具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件的制作方法
【專利摘要】公開了一種具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件。發(fā)光器件包括發(fā)光結(jié)構(gòu)和設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上的透明基板，其中，透明基板包括至少兩種不同的凸凹圖案，所述至少兩種不同的凸凹圖案包括設(shè)置在透明基板的上表面上的第一凸凹圖案和第二凸凹圖案，與第二凸凹圖案相比，第一凸凹圖案具有較大的突起，且第一凸凹圖案和第二凸凹圖案分別設(shè)置在透明基板的上表面的中心區(qū)域和周圍區(qū)域中。發(fā)光器件可具有寬光束角和取決于輸出角的均勻的光照強(qiáng)度。
【專利說明】具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)光器件和一種制造該發(fā)光器件的方法，且更具體地，涉及一種包括形成在其發(fā)光表面上的圖案以由此獲得寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，以及制造該發(fā)光器件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光器件是由電子和空穴的復(fù)合產(chǎn)生發(fā)光的無機(jī)半導(dǎo)體器件，并且被用在諸如顯示器、車輛燈具和普通照明器件等的不同領(lǐng)域中。具體地，由于諸如氮化鎵半導(dǎo)體和氮化鋁鎵半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體可屬于直接躍迀型并且可被制造成具有不同的能帶間隙，所以可根據(jù)需要使用氮化物半導(dǎo)體來制造具有不同波長發(fā)射范圍的發(fā)光器件。
[0003]發(fā)光器件根據(jù)其應(yīng)用需要具有不同的光束角的范圍。例如，應(yīng)用于顯示器的背光單元、滅菌器等的UV發(fā)光器件具有寬光束角是有利的。因此，諸如透鏡的附加組件或諸如用于發(fā)光器件的表面處理的技術(shù)被用于增大發(fā)光器件的光束角。
[0004]對于具有沒有獨(dú)立封裝體的晶圓級封裝件或板上芯片型發(fā)光器件，需要在沒有諸如透鏡的附加組件的情況下調(diào)節(jié)其光束角。然而，雖然典型的表面處理技術(shù)能夠增大發(fā)光器件的光提取效率，但是在增大其光束角的方面存在困難。具體地，由于不期望將由可因UV光而變形或劣化的材料制成的注塑的組件或透鏡應(yīng)用于UV發(fā)光器件，所以在用于增大光束角的技術(shù)的應(yīng)用方面存在限制。另外，用于通過增大發(fā)射至發(fā)光器件的側(cè)表面的光量來增大光束角的技術(shù)存在取決于光的輸出角的光照強(qiáng)度不均勻的問題。具體地，存在沿與發(fā)光器件的發(fā)射表面垂直的方向發(fā)射的光的量大大地大于發(fā)射至發(fā)光器件的側(cè)表面的光的量的缺點(diǎn)。
[0005]因此，存在對用于在不利用封裝體或透鏡的情況下增大發(fā)光器件的光束角的同時不管光的輸出角而提供均勻的光照強(qiáng)度的技術(shù)的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型旨在提供一種具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件。
[0007]另外，本實(shí)用新型旨在提供制造能夠根據(jù)發(fā)光器件的發(fā)射性能來調(diào)節(jié)光束角和光照強(qiáng)度的均勻性的發(fā)光器件。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，發(fā)光器件包括:發(fā)光結(jié)構(gòu)；以及透明基板，設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上，其中，透明基板包括至少兩種不同的凸凹圖案，所述至少兩種不同的凸凹圖案包括設(shè)置在透明基板的上表面上的第一凸凹圖案和第二凸凹圖案。這里，與第二凸凹圖案相比，第一凸凹圖案具有較大的突起，且第一凸凹圖案和第二凸凹圖案分別設(shè)置在透明基板的上表面的中心區(qū)域和外圍區(qū)域中。
[0009]透明基板的上表面可包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中，第一區(qū)域設(shè)置在透明基板的上表面的中心區(qū)域中，第二區(qū)域設(shè)置在包圍第一區(qū)域的區(qū)域中，第一凸凹圖案和第二凸凹圖案可分別布置在第一區(qū)域和第二區(qū)域中。
[0010]第一凸凹圖案和/或第二凸凹圖案可包括至少兩種不同形狀的突起。
[0011]相反地，第一凸凹圖案和第二凸凹圖案可包括相同形狀的突起。
[0012]第一凸凹圖案和/或第二凸凹圖案的突起可具有半球形、圓錐形、截頭圓錐形和凸心形中的至少一種。
[0013]所述至少兩種不同的凸凹圖案還可包括與第二凸凹圖案相比具有較小的突起的第三凸凹圖案。
[0014]透明基板的上表面可包括第一區(qū)域至第三區(qū)域，其中，第一區(qū)域設(shè)置在透明基板的上表面的中心區(qū)域中，第二區(qū)域設(shè)置在包圍第一區(qū)域的區(qū)域中，第三區(qū)域設(shè)置在包圍第二區(qū)域的區(qū)域中，且第一凸凹圖案至第三凸凹圖案可分別布置在第一區(qū)域至第三區(qū)域中。
[0015]在一些實(shí)施例中，透明基板可包括藍(lán)寶石基板。
[0016]發(fā)光器件還可包括設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)下方的第一電極和第二電極。
[0017]根據(jù)其他實(shí)施例的發(fā)光器件還可包括覆蓋透明基板的側(cè)表面的減反射層。
[0018]發(fā)光結(jié)構(gòu)可發(fā)出具有在UV波段中的峰值波長的光。
[0019]在一些實(shí)施例中，發(fā)光結(jié)構(gòu)可包括:第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；多個臺面，設(shè)置為在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層下方彼此分離，其中，每個臺面包括有效層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；反射電極，分別設(shè)置在所述多個臺面下方，并與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成歐姆接觸；以及電流擴(kuò)展層，覆蓋所述多個臺面和第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，其中，電流擴(kuò)展層可具有設(shè)置在各個臺面下方而使得反射電極通過其暴露的開口，形成與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的歐姆接觸，并與所述多個臺面絕緣。
[0020]所述多個臺面可具有細(xì)長的形狀并沿一個方向彼此平行地延伸，且電流擴(kuò)展層的開口可偏向所述多個臺面的相同端。
[0021]發(fā)光器件還可包括:上絕緣層，覆蓋電流擴(kuò)展層的至少一部分，并具有暴露反射電極的開口 ；以及第二電極焊盤，設(shè)置在上絕緣層上并連接到通過上絕緣層的開口暴露的反射電極。
[0022]發(fā)光器件還可包括連接到電流擴(kuò)展層的第一電極焊盤。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，一種制造發(fā)光器件的方法包括:制備其上形成有透明基板的發(fā)光結(jié)構(gòu)；在透明基板上設(shè)置刻蝕掩模圖案；以及在透明基板上通過使用刻蝕掩模圖案作為掩模部分地去除透明基板來形成至少兩種不同的凸凹圖案，其中，刻蝕掩模圖案包括至少兩種不同的掩模圖案，所述至少兩種不同的凸凹圖案包括分別布置在透明基板的中心區(qū)域和周圍區(qū)域上的第一掩模圖案和第二掩模圖案，且形成在第一掩模圖案下方的凸凹圖案大于形成在第二掩模圖案下方的凸凹圖案。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，透明基板形成為其上表面上具有至少兩種不同的凸凹圖案，由此提供具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件。具體地，能夠增大發(fā)射至發(fā)光器件的側(cè)表面的光的量。
[0025]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述制造發(fā)光器件的方法能夠通過簡單的工藝變化來容易地調(diào)節(jié)發(fā)光器件的光束角和光照強(qiáng)度的均勻性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]通過下面結(jié)合附圖對實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的上述和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中:
[0027]圖1a和圖1b分別是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖和剖視圖；
[0028]圖2a和圖2b分別是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖和剖視圖；圖3a和圖3b分別是根據(jù)本實(shí)用新型的其它實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖和剖視圖；
[0029]圖4至圖6是示出制造分別在圖1a至圖3b中示出的發(fā)光器件的上部圖案的方法；以及
[0030]圖7a、圖8a、圖9a、圖1Oa和圖1la是示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的制造發(fā)光二極管的方法的步驟及其對應(yīng)的發(fā)光二極管的平面圖，圖7b、圖8b、圖％、圖1Ob和圖1lb是示出分別沿圖7a、圖8a、圖9a、圖1Oa和圖1la中的線A-A截取的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，將參照附圖來詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。通過示例的方式來提供下述實(shí)施例，以將本實(shí)用新型的精神充分地傳達(dá)給本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員。因此，本實(shí)用新型不限于在這里公開的實(shí)施例并且還可以以不同的形式實(shí)施。在附圖中，為了方便，可夸大元件的寬度、長度、厚度等。此外，當(dāng)元件被稱為“在”另一元件“上方”或“在”另一元件“上”時，還元件可以“直接在”其他元件“上方”或“直接在”其他元件“上”，或者可存在中間元件。貫穿說明書，同樣的附圖標(biāo)記指示具有相同或相似功能的同樣的元件。
[0032]圖1a和圖1b分別是根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖和剖視圖。剖視圖示出沿在平面圖中示出的線A-A’截取的剖面。
[0033]參照圖1a和圖lb，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)光器件包括發(fā)光二極管100，發(fā)光二極管100包括透明基板21和發(fā)光結(jié)構(gòu)110。
[0034]可將能夠利用半導(dǎo)體層發(fā)光的任何結(jié)構(gòu)用作發(fā)光結(jié)構(gòu)110而不受限制，且發(fā)光結(jié)構(gòu)110可具有例如包括η型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層的倒裝芯片結(jié)構(gòu)或垂直型結(jié)構(gòu)。另外，發(fā)光器件還可包括形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)110下方的第一電極和第二電極(未示出)，因此可被用作無封裝的晶圓級封裝件。具體地，發(fā)光結(jié)構(gòu)110可發(fā)出具有在UV波段的峰值波長的光。
[0035]現(xiàn)在將參照圖7a至圖1lb來描述發(fā)光二極管100的一個示例。然而，應(yīng)該理解的是，本實(shí)用新型不限于此，且提供下面將描述的發(fā)光二極管100的結(jié)構(gòu)以幫助理解本實(shí)用新型。
[0036]圖7a至圖1lb是示出根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的發(fā)光二極管100以及制造該發(fā)光二極管的方法，圖7a、圖8a、圖9a、圖1Oa和圖1la示出平面圖，圖7b、圖8b、圖％、圖1Ob和圖1lb示出沿在平面圖中示出的線A-A截取的剖視圖。
[0037]首先，參照圖7a和圖7b，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23形成在透明基板21上，且多個臺面M形成為在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23上彼此分離。多個臺面M中的每個包括有效層25和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27。有效層25置于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27之間。反射電極30分別設(shè)置在多個臺面M上。
[0038]可由在透明基板21上通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)來生長包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23、有效層25和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27的外延層，然后圖案化第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27和有效層25以暴露第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23，來形成多個臺面M。可通過光致抗蝕劑回流或其他技術(shù)來傾斜地形成多個臺面M的側(cè)表面。臺面M的側(cè)表面的傾斜外形提高在有效層25中產(chǎn)生的光的提取效率。
[0039]多個臺面M可具有細(xì)長形狀并沿一個方向彼此平行地延伸，如圖7a和圖7b所示。這樣的形狀簡化了在多個透明基板21的芯片區(qū)域中的具有相同形狀的多個臺面M的形成。
[0040]雖然可在形成臺面M之后在各個臺面M上形成反射電極30，但是應(yīng)該理解的是，本實(shí)用新型不限于此?？蛇x擇地，在形成了第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27之后，可在形成臺面M之前在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27上形成反射電極30。反射電極30覆蓋臺面M的上表面的大部分并在平面圖中具有與臺面M的形狀基本上相同的形狀。
[0041]反射電極30包括反射層28且還可包括阻擋層29。阻擋層29可覆蓋反射層28的上表面和側(cè)表面。例如，形成反射層28的圖案并接著在其上形成阻擋層29，由此阻擋層29可形成為覆蓋反射層28的上表面和側(cè)表面。例如，可通過沉積Ag、Ag合金、Ni/Ag、NiZn/Ag、T1/Ag或Pt/Ag來形成反射層28，然后圖案化。阻擋層29可由N1、Cr、T1、Pt、W、Mo或它們的復(fù)合層形成，并防止金屬材料在反射層中擴(kuò)散或污染。
[0042]在形成多個臺面M之后，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的邊緣還可經(jīng)受刻蝕。因此，可暴露基板21的上表面。還可傾斜地形成第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的側(cè)表面。
[0043]如圖7a和圖7b所示，多個臺面M可限制性地設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的上區(qū)域內(nèi)。即，多個臺面M可以以島形狀設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的上區(qū)域上。
[0044]參照圖8a和圖8b，下絕緣層31被形成以覆蓋多個臺面M和第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。下絕緣層31具有在其特定區(qū)域中允許電連接到第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27的開口 31a、31b。例如，下絕緣層31可具有暴露第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的開口 31a和暴露反射電極30的開口 31b。
[0045]開口 31a可設(shè)置在臺面M之間以及接近基板21的邊緣，并可具有沿臺面M延伸的細(xì)長形狀。另外，開口 31b被限制性地設(shè)置在臺面M上以向臺面的相同端偏置(或偏向臺面的相同端)。
[0046]可通過化學(xué)氣相沉積(CVD)、電子束蒸發(fā)等由S12氧化物膜、SiNx氮化物膜或MgF2絕緣膜來形成下絕緣層31。雖然下絕緣層31可由單層構(gòu)成，但是下絕緣層31還可由多層構(gòu)成。另外，下絕緣層31可由低折射率和高折射率的材料層在彼此上交替地堆疊的分布式布拉格反射器(DBR)形成。例如，可通過堆疊Si02/Ti02層或Si02/Nb205層來形成具有高反射率的絕緣反射層。
[0047]參照圖9a和圖％，電流擴(kuò)展層33形成在下絕緣層31上。電流擴(kuò)展層33覆蓋多個臺面M和第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。電流擴(kuò)展層33具有設(shè)置在各個臺面M上方使得反射電極通過其暴露的開口 33a。電流擴(kuò)展層33可通過下絕緣層31的開口 31a來形成與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的歐姆接觸。電流擴(kuò)展層33通過下絕緣層31來與多個臺面M和反射電極30絕緣。
[0048]電流擴(kuò)展層33的開口 33a具有比下絕緣層31的開口 31b大的面積，以防止電流擴(kuò)展層33與反射電極30接觸。因此，開口 33a的側(cè)壁設(shè)置在下絕緣層31上。
[0049]電流擴(kuò)展層33形成在基板21的不包括開口的基本上整個上區(qū)域上。因此，電流可通過電流擴(kuò)展層33容易地散布。電流擴(kuò)展層33可包括諸如Al層的高反射金屬層，且高反射金屬層可形成在諸如T1、Cr、Ni等的結(jié)合層上。此外，具有N1、Cr或Au的單層結(jié)構(gòu)或復(fù)合層結(jié)構(gòu)的保護(hù)層可形成在高反射金屬層上。電流擴(kuò)展層33可具有例如Ti/Al/Ti/Ni/Au的多層結(jié)構(gòu)。
[0050]參照圖1Oa和圖10b，上絕緣層35形成在電流擴(kuò)展層33上。上絕緣層35具有暴露反射電極30的開口 35b和暴露電流擴(kuò)展層33的開口 35a。開口 35a可具有沿與臺面M的縱向方向垂直的方向排列的細(xì)長形狀，并可具有比開口 35b大的面積。開口 35b暴露通過電流擴(kuò)展層33的開口 33a和下絕緣層31的開口 31b來暴露的反射電極30。開口 35b可具有比電流擴(kuò)展層33的開口 33a小但比下絕緣層31的開口 31b大的面積。因此，電流擴(kuò)展層33的開口 33a的側(cè)壁可被上絕緣層35覆蓋。
[0051]可使用氧化物絕緣層、氮化物絕緣層或諸如聚酰亞胺、鐵氟龍、聚對二甲苯等的聚合物來形成上絕緣層35。
[0052]參照圖1la和圖11b，第一焊盤37a和第二焊盤37b形成在上絕緣層35上。第一焊盤37a通過上絕緣層35的開口 35a來連接到電流擴(kuò)展層33，第二焊盤37b通過上絕緣層35的開口 35b來連接到反射電極30。第一焊盤37a和第二焊盤37b可被用作用于連接用于將發(fā)光二極管安裝在基臺、封裝件或印刷電路板上的突起部的焊盤，或用作用于表面安裝技術(shù)(SMT)的焊盤。
[0053]可通過相同的工藝(例如，光刻和刻蝕工藝或剝離工藝)來同時形成第一焊盤37a和第二焊盤37b。第一焊盤37a和第二焊盤37b可包括由例如T1、Cr、Ni等形成的結(jié)合層，以及由Al、Cu、Ag、Au等形成的高導(dǎo)電率金屬層。
[0054]接著，將透明基板21分成單個的發(fā)光二極管芯片單元，由此提供完成的發(fā)光二極管芯片。此時，可通過諸如激光劃片的劃片(scribing)來劃分透明基板21。
[0055]以下，將參照圖1la和圖1lb來詳細(xì)地描述根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的發(fā)光二極管100的結(jié)構(gòu)。
[0056]發(fā)光二極管可包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23、臺面M、反射電極30、電流擴(kuò)展層33、透明基板21、下絕緣層31、上絕緣層35以及第一焊盤37a和第二焊盤37b。
[0057]透明基板21可以是用于生長氮化鎵外延層的生長基板，例如，可以是藍(lán)寶石基板、碳化硅基板、硅基板或氮化鎵基板。在這個實(shí)施例中，透明基板21可以是藍(lán)寶石基板。
[0058]第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23是連續(xù)的，且多個臺面M設(shè)置為在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23上彼此分離。如參照圖1a和圖1b所示，臺面M包括有效層25和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27并具有朝著一側(cè)延伸的細(xì)長形狀。這里，臺面M是氮化鎵化合物半導(dǎo)體層的堆疊。如圖1a和圖1b所示，臺面M可被限制性地設(shè)置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的上區(qū)域內(nèi)。
[0059]第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23、有效層25和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27可包括氮化物半導(dǎo)體。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27可以分別是η型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層，或反之亦然。有效層25可包括氮化物半導(dǎo)體，且可通過調(diào)節(jié)氮化物半導(dǎo)體的組成比例來確定從有效層25發(fā)出的光的峰值波長。具體地，在這個實(shí)施例中，有效層25可包括AlGaN,以發(fā)出具有在UV波段中的峰值波長的光。
[0060]反射電極30分別設(shè)置多個臺面M上以形成與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27的歐姆接觸。如參照圖1la和圖1lb所示，反射電極30可包括反射層28和阻擋層29，阻擋層29可覆蓋反射層28的上表面和側(cè)表面。
[0061]電流擴(kuò)展層33覆蓋多個臺面M和第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。電流擴(kuò)展層33具有設(shè)置在各個臺面M上方的開口 33a，從而反射電極30通過開口 33a而被暴露。電流擴(kuò)展層33還形成與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的歐姆接觸并與多個臺面M絕緣。電流擴(kuò)展層33可包括諸如Al的反射金屬。
[0062]電流擴(kuò)展層33可通過下絕緣層31與多個臺面M絕緣。例如，下絕緣層31可置于多個臺面M與電流擴(kuò)展層33之間，以使電流擴(kuò)展層33與多個臺面M絕緣。另外，下絕緣層31可具有設(shè)置在各個臺面M的上區(qū)域內(nèi)使得反射電極30通過其暴露的開口 31b，以及通過其暴露第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的開口 31a。電流擴(kuò)展層33可通過下絕緣層31的開口 31a來連接到第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。下絕緣層31的開口 31b具有比電流擴(kuò)展層33的開口33a小的面積，且通過開口 33a全部暴露。
[0063]上絕緣層35覆蓋電流擴(kuò)展層33的至少一部分。上絕緣層35具有暴露反射電極30的開口 35b。另外，上絕緣層35可具有暴露電流擴(kuò)展層33的開口 35a。上絕緣層35可覆蓋電流擴(kuò)展層33的開口 33a的側(cè)壁。
[0064]第一焊盤37a可設(shè)置在電流擴(kuò)展層33上，并例如可通過上絕緣層35的開口 35a來連接到電流擴(kuò)展層33。第二焊盤37b連接到通過開口 35b暴露的反射電極30。
[0065]根據(jù)本實(shí)用新型，電流擴(kuò)展層33覆蓋臺面M以及臺面M之間的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的幾乎全部區(qū)域。因此，電流擴(kuò)展層33可使電流通過其容易地擴(kuò)展。
[0066]另外，電流擴(kuò)展層33包括諸如Al的反射金屬層，且下絕緣層由絕緣反射層形成，從而電流擴(kuò)展層33或下絕緣層31能夠反射未被反射電極30反射的光，由此提高光提取效率。
[0067]盡管上面示出的發(fā)光二極管100可被用在本實(shí)用新型中，但本實(shí)用新型不限于此。
[0068]返回到參照圖1a和圖lb，透明基板21包括至少兩種不同的凸凹圖案120、130。凸凹圖案120、130可包括第一凸凹圖案120和第二凸凹圖案130。
[0069]第一凸凹圖案120和第二凸凹圖案130可形成在透明基板21的上表面上。第一凸凹圖案120可包括突起121和凹陷123，第二凸凹圖案130還可包括突起131和凹陷133。
[0070]如圖1a所示，第一凸凹圖案120和第二凸凹圖案130可分別設(shè)置在透明基板21的上表面的中心區(qū)域和周圍區(qū)域中。特別地，透明基板21的上表面可包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中，第一區(qū)域可被限定為在透明基板21的上表面的中間的區(qū)域，第二區(qū)域可被限定為包圍第一區(qū)域的區(qū)域。因此，第一凸凹圖案120和第二凸凹圖案130可分別布置在第一區(qū)域和第二區(qū)域中。
[0071]第一凸凹圖案120的突起121可比第二凸凹圖案130的突起131大。例如，如圖1a和圖1b所示，第一凸凹圖案120的突起121和第二凸凹圖案130的突起131可以以半球形形成，且突起121的直徑可比突起131的直徑大。
[0072]因為凸凹圖案120、130被形成在透明基板21的上表面上，所以當(dāng)通過發(fā)光器件的上表面發(fā)出從發(fā)光結(jié)構(gòu)110輸出的光時能夠減小全反射比。此外，凸凹圖案120、130可散射通過透明基板21的上表面發(fā)出的光，由此發(fā)光器件可具有寬光束角和均勻的光照強(qiáng)度。
[0073]另外，可根據(jù)凸凹圖案120、130的尺寸來改變穿過第一區(qū)域和第二區(qū)域的光的全反射比。特別地，由于第一凸凹圖案120具有比第二凸凹圖案130大的凸凹結(jié)構(gòu)，因此穿過第二區(qū)域的光的全反射比可小于穿過第一區(qū)域的光的全反射比。就這一點(diǎn)而論，增大了通過透明基板21的上表面的周圍區(qū)域發(fā)出的光的量，由此增大了指向發(fā)光器件的側(cè)表面的光的量。因此，與在垂直于其發(fā)光表面的方向比在側(cè)面方向上發(fā)出顯著更大光量的傳統(tǒng)發(fā)光器件相比，根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)光器件能夠?qū)⑴c傳統(tǒng)發(fā)光器件相比更大的光量發(fā)射到側(cè)表面，由此獲得寬光束角和在所有發(fā)射角度下的均勻的光照強(qiáng)度。
[0074]第一凸凹圖案120和第二凸凹圖案130可通過光刻和刻蝕來形成。例如，如圖4所示，可通過在透明基板21上形成刻蝕掩模圖案220、230，然后通過濕法刻蝕或干法刻蝕部分地去除透明基板21來形成凸凹圖案120、130?？涛g掩模圖案可包括第一掩模圖案220和第二掩模圖案230，且第一掩模圖案220和第二掩模圖案230可具有不同的圖案形狀。當(dāng)使用刻蝕掩模圖案220、230作為掩模來使透明基板21的上表面部分地經(jīng)受刻蝕時，凸凹圖案120、130可根據(jù)刻蝕掩模圖案220、230而形成為具有不同形狀，如圖1a和圖1b所示。
[0075]如上所述，可通過調(diào)節(jié)刻蝕掩模圖案220、230的形狀來確定凸凹圖案120、130的間隙、尺寸、形狀等。因此，能夠僅通過調(diào)節(jié)刻蝕掩模圖案220、230的形狀來容易地控制發(fā)光器件的光束角和取決于輸出角的光照強(qiáng)度。例如，細(xì)的凸凹圖案可被形成用于具有相對低的光照強(qiáng)度的區(qū)域，粗的凸凹圖案可被形成用于具有相對高的光照強(qiáng)度的區(qū)域，由此提供發(fā)光器件的均勻的光照強(qiáng)度。
[0076]發(fā)光器件還可包括用于至少部分地覆蓋透明基板21的上表面和/或側(cè)表面的減反射層(未示出)。減反射層可包含Si02。減反射層可用來防止穿過透明基板21發(fā)出的光的全反射并因此調(diào)節(jié)構(gòu)成全反射層的區(qū)域，由此確定發(fā)光器件的光束角和光照強(qiáng)度的均勻性。例如，當(dāng)減反射層被形成以僅覆蓋透明基板21的側(cè)表面時，能夠增大發(fā)射至發(fā)光器件的側(cè)表面的光的量。
[0077]圖2a和圖2b分別是根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖和剖視圖。剖視圖示出沿在平面圖中示出的線B-B’截取的剖面。
[0078]盡管參照圖2a和圖2b示出的發(fā)光器件基本上與參照圖1a和圖1b示出的發(fā)光器件相似，但它們之間的凸凹圖案的形狀存在不同。以下，將主要描述不同之處。
[0079]凸凹圖案140、150包括第三凸凹圖案140和第四凸凹圖案150，且第三凸凹圖案140和第四凸凹圖案150可具有凸的心形。第三凸凹圖案140可大于第四凸凹圖案150。
[0080]由于凸凹圖案140、150具有凸的心形，根據(jù)這個實(shí)施例的發(fā)光器件可具有比具有半球形的凸凹圖案120、130的發(fā)光器件高的光功率。
[0081]可通過與用于在圖1a和圖1b中示出的凸凹圖案120、130的方法相似的方法來形成在圖2a和圖2b中示出的凸凹圖案140、150。然而，如圖5所示，可使用具有與在圖4中的形狀不同的形狀的刻蝕掩模圖案240、250來形成凸凹圖案140、150。特別地，可通過以凸的心形形成刻蝕掩模圖案240、250的掩模部分，然后通過諸如反應(yīng)離子刻蝕(RIE)的干法刻蝕而部分地刻蝕透明基板21的上部來提供凸凹圖案140、150。
[0082]圖3a和圖3b分別是根據(jù)本實(shí)用新型的其它實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖和剖視圖。剖視圖示出沿在平面圖中示出的線C-C’截取的剖面。
[0083]盡管參照圖3a和圖3b示出的發(fā)光器件基本上與參照圖1a和圖1b示出的發(fā)光器件相似，它們之間的不同之處在于圖3a和圖3b的發(fā)光器件包括三種不同類型的凸凹圖案160、170、180。以下，將主要描述不同之處。
[0084]透明基板21包括至少三種不同的凸凹圖案160、170、180。凸凹圖案160、170、180可包括第五凸凹圖案160、第六凸凹圖案170和第七凸凹圖案180。
[0085]第五凸凹圖案至第七凸凹圖案160、170、180可形成在透明基板21的上表面上。第五凸凹圖案160可包括突起161和凹陷163，第六凸凹圖案170可包括突起171和凹陷173，第七凸凹圖案180可包括突起181和凹陷183。
[0086]如圖3a所示，第五凸凹圖案160和第七凸凹圖案180可分別設(shè)置在透明基板121的上表面的中心區(qū)域和周圍區(qū)域中，第六凸凹圖案170可置于第五凸凹圖案160和第七凸凹圖案180之間。特別地，透明基板21的上表面可包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，其中，第一區(qū)域可被限定為在透明基板21的上表面中間的區(qū)域，第二區(qū)域可被限定為包圍第一區(qū)域的區(qū)域，第三區(qū)域可被限定為包圍第二區(qū)域的區(qū)域。第五凸凹圖案至第七凸凹圖案160、170、180可分別布置在第一區(qū)域至第三區(qū)域中。
[0087]第五凸凹圖案160的突起161可大于第六凸凹圖案170的突起171，第六凸凹圖案170的突起171可大于第七凸凹圖案180的突起181。即，在根據(jù)這個實(shí)施例的發(fā)光器件中，凸凹圖案160、170、180可被形成為具有在透明基板21的上表面上從中心區(qū)域到周圍區(qū)域逐漸減小的尺寸。因此，能夠更有效地增大發(fā)射到發(fā)光器件的側(cè)面的光的量。另外，與在圖1a和圖1b中示出的發(fā)光器件的凸凹圖案相比，能夠通過以不同的方式形成凸凹圖案160、170、180來更容易地調(diào)節(jié)光束角和光照強(qiáng)度。
[0088]可使用在圖6中示出的刻蝕掩模圖案260、270、280來形成第五凸凹圖案至第七凸凹圖案160、170、180。由于制造方法與參照圖4示出的制造方法基本上相似，因此將省略其具體的描述。
[0089]盡管已經(jīng)在實(shí)施例中示出了透明基板21具有兩種或三種不同的凸凹圖案，但應(yīng)該理解的是，本實(shí)用新型不限于此。相反地，具有四種或更多種不同類型的凸凹圖案的發(fā)光器件也在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。另外，盡管凸凹圖案示出為連續(xù)地形成在預(yù)定的區(qū)域上，但凸凹圖案還可形成為在多個區(qū)域上彼此分離的凸凹圖案組。
[0090]此外，盡管凸凹圖案已經(jīng)在參照圖1a至圖6示出的實(shí)施例中示出為具有半球形或凸的心形，但凸凹圖案可具有各種形狀。例如，凸凹圖案可具有球形、圓錐形、截頭圓錐形和凸的心形中的至少一種。
[0091]另外，盡管已經(jīng)在實(shí)施例中示出了一個發(fā)光器件包括具有不同尺寸和相同形狀的凸凹圖案，但不同類型的凸凹圖案可形成在一個發(fā)光器件中。
[0092]在不脫離本實(shí)用新型的所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可對實(shí)施例作出各種修改和改變，且本實(shí)用新型包含所附權(quán)利要求的全部精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件包括: 發(fā)光結(jié)構(gòu)；以及 透明基板，設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上， 其中，透明基板包括至少兩種不同的凸凹圖案，所述至少兩種不同的凸凹圖案包括設(shè)置在透明基板的上表面上的第一凸凹圖案和第二凸凹圖案，與第二凸凹圖案相比，第一凸凹圖案具有較大的突起，且第一凸凹圖案和第二凸凹圖案分別設(shè)置在透明基板的上表面的中心區(qū)域和外圍區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，透明基板的上表面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，第一區(qū)域設(shè)置在透明基板的上表面的中心區(qū)域中，第二區(qū)域設(shè)置在包圍第一區(qū)域的區(qū)域中，且第一凸凹圖案和第二凸凹圖案分別布置在第一區(qū)域和第二區(qū)域中。
3.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，第一凸凹圖案和/或第二凸凹圖案包括至少兩種不同形狀的突起。
4.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，第一凸凹圖案和第二凸凹圖案包括相同形狀的突起。
5.如權(quán)利要求3或4所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，第一凸凹圖案和/或第二凸凹圖案的突起具有半球形、圓錐形、截頭圓錐形和凸的心形中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述至少兩種不同的凸凹圖案還包括與第二凸凹圖案相比具有較小的突起的第三凸凹圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，透明基板的上表面包括第一區(qū)域至第三區(qū)域，第一區(qū)域設(shè)置在透明基板的上表面的中心區(qū)域中，第二區(qū)域設(shè)置在包圍第一區(qū)域的區(qū)域中，第三區(qū)域設(shè)置在包圍第二區(qū)域的區(qū)域中，且第一凸凹圖案至第三凸凹圖案分別布置在第一區(qū)域至第三區(qū)域中。
8.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，透明基板包括藍(lán)寶石基板。
9.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件還包括: 第一電極和第二電極，設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)下方。
10.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件還包括: 減反射層，覆蓋透明基板的側(cè)表面。
11.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出具有在⑶波段中的峰值波長的光。
12.如權(quán)利要求1所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包括: 第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層； 多個臺面，設(shè)置為在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層下方彼此分離，每個臺面包括有效層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層； 反射電極，分別設(shè)置在所述多個臺面下方，并與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層形成歐姆接觸；以及 電流擴(kuò)展層，覆蓋所述多個臺面和第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層， 其中，電流擴(kuò)展層具有設(shè)置在各個臺面下方而使得反射電極通過其暴露的開口，形成與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的歐姆接觸，并與所述多個臺面絕緣。
13.如權(quán)利要求12所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述多個臺面具有沿一個方向彼此平行地延伸的細(xì)長形狀，且電流擴(kuò)展層的開口偏向所述多個臺面的相同端。
14.如權(quán)利要求12所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件還包括: 上絕緣層，覆蓋電流擴(kuò)展層的至少一部分，所述上絕緣層具有暴露反射電極的開口 ；以及 第二電極焊盤，設(shè)置在上絕緣層上并連接到通過上絕緣層的開口暴露的反射電極。
15.如權(quán)利要求14所述的具有寬光束角和均勻光照強(qiáng)度的發(fā)光器件，其特征在于，所述發(fā)光器件還包括: 第一電極焊盤，連接到電流擴(kuò)展層。
【文檔編號】H01L33/22GK204243076SQ201420565607
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】張鍾敏, 李俊燮, 徐大雄, 盧元英, 金賢兒, 蔡鐘炫, 裴善敏 申請人:首爾偉傲世有限公司