本申請(qǐng)要求在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2015年5月27日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10-2015-0073930、于2015年10月1日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10-2016-00138683的優(yōu)先權(quán)和于2016年2月5日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.10-2016-0015233的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)的公開(kāi)以引用方式全文并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例一致的設(shè)備和方法涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。

背景技術(shù)：

通常，半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)由于其各種固有優(yōu)點(diǎn)(諸如低功耗、高亮度等級(jí)等)而普遍用作光源。具體地說(shuō)，近來(lái)，半導(dǎo)體發(fā)光器件在諸如大液晶顯示器(LCD)的顯示裝置以及一般照明裝置中用作背光。

由于電連接或光損耗問(wèn)題，可去除用于半導(dǎo)體發(fā)光器件的外延生長(zhǎng)的襯底(下文中，稱(chēng)作“生長(zhǎng)襯底”)。在這種情況下，可需要其它裝置來(lái)支承外延薄膜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其具有提高的光提取效率同時(shí)保留倒裝芯片結(jié)構(gòu)。

根據(jù)示例實(shí)施例的一方面，提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其可包括：發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括分別提供發(fā)光結(jié)構(gòu)的彼此面對(duì)的第一表面和第二表面的第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層以及介于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層之間的有源層，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的一個(gè)區(qū)朝著第二表面敞開(kāi)，并且第一表面具有形成在其上的凹凸部分；第一電極和第二電極，它們分別布置在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的所述一個(gè)區(qū)和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的一個(gè)區(qū)中；透明支承襯底，其布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一表面上；以及透明粘合劑層，其布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一表面與透明支承襯底之間。

透明支承襯底和透明粘合劑層中的至少一個(gè)可包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，其將通過(guò)有源層產(chǎn)生的第一波長(zhǎng)的光的至少一部分轉(zhuǎn)換為第二波長(zhǎng)的光。透明粘合劑層的折射率可在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的折射率與透明支承襯底的折射率之間。

透明粘合劑層可包括選自由聚丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺和苯并環(huán)丁烯(BCB)構(gòu)成的組中的至少一種材料。透明支承襯底可為玻璃襯底。

發(fā)光結(jié)構(gòu)的其中形成有凹凸部分的第一表面的面積可為第一表面的總面積的80％或者更大。

根據(jù)示例實(shí)施例的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其可包括：發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括彼此相對(duì)的第一表面和第二表面，第一表面包括不平坦表面；以及透明支承襯底，其布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一表面上，以在結(jié)構(gòu)上支撐發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中透明支承襯底包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，其將通過(guò)有源層產(chǎn)生的第一波長(zhǎng)的光的至少一部分轉(zhuǎn)換為第二波長(zhǎng)的光。

發(fā)光結(jié)構(gòu)可包括：n型半導(dǎo)體層；p型半導(dǎo)體層；介于n型半導(dǎo)體層和p型半導(dǎo)體層之間以產(chǎn)生光的有源層；以及緩沖層，其設(shè)置在n型半導(dǎo)體層上并且提供不平坦表面。緩沖層可由AlN、AlGaN或InGaN形成。發(fā)光結(jié)構(gòu)可為在生長(zhǎng)襯底上生長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)襯底包括藍(lán)寶石、SiC、Si、MgAl₂O₄、MgO、LiAlO₂和LiGaO₂中的至少一種，并且被透明支承襯底替代，以獲得半導(dǎo)體發(fā)光器件。在去除生長(zhǎng)襯底之后，不平坦表面形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一表面上，以獲得半導(dǎo)體發(fā)光器件。

半導(dǎo)體發(fā)光器件還可包括光學(xué)濾光層，其布置在透明支承襯底的表面上，并且阻擋第一波長(zhǎng)的光同時(shí)允許第二波長(zhǎng)的光透過(guò)。

半導(dǎo)體發(fā)光器件還可包括濾色層，其布置在光學(xué)濾光層上，并且允許處于第二波長(zhǎng)的部分波長(zhǎng)波段內(nèi)的光選擇性地透過(guò)。

半導(dǎo)體發(fā)光器件還可包括光漫射層，其布置在濾色層上，并且使發(fā)射的光漫射。

根據(jù)示例實(shí)施例的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其可包括：發(fā)光結(jié)構(gòu)，其包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層，并且具有形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)內(nèi)部的第一通孔；蝕刻停止層，其布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的頂表面上，蝕刻停止層包括與第一通孔連通的第二通孔，并且用于在形成第一通孔時(shí)停止蝕刻；電流分布層，其布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層、第二通孔和蝕刻停止層的頂表面上，并且用于向第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層提供電壓；第一電極結(jié)構(gòu)，其位于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的底表面上，并且電連接至第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層；第二電極結(jié)構(gòu)，其位于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的底表面上，并且通過(guò)第一通孔和第二通孔電連接至電流分布層；透明粘合劑層，其位于電流分布層上；以及透明支承襯底，其粘附至透明粘合劑層上。

第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層可為n型半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層可為p型半導(dǎo)體層。

半導(dǎo)體發(fā)光器件還可包括布置在電流分布層與透明粘合劑層之間的折射率漸變層。

半導(dǎo)體發(fā)光器件還可包括反射層，其布置在第一通孔的內(nèi)表面和第二通孔的內(nèi)表面上以及第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的底表面上。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將更加清楚地理解發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，其中：

圖1是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖；

圖2是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的流程圖；

圖3是示出半導(dǎo)體發(fā)光器件的根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的剖視圖；

圖4A至圖4F是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的剖視圖；

圖5A至圖5F是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的剖視圖；

圖6是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的形成復(fù)合緩沖層的處理的流程圖；

圖7a至圖7D是示出發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的復(fù)合緩沖層的各種示例的剖視圖；

圖8和圖9是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的封裝件的剖視圖；

圖10至圖13是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖；

圖14是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件或者封裝件的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的CIE色度圖；

圖15A和圖15B是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的主要部分的剖視圖；

圖15C是圖15A所示的根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的底視圖；

圖16A至圖28A和圖16B至圖28B是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的主要處理的剖視圖；

圖29至圖33是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖；

圖34和圖35是示意性地示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的白光發(fā)射模塊的剖視圖；

圖36是示意性地示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的背光單元的透視圖；

圖37是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的直下式背光單元的示例的示圖；

圖38和圖39是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)光式背光單元的示例的示圖；

圖40是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的顯示裝置的分解透視圖；

圖41是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的平板照明設(shè)備的透視圖；

圖42是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的照明設(shè)備的分解透視圖；

圖43是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的桿狀照明設(shè)備的分解透視圖；

圖44是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的照明設(shè)備的分解透視圖；

圖45是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的室內(nèi)照明控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖；

圖46是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖；

圖47是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的包括半導(dǎo)體發(fā)光器件的照明設(shè)備的智能引擎與移動(dòng)裝置之間的通信操作的框圖；以及

圖48是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的智能照明系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

下文中，將參照附圖描述發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例。然而，發(fā)明構(gòu)思可按照許多不同形式實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)理解為限于本文闡述的示例實(shí)施例；相反，提供這些示例實(shí)施例以使得本公開(kāi)將是徹底和完整的，并且將把發(fā)明構(gòu)思完全傳遞給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。然而，應(yīng)該理解，不存在將發(fā)明構(gòu)思限于所公開(kāi)的特定形式的意圖，而是相反，發(fā)明構(gòu)思是要覆蓋落入發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍內(nèi)的所有修改形式、等同形式和替代形式。在附圖中，為了使發(fā)明構(gòu)思清楚，夸大了結(jié)構(gòu)的尺寸。

應(yīng)該理解，當(dāng)諸如層、區(qū)或者襯底的元件被稱(chēng)作“位于”另一元件“上”、“連接至”或“結(jié)合至”另一元件時(shí)，其可直接位于所述另一元件上、連接至或結(jié)合至所述另一元件，或者可存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱(chēng)作“直接位于”另一元件“上”、“直接連接”或“直接結(jié)合”至另一元件或?qū)訒r(shí)，不存在中間元件或中間層。相同的編號(hào)始終指代相同的元件。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)之一或多個(gè)的任何和所有組合。當(dāng)諸如“……中的至少一個(gè)”的表達(dá)出現(xiàn)在元件的列表之后時(shí)，更改元件的整個(gè)列表而不更改列表中的單獨(dú)的元件。

另外，雖然在發(fā)明構(gòu)思的各個(gè)實(shí)施例中使用術(shù)語(yǔ)例如“第一”和“第二”來(lái)描述多個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)、層和/或部分，但是這些構(gòu)件、組件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)、層或部分與另一構(gòu)件、組件、區(qū)、層或部分區(qū)分開(kāi)。因此，在實(shí)施例中稱(chēng)作第一構(gòu)件、第一組件、第一區(qū)、第一層或第一部分的構(gòu)件、組件、區(qū)、層或部分可在另一實(shí)施例中被稱(chēng)作第二構(gòu)件、第二組件、第二區(qū)、第二層或第二部分。

為了方便描述，本文中可使用諸如“在……之上”、“上部”、“在……下方”、“在……之下”、“下部”等的空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，以描述附圖中所示的一個(gè)元件或特征與另一元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在涵蓋使用中或操作中的器件的除圖中所示的取向之外的不同取向。例如，如果圖中的器件顛倒，則被描述為“在其它元件或特征之下”或“在其它元件或特征下方”的元件將因此被取向?yàn)椤霸谄渌蛱卣髦稀?。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在……之上”可涵蓋“在……之上”和“在……之下”這兩個(gè)取向。器件可按照其它方式取向(旋轉(zhuǎn)90度或位于其它取向)，并且本文所用的空間相對(duì)描述語(yǔ)將相應(yīng)地解釋。

本文所用的術(shù)語(yǔ)僅描述特定實(shí)施例，并且發(fā)明構(gòu)思不限于此。如本文所用，除非上下文清楚地另外指明，否則單數(shù)形式“一個(gè)”、“一”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)該理解，當(dāng)術(shù)語(yǔ)“包括”用于本說(shuō)明書(shū)中時(shí)，其指明存在所列特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件或它們的組，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件或它們的組。

下文中，將參照附圖來(lái)描述發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例。在附圖中，根據(jù)制造技術(shù)和/或公差，所示形狀的修改形式是可預(yù)期的。因此，示例實(shí)施例不應(yīng)理解為限于所示出的區(qū)的具體形狀。所述形狀可在制造工藝中改變。以下示例實(shí)施例可組合。

下面描述的發(fā)明構(gòu)思的內(nèi)容可具有多種構(gòu)造，并且本文中僅提出所需的構(gòu)造，但不限于此。

圖1是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖。

根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件50包括發(fā)光結(jié)構(gòu)30和用于支承發(fā)光結(jié)構(gòu)30的透明支承襯底71，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)30包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32、第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層37和介于它們之間的有源層35。

第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32可為滿足n型Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的氮化物半導(dǎo)體，并且n型雜質(zhì)可為硅(Si)。例如，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32可為n型GaN。第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層37可為滿足p型Al_xIn_yGa_1-x-yN的氮化物半導(dǎo)體層，并且p型雜質(zhì)可為鎂(Mg)。例如，第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層37可為p型AlGaN/GaN。有源層35可具有多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)，在其中量子阱層和量子勢(shì)壘層交替地堆疊。例如，在使用氮化物半導(dǎo)體的情況下，有源層35可具有GaN/InGaN MQW結(jié)構(gòu)。

發(fā)光結(jié)構(gòu)30具有分別通過(guò)第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層37提供的第一表面和第二表面。第一表面和第二表面可布置為彼此相對(duì)。

分別連接至第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層37的第一電極58和第二電極59可布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)30的第二表面上。歐姆接觸層54可設(shè)置在第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層37與第二電極59之間。

發(fā)光結(jié)構(gòu)30可具有形成在其第一表面上的凹凸部分P?？赏ㄟ^(guò)加工第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32的至少一部分形成凹凸部分P。凹凸部分P可為具有諸如當(dāng)前示例實(shí)施例中的半球形突起，但是凹凸部分P的構(gòu)造不限于此，并且通過(guò)使得發(fā)光結(jié)構(gòu)30的第一表面不平坦來(lái)實(shí)現(xiàn)凹凸部分P。不平坦結(jié)構(gòu)可采用各種不同的形狀。發(fā)光結(jié)構(gòu)30的在其中形成凹凸部分P的第一表面的面積可為第一表面的總面積的80％或者更大。優(yōu)選地，但非必要的，為了提高光提取效率，其中形成凹凸部分P的面積可為第一表面的總面積的90％或者更大。

透明支承襯底71可被設(shè)為通過(guò)有源層35產(chǎn)生的光沿著其發(fā)射的主要路徑。透明支承襯底71可由透明材料形成來(lái)作為支承襯底，以替代用于生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)30的生長(zhǎng)襯底。例如，透明支承襯底71可為玻璃襯底。

在特定示例實(shí)施例中，透明支承襯底71可為包含諸如磷光體或量子點(diǎn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的支承件。例如，透明支承襯底71可由混合有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的硅樹(shù)脂或者諸如環(huán)氧樹(shù)脂的透明液體樹(shù)脂形成。

在另一示例中，在透明支承襯底71是玻璃襯底的情況下，諸如磷光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可混合在玻璃組分中，并且混合物可在低溫下燒結(jié)，以制造包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的支承件。

可利用透明粘合劑層75將透明支承襯底71粘附于發(fā)光結(jié)構(gòu)30的第一表面。例如，透明粘合劑層75可包括選自聚丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺和苯并環(huán)丁烯(BCB)中的材料。透明粘合劑層75可為用于匹配透明支承襯底71和發(fā)光結(jié)構(gòu)30的折射率的一層。透明粘合劑層75的折射率可大于透明支承襯底71的折射率。例如，在透明支承襯底71是折射率為約1.5的玻璃的情況下，透明粘合劑層75的折射率可大于1.5。

另外，透明粘合劑層75的折射率可小于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32的折射率。例如，在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32是n型GaN(折射率為約2.3)的情況下，透明粘合劑層75的折射率可為2.3或更小。

透明粘合劑層75可被構(gòu)造為用作用于轉(zhuǎn)換通過(guò)有源層35產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，以及用作折射率匹配層。例如，透明粘合劑層75可包括諸如磷光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(請(qǐng)參照?qǐng)D3)。

圖2是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的流程圖?？蓪⒃撝圃旆椒ɡ斫鉃橹圃靾D1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。

在操作S21中，可在生長(zhǎng)襯底上形成發(fā)光器件的發(fā)光結(jié)構(gòu)。

發(fā)光結(jié)構(gòu)可包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層，并且可為上述氮化物半導(dǎo)體?？衫弥T如金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)或者氫化物氣相外延(HVPE)的方法在生長(zhǎng)襯底上生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)。生長(zhǎng)襯底可為絕緣襯底、導(dǎo)電襯底或者半導(dǎo)體襯底。例如，生長(zhǎng)襯底可由藍(lán)寶石、SiC、Si、MgAl₂O₄、MgO、LiAlO₂、LiGaO₂或GaN形成。

在操作S22中，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的區(qū)可從發(fā)光結(jié)構(gòu)中部分地暴露出來(lái)。

可通過(guò)部分地去除第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層和有源層的蝕刻方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該處理。第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的暴露的區(qū)可設(shè)為布置第一電極的區(qū)。

在操作S23中，可在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的暴露的區(qū)和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的一個(gè)區(qū)上分別形成第一電極和第二電極。

例如，第一電極和第二電極可包括諸如銀(Ag)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、釕(Ru)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、金(Au)的材料。第一電極和第二電極中的每一個(gè)可為單層，或者可具有包括兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。雖然不限于此，但是第一電極和第二電極可通過(guò)單電極形成工藝而形成，并且在這種情況下，可使用相同的電極材料。

在操作S24中，臨時(shí)襯底(或者臨時(shí)支承件)可設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的形成有第一電極和第二電極的表面上。

由于臨時(shí)襯底是一種在后續(xù)工藝中臨時(shí)地支承發(fā)光結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支承結(jié)構(gòu)，因此不要求其為透明的，并因此可使用由各種材料形成的支承件?？衫弥T如紫外(UV)固化樹(shù)脂的各種能量可固化連接材料作為粘合劑來(lái)粘附臨時(shí)襯底。另外，在后續(xù)工藝中去除臨時(shí)襯底，可選擇性地使用容易去除和清潔的臨時(shí)襯底和連接材料。

在操作S25中，將生長(zhǎng)襯底從發(fā)光結(jié)構(gòu)去除。

可通過(guò)諸如激光剝離(LLO)、機(jī)械拋光、化學(xué)機(jī)械拋光或者化學(xué)蝕刻的各種方法執(zhí)行生長(zhǎng)襯底的去除。例如，在生長(zhǎng)襯底是藍(lán)寶石襯底的情況下，可使用LLO方法。在生長(zhǎng)襯底是硅襯底的情況下，可使用機(jī)械拋光或者化學(xué)機(jī)械拋光。

在操作S26中，在發(fā)光結(jié)構(gòu)的從其去除了生長(zhǎng)襯底的表面上形成凹凸部分。

可在發(fā)光結(jié)構(gòu)的從其去除了生長(zhǎng)襯底的表面上形成凹凸部分，以提高光提取效率?？赏ㄟ^(guò)利用光致抗蝕劑圖案進(jìn)行干蝕刻來(lái)形成凹凸部分。凹凸部分可具有各種形狀。例如，可充分確保凹凸部分的填充因數(shù)(也就是說(shuō)，凹凸部分在相應(yīng)表面的總面積中占據(jù)的面積)，從而可明顯提高光提取效率。例如，在發(fā)光結(jié)構(gòu)30的第一表面的面積中，其中形成有凹凸部分P的面積可為第一表面的總面積的80％或者更大。優(yōu)選地，但非必要的，其中形成有凹凸部分P的面積可為第一表面的總面積的90％或者更大，以進(jìn)一步提高光提取效率。

在操作S27中，利用透明粘合劑層將透明支承襯底粘附于發(fā)光結(jié)構(gòu)的其上形成有凹凸部分的表面。

透明支承襯底可為替代生長(zhǎng)襯底和臨時(shí)襯底的支承襯底。將透明支承襯底設(shè)為光沿著其發(fā)射的主要路徑，因此，其可由透明材料形成。例如，透明支承襯底可為玻璃襯底。根據(jù)需要，可通過(guò)額外拋光處理來(lái)調(diào)整玻璃襯底的厚度。

設(shè)置在透明支承襯底與發(fā)光結(jié)構(gòu)之間的透明粘合劑層可包括選自聚丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺和苯并環(huán)丁烯(BCB)的材料。如上所述，透明粘合劑層的折射率可處于透明支承襯底的折射率與發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率之間，以用作用于提高光提取效率的折射率匹配層。另外，透明粘合劑層可被構(gòu)造為用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層，其用于轉(zhuǎn)換發(fā)射出的光的波長(zhǎng)。

在操作S28中，將臨時(shí)襯底從發(fā)光結(jié)構(gòu)去除。

在粘附透明支承襯底之后，可去除臨時(shí)襯底。為了去除臨時(shí)襯底，可使用諸如化學(xué)、機(jī)械和物理(例如熱沖擊去除)的各種去除方法。在使用可固化樹(shù)脂層粘附臨時(shí)襯底的情況下，可額外執(zhí)行清潔工藝以去除可固化樹(shù)脂層并清潔電極的表面。

當(dāng)前示例實(shí)施例的上述方法可應(yīng)用于制造各種類(lèi)型的半導(dǎo)體發(fā)光器件的工藝。例如，可將利用硅襯底制造氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的工藝有利地應(yīng)用于當(dāng)前示例實(shí)施例。

圖3是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖視圖。

根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件100包括發(fā)光結(jié)構(gòu)130和用于支承發(fā)光結(jié)構(gòu)130的透明支承襯底171，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132、第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137和介于它們之間的有源層135。

第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137以及有源層135可為以上參照?qǐng)D1描述的氮化物半導(dǎo)體。發(fā)光結(jié)構(gòu)130具有分別通過(guò)第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137提供的第一表面和第二表面。

穿過(guò)第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137和有源層135以到達(dá)第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的區(qū)的孔形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的第二表面上。當(dāng)從上面觀看或在平面圖中時(shí)該孔可具有圓形或者六邊形，或者可根據(jù)需要延伸以具有凹槽形狀。第一電極E1布置在該孔中并且連接至第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132。

第二電極E2可布置在第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137的頂表面上。第二電極E2可包括歐姆接觸層154和第二導(dǎo)電層156b。第二導(dǎo)電層156b可由與第一電極E1的第一導(dǎo)電層156a的材料相同的材料形成。例如，這兩個(gè)導(dǎo)電層156a和156b可包括諸如Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt或Au的材料。兩個(gè)導(dǎo)電層156a和1456b中的每一個(gè)可為單層或者可具有包括兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)電層156a和第二導(dǎo)電層156b可通過(guò)單電極形成工藝形成，并且在這種情況下，可使用相同的電極材料?？蓞⒄?qǐng)D4C至圖4F理解所述工藝的示例。

可在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的第二表面上形成絕緣層140，其指明了用于電極形成的第一接觸區(qū)域C1和第二接觸區(qū)域C2。絕緣層140可包括第一絕緣層141和第二絕緣層143。第一絕緣層141可形成為將第一接觸區(qū)域C1和第二接觸區(qū)域C2敞開(kāi)，第二絕緣層143可形成為將第一接觸區(qū)域C1敞開(kāi)并且覆蓋第二接觸區(qū)域C2。

第一電極E1的一部分可延伸至絕緣層140的頂表面并且可與第二電極E2重疊，同時(shí)絕緣層140介于它們之間。第一焊料焊盤(pán)158和第二焊料焊盤(pán)159可分別形成在第一電極E1與第二電極E2的歐姆接觸層154重疊的部分和第二電極E2的暴露的部分上。第一焊料焊盤(pán)158和第二焊料焊盤(pán)159可包括凸點(diǎn)下金屬層(UBM)。另外的絕緣層147具有用于形成第一焊料焊盤(pán)158和第二焊料焊盤(pán)159的開(kāi)口。

發(fā)光結(jié)構(gòu)130可具有形成在其第一表面上的凹凸部分P。在當(dāng)前示例實(shí)施例中，凹凸部分P的剖面可具有三角形突起(例如，六棱錐)，或者可根據(jù)需要具有各種其它形狀?？赏ㄟ^(guò)處理第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的表面來(lái)形成凹凸部分P。與當(dāng)前示例實(shí)施例不同的是，在生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)130時(shí)使用的緩沖層110(請(qǐng)參照?qǐng)D4A)的至少一部分可形成為凹凸部分P。發(fā)光結(jié)構(gòu)130的其中形成有凹凸部分P的第一表面的面積可為第一表面的總面積的80％或者更大。優(yōu)選地，但非必要的為了提高光提取效率，其中形成有凹凸部分P的面積可為第一表面的總面積的90％或者更大。

透明支承襯底171可設(shè)為有源層135所產(chǎn)生的光沿著其發(fā)射的主要路徑。透明支承襯底171可由透明材料形成來(lái)作為支承襯底，以替代用于生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)130的生長(zhǎng)襯底。例如，透明支承襯底171可為玻璃襯底。

可利用透明粘合劑層175將透明支承襯底171粘附于發(fā)光結(jié)構(gòu)130的第一表面。例如，透明粘合劑層175可包括選自聚丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺和苯并環(huán)丁烯(BCB)的材料。透明粘合劑層175可為用于使透明支承襯底171的折射率和發(fā)光結(jié)構(gòu)130的折射率相匹配的一層。透明粘合劑層175的折射率可處于透明支承襯底171的折射率與第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的折射率之間。例如，在其中透明支承襯底171是折射率為約1.5的玻璃的情況下，透明粘合劑層175可由折射率大于1.5且小于2.3的材料形成。

透明粘合劑層175可包括諸如磷光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料174。例如，透明粘合劑層175可由其中分散有紅色磷光體和綠色磷光體的BCB材料形成。在這種結(jié)構(gòu)中，可省略或簡(jiǎn)化用于形成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元的處理。

通過(guò)利用透明粘合劑層175，透明支承襯底171可容易地粘附于其上形成有凹凸部分的表面，并且可利用透明粘合劑層175的折射率通過(guò)折射率匹配來(lái)提高裝置100的光提取效率。另外，由于透明粘合劑層175包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料174，因此可簡(jiǎn)化額外的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元形成處理。

圖4和圖5是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的主要處理的剖視圖?？蓪⒅圃旆椒ǚ譃槠骷圃焯幚?圖4A至圖4F)和襯底替換處理(圖5A至圖5F)。

參照?qǐng)D4A，在生長(zhǎng)襯底101上形成緩沖層110，并且可在緩沖層110上形成用于發(fā)光器件的發(fā)光結(jié)構(gòu)130。發(fā)光結(jié)構(gòu)130可包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132、有源層135和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137。

緩沖層110可包括In_xAl_yGa_1-x-yN(其中，0≤x≤1并且0≤y≤1)。例如，緩沖層110可由AlN、AlGaN或者InGaN形成。根據(jù)需要，可將多個(gè)層組合以用作緩沖層，或者緩沖層中的材料成分可逐漸改變。當(dāng)生長(zhǎng)襯底是硅襯底并且生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體層作為發(fā)光結(jié)構(gòu)時(shí)，緩沖層110可具有各種類(lèi)型的復(fù)合緩沖結(jié)構(gòu)。將參照?qǐng)D6和圖7詳細(xì)描述這一點(diǎn)。

發(fā)光結(jié)構(gòu)130的各層可為以上在先前示例實(shí)施例中描述的氮化物半導(dǎo)體，并且可利用諸如MOCVD、MBE或HVPE的方法生長(zhǎng)在生長(zhǎng)襯底101上。

接著，如圖4B所示，可在發(fā)光結(jié)構(gòu)130中形成孔H，其部分地暴露出第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的區(qū)。

可通過(guò)部分地去除第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137和有源層135的區(qū)的蝕刻方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該處理。第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的通過(guò)孔H暴露的區(qū)可設(shè)為形成第一電極的區(qū)。

然后，第一電極E1和第二電極E2可形成為分別連接至第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的區(qū)和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137的區(qū)。

在當(dāng)前示例實(shí)施例中，可通過(guò)圖4C至圖4F所示的處理來(lái)實(shí)現(xiàn)電極形成工藝。

首先，如圖4C所示，可在第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137的頂表面上形成歐姆接觸層154。

可通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)該處理：在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的整個(gè)頂表面上形成第一絕緣層141；利用掩模使得其中將要形成歐姆接觸層154的區(qū)暴露出來(lái)；以及接著在暴露出的區(qū)上沉積歐姆接觸層154。

第一絕緣層141可由SiO₂、Si₃N₄、HfO₂、SiON、TiO₂、Ta₂O₃或SnO₂形成。如上所述，絕緣層141可為通過(guò)交替地堆疊具有不同折射率的電介質(zhì)層而形成的分布式布拉格發(fā)生器(DBR)多層。

歐姆接觸層154可包括用于與第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137形成歐姆接觸并且具有高反射率的高反射性歐姆接觸材料。例如，歐姆接觸層154可包括銀(Ag)或者Ag/Ni。歐姆接觸層154還可包括勢(shì)壘層。例如，勢(shì)壘層可由鈦(Ti)或Ni/Ti形成。勢(shì)壘層可防止在后續(xù)工藝中形成的焊料凸塊的部分成分?jǐn)U散，從而可保持歐姆接觸層154的歐姆特性。

然后，如圖4D所示，具有第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2的第二絕緣層143可形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的頂表面上。

第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2可形成為分別將第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的暴露的區(qū)和第二電極154的一個(gè)區(qū)敞開(kāi)。在形成第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2的過(guò)程中，在整個(gè)頂表面上形成絕緣材料之后可利用用于形成第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2的掩模來(lái)形成第一絕緣層141。第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2可分別限定用于第一電極和第二電極的接觸區(qū)。第二絕緣層143可形成為覆蓋布置在部分臺(tái)面區(qū)(由“A”指示)上的歐姆接觸層154?？蓪⒌诙^緣層143與第一絕緣層141一起理解為用于鈍化的絕緣層140。第二絕緣層143可由與第一絕緣層141的材料相同的材料形成。

然后，如圖4E所示，第一導(dǎo)電層156a和第二導(dǎo)電層156b可形成為：分別連接至第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2的敞開(kāi)區(qū)。

第一導(dǎo)電層156a可設(shè)為第一電極E1，并且第二導(dǎo)電層156b可與歐姆接觸層154一起設(shè)為第二電極E2。可通過(guò)以下步驟來(lái)執(zhí)行該處理：在絕緣層140上形成導(dǎo)電層以覆蓋第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2的敞開(kāi)區(qū)；以及將特定區(qū)S中的導(dǎo)電層分隔為第一區(qū)和第二區(qū)，其分別連接至第一開(kāi)口O1和第二開(kāi)口O2的敞開(kāi)區(qū)。這里，導(dǎo)電層的第一區(qū)和第二區(qū)可分別為第一導(dǎo)電層156a和第二導(dǎo)電層156b。例如，第一導(dǎo)電層156a和第二導(dǎo)電層156b各自可包括諸如Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt或Au的材料，并且可為單層或者可具有包括兩層或更多層的結(jié)構(gòu)。在其中歐姆接觸層154被第二絕緣層143覆蓋的臺(tái)面區(qū)A中，第一導(dǎo)電層156a的一部分可延伸至絕緣層140的頂表面，并且可與第二電極E2重疊，同時(shí)絕緣層140介于它們之間。

另外，如圖4F所示，第一焊料焊盤(pán)158和第二焊料焊盤(pán)159可部分地形成在第一電極E1的區(qū)中以及部分地形成在第二電極E2的區(qū)中。

第一焊料凸塊158可部分地布置在第一電極E1的設(shè)于臺(tái)面區(qū)A上的區(qū)中。在臺(tái)面區(qū)A中，歐姆接觸層154被第二絕緣層143覆蓋，并且第一電極E1的一部分可延伸至該區(qū)。

第一焊料焊盤(pán)158和第二焊料焊盤(pán)159可包括UBM層。例如，第一焊料焊盤(pán)158和第二焊料焊盤(pán)159可為包括鈦(Ti)膜和布置在Ti膜上的鎳(Ni)膜的多層結(jié)構(gòu)。根據(jù)需要，可使用銅(Cu)膜代替Ni膜。在另一示例中，第一焊料焊盤(pán)158和第二焊料焊盤(pán)159可為Cr/Ni膜或者Cr/Cu膜的多層結(jié)構(gòu)。

圖5A至圖5F是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的剖視圖。在這些處理中，可將先前獲得的半導(dǎo)體發(fā)光器件的生長(zhǎng)襯底替換為透明支承襯底。

參照?qǐng)D5A，臨時(shí)支承件160可設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的第二表面(也就是說(shuō)，其上形成有第一電極E1和第二電極E2的表面)上。

臨時(shí)支承件160可包括臨時(shí)襯底161和用于粘附臨時(shí)襯底161的臨時(shí)粘合劑層165。例如，臨時(shí)襯底161可為石英襯底?？衫门R時(shí)粘合劑層165(例如，包括UV固化樹(shù)脂在內(nèi)的各種能量固化樹(shù)脂)粘附臨時(shí)襯底161。另外，臨時(shí)襯底161和臨時(shí)粘合劑層165可由可在后續(xù)工藝中容易去除和清潔的材料形成。

然后，如圖5B所示，可將生長(zhǎng)襯底101從發(fā)光結(jié)構(gòu)130去除。

可通過(guò)諸如激光剝離(LLO)、機(jī)械拋光、化學(xué)機(jī)械拋光或者化學(xué)蝕刻的各種方法來(lái)去除生長(zhǎng)襯底101。在其中生長(zhǎng)襯底101是硅襯底的情況下，由于其機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)低，因此可使用機(jī)械拋光或化學(xué)機(jī)械拋光。

在當(dāng)前示例實(shí)施例中，示出了其中保留緩沖層110的構(gòu)造，但是發(fā)明構(gòu)思不限于此，并且可根據(jù)需要將緩沖層110的至少一部分一起去除。

然后，如圖5C所示，可在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的第一表面(也就是說(shuō)，去除了生長(zhǎng)襯底101的表面)上形成凹凸部分P。

凹凸部分P可直接形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的表面(具體地說(shuō)，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層132的表面)上，以提高光提取效率?？衫霉庵驴刮g劑圖案通過(guò)干蝕刻形成凹凸部分P。在形成凹凸部分P的過(guò)程中，可將對(duì)應(yīng)于第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層137和緩沖層110的厚度t1減小為期望厚度t2。在另一示例中，可通過(guò)減小蝕刻深度將凹凸部分P的至少一部分形成為緩沖層110。

如上所述，在該處理中，由于不需要在凹凸部分P的突起與凹陷之間形成平面，因此可充分確保凹凸部分P的填充因數(shù)(也就是說(shuō)，凹凸部分P在相應(yīng)表面的總面積中占據(jù)的面積)，結(jié)果，可明顯提高器件的光提取效率。例如，在發(fā)光結(jié)構(gòu)130的第一表面的面積中，其中形成有凹凸部分P的面積可為第一表面的總面積的80％或者更大，并且優(yōu)選地，但非必要的，可為第一表面的總面積的90％或者更大。

然后，如圖5D所示，可利用透明粘合劑層175將透明支承襯底171粘附于發(fā)光結(jié)構(gòu)130的第一表面(也就是說(shuō)，其上形成有凹凸部分P的表面)。

透明支承襯底171可為替代生長(zhǎng)襯底和臨時(shí)襯底的永久支承襯底。由于將透明支承襯底171設(shè)為光沿著其發(fā)射的主要路徑，因此透明支承襯底171可由透明材料形成。例如，透明支承襯底171可為玻璃襯底。透明粘合劑層175可包括具有透明度的粘合劑材料。如上所述，透明粘合劑層175的折射率可處于透明支承襯底171的折射率與發(fā)光結(jié)構(gòu)130的折射率之間，以用作用于提高光提取效率的折射率匹配層。另外，透明粘合劑層175可包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料174，其用于轉(zhuǎn)換發(fā)射出的光的波長(zhǎng)，以用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元。

根據(jù)需要，如圖5E所示，可對(duì)透明支承襯底171進(jìn)行拋光，以使得其厚度ta減小至期望厚度tb。通過(guò)該處理，可確定最終的半導(dǎo)體發(fā)光器件的期望厚度。

然后，如圖5F所示，可從發(fā)光結(jié)構(gòu)130去除臨時(shí)支承件160。該處理可執(zhí)行為：利用清潔方法去除臨時(shí)襯底161并且隨后去除臨時(shí)粘合劑層165。

根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例，在透明支承襯底與發(fā)光結(jié)構(gòu)之間引入透明粘合劑層，并且透明支承襯底可設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的其上形成有凹凸部分的表面上?？衫猛该髡澈蟿幼鳛椴ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和反射率匹配層。

＜評(píng)價(jià)凹凸部分的填充因數(shù)>

在其中不使用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的條件(實(shí)施例1)下，制造半導(dǎo)體發(fā)光器件以使其具有與圖3所示的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。作為比較，利用在其表面上形成有凹凸部分的生長(zhǎng)襯底制造其結(jié)構(gòu)與圖3所示的結(jié)構(gòu)相似的半導(dǎo)體發(fā)光器件(比較例1)。

實(shí)施例1和比較例1二者共同包括形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)與襯底之間的界面處的凹凸部分。然而，在根據(jù)比較例1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，凹凸部分形成在生長(zhǎng)襯底上，因此，對(duì)增大用于晶體生長(zhǎng)的凹凸部分的填充因數(shù)存在限制。結(jié)果，在比較例1中采用的凹凸部分的填充因數(shù)為58％。相比之下，在根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，凹凸部分在去除生長(zhǎng)襯底之后形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)(具體地說(shuō)，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的表面)上，因此，凹凸部分的填充因數(shù)可增大至91％。

為了確認(rèn)基于各凹凸部分填充因數(shù)之間的差異的效果，對(duì)根據(jù)實(shí)施例1和比較例1的半導(dǎo)體發(fā)光器件的光學(xué)輸出和具有相同結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的光學(xué)輸出進(jìn)行測(cè)量，并在表1中示出。

[表1]

如表1所示，可以看出，與比較例1相比，在器件級(jí)別和封裝件級(jí)別，實(shí)施例1(在其中可增大凹凸部分的填充因數(shù))的光學(xué)輸出分別比比較例1的光學(xué)輸出增加了2.7％和5％。通常，當(dāng)凹凸部分的填充因數(shù)為80％或者更大時(shí)，光提取效率可明顯提高。

下文中，將描述如在先前示例實(shí)施例中那樣當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)與氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)在硅襯底上時(shí)使用的緩沖層。

如圖6所示，在硅襯底上形成緩沖層的操作包括形成成核層的操作S181和在成核層上形成晶格緩沖層的操作S183。

根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例的形成緩沖層的操作可始于在硅襯底上形成成核層的操作S181。

成核層可形成在硅襯底的(111)面上。成核層可提供具有提高的可潤(rùn)濕性的生長(zhǎng)表面。例如，成核層可為AlN。例如，成核層可具有幾十nm至幾百nm的大小。

在操作S183中，可在成核層上形成晶格緩沖層。晶格緩沖層可在晶格緩沖層與將在后續(xù)工藝中生長(zhǎng)的氮化物晶體之間的界面處形成位錯(cuò)環(huán)，以減小位錯(cuò)密度。另外，晶格緩沖層可減輕晶格失配以及晶格緩沖層與將在后續(xù)工藝中生長(zhǎng)的氮化物單晶之間的熱膨脹系數(shù)的失配，以在晶體生長(zhǎng)時(shí)有效地產(chǎn)生壓應(yīng)力和減小在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。晶格緩沖層可由含鋁(Al)的氮化物晶體形成，并且可為單層或者多層。例如，晶格緩沖層可為漸變的Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1，x+y≤1)或Al_x1In_y1Ga_1-x1-y1N/Al_x2In_y2Ga_1-x2-y2N(其中，0≤x1，x2、y1、y2≤1，x1≠x2或者y1≠y2，x1+y1≤1，x2+y2≤1)超晶格層，在其中諸如AlGaN或Al的部分組分的含量直線地或逐步地增加或減少。在特定示例中，晶格緩沖層可具有其中AlGaN和AlN交替地堆疊的結(jié)構(gòu)。例如，晶格緩沖層可具有三層結(jié)構(gòu)AlGaN/AlN/AlGaN。

然后，形成氮化物單晶的操作可包括操作S184、S186和S188：在晶格緩沖層上按次序形成第一氮化物半導(dǎo)體層、中間層和第二氮化物半導(dǎo)體層。

形成氮化物單晶的操作可始于在晶格緩沖層上形成第一氮化物半導(dǎo)體層的操作S184。

第一氮化物半導(dǎo)體層可為氮化物晶體，其晶格常數(shù)大于晶格緩沖層的晶格常數(shù)。第一氮化物半導(dǎo)體層可包括Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1并且x+y＜1)。例如，第一氮化物半導(dǎo)體層可為GaN。

第一氮化物半導(dǎo)體層在第一氮化物半導(dǎo)體層與晶格緩沖層之間的界面中可受到壓應(yīng)力，并且當(dāng)在完成生長(zhǎng)處理之后第一氮化物半導(dǎo)體層冷卻至室溫時(shí)，可由于襯底與第一氮化物半導(dǎo)體層之間的熱膨脹系數(shù)差而出現(xiàn)拉應(yīng)力。為了補(bǔ)償該應(yīng)力，在操作S186中，可在第一氮化物半導(dǎo)體層上形成中間層。中間層可為晶格常數(shù)小于第一氮化物半導(dǎo)體層的晶格常數(shù)的氮化物晶體。例如，中間層可為Al_xGa_1-xN(其中，0.4＜x＜1)。

然后，在操作S188中，可在中間層上形成第二氮化物半導(dǎo)體層。第二氮化物半導(dǎo)體層可具有高的壓應(yīng)力。可通過(guò)第二氮化物半導(dǎo)體層的壓應(yīng)力來(lái)補(bǔ)償作用于第一氮化物半導(dǎo)體層上的相對(duì)弱的壓應(yīng)力或拉應(yīng)力，以減少開(kāi)裂。與第一氮化物半導(dǎo)體層相似，第二氮化物半導(dǎo)體層可包括Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1并且x+y＜1)。例如，第二氮化物半導(dǎo)體層可為GaN。用作第一氮化物半導(dǎo)體層和第二氮化物半導(dǎo)體層的GaN可為未摻雜的GaN。

在特定示例實(shí)施例中，可在第二氮化物半導(dǎo)體層上額外形成具有至少一個(gè)氮化物半導(dǎo)體層的氮化物堆疊體。這種氮化物半導(dǎo)體層可形成為Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1，x+y≤1)，并且其可為未摻雜的層或摻雜有n型和/或p型雜質(zhì)的層。例如，氮化物半導(dǎo)體層可為設(shè)為用于執(zhí)行特定功能的器件的多個(gè)半導(dǎo)體層。

圖7A至圖7D是示出發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例可使用的緩沖層和應(yīng)力補(bǔ)償層的結(jié)構(gòu)的各種示例的剖視圖。除緩沖層110以外，還可將額外的應(yīng)力補(bǔ)償層結(jié)構(gòu)引入圖3和圖4A所示的示例實(shí)施例中。

如圖7A所示，緩沖層210、應(yīng)力補(bǔ)償層220和氮化物堆疊體230可按次序布置在硅襯底201上。

硅襯底201可包括部分地包括硅材料的襯底，以及僅由硅材料形成的襯底。例如，可使用絕緣體上硅(SOI)襯底。硅襯底201的頂表面可為(111)面。緩沖層210可包括布置在硅襯底201上的成核層212和布置在成核層212上的晶格緩沖層214。

成核層212可由AlN形成。晶格緩沖層214可使穿透位錯(cuò)彎曲以減少缺陷。隨著晶格緩沖層214的厚度增大，將在后續(xù)工藝中生長(zhǎng)的第一氮化物半導(dǎo)體層221中的壓應(yīng)力松弛可減少，并且缺陷率也可減少。晶格緩沖層214的厚度范圍可為幾百nm至幾nm。

晶格緩沖層214可具有單組分，或者如圖4A所示，晶格緩沖層214可為Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1并且x+y≤1)的漸變的層。在當(dāng)前示例實(shí)施例中采用的漸變結(jié)構(gòu)包括多個(gè)層214-1、214-2、……、214-n，并且所述多個(gè)層214-1、214-2、……、214-n可具有其中鋁(Al)組分按照逐步方式減少的階梯漸變結(jié)構(gòu)。在特定示例中，可將具有漸變結(jié)構(gòu)的晶格緩沖層214實(shí)現(xiàn)為其中對(duì)Al組分進(jìn)行調(diào)整的三組分系統(tǒng)AlGaN。在另一示例中，晶格緩沖層214可具有線性漸變結(jié)構(gòu)而非階梯漸變結(jié)構(gòu)。

晶格緩沖層214可按照逐步方式減小AlN成核層212與第一氮化物半導(dǎo)體層221之間的晶格失配。具體地說(shuō)，當(dāng)晶體生長(zhǎng)時(shí)，晶格緩沖層214可有效地產(chǎn)生壓應(yīng)力，以減小在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。

應(yīng)力補(bǔ)償層220可包括按次序布置在晶格緩沖層214上的第一氮化物半導(dǎo)體層221、中間層222和第二氮化物半導(dǎo)體層223。

第一氮化物半導(dǎo)體層221可為氮化物晶體，其晶格常數(shù)大于晶格緩沖層223的晶格常數(shù)。第一氮化物半導(dǎo)體層221可包括Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1并且x+y＜1)，并且可為例如GaN。第一氮化物半導(dǎo)體層221可在第一氮化物半導(dǎo)體層221與晶格緩沖層214之間的界面中受到壓應(yīng)力。

隨著第一氮化物半導(dǎo)體層221的厚度增大，該壓應(yīng)力可減小。在第一氮化物半導(dǎo)體層221的厚度(約2μm)增大的情況下，當(dāng)生長(zhǎng)處理完成并且執(zhí)行冷卻至室溫時(shí)，難以控制由于襯底201與第一氮化物半導(dǎo)體層221之間的熱膨脹系數(shù)差而發(fā)生的拉應(yīng)力，并且可出現(xiàn)開(kāi)裂。

中間層222可布置在第一氮化物半導(dǎo)體層221上，以補(bǔ)償在冷卻過(guò)程中發(fā)生的拉應(yīng)力。中間層222可為晶格常數(shù)小于第一氮化物半導(dǎo)體層221的晶格常數(shù)的氮化物晶體。例如，中間層222可為Al_xGa_1-xN(其中，0.4＜x＜1)。

第二氮化物半導(dǎo)體層223可布置在中間層222上。第二氮化物半導(dǎo)體層223可具有壓應(yīng)力。第二氮化物半導(dǎo)體層223的壓應(yīng)力可補(bǔ)償作用于第一氮化物半導(dǎo)體層221上的相對(duì)弱的壓應(yīng)力或者拉應(yīng)力，抑制發(fā)生開(kāi)裂。與第一氮化物半導(dǎo)體層221相似，第二氮化物半導(dǎo)體層223可包括Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1并且x+y＜1)。例如，第二氮化物半導(dǎo)體層223可由GaN形成。第一氮化物半導(dǎo)體層221和第二氮化物半導(dǎo)體層223中的至少一個(gè)可為(但不限于)未摻雜的氮化物層。

氮化物堆疊體230可對(duì)應(yīng)于上述先前示例實(shí)施例的發(fā)光結(jié)構(gòu)30或130。

參照?qǐng)D7B，與圖7A的示例相似，緩沖層210、應(yīng)力補(bǔ)償層220和氮化物堆疊體230按次序布置在硅襯底201上。

除非另有說(shuō)明，否則由與圖7A中的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記指示的組件可參照?qǐng)D7A中的描述，并且可與當(dāng)前示例實(shí)施例的描述結(jié)合。

與圖7A所示的緩沖層210相似，緩沖層210包括AlN成核層212和晶格緩沖層214'。在當(dāng)前示例實(shí)施例中使用的晶格緩沖層214'的結(jié)構(gòu)與圖4A所示的晶格緩沖層214的結(jié)構(gòu)不同。

晶格緩沖層214'可具有其中具有不同組分的兩層或更多層214a和214b交替地堆疊的超晶格結(jié)構(gòu)。例如，晶格緩沖層214'可為Al_x1In_y1Ga_1-x1-y1N/Al_x2In_y2Ga_1-x2-y2N(其中，0≤x1，x2、y1、y2≤1，并且x1≠x2或y1≠y2，x1+y1≤1并且x2+y2≤1)超晶格層。如在當(dāng)前示例實(shí)施例中，采用超晶格結(jié)構(gòu)的晶格緩沖層214'可有效地減小硅襯底201與第一氮化物半導(dǎo)體層221之間的應(yīng)力。

在當(dāng)前示例實(shí)施例中采用的應(yīng)力補(bǔ)償層220可包括第一氮化物半導(dǎo)體層221和第二氮化物半導(dǎo)體層223、布置在第一氮化物半導(dǎo)體層221與第二氮化物半導(dǎo)體層223之間的第一中間層222、第二中間層224，和第三氮化物半導(dǎo)體層225。

可將第二中間層224和第三氮化物半導(dǎo)體層225理解為執(zhí)行與第一中間層222和第二氮化物半導(dǎo)體層223的功能相似的功能。也就是說(shuō)，第二中間層224可布置在第二氮化物半導(dǎo)體層223上，以補(bǔ)償在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的拉應(yīng)力。第二中間層224可為晶格常數(shù)小于第二氮化物半導(dǎo)體層223的晶格常數(shù)的氮化物晶體。例如，與第一中間層222相似，第二中間層224可為Al_xGa_1-xN(其中，0.4＜x＜1)。

第三氮化物半導(dǎo)體層225可布置在第二中間層224上。第三氮化物半導(dǎo)體層225可具有壓應(yīng)力，并且第三氮化物半導(dǎo)體層225的壓應(yīng)力可補(bǔ)償作用于布置在其下方的第一氮化物半導(dǎo)體層221和第二氮化物半導(dǎo)體層223(尤其是，第二氮化物半導(dǎo)體層223)上的相對(duì)弱的壓應(yīng)力或拉應(yīng)力，以抑制產(chǎn)生開(kāi)裂。

與第二氮化物半導(dǎo)體層223相似，第三氮化物半導(dǎo)體層225可包括Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1并且x+y＜1)。例如，第三氮化物半導(dǎo)體層225可為GaN。

參照?qǐng)D7C，與圖7A的示例相似，在硅襯底201上按次序布置緩沖層210、應(yīng)力補(bǔ)償層220和氮化物堆疊體230。然而，與圖7A的示例不同的是，包括有掩模層226和形成在掩模層226上的聚結(jié)氮化物層227。

掩模層226可布置在第一氮化物半導(dǎo)體層221上。

相對(duì)于第一氮化物半導(dǎo)體層221的多數(shù)穿透位錯(cuò)被掩模層226阻擋，并且后續(xù)工藝中生長(zhǎng)的聚結(jié)氮化物層227彎曲可使其它剩余穿透位錯(cuò)彎曲。結(jié)果，在后續(xù)工藝中生長(zhǎng)的氮化物晶體的缺陷密度可明顯提高。例如，聚結(jié)氮化物層227的厚度和缺陷密度可根據(jù)生長(zhǎng)條件(例如，諸如溫度、壓強(qiáng)和V/III族源的摩爾比之類(lèi)的變量)而改變。

掩模層226可由氮化硅(SiN_x)或者氮化鈦(TiN)形成。例如，可利用硅烷(SiH₄)和氨氣形成SiN_x掩模層226。掩模層226可不完全覆蓋第一氮化物半導(dǎo)體層221的表面。因此，可根據(jù)掩模層226覆蓋第一氮化物半導(dǎo)體層221的程度確定第一氮化物半導(dǎo)體層221的暴露的區(qū)，并且其上生長(zhǎng)的氮化物晶體的初始島生長(zhǎng)形狀可變化。例如，在其中通過(guò)增大SiNx的掩模區(qū)來(lái)減小氮化物半導(dǎo)體層的暴露的區(qū)域的情況下，將在掩模層226上生長(zhǎng)的氮化物層227的初始島的密度可減小，而相對(duì)聚結(jié)的島的大小可增大。因此，聚結(jié)氮化物層227的厚度也可增大。

在其中增加了掩模層226的情況下，第一氮化物半導(dǎo)體層221和第二氮化物半導(dǎo)體層223之間的應(yīng)力可通過(guò)掩模層226而去耦，因此，可部分地阻擋傳遞至聚結(jié)氮化物層227的壓應(yīng)力。另外，在生長(zhǎng)的島聚結(jié)的同時(shí)，在聚結(jié)氮化物層227中可出現(xiàn)相對(duì)拉應(yīng)力。結(jié)果，第一氮化物半導(dǎo)體層221可通過(guò)緩沖層210受到強(qiáng)壓應(yīng)力，而掩模層226上的聚結(jié)氮化物層227可由于應(yīng)力去耦和島聚結(jié)而受到相對(duì)弱的壓應(yīng)力或者拉應(yīng)力。當(dāng)具有相對(duì)小的壓應(yīng)力的層的厚度超過(guò)閾點(diǎn)時(shí)，在冷卻過(guò)程中在薄膜中不發(fā)生開(kāi)裂，因此，可在其中不發(fā)生開(kāi)裂并且缺陷密度減小的條件下選擇聚結(jié)氮化物層227的厚度。

參照?qǐng)D7D，在硅襯底201上按次序布置緩沖層210、應(yīng)力補(bǔ)償層220和氮化物堆疊體230。

在當(dāng)前示例實(shí)施例中采用的應(yīng)力補(bǔ)償層220可包括在不同生長(zhǎng)條件下形成的第一氮化物半導(dǎo)體層220a和第二氮化物半導(dǎo)體層220b。第一氮化物半導(dǎo)體層220a可按照二維(2D)模式生長(zhǎng)，以控制表面粗糙度的增大，從而減少在第一氮化物半導(dǎo)體層220a與第二氮化物半導(dǎo)體層220b之間的界面中扭轉(zhuǎn)晶界的發(fā)生。

第一氮化物半導(dǎo)體層220a可在第一生長(zhǎng)條件下形成，以具有等于緩沖層210的表面粗糙度的3％或更小的表面粗糙度，并且第二氮化物半導(dǎo)體層220b可在第二生長(zhǎng)條件下形成在第一氮化物半導(dǎo)體層220a上。這里，第二生長(zhǎng)條件的溫度、壓強(qiáng)和V/III族摩爾比中的至少一個(gè)可與第一生長(zhǎng)條件的那些不同，從而與第一生長(zhǎng)條件相比，在第二生長(zhǎng)條件中，三維(3D)生長(zhǎng)模式增加。第一氮化物半導(dǎo)體層220a可具有范圍為從2nm至1000nm的厚度。隨著第一氮化物半導(dǎo)體層220a的厚度增加，可減少在第一氮化物半導(dǎo)體層220a與第二氮化物半導(dǎo)體層220b之間的界面中扭轉(zhuǎn)晶界的發(fā)生。然而，這里，如果第一氮化物半導(dǎo)體層220a太厚，則整個(gè)薄膜的結(jié)晶度可變差。在這一點(diǎn)上，由于與氮化物層相比，第一氮化物半導(dǎo)體層220a在更低的溫度下生長(zhǎng)，因此缺陷率反而可增大。因此，期望減少扭轉(zhuǎn)晶界的發(fā)生，同時(shí)減小第一氮化物半導(dǎo)體層220b的厚度。

當(dāng)減少扭轉(zhuǎn)晶界時(shí)，堆疊在第一氮化物半導(dǎo)體層220a上的第二氮化物半導(dǎo)體層220b的缺陷可減少。也就是說(shuō)，由于第一氮化物半導(dǎo)體層220a的厚度在2nm至1000nm的范圍內(nèi)，并且粗糙度為緩沖層210的粗糙度的3％或更小，因此堆疊于其上的第二氮化物半導(dǎo)體層220b的缺陷可減少。因此，可由減小的厚度獲得相同的結(jié)晶度，從而使得整體結(jié)構(gòu)更薄(厚度減小)。例如，即使不使用掩模層，緩沖層210和應(yīng)力補(bǔ)償層220的總厚度也可制造為6μm或更小。因此，可減小晶體生長(zhǎng)處理的處理時(shí)間和制造成本。

第二氮化物半導(dǎo)體層220b可由Al_xIn_yGa_1-x-yN(其中，0≤x，y≤1并且x+y＜1)形成。第二氮化物半導(dǎo)體層220b可連續(xù)地生長(zhǎng)在第一氮化物半導(dǎo)體層220a上，而不用額外生長(zhǎng)不同組分的任何中間層。第二氮化物半導(dǎo)體層220b的組分可與第一氮化物半導(dǎo)體層220a的組分相同。例如，第一氮化物半導(dǎo)體層220a和第二氮化物半導(dǎo)體層220b可為GaN。在特定示例中，第一氮化物半導(dǎo)體層220a可為未摻雜的GaN，第二氮化物半導(dǎo)體層220b可為n型GaN。

圖3所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件可用于半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件(圖8和圖9)中。在這種情況下，可額外提供具有各種形狀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元。

圖8是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的剖視圖。

參照?qǐng)D8，根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件340包括具有安裝表面的封裝件板310和安裝在封裝件板310的安裝表面上的半導(dǎo)體發(fā)光器件50。

封裝件板310可包括布置在安裝表面上的第一布線電極312a和第二布線電極312b。第一布線電極312a和第二布線電極312b可延伸至封裝件板310的底表面或側(cè)表面。封裝件板310可包括絕緣樹(shù)脂和陶瓷板。第一布線電極312a和第二布線電極312b可包括諸如金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)或鋁(Al)的金屬。例如，封裝件板310可為諸如印刷電路板(PCB)、金屬芯PCB(MCPCB)、金屬PCB(MPCB)或柔性PCB(FPCB)的板。

半導(dǎo)體發(fā)光器件50可安裝在安裝表面上，使得其上面布置有第一電極E1和第二電極E2的表面面對(duì)安裝表面，并且第一電極E1和第二電極E2可分別通過(guò)焊料凸塊315a和315b連接至第一布線電極312a和第二布線電極312b。

波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換膜344可作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元(也就是說(shuō)，透明支承襯底)布置在安裝于封裝件主體310上的半導(dǎo)體發(fā)光器件50的頂表面上。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換膜344包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，其將從半導(dǎo)體發(fā)光器件50發(fā)射的光的一部分轉(zhuǎn)換為具有不同波長(zhǎng)的光。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換膜344可為包括陶瓷磷光體和樹(shù)脂層的燒結(jié)體的陶瓷膜，在所述燒結(jié)體中分散有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。當(dāng)半導(dǎo)體發(fā)光器件50發(fā)射藍(lán)光時(shí)，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換膜344可將藍(lán)光的一部分轉(zhuǎn)換為黃光和/或紅光和綠光，以提供發(fā)射白光的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件340。與圖3所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件100相似，透明粘合劑層175的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料174可包括將光轉(zhuǎn)換為具有第一波長(zhǎng)的光的第一波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，而波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換膜344的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可包括第二波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，其將光轉(zhuǎn)換為具有比第一波長(zhǎng)更短的第二波長(zhǎng)的光。將在下文中描述可用于當(dāng)前示例實(shí)施例中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(請(qǐng)參照下表2)。

圖9是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件的剖視圖。

與先前示例實(shí)施例相似，圖9所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件360包括具有安裝表面的封裝件板350和以倒裝芯片方式鍵合至封裝件板350的安裝表面的半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)芯片50。

封裝件板350可具有其中作為引線框架的第一布線電極352a和第二布線電極352b通過(guò)絕緣樹(shù)脂部分351接合的結(jié)構(gòu)。封裝件板350還可包括反射結(jié)構(gòu)356，其布置在安裝表面上并且包圍半導(dǎo)體發(fā)光器件50。反射結(jié)構(gòu)356可具有其中內(nèi)表面傾斜的杯形。在當(dāng)前示例實(shí)施例中采用的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部分364可包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料364a和包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料364a的樹(shù)脂封裝部分364b。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換部分364可形成為在反射結(jié)構(gòu)356內(nèi)覆蓋半導(dǎo)體發(fā)光器件50。

可替換地，如以上參照?qǐng)D3的描述，可在半導(dǎo)體發(fā)光器件的不同部件中包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。圖10至圖13示出了其各個(gè)示例實(shí)施例。

可將圖10所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50a理解為與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50相似，不同的是在透明粘合劑層75中包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74，并且增加了光學(xué)濾光層76。除非另有說(shuō)明，否則可參照與圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50的相同或相似的組件的描述來(lái)理解當(dāng)前示例實(shí)施例的組件。

在當(dāng)前示例實(shí)施例中，透明粘合劑層75可用作波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。透明粘合劑層75可包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74，其將通過(guò)有源層35產(chǎn)生的第一波長(zhǎng)的光的至少一部分轉(zhuǎn)換為第二波長(zhǎng)的光。透明粘合劑層75可包括選自硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺和苯并環(huán)丁烯(BCB)的至少一種粘合劑材料。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74可在固化之前混合在粘合劑材料中，從而將透明粘合劑層75設(shè)為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。

半導(dǎo)體發(fā)光器件50a還可包括布置在透明支承襯底71的頂表面(也就是說(shuō)，從其發(fā)射光的表面)上的光學(xué)濾光層76。光學(xué)濾光層76可被構(gòu)造為允許所需波長(zhǎng)波段內(nèi)的光選擇性地從其透過(guò)，同時(shí)選擇性地阻擋不期望的波長(zhǎng)波段內(nèi)的光。例如，光學(xué)濾光層76可為全向反射器(ODR)或分布式布拉格反射器(DBR)。在這種情況下，光學(xué)濾光層76可通過(guò)交替地形成具有不同折射率的兩種電介質(zhì)層來(lái)形成?？商鎿Q地，光學(xué)濾光層76可包括諸如染料的材料。

光學(xué)濾光層76可用于阻擋未轉(zhuǎn)換的第一波長(zhǎng)的光(例如，藍(lán)光)，以增加最終發(fā)射的光中的通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74(其包含在透明粘合劑層75中)轉(zhuǎn)換的第二波長(zhǎng)的光(例如，綠光或紅光)的比率。

在當(dāng)前示例實(shí)施例中，光學(xué)濾光層76示為布置在透明支承襯底71的頂表面上，但其還可根據(jù)需要排列在不同位置。例如，光學(xué)濾光層76可布置在透明支承襯底71與透明粘合劑層75之間(請(qǐng)參照?qǐng)D13)。

另外，施加透明粘合劑層75的表面可變化。如在當(dāng)前示例實(shí)施例中，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層32'在其接合表面上可不具有凹凸部分。在另一示例中，可將其上保留有(而非完全去除了)生長(zhǎng)襯底或者緩沖層的表面用作接合表面。

可將圖11所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50b理解為與圖10所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50a相似，不同的是在透明支承襯底71中包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74，并且增加了濾色層77。

透明支承襯底71可為包含諸如磷光體或量子點(diǎn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74的支承件。例如，透明支承襯底71可由混合有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的硅樹(shù)脂或諸如環(huán)氧樹(shù)脂的透明液體樹(shù)脂形成。在另一示例中，在其中透明支承襯底71是玻璃襯底的情況下，可在玻璃組分中混合諸如磷光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74，并且可在低溫下燒結(jié)混合物，以制造包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料74的透明支承襯底71。

濾色層77可布置在光學(xué)濾光層76上。濾色層77可允許轉(zhuǎn)換后的波長(zhǎng)在期望部分波段的光選擇性地透過(guò)。在最終發(fā)射的光的放射光譜中，濾色層77可形成窄半峰全寬。

可將圖12所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50c理解為與圖10所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50a相似，不同的是可增加光漫射層78。

半導(dǎo)體發(fā)光器件50c可包括光漫射層78以及以上參照?qǐng)D11描述的濾色層77。按照這種方式，最終發(fā)射的光的特性可通過(guò)包括額外光學(xué)元件的方式而改變。濾色層77可布置在光學(xué)濾光層76上。濾色層77可允許轉(zhuǎn)換后的波長(zhǎng)在期望部分波段的光選擇性地透過(guò)。在最終發(fā)射的光的放射光譜中，濾色層77可形成相對(duì)窄的半峰全寬。

可將圖13所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50d理解為與圖12所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件50c相似，不同的是光學(xué)濾光層76、濾色層77和光漫射層78布置在透明支承襯底71與透明粘合劑層75之間。

如在當(dāng)前示例實(shí)施例中，光學(xué)濾光層76、濾色層77和光漫射層78可布置在透明支承襯底71與透明粘合劑層75之間。根據(jù)需要，光學(xué)濾光層76、濾色層77和光漫射層78可在粘附于發(fā)光結(jié)構(gòu)30之前設(shè)置在作為單堆疊體的透明支承襯底71的一個(gè)表面上。

在上述示例實(shí)施例中，可使用諸如磷光體和/或量子點(diǎn)的各種材料。例如，前述半導(dǎo)體發(fā)光器件可包括將光轉(zhuǎn)換為具有不同波長(zhǎng)的光的至少一個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，從而將前述半導(dǎo)體發(fā)光器件設(shè)為白光發(fā)射器件。例如，半導(dǎo)體發(fā)光器件可包括黃色磷光體或者綠色磷光體和紅色磷光體的組合。

圖14是示出根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的可用于半導(dǎo)體發(fā)光器件或者半導(dǎo)體發(fā)光器件封裝件中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的CIE 1931色空間圖。

在單個(gè)發(fā)光器件封裝件中，可根據(jù)來(lái)自發(fā)光二極管(LED)芯片和發(fā)光器件的光的波長(zhǎng)、磷光體類(lèi)型以及各種磷光體的組合比來(lái)確定具有期望顏色的光。就白光發(fā)射器件封裝件而言，可因此控制色溫和顯色指數(shù)。

例如，半導(dǎo)體發(fā)光器件可與選自黃色磷光體、綠色磷光體、紅色磷光體和藍(lán)色磷光體的合適的磷光體組合，從而實(shí)現(xiàn)白光，并且可根據(jù)選擇的磷光體組合比來(lái)發(fā)射具有各種色溫的白光。

在這種情況下，在照明設(shè)備中，可將顯色指數(shù)(CRI)從鈉汽燈的水平調(diào)整至日光的水平，并且可產(chǎn)生色溫為1500K左右至20000K左右的各種白光。另外，可通過(guò)根據(jù)需要產(chǎn)生紫色、藍(lán)色、綠色、紅色、橙色可見(jiàn)光或紅外光來(lái)調(diào)整照明顏色以適合周?chē)鷼夥栈蛘哌m合觀眾心情。此外，照明設(shè)備還可發(fā)射能夠刺激植物生長(zhǎng)的特定波長(zhǎng)波段內(nèi)的光。

通過(guò)將黃色磷光體、綠色磷光體、紅色磷光體、藍(lán)色磷光體和/或綠色發(fā)光器件和紅色發(fā)光器件與半導(dǎo)體發(fā)光器件組合而獲得的白光可具有兩個(gè)或更多個(gè)峰值波長(zhǎng)，并且圖14所示的CIE 1931色空間圖的坐標(biāo)(x，y)可位于(0.4476,0.4074)、(0.3484,0.3516)、(0.3101,0.3162)、(0.3128,0.3292)和(0.3333,0.3333)彼此連接的線段上?？商鎿Q地，坐標(biāo)(x，y)可位于由所述線段和黑體輻射光譜包圍的區(qū)中。白光的色溫可在1500K至20000K的范圍內(nèi)。在圖14中，黑體輻射光譜下方的點(diǎn)E(0.3333，0.3333)附近的白光可處于其中基于黃色的光的組分變得相對(duì)弱的狀態(tài)。該白光可用作其中可向裸眼提供相對(duì)愉快或振奮的心情的區(qū)中的照明光源。因此，利用黑體輻射光譜(普朗克軌跡)下方的點(diǎn)E(0.3333，0.3333)附近的白光的照明設(shè)備產(chǎn)品可有效地用于銷(xiāo)售消費(fèi)品的零售店中。

磷光體可由以下實(shí)驗(yàn)式表示，并且具有下面的顏色。

-基于氧化物的磷光體：黃色和綠色Y₃Al₅O₁₂:Ce、Tb₃Al₅O₁₂:Ce、Lu₃Al₅O₁₂:Ce

-基于硅酸鹽的磷光體：黃色和綠色(Ba,Sr)₂SiO₄:Eu、黃色和黃橙色(Ba,Sr)₃SiO₅:Ce

-基于氮化物的磷光體：綠色β-SiAlON:Eu、黃色La₃Si₆N₁₁:Ce、黃色α-SiAlON:Eu、紅色CaAlSiN₃:Eu、Sr₂Si₅N₈:Eu、SrSiAl₄N₇:Eu、SrLiAl₃N₄:Eu、Ln_4-x(Eu_zM_1-z)_xSi_12-yAl_yO_3+x+yN_18-x-y(0.5≤x≤3,0＜z＜0.3,0＜y≤4)-式(1)(這里，Ln可為從包括IIIa族元素和稀土元素的組合中選取的至少一個(gè)元素，M可為從包括鈣(Ca)、鋇(Ba)、鍶(Sr)和鎂(Mg)的組合中選取的至少一個(gè)元素

-基于氟化物的磷光體：基于KSF的紅色K₂SiF₆:Mn⁴⁺、K₂TiF₆:Mn⁴⁺、NaYF₄:Mn⁴⁺、NaGdF₄:Mn⁴⁺、K₃SiF₇:Mn⁴⁺

磷光體的組分應(yīng)該基本符合化學(xué)計(jì)量學(xué)，并且各個(gè)元素可由元素周期表的相應(yīng)的族的其它元素置換。例如，Sr可由堿土II族的Ba、Ca、Mg等置換，并且Y可由基于鑭的鋱(Tb)、镥(Lu)、鈧(Sc)、釓(Gd)等置換。另外，根據(jù)期望的能級(jí)，作為活化劑的Eu等可由鈰(Ce)、Tb、鐠(Pr)、鉺(Er)、鐿(Yb)等置換。在這種情況下，可單獨(dú)使用活化劑，或者可額外使用子活化劑等來(lái)改變其特性。

下表2示出了利用UV LED芯片(200至430nm)的白光發(fā)射器件的磷光體類(lèi)型。

[表2]

另外，作為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，可使用量子點(diǎn)(QD)代替磷光體或者與磷光體混合。量子點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)為根據(jù)其大小表現(xiàn)各種顏色，另外，在其中量子點(diǎn)用作磷光體替代物的情況下，量子點(diǎn)可用作紅色磷光體或綠色磷光體。在使用量子點(diǎn)的情況下，可實(shí)現(xiàn)例如約35nm的窄半峰全寬。

雖然波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可按照其中將其包含在包封部分中的方式實(shí)現(xiàn)，但是波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料也可事先按照膜的形式形成，以通過(guò)粘附于諸如半導(dǎo)體發(fā)光器件或?qū)Ч獍宓墓鈱W(xué)結(jié)構(gòu)的表面來(lái)使用。在這種情況下，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料可容易地應(yīng)用于均勻厚度結(jié)構(gòu)的所需區(qū)，并且可有效地用于背光單元、顯示裝置或者諸如照明設(shè)備的各種類(lèi)型的光源裝置中(見(jiàn)圖36至圖44)。

圖15A和圖15B是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500的側(cè)剖視圖，并且圖15C是圖15A所示的根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500的底視圖。

具體地說(shuō)，圖15B是圖15A所示的半導(dǎo)體發(fā)光器件500的剖視圖，但未示出電極結(jié)構(gòu)。根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500可為芯片級(jí)封裝件(CSP)或晶圓級(jí)封裝件(WLP)。如上所述，術(shù)語(yǔ)“上部”、“頂表面”、“下部”、“底表面”和“側(cè)表面”基于附圖，并且可實(shí)際排列方向改變。在本說(shuō)明書(shū)的附圖中，僅示出了必要元件。

半導(dǎo)體發(fā)光器件500可具有發(fā)光結(jié)構(gòu)515p，其包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p、有源層511p和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p。第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p可為n型半導(dǎo)體層。第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p可為p型半導(dǎo)體層。

第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p可包括例如GaN或InGaN的氮化物半導(dǎo)體。第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p可包括例如Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的氮化物半導(dǎo)體。第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p中的每一個(gè)可為單層或者具有不同摻雜濃度、不同組分等的多層?？商鎿Q地，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p可包括基于Al InGaP的半導(dǎo)體或基于Al InGaAs的半導(dǎo)體。

第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p與第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p之間的有源層511p可通過(guò)電子和空穴的復(fù)合而發(fā)射具有預(yù)定能級(jí)的光。有源層511p可具有其中量子阱層與量子勢(shì)壘層交替地堆疊的多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。就氮化物半導(dǎo)體而言，可使用GaN/InGaN結(jié)構(gòu)。有源層511p可具有利用氮化物半導(dǎo)體的單量子阱(SQW)結(jié)構(gòu)。

發(fā)光結(jié)構(gòu)515p可包括第一通孔527。第一通孔527可被稱(chēng)作第一穿通過(guò)孔或者第一過(guò)孔。如圖15B所示，第一通孔527可穿過(guò)第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p、有源層511p和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p。

蝕刻停止層517p可位于發(fā)光結(jié)構(gòu)515p的第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p上。蝕刻停止層517p可包括穿過(guò)第一通孔527的第二通孔529。第二通孔529可被稱(chēng)作第二穿通過(guò)孔或者第二過(guò)孔。如下所述，蝕刻停止層517p可在形成第一通孔527時(shí)使蝕刻停止。第二通孔529可在蝕刻停止層517p內(nèi)部。蝕刻停止層517p可包括二氧化硅(SiO₂)層。

電流分布層519可在構(gòu)成發(fā)光結(jié)構(gòu)515p的第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p、第二通孔529和蝕刻停止層517p上。電流分布層519可為銦錫氧化物(ITO)層。電流分布層519可在第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p的頂表面、第二通孔529的頂表面和蝕刻停止層517p的側(cè)表面上，第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p、第二通孔529和蝕刻停止層517p構(gòu)成發(fā)光結(jié)構(gòu)515p。電流分布層519可設(shè)為用于將電壓施加至第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p。

半導(dǎo)體發(fā)光器件500還可包括反射層533p，其位于第一通孔527的內(nèi)壁上和第二通孔529的內(nèi)壁上和第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上。反射層533p可反射通過(guò)發(fā)光結(jié)構(gòu)515p產(chǎn)生的光。反射層533p可根據(jù)需要形成。反射層533p可包括銀(Ag)或者銅(Cu)。反射層533p可為分布式布拉格反射器(DBR)。分布式布拉格反射器可為其中第一折射率的第一絕緣膜和第二折射率的第二絕緣膜交替地堆疊的多層反射層。

半導(dǎo)體發(fā)光器件500還可包括位于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上的電極結(jié)構(gòu)531_1、537_1、539_1、531_2、537_2和539_2。電極結(jié)構(gòu)531_1、537_1、539_1、531_2、537_2和539_2可包括例如金屬層的導(dǎo)電材料層。電極結(jié)構(gòu)531_1、537_1、539_1、531_2、537_2和539_2可包括第一電極結(jié)構(gòu)531_1、537_1和539_1以及第二電極結(jié)構(gòu)531_2、537_2和539_2。

第一電極結(jié)構(gòu)531_1、537_1和539_1可包括位于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上的第一接觸層531_1、電連接至第一接觸層531_1的第一電極層537_1和539_1。第一電極層537_1和539_1可被稱(chēng)作第一過(guò)孔電極層。第一電極結(jié)構(gòu)531_1、537_1和539_1可電連接至第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上的第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p。第一接觸層531_1可為n型接觸層。

第二電極結(jié)構(gòu)531_2、537_2和539_2可包括位于在第二通孔529內(nèi)的電流分布層519的底表面上的第二接觸層531_2以及電連接至第二接觸層531_2的第二電極層537_2和539_2。第二電極層537_2和539_2可被稱(chēng)作第二過(guò)孔電極層。第二電極結(jié)構(gòu)531_2、537_2和539_2可穿過(guò)第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上的第一通孔527和第二通孔529電連接至電流分布層519。第二電極結(jié)構(gòu)531_2、537_2和539_2可電連接至第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p。第二接觸層531_2可為p型接觸層。

例如，第一接觸層531_1和第二接觸層531_2中的每一個(gè)可包括從包括導(dǎo)電材料Ag、Al、Ni、Cr、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、W、Rh、Ir、Ru、Mg、Zn、Ti及其合金的組中選擇的一個(gè)。第一電極層537_1和539_1以及第二電極層537_2和539_2可為第一勢(shì)壘金屬層537_1和第一焊盤(pán)凸塊金屬層539_1的多層結(jié)構(gòu)以及第二勢(shì)壘金屬層537_2和第二焊盤(pán)凸塊金屬層539_2的多層結(jié)構(gòu)。

在當(dāng)前示例實(shí)施例中，第一電極層537_1和539_1以及第二電極層537_2和539_2按照雙層結(jié)構(gòu)設(shè)置，但是可設(shè)為單層結(jié)構(gòu)。第一電極層537_1和539_1以及第二電極層537_2和539_2可包括與第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的材料相同的材料。

第一電極層537_1和539_1可電連接至位于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上的第一接觸層531_1。構(gòu)成第一電極層537_1和539_1的勢(shì)壘金屬層537_1可形成在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上，并且可電連接至第一接觸層531_1。圖15C的標(biāo)號(hào)530_1可指示接觸第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的一部分。

第二電極層537_2和539_2可位于第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上，并且可穿過(guò)第一通孔527和第二通孔529電連接至第二接觸層531_2。第二電極層537_2和539_2可通過(guò)第二接觸層531_2電連接至第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p。圖15C的標(biāo)號(hào)530_2可指示接觸第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p的一部分。

在其中反射層533p形成在半導(dǎo)體發(fā)光器件500中的情況下，反射層533p可形成在第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的底表面和側(cè)壁上。在其中反射層533p形成在半導(dǎo)體發(fā)光器件500中的情況下，第一電極層537_1和539_1以及第二電極層537_2和539_2可形成在反射層533p的底表面上。

半導(dǎo)體發(fā)光器件500還可包括電流分布層519上的折射率漸變層521。折射率漸變層521可為提高半導(dǎo)體發(fā)光器件500的光提取效率的材料層。折射率漸變層521可為這樣的材料層，其在光從折射率為約2.47的有源層(例如，GaN層)行進(jìn)至折射率為1的空氣層時(shí)減小折射率。由此，在半導(dǎo)體發(fā)光器件500中，在通過(guò)使用折射率漸變層521減小折射率的情況下，可提高半導(dǎo)體發(fā)光器件500的光提取效率。

折射率漸變層521可為二氧化鈦(TiO₂)層和二氧化硅(SiO₂)層的多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)折射率漸變層521是二氧化鈦(TiO₂)層和二氧化硅(SiO₂)層的多層結(jié)構(gòu)時(shí)，折射率漸變層521可將折射率水平調(diào)整為約1.83至約2.26。

折射率漸變層521可為電流分布層519的頂表面上的傾斜沉積的ITO層。也就是說(shuō)，作為折射率漸變層521，可通過(guò)以相對(duì)于與電流分布層519的頂表面垂直的方向的預(yù)定角傾斜地沉積ITO源，來(lái)形成傾斜沉積的ITO層。當(dāng)折射率漸變層521是傾斜沉積的ITO層時(shí)，折射率漸變層521可將折射率調(diào)整為約1.5至約2.1。

透明粘合劑層523和透明支承襯底525可位于折射率漸變層521上。透明粘合劑層523可將透明支承襯底525粘附至折射率漸變層521。當(dāng)不形成折射率漸變層521時(shí)，透明粘合劑層523可將電流分布層519粘附至透明支承襯底525。

透明粘合劑層523可包括選自聚丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺和苯并環(huán)丁烯(BCB)的材料。透明粘合劑層523可為折射率匹配層，其用于使透明支承襯底525(或折射率漸變層521)與發(fā)光結(jié)構(gòu)515p之間的折射率匹配。

透明支承襯底525可包括任何透明材料。透明支承襯底525可包括玻璃。除玻璃以外，透明支承襯底525可包括具有優(yōu)秀透光度的材料，諸如硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或者塑料。透明粘合劑層523可包括光學(xué)透明的、在高溫下穩(wěn)定的并且具有較高的化學(xué)/機(jī)械穩(wěn)定性的材料。透明粘合劑層523可包括基于苯并環(huán)丁烯(BCB)的聚合物、聚二甲硅氧烷(PDMS)、UV固化劑和熱硬化劑。

透明支承襯底525可為包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料(例如磷光體或量子點(diǎn))的支承結(jié)構(gòu)。例如，透明支承襯底525可由混合有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的硅樹(shù)脂或者諸如環(huán)氧樹(shù)脂的透明液體樹(shù)脂形成。

在另一示例中，當(dāng)透明支承襯底525是玻璃襯底時(shí)，可通過(guò)以下方式制造含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的支承件：將諸如磷光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料與玻璃組分混合，并且在相對(duì)低溫下燒結(jié)混合物。

在使用透明支承襯底525的情況下，可利用透明粘合劑層523將折射率漸變層521簡(jiǎn)單地粘附于透明支承襯底525，而不使用臨時(shí)鍵合工藝或者共晶鍵合工藝。

在根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500中，由于設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)515p下方的第一電極層537_1和539_1以及第二電極層537_2和539_2充當(dāng)電極焊盤(pán)，因此第一電極層537_1和539_1以及第二電極層537_2和539_2可按照倒裝芯片結(jié)構(gòu)直接安裝在外部器件或者外部襯底上。

根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500可通過(guò)以下方式提高光提取效率：在發(fā)光結(jié)構(gòu)515p上形成折射率漸變層521，或者在發(fā)光結(jié)構(gòu)515p的第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的表面上和形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)515p中的通孔527和529的內(nèi)部形成反射層533p。

圖16A至圖28A和圖16B至圖28B是示出制造根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法的圖。圖16B至圖21B分別是圖16A至圖21A的平面圖，并且圖22B至圖28B分別是圖22A至圖28A的底視圖。

參照?qǐng)D16A和圖16B，可在生長(zhǎng)襯底501上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)515。生長(zhǎng)襯底501可為半導(dǎo)體晶圓。生長(zhǎng)襯底501可為基于硅的襯底?；诠璧囊r底可為硅(Si)襯底或者碳化硅(SiC)襯底。當(dāng)將基于硅的襯底用作生長(zhǎng)襯底501時(shí)，可更加適于增大晶圓的直徑，并且可由于相對(duì)低的成本而提高封裝件生產(chǎn)力。

生長(zhǎng)襯底501可包括絕緣材料、導(dǎo)電材料或者半導(dǎo)體襯底，諸如藍(lán)寶石、SiC、MgAl₂O₄、MgO、LiAlO₂和LiGaO₂。廣泛用于襯底中以生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體的藍(lán)寶石是具有電絕緣特性和六菱形(hexa-rhombo)R3c對(duì)稱(chēng)性的晶體。藍(lán)寶石沿著c軸方向和a軸方向的晶格常數(shù)可為約和約并且具有C(0001)面、A(1120)面和R(1102)面。在這種情況下，由于C面相對(duì)有利于氮化物薄膜的生長(zhǎng)并且在高溫下穩(wěn)定，因此可將其用作用于生長(zhǎng)氮化物材料的襯底。

可在生長(zhǎng)襯底501上形成緩沖層503、505和507。當(dāng)將基于硅的襯底用作生長(zhǎng)襯底501時(shí)，還會(huì)需要緩沖層503、505和507。緩沖層503、505和507可為用于生長(zhǎng)具有優(yōu)秀品質(zhì)(諸如更少的裂紋或更低的電位)的氮化物層合物的層。

緩沖層503、505和507可包括核生長(zhǎng)層503、第一緩沖層505和第二緩沖層507。核生長(zhǎng)層503可包括AlN。第一緩沖層505和第二緩沖層507可具有減少缺陷的功能并且可包括Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1)。

詳細(xì)地說(shuō)，緩沖層503、505和507可通過(guò)參照?qǐng)D7A至圖7D描述的任一種結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

可通過(guò)在襯底501上或者在緩沖層503、505和507上按次序生長(zhǎng)第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509、有源層511和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513，來(lái)形成發(fā)光結(jié)構(gòu)515。發(fā)光結(jié)構(gòu)515可通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)工藝、氫化物氣相外延(HVPE)工藝、分子束外延(MBE)工藝等生長(zhǎng)。

參照?qǐng)D17A和圖17B，可在發(fā)光結(jié)構(gòu)515的第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513上形成蝕刻停止層517。當(dāng)在后續(xù)處理中形成第一通孔時(shí)，蝕刻停止層517可停止蝕刻。蝕刻停止層517可包括二氧化硅(SiO₂)層。

如圖17B所示，蝕刻停止層517可包括在平面圖中查看時(shí)彼此間隔開(kāi)的多個(gè)圖案。另外，蝕刻停止層517可包括圓形圖案517_1和條形圖案517_2。可通過(guò)將圓形圖案517_1和條形圖案517_2連接來(lái)形成蝕刻停止層517。

參照?qǐng)D18A和圖18B，可在第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513和蝕刻停止層517的頂表面上形成電流分布層519。電流分布層519可為ITO層。電流分布層519可形成在第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513的頂表面以及蝕刻停止層517的頂表面和側(cè)表面上。

電流分布層519可形成為用于向第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513施加電壓。如圖18B所示，電流分布層519可形成在蝕刻停止層517的整個(gè)頂表面上。也就是說(shuō)，電流分布層519可形成在包括以上參照?qǐng)D17B描述的圓形圖案517_1和條形圖案517_2的蝕刻停止層517的整個(gè)頂表面上。

參照?qǐng)D19A和圖19B，可在電流分布層519上形成折射率漸變層521。如上所述，折射率漸變層521可為提高光提取效率的材料層。折射率漸變層521可為二氧化鈦(TiO₂)層和二氧化硅(SiO₂)層的多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)折射率漸變層521是二氧化鈦(TiO₂)層和二氧化硅(SiO₂)層的多層結(jié)構(gòu)時(shí)，折射率漸變層521可將折射率調(diào)整為約1.83至約2.26。

折射率漸變層521可為電流分布層519的頂表面上的傾斜沉積的ITO層。也就是說(shuō)，作為折射率漸變層521，可通過(guò)以相對(duì)于與電流分布層519的頂表面垂直的方向的預(yù)定角傾斜地沉積ITO源，來(lái)形成傾斜沉積的ITO層。當(dāng)折射率漸變層521是傾斜沉積的ITO層時(shí)，折射率漸變層521可將折射率調(diào)整為約1.5至約2.1。折射率漸變層521可形成在包括以上參照?qǐng)D17B描述的圓形圖案517_1和條形圖案517_2的蝕刻停止層517的整個(gè)頂表面之上。

參照?qǐng)D20A和圖20B，可在折射率漸變層521上形成透明粘合劑層523。透明粘合劑層523可用于粘附將在后續(xù)處理中形成的透明支承襯底。如上所述，透明粘合劑層523可包括光學(xué)透明的、在高溫下穩(wěn)定的并且具有高化學(xué)/機(jī)械穩(wěn)定性的材料。透明粘合劑層523可包括基于苯并環(huán)丁烯(BCB)的聚合物、聚二甲硅氧烷(PDMS)、UV固化劑和熱硬化劑。

參照?qǐng)D21A和圖21B，透明支承襯底525可粘附于透明粘合劑層523?？衫猛该髡澈蟿?23使折射率漸變層521和透明支承襯底525相互粘附。透明支承襯底525可包括任何透明材料。在使用透明支承襯底525的情況下，可利用透明粘合劑層523將折射率漸變層521簡(jiǎn)單地粘附于透明支承襯底525，而不使用臨時(shí)鍵合工藝或者共晶鍵合工藝。

參照?qǐng)D22A和圖22B，可利用透明支承襯底525去除生長(zhǎng)襯底501?？赏ㄟ^(guò)利用濕蝕刻工藝、干蝕刻工藝或者激光剝離(LLO)工藝來(lái)執(zhí)行生長(zhǎng)襯底501的去除。另外，根據(jù)一些示例實(shí)施例，可使用機(jī)械拋光工藝。由于透明支承襯底525粘附于發(fā)光結(jié)構(gòu)515的第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513，因此可從發(fā)光結(jié)構(gòu)515的第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509容易地去除生長(zhǎng)襯底501。

圖22B是示出了蝕刻停止層517的圖22A的底視圖。蝕刻停止層517可包括以上參照?qǐng)D17B描述的圓形圖案517_1和條形圖案517_2。

參照?qǐng)D23A和圖23B，可通過(guò)利用蝕刻停止層517作為蝕刻停止膜來(lái)形成第一通孔527，其穿過(guò)第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509、有源層511和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513。第一通孔527可形成為暴露出蝕刻停止層517的底表面。

可通過(guò)在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509上形成掩模層(未示出)以及利用濕蝕刻工藝或干蝕刻工藝蝕刻第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509、有源層511和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513，來(lái)形成第一通孔527。

圖23B是示出了蝕刻停止層517的圖23A的底視圖。蝕刻停止層517可包括以上參照?qǐng)D17B描述的圓形圖案517_1和條形圖案517_2。另外，如在蝕刻停止層517中那樣，第一通孔527可包括圓形圖案527_1和條形圖案527_2。

參照?qǐng)D24A和圖24B，可通過(guò)對(duì)通過(guò)第一通孔527暴露的蝕刻停止層517進(jìn)行蝕刻，來(lái)形成與第一通孔527連通的第二通孔529。第二通孔529可形成為暴露出電流分布層519的底表面。第二通孔529可形成在蝕刻停止層517內(nèi)部?？赏ㄟ^(guò)利用濕蝕刻工藝或者干蝕刻工藝對(duì)通過(guò)第一通孔527暴露的蝕刻停止層517進(jìn)行蝕刻，來(lái)形成第二通孔529。

在圖24A和圖24B之后的附圖中，由附圖標(biāo)記515p指示具有第一通孔527的發(fā)光結(jié)構(gòu)515。另外，第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509、有源層511和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513分別由附圖標(biāo)記505p、511p和513p指示。

此外，在圖24A和圖24B之后的附圖中，由附圖標(biāo)記517p指示具有第二通孔529的蝕刻停止層517。圖24B是示出了電流分布層519的圖24A的底視圖。另外，第二通孔529可包括圓形圖案529_1和條形圖案529_2。

參照?qǐng)D25A和圖25B，第一接觸層531_1和第二接觸層531_2可分別形成在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面和通過(guò)第二通孔529暴露的電流分布層519的底表面上。第一接觸層531_1可具有第一電極結(jié)構(gòu)，并且可電連接至第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p。第一接觸層531_1可為n型接觸層。

第二接觸層531_2可具有第二電極結(jié)構(gòu)，并且可通過(guò)電流分布層519電連接至第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p。第二接觸層531_2可為p型接觸層。

圖25B是圖25A的底視圖。第一接觸層531_1和第二接觸層531_2可形成在包括圓形圖案529_1和條形圖案529_2的第二通孔529的內(nèi)部。第一接觸層531_1和第二接觸層531_2中的每一個(gè)可包括圓形圖案和條形圖案。

參照?qǐng)D26A和圖26B，可在第一通孔527和第二通孔529的內(nèi)壁、第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的底表面以及第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509的底表面上形成反射層533p。反射層533p可形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)515p的整個(gè)底表面上。

反射層533p可反射通過(guò)發(fā)光結(jié)構(gòu)515p產(chǎn)生的光。反射層533p可為銀層或銅層。反射層533p可為分布式布拉格反射器(DBR)。

圖26B是上述圖26A的底視圖。如圖26B所示，反射層533p可形成在包括圓形圖案529_1和條形圖案529_2的第二通孔529內(nèi)部形成的第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的底表面上和第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上。

參照?qǐng)D27A和圖27B，可蝕刻反射層533p以暴露出第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的底表面?？稍诜瓷鋵?33p上形成掩模層(未示出)?？赏ㄟ^(guò)利用掩模層作為蝕刻掩模通過(guò)濕蝕刻工藝或干蝕刻工藝對(duì)反射層533p進(jìn)行蝕刻，來(lái)暴露出第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的底表面。在圖27A和圖27B之后的附圖中，由附圖標(biāo)記533p指示被蝕刻的反射層533。

圖27B是上述圖27A的底視圖。如圖27B所示，形成在包括圓形圖案529_1和條形圖案529_2的第二通孔529內(nèi)部的第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的底表面可被暴露出來(lái)，并且反射層533p可形成在第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的底表面上。

參照?qǐng)D28A和圖28B，可在反射層533p的底表面上形成電連接至第一接觸層531_1和第二接觸層531_2的勢(shì)壘金屬層537_1和537_2。勢(shì)壘金屬層537_1可構(gòu)成第一電極層，并且勢(shì)壘金屬層537_2可構(gòu)成第二電極層。

勢(shì)壘金屬層537_1可形成在反射層533p的底表面上，并且可電連接至第一接觸層531_1。勢(shì)壘金屬層537_2可形成在反射層533p的底表面上，并且可通過(guò)第一通孔527和第二通孔529電連接至第二接觸層531_2。

圖28B是上述圖28A的底視圖。如圖28B所示，電連接至第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p和第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p的勢(shì)壘金屬層537_1和537_2可形成在反射層533p上。在圖28B中，附圖標(biāo)記530_1可指示接觸第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層509p的一部分。附圖標(biāo)記530_2可指示接觸第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p的一部分。

圖29是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的另一示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500a的剖視圖。

參照?qǐng)D29，圖29的半導(dǎo)體發(fā)光器件500a可與圖15A的半導(dǎo)體發(fā)光器件500基本相同，不同的是凹凸部分P形成在透明支承襯底525的頂表面上，并且在透明粘合劑層523'中包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料524。在一些示例實(shí)施例中，雖然圖29中未示出，但是也可在第二導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層513p的頂表面上形成凹凸部分P。

由于凹凸部分P，當(dāng)從有源層511p發(fā)射的光入射到外部空氣層上時(shí)，所述光可透射或者被多次反射并被引導(dǎo)向上。因此，可提高半導(dǎo)體發(fā)光器件500a的光提取效率?？赏ㄟ^(guò)蝕刻透明支承襯底525的上部來(lái)形成凹凸部分P。

透明粘合劑層523'可包含波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料524，其將通過(guò)有源層511p產(chǎn)生的第一波長(zhǎng)的光的至少一部分轉(zhuǎn)換為第二波長(zhǎng)的光。透明粘合劑層523'可包括從包含硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚丙烯酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺和苯并環(huán)丁烯的組中選取的至少一種粘合劑材料。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料524可在固化之前與粘合劑材料混合，從而將透明粘合劑層523'設(shè)為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。

圖30是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的另一示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500b的剖視圖。

參照?qǐng)D30，圖30的半導(dǎo)體發(fā)光器件500b可與圖15A的半導(dǎo)體發(fā)光器件500基本相同，不同的是波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層524'可形成在透明粘合劑層523與透明支承襯底525之間。

在圖30的半導(dǎo)體發(fā)光器件500b中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層524'可形成在透明支承襯底525的底表面上。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層524'可包括被從發(fā)光結(jié)構(gòu)515p發(fā)射的光激發(fā)并且發(fā)射具有不同波長(zhǎng)的光的磷光體。當(dāng)通過(guò)磷光體發(fā)射光時(shí)，可獲得諸如白光的期望的輸出光。雖然圖30未示出，但是波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層524'可不分離地設(shè)置，并且可具有其中磷光體材料分布在透明支承襯底525中的結(jié)構(gòu)。

在粘附透明支承襯底525之前以及在粘附折射率漸變層521之前，可通過(guò)利用諸如噴涂處理或旋涂處理的簡(jiǎn)單處理將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料涂布在透明支承襯底525的底表面上，來(lái)形成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層524'?？衫酶街T如磷光體膜或陶瓷磷光體的片材的方法將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層524'形成在透明支承襯底525的底表面上。

圖31是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的另一示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500c的剖視圖。

參照?qǐng)D31，圖31的半導(dǎo)體發(fā)光器件500c可與圖15A的半導(dǎo)體發(fā)光器件500基本相同，不同的是將透明支承襯底525替換為透明支承襯底525a。

在半導(dǎo)體發(fā)光器件500c中，位于通過(guò)發(fā)光結(jié)構(gòu)515p發(fā)射的光的光路上的透明支承襯底525a的頂表面可具有半球形形狀。也就是說(shuō)，從其發(fā)射光的透明支承襯底525a的頂表面可具有半球形形狀。

因此，透明支承襯底525a可用作透鏡?？赏ㄟ^(guò)根據(jù)上述示例實(shí)施例蝕刻透明支承襯底525的上部來(lái)形成透明支承襯底525a的半球形形狀。

圖32是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的另一示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500d的剖視圖。

參照?qǐng)D32，圖32的半導(dǎo)體發(fā)光器件500d可與圖29的半導(dǎo)體發(fā)光器件500a基本相同，不同的是，還在透明支承襯底525上形成透鏡層543a，并且增加了光學(xué)濾光層526。

半導(dǎo)體發(fā)光器件500d的透鏡層543可包括具有優(yōu)秀的透光度和耐熱性的材料，諸如硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃或塑料。透鏡層543可通過(guò)凸透鏡或凹透鏡結(jié)構(gòu)調(diào)整通過(guò)其頂表面發(fā)射的光的取向角。透鏡層543可包括具有一定透明度的樹(shù)脂，該透明度足以使得從發(fā)光結(jié)構(gòu)515p發(fā)射的光以損失明顯降低的方式透射。例如，透鏡層543可包括彈性體樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或塑料。

如圖32所示，透鏡層543的頂表面可具有凸圓頂形形狀，但是發(fā)明構(gòu)思不限于此?？商鎿Q地，透鏡層543可具有非球面和/或不對(duì)稱(chēng)形狀，可在透鏡層543的頂表面上形成凹凸部分。可通過(guò)例如噴涂處理將透鏡層543形成在透明支承襯底525上。

在半導(dǎo)體發(fā)光器件500d中，還可在透明支承襯底525與透鏡層543之間形成光學(xué)濾光層526。光學(xué)濾光層526可按照以下方式構(gòu)造：其允許所需波長(zhǎng)波段內(nèi)的光選擇性地透過(guò)，同時(shí)允許選擇性地阻擋非所需波長(zhǎng)波段內(nèi)的光。例如，光學(xué)濾光層526可為全向反射器(ODR)或分布式布拉格反射器(DBR)。在這種情況下，可通過(guò)交替地形成具有不同折射率的兩種電介質(zhì)層來(lái)形成光學(xué)濾光層526?？商鎿Q地，光學(xué)濾光層526可包括諸如染料的材料。

在示例實(shí)施例中，光學(xué)濾光層526可用于阻擋未轉(zhuǎn)換的第一的波長(zhǎng)的光(例如，藍(lán)光)，以增加最終發(fā)射的光中的具有通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料524(其包含在透明粘合劑層523'中)轉(zhuǎn)換的第二波長(zhǎng)的光(例如，綠光或紅光)的比率。

在示例實(shí)施例中，光學(xué)濾光層526示為布置在透明支承襯底525的頂表面上，但其還可根據(jù)需要排列在不同位置。例如，光學(xué)濾光層526可布置在透明支承襯底525與透明粘合劑層523'之間。

圖33是根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的另一示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件500e的剖視圖。

參照?qǐng)D33，圖33的半導(dǎo)體發(fā)光器件500e可與圖15A的半導(dǎo)體發(fā)光器件500基本相同，不同的是，支承層545填充第一通孔527，第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2具有不同形狀，并且還在第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2的底表面上形成外部連接端子547_1和547_2。

在半導(dǎo)體發(fā)光器件500e中，支承層545可形成在反射層533p的底表面上，同時(shí)填充第一通孔527的內(nèi)部。支承層545的底表面可與第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2的底表面處于相同平面。還可在第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2的側(cè)表面上形成支承層545。支承層545可保護(hù)反射層533p、第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2，并且可有利于處理半導(dǎo)體發(fā)光器件500e。

在半導(dǎo)體發(fā)光器件500e中，構(gòu)成第一電極層537a_1和539a_1的第一勢(shì)壘金屬層537a_1可不形成為突出至反射層533p的底表面以上，并且構(gòu)成第二電極層537a_2和539a_2的第二焊盤(pán)凸塊金屬層539a_2可部分地形成在第二勢(shì)壘金屬層537a_2的底表面上。如上所述，半導(dǎo)體發(fā)光器件500e可包括形狀不同的第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2。

外部連接端子547_1和547_2可分別形成在第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2的底表面上?？尚纬赏獠窟B接端子547_1和547_2以連接至外部裝置。外部連接端子547_1和547_2從第一電極層537a_1和539a_1以及第二電極層537a_2和539a_2向外突出。外部連接端子547_1和547_2的形狀不限于圖33所示的形狀。例如，外部連接端子547_1和547_2可具有諸如矩形柱或圓柱的柱形。

外部連接端子547_1和547_2可為焊料凸塊。外部連接端子547_1和547_2可包括從包含銅(Cu)、鋁(Al)、銀(Ag)、錫(Sn)和金(Au)的組中選取的至少一個(gè)。

圖34和圖35是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的白光源模塊的剖視圖。

參照?qǐng)D34，用于液晶顯示器(LCD)背光的光源模塊1100可包括電路板1110和安裝在電路板1110上的多個(gè)白光發(fā)射器件1100a的陣列。連接至白光發(fā)射器件1100a的導(dǎo)電圖案可形成在電路板1110上。

白光發(fā)射器件1100a中的每一個(gè)可被構(gòu)造為：通過(guò)利用板上芯片(COB)方法將被構(gòu)造為發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光器件1130直接安裝在電路板1110上。發(fā)光器件1130可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元(波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換層)1150a形成為具有帶透鏡功能的半球形形狀，所以白光發(fā)射裝置1100a中的每一個(gè)可具有寬取向角。寬取向角可有助于減小LCD顯示器的厚度或?qū)挾取?/p>

參照?qǐng)D35，用于LCD背光的光源模塊1200可包括電路板1110和安裝在電路板1110上的多個(gè)白光發(fā)射器件1100b的陣列。白光發(fā)射器件1100b中的每一個(gè)可包括安裝在封裝件主體1125的反射杯中的藍(lán)光發(fā)射器件1130以及包封藍(lán)光發(fā)射器件1130的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元1150b。發(fā)光器件1130可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。

根據(jù)需要，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元1150a和1150b可包括參照?qǐng)D34和圖35描述的諸如磷光體和/或量子點(diǎn)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料1152、1154和1156。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料的詳細(xì)描述可參考以上參照?qǐng)D14的描述。

另外，如在半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500a、500b和500d中，在半導(dǎo)體發(fā)光器件本身具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件的情況下，半導(dǎo)體發(fā)光器件的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件可相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元1150a和1150b具有不同類(lèi)型或不同顏色的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。

圖36是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的背光單元2000的示意透視圖。

參照?qǐng)D36，背光單元2000可包括導(dǎo)光板2040和位于導(dǎo)光板2040的兩側(cè)的光源模塊2010。另外，背光單元2000還可包括導(dǎo)光板2040下方的反射板2020。根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例的背光單元2000可為側(cè)光式背光單元。根據(jù)一些示例實(shí)施例，光源模塊2010可僅設(shè)置在導(dǎo)光板2040的一側(cè)，或者可額外設(shè)置在另一側(cè)。光源模塊2010可包括印刷電路板(PCB)2001和安裝在PCB 2001上的多個(gè)光源2005。光源2005可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。

圖37至圖39是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的背光單元2500、2600和2700的剖視圖。

在背光單元2500、2600和2700中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550、2650和2750沒(méi)有布置在光源2505、2605和2705中。在背光單元2500、2600和2700中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550、2650和2750布置在光源2505、2605和2705外部以轉(zhuǎn)換光。光源2505、2605和2705可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500a、500b或500d自身可具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。在這種情況下，半導(dǎo)體發(fā)光器件的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件可相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550、2650和2750具有不同類(lèi)型或不同顏色的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。例如，半導(dǎo)體發(fā)光器件的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件可包括諸如氟化物的易受潮的紅色磷光體，而與光源2505、2605和2705間隔開(kāi)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550、2650和2750可包括諸如綠色量子點(diǎn)的不同類(lèi)型的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料。

圖37的背光單元2500是直下式背光單元，并且可包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550下方的光源模塊2510和容納光源模塊2510的底部外殼2560。另外，光源模塊2510可包括PCB 2501和安裝在PCB 2501上的多個(gè)光源2505。

在背光單元2500中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550可位于底部外殼2560上。因此，通過(guò)光源模塊2510發(fā)射的光的至少一部分可通過(guò)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550可被制造為分離的膜，并且可與光漫射板(未示出)一體化。

圖38和圖39的背光單元2600和2700是側(cè)光式背光單元，并且可包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2650和2750、導(dǎo)光板2640和2740以及布置在導(dǎo)光板2640和2740的一側(cè)的反射單元2620與2720和光源2605與2705。可利用反射單元2620和2720在導(dǎo)光板2640和2740的內(nèi)部對(duì)通過(guò)光源2605和2705發(fā)射的光進(jìn)行導(dǎo)向。在圖38的背光單元2600中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2650可布置在導(dǎo)光板2640與光源2605之間。在圖39的背光單元2700中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2750可位于導(dǎo)光板2740的光出射表面上。

波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換單元2550、2650和2750可包括普通磷光體。具體地說(shuō)，可使用QD磷光體來(lái)對(duì)易受潮或不耐受來(lái)自光源的熱的QD的特性進(jìn)行補(bǔ)充。

圖40是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的顯示裝置3000的分解透視圖。

參照?qǐng)D40，顯示裝置3000可包括背光單元3100、光學(xué)片材3200和諸如液晶面板的顯示面板3300。背光單元3100可包括底部外殼3110、反射板3120、導(dǎo)光板3140和位于導(dǎo)光板3140的至少一側(cè)的光源模塊3130。光源模塊3130可包括PCB 3131和光源3132。

詳細(xì)地說(shuō)，光源3132可為安裝在鄰近光出射表面的一側(cè)的側(cè)光式LED。光源3132可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。光學(xué)片材3200可位于導(dǎo)光板3140與顯示面板3300之間，并且可包括諸如漫射片材、棱鏡片材或保護(hù)片材的各種類(lèi)型的片材。

顯示面板3300可通過(guò)利用從光學(xué)片材3200發(fā)射的光來(lái)顯示圖像。顯示面板3300可包括陣列襯底3320、液晶層3330和濾色襯底3340。陣列襯底3320可包括以矩陣形式排列的像素電極、被構(gòu)造為將驅(qū)動(dòng)電壓施加至像素電極的薄膜晶體管和被構(gòu)造為操作薄膜晶體管的信號(hào)線。

濾色襯底3340可包括透明襯底、濾色器和共用電極。濾色器可包括過(guò)濾器，其構(gòu)造為使通過(guò)背光單元3100發(fā)射的白光中的具有特定波長(zhǎng)的光選擇性地透射。通過(guò)在像素電極與共用電極之間形成的電場(chǎng)對(duì)液晶層3330進(jìn)行重排，并且調(diào)整光學(xué)透射比。調(diào)整了光學(xué)透射比的光可在通過(guò)濾色襯底3340的濾色器的同時(shí)顯示圖像。顯示面板3300還可包括被構(gòu)造為處理圖像信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路。

根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例，由于顯示裝置3000使用被構(gòu)造為發(fā)射具有相對(duì)窄的半峰全寬的藍(lán)光、綠光和紅光的光源3132，因此所發(fā)射的光在通過(guò)濾色襯底3340之后可實(shí)現(xiàn)色純度高的藍(lán)色、綠色和紅色。

圖41是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的平板照明設(shè)備4100的透視圖。

參照?qǐng)D41，平板照明設(shè)備4100可包括光源模塊4110、電源4120和殼體4030。根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例，光源模塊4110可包括作為光源的LED陣列。光源模塊4110可包括根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。電源4120可包括LED驅(qū)動(dòng)器。

光源模塊4110可包括LED陣列，并且可形成為整體具有平坦形狀。根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例，LED陣列可包括LED和被構(gòu)造為存儲(chǔ)LED的驅(qū)動(dòng)信息的控制器。

電源4120可被構(gòu)造為為光源模塊4110供電。殼體4130可形成用于容納光源模塊4110和電源4120的容納空間。殼體4130形成為一側(cè)敞開(kāi)的六面體形狀，但不限于此。光源模塊4110可布置為朝著殼體4130的敞開(kāi)側(cè)發(fā)射光。

圖42是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的照明設(shè)備4200的分解透視圖。

參照?qǐng)D42，照明設(shè)備4200可包括插座4210、電源4220、散熱器4230、光源模塊4240和光學(xué)單元4250。根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例，光源模塊4240可包括LED陣列，并且電源4220可包括LED驅(qū)動(dòng)器。

插座4210可被構(gòu)造為接受現(xiàn)有的照明設(shè)備。可通過(guò)插座4210為照明設(shè)備4200供電。電源4220可拆解為第一電源4221和第二電源4220。散熱器4230可包括內(nèi)部散熱器4231和外部散熱器4232。內(nèi)部散熱器4231可直接連接至光源模塊4240和/或電源4220。內(nèi)部散熱器4231可將熱傳遞至外部散熱器4232。光學(xué)單元4250可包括內(nèi)部光學(xué)單元(未示出)和外部光學(xué)單元(未示出)。光學(xué)單元4250可被構(gòu)造為均勻地分散通過(guò)光源模塊4240發(fā)射的光。

光源模塊4240可從電源4220接收電力并且將光發(fā)射至光學(xué)單元4250。光源模塊4240可包括一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光器件4241、電路板4242和控制器4243?？刂破?243可存儲(chǔ)半導(dǎo)體發(fā)光器件4241的驅(qū)動(dòng)信息。半導(dǎo)體發(fā)光器件4241可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。

圖43是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的桿狀照明設(shè)備4400的分解透視圖。

參照?qǐng)D43，桿狀照明設(shè)備4400可包括散熱器構(gòu)件4401、蓋子4427、光源模塊4421、第一插座4405和第二插座4423。可在散熱器構(gòu)件4401的內(nèi)部或外部表面上形成具有凹/凸形狀的多個(gè)散熱片4450和4409。散熱片4450和4409可設(shè)計(jì)為具有各種形狀和間距。具有突出形狀的支承件4413可形成在散熱器構(gòu)件4401內(nèi)側(cè)。光源模塊4421可固定至支承件4413。可在散熱器構(gòu)件4401的兩端上形成鎖定突起4411。

可在蓋子4427中形成鎖定凹槽4429。散熱器構(gòu)件4401的鎖定突起4411可鉤住鎖定凹槽4429。鎖定凹槽4429的位置可與鎖定突起4411的位置交換。

光源模塊4421可包括LED陣列。光源模塊4421可包括PCB 4419、光源4417和控制器4415?？刂破?415可存儲(chǔ)光源4417的驅(qū)動(dòng)信息?？稍赑CB 4419上形成電路布線以操作光源4417。另外，光源模塊4421可包括用于操作光源4417的組件。光源4417可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。

第一插座4405和第二插座4423可設(shè)為一對(duì)插座，并且可連接至包括散熱器構(gòu)件4401和蓋子4427的圓筒形蓋單元的兩端。例如，第一插座4405可包括電極端子4403和電源4407，第二插孔4423可包括偽端子4425。另外，可將光學(xué)傳感器模塊和/或通信模塊嵌入第一插座4405或第二插座4423中。例如，可將光學(xué)傳感器模塊和/或通信模塊嵌入其中布置有偽端子4425的第二插座4423中。作為另一示例，可將光學(xué)傳感器模塊和/或通信模塊嵌入其中布置有電極端子4403的第一插座4405中。

圖44是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的照明設(shè)備4500的分解透視圖。

圖44的照明設(shè)備4500與圖42的照明設(shè)備4200的不同之處在于，在光源模塊4240上設(shè)置有反射板4310和通信模塊4320。反射板4310可將來(lái)自光源的光沿著橫向和向后的方向均勻地分散以減少眩光。

通信模塊4320可安裝在反射板4310上，并且可通過(guò)通信模塊4320執(zhí)行家庭網(wǎng)絡(luò)通信。例如，通信模塊4320可為利用Wi-Fi或Li-Fi的無(wú)線通信模塊，并且可通過(guò)智能電話或無(wú)線控制器控制室內(nèi)或室外照明設(shè)備，例如照明設(shè)備的開(kāi)/關(guān)操作或亮度調(diào)整。另外，可利用室內(nèi)或室外照明設(shè)備中的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)通過(guò)Li-Fi通信模塊控制諸如TV、冰箱、空調(diào)、門(mén)鎖系統(tǒng)、車(chē)輛的電器和車(chē)輛系統(tǒng)。反射板4310和通信模塊4320可由蓋子4330覆蓋。

圖45是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的室內(nèi)照明控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000的圖。

參照?qǐng)D45，室內(nèi)照明控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000可為復(fù)合智能照明網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在其中聚合了利用LED的照明技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000可利用各種照明設(shè)備和有線/無(wú)線通信裝置實(shí)現(xiàn)，并且可利用傳感器、控制器、通信裝置以及用于網(wǎng)絡(luò)控制和維護(hù)的軟件實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000可應(yīng)用于諸如辦公室的限定在建筑中的封閉空間、諸如公園或街道的開(kāi)放空間等?？苫贗oT環(huán)境實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000，以收集、處理和向用戶提供各種信息。

包括在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000中的LED燈5200可從網(wǎng)關(guān)5100接收關(guān)于周?chē)h(huán)境的信息，并且控制LED燈5200自身的照明。此外，LED燈5200可基于LED燈5200的可見(jiàn)光通信功能來(lái)檢查和控制包括在IoT環(huán)境中的其它裝置5300至5800的操作狀態(tài)。LED燈5200可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。例如，LED燈5200可為圖41至圖44所示的照明設(shè)備4100、4200、4400和4500中的至少一個(gè)。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000可包括：網(wǎng)關(guān)5100，其被構(gòu)造為處理根據(jù)不同通信協(xié)議發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)；LED燈5200，其以可通信方式連接至網(wǎng)關(guān)5100并且包括LED；以及多個(gè)裝置5300至5800，它們根據(jù)各種無(wú)線通信方案以可通信方式連接至網(wǎng)關(guān)5100。為了實(shí)現(xiàn)基于IoT環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000，裝置5300至5800以及LED燈5200可包括至少一個(gè)通信模塊。根據(jù)當(dāng)前示例實(shí)施例，LED燈5200可通過(guò)諸如Wi-Fi、或Li-Fi的無(wú)線通信協(xié)議以可通信方式連接至網(wǎng)關(guān)5100。這樣，LED燈5200可包括至少一個(gè)燈通信模塊5210。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000可應(yīng)用于諸如家或辦公室的封閉空間、諸如公園或街道的開(kāi)放空間等。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000應(yīng)用于家的情況下，所述多個(gè)裝置5300至5800(其包括在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000中并且基于IoT技術(shù)以可通信方式連接至網(wǎng)關(guān)5100)可包括電器5300、數(shù)字門(mén)鎖5400、車(chē)庫(kù)門(mén)鎖5500、安裝在墻上的照明開(kāi)關(guān)5600、用于中繼轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的路由器5700和諸如智能電話、平板或筆記本計(jì)算機(jī)的移動(dòng)裝置5800。

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000中，LED燈5200可通過(guò)利用安裝在家中的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(例如，Wi-Fi、Li-Fi等)確定各個(gè)裝置5300至5800的操作狀態(tài)，或者根據(jù)周?chē)h(huán)境和條件自動(dòng)地控制LED燈5200本身的照明。另外，LED燈5200可利用由LED燈5200發(fā)射的可見(jiàn)光通過(guò)Li-Fi通信來(lái)控制包括在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000中的裝置5300至5800。

LED燈5200可基于關(guān)于周?chē)h(huán)境的信息(其通過(guò)燈通信模塊5210從網(wǎng)關(guān)5100發(fā)送或者從安裝在LED燈5200上的傳感器收集)自動(dòng)地控制LED燈5200的照明。例如，可根據(jù)在TV 5310上觀看的TV節(jié)目的類(lèi)型或者TV 5310的屏幕亮度自動(dòng)地調(diào)整LED燈5200的亮度。為此，LED燈5200可從連接至網(wǎng)關(guān)5100的燈通信模塊5210接收TV 5310的操作信息。燈通信模塊5210可與包括在LED燈5200中的傳感器和/或控制器一體地模塊化。

例如，當(dāng)在電視(TV)上觀看的TV節(jié)目是情節(jié)劇時(shí)，LED燈5200可將色溫降至12,000K或更低(例如，5,000K)并且根據(jù)預(yù)設(shè)值調(diào)整色覺(jué)，從而營(yíng)造舒適氣氛。另一方面，當(dāng)TV節(jié)目是喜劇節(jié)目時(shí)，LED燈5200可根據(jù)設(shè)置值將色溫增至5,000K或更高，以便調(diào)整為青白光。

另外，在沒(méi)人在家的狀態(tài)下，當(dāng)在鎖上數(shù)字門(mén)鎖5400后過(guò)去預(yù)定時(shí)間之后，可通過(guò)將打開(kāi)的LED燈5200關(guān)閉來(lái)防止浪費(fèi)電?？商鎿Q地，在通過(guò)移動(dòng)裝置5800等設(shè)置了安全模式的情況下，當(dāng)在沒(méi)人在家的狀態(tài)下鎖上數(shù)字門(mén)鎖5400時(shí)，LED燈5200可打開(kāi)狀態(tài)。

可根據(jù)關(guān)于周?chē)h(huán)境的信息(其通過(guò)連接至網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000的各個(gè)傳感器收集)來(lái)控制LED燈5200的操作。例如，當(dāng)在建筑中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000時(shí)，可通過(guò)對(duì)建筑中的照明設(shè)備、位置傳感器和通信模塊進(jìn)行組合來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉照明，或者實(shí)時(shí)提供收集的信息，因此能夠進(jìn)行有效設(shè)備管理或者未使用空間的有效利用。由于諸如LED燈5200的照明設(shè)備通常排列在建筑的每一層的幾乎所有空間中，因此可通過(guò)內(nèi)部設(shè)有LED燈5200的傳感器收集關(guān)于建筑的各種信息，并且收集到的信息可用于設(shè)備管理和未使用空間的利用。

另一方面，通過(guò)將LED燈5200與圖像傳感器、存儲(chǔ)裝置、燈通信模塊5210等組合，LED燈5200可用作能夠維持建筑安全或者感測(cè)和應(yīng)對(duì)緊急情況的裝置。例如，當(dāng)將煙傳感器或溫度傳感器附著于LED燈5200時(shí)，可迅速檢測(cè)火災(zāi)的發(fā)生，因此使火災(zāi)損壞最小化。另外，可通過(guò)考慮室外天氣或可用日光量來(lái)調(diào)整照明設(shè)備的亮度、節(jié)能和提供愉悅的照明環(huán)境。

如上所述，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000可應(yīng)用于諸如家、辦公室或建筑的封閉空間、諸如公園或街道的開(kāi)放空間等。在其中旨在將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000應(yīng)用于沒(méi)有物理限制的開(kāi)放空間的情況下，可由于無(wú)線通信的距離限制和由各種障礙導(dǎo)致的通信干擾而導(dǎo)致相對(duì)難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000。通過(guò)將傳感器和通信模塊安裝在各個(gè)照明設(shè)備上以及使用所述照明設(shè)備作為信息收集單元和通信中繼單元，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)5000可在開(kāi)放環(huán)境中更有效地實(shí)施。

圖46是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)6000的圖。

具體地說(shuō)，圖46示出了應(yīng)用于開(kāi)放空間的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)6000。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)6000可包括：通信連接裝置6100；多個(gè)照明設(shè)備6120和6150，其以預(yù)定間距安裝并且以可通信方式連接至通信連接裝置6100；服務(wù)器6160；計(jì)算機(jī)6170，其構(gòu)造為對(duì)服務(wù)器6160進(jìn)行管理；通信基站6180；通信網(wǎng)絡(luò)6190，其構(gòu)造為連接可通信裝置；以及移動(dòng)裝置6200。

安裝在諸如街道或公園的開(kāi)放外部空間中的所述多個(gè)照明設(shè)備6120和6150可分別包括智能引擎6130和6140。智能引擎6130和6140中的每一個(gè)可包括被構(gòu)造為發(fā)光的LED、被構(gòu)造為驅(qū)動(dòng)LED的驅(qū)動(dòng)器、被構(gòu)造為收集關(guān)于周?chē)h(huán)境的信息的傳感器以及通信模塊。包括在智能引擎6130和6140中的LED可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。

通信模塊可使得智能引擎6130和6140能夠根據(jù)諸如Wi-Fi、或Li-Fi的通信協(xié)議與其它周邊裝置通信。

例如，一個(gè)智能引擎6130可以可通信方式連接至另一智能引擎6140。在這種情況下，可將Wi-Fi網(wǎng)格應(yīng)用于智能引擎6130與6140之間的通信。至少一個(gè)智能引擎6130可連接至通信連接裝置6100，該通信連接裝置6100通過(guò)有線/無(wú)線通信連接至通信網(wǎng)絡(luò)6190。為了提高通信的效率，可將所述多個(gè)智能引擎6130和6140組成一組，并且連接至一個(gè)通信連接裝置6100。

通信連接裝置6100可為能夠執(zhí)行有線/無(wú)線通信的接入點(diǎn)(AP)，并且可對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)6190與其它裝置之間的通信進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。通信連接裝置6100可通過(guò)有線/無(wú)線通信方案中的至少一個(gè)連接至通信網(wǎng)絡(luò)6190。例如，通信連接裝置6100可以機(jī)械方式容納在照明設(shè)備6120和6150之一中。

通信連接裝置6100可通過(guò)諸如Wi-Fi的通信協(xié)議連接至移動(dòng)裝置6200。移動(dòng)裝置6200的用戶可通過(guò)與鄰近于照明設(shè)備6120的智能引擎6130連接的通信連接裝置接收通過(guò)所述多個(gè)智能引擎6130和6140收集的關(guān)于周?chē)h(huán)境的信息。關(guān)于周?chē)h(huán)境的信息可包括本地交通信息、天氣信息等。移動(dòng)裝置6200可通過(guò)諸如3G或4G通信方案的無(wú)線蜂窩通信方案經(jīng)由通信基站6180連接至通信網(wǎng)絡(luò)6190。

另一方面，連接至通信網(wǎng)絡(luò)6190的服務(wù)器6160可接收通過(guò)分別安裝在照明設(shè)備6120和6150上的智能引擎6130和6140收集的信息，并且可監(jiān)視照明設(shè)備6120和6150的操作狀態(tài)。為了基于對(duì)照明設(shè)備6120和6150的操作狀態(tài)的監(jiān)控結(jié)果來(lái)管理照明設(shè)備6120和6150，服務(wù)器6160可連接至提供管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)6170。計(jì)算機(jī)6170可執(zhí)行能夠監(jiān)控和管理照明設(shè)備6120和6150(尤其是智能引擎6130和6140)的操作狀態(tài)的軟件。

圖47是示出包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的照明設(shè)備6120的智能引擎6130與移動(dòng)裝置6200之間的通信操作的框圖。

具體地說(shuō)，圖47是示出圖46的照明設(shè)備6120的智能引擎6130與移動(dòng)裝置6200之間通過(guò)可見(jiàn)光無(wú)線通信的通信操作的框圖?？蓱?yīng)用各種通信方案將通過(guò)智能引擎6130收集的信息發(fā)送至用戶的移動(dòng)裝置6200。

通過(guò)連接至智能引擎6130的通信連接裝置(圖46的6100)，可將通過(guò)智能引擎6130收集的信息發(fā)送至移動(dòng)裝置6200，或者智能引擎6130和移動(dòng)裝置6200可直接以可通信方式連接至彼此。智能引擎6130和移動(dòng)裝置6200可通過(guò)可見(jiàn)光無(wú)線通信(Li-Fi)直接彼此通信。

智能引擎6130可包括信號(hào)處理器6510、控制器6520、LED驅(qū)動(dòng)器6530、光源6540和傳感器6550。通過(guò)可見(jiàn)光無(wú)線通信連接至智能引擎6130的移動(dòng)裝置6200可包括控制器6410、光接收器6420、信號(hào)處理器6430、存儲(chǔ)器6440和輸入/輸出模塊6450。

可見(jiàn)光無(wú)線通信(Li-Fi)技術(shù)是一種利用可見(jiàn)光波長(zhǎng)的光(人類(lèi)可通過(guò)他/她的眼睛識(shí)別)以無(wú)線方式發(fā)送信息的無(wú)線通信技術(shù)?？梢?jiàn)光無(wú)線通信技術(shù)與現(xiàn)有有線光學(xué)通信技術(shù)和紅外無(wú)線通信的不同之處在于，使用了可見(jiàn)光波長(zhǎng)的光(例如來(lái)自發(fā)光器件或照明設(shè)備的特定頻率的可見(jiàn)光)，并且與有線光學(xué)通信技術(shù)的不同之處在于通信環(huán)境是無(wú)線環(huán)境。與RF無(wú)線通信技術(shù)相反，可見(jiàn)光無(wú)線通信技術(shù)可自由地使用而不用受頻率使用方面的管理或者許可。另外，可見(jiàn)光無(wú)線通信技術(shù)具有優(yōu)秀的物理安全性，并且其區(qū)別在于使得用戶能夠用他/她的眼睛確認(rèn)通信鏈路。此外，可見(jiàn)光無(wú)線通信技術(shù)是一種能夠同時(shí)獲得光源的特定用途和通信功能的收斂技術(shù)。

智能引擎6130的信號(hào)處理器6510可處理將要通過(guò)可見(jiàn)光無(wú)線通信發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。例如，信號(hào)處理器6510可將通過(guò)傳感器6550收集的信息處理為數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制器6520。控制器6520可控制信號(hào)處理器6510和LED驅(qū)動(dòng)器6530的操作。具體地說(shuō)，控制器6520可基于通過(guò)信號(hào)處理器6510發(fā)送的數(shù)據(jù)來(lái)控制LED驅(qū)動(dòng)器6530的操作。LED驅(qū)動(dòng)器6530可根據(jù)通過(guò)控制器6520發(fā)送的控制信號(hào)通過(guò)打開(kāi)光源6540將數(shù)據(jù)發(fā)送至移動(dòng)裝置6200。

移動(dòng)裝置6200可包括：被構(gòu)造為識(shí)別包括數(shù)據(jù)的可見(jiàn)光的光接收器6420，以及控制器6410；被構(gòu)造為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器6440；包括顯示器、觸摸屏和音頻輸出單元的輸入/輸出模塊6450；以及信號(hào)處理器6430。光接收器6420可檢測(cè)可見(jiàn)光以及將檢測(cè)到的可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)處理器6430可將包括在電信號(hào)中的數(shù)據(jù)解碼?？刂破?410可將從信號(hào)處理器6430輸出的解碼后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器6440中，或者可通過(guò)輸入/輸出模塊6450輸出解碼后的數(shù)據(jù)，以允許用戶識(shí)別解碼后的數(shù)據(jù)。

圖48是包括根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的智能照明系統(tǒng)7000的框圖。

參照?qǐng)D48，智能照明系統(tǒng)7000可包括照明模塊7100、傳感器模塊7200、服務(wù)器7300、無(wú)線通信模塊7400、控制器7500和信息存儲(chǔ)裝置7600。照明模塊7100可包括安裝在建筑中的一個(gè)或多個(gè)照明設(shè)備，并且不限制照明設(shè)備的類(lèi)型。照明設(shè)備的示例可包括用于起居室、臥室、陽(yáng)臺(tái)、浴室、樓梯和前廳的基本照明、氣氛照明、立式照明和裝飾性照明。照明設(shè)備可為根據(jù)示例實(shí)施例的上述半導(dǎo)體發(fā)光器件50、50a、50b、50c、50d、100、500、500a、500b、500c、500d和500e中的至少一個(gè)。例如，照明設(shè)備可為圖41至圖44所示的照明設(shè)備4100、4200、4400和4500中的至少一個(gè)。

傳感器模塊7200可檢測(cè)與各個(gè)照明設(shè)備的打開(kāi)/關(guān)閉有關(guān)的照明狀態(tài)以及照明的強(qiáng)度，輸出對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的照明狀態(tài)的信號(hào)，并且將信號(hào)發(fā)送至服務(wù)器7300。傳感器模塊7200可設(shè)置在其中安裝有照明設(shè)備的建筑中。一個(gè)或多個(gè)傳感器模塊7200可處于其中可檢測(cè)到通過(guò)智能照明系統(tǒng)7000控制的所有照明設(shè)備的照明狀態(tài)的位置，或者可設(shè)置在照明設(shè)備中的每一個(gè)處。

可將關(guān)于照明狀態(tài)的信息實(shí)時(shí)發(fā)送至服務(wù)器7300，或者可按照基于預(yù)定時(shí)間單位(例如分鐘單位或小時(shí)單位)的時(shí)間差發(fā)送。服務(wù)器7300可安裝在建筑內(nèi)部和/或外部。服務(wù)器7300可從傳感器模塊7200接收信號(hào)，收集關(guān)于照明狀態(tài)(例如建筑中的照明設(shè)備的打開(kāi)/關(guān)閉)的信息，對(duì)收集到的信息進(jìn)行組合，基于組合的信息限定照明圖案，以及將關(guān)于限定的照明圖案的信息提供至無(wú)線通信模塊7400。另外，服務(wù)器7300可用作將從無(wú)線通信模塊7400接收的命令發(fā)送至控制器7500的媒體。

具體地說(shuō)，服務(wù)器7300可接收通過(guò)傳感器模塊7200檢測(cè)和發(fā)送的關(guān)于建筑的照明狀態(tài)的信息，以及收集和分析關(guān)于照明狀態(tài)的信息。例如，服務(wù)器7300可將收集到的信息按照時(shí)段(例如時(shí)刻、某天、一周的某天、工作日和周末、預(yù)設(shè)的特定日、一周和一月)劃分為多個(gè)組。然后，服務(wù)器7300可基于組合的信息為“限定的照明圖案”編程，所述限定的照明圖案被限定為平均日單位、周單位、工作日單位、周末單位和月單位的照明圖案?？蓪ⅰ跋薅ǖ恼彰鲌D案”周期性地提供至無(wú)線通信模塊7400，或者當(dāng)用戶請(qǐng)求關(guān)于照明圖案的信息時(shí)，可以響應(yīng)于用于提供信息的請(qǐng)求從服務(wù)器7300接收“限定的照明圖案”。

另外，除了根據(jù)與從傳感器模塊7200接收到的照明狀態(tài)有關(guān)的信息限定照明圖案之外，服務(wù)器7300可向無(wú)線通信模塊7400提供通過(guò)反映在家發(fā)生的正常照明狀態(tài)而預(yù)先編程的“正常照明圖案”。如在“限定的照明圖案”中那樣，可從服務(wù)器7300周期性地提供“正常照明圖案”，或者可在用戶請(qǐng)求時(shí)提供。圖48示出了僅一個(gè)服務(wù)器7300，但是可根據(jù)需要提供兩個(gè)或更多個(gè)服務(wù)器。可選地，“正常照明圖案”和/或“限定的照明圖案”可存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)裝置7600中。信息存儲(chǔ)裝置7600可為可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的所謂的云。

無(wú)線通信模塊7400可選擇從服務(wù)器7300和/或信息存儲(chǔ)裝置7600接收的所述多個(gè)照明圖案之一，并且將用于執(zhí)行或停止“自動(dòng)照明模式”的命令信號(hào)發(fā)送至服務(wù)器7300。無(wú)線通信模塊7400可應(yīng)用于能夠由智能照明系統(tǒng)的用戶攜帶的各種便攜式無(wú)線通信裝置，諸如智能電話、平板個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、筆記本計(jì)算機(jī)或者上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)。

具體地說(shuō)，無(wú)線通信模塊7400可從服務(wù)器7300和/或信息存儲(chǔ)裝置7600接收各種限定的照明圖案，從接收到的照明圖案中選擇必要圖案，以及將命令信號(hào)發(fā)送至服務(wù)器7300，以便執(zhí)行“自動(dòng)照明模式”，來(lái)按照所選擇的照明圖案操作照明模塊7100?？稍谠O(shè)置的執(zhí)行時(shí)間發(fā)送命令信號(hào)?？商鎿Q地，在不限定停止時(shí)間的情況下發(fā)送命令信號(hào)之后，根據(jù)需要，可通過(guò)發(fā)送停止信號(hào)來(lái)停止“自動(dòng)照明模式”的執(zhí)行。

另外，根據(jù)需要，無(wú)線通信模塊7400還可具有允許用戶部分地修改從服務(wù)器7300和/或信息存儲(chǔ)裝置7600接收的照明圖案或者操縱新照明圖案的功能。修改的或新操縱的“用戶設(shè)置照明圖案”可存儲(chǔ)在無(wú)線通信模塊7400中，可自動(dòng)地發(fā)送至服務(wù)器7300和/或信息存儲(chǔ)裝置7600，或者可根據(jù)需要發(fā)送。另外，無(wú)線通信模塊7400可從服務(wù)器7300和/或信息存儲(chǔ)裝置7600自動(dòng)地接收“限定的照明圖案”和“正常照明圖案”，或者可通過(guò)將規(guī)定請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送至服務(wù)器7300來(lái)接收“限定的照明圖案”和“正常照明圖案”。

無(wú)線通信模塊7400可與服務(wù)器7300和/或信息存儲(chǔ)裝置7600交換必要的命令或信息信號(hào)，并且服務(wù)器7300可用作無(wú)線通信模塊7400、傳感器模塊7200和控制器7500之間的媒體。按照這種方式，可操作智能照明系統(tǒng)。

可利用智能電話的應(yīng)用程序執(zhí)行無(wú)線通信模塊7400與服務(wù)器7300之間的連接。也就是說(shuō)，用戶可指示服務(wù)器7300通過(guò)在智能電話中下載的應(yīng)用程序執(zhí)行“自動(dòng)照明模式”，或者可提供關(guān)于由用戶操縱或修改的“用戶設(shè)置照明圖案”的信息。

可通過(guò)存儲(chǔ)“用戶設(shè)置照明圖案”將信息自動(dòng)地提供至服務(wù)器7300和/或信息存儲(chǔ)裝置7600，或者可通過(guò)執(zhí)行傳輸操作提供信息?？蓪⑦@個(gè)處理確定為默認(rèn)應(yīng)用程序，或者可通過(guò)用戶根據(jù)選項(xiàng)進(jìn)行選擇。

控制器7500可從服務(wù)器7300接收用于執(zhí)行或停止“自動(dòng)照明模式”的命令信號(hào)，并且通過(guò)執(zhí)行在照明模塊7100中接收到的命令信號(hào)來(lái)控制一個(gè)或多個(gè)照明設(shè)備。也就是說(shuō)，控制器7500可根據(jù)來(lái)自服務(wù)器7300的命令信號(hào)控制包括在照明模塊7100中的照明設(shè)備的開(kāi)/關(guān)等。

另外，智能照明系統(tǒng)7000還可包括建筑中的警報(bào)裝置7700。警報(bào)裝置7700可在入侵者進(jìn)入建筑時(shí)發(fā)出警報(bào)。

具體地說(shuō)，在其中用戶不在時(shí)在建筑中執(zhí)行“自動(dòng)照明模式”的情況下，當(dāng)在建筑中發(fā)生入侵并且發(fā)生偏離所設(shè)置的照明圖案的異常情況時(shí)，傳感器模塊7200可檢測(cè)異常情況和將警報(bào)信號(hào)發(fā)送至服務(wù)器7300。服務(wù)器7300可向無(wú)線通信模塊7400通知異常情況，并且通過(guò)將信號(hào)發(fā)送至控制器7500來(lái)操作建筑中的警報(bào)裝置7700。

另外，當(dāng)警報(bào)信號(hào)被發(fā)送至服務(wù)器7300時(shí)，服務(wù)器7300可經(jīng)無(wú)線通信模塊7400或TCP/IP網(wǎng)絡(luò)直接向保安公司通知緊急情況。

如上所述，根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施例，可提供具有利用例如玻璃的透明支承襯底的倒裝芯片半導(dǎo)體發(fā)光器件。透明粘合劑層介于透明支承襯底與發(fā)光結(jié)構(gòu)之間，并且透明支承襯底可設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的其上形成有凹凸部分的表面上。透明粘合劑層可被構(gòu)造為用作折射率匹配層，從而可提高光提取效率。透明粘合劑層可包括諸如磷光體的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換材料，以簡(jiǎn)化波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。

在根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，由于設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)下方的第一電極層和第二電極層用作電極焊盤(pán)，因此第一電極層和第二電極層可按照倒裝芯片結(jié)構(gòu)直接安裝在外部裝置或外部襯底上。

在根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，可通過(guò)以下方式提高光提取效率：在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成折射率漸變層，或者在發(fā)光結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體層的表面上或在形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)中的通孔中形成反射層。

可通過(guò)利用透明粘合劑層將透明支承襯底粘附在發(fā)光結(jié)構(gòu)上以及去除生長(zhǎng)襯底，來(lái)完成根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件。另外，在根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件中，在通過(guò)利用蝕刻停止層在發(fā)光結(jié)構(gòu)中形成通孔之后，可在發(fā)光結(jié)構(gòu)下方形成電極結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)示例實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件可通過(guò)簡(jiǎn)化制造處理來(lái)降低制造成本。

雖然上面已經(jīng)示出和描述了示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的發(fā)明構(gòu)思的范圍的情況下，可作出修改和改變。