CN102214757B - 发光器件、发光器件封装以及照明系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光器件、发光器件封装以及照明系统。该发光器件包括:发光结构层,该发光结构层包括第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层;第一电极部分,该第一电极部分连接到第一导电类型半导体层;在第二导电类型半导体层上的电流扩展层;在第一电极部分上的绝缘层;以及第二电极部分,该第二电极部分包括在绝缘层上的至少一个桥接部分和接触第二导电类型半导体层和电流扩展层中的至少一个的第一接触部分。

Description

发光器件、发光器件封装以及照明系统
技术领域
本发明涉及发光器件、发光器件封装以及照明系统。
背景技术
由于其物理和化学特性,III-V族氮化物半导体已经被视为用于诸如发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的发光器件的核心材料。III-V族氮化物半导体中的每一个由具有InxAlyGa1-x-yN(其中0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料形成。
LED是一种半导体器件,其被用作光源或者使用化合物半导体的特性以将电转换为红外线或者光,从而在其间接收或发送信号。
这些半导体基LED或者LD被广泛地用在发光器件中,并且被应用为用于诸如蜂窝电话的键区发光单元、电光面板以及照明装置的各种产品的光源。
发明内容
实施例提供具有新电极结构的发光器件。
实施例提供在第二导电类型半导体层上具有电流扩展层和绝缘层的堆叠结构的发光器件。
实施例提供在第二导电类型半导体层上具有电流扩展层、绝缘层以及第二电极的堆叠结构的发光器件。
实施例提供在第二导电类型半导体层上具有电流扩展层、绝缘层以及第一电极的堆叠结构的发光器件。
实施例提供一种发光器件,其中第一和第二电极的图案被布置在第二导电类型半导体层、电流扩展层以及绝缘层的堆叠结构上。
实施例提供具有其中第一和第二电极的图案的一部分相互垂直地重叠的结构的发光器件。
实施例可以改进包括发光器件和照明系统的发光器件封装的可靠性。
在一个实施例中,发光器件包括:发光结构层,该发光结构层包括第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层;第一电极,该第一电极连接到第一导电类型半导体层;在第二导电类型半导体层上的电流扩展层;在第一电极上的绝缘层;以及第二电极,该第二电极包括在绝缘层上的至少一个桥接部分和接触第二导电类型半导体层和电流扩展层中的至少一个的第一接触部分。
在另一实施例中,发光器件包括:发光结构层,该发光结构层包括第一导电类型半导体层、在第一导电类型半导体层上的有源层、以及在有源层上的第二导电类型半导体层;在第一导电类型半导体层上的第一电极;在第二导电类型半导体层上的由透射材料形成的电流扩展层;在第一导电类型半导体层上的绝缘层;以及第二电极,该第二电极包括在绝缘层上的至少一个桥接部分和接触第二导电类型半导体层和电流扩展层中的至少一个的至少一个第一接触部分。
在附图和下面的描述中阐述一个或者多个实施例的细节。根据描述和附图以及权利要求,其它的特征将会是显而易见的。
附图说明
图1是根据第一实施例的发光器件的侧截面图。
图2是根据第二实施例的发光器件的侧截面图。
图3是根据第三实施例的发光器件的侧截面图。
图4是根据第四实施例的发光器件的侧截面图。
图5是根据第五实施例的发光器件的透视图。
图6是示出图5的发光器件的平面图。
图7是沿着图6的线A-A截取的侧截面图。
图8是沿着图6的线B-B截取的侧截面图。
图9至图16是示出根据第六实施例的制造发光器件的工艺的视图。
图17是根据第七实施例的发光器件的平面图。
图18是根据第八实施例的发光器件的平面图。
图19是根据第九实施例的发光器件的平面图。
图20是沿着图19的线C-C截取的侧截面图。
图21是沿着图19的线D-D截取的侧截面图。
图22是根据第十实施例的发光器件的平面图。
图23是沿着图22的线E-E截取的侧截面图。
图24至图28是示出根据第十一实施例的制造发光器件的工艺的视图。
图29是根据实施例的发光器件封装的视图。
图30是示出根据实施例的显示装置的图;
图31是示出根据实施例的另一显示装置的图;以及
图32是示出根据实施例的照明装置的图。
具体实施方式
在实施例的描述中,将会理解的是,当层(或膜)、区域、图案或结构被称为在衬底、层(或膜)、区域、焊盘或图案“上”时,它能够直接地在另一层或者衬底上,或者也可以存在中间层。此外,应当理解的是,当层被称为在另一层“下”时,它能够直接在另一层下,并且也可以存在一个或者多个中间层。此外,将基于附图来进行对关于每层“上”和“下”的参考。
在附图中,为了描述的方便和清楚起见,每层的厚度或者尺寸被夸大、省略或示意性绘制。而且,每个元件的尺寸没有完全反映真实尺寸。
在下文中,将会参考附图描述示例性实施例。
图1是根据第一实施例的发光器件的侧截面图。
参考图1,发光器件100包括:衬底111、第一导电类型半导体层113、有源层115、第二导电类型半导体层117、第一电极部分120和121、绝缘层130、第二电极部分150和152以及电流扩展层140。
衬底111可以选择性地使用透射衬底、绝缘衬底以及导电衬底。衬底111可以由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP以及Ge中的至少一个形成。诸如不平坦图案的光提取结构可以被布置在衬底111上或/和下面。不平坦图案可以具有条状、透镜形状、柱形以及突起形状。
包括II至VI族元素的化合物半导体的第一半导体层可以被布置在衬底111上。第一半导体层可以具有层、图案或者光提取结构。第一半导体层可以包括缓冲层和未掺杂的半导体层中的至少一个。缓冲层可以减少GaN材料和衬底材料之间的晶格错配。缓冲层可以由从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的至少一个形成。未掺杂的半导体层可以被布置在衬底111或者缓冲层上。例如,未掺杂的半导体层可以是其中没有有意地掺杂导电类型掺杂物的未掺杂氮化物基半导体层。未掺杂的半导体层可以是具有显著地低于第一导电类型半导体层的导电性的导电性的半导体层。例如,未掺杂的半导体层可以是未掺杂的GaN层并且具有第一导电特性。
缓冲层可以具有其中交替地堆叠彼此不同的半导体层的超晶格结构。缓冲层可以具有至少两个周期的InGaN/GaN。缓冲层可以减少从衬底111转移的晶格错配。
发光结构层112可以被布置在衬底111或者第一半导体层上。发光结构层112可以包括由III-V族化合物半导体形成的至少三层。该至少三层中的至少两层可以被掺杂有彼此不同的导电类型掺杂物。
发光结构层112可以包括第一导电类型半导体层113、有源层115以及第二导电类型半导体层117。另一半导体层可以进一步布置在层中的每一个上或者下面,但是不限于此。
第一导电类型半导体层113可以被布置在衬底111或者第一半导体层上。第一导电类型半导体层113可以具有单或者多层结构。第一导电类型半导体层被掺杂到第一导电类型半导体层113中。
第一导电类型半导体层113可以由III-V族化合物半导体形成,例如,由从由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP以及AlGaInP组成的组中选择的至少一个形成。第一导电类型半导体层113可以由具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料形成。第一导电类型半导体层113可以是N型半导体层。N型半导体层可以被掺杂有第一导电类型掺杂物,例如,诸如Si、Ge、Sn、Se或者Te的N型掺杂物。
第一导电类型半导体层113可以具有其中堆叠彼此不同的半导体层的超晶格结构。超晶格结构可以包括GaN/InGaN结构或者GaN/AlGaN结构。超晶格结构可以包括其中交替地堆叠彼此不同的具有数或者更大厚度的至少两对或者更多对两层的结构。替代地,超晶格结构可以包括具有彼此不同的带隙的至少两层。
第一导电类型半导体层113的至少第一顶表面S1可以与第一导电类型半导体层113的第二顶表面S2形成为台阶。而且,第一顶表面S1可以是被布置为更加邻近衬底111的表面。第一顶表面S1和第二顶表面S2可以是相同的半导体层的表面或者彼此不同的半导体层的表面,但是不限于此。例如,第一导电类型半导体层113的第二顶表面S2可以是接触有源层115的下表面的表面,并且第一导电类型半导体层113的至少顶表面S1可以是被布置在其中有源层115被移除的区域中的表面。
第一导电类型半导体层113的至少顶表面S1可以形成为电极接触表面并且与有源层115的侧表面隔开。
有源层115可以被布置在第一导电类型半导体层113上。有源层115可以具有单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构以及量子线结构中的一个。可以使用III-V族化合物半导体材料以阱层/势垒层的周期形成有源层115。例如,有源层115可以具有InGaN/GaN结构、InGaN/AlGaN结构以及InGaN/InGaN结构中的至少一个。势垒层可以由具有大于阱层的带隙的带隙的材料形成,但是不限于此。
有源层115可以由具有根据发射的光的波长的带隙能的材料形成。例如,当发射具有大约460nm至大约470nm的波长的蓝光时,有源层115可以具有InGaN阱层/GaN势垒层的堆叠结构。有源层115可以由从发射具有诸如蓝波长、红波长以及绿波长的可见光波长的光的材料中选择的一个形成,但是不限于此。
第一导电类型包覆层可以被布置在第一导电类型半导体层113和有源层115之间。第一导电类型包覆层可以包括N型半导体层。第一导电类型包覆层可以由GaN基半导体形成。第一导电类型包覆层可以具有大于有源层115内的势垒层的带隙的带隙并且限制载流子。
第二导电类型包覆层可以被布置在有源层115和第二导电类型半导体层117之间。第二导电类型包覆层可以由GaN基半导体形成。第二导电类型包覆层可以具有大于有源层115内的势垒层的带隙的带隙并且限制载流子。
被布置为更加邻近衬底111的第一导电类型半导体层113可以具有大于第二导电类型半导体层117的厚度的厚度。
第二导电类型半导体层117可以被布置在有源层115上。第二导电类型半导体层可以由III-V族化合物半导体形成并且被掺杂有第二导电类型掺杂物。当第二导电类型半导体层117可以是P型半导体层时,第二导电类型半导体层117可以由诸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN的化合物半导体形成。第二导电类型掺杂物可以包括诸如Mg、Zn、Ca、Sr以及Ba的P型掺杂物。
第二导电类型半导体层117可以由具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料形成。第二导电类型半导体层117可以具有单层或者多层结构。当第二导电类型半导体层117具有多层结构时,第二导电类型半导体层117可以具有诸如AlGaN/GaN结构的超晶格结构或者具有彼此不同的掺杂浓度的层的堆叠结构。
第二导电类型半导体层117的顶表面的一部分可以被用作电极接触表面。
第三导电类型半导体层可以被布置在第二导电类型半导体层117上。第三导电类型半导体层可以包括具有与第二导电类型半导体层的极性相反的极性的第一导电类型半导体层。例如,第三导电类型半导体层可以由诸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN的化合物半导体中的一个形成。例如,第一导电类型半导体层113和第三导电类型半导体层可以分别包括N型半导体层。
发光结构层112可以包括第一导电类型半导体层113、有源层115以及第二导电类型半导体层117。发光结构层112可以进一步包括第三导电类型半导体层。而且,第一导电类型半导体层113可以包括P型半导体层,并且第二导电类型半导体层117可以包括N型半导体层。发光结构层112可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构以及P-N-P结结构中的一个。在下文中,将会描述其中第二导电类型半导体层117是发光结构层112的最上层的结构作为示例。即,第二电极接触层可以是被布置在第二电极部分下面的第二导电类型半导体层或者第三导电类型半导体层。在下文中,为了便于描述,将描述其中第二电极接触层是第二导电类型半导体层的结构作为示例。
第一电极120电连接到第一导电类型半导体层113并且包括第一焊盘121。
第一电极120可以被布置在第一导电类型半导体层113的顶表面S1上。第一电极120可以是以至少一个分支形状或者线形状分支的电极图案。第一电极120可以是接触第一导电类型半导体层113的顶表面的接触部分。而且,第一电极120可以具有诸如桥接结构、臂结构或者指结构的分支结构。
第一凹槽部分171可以限定在第一导电类型半导体层113的至少一侧中,并且第一电极120和绝缘层130可以被布置在第一凹槽部分171中。
第一电极120被布置在第一导电类型半导体层113的第一顶表面S1上。绝缘层130被布置在第一电极120周围。第一焊盘121可以被布置在绝缘层130的开口区域中。第一焊盘121可以是第一电极120的一部分或者与第一电极120分离的部分。
可以在第一电极上布置一个或多个第一焊盘121。第一焊盘121可以被布置在第一电极120的中心或者边缘部分上以将电力平滑地提供到第一电极120。
第一电极120或/和第一焊盘121可以包括使用Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag、Rh、Au、Ir、Pt、W以及Au中的至少一个或者多个混合材料的至少一层,但是不限于此。
第一电极120可以具有例如直线图案、曲线图案、直线-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、条纹图案、格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网图案、条图案、交叉图案、放射状图案、圆形图案以及其混合图案的各种图案形状中的至少一个,但是不限于此。具有这样的图案的第一电极120可以将电力平滑地提供到第一导电类型半导体层113以防止电流被集中在一点。
第一焊盘121可以由与第一电极120相同的材料或者适合于结合的金属材料形成。
绝缘层130可以防止第一电极120接触其它的半导体层,例如,有源层115和第二导电类型半导体层117。绝缘层130可以由绝缘材料形成,例如,由从诸如SiO2、Si3N4、Al2O3以及TiO2的材料中选择的一个形成,但是不限于此。
绝缘层130的第一区域被布置在第二电极152和第一导电类型半导体层113之间,并且绝缘层130的第二区域被布置在第二电极152和第一电极120之间。因此,第二电极152可以与第一导电类型半导体层113和第一电极120隔开。
电流扩展层140可以由透射材料或者反射材料形成。电流扩展层140被布置在第二导电类型半导体层117上。第二电极部分150和152可以被布置在电流扩展层140上并且将具有第二极性的电力提供到电流扩展层140或/和第二导电类型半导体层117。
第二电极150可以包括被布置在第二电极152下面的第二接触部分150。第二接触部分150可以接触第二导电类型半导体层117的顶表面。例如,第二接触部分150可以通过电流扩展层140的开口142延伸到第二导电类型半导体层117的顶表面。
第二接触部分150可以被布置在电流扩展层140和第二电极152之间。
第二电极152可以被布置在第二接触部分150、电流扩展层140以及绝缘层152上。而且,第二电极152的一部分可以接触第二导电类型半导体层117的顶表面。
第二电极152的至少部分可以用作焊盘。可以经由第二接触部分150通过电流扩展层140扩散从焊盘提供的电力并且将其提供到第二导电类型半导体层117。
第二电极152的第一部分可以被布置在电流扩展层140上,并且第二电极152的第二部分可以在绝缘层130上延伸。
电流扩展层140的第一区域可以被布置在发光结构层112和第二接触部分150之间。而且,电流扩展层140的第二区域可以被布置在发光结构层112和第二电极152之间。电流扩展层140可以在绝缘层130上延伸。
电流扩展层140可以具有小于第二导电类型半导体层117的宽度的宽度。第二导电类型半导体层117的边缘部分的顶表面可以从电流扩展层140断开(open)。
第二电极部分150和152可以是由从由Ag、Ag合金、Ni、Al、Al合金、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf组成的组中选择的至少一个或者其组合形成的至少一层,但是不限于此。第二电极部分150和152的一部分可以包括焊盘,但是不限于此。
电流扩展层140可以包括透射导电层,其包括氧化物基材料或者氮化物基材料。例如,电流扩展层140可以由从由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx以及SnO2组成的组中选择的至少一个。或者,电流扩展层140可以包括透射氧化物层或者透射氮化物层,但是不限于此。而且,可以以薄膜形状堆叠通过其能够透射光的金属(例如,Au或者Al)以形成电流扩展层140。
欧姆层可以被布置在电流扩展层140和第二导电类型半导体层117或者第三导电类型半导体层之间,但是不限于此。
在图1的结构中,电流扩展层140和绝缘层130可以相互隔开使得它们被布置在彼此不同的区域中。即,因为电流扩展层140和绝缘层130可以由彼此不同的电介质形成并且被布置在彼此不同的区域中,所以可以防止通过全内反射或者菲涅耳反射损耗光。另外,可以容易地控制彼此不同的绝缘层130和电流扩展层140的折射率和厚度。
第二电极部分150和152的第二电极152可以具有从由例如直线图案、曲线图案、直线-曲线图案、从一个图案分支的分支图案、多边形图案、条纹图案、格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网图案、条图案、交叉图案、放射状图案、圆形图案、以及其混合图案的各种图案形状组成的组中选择的至少一个,但是不限于此。具有这样的图案的第二电极152可以通过电流扩展层140将电力平滑地提供到第二导电类型半导体层117以防止电流被集中在一点。
第二电极部分150和152的第二电极152的一部分可以重叠被布置在绝缘层120下面的第一电极120的一部分,即,第二电极152的一部分和第一电极120的一部分可以相互垂直地重叠。因此,可以减小阻挡从有源层115发射的光的区域以提高外量子效率。
图2是根据第二实施例的发光器件的侧截面图。在第二实施例的描述中,将会参考第一实施例描述与第一实施例相同的部分,并且它们重复的描述将会被省略。
参考图2,发光器件101具有其中第一电极120被布置在与中心区域隔开的两个边缘区域中的每一个中的结构。例如,第一电极120被布置在第一凹槽部分171内,并且接触第一导电类型半导体层113的第一顶表面S1。绝缘层130可以被布置在第一凹槽部分171周围。
电流扩展层140被布置在第二导电类型半导体层117上,并且与绝缘层130隔开。
第二电极部分的第二电极152可以被选择性地布置在绝缘层130、第二导电类型半导体层117以及电流扩展层140上。
第二电极部分的第二电极152的第二部分可以垂直地重叠第一电极120的部分(例如,分支图案)。在这样的情况下,因为第二电极152的第二部分被布置在除了有源层115的区域上,所以可以提高光提取效率。第二电极部分的第二电极152的第一区域A1可以重叠地布置在电流扩展层140上。
图3是根据第三实施例的发光器件的侧截面图。在第三实施例的描述中,将会参考第一实施例描述与第一实施例相同的部分,并且它们重复的描述将会被省略。
参考图3,发光器件102具有其中绝缘层130被堆叠在电流扩展层140上的结构。
绝缘层130被布置在被布置在第一凹槽部分171中的第一电极120周围。绝缘层130的部分132可以在电流扩展层140的顶表面上延伸。电流扩展层140可以被布置在绝缘层130和第二导电类型半导体层117之间。绝缘层130可以被重叠地布置在电流扩展层140的第二区域A2上。
在这里,当电流扩展层140由ITO形成并且绝缘层130由SiO2形成时,ITO具有大约2.0的折射率,SiO2具有大约1.46的折射率,并且GaN具有大约2.4的折射率。因此,从有源层115发射的光的一部分透过第二导电类型半导体层117和ITO。在这样的情况下,由于折射率的差使得可以从ITO介质和SiO2介质之间的界面全反射光。电流扩展层140和绝缘层130的部分132可以具有根据从有源层115发射的光的波长的适当的厚度。
电流扩展层140可以具有粗糙表面。因此,因为绝缘层具有粗糙界面,所以可以改变光的临界角。
图4是根据第四实施例的发光器件的侧截面图。在第四实施例的描述中,将会参考第一实施例描述与第一实施例相同的部分,并且它们重复地描述将会被省略。
参考图4,在发光器件103中,第一电极120被布置在第一导电类型半导体层113上,并且绝缘层130被布置在第一电极120周围。电流扩展层140可以被布置在第二导电类型半导体层117上,并且绝缘层130的部分132可以在电流扩展层140上延伸。
多个第一电极120可以被布置在第一导电类型半导体层113的两侧上。可以通过桥接部分124将多个第一电极120相互连接。桥接部分124的两端可以分别被连接到被布置在绝缘层130内的连接电极125。连接电极125中的每一个可以被连接到第一电极120中的每一个。即,桥接部分124沿着绝缘层130的顶表面延伸以相互电连接多个第一电极120。桥接部分124是扩展部分或连接部分。
被连接到第一电极120的桥接部分124被布置在绝缘层130/电流扩展层140的堆叠结构上。在这样的情况下,由于两个介质的折射率的差使得从电流扩展层140和绝缘层130之间的界面可以全反射从有源层115发射的一部分光。因此,桥接部分124可以防止光被集中在此区域A3中。
图1至图4的第一至第四实施例的特征可以被选择性地应用于每个实施例或者其它实施例,或者被应用于所有的实施例。例如,可以以如图29中所示的方式按照或者以具有与图29中所示的结构相反结构的倒装芯片方式安装发光器件。根据倒装芯片方式,衬底被布置为朝上并且第一和第二焊盘被贴片结合在引线电极上。
图5至图8是根据第五实施例的发光器件的透射图和侧截面图。在第五实施例的描述中,将会参考第一至第四实施例描述与第一至第四实施例相同的部分,并且它们的重复的描述将会被省略。
图5是发光器件的透视图,并且图6是示出图5的发光器件的平面图。图7是沿着图6的线A-A截取的侧截面图,并且图8是沿着图6的线B-B截取的侧截面图。
参考图5和图6,在发光器件200中,电流扩展层240被布置在第二导电类型半导体层117的第一区域上,并且绝缘层230被布置在第二区域上。第二区域可以是除了第一区域或者第一区域的一部分之外的区域。而且,绝缘层230可以在电流扩展层240上延伸并且全反射通过电流扩展层240入射的光的一部分。绝缘层230可以具有大于电流扩展层240的宽度的宽度。
在预定的区域中,绝缘层230具有至少一个开口273。开口273可以暴露电流扩展层240的一部分。
第一电极部分包括在至少一个方向上分支的第一电极222和223和第一焊盘221。绝缘层230被布置在第一电极222和223周围。第一电极222和223可以被布置在发光结构层112的第一凹槽部分271中。
第一电极222和223可以包括第一内电极222和第一侧电极223。第一电极222和223可以被连接到第一焊盘221。第一内电极222和第一侧电极223的至少一部分可以被用作接触部分。接触部分可以直接地接触第一导电类型半导体层。
第一内电极222从第一焊盘221延伸到中心方向。第一侧电极223从第一焊盘221延伸到彼此相反的侧方向。第一焊盘221可以被布置在第一内电极222和第一侧电极223的中心部分上或者彼此相邻的两个边缘之间的边缘区域中。第一焊盘221可以被布置在边缘区域或者其它区域中,但是不限于此。第一侧电极223的两端可以被布置在彼此相对的侧上。而且,第一侧电极223的两端可以以相同的距离或者彼此不同的距离与第一内电极222隔开。
中心方向是朝着器件的中心从至少一个侧表面逐渐地靠近的方向,并且边缘区域是被布置为距离侧表面比距离器件的中心更近的区域。
第二电极252和253包括第二焊盘251。第二焊盘251被布置在与第一焊盘221相对的区域上,并且第二电极252和253包括第二侧电极253和第二内电极252。第二侧电极253和第二内电极252可以被用作桥接部分。桥接部分中的每一个可以被布置在绝缘层230上。
第二焊盘251被布置在第二侧电极253和第二内电极252的中心部分处。而且,第二焊盘251被布置在绝缘层230上。可以提供至少一个第二焊盘251并且将其电连接到第二电极252和253。第二侧电极253可以从第二焊盘251在至少一个方向上、在具有预定的内角的多个方向上、以及在彼此相反的方向的至少一个方向上延伸。
第二侧电极253延伸到绝缘层230的至少一个边缘区域中彼此相对的侧。第二内电极252从第二焊盘251延伸到第一内电极222的顶表面。第一内电极222和第二内电极252的至少一部分可以与其间的绝缘层230相互垂直地重叠。第一电极部分和第二电极部分的图案的至少一些区域可以相互重叠。
在这里,第二电极部分的第二内电极252包括桥接部分254和接触部分255和256。桥接部分254跨过第二内电极252的末端并且在至少一个方向上延伸。接触部分255和256中的每一个跨过桥接部分254的末端中的每一个并且在至少一个方向上延伸。接触部分255和256可以接触从由第二导电类型半导体层117或/和电流扩展层240组成的组中选择的至少一个。
桥接部分254可以在至少两个方向(例如,T形状)上从第二内电极252分支。接触部分255和256中的每一个可以在至少两个方向上从桥接部分254的两端分支。在至少两个方向上分支的结构可以包括在彼此相反的方向上分支的结构或者以锐角或者钝角相互错过的方向上延伸。
接触部分255和256中的每一个可以被布置在第一电极部分的第一侧电极223和第一内电极222之间的区域中。
第二电极部分的第二焊盘251可以接触第二导电类型半导体层117和电流扩展层240中的至少一个。
第二电极部分的第二侧电极253、第二内电极252以及桥接部分254中的至少一个可以被布置在绝缘层230上。第一和第二接触部分255和256可以通过绝缘层230的开口273接触电流扩展层240或/和第二导电类型半导体层117的顶表面。在第二电极部分的部分251至253的结构中,因为电极中的每一个的末端直接接触电流扩展层240,所以可以通过其接触部分平滑地提供电流。
图7是沿着图6的线A-A截取的侧截面图。
参考图6和图7,第二电极部分的内电极252和第一电极部分的内电极222分别被布置在绝缘层230上和下面。另外,第一和第二内电极252和222相互垂直地重叠。此电极结构可以防止发光面积减少以提高光提取效率。
图8是沿着图6的线B-B截取的侧截面图。
参考图6和图8,第二电极部分的第一和第二接触部分255和256可以通过绝缘层230的开口273直接地接触电流扩展层240的顶表面。第二电极部分的第一和第二接触部分255和256可以与第一电极部分的第一内电极222分离。因此,可以在发光结构层112内扩散提供的电流。
图9至图16是示出根据第六实施例的制造发光器件的工艺的视图。
参考图9,衬底111被加载在生长设备上,并且发光结构层112被形成在衬底111上。
衬底111可以由从由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP以及Ge组成的组中选择的至少一个形成。而且,衬底可以在其顶表面和下表面上具有诸如不平坦图案的光提取结构。
生长设备可以包括电子束蒸镀器、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体激光沉积(PLD)、复型热蒸镀器、溅射以及金属有机化学气相沉积(MOCVD),但是不限于此。半导体可以包括II至VI元素的化合物半导体,例如,具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的组成式的化合物半导体。
由II至VI族化合物半导体材料形成的层或者图案可以形成在衬底111和发光结构层112之间。例如,缓冲层(未示出)和/或未掺杂的半导体层(未示出)可以形成在衬底111和发光结构层112之间。缓冲层可以减少GaN材料和衬底材料之间的晶格错配。缓冲层可以由从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的至少一个形成。未掺杂的半导体层可以形成在衬底111或者缓冲层上。未掺杂的半导体层可以包括未掺杂的GaN基层。
发光结构层112包括第一导电类型半导体层113、有源层115以及第二导电类型半导体层117。
第一导电类型半导体层113形成在衬底111上,并且第一导电类型半导体层113掺杂有第一导电类型掺杂物并且包括至少一个层。第一导电类型半导体层113的至少一部分接触第一电极。
例如,第一导电类型半导体层113可以由从由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN组成的组中选择的至少一个形成。第一导电类型半导体层113可以是N型半导体层,并且第一导电类型掺杂物可以包括诸如Si、Ge、Sn、Se或者Te的N型掺杂物。
有源层115形成在第一导电类型半导体层113上。有源层115可以具有单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构以及量子线结构中的一个。可以以阱层/势垒层的周期形成有源层115,例如,其可以由InGaN/GaN结构、InGaN/AlGaN结构、或者InGaN/InGaN结构形成。势垒层可以由具有大于阱层的带隙的材料形成。有源层115可以由具有根据发射的光的波长的带隙能的材料形成。例如,当发射具有大约460nm至大约470nm的波长的蓝光时,可以以InGaN阱层/GaN势垒层的周期形成有源层115并且其具有单或者多量子阱结构。有源层115可以由从发射具有诸如蓝色波长、红色波长以及绿色波长的可见光波长的光的材料中选择的一个形成,但是不限于此。
第一导电类型包覆层(未示出)可以被布置在第一导电类型半导体层113和有源层115之间。当第一导电类型包覆层包括N型半导体层时,第一导电类型包覆层可以包括N型GaN基半导体层,但是不限于此。
第二导电类型半导体层117形成在有源层115上。第二导电类型半导体层117可以包括掺杂有第二导电类型掺杂物的至少一个半导体层。第二导电类型半导体层117的至少一部分可以接触第二电极。例如,第二导电类型半导体层117可以由诸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN的化合物半导体材料形成。第二导电类型半导体层117可以包括P型半导体层。第二导电类型掺杂物可以包括诸如Mg、Zn、Ca、Sr或者Ba的P型掺杂物。
第二导电类型包覆层(未示出)可以形成在第二导电类型半导体层117和有源层115之间。第二导电类型包覆层可以包括GaN基半导体层,但是不限于此。通过N型半导体层可以实现第一导电类型半导体层113并且通过P型半导体层可以实现第二导电类型半导体层117,反之亦然。
第三导电类型半导体层(未示出),其是具有与第二导电类型半导体层117的极性相反的极性的半导体层,可以形成在第二导电类型半导体层117上。第三导电类型半导体层可以包括掺杂有第一导电类型掺杂物的半导体层,例如,可以由诸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN的化合物半导体中的一个形成。例如,当第三导电类型半导体层包括N型半导体层时,第一导电类型掺杂物可以包括诸如Si、Ge、Sn、Se或者Te的N型掺杂物。
发光结构层112可以包括第一导电类型半导体层113、有源层115以及第二导电类型半导体层117。发光结构层112可以进一步包括第三导电类型半导体层。而且,第一导电类型半导体层113可以包括P型半导体层,并且第二导电类型半导体层117可以包括N型半导体层。
参考图10和图11,执行蚀刻工艺以暴露第一导电类型半导体层113的一部分。蚀刻工艺包括干法蚀刻工艺或/和湿法蚀刻工艺。第一导电类型半导体层113的暴露的区域可以形成为第一凹槽部分271。第一凹槽部分271可以具有小于上述第一电极的宽度的宽度。在这里,在形成半导体层113、115以及117之后通过蚀刻工艺可以形成第一凹槽部分271。或者,可以形成具有预定的尺寸的单独的掩模结构,并且然后可以形成其它层结构以形成第一凹槽部分271。
以至少一个分支形状分支的第一分支200形成在第一凹槽部分271中。第一电极220形成在第一导电类型半导体层113上并且与有源层115和第二导电类型半导体层117隔开。在这样的情况下,可以通过掩模图案或者绝缘层保护第二导电类型半导体层117和有源层115的外部,并且然后,可以形成第一电极220。
第一电极220可以包括使用Ti、Al、In、Ta、Pd、Co、Ni、Si、Ge、Ag、Rh、Au、Ir、Pt、W以及Au的至少一个或者多个混合材料形成的至少一个层,但是不限于此。使用溅射、沉积、或者镀设备中的一个可以以单层或者多层形成第一电极220。
第一电极220可以具有例如直线图案、曲线图案、直线-曲线图案、从一个图案分支的分支图案(一叉矛或者多叉矛形状)、多边形图案、条纹图案、格图案、点图案、菱形图案、平行四边形图案、网图案、条图案、交叉图案、放射状图案、圆形图案、以及其混合图案的各种图案形状中的至少一个,但是不限于此。具有这样的图案的第一电极220可以将电力平滑地提供到第一导电类型半导体层113以防止电流集中在一点。
电流扩展层240被形成在第二导电类型半导体层117上。电流扩展层240可以被形成在除了第一凹槽部分271之外的区域中的第二导电类型半导体层117的顶表面上。使用掩模图案可以执行掩模工艺以使用溅射或者沉积设备形成电流扩展层240,但是其不限于此。
电流扩展层240可以具有数百或者更大的厚度,但是不限于此。
电流扩展层240包括透射导电层。例如,电流扩展层240可以由从由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx以及SnO2、透射氧化物层以及透射氮化物层组成的组中选择的至少一个形成,但是不限于此。或者,使用金属(例如,Au或者Al)可以以薄膜形成电流扩展层240以透射光。
参考图12,第二电极部分的接触部分250形成在电流扩展层240上。接触部分250可以接触电流扩展层240或/和第二导电类型半导体层117。接触部分250可以通过电流扩展层240的开口接触第二导电类型半导体层117。
参考图13和图14,形成绝缘层230。绝缘层230可以形成在第二电极部分、电流扩展层240、第一电极220以及第一导电类型半导体层113上。或者,使用掩模图案,可以在想要的位置上形成绝缘层230。绝缘层230可以由从诸如SiO2、Si3N4、Al2O3、TiO2的绝缘材料中选择的一个形成,但是不限于此。使用溅射工艺可以沉积绝缘层230,但是不限于此。
可以对绝缘层230执行蚀刻工艺以暴露第二电极部分的接触部分250和第一电极220的一部分。在这样的情况下,绝缘层230可以被布置在第一电极220周围以防止第一电极220电连接到其它半导体层。
绝缘层230的一部分可以堆叠在电流扩展层240上以全反射入射到电流扩展层240的光。而且,因为形成电流扩展层240并且然后形成绝缘层230,所以可以提高由于电流扩展层240的热处理导致的各种限制。
参考图15,第一焊盘221可以形成在第一电极220上,并且第二电极252可以形成在第二电极部分的接触部分250上。
第二电极252的第一部分可以接触接触部分250,并且第二部分可以被布置在绝缘层130上。在堆叠结构中,因为绝缘层230的一部分被布置在电流扩展层240上,以及电流扩展层240下方,可以提高通过两个介质的折射率的差出现的全反射导致的光提取效率。
图16示出根据实施例的绝缘层的另一示例。绝缘层230A可以不重叠电流扩展层240。在这样的情况下,绝缘层230A可以被布置在第一凹槽部分271中以定义第一电极。
图17是根据第七实施例的发光器件的平面图。在第七实施例的描述中,将会通过相同的附图标记来表示与前述实施例相同的部分,并且它们重复的描述将会被省略。
参考图17,发光器件300的第一电极部分321至324和第二电极部分351至355可以关于至少一条对角线对称。第二电极部分351至355的大约30%或者更多的区域可以重叠第一电极部分321至324的区域。
第一电极部分321至324包括第一焊盘321和从第一焊盘321分支的第一电极322、323以及324。第一焊盘321可以被布置在至少一个边缘区域上。在至少一个方向,例如,在至少三个方向上可以分支多个第一电极322、323以及324。第一电极322、323以及324包括第一内电极322和第一侧电极323和324。从第一焊盘321的两侧分支第一侧电极323和324。沿着第一导电类型半导体层的边缘可以以回路形状布置第一侧电极323和324。
第二电极部分351至355包括第二焊盘351和从第二焊盘部分351分支的第二电极352、353以及355。与被限定在第一边缘区域的对角线方向的第二边缘区域相比,第二焊盘351可以被布置在内部方向上。第二电极352、353以及355被布置在绝缘层330上。第二电极352、353以及355包括第二内电极355和第二侧电极352和353。第二内电极355从第二焊盘351连接到第二侧电极352和353并且在与第一边缘区域的方向相反的第二边缘区域的方向上延伸。
沿着绝缘层330的边缘布置第二侧电极352和353并且将其分别布置在第一电极部分的第一侧电极323和324上。
接触部分354被布置在第二侧电极352和353的边缘上。接触部分354在彼此不同的方向上从第二侧电极352和353延伸并且形成在绝缘层330的开口373中。接触部分354通过绝缘层330的开口373接触电流扩展层340。接触部分354可以平行于第一电极部分的第一内电极322或者与第一内电极322隔开预定的距离。
第二焊盘351可以连接到电流扩展层340或/和第二导电类型半导体层。电极结构可以通过第二电极的接触部分354和第二焊盘将电力提供到电流扩展层340。
因为第二电极部分的电极结构通过至少三个区域接触电流扩展层340,所以可以分布地布置接触区域以有效地提供电流。而且,在器件的内部区域中,可以通过绝缘层/电流扩展层的堆叠结构全反射光。
第二电极部分的第二侧电极352和353中的每一个可以具有与第一电极部分的第一侧电极323和324的宽度相同的宽度W1。第一电极部分的第一侧电极323和324中的每一个可以具有小于第一凹槽部分的宽度W2或者绝缘层的下宽度的宽度。
第二电极部分的第二侧电极352和353可以分别重叠第一电极部分的第一侧电极323和324以提高发光面积和光提取效率。
在第一电极部分和第二电极部分的至少一个电极中,被布置为距离电极部分中的每一个的焊盘最近的电极可以具有最宽的宽度。
图18是根据第八实施例的发光器件的平面图。在第八实施例的描述中,将会参考实施例描述与前述实施例相同的部分,并且它们的重复描述将会被省略。
参考图18,发光器件400包括第一电极部分421至426和第二电极部分451至455。
第一电极部分421至426包括多个第一焊盘421和从第一焊盘421直接或/和间接分支的多个第一电极422至426。第一电极422至426包括均具有回路形状的从多个焊盘421分支的侧电极423、424以及425;和以指形状或者分支形状从侧电极423、424以及425的至少一个电极425向内分支的内电极422和426。绝缘层430的下绝缘层431绝缘第一电极422和426的周缘。
第二电极部分451至455包括多个第二焊盘451和电连接到多个第二焊盘451的第二电极452、455、453以及454。第二电极452、455、453以及454可以被分为被布置在绝缘层430上的桥接部分452和455以及被布置在电流扩展层440上的接触部分454。
第二电极部分的第一桥接部分452可以用作侧电极。沿着第二焊盘451的至少一个边缘布置第一桥接部分452。而且,第一桥接部分452的末端453向内延伸。第一桥接部分452的末端453可以具有诸如线图案、相交图案、十字图案、或者H形状图案的电流扩散结构。被布置在第一桥接部分452的末端453上的接触部分454在彼此不同的方向上延伸以接触电流扩展层440。第二电极部分的接触部分454可以通过绝缘层430的开口473接触电流扩展层440。
第二桥接部分455可以电连接在多个第一焊盘421之间并且被布置在绝缘层430的中心和边缘之间。
第二电极452至455的至少第一桥接部分452可以至少垂直地重叠第一电极部分的侧电极423。第二电极部分可以在第一电极部分上的至少两个区域中,即,在彼此不同的位置处相互重叠。重叠区域的至少一部分可以被布置在与彼此相同的图案的方向上或者以预定的角度错开的方向上,例如,可以布置在以大约90°的角度交叉的方向上。
第二焊盘451可以接触电流扩展层440或/和第二导电类型半导体层。
第二电极部分451至455可以通过各种分散区域将电力提供到电流扩展层440和/或第二导电类型半导体层。
因为绝缘层430被布置在电流扩展层440上,通过电介质材料的折射率的差可以引起全反射以减少由于电极导致的光吸收。
图19至图21是根据第九实施例的发光器件的平面视图和侧截面图。图20是沿着图19的线C-C截取的侧截面图,并且图21是沿着图19的线D-D截取的侧截面图。在第九实施例的描述中,将会参考实施例描述与前述实施例相同的部分,并且它们重复的描述将会被省略。
参考图19至图21,发光器件600包括均具有圆形或者多边形电极结构的第一电极部分621至627;和均具有在至少三个方向上分支的电极结构的第二电极部分651至655。
第一电极部分621至627包括第一焊盘621、在至少一个方向或者在向内方向上从第一焊盘621分支的第一接触部分622、以及均具有多边形或者圆形形状的被布置在第一接触部分622的末端上的电极结构623至627。第一接触部分622包括线图案,并且电极结构623至627中的每一个包括回路形状电极图案。电极结构623至627被连接到第一接触部分622的末端。电极结构623至627包括被布置在第一导电类型半导体层上的第二至第四接触部分623、625以及627和通过绝缘层630上的连接电极B1、B2、B3以及B4连接到第二至第四接触部分623、625以及627的桥接部分624和626。第二电极部分的接触部分622、623、625以及627可以被布置在彼此不同的区域中并且相互电连接。
电极结构623至627具有接触部分和桥接部分的混合结构。因此,可以以开口回路形状或者闭合回路形状布置电极结构623至627。回路形状可以包括圆形、多边形、线和曲线的混合形状。
第二电极部分651至655包括第二焊盘651和在至少三个方向上从第二焊盘651分支的第二电极652、653以及654。第二焊盘651接触电流扩展层640和/或第二导电类型半导体层。第二电极652、653以及654被分为桥接部分654和接触部分652和653。在侧方向中上沿着电流扩展层640的顶表面布置接触部分652和653。桥接部分654在侧方向上在绝缘层630上向内延伸。
沿着绝缘层630的顶表面布置在中心方向上从第二焊盘651分支的桥接部分654。桥接部分654的末端655可以形成为具有回路形状的接触图案。可以以开口回路形状或者闭合回路形状布置具有回路形状的接触图案。接触部分可以具有圆形、多边形、线和曲线的混合形状。接触图案可以通过绝缘层630的开口673接触电流扩展层640或/和第二导电类型半导体层。桥接部分654可以重叠第一电极部分的电极625的一部分。
电流扩展层640被布置在绝缘层630下面。通过电流扩展层640和绝缘层630的双堆叠结构可以全反射光以改进由于电极导致的光吸收。另外,因为第一电极部分的一部分应用具有通孔结构的桥接结构,所以可以提高发光面积以提高发光效率。
在这里,桥接部分624和626可以被应用于第一电极部分以防止发光面积减小。而且,尽管被布置在器件的顶表面上的桥接部分624、626以及654具有各种图案结构以防止桥接部分624、626以及654吸收光,但是可以在从绝缘层630和电流扩展层640之间的界面全反射光。
而且,根据第九实施例,被布置在第一电极部分的桥接部分624和626下面的第二电极部分的接触部分的一部分可以水平地重叠绝缘层的两侧以提高电极图案的自由度。
图22和图23是根据第十实施例的发光器件的视图。图23是沿着图22的线E-E截取的侧截面图。在第十实施例的描述中,将会参考实施例描述与前述实施例相同的部分,并且它们重复的描述将会被省略。
参考图22和图23,发光器件700包括第一电极部分721至725和第二电极部分751至758。
第一电极部分721至725包括至少一个第一焊盘721和多个第一电极722至725。第一电极722至725可以被分为从第一焊盘721分支的第一和第二桥接部分722和723和以至少一个形状从第一和第二桥接部分722和723的末端分支的第一和第二接触部分724和725。
第一焊盘721可以被布置在第一导电类型半导体层和至少第一边缘区域中。
以预定的角度,例如,大约90°的内角从第一焊盘721分支第一和第二桥接部分722和723并且沿着绝缘层730的顶表面布置第一和第二桥接部分722和723。第一和第二桥接部分722和723的末端通过通孔结构B5和B6连接到第一和第二接触部分724和725。
第一和第二接触部分724和725可以通过凹槽部分713和714被布置在第一导电类型半导体层上。第一和第二接触部分724和725中的每一个可以具有半球形形状或者弯曲形状。电流扩展层边界线L1和L2分别被布置在凹槽部分713和714周围。
第二电极部分751和758包括至少一个第二焊盘751和从第二焊盘751分支的第二电极752、755以及757。第二电极752、755以及757可以包括第三至第五桥接部分752、755以及757。
第二焊盘751接触第二导电类型半导体层或/和电流扩展层740。第二焊盘751可以被布置在至少两个边缘区域中,例如,与第一边缘区域相对的边缘区域中。
沿着至少一侧在绝缘层730上布置第三和第五桥接部分752和757。通过在绝缘层730中限定的开口773和774在电流扩展层740上布置第三和第五桥接部分752和757的末端。器件的边缘可以表示当从器件的上侧看时被布置为距离侧壁比距离中心更近的区域。
第三桥接部分755被布置在器件的中心方向上。第三桥接部分755通过被布置在其一端上的接触部分754连接到第二焊盘751。被布置在第三桥接部分755的另一端上的接触部分756通过绝缘层730的开口776接触电流扩展层740。即,第三桥接部分775以桥接形状布置在器件的中心区域中的绝缘层730上。而且,第三桥接部分755的两端754和756电连接到电流扩展层740。第三桥接部分755可以被布置在第一和第二桥接部分722和723之间以及第一和第二接触部分724和725之间。
第二电极部分的第三至第五桥接部分752、755以及757可以包括一端,另一端和通过两端电接触电流扩展层740以平滑地提供电流的接触部分753、754、756以及758。
可以根据由于电极材料导致的吸收和电流提供效率改变第三和第五桥接部分752和757与电流扩展层740之间的接触面积。
根据第十实施例,第一电极部分721至725和第二电极部分751至758的电极的一部分可以不相互重叠以提高电极布置的自由度,而且,提高电流提供效率和外量子效率。或者,第一电极部分721至725的第一电极的整个区域可以不接触第一导电类型半导体层。而且,第二电极部分的第二电极的整个区域可以不接触第二导电类型半导体层或者电流扩展层740。因此,可以提高电流注入效率。
图24至图28是示出根据第十一实施例的发光器件和制造发光器件的工艺的视图。
参考图24,由III-V族化合物半导体形成并且包括第一导电类型半导体层113、有源层115以及第二导电类型半导体层117的发光结构层堆叠在衬底111上。在这里,II至VI族化合物半导体层,例如,缓冲层或/和未掺杂的半导体层可以被布置在第一导电类型半导体层113下面,并且第三导电类型半导体层可以被布置在第二导电类型半导体层117上,但是不限于此。
执行蚀刻工艺以暴露第一导电类型半导体层113的预定区域。第一导电类型半导体层113的上部,即,没有被蚀刻的区域113A被布置在有源层115的区域下方。执行蚀刻工艺以蚀刻沟道区域和第一电极部分的第一凹槽部分803。在这里,沟道区域可以是器件的周缘区域。
第一凹槽部分803朝着中心侧从第一边缘区域延伸。中心侧具有围绕第二发光区域的回路形状。根据当前实施例的第一凹槽部分803具有能够应用前述实施例的形状,但是不限于此。
参考图25,电流扩展层840形成在第二导电类型半导体层117的顶表面上。第二焊盘孔842形成在电流扩展层840中。电流扩展层840可以被布置在第二导电类型半导体层117的顶表面的内侧上以防止电流扩展层840脱落。
电流扩展层840包括透射导电层。例如,电流扩展层840可以由从由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、ZnO、RuOx、TiOx、IrOx以及SnO2、透射氧化物层以及透射氮化物层组成的组中选择的至少一个形成,但是不限于此。
参考图26,第一电极部分820、822以及823形成在第一凹槽部分803中。沿着第一凹槽部分803在第一导电类型半导体层113上形成第一电极部分820、822以及823并且使其与其它层隔开。在第一电极部分820、822以及823中,第一焊盘区域820被布置在第一边缘区域中。第一电极部分820、822以及823包括分支的第一接触部分822和回路形状的接触部分823。在这里,回路形状可以包括圆形或者多边形形状,但是不限于此。
第二电极部分850、852、853以及859形成在电流扩展层840上。在这里,第二焊盘区域850被限定在第二焊盘孔(参见图25的附图标记842)中。沿着电流扩展层840的顶表面布置分支的第三和第四接触部分852和853。沿着器件的边缘可以布置第三和第四接触部分852和853并且直接地接触电流扩展层840。
形成在中心侧子发光区域中的电流扩展层840上的点型第二电极859可以具有圆形或者多边形形状。第二电极859与第三和第四接触部分852和853在结构上隔开。
参考图27和图28,在发光器件800中,绝缘层830形成在器件的整个顶表面上。绝缘层830可以由从诸如SiO2、Si3N4、Al2O3、TiO2的绝缘材料中选择的一个形成,但是不限于此。使用掩模图案或者通过蚀刻工艺在绝缘层830中形成第一孔B11、中心侧第二孔B12、以及第三孔B13。
绝缘层830形成在电流扩展层840的整个表面、第一凹槽部分以及蚀刻的第一导电类型半导体层上。通过绝缘层830和电流扩展层840的折射率之间的差可以内部地并且完全地反射光以提高光提取效率。在这里,粗糙结构可以被布置在电流扩展层840的表面上以改变前进的光的临界角。
通过第一孔B11形成第二焊盘851,并且通过第三孔B13形成第一焊盘821。第二电极部分形成将第二焊盘851电连接到中心侧第二电极859的桥接部分854。桥接部分854形成在绝缘层830上以将第二焊盘851电连接到中心侧第二电极859,从而将电力提供到中心侧子发光区域。发光结构层112被分为至少两个区域。在这里,第一区域是被布置在第一电极部分外部的主发光区域,并且第二区域是被布置在第一电极部分内部的子发光区域。被布置在第一和第二区域内的发光结构层112可以在彼此不同的区域中同时发射光。
图29是根据实施例的发光器件封装的视图。
参考图29,根据实施例的发光器件封装30包括:主体31;第一和第二引线电极32和33,该第一和第二引线电极32和33被布置在主体31上;根据实前述施例的发光器件100,其被布置在主体31上并且电连接到第一和第二引线电极32和33;以及成型构件37,该成型构件37围绕发光器件100。
主体31可以包括由硅材料形成的导电衬底、诸如PPA的合成树脂材料、陶瓷板或者金属材料。倾斜表面可以被布置在发光器件100的周围。主体31可以在其中具有贯通孔结构,但是不限于此。
具有预定深度的空腔35可以定义在主体31的上部中。引线电极32和33和发光器件100被布置在空腔35中。空腔35可以被提供在主体31中。根据另一实施例的发光器件可以用作发光器件100,但是不限于此。
第一和第二引线电极32和33相互电分离,以将电力提供给发光器件100。而且,第一和第二引线电极32和33可以反射从发光器件100发射的光以提高光效率。另外,第一和第二引线电极32和33可以将在发光器件100产生的热发散到外部。引线电极32和33中的每一个可以包括引线框架结构、贯通孔结构以及镀层中的至少一个。
发光器件100可以被布置在主体31上,或者第一或第二引线电极32或33上。
使用引线键合方法、倒装芯片、以及贴片方法中的一个,可以将发光器件100电气地连接到第一和第二引线电极32和33。
成型构件37可以由诸如硅或者环氧树脂的树脂基材料形成。成型构件37可以围绕发光器件100以保护发光器件100。而且,成型构件37可以包含荧光体,以改变从发光器件100发射的光的波长。荧光体可以被涂覆在发光器件100上或者被添加到成型构件37。而且,荧光体可以相互隔开预定的距离。
透镜可以被布置在成型构件37上。透镜可以接触成型构件或者可以不接触成型构件。
根据实施例的发光器件可以被封装在由树脂材料或者硅形成的半导体衬底、绝缘板或者陶瓷板上并且用作用于指示装置、照明装置以及显示装置的光源。而且,前述实施例中的每一个可以不限于实施例中的每一个并且可以被应用于前述其它实施例,但是不限于此。
<照明系统>
可以提供多个根据实施例的发光器件或者发光器件封装。多个发光器件或者多个发光器件封装可以被排列在板上。诸如导光板、棱镜片和扩散片的光学构件可以被布置在从发光器件发射的光的路径上。发光器件封装、板以及光学构件可以用作照明单元。可以以顶视图型或者侧视图型制造照明单元。因此,可以提供照明单元作为用于便携式终端、笔记本计算机等等的显示装置,或者被不同地应用于照明装置、指示装置等等。而且,在另一实施例中,照明单元可以被实现为包括根据上述实施例的发光器件封装或者发光器件的照明系统。例如,照明系统可以包括照明灯、交通灯、车辆头灯以及标识。
根据实施例的发光器件可以被封装在由树脂材料或者硅形成的半导体基板、绝缘板或者陶瓷板上并且用作用于指示装置、照明装置以及显示装置的光源。而且,前述实施例中的每一个可以不限于实施例中的每一个并且可以被应用于前述其它的实施例,但是不限于此。
根据实施例的发光器件封装可以被应用于照明单元。照明单元包括其中排列多个发光器件或者发光器件封装的结构。例如,照明单元可以包括照明灯、交通灯、车辆头灯以及标识。
照明系统可以包括图30和图31中所示的显示装置、图32中所示的照明装置、照明灯、信号灯、车辆的头灯、电子显示器等等。
图30是示出根据实施例的显示装置的分解透视图。
参考图30,根据实施例的显示装置1000可以包括:导光板1041;发光模块1031,发光模块1031将光提供给导光板1041;反射构件1022,该反射构件1022在导光板1041的下面;光学片1051,该光学片1051在导光板1041上;显示面板1061,该显示面板1061在光学片1051上;以及底盖1011,该底盖1011存储导光板1041、发光模块1031以及反射构件1022;然而,不限于此。
底盖1011、反射片1022、导光板1041以及光学片1051可以被定义为照明单元1050。
导光板1041用于扩散光,以使其聚集为表面光源。利用透明材料形成导光板1041,并且导光板1041例如可以包括从由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚合物(COC)以及聚萘二甲酸乙二酯(PEN)树脂组成的组中选择的至少一个。
发光模块1031将光提供给导光板1041的至少一侧,并且最终用作显示装置的光源。
包括至少一个发光模块1031,并且发光模块1031可以直接或者间接地在导光板1041的一侧处提供光。发光模块1031包括根据上述实施例的发光器件封装30和板1033。发光器件封装30可以以预定的间隔布置在板1033上。
板1033可以是包括电路图案(未示出)的印刷电路板(PCB)。然而,板1033不仅可以包括典型的PCB,而且可以包括金属核PCB(MCPCB)以及柔性PCB(FPCB),并且它不限于此。在发光器件封装30被安装在底盖1011的侧面上或者散热板上的情况下,可以消除板1033。在此,散热板的一部分可以接触底盖1011的上表面。
多个发光器件封装30可以安装在板1033上,使得发光表面与导光板1041分离预定的距离,并且对此不存在限制。发光器件封装30可以直接地或者间接地将光提供给导光板1041的光进入部分,即,导光板1041的一侧,并且对此不存在限制。
反射构件1022可以被布置在导光板1041的下方。反射构件1022在向上方向上反射入射到导光板1041的下表面的光,从而可以提高照明单元1050的亮度。例如,可以利用例如PET、PC或者PVC(聚氯乙烯)树脂来形成反射构件1022;然而,它不限于此。反射构件1022可以是底盖1011的上表面;然而,对此不存在限制。
底盖1011可以存储导光板1041、发光模块1031以及反射构件1022。为此,底盖1011可以具有存储单元1012,其具有其上表面开口的盒状形状,并且对此不存在限制。底盖1011可以与顶盖组合,并且对此不存在限制。
可以利用金属材料或者树脂材料来形成底盖1011,并且可以使用压制或者挤压成型工艺来制造底盖1011。底盖1011还可以包括具有优异的导热性的金属或者非金属材料,并且对此不存在限制。
显示面板1061是例如,LCD面板,并且包括透明的第一和第二基板以及在第一和第二基板之间的液晶层。在显示面板1061的至少一侧上,可以附着偏振板;然而,附着结构不限于此。显示面板1061通过穿过光学片1051的光来显示信息。显示装置1000可以被应用于各种蜂窝电话、笔记本计算机的监视器、膝上计算机的监视器以及电视。
光学片1051被布置在显示面板1061和导光板1041之间,并且包括至少一个半透明片。光学片1051可以包括例如扩散片、水平和垂直棱镜片以及亮度增强片中的至少一个。扩散片扩散入射光。水平或/和垂直棱镜片将入射光集中在显示区域上。亮度增强片重新使用丢失的光以增强亮度。保护片可以被布置在显示面板1061上,并且对此不存在限制。
在此,在发光模块1031的光路径上,可以包括导光板1041和光学片1051作为光学构件;然而,对此不存在限制。
图31是示出根据实施例的显示装置的图。
参考图31,显示装置1100包括:底盖1152、板1120、光学构件1154以及显示面板1155。在此,上述发光器件封装30排列在板1120上。
板1120和发光器件封装30可以被定义为发光模块1060。底盖1152、至少一个发光模块1060以及光学构件1154可以被定义为照明单元。
底盖1152可以具有存储单元1153,并且对此不存在限制。
在此,光学构件1154可以包括透镜、导光板、扩散片、水平和垂直棱镜片以及亮度增强片中的至少一个。可以利用PC材料或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料来形成导光板,并且可以消除该导光板。扩散片扩散入射光。水平或/和垂直棱镜片将入射光集中到显示区域。亮度增强片重新使用丢失的光以增强亮度。
光学构件1154被布置在发光模块1060上。光学构件1154将从发光模块1060发射的光转换为表面光源,或者执行扩散光或者集中光。
图32是示出根据实施例的照明装置的透视图。
参考图32,照明装置1500包括:壳体1510;发光模块1530,该发光模块1530被安装到壳体1510;以及连接端子1520,该连接端子1520被安装到壳体1510,并且被提供有来自于外部电源的电力。
优选地,利用具有优异的散热特性的材料来形成壳体1510。例如,可以利用金属材料或者树脂材料来形成壳体1510。
发光模块1530可以包括板1532和被安装在板1532上的根据实施例的发光器件封装30。多个发光器件封装30可以以矩阵的形式排列,或者以预定的间隔相互分离地排列。
板1532可以是其中印有电路图案的绝缘体。例如,板1532可以包括PCB、金属核PCB、柔性PCB、陶瓷PCB以及FR-4板。
板1532还可以利用有效地反射光的材料形成,或者它的表面可以被涂覆有有效地反射光的颜色,例如,白色或者银色。
至少一个发光器件封装30可以被安装在板1532上。每个发光器件封装30可以包括至少一个发光二极管(LED)芯片。LED芯片可以包括诸如红、绿、蓝或者白色的可见光的发光二极管,或者发射紫外线(UV)的UV发光二极管。
各种发光器件封装30的组合可以被布置在发光模块1530中,以获得颜色色调和亮度。例如,为了确保高显色指数(CRI),可以组合并且布置白光发光二极管、红光发光二极管以及绿光发光二极管。
连接端子1520可以电连接到发光模块1530以提供电力。连接端子1520以插座的方法螺纹连接到外部电源;然而,对此不存在限制。例如,可以将连接端子1520形成为插头的形状以将其插入到外部电源,或者可以通过布线将其连接到外部电源。
一种制造根据实施例的发光器件的方法包括:形成包括第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层的发光结构层;形成第一凹槽部分,通过该凹槽部分暴露第一导电类型半导体层的一上部;沿着第一凹槽部分在第一导电类型半导体层上形成第一电极部分;在第二导电类型半导体层上形成电流扩展层;在第一电极周围和在电流扩展层上形成绝缘层;以及形成包括形成在电流扩展层上的至少一个接触部分和形成在绝缘层上的至少一个桥接部分的第二电极部分。
实施例可以提高发光面积以提供发光效率。而且,实施例可以具有其中自由地布置第一和第二电极的图案的效果。而且,实施例可以具有其中电流被分散以提供分散的电流的效果。而且,根据实施例,绝缘层和电流扩展层的堆叠结构可以被布置在具有分支形状的第二电极下面,以分散电流并且防止第二电极吸收光。而且,实施例可以解决绝缘层的双结构的限制。而且,实施例可以通过重叠电极提高光提取效率。而且,根据实施例,第一电极的一部分可以被布置在层的最上层以防止减少发光面积。
前述实施例中的每一个可以不限于实施例中的每一个并且被应用于前述其它的实施例,但是不限于此。
在本说明书中,任何对于“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构、或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中,在各处出现的这类短语不必都表示相同的实施例。此外,当结合任何实施例描述特定特征、结构、或特性时,认为结合实施例中的其它实施例实现这样的特征、结构或特性也在本领域技术人员的理解范围内。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例,但是应该理解,本领域的技术人员可以设计出许多将落入本公开内容的原理的精神和范围内的其它修改和实施例。更加具体地,在本公开内容、附图、和所附权利要求书的范围内,主题的组合布置的组成部件和/或布置方面的各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置方面的变化和修改之外,对于本领域的技术人员来说,替代使用也将是显而易见的。

Claims (15)

1.一种发光器件,包括:
发光结构层,所述发光结构层包括第一导电类型半导体层、在所述第一导电类型半导体层上的有源层以及在所述有源层上的第二导电类型半导体层;
第一电极部分,所述第一电极部分连接到所述第一导电类型半导体层;
在所述第二导电类型半导体层上的包括透射导电层的电流扩展层;
在所述第一电极部分上的绝缘层;以及
第二电极部分,所述第二电极部分包括在绝缘层上的至少一个第一桥接部分和接触第二导电类型半导体层和所述电流扩展层中的至少一个的第一接触部分,
其中,所述绝缘层的部分在所述电流扩展层的顶表面上延伸,以及其中所述电流扩展层被布置在所述绝缘层和所述第二导电类型半导体层之间,
其中,所述第一电极部分包括在所述第一导电类型半导体层和所述绝缘层之间的第二接触部分、连接到所述第二接触部分的第一焊盘以及在所述绝缘层上延伸的至少一个第二桥接部分,
其中,所述第二电极部分的至少一个第一桥接部分和所述第一电极部分的至少一个第二桥接部分被布置在所述绝缘层的顶表面上;以及
其中,第一电极部分的一部分应用具有通孔结构的桥接结构。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其中连接到所述第一电极部分的桥接部分被布置在所述绝缘层/所述电流扩展层的堆叠结构上,
其中所述第二电极部分的一部分与布置在所述绝缘层下面的第一电极部分的一部分重叠。
3.根据权利要求1或2所述的发光器件,进一步包括在所述绝缘层内相互隔开的多个开口,
其中所述第二电极部分的第一接触部分被布置在所述多个开口中。
4.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中所述第二电极部分包括第二焊盘,所述第二焊盘接触所述第二导电类型半导体层和所述电流扩展层中的至少一个,并且所述第二焊盘和所述第一接触部分通过所述第一桥接部分相互连接。
5.根据权利要求4所述的发光器件,其中提供所述第二电极部分的多个第一桥接部分,并且所述多个第一桥接部分在彼此不同的方向上从所述第二焊盘延伸。
6.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中所述第二电极部分的至少一部分垂直地重叠所述第一电极部分。
7.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中所述绝缘层的第一区域被布置在所述第二电极部分和所述第一导电类型半导体层之间,以及所述绝缘层的第二区域被布置在所述第二电极部分和所述第一电极部分之间。
8.根据权利要求1或2所述的发光器件,进一步包括连接电极,所述连接电极至少将所述第一电极部分的所述第二桥接部分的末端连接到所述第二接触部分。
9.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中所述电流扩展层具有粗糙表面。
10.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中提供所述第一电极部分的多个第二接触部分,并且所述多个第二接触部分相互连接并且被布置在彼此不同的区域中。
11.根据权利要求6所述的发光器件,其中所述第一电极部分和所述第二电极部分的重叠区域被布置在彼此不同的位置处。
12.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中所述第一电极部分被布置在所述第一导电类型半导体层上,以及所述第一接触部分通过所述电流扩展层延伸到所述第二导电类型半导体层的顶表面。
13.根据权利要求1或2所述的发光器件,进一步包括在所述发光结构层下面的透射衬底。
14.根据权利要求13所述的发光器件,其中所述第二电极部分的第一桥接部分的第一区域垂直地重叠所述第一电极部分的第二接触部分,并且在至少一个方向上从所述第一区域延伸的第二区域与所述第一电极部分的第二接触部分垂直地错过。
15.根据权利要求13所述的发光器件,其中所述发光结构层包括被划分为至少两个区域的多个发光区域,并且所述第一电极部分的第二接触部分被布置在所述多个发光区域之间。
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