CN101826582B - 半导体发光器件 - Google Patents

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Abstract

提供一种半导体发光器件。所述半导体发光器件包括衬底；所述衬底上的第一半导体层；设置在所述衬底和所述第一半导体层之间的至少一部分中的气隙部；和所述第一半导体层上的多个化合物半导体层，其包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层。

Description

半导体发光器件
技术领域
实施方案涉及半导体发光器件。
背景技术
第III-V族氮化物半导体已经广泛用于光学器件如蓝色/绿色发光二极管(LED)、高速开关器件如MOSFET(金属半导体场效应晶体管)和HEMT(异质结场效应晶体管)以及照明设备或显示设备的光源。
氮化物半导体主要用于LED(发光二极管)或LD(激光二极管)，并且已经持续进行研究以改进氮化物半导体的制造工艺或光效率。
发明内容
实施方案提供在衬底和第一半导体层之间具有光提取结构的半导体发光器件。
实施方案提供在衬底和第一半导体层之间具有气隙部的半导体发光器件。
实施方案提供半导体发光器件，其中开口部设置在第一半导体层内，并且连接至开口部的气隙部设置在衬底和第一半导体层之间。
一个或更多个实施方案的细节在附图和下文的说明中提出。从说明书和附图以及权利要求，其他特征将变得明显。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括：衬底；在所述衬底上的第一半导体层；设置在所述衬底和所述第一半导体层之间的至少一部分中的气隙部；和在所述第一半导体层上的多个化合物半导体层，其包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括：具有有凹凸结构的顶表面的衬底；在所述衬底上的第一半导体层；在所述衬底和所述第一半导体层之间的气隙部；和在所述第一半导体层上的多个化合物半导体层，其包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层。
一个实施方案提供一种半导体发光器件，其包括：衬底；在所述衬底上的凹凸部；在所述衬底上的第一半导体层；在所述衬底和所述第一半导体层之间的气隙部；在所述第一半导体层上的第一导电型半导体层；在所述第一导电型半导体层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型半导体层；电连接至所述第一导电型半导体层的第一电极；和电连接至所述第二导电型半导体层的第二电极。
一个或更多个实施方案的细节在附图和下文的说明中提出。从说明书和附图以及权利要求，其他特征将变得明显。
附图说明
图1是根据第一实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
图2是图1的局部放大视图。
图3至7是示出图1的半导体发光器件的制造工艺的图。
图8是根据第二实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
图9是根据第三实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
图10是根据第四实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
图11是根据第五实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
图12是根据第六实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
图13是根据第七实施方案的半导体发光器件封装的侧视截面图。
图14是根据一个实施方案的照明单元的透视图。
图15是根据一个实施方案的背光单元的透视图。
具体实施方式
现在将详细参照本公开的实施方案，其实施例在附图中示出。在实施方案的说明中，应理解，当称层在另一层之“上”或“下”时，关于在每层之“上”或“下”是基于附图而言的。此外，附图中每层的厚度是举例性的，而不限于此。
在实施方案的说明中，应理解，当称层(或膜)、区、图案或结构在另一层(或膜)、区、垫或图案之“上”时，术语“上”或“下”包括“直接”和“间接”两种含义。
参照图1，半导体发光器件100包括衬底101、第一半导体层105、开口部107、气隙部109、第一导电型半导体层110、有源层120和第二导电型半导体层130。
衬底101可包括绝缘衬底或导电衬底。例如，衬底101可由Al2O3、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge和Ga2O3中的至少一种形成。凹部和凸部102和103可设置在衬底101上。凹部和凸部102和103可具有矩阵或条状形状。凸部103可具有图案形状例如透镜、柱、或角形形状，但是不限于此。
凸部103可通过蚀刻衬底101或使用单独的掩模层形成。设置在气隙部109处的衬底101的凸部103通过蚀刻衬底101形成为不规则形状或随机形状。
第一半导体层105设置在衬底101上。第一半导体层105可由第III-V族元素的化合物半导体形成。例如，第一半导体层105可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的一种形成。第一半导体层105可具有单层结构或多层结构。第一半导体层105可包括未掺杂的半导体层或掺杂有掺杂剂的导电半导体层。第一半导体层105可具有约0.01μm至约20μm的厚度T1。使用第II至VI族元素的化合物半导体的缓冲层可设置在衬底101和第一半导体层105之间。缓冲层可减少衬底101和第一半导体层105之间的晶格常数差。
开口部107可限定在第一半导体层105的预定区域中。开口部107可具有圆形、多边形或随机的形状。至少一个开口部107可限定在第一半导体层105中。多个开口部107可相互隔开。开口部107可连接至气隙部109或与气隙部109连通。
开口部107可在第一半导体层105内具有深度以暴露衬底101。从衬底101向上突出的一个或更多个凸部103可设置在开口部107之下。
如图2所示，开口部107可具有预定直径D1，例如，约0.01μm至约10μm的直径。开口部107的直径D1可限定在预定范围内以保持开口部107的一部分，即使设置第一导电型半导体层110时也是如此。在一个实施方案中，第一导电型半导体层110可填充到开口部107中，并且它可以根据开口部107的直径D1而变化。
气隙部109限定在第一半导体层105和衬底101之间。气隙部109连接至开口部107并沿第一半导体层105和衬底101之间的界面延伸预定长度。气隙部109相对于开口部107的中心向外延伸预定长度D2和D3。在此处，气隙部109的长度D2和D3之和可大于开口部107的直径D1。
气隙部109具有围绕开口部107的不平坦的形状，例如，沿衬底101和第一半导体层105之间的界面的凹凸形状。因此，气隙部109在衬底101和第一半导体层105之间提供不规则的气隙。
气隙部109可相对于第一半导体层105的底表面具有不平坦的形状。在该情况下，气隙部109的一部分可在第一半导体层105之下具有角形形状例如锥形、多边角形或非典型形状。进入第一半导体层105的光的临界角可通过气隙部109的形状而改变以提高光提取效率。
由于开口部107和气隙部109使用空气作为介质，所以它们具有约1的折射率。因此，第一半导体层105、衬底101和第一导电型半导体层110的折射率超过约1。此外，第一半导体层105、衬底101和第一导电型半导体层110的折射率大于开口部107和气隙部109的折射率。因此，行进的光的临界角可以因为不同的介质而改变。气隙部109在半导体发光器件内可具有封闭型结构。
设置在发光器件100内的气隙部109和开口部107可折射或反射行进通过半导体层的光以改变光的临界角。此外，设置在发光器件100内的衬底101的凸部103、气隙部109和开口部107可折射或反射行进通过半导体层或衬底101的光以改变光的临界角。
在此处，由于GaN具有约2.5的折射率而空气具有约1的折射率，所以当提取光的临界角在GaN和空气之间的界面处大于约23.58°时，可以提取光。此外，由于蓝宝石衬底具有约1.8的折射率，所以当蓝宝石衬底和GaN的介质之间的角度大于约46°时，可以提取光。因此，在一个实施方案中，可以提供在GaN和蓝宝石衬底之间具有空气的光提取结构。
根据第一实施方案，具有与光提取角度对应的形状的气隙部109可设置在衬底101和第一半导体层105之间的界面上以提高外部量子效率。
第一导电型半导体层110设置在第一半导体层105和开口部107上。第一导电型半导体层110可由第III-V族元素的化合物半导体形成。例如，第一导电型半导体层110可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的一种形成。第一导电型掺杂剂被掺杂到第一导电型半导体层110中。第一导电型掺杂剂可以为N型掺杂剂，和包括Si、Ge、Sn、Se或Te。
开口部107可以保持在结构中，即使第一导电型半导体层110设置在第一半导体层上也是如此。
未掺杂的半导体层(未显示)可设置在第一半导体层105和第一导电型半导体层110之间。未掺杂的半导体层可由未掺杂的GaN基材料形成。
有源层120设置在第一导电型半导体层110上。有源层120可具有单量子阱结构或多量子阱(MQW)结构。有源层120可具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)的组成式。有源层120包括具有InGaN/GaN结构、InGaN/InGaN结构、GaN/AlGaN结构、GaN/GaN结构、GaAs/AlGaAs结构、GaAs/InGaAs结构、GaP/AlGaP结构和GaP/InGaP结构中的一个或更多个结构的阱/势垒层。阱层的带隙可小于势垒层的带隙。
第一导电型覆层(未显示)可设置在第一导电型半导体层110和有源层120之间。第一导电型覆层可由N型AlGaN基材料或具有与有源层不同的带隙的材料形成。
第二导电型半导体层130设置在有源层120上。第二导电型半导体层130可由第III-V族元素的化合物半导体形成。例如，第二导电型半导体层130可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、和AlInN中的一种形成。第二导电型半导体层130可利用掺杂有第二导电型掺杂剂的P型半导体层实现。第二导电型掺杂剂可以为P型掺杂剂，和包括Mg、Zn、Ca、Sr、和Br中的至少一种。第二导电型覆层可设置在第二导电型半导体层130和有源层120之间。第二导电型覆层可由AlGaN基材料或具有与有源层120不同的带隙的材料形成。
在各半导体层110、120和130之上/下还可设置其他半导体层，但是不限于此。
透明电极层(未显示)或反射电极层可设置在第二导电型半导体层130上。透明电极层可由包含透明氧化物或金属的材料中的一种形成。例如，透明电极层可由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铝锌(AZO)和氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni、Ag、ZnO、NiO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种形成，但是不限于此。透明电极层可具有单层结构或多层结构。反射电极层可由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其组合形成。
图3至7示出图1的半导体发光器件的制造工艺的图。
参照图3和4，衬底101负载于生长设备上。第II至VI族元素的化合物半导体在衬底101上生长。生长设备可以是PVD(物理气相沉积)设备、CVD(化学气相沉积)设备、PLD(等离子体激光沉积)设备、双型热蒸发器、溅射设备和MOCVD(金属有机化学气相沉积)设备中的一种，但是不限于此。
凹部和凸部102和103形成于衬底101上。凹部和凸部102和103可具有矩阵或条状形状。凸部103可具有从衬底101的顶表面向上突出的形状。凸部103可具有约1μm至约2μm的直径和约1μm至约2μm的高度，但是不限于此。在此，凸部103可具有突出形状例如凸透镜状、圆柱状、柱状和金字塔状、圆锥或锥状。
第一半导体层105形成于衬底101上。第一半导体层105可由第III-V族元素的化合物半导体形成。第一半导体层105可包括未掺杂的半导体层或导电半导体层。例如，第一半导体层105可由化合物半导体如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的一种形成。第一半导体层105可具有约0.01μm至约20μm的厚度T1。
开口部107可限定在第一半导体层105中。掩模层106可利用光刻法图案化以在第一半导体层105中形成开口部107。例如，掩模层106可在适当位置具有预定图案。此外，掩模层106可由例如SiO2的材料形成。
第一半导体层105通过其中掩模层被图案化的开口区域干蚀刻(例如，ICP)和/或湿蚀刻而成。开口部107形成于第一半导体层105内，并且衬底101通过开口部107暴露。
在此处，开口部107可具有约0.01μm至约10μm的直径D1。开口部107的直径D1可限定在预定的范围内，以在开口部107上生长其它半导体层时保持开口部107的一部分或整个开口部107。
图5示出图4的开口部的平面视图。第一半导体层105的开口部107在衬底101上可具有例如网形状。此外，开口部107可具有条状形状或矩阵形状，但是不限于此。在此，第一半导体层105的开口部107可具有圆形、多边形或非典型形状，但是不限于此。
在一个芯片内可提供多个第一半导体层的开口部107，但是不限于此。
参照图6，当开口部107限定在第一半导体层105内时，通过开口部107进行湿蚀刻工艺。执行湿蚀刻工艺以在开口部107周围限定气隙部109。气隙部109连接至开口部107并从开口部107向外延伸预定长度D2和D3。在此处，用于湿蚀刻工艺的物质可以是KOH或AZ300，但是不限于此。
开口部107可设置在气隙部109中央或侧面。衬底101的一个或更多个凸部103可设置在开口部107的区域中。
第一半导体层105的底部或衬底101的顶表面可通过气隙部109具有不平坦的凹凸形状。注射到开口部107中的湿蚀刻剂渗透到第一半导体层105和衬底101之间的界面中。此时，大部分湿蚀刻剂沿第一半导体层105和衬底101之间的界面移动并同时蚀刻第一半导体层105的下部。气隙部109具有沿第一半导体层105和衬底101之间的界面的不规则间隙。
在此，气隙部109的部分109A在气隙部109和第一半导体层105的下部之间的边界处可具有尖锐形状(例如，锥形状)。这种尖锐形状可提供光提取角。例如，气隙部109的部分109A可具有可改变光临界角的结构。
开口部107可以在芯片的内部、中央区域和边缘区域处选择性地形成。当开口部107在芯片的中央区域处形成时，气隙部109可朝芯片的边缘区域延伸。当开口部107在芯片的边缘区域形成时，气隙部109可以在芯片的边缘区域周围形成。
随后，移除图4中示出的掩模层。
参照图7，第一导电型半导体层110形成于第一半导体层105上。第一导电型半导体层110的一部分可用作第一电极接触层。第一导电型半导体层110可由第III-V族元素的化合物半导体形成。例如，第一导电型半导体层110可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的一种形成。第一导电型掺杂剂被掺杂到第一导电型半导体层110中。第一导电型掺杂剂可以是N型掺杂剂和包括Si、Ge、Sn、Se或Te。
未掺杂的半导体层(未显示)可设置在第一半导体层105和第一导电型半导体层110之间。未掺杂的半导体层可由未掺杂的GaN基材料形成。在下文，将作为例子描述其中第一导电型半导体层110形成于第一半导体层105上的结构。
第一半导体层105的开口部107可以在开口区中，即使形成第一导电型半导体层110也是如此。开口部107的构型可以根据其尺寸或第一导电型半导体层110的生长条件(例如，压力、气体等)变化。此外，开口部107的一部分可以填充有第一导电型半导体层110。
有源层120形成于第一导电型半导体层110上。有源层120可具有单量子阱结构或多量子阱(MQW)结构。有源层120可具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)的组成式。有源层120包括具有InGaN/GaN结构、InGaN/InGaN结构、GaN/AlGaN结构、GaN/GaN结构、GaAs/AlGaAs结构、GaAs/InGaAs结构、GaP/AlGaP结构和GaP/InGaP结构中的一个或更多个结构的阱/势垒层。阱层的带隙可小于势垒层的带隙。第一导电型覆层(未显示)可设置在第一导电型半导体层110和有源层120之间。第一导电型覆层可由N型AlGaN基材料或具有与有源层120不同的带隙的材料形成。
第二导电型半导体层130形成于有源层120上。第二导电型半导体层130可由第III-V族元素的化合物半导体形成。例如，第二导电型半导体层130可由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的一种形成。第二导电型半导体层130可利用掺杂有第二导电型掺杂剂的P型半导体层实现。第二导电型掺杂剂可以为P型掺杂剂和包括Mg、Zn、Ca、Sr和Br中的至少一种。第二导电型覆层可设置在第二导电型半导体层130和有源层120之间。第二导电型覆层可由AlGaN基材料或具有与有源层120不同的带隙的材料形成。
在各半导体层110、120和130之上/下还可设置其他半导体层，但是不限于此。
第一导电型半导体层110、有源层120和第二导电型半导体层130可限定为发光结构。
透明电极层(未显示)或反射电极层可形成于第二导电型半导体层130上。
在半导体发光器件100中，第一导电型半导体层110可利用P型半导体层实现，第二导电型半导体层130可利用N型半导体层实现。具有与第二导电型半导体层的极性相反的极性的半导体层可形成于第二导电型半导体层130上。因此，半导体发光器件100可具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和P-N-P结结构中的一种。
图8是根据第二实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。在第二实施方案的说明中，与第一实施方案相同的部件将参照第一实施方案进行描述。
参照图8，在半导体发光器件100A中，衬底101A具有平坦的顶表面。由于在衬底101A上未提供凹凸部，所以可以改变湿蚀刻的程度。
由于衬底101A具有平坦的顶表面，所以暴露衬底101A的一部分的开口部107A限定在第一半导体层105中。气隙部109B连接至开口部107A。
气隙部109B可通过经开口部107B引入的湿蚀刻剂沿第一半导体层105和衬底101A之间的界面处设置。气隙部109B可通过在第一半导体层105上执行湿蚀刻工艺而在第一半导体层105和衬底101A之间具有不平坦结构。
当与第一实施方案相比时，气隙部109B可与第一实施方案的气隙部在蚀刻第一半导体层105时的程度和构型方面不同，但是不限于此。
图9是根据第三实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。在第三实施方案的说明中，与第一实施方案相同的部件将参照第一实施方案进行描述。
参照图9，在半导体发光器件100B中，凹部和凸部102A和103A设置在衬底101B上。凹部和凸部102A和103A可具有多个条状形状。
开口部107C限定在第一半导体层105的预定位置中。开口部107C暴露衬底101B的顶表面。执行湿蚀刻工艺以在衬底101B和第一半导体层105之间的界面上限定气隙部109C。气隙部109C根据具有条状形状的凹部和凸部102A和103A而具有凹凸形状。
凹部和凸部102A和103A、开口部107C和气隙部109C可折射或反射行进到衬底101B的光。被反射或折射的光的临界角可以改变或提取到芯片外部。此外，可以通过衬底101B的凹部和凸部102A和103A改变光的行进角以将光发射至外部装置。
图10是根据第四实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。在第四实施方案的说明中，与第一实施方案相同的部件将参照第一实施方案进行描述。
参照图10，半导体发光器件100C包括第二导电型半导体层130上的电极层150、电连接至第一导电型半导体层110的第一电极151和电连接至第二导电型半导体层130的第二电极153。
可以执行台面蚀刻工艺以在第一导电型半导体层110侧面上形成第一电极151。电极层150设置在第二导电型半导体层130上，且电极层150包括透明电极层或反射电极层。
透明电极层可由包含透明氧化物的材料或金属中的一种形成。例如，透明电极层可由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铝锌(AZO)和氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni、Ag、ZnO、NiO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一种形成。透明电极层可具有单层结构或多层结构。反射电极层可由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf及其组合形成。
第二电极153设置在电极层150上。第二电极层153的一部分可通过电极层150的开放区域接触第二导电型半导体层130。因此，第二电极153可间接或直接接触电极层150和第二导电型半导体层130。
第二电极153包括电极垫。在电极垫上可设置具有臂结构的分支图案，但是不限于此。
第一半导体层105的开口部107设置在芯片内。气隙部107连接至开口部107并在芯片内沿边缘方向延伸。
图11是根据第五实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。在第五实施方案的说明中，与上述实施方案相同的部件将参照上述实施方案进行描述。
参照图11，半导体发光器件100D包括芯片边缘区域中的开口部107D。第一半导体层105设置在衬底101上。开口部107D限定在芯片之间的边界区域中。芯片沿芯片之间的边界各自分开。开口部107D设置在芯片的边界部分中，即芯片边缘区域中。气隙部109D从芯片边缘向芯片内侧延伸。气隙部109D在半导体发光器件内可具有开放型结构。在该实施方案中，开口部107D可沿芯片边缘设置，一个或更多个开口部107可设置在芯片内，或者在芯片内不提供开口部107D。
在另一实施方案中，具有凹凸形状的蚀刻掩模图案(例如，SiO2)设置在衬底上。然后，在衬底上设置第一半导体层以通过开口部执行湿蚀刻工艺。此时，开口部具有有凹凸形状的间隙，并且通过开口部蚀刻所述第一半导体层和衬底之间的界面以及所述蚀刻掩模图案。
图12是根据第六实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。在第六实施方案的说明中，与上述实施方案相同的部件将参照上述实施方案进行描述。
参照图12，半导体发光器件100E包括在第二导电型半导体层130上的第三导电型半导体层140和电极层150。第一电极151电连接至第一导电型半导体层110。在此处，第一电极可设置在第一导电型半导体层110上，并由此相互电连接。此外，第一电极可通过通孔结构电连接至第一导电型半导体层110。
第三导电型半导体层140具有与第二导电型半导体层130的极性相反的极性。第三导电型半导体层可由第III-V族元素的化合物半导体形成，但是不限于此。
绝缘层可设置在半导体层105和140周围以改善静电放电(ESD)，但是不限于此。
图13是根据第七实施方案的半导体发光器件的侧视截面图。
参照图13，发光封装200包括主体部201、设置在主体部201上的第一和第二引线电极211和213、根据该实施方案的电连接至设置在主体部201上的第一和第二引线电极211和213的发光器件100C、和围绕发光器件100C的模制件220。
主体部201可由硅材料、合成树脂或金属材料形成。发光器件100C周围可设置倾斜表面。具有开放上侧的腔203可限定在主体部201中，但是不限于此。
第一和第二引线电极211和213彼此电隔离以向发光器件100C供电。第一和第二引线电极211和213可反射由发光器件100C产生的光以提高光学效率。此外，第一和第二引线电极211和213可将发光器件100C中产生的热散发到外部。
发光器件100C可设置在主体部201或第一和第二引线电极211和213上。
发光器件100C可通过导线102电连接至第一和第二引线电极211和213。图10至12的发光器件(除发光器件100C以外)可以选择性地应用于该实施方案。发光器件可通过导线、芯片接合或倒装芯片法安装，但是不限于此。
模制件可围绕发光器件100C以保护发光器件100C。此外，模制件220包含磷光体以改变从发光器件100C发射的光的波长。
根据所述实施方案的半导体发光器件可封装到由树脂材料或硅形成的半导体衬底、绝缘衬底或陶瓷衬底上。此外，半导体发光器件可用作指示设备、发光设备和显示设备的光源。各实施方案不限于每一个实施方案，而是可以选择性应用于上述其他实施方案。
根据一个实施方案的发光器件封装可应用照明系统。照明系统可包括图14中示出的照明单元、图15中示出的背光单元、交通灯、车头灯和标识。
图14是根据一个实施方案的照明单元的立体图。
参照图14，照明单元1100可包括壳体1110、设置在壳体1110中的发光模块1130和设置在壳体1110中以接收来自外部电源的电力的连接端子1120。
壳体1110可由具有改善的热耗散特性的材料形成。例如，壳体1110可由金属材料或树脂材料形成。
发光模块1130可包括衬底1132和安装在衬底1132上的至少一个发光器件封装1210。
可以在绝缘材料上印刷电路图案以形成衬底1132。例如，衬底1132可包括印刷电路板(PCB)、金属芯PCB、柔性PCB或陶瓷PCB。
此外，衬底1132可由可有效反射光的材料形成。衬底1132的表面可涂有彩色材料，例如，有效反射光的白色或银色材料。
至少一个发光器件封装1210可以安装在衬底1132上。发光器件封装1210可包括至少一个发光二极管(LED)100。LED 100可包括发射红色、绿色、蓝色或白色光的彩色LED和发射紫外(UV)光的UV LED。
发光模块1130可包括多个发光器件封装1210以获得各种颜色和亮度。例如，白色LED、红色LED和绿色LED可相互组合设置以确保高的显色指数(CRI)。
连接端子1120可电连接至发光模块1130以供电。虽然连接端子1120以套接方式螺旋插入外部电源中，但是本公开不限于此。例如，连接端子1120可具有销的形状。因此，连接端子1120可插入外部电源中或利用互连装置连接至外部电源。
图15是根据一个实施方案的背光单元的透视图。
根据一个实施方案的背光单元1200可包括导光板1210、发光模块1240、反射构件1220和底盖1230，但是不限于此。发光模块1240可接触导光板1210的至少一个表面为导光板1210提供光，但是不限于此。反射构件1220可设置在导光板1210之下。底盖1230可容纳导光板1210、发光模块1240和反射构件1220。
导光板1210可扩散光以产生平面光。导光板1210可由透明材料形成。例如，导光板1210可由丙烯酸树脂类材料例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、环烯烃共聚物(COC)树脂和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂中的一种形成。
发光模块1240可向导光板1210的至少一个表面提供光。因此，发光模块1240可用作包括背光单元的显示设备的光源。
发光模块1240可接触导光板1210，但是不限于此。
具体而言，发光模块1240可包括衬底1242和安装在衬底1242上的多个发光器件封装200。衬底1242可接触导光板1210，但是不限于此。
衬底1242可以是包括电路图案的PCB(未显示)。然而，衬底1242可包括金属芯PCB或柔性PCB以及PCB，但是不限于此。
多个发光器件封装200可以安装在衬底1242上。此外，每个发光器件封装200的发光表面可以与导光板1210间隔预定的距离。
反射构件1220可设置在导光板1210之下。反射构件1220反射入射到导光板1210底表面上的光以在向上的方向上行进，由此提高背光单元的亮度。例如，反射构件1220可由PET、PC和PVC中的一种形成，但是不限于此。
底盖1230可容纳导光板1210、发光模块1240和反射构件1220。为此，底盖1230可具有上侧开放的盒形状，但是不限于此。
底盖1230可由金属材料或树脂材料形成。此外，底盖1230可利用压制成形工艺或挤塑工艺制成。
该说明书中提及的“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性实施方案”等是指关于实施方案所描述的具体特征、结构或特征包含在本发明的至少一个实施方案中。说明书中各处使用的这类短语不一定都是指相同的实施方案。此外，当关于任意实施方案描述具体特征、结构或特征时，关于实施方案的其它特征、结构或特性来实现该特征、结构或特性也在本领域技术人员的范围内。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施方案描述本发明，但是应理解，本领域的技术人员可以设计多种其它修改方案和实施方案，它们也在本公开内容的原理的精神和范围内。更具体地，可以对本公开内容、附图和所附权利要求中的主题组合布置的组成部件和/或布置进行各种变化和修改。除了对组成部件和/或布置进行变化和修改之外，可替代使用对本领域的技术人员而言也是明显的。

Claims (20)

1.一种半导体发光器件，包括：
衬底；
所述衬底上的第一半导体层；
在所述第一半导体层内的开口部；
设置在所述衬底上的至少一部分中和所述第一半导体层内的气隙部；和
在所述第一半导体层上的多个化合物半导体层，其包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，
其中所述气隙部具有沿所述第一半导体层和所述衬底之间的界面的不规则间隙，并且
其中所述多个化合物半导体层具有设置在所述开口部上的第一部分和设置在所述第一半导体层上的第二部分。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层由第III-V族化合物半导体形成。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层包括未掺杂的半导体层或导电型半导体层。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述气隙部以不规则间隔设置在所述衬底和所述第一半导体层之间。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述开口部连接至所述气隙部。
6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述开口部具有0.01μm至10μm的直径。
7.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述气隙部具有比所述开口部的长度更大的长度。
8.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述气隙部包括封闭型气隙部或开放型气隙部。
9.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述开口部和所述气隙部中的至少其一设置在所述衬底的边缘处。
10.根据权利要求1所述的半导体发光器件，包括在所述第二导电型半导体层上的第三导电型半导体层，其中所述第三导电型半导体层具有与所述第二导电型半导体层的极性相反的极性。
11.一种半导体发光器件，包括：
具有顶表面的衬底，所述顶表面具有凹凸结构；
在所述衬底上的第一半导体层；
在所述衬底和所述第一半导体层之间的气隙部；
在所述第一半导体层内的开口部；和
在所述第一半导体层上的多个化合物半导体层，所述多个化合物半导体层设置在所述开口部上并且包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，
其中所述气隙部沿所述第一半导体层和所述衬底之间的界面延伸预定长度。
12.根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述凹凸结构具有矩阵形状或条状形状中的一种。
13.根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述气隙部以不规则间隔设置在所述衬底和所述第一半导体层之间。
14.根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述第一半导体层包括未掺杂的半导体层或导电型半导体层。
15.根据权利要求11所述的半导体发光器件，包括在所述第一半导体层内的多个开口部，
其中所述多个开口部连接至所述气隙部。
16.根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中设置在所述气隙部处的所述衬底的凸结构形成为不规则形状或随机形状。
17.根据权利要求16所述的半导体发光器件，包括电连接至所述第一导电型半导体层的第一电极和电连接至所述第二导电型半导体层的第二电极。
18.一种半导体发光器件，包括：
衬底；
在所述衬底上的凹凸部；
在所述衬底上的第一半导体层；
在所述衬底和所述第一半导体层之间的气隙部；
在所述第一半导体层内的开口部；
在所述第一半导体层上和在所述开口部上的第一导电型半导体层；
在所述第一导电型半导体层上的有源层；
在所述有源层上的第二导电型半导体层；
电连接至所述第一导电型半导体层的第一电极；和
电连接至所述第二导电型半导体层的第二电极，
其中所述气隙部沿所述第一半导体层和所述衬底之间的界面延伸预定长度，并且
其中所述气隙部具有沿所述第一半导体层和所述衬底之间的界面的不规则间隙。
19.根据权利要求18所述的半导体发光器件，其中所述开口部将所述第一导电型半导体层连接至所述衬底。
20.根据权利要求18所述的半导体发光器件，其中所述第一电极设置在所述第一导电型半导体层上，所述第二电极设置在所述第二导电型半导体层上。
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