積以提高電氣可靠性。
[0155]第二電極層140形成在第二導電類型半導體層120上。第二電極層140包括透射氧化物或者透射氮化物并且是導電的。
[0156]第二電極層140可以包括具有規(guī)則的或者不規(guī)則的凹凸結(jié)構(gòu)的作為光提取結(jié)構(gòu)S6的粗糙表面。第二電極層140的光提取結(jié)構(gòu)S6可以改變?nèi)肷涔獾呐R界角以提高光提取效率。
[0157]第二電極層140可以接觸第二電極部分150和152的下側(cè)以擴散電流。
[0158]圖16是示出根據(jù)第七實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0159]參考圖16，在發(fā)光器件中，第一電極160的接觸部分162可以包括粗糙表面。接觸部分162的頂表面可以接觸第一導電類型半導體層110的粗糙表面S7。由于粗糙表面S7，可以提聞光提取效率和電流注入效率。
[0160]通過對如圖5和圖6中所示的結(jié)構(gòu)執(zhí)行濕法工藝，在第一導電類型半導體層110的下表面上形成粗糙表面S7。第一導電類型半導體層110的下表面是具有大于Ga面的表面粗糙的表面粗糙的N面。由于粗糙表面S7，能夠提高電流注入效率和光提取效率。
[0161]第一半導體層104A的厚度可以小于吸收層的厚度，并且第一電極160的接觸部分162可以被布置在第一半導體層104A中。根據(jù)第一半導體層104A和吸收層的厚度，可以改變第一電極160的接觸部分162的接觸位置。
[0162]圖17是示出根據(jù)第八實施例的發(fā)光器件的側(cè)截面圖。
[0163]參考圖17，通過蝕刻工藝部分地移除發(fā)光器件的吸收層102，并且因此留下吸收層102的一部分。第一電極160的接觸部分162被布置在吸收層102下面并且接觸第一導電類型半導體層110的內(nèi)側(cè)。以該方式，因為第一電極160的接觸部分162接觸吸收層102和第一導電類型半導體層110,所以能夠擴散電流。吸收層102的寬度可以不同于第一電極160的接觸部分162的寬度。例如，第一電極160的接觸部分162的寬度可以大于吸收層102的覽度。
[0164]第二電極層140被布置在第二導電類型半導體層120上，并且第二電極層140的寬度至少小于第二導電類型半導體層120的寬度。
[0165]圖18是示出根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝30的視圖。
[0166]參考圖18,發(fā)光器件封裝30包括:主體20 ;第一和第二引線電極31和32,該第一和第二引線電極31和32被布置在主體20上；先前的實施例的發(fā)光器件100，該發(fā)光器件100被布置在主體20上并且電氣地連接到第一和第二引線電極31和32 ；以及成型構(gòu)件40，該成型構(gòu)件40圍繞發(fā)光器件100。
[0167]主體20可以由諸如硅、合成樹脂或者金屬的材料形成?？涨?5可以形成在主體20的上部中?？涨?5的頂側(cè)可以打開，并且第一和第二引線電極31和32可以被布置在空腔25的底側(cè)上。空腔25的側(cè)表面可以傾斜或者垂直于空腔25的下表面，但是不限于此。主體20的空腔25可以具有臺階結(jié)構(gòu)。或者，主體20可以不包括空腔25并且具有平坦的頂表面。
[0168]第一和第二引線電極31和32相互電氣地分離并且被構(gòu)造為將電力提供到發(fā)光器件100。另外，第一和第二引線電極31和32可以由諸如引線框架的金屬板形成，但是不限于此。第一和第二引線電極31和32可以反射從發(fā)光器件100發(fā)射的光以提高光學效率并且可以發(fā)散從發(fā)光器件100產(chǎn)生的熱。
[0169]發(fā)光器件100可以被布置在主體20上或者在第一或者第二引線電極31或者32上。
[0170]發(fā)光器件100可以通過布線電氣地連接到第一引線電極31并且通過貼片連接到第二引線電極32。
[0171]成型構(gòu)件40可以包括諸如環(huán)氧樹脂的樹脂或者硅。成型構(gòu)件40可以被布置在空腔25中。成型構(gòu)件40可以覆蓋發(fā)光器件100以保護發(fā)光器件100。另外，熒光體可以被包含在成型構(gòu)件40中以改變從發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長。
[0172]〈照明系統(tǒng)〉
[0173]可以提供多個根據(jù)實施例的半導體發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝。多個發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝可以被排列在板上。諸如導光板、棱鏡片、以及擴散片的光學構(gòu)件可以被布置在從發(fā)光器件發(fā)射的光的路徑上。發(fā)光器件封裝、板、以及光學構(gòu)件可以用作照明單元。照明單元可以被制造為頂視圖型或者側(cè)視圖型。因此，照明單元可以被提供為用于便攜式終端、筆記本計算機等等的顯示裝置，或者被不同于地應用于照明裝置、指示裝置等等。而且，在另一實施例中，照明單元可以被實現(xiàn)為包括根據(jù)上述實施例的發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)可以包括圖19和圖20中所示的顯示裝置、圖21中所示的照明裝置、照明燈、信號燈、汽車頭燈、電子顯示器等等。
[0174]圖19是示出根據(jù)實施例的顯示裝置的分解透視圖。
[0175]參考圖19，根據(jù)實施例的顯示裝置1000可以包括:導光板1041 ;發(fā)光模塊1031，該發(fā)光模塊1031將光提供給導光板1041 ;在導光板1041的下面的反射構(gòu)件1022 ;在導光板1041上的光學片1051 ;在光學片1051上的顯示面板1061 ;以及底蓋1011，該底蓋1011存儲導光板1041、發(fā)光模塊1031、以及反射構(gòu)件1022 ;然而，其不限于此。
[0176]底蓋1011、反射片1022、導光板1041、以及光學片1051可以被定義為燈單元1050。
[0177]導光板1041用于擴散光，以變?yōu)楸砻婀庠?。利用透射材料形成導光?041，并且導光板1041，例如可以包括諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯基樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)烯烴共聚合物(COC)以及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)樹脂中的一個。
[0178]發(fā)光模塊1031將光提供給導光板1041的至少一側(cè)，并且最終用作顯示裝置的光源。
[0179]包括至少一個發(fā)光模塊1031,并且發(fā)光模塊1031可以直接或者間接地在導光板1041的一側(cè)處提供光。發(fā)光模塊1031包括根據(jù)上述實施例的發(fā)光器件封裝30和板1033。發(fā)光器件封裝30可以以預定的間隔布置在板1033上。
[0180]板1033可以是包括電路圖案(未示出)的印刷電路板(PCB)。然而，板1033不僅可以包括典型的PCB，而且可以包括金屬核PCB (MCPCB)或者柔性PCB (FPCB)，并且它不限于此。在發(fā)光器件封裝30被安裝在底蓋1011的側(cè)面上或者散熱板上的情況下，板1033可以被除去。在此，散熱板的一部分可以接觸到底蓋1011的上表面。
[0181]多個發(fā)光器件封裝30可以被安裝在板1033上，使得發(fā)光表面與導光板1041分離預定的距離，但是對此不存在限制。發(fā)光器件封裝30可以直接地或者間接地將光提供給導光板1041的光進入部分，即導光板1041的一側(cè)，并且對此不存在限制。
[0182]反射構(gòu)件1022可以被布置在導光板1041的下方。反射構(gòu)件1022在向上方向上反射被入射到導光板1041的下表面的光，從而可以提高燈單元1050的亮度。例如，可以利用例如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PC或者PVC(聚氯乙烯)樹脂來形成反射構(gòu)件1022 ；然而，它不限于此。反射構(gòu)件1022可以是底蓋1011的上表面；然而，對此不存在限制。
[0183]底蓋1011可以存儲導光板1041、發(fā)光模塊1031、以及反射構(gòu)件1022。為此，底蓋1011可以設(shè)置有存儲單元1012，其具有其上表面開口的盒狀形狀，并且對此不存在限制。底蓋1011可以與頂蓋組合，并且對此不存在限制。
[0184]可以利用金屬材料或者樹脂材料來形成底蓋1011，并且可以使用按壓或者擠壓成型工藝來制造底蓋1011。底蓋1011還可以包括具有優(yōu)異的導熱性的非金屬或者金屬材料，并且對此不存在限制。
[0185]顯示面板1061是(例如)IXD面板，并且包括透射型第一和第二基板，以及第一和第二基板之間的液晶層。在顯示面板1061的至少一側(cè)上，可以附著偏振板；然而，附著結(jié)構(gòu)不限于此。顯示面板1061通過穿過光學片1051的光來顯示信息。顯示裝置1000可以被應用于各種蜂窩電話、筆記本計算機的監(jiān)視器、膝上計算機的監(jiān)視器、以及電視。
[0186]光學片1051被布置在顯不面板1061和導光板1041之間，并且包括至少一個半透明片。光學片1051可以包括例如擴散片、水平和垂直棱鏡片、亮度增強片中的至少一個。擴散片擴散入射光。水平或/和垂直棱鏡片將入射光集中在顯示區(qū)域。亮度增強片重新使用丟失的光以增強亮度。保護片可以被布置在顯示面板1061上，并且對此不存在限制。
[0187]在此，在發(fā)光模塊1031的光路徑上，可以包括導光板1041和光學片1051作為光學構(gòu)件；然而，對此不存在限制。
[0188]圖20是示出根據(jù)實施例的顯示裝置的圖。
[0189]參考圖20，顯示裝置1100包括:底蓋1152、板1120、光學構(gòu)件1154、以及顯示面板1155。在此，上述發(fā)光器件封裝30被排列在板1120上。
[0190]板1120和發(fā)光器件封裝30可以被定義為發(fā)光模塊1060。底蓋1152、至少一個發(fā)光模塊1060、以及光學構(gòu)件1154可以被定義為燈單兀。
[0191]底蓋1152可以設(shè)置有存儲單元1153，并且對此不存在限制。
[0192]在此，光學構(gòu)件1154可以包括透鏡、導光板、擴散片、水平和垂直棱鏡片、以及亮度增強片中的至少一個?？梢岳肞C材料或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料來形成導光板，并且可以省略導光板。擴散片擴散入射光。水平或/和垂直棱鏡片將入射光集中在顯示區(qū)域。亮度增強片重新使用丟失的光以增強亮度。
[0193]光學構(gòu)件1154被布置在發(fā)光模塊1060上。光學構(gòu)件1154將從發(fā)光模塊1060發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為表面光源，或者對光執(zhí)行擴散以及集中。
[0194]圖21是示出根據(jù)實施例的照明裝置的透視圖。
[0195]參考圖21，照明裝置1500包括:殼體1510 ;發(fā)光模塊1530，該發(fā)光模塊1530被安裝到殼體1510 ;以及連接端子1520，該連接端子1520被安裝到殼體1510，并且被提供有來自于外部電源的電力。
[0196]優(yōu)選地，利用具有優(yōu)異的散熱特性的材料來形成殼體1510。例如，可以利用金屬材料或者樹脂材料來形成殼體1510。
[0197]發(fā)光模塊1530可以包括板1532,和被安裝在板1532上的根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝30。多個發(fā)光器件封裝30可以以矩陣的形式排列，或者可以以預定的間隔相互分離地排列。
[0198]板1532可以是其中印有電路圖案的絕緣體。例如，板1532可以包括PCB、金屬核PCB、柔性PCB、陶瓷PCB、以及FR-4板。
[0199]板1532還可以利用有效地反射光的材料形成，或者它的表面可以被涂覆有有效地反射光的顏色，例如，白色或者銀色。
[0200]至少一個發(fā)光器件封裝30可以被安裝在板1532上。每個發(fā)光器件封裝30可以包括至少一個發(fā)光二極管(LED)芯片。LED芯片可以包括諸如紅、綠、藍或者白色的可見光的發(fā)光二極管，或者發(fā)射紫外線(UV)的UV發(fā)光二極管。
[0201]各種發(fā)光器件封裝30的組合可以被布置在發(fā)光模塊1530中，以獲得色調(diào)和亮度。例如，為了確保高顯色指數(shù)(CRI)，可以組合并且布置白色發(fā)光二極管、紅色發(fā)光二極管、以及綠色發(fā)光二極管。
[0202]連接端子1520可以被電氣地連接到發(fā)光模塊1530以提供電力。連接端子1520以插座方法螺紋連接到外部電源；然而，對此不存在限制。例如，可以將連接端子1520形成為插腳的形狀以將其插入到外部電源，或者可以通過布線將其連接到外部電源。
[0203]根據(jù)實施例，提供一種發(fā)光器件的制造方法。該方法包括:以預定的間隔在襯底上形成多個第一層；在襯底上形成多個化合物半導體層，化合物半導體層包括第一導電類型半導體層、有源層、以及第二導電類型半導體層；在襯底上中形成多個孔以暴露第一層；在孔中形成第一電極；以及在襯底的底側(cè)處形成第一電極層以連接第一電極的多個下端。
[0204]根據(jù)實施例，不需要額外的區(qū)域來形成用于將電力提供到第一導電類型半導體層的焊盤，與具有水平電極結(jié)構(gòu)的LED芯片相比較，能夠增加發(fā)光面積和光學效率。因此，實施例的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝以及照明系統(tǒng)可以具有提高的可靠性。
[0205]在本說明書中，任何對于“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，當結(jié)合任何實施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性時，認為結(jié)合實施例中的其它實施例實現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性也在本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解范圍內(nèi)。
[0206]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，但是應該理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計出許多將落入本公開內(nèi)容的原理的精神和范圍內(nèi)的其它修改和實施例。更加具體地，在本公開內(nèi)容、附圖、和所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，主題組合布置的組成部件和/或布置方面的各種變化和修改都是可能的。除了組成部件和/或布置方面的變化和修改之外，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)光器件封裝，包括: 襯底,所述襯底由透射材料形成； 發(fā)光結(jié)構(gòu)層，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)層包括第一導電類型半導體層、在所述第一導電類型半導體層上的有源層、以及在所述有源層上的第二導電類型半導體層； 第二電極，所述第二電極在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)層上； 凹凸結(jié)構(gòu)，所述凹凸結(jié)構(gòu)在所述襯底的下部處形成； 第一電極層，所述第一電極層被布置在所述襯底的下側(cè)上并且具有與所述凹凸結(jié)構(gòu)的形狀相對應的形狀； 多個第一電極，所述多個第一電極被布置在所述襯底中并且從所述襯底的下側(cè)延伸到所述第一導電類型半導體層的下部，所述多個第一電極被布置在所述有源層的區(qū)域下面， 其中，所述第一電極層被連接到所述多個第一電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，進一步包括接觸部分，所述接觸部分具有比布置在所述襯底中的第一電極的寬度寬的寬度并且被布置在所述第一導電類型半導體層的下部處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其中，所述第一電極電氣地連接所述第一導電類型半導體層和所述第一電極層， 其中，所述接觸部分接觸所述第一導電類型半導體層的下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光器件，其中，所述接觸部分被埋入通過所述第一導電類型半導體層的下表面， 其中，所述接觸部分具有比所述第一導電類型半導體層的厚度薄的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，提供多個所述接觸部分，并且所述多個接觸部分中的至少一個距離所述第一導電類型半導體層的邊緣部分比距離所述第一導電類型半導體層的中心部分更近。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述第二電極距離所述第二導電類型半導體層的邊緣比距離所述第二導電類型半導體層的中心更近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述第一電極層的下表面的寬度等于或窄于所述襯底的下表面并且寬于所述第一導電類型半導體層的下表面的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件，進一步包括第一半導體層，所述第一半導體層由II至VI族元素形成并且布置在所述襯底和所述發(fā)光結(jié)構(gòu)層之間，其中，所述第一電極被布置在所述第一半導體層中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述第二導電類型半導體層的上表面包括粗糙結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件，進一步包括在所述接觸部分和所述第一導電類型半導體層之間的反射層和吸收層中的至少一個。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件，進一步包括橋接部分，所述橋接部分連接在所述多個接觸部分之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述接觸部分和所述第一導電類型半導體層的接觸表面是粗糙的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，進一步包括在所述第二導電類型半導體層和所述第二電極之間的第二電極層。
14.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項所述的發(fā)光器件， 其中，所述接觸部分和所述第二電極之間的距離小于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)層的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的發(fā)光器件，其中，所述第一導電類型半導體層包括η型半導體層并且所述第二導電類型半導體層包括P型半導體層。
【文檔編號】H01L33/48GK104201267SQ201410347422
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日:2010年4月15日
【發(fā)明者】金省均, 林祐湜, 金明洙, 秋圣鎬, 羅珉圭 申請人:Lg伊諾特有限公司