CN102544297A - 发光器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光器件及其制造方法。该发光器件，包括：发光结构，其包括第一导电性类型半导体层、有源层和第二导电性类型半导体层；反射层，其形成在发光结构下方；以及透明支撑层，其形成在发光结构和反射层之间以发射从有源层产生的光；以及导电层，其形成在反射层下方以包围反射层。

Description

发光器件及其制造方法
相关申请的交叉引用
该申请要求在2010年12月23日提交的韩国专利申请No.10-2010-133432和在2010年12月20日提交的韩国申请No.10-2010-130657的权益，其通过引用结合于此，正如在这里得到充分阐述那样。
技术领域
本发明涉及一种发光器件。
背景技术
由于薄膜生长技术和在薄膜器件中使用的材料的发展，使用半导体的3-5族或者2-6族化合物半导体元素的、包括发光二极管和激光二极管的发光器件能够呈现各种颜色，例如红色、绿色和蓝色颜色和红外线。该发光器件能够呈现具有良好的光效率的白光，因为它使用荧光材料或者它执行颜色组合。与诸如荧光灯和白炽灯的传统光源相比较，诸如发光二极管和激光二极管的发光器件具有低功耗、半永久性使用、快速响应速度、安全性和环境友好性这几个优点。
发光器件已经被应用于光通信装置的传输模块、替代构成液晶显示(LCD)器件背光源的冷阴极荧光灯(CCFL)的发光二极管背光源、替代荧光灯和白炽灯的白光发光二极管照明器件、机动车的前灯并且甚至广泛地应用于交通灯。
在确定发光器件的能力时，这种发光器件的光学效率是非常重要的部分。要求发明一种能够增加光学效率的发光器件和一种用于制造该发光器件的方法。
发明内容
相应地，实施例涉及一种发光器件和一种用于制造该发光器件的方法。
实施例能够通过改进光提取效率而改进光效率。
本公开另外的优点、目的和特征将部分地在随后的说明中阐述并且将部分地由本领域普通技术人员在研究以下内容时变得明显或者可以根据实施例领会。可以利用在书面说明及其权利要求以及附图中特别地指出的结构来实现并且获得实施例的其他优点。为了实现这些目的和其他优点，如在这里体现和一般性描述地，一种发光器件包括：发光结构，其包括第一导电性类型半导体层、有源层和第二导电性类型半导体层；反射层，其形成在发光结构下方；以及透明支撑层，其形成在发光结构和反射层之间。该反射层包括朝向发光结构形成的至少一个凸出部并且该凸出部的侧表面与该透明支撑层接触。
在实施例的另一个方面，一种发光器件包括：发光结构，其包括第一导电性类型半导体层、有源层和第二导电性类型半导体层；反射层，其形成在发光结构下方；以及透明支撑层，其形成在发光结构和反射层之间。该反射层包括非平坦结构并且该透明支撑层具有与该非平坦结构的形状相对应的预定形状。
根据本发明实施例的发光器件具有通过改进侧表面光提取效率而改进光效率的效果以及关于发光器件改进稳定性和可靠性的效果。
应该理解，本发明前面的一般说明和以下详细说明是示例性和解释性的，并且旨在提供对于如根据权利要求的本发明的进一步的解释。
附图说明
被包括以提供对于本公开的进一步理解并且在该申请中并入并且构成该申请的一部分的附图示意本公开的(一个或多个)实施例并且与本说明一起地用于解释本公开的原理。
在附图中：
图1是示出根据实施例的发光器件的示意图；
图2a到2k是示出用于制造根据实施例的发光器件的方法的示意图；
图3是示出根据另一实施例的发光器件的示意图；
图4是示出根据本发明的发光器件的、改进的取向角度效果的示意图；
图5是示出根据实施例的发光器件封装的示意图；
图6是示出根据本发明的又一实施例的发光器件的示意图；
图7是示出根据该实施例的发光器件的、改进的取向角度效果的示意图；
图8是示出根据本发明实施例的发光器件封装的截面视图；
图9是根据一个实施例的包括发光器件封装的照明设备的分解透视图；以及
图10A和10B是示出根据一个实施例的包括发光器件封装的背光源的视图。
具体实施方式
如下，将参考附图来描述实施例。
将会理解，当一个元件被称作在另一个元件“上”或者“下”时，它能够直接地在该元件上/下，并且还可以存在一个或者多个插入元件。当一个元件被称作在“上”或者“下”时，能够基于该元件包括“在该元件下”以及“在该元件上”。
为了解释和精确，每一层的厚度和尺寸在图中可能被夸大、省略或者示意性地示出。在附图中示出的每一组件的尺寸可以不完全地反映实际尺寸。
图1是示出根据实施例的、包括发光二极管的发光器件的示意图。
如在图1中所示，根据这个实施例的发光器件包括在支撑衬底160上形成的附着层150、在附着层150上形成的导电层170、在导电层170上形成的反射层140、在反射层140上形成的透明支撑层200、在反射层140或者透明支撑层200上形成的欧姆层130、在欧姆层130上形成的电流阻挡层135、在透明支撑层200上形成的保护层180、具有第一导电性类型半导体层122、有源层124和第二导电性类型半导体层126的发光结构120、以及在第一导电性类型半导体122的预定区域上形成的第一电极190。
如在附图中所示，附着层150和导电层170可以设置在支撑衬底160上。
导电层170可以由选定材料来形成，例如包括镍(Ni)、铂(Pt)、钛(Ti)、钨(W)、钒(V)、铁(Fe)和钼(Mo)的组或者选择性地包括该组中的材料的合金。
导电层170完全地支撑发光结构120并且它能够使可能在发光器件的制造过程中产生的机械损坏(例如断裂或者分离)最小化。另外，导电层170可以防止构成支撑衬底160或者附着层150的金属材料朝向发光结构120扩散。导电层170被形成为包围反射层140或者透明支撑层200，以使对于反射层140和透明支撑层200的机械损坏最小化。例如，导电层170的这两个端部凸出以包围反射层140。
反射层140可以由铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)、铑(Rh)或者包括Al、Ag、Pt和Rh的合金的金属层来形成。铝或者银可以有效地反射从有源层124产生的光并且改进发光器件的光提取效率。
此时，反射层140可以包括朝向发光结构形成的至少一个凸出部。该凸出部的侧面可以与透明支撑层200接触。
透明支撑层200形成用于朝向发光器件的侧表面发射有源层124的光的路径以加宽发光器件的取向角度并且改进发光器件的侧表面发光效率。
换言之，在根据现有技术的传统发光器件中，从有源层124发射的光由反射层140反射，从而仅被提取到发光器件的顶部。然而，在根据这个实施例的发光器件中，透明支撑层200改变从有源层124在其上入射或者由反射层140反射的光的入射角。在这之后，透明支撑层200使得光被发射到其侧面或者发光器件的顶部，以减少在从有源层124发射到支撑衬底160之后被吸收到发光器件中的光并且改进光效率。
此外，根据这个实施例的发光器件在透明支撑层200下方形成反射层140。这里，反射层140的长度大于在根据现有技术的传统发光器件中设置的反射层的长度。因此，从有源层124发射的光可以不仅被照射到发光器件的顶部，而且还被照射到透明支撑层200的侧面，从而可以有效地改进发光器件的光效率。
透明支撑层200可以由具有作为预定基准或者以上的光透射率的绝缘性材料来形成。该绝缘性材料可以由非导电性氧化物或者氮化物形成。例如，透明支撑层200可以由从具有70％或者以上的透射率的硅氧化物(SiO2)、钛氧化物(TiO2)和铝氧化物(Al2O3)选择的非导电材料或者选择性地包括它们的非导电材料来形成。
可以在溅射沉积或者化学沉积工艺中形成透明支撑层200。
当使用溅射沉积时，被电场加速的电离原子与透明支撑层200的源材料碰撞。在此情形中，源的原子突出并且沉积。当使用化学气相沉积时，具有光透射率的氧化物材料被沉积以产生化学气相沉积。
透明支撑层200的厚度可以是各种值。该厚度可以被确定为使得能够从有源层200朝向发光器件的侧表面、即透明支撑层200的侧表面发射光的预定值。
例如，透明支撑层200的厚度可以被设定为在1μm～100μm的范围中。
可以在根据实施例的透明支撑层200的侧表面中形成被构造为从有源层124发射光的非平坦结构。
根据实施例，在没有透明支撑层200的情况下，欧姆层130和反射层140可以在电流阻挡层135下方形成，以将欧姆层130和反射层140相互电连接。
反射层140的凸出部可以与电流阻挡层135竖直地重叠。
欧姆层130可以包括ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、IZTO(铟锌锡氧化物)、IAZO(铟铝锌氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、IGTO(铟镓锡氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、ATO(锑锡氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、IZON(IZO氮化物)、AGZO(Al-GaZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、和Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种。根据本发明的欧姆层130可以不限制于此。
保护层180可以包括金属和绝缘材料中的至少一种。当保护层180包括金属材料时，使用具有比构成欧姆层130的材料低的导电性的预定材料，以向欧姆层130而非保护层180施加所施加的电力。
这种保护层180可以包括钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、铅(Pb)、铑(Rh)、铱(Ir)和钨(W)中的至少一种或者它可以包括铝氧化物(Al2O3)、硅氧化物(SiO2)、硅氮化物(Si3N4)和钛氧化物(TiOx)中的至少一种或者铟锡氧化物(ITO)、铝锌氧化物(AZO)和铟锌氧化物(IZO)中的至少一种。这里，优选的是，保护层180包括钛(Ti)、镍(Ni)、铂(Pt)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)和铁(Fe)中的至少一种。
当发光结构120被蚀刻时，保护层180可以保护位于保护层180下方的部分不受蚀刻工艺影响并且它可以稳定地支撑发光器件以保护发光器件不受可能在制造过程中产生的损坏的影响。
第一导电性类型半导体层122可以实现为具有在其上掺杂的第一导电性类型掺杂剂的3-5族化合物半导体。当第一导电性类型半导体层122是N型半导体层时，第一导电性类型掺杂剂是包括Si、Ge、Sn、Se和Te的N型掺杂剂。本发明不限于此。根据实施例，可以在第一导电性类型半导体层122的表面上形成非平坦结构，并且根据本发明的非平坦的轮廓不受限制。
有源层124是在经由第一导电性类型半导体层122注入的电子与经由在以后形成的第二导电性类型半导体层126注入的空穴相遇之后发射具有由有源层材料(发光层材料)拥有的能带而确定的能量的光的层。
第二导电性类型半导体层126可以包括具有在其上掺杂的第二导电性类型掺杂剂的3-5族化合物半导体，例如具有经验式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料。当第二导电性类型半导体层126是P型半导体层时，第二导电性类型掺杂剂是包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的P型掺杂剂。
第一电极190至少在第一导电性类型半导体层122的预定区域上形成。第一电极190由选自钼(Mo)、铬(Cr)、镍(Ni)、金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钒(V)、钨(W)、铅(Pd)、铜(Cu)、铑(Rh)和铱(Ir)的金属材料或者所述金属的合金来形成。
以下将参考图2a到2k给出每一部件的详细说明。
图2a到2k是示出用于制造根据实施例的发光器件的方法的示意图。如在图2a中所示，衬底100被制备并且衬底100可以是导电衬底或者绝缘性衬底。例如，衬底100可以使用蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge和Ga2O3中的至少一种。可以在衬底上形成非平坦结构，并且本发明不限于此。
对于衬底100执行湿法清洗并且可以从衬底100的表面消除杂质。
可以在衬底100上形成包括第一导电性类型半导体层122、有源层124和第二导电性类型半导体层126的发光结构120。
此时，缓冲层(未示出)可以在发光结构120和衬底100之间生长，以减小在材料之间的材料晶格失配和热膨胀系数差异。缓冲层可以由例如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN的3-5族化合物半导体之一形成。可以在缓冲层上形成非掺杂半导体层并且本发明不限于此。
可以根据金属有机化学气相沉积(MOCVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)形成发光结构120。本发明不限于此。
第一导电性类型半导体层122可以是具有在其上掺杂的第一导电性类型掺杂剂的3-5族化合物半导体。当第一导电性类型半导体层122是N型半导体时，第一导电性类型掺杂剂可以是包括Si、Ge、Sn、Se和Te的N型掺杂剂，并且本发明不限于此。
第一导电性类型半导体层122可以包括具有经验式AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料。例如，第一导电性类型半导体层122可以由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP和InP中的至少一种来形成。
第一导电性类型半导体层122可以基于化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)、溅射或者氢化物气相外延(HVPE)形成N型GaN层。可以通过将带有诸如三甲基镓气体(TMGa)、氨气气体(NH3)、氮气气体(N2)和硅(Si)的硅烷气体(SiH4)的N型杂质注入到腔室中形成第一导电性类型半导体层122。
有源层124是在经由第一导电性类型半导体层122注入的载流子与经由第二导电性类型半导体层126注入的载流子相遇之后发射具有由构成有源层(发光层)的材料的唯一能带而确定的能量的光的层。
有源层124可以被形成为多量子阱(MQW)、量子线和量子点结构中的至少一种。例如，注入三甲基镓气体(TMGa)、氨气气体(NH3)、氮气气体(N2)和三甲基铟气体(TMIn)以形成多量子阱结构(MQW)，并且本发明不限于此。
可以以包括InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs和GaP(InGaP)/AlGaP中的至少一种的成对结构来形成阱/势垒层，并且本发明不限于此。阱层可以由具有比势垒层带隙低的带隙的材料形成。
可以在有源层124上或者下方形成导电型包覆层(未示出)。导电型包覆层可以是AlGaN基半导体，并且它可以具有比有源层124的带隙高的带隙。
第二导电性类型半导体层126可以包括具有在其上掺杂的第二导电性类型掺杂剂的3-5族化合物半导体，例如具有经验式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的半导体材料。当第二导电性类型半导体层126是P型半导体层时，第二导电性类型掺杂剂可以包括Mg、Zn、Ca、Sr和Ba的P型掺杂剂。
通过将包括诸如三甲基镓气体(TMGa)、氨气气体(NH3)、氮气气体(N2)和镁(Mg)的P型杂质的双乙基环戊二烯镁(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}注入到腔室中，第二导电性类型半导体层126可以形成P型GaN层。本发明不限于此。
根据实施例，第一导电性类型半导体层122可以是P型半导体层，并且第二导电性类型半导体层126可以是N型半导体层。可以在第二导电性类型半导体层126上形成相对于第二导电性类型具有相反极性的半导体层。例如，当第二导电性类型半导体层是P型半导体层时，可以在第二导电性类型半导体层126上形成N型半导体层(未示出)。结果，可以以N-P结、P-N结、N-P-N结和P-N-P结结构中的至少一种来实现发光结构110。
如在图2b中所示，保护层180被层叠(layered)于第二导电性类型半导体层126上。这里，保护层180可以由绝缘性材料形成，并且该绝缘性材料可以由非导电氧化物或者氮化物形成。例如，保护层180可以由硅氧化物(SiO2)层、硅氮化物(Si3N4)层和钛氧化物(TiOx)或者铝氧化物层来构造。当蚀刻将在以后详细描述的发光结构120时，保护层180保护位于其下的部分不受蚀刻过程的影响并且它稳定地支撑发光结构以保护发光结构不受可能在制造过程中产生的损坏的影响。
在这之后，保护层180被蚀刻并且形成凹进部。可以使用掩模在干法蚀刻过程中执行这种凹进部的形成。
如在图2c中所示，欧姆层130和电流阻挡层135被层叠于位于该凹进部中的第二导电性类型半导体层126上。
此时，可以以大致200埃的厚度来层叠欧姆层130。欧姆层130可以选择性地使用透射性导电层和金属。例如，欧姆层130可以包括铟锡氧化物(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)、镓锌氧化物(GZO)、IZO氮化物(IZON)、Al-Ga ZnO(AGZO)、In-Ga ZnO(IGZO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、和Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO、Ag、Ni、Cr、Ti、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种。本发明不限于那些材料。可以基于溅射或者电子束沉积来形成欧姆层130。根据实施例，在欧姆层130上形成凹进部，并且在该凹进部中形成电流阻挡层135。电流被水平地分散并且可以防止由于过电流产生的发光器件的误差以有效地增强发光器件的稳定性和可靠性。
电流阻挡层135可以在欧姆层130和发光结构120之间形成。可以使用具有比反射层140或者欧姆层130低的导电性的材料、与第二导电性类型半导体层126形成肖特基接触的材料或者电绝缘性材料以形成电流阻挡层135。例如，电流阻挡层135可以包括ZnO、SiO2、SiON、Si3N4、Al2O3、TiO2、Ti、Al和Cr中的至少一种。
电流阻挡层135可以在欧姆层130和第二导电性类型半导体层126之间或者在反射层140和欧姆层130之间形成，并且本发明不限于此。电流阻挡层135允许电流在发光结构120内广泛地流动，但未必要设置该电流阻挡层135。
如在图2d中所示，透明支撑层200形成在欧姆层130或者保护层180上。透明支撑层200形成用于朝向发光器件的侧表面发射有源层124的光的路径以扩大发光器件的取向角度并且改进发光器件的侧表面发光效率。
透明支撑层200可以由具有作为预定基准或者以上的光透射率的绝缘性材料来形成。该绝缘性材料可以由非导电氧化物或者氮化物来形成。例如，透明支撑层200可以由硅氧化物(SiO2)层、钛氧化物(TiO2)层或者铝氧化物(Al2O3)来构造。
可以在溅射沉积或者化学沉积工艺中形成透明支撑层200。
当使用溅射沉积时，被电场加速的电离原子与透明支撑层200的源材料碰撞。在此情形中，源的原子突出并且沉积。当使用化学气相沉积时，具有光透射率的氧化物材料被沉积以产生化学气相沉积。
透明支撑层200的厚度可以是各种值。该厚度可以被确定为使得能够从有源层200朝向发光器件的侧表面、即透明支撑层200的侧表面发射光的预定值。
例如，透明支撑层200的厚度可以被设定为在1μm～100μm的范围中。
可以在根据实施例的透明支撑层200的侧表面中形成被构造为发射来自有源层124的光的非平坦结构。
根据实施例，欧姆层130和反射层140可以在电流阻挡层135下方形成以将欧姆层130和反射层140相互电连接，而不用透明支撑层200。
如在图2e中所示，反射层140形成在欧姆层130或者透明支撑层200上。
在欧姆层130或者透明支撑层200上形成的反射层140可以具有大致2500埃的厚度。反射层140可以由包括Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf中的至少一种的金属或者它们的合金形成。可供选择地，可以使用金属或者它们的合金以及诸如ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO和ATO的透射性导电材料，由多层来形成反射层140。详细地，反射层140可以是IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni、AZO/Ag/Ni、Ag/Cu和Ag/Pd/Cu的多层。铝或银能够有效地反射从有源层124产生的光，以显著地增强发光器件的光提取效率。
特别地，反射层140可以朝向透明支撑层200的前表面和侧表面反射经由透明支撑层200从有源层124在其上入射的光。由于此，可以改进发光器件的光提取效率。此时，反射层140可以包括朝向发光结构形成的至少一个凸出部，并且该凸出部的侧表面可以与透明支撑层200接触。反射层140的凸出部可以与电流阻挡层135竖直地重叠。
如在图2f中所示，导电层170形成在反射层140上。导电层170可以由从包括镍(Ni)、铂(Pt)、钛(Ti)、钨(W)、钒(V)、铁(Fe)和钼(Mo)的组或者选择性地包括该组中的材料的合金中选择的材料来形成。
此时，可以根据溅射沉积来形成导电层170。当根据溅射沉积来形成导电层170时，被电场加速的电离原子与导电层170的源材料碰撞。在此情形中，源的原子突出并且沉积。根据实施例，可以使用利用共晶金属的电化学金属沉积或者结合以形成导电层170。根据实施例，可以形成多个导电层170。
导电层170完全地支撑发光结构120，并且它具有使可能在发光器件的制造过程中产生的机械损坏(例如，断裂或者分离)最小化的效果。
特别地，导电层170可以防止构成支撑衬底160或者附着层150的金属材料朝向发光结构120扩散。导电层170被形成为包围反射层140或者透明支撑层200，以使对于反射层140和透明支撑层200的机械损坏最小化。例如，导电层170的两个端部凸出以包围反射层140。
如在图2g中所示，附着层150可以形成在导电层70上以将导电层170与支撑衬底160结合。附着层150可以由从金(Au)、锡(Sn)、铟(In)、银(Ag)、镍(Ni)、铌(Nb)和铜(Cu)或者那些材料的合金中选择的材料来形成。
如在图2h中所示，支撑衬底160可以在附着层150上形成。
支撑衬底160可以由从包括钼(Mo)、硅(Si)、钨(W)、铜(Cu)和铝(Al)的组或者该组中的材料的合金中选择的材料来形成。支撑衬底160可以选择性地包括金(Au)、铜合金(Cu合金)、镍(Ni)、铜-钨(Cu-W)、载体晶片(例如，GaN、Si、Ge、GaAs、ZnO、SiGe、SiC、SiGe和Ga2O3)。可以使用利用共晶金属的电化学金属沉积或者结合来形成导电性支撑衬底160。
根据实施例，当经由导电层170将空穴注入到第二导电性半导体层126时，支撑衬底160可以由绝缘性材料形成，并且该绝缘性材料可以是氧化物或者氮化物。例如，支撑衬底160可以由硅氧化物(SiO2)层、氮氧化物层和铝氧化物层来构造。
如在图2i中所示，衬底100被分离。
可以根据使用准分子激光束的激光剥离(LLO)和干法/湿法蚀刻来执行衬底100的分离。
根据剥离，当具有预定波长的准分子激光束被聚焦和照射时，热能被集中在衬底100和发光结构120之间的边界上。因此，该边界被分成镓和氮化物分子。同时，衬底100的分离即刻地发生在激光束经过的区域处。
因此，如在图2j中所示，发光结构120的侧表面被蚀刻。此时，通过端点检测而检测到构成保护层180的材料以停止蚀刻，并且发光结构120的侧表面可以被部分地蚀刻。
此时，蚀刻位置可以受到控制以在正被蚀刻的发光结构120下方定位保护层180。
当发光结构120被蚀刻时，保护层180保护位于保护层下方的部分不受蚀刻影响，并且它稳定地支撑发光结构，以保护发光结构不受可能在制造过程中产生的损坏的影响。
非平坦结构形成在第一导电性类型半导体层122上，以增强光提取效率。此时，可以在形成掩模之后通过光化学湿法蚀刻(PEC)或者蚀刻来形成非平坦结构。
根据PEC，基于蚀刻液(例如，KOH或者NaOH)的数量和GaN结晶化来调节蚀刻速率I，以调节微小尺寸的非平坦的轮廓。可以周期地或者非周期地形成非平坦结构。
根据实施例，可以在第一导电性类型半导体层122的表面上形成2D光子晶体。可以通过周期地布置与光拥有的波长的一半相对应的、具有不同折射率的至少两种电介质物质来实现2D光子晶体的结构。此时，可以以相同的图案来设置每一种电介质物质。
光子晶体在第一导电性类型半导体层122的表面上形成光子带隙，以控制光的流动。
发光结构的这种凹进部和图案结构可以增加发光结构的表面面积并且相应地改进光提取效果。在发光结构的表面上形成的微型非平坦结构可以减少被吸收到发光结构中的光，并且相应地增强发光效率。
如在图2k中所示，第一电极190可以形成在第一导电性类型半导体层122的至少预定区域上和发光结构120的侧表面上。
第一电极190可以由从钼(Mo)、铬(Cr)、镍(Ni)、金(Au)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钒(V)、钨(W)、铅(Pb)、铜(Cu)、铑(Rh)和铱(Ir)以及所述金属的合金中选择的金属材料来形成。
图3是示出根据本发明的另一个实施例的发光结构的示意图。
参考图3，可以在设置在根据这个实施例的发光结构中的透明支撑层200的侧表面中形成非平坦结构，以发射从有源层124产生的光。此时，该非平坦结构可以周期地或者非周期地形成。非平坦形状不限于特定的一种形状，而是该形状可以是可变的。例如，非平坦的形状可以是包括方形、半球形、三角形、梯形、多层和多台阶的所有的单一或者多种类型。
可以在湿法蚀刻工艺、干法蚀刻工艺或者湿法/干法蚀刻工艺中形成非平坦结构。干法蚀刻可以包括等离子体蚀刻、溅射蚀刻和离子蚀刻。湿法蚀刻可以包括光化学湿法蚀刻(PEC)。
在PEC工艺的情形中，蚀刻液(例如，KOH)的数量和通过透明支撑层200的结晶化产生的蚀刻速率差异可以被调节，以调节微小尺寸的非平坦形状。在形成掩模之后，执行蚀刻以调节该非平坦形状。
结果，该发光器件形成用于朝向发光器件的侧表面引导从有源层124产生的光的路径，并且可以有效地改进侧表面发光效率。特别地，反射层140朝向透明支撑层200的前表面和侧表面反射经由透明支撑层200从有源层124在其上入射的光。因为此，可以改进光提取效率。
图4是示出根据本发明另一步实施例的发光器件的示意图。
根据这个实施例，可以在透明支撑层200下方形成非平坦结构。当根据这个实施例在透明支撑层200下方形成非平坦结构时，反射层140和导电层170可以相应地形成为非平坦结构。
在反射层140下方形成的非平坦结构可以改变在由反射层140反射之后在透明支撑层200上入射的光的反射角，以朝向透明支撑层200的侧表面发射光并且减少从有源层124吸收到发光结构中的光。由于此，可以增强发光效率。非平坦结构可以周期地或者非周期地形成。非平坦形状可以是可变的，而不限于特定的一种形状。
例如，非平坦形状可以是包括方形、半球形、三角形、梯形、多层和多台阶的所有的单一或者多种类型。
在反射层140或者透明支撑层200上形成的非平坦形状可以包括朝向发光结构形成的至少一个凸出部或者多个台阶结构。
例如，反射层140或者透明支撑层200可以由例如三层的多层来构造。
可以在湿法蚀刻工艺、干法蚀刻工艺或者湿法/干法蚀刻工艺中形成非平坦结构。此时，可以通过在形成掩模之后执行蚀刻来调节非平坦的形状。
干法蚀刻可以使用等离子体蚀刻、溅射蚀刻和离子蚀刻。湿法蚀刻可以使用光化学湿法蚀刻(PEC)。这里，在PEC工艺的情形中，蚀刻液(例如，KOH)的数量和通过GaN结晶化产生的蚀刻速率的差异可以被调节，以调节微小尺寸的非平坦形状。
根据这个实施例，透明支撑层200可以由多个多层来构造并且每一层的厚度可以被设定为属于1μm～100μm的范围。
根据实施例，在透明支撑层200下方形成的非平坦结构的结构可以是多台阶结构。
当透明支撑层200由多个层来构造时，在透明支撑层200下方形成的反射层140和导电层170可以由多个层来构造。
当在透明支撑层200下方形成多台阶结构时，反射层140和导电层170可以由相应的多台阶结构来构造。
当透明支撑层200由多个层或者台阶来构造时，透明支撑层200的侧表面区域可以被扩大，并且可以显著地改进发光器件的侧表面光提取效率。
在反射层140和导电层170由多个层来构造或者由非平坦结构来构造的情形中，发光器件可以被稳定地支撑并且可能存在减小可能在发光器件的制造过程中产生的机械损坏(断裂或者分离)的效果。
另外，根据实施例，可以在透明支撑层200的侧表面中形成光提取结构，以发射在有源层124中产生的光。由于此，可以改进发光器件的侧表面光提取效率。
根据实施例，可以在透明支撑层200的顶部上形成多个贯穿部，并且可以相应地改进在透明支撑层200和欧姆层130之间的附着性。
当根据实施例在透明支撑层200的顶部上形成非平坦结构时，透明支撑层200可以与第二导电性类型半导体层126接触。
图5是示出根据本发明又一实施例的发光器件的示意图。
参考图5，可以在由多个层或者台阶构造的透明支撑层200的侧表面中形成非平坦结构、即光提取结构，以发射从有源层124产生的光。在透明支撑层200的侧表面中形成的光提取结构可以改变在透明支撑层200的侧表面上入射的光的入射角，以仅减小在透明支撑层200的表面中产生的全反射。由于此，可以实现发光器件的侧表面光提取效果，并且可以增强光提取效率。
在透明支撑层200的侧表面中形成的光提取结构可以周期地或者非周期地形成。光提取结构的形状可以是可变的，而不限于特定的一种形状。
例如，光提取结构的形状可以包括包含方形、半球形、三角形、梯形、多层和多台阶的所有的单一或者多种类型。
光提取结构可以使用湿法蚀刻工艺、干法蚀刻工艺或者湿法/干法蚀刻工艺。此时，可以通过在形成掩模之后执行的蚀刻来调节光提取结构的形状。
干法蚀刻可以使用等离子体蚀刻、溅射蚀刻和离子蚀刻。湿法蚀刻可以使用光化学湿法蚀刻(PEC)。这里，在PEC工艺的情形中，蚀刻液(例如，KOH)的数量和通过GaN结晶化产生的蚀刻速率的差异可以被调节，以调节微小尺寸的光提取结构的形状。
结果，该发光器件形成用于朝向发光器件的侧表面发射从有源层124产生的光的路径，并且它在透明支撑层200的侧表面中形成光提取结构。由于此，该发光器件具有改进光提取效率的效果。特别地，反射层140可以朝向透明支撑层200的前表面和侧表面反射经由透明支撑层200从有源层124在其上入射的光。由于此，可以改进发光器件的光提取效率。
图6是示出根据本发明又一实施例的发光器件的示意图。
参考图6，根据这个实施例，在透明支撑层200的顶部上形成多个贯通部，以改进在透明支撑层和欧姆层130之间的附着性。换言之，透明支撑层200的预定区域可以包括通过穿过欧姆层130而与发光结构接触的多个贯通部。
当根据这个实施例在透明支撑层200的顶部上形成该多个贯通部时，透明支撑层200和第二导电性类型半导体层126可以进行接触。
在透明支撑层200的侧表面或者顶部上形成的多个贯通部可以周期地或者非周期地形成。贯通部的形状可以是可变的，而不限于特定的一种形状。
例如，贯通部的形状可以包括包含方形、半球形、三角形、梯形、多层和多台阶的所有的单一或者多种类型。
该贯通部结构可以使用湿法蚀刻工艺、干法蚀刻工艺或者湿法/干法蚀刻工艺。此时，可以通过在形成掩模之后执行蚀刻而调节贯通部的形状。
干法蚀刻可以使用等离子体蚀刻、溅射蚀刻和离子蚀刻。湿法蚀刻可以使用光化学湿法蚀刻(PEC)。这里，在PEC工艺的情形中，蚀刻液(例如，KOH)的数量和通过GaN结晶化产生的蚀刻速率的差异可以被调节，以调节微小尺寸的贯通部的形状。
图7是示出根据该实施例的发光器件的、改进的取向角度效果的示意图。
参考图7，示出的是与根据现有技术的发光器件的取向角度401相比较，根据该实施例的发光器件的取向角度402的范围被加宽。这是因为根据该实施例的发光器件如上所述地包括透明支撑层，并且因为侧表面光提取效率得以改进。
图8是示出根据本发明实施例的发光器件封装的截面视图。
如在图8中所示，根据这个实施例的发光器件封装包括：封装主体520，在封装主体520中安设的第一和第二电极511和512，在与第一和第二电极511和512电连接的情况下在封装主体520中安设的、根据该实施例的发光器件500和包围发光器件500的填充材料540。
封装主体520包括硅材料、合成材料或者金属材料。邻近于发光器件500地形成斜坡，以增强光提取效率。
第一电极511和第二电极512被相互电分离，并且它们为发光器件500提供电压。另外，第一和第二电极511和512反射从发光器件500产生的光，以仅改进光效率，并且它们向外部排出从发光器件500产生的热。
发光器件500可以安设在封装主体520或者第一电极511和第二电极512中的任一个上。
发光器件500可以通过引线结合、倒装芯片结合或者管芯结合而与第一和第二电极511和512电连接。
填充材料540包围发光器件500以保护发光器件500。在填充材料540中设置了荧光体，并且从发光器件500发射的光的波长可以被改变。
可以一个接一个地或者多个地在发光器件封装上安装根据上述实施例的发光器件，并且本发明不限于此。
根据该实施例的多个发光器件封装可以在基板上排列。作为光学元件的导光板、棱镜片和扩散片可以被布置在发光器件封装的光通道上。这种发光器件封装、基板和光学元件可以用作照明单元。本发明的另一个实施例可以被实现为包括在上述实施例中公开的半导体发光器件或者发光器件封装的显示装置、指示装置或照明系统。例如，照明系统可以包括灯和路灯。
图9是根据一个实施例的包括发光器件封装的照明设备的分解透视图。
根据这个实施例的照明设备包括用于投射光的光源720、在其中安设光源720的外壳700、用于散发由光源720产生的热的散热单元710、和用于将光源720和散热单元710连接到外壳700的保持器730。
外壳700包括连接到电插座(未示出)的插座连接器701和连接到插座连接器701并且容纳光源720的主体702。可以通过主体702来形成一个气流孔703。
在该实施例中，在外壳700的主体702上设置多个气流孔703。可以形成一个气流孔703，或者可以以图6中的辐射形状或者各种其他形状来设置多个气流孔703。
光源720包括在基板705上的多个发光器件封装704。这里，基板705可以具有能够插入到外壳700的开口中的形状，并且由具有高导热率的材料形成，以便如在以后描述地将热传递到散热单元710。
保持器730设置在光源720下方。保持器730可以包括框架和气流孔。此外，虽然未在图9中示出，但是可以在光源720下方设置光学构件，以便扩散、散射或者会聚从光源720的发光器件封装704发射的光。
图10A和10B是示出根据一个实施例的包括发光器件封装的背光源的视图。
在图10A和10B中，该背光源包括底盖810、设置在底盖810的内侧的一侧处的发光器件封装模块(未示出)、设置在底盖810的前表面上的反射板820、设置在反射板820前面以向显示器件的前部引导从发光器件封装模块发射的光的导光板830、和设置在导光板830前面的光学构件840。除了以上组件，包括背光源的该显示器件可以进一步包括设置在光学构件840前面的液晶显示器面板860、设置在液晶显示器面板860前面的顶盖870、和设置在底盖810和顶盖870之间以将底盖810和顶盖870固定到一起的固定构件850。
导光板830用于引导从发光器件封装模块(未示出)发射的光，以便将所述的光转换成表面光。设置在导光板830后面的反射板820用于朝向导光板830反射从发光器件封装模块(未示出)发射的光，以便改进光效率。
在图10A和10B中，反射板820可以设置为独立的组件，或者可以通过利用具有高反射性的材料涂覆导光板830的后表面或者底盖810的前表面来设置反射板820。
这里，反射板820可以由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的具有高反射性并且能够作为超薄类型使用的材料来形成。
此外，导光板830散射从发光器件封装模块发射的光，以便遍布液晶显示器装置的整个屏幕地均匀分布所述的光。因此，导光板830由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或者聚乙烯(PE)的具有高折射率和高透射性的材料来形成。
在导光板830上设置的光学构件840通过指定角度扩散从导光板830发射的光。光学构件840使得被导光板830引导的光能够被均匀地朝向液晶显示器面板860照射。
作为光学构件840，可以选择性地堆叠诸如扩散片、棱镜片和保护片的光学片，或者可以使用微型透镜阵列。这里，可以使用多个光学片，并且光学片可以由诸如丙烯酸树脂、聚亚安酯树脂或者硅树脂的透明树脂来形成。此外，如上所述，棱镜片可以包括荧光体片。
液晶显示器面板860可以设置在光学构件840的前表面上。这里，将会清楚，替代液晶显示器面板860地，可以设置要求光源的其他种类的显示装置。
图10B是背光源的光源部的横截面视图。
在图10B中，反射板820被安装在底盖810上，并且导光板830被安装在反射板820上。由此，反射板820可以直接地接触散热构件(未示出)。
固定有发光器件封装882的印刷电路板881可以被结合到托架812。这里，托架812可以由具有高导热率的材料形成，以便排出热以及固定发光器件封装882，并且虽然未在图中示出，但是可以在托架812和发光器件封装882之间设置热衬垫(heat pad)，以便促进热传递。
此外，托架812设置成L形状，在图10B中，托架812的水平部812a由底盖810支撑，并且托架812的竖直部812a固定印刷电路板881。
如从以上说明显而易见的是，根据一个实施例，发光器件、制造该发光器件的方法和发光器件封装可以使用AC电力来驱动。
本领域技术人员将会清楚，在不偏离本发明的精神或者范围的情况下，能够在本发明中作出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖该发明的修改和变化，如果它们落入所附权利要求和它们的等价形式的范围内。

Claims (20)

1.一种发光器件，包括：
发光结构，所述发光结构包括第一导电性类型半导体层、有源层和第二导电性类型半导体层；
反射层，所述反射层形成在所述发光结构下方；以及
透明支撑层，所述透明支撑层形成在所述发光结构和所述反射层之间，
其中，所述反射层包括朝向所述发光结构形成的至少一个凸出部并且所述凸出部的侧表面与所述透明支撑层接触。
2.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括：
电流阻挡层，所述电流阻挡层形成在所述发光结构下方，
其中，所述凸出部与所述电流阻挡层竖直地重叠。
3.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括：
欧姆层和保护层，所述欧姆层和保护层形成在所述发光结构下方，
其中，所述透明支撑层形成在所述欧姆层和所述保护层下方而非所述电流阻挡层下方。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，进一步包括：
导电层，所述导电层形成在所述反射层下方。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中，所述导电层的两个相对端部凸出以包围所述反射层。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中，所述透明支撑层由具有70％或者以上的光透射率的绝缘性材料来形成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中，所述透明支撑层由选自硅氧化物(SiO2)、钛氧化物(TiO2)和铝氧化物(Al2O3)的非导电材料或者选择性地包括材料的非导电材料来形成。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中，所述透明支撑层的厚度被设定为属于1μm～100μm的范围。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中，在所述透明支撑层的侧表面中形成光提取结构。
10.一种发光器件，包括：
发光结构，所述发光结构包括第一导电性类型半导体层、有源层和第二导电性类型半导体层；
反射层，所述反射层形成在所述发光结构下方；以及
透明支撑层，所述透明支撑层形成在所述发光结构和所述反射层之间，
其中，所述反射层包括非平坦结构，并且所述透明支撑层具有与所述非平坦结构的形状相对应的预定形状。
11.根据权利要求10所述的发光器件，其中，所述非平坦结构包括多个台阶结构。
12.根据权利要求10所述的发光器件，其中，所述透明支撑层由多层来构造，并且每层的厚度被设定为属于1μm～100μm的范围。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的发光器件，进一步包括：
导电层，所述导电层形成在所述反射层下方。
14.根据权利要求13所述的发光器件，其中，所述导电层的两个相对端部凸出以包围所述反射层。
15.根据权利要求10至12中任一项所述的发光器件，其中，所述透明支撑层由具有70％或以上的光透射率的绝缘性材料来形成。
16.根据权利要求10至12中任一项所述的发光器件，其中，所述透明支撑层由选自硅氧化物(SiO2)、钛氧化物(TiO2)和铝氧化物(Al2O3)的非导电材料或者选择性地包括材料的非导电材料来形成。
17.根据权利要求10至12中任一项所述的发光器件，其中，在所述透明支撑层的侧表面中形成光提取结构。
18.根据权利要求10至12中任一项所述的发光器件，其中，所述透明支撑层的预定区域通过穿过所述欧姆层而与所述发光结构接触。
19.根据权利要求10至12中任一项所述的发光器件，进一步包括：
欧姆层、保护层和电流阻挡层，所述欧姆层、保护层和电流阻挡层形成在所述发光结构下方，
其中，所述透明支撑层形成在所述欧姆层和所述保护层下方而非所述电流阻挡层下方。
20.一种照明设备，包括：
支撑基板，包括根据权利要求1所述的发光器件的至少两个发光器件封装位于所述支撑基板上；以及
壳体，所述壳体包括预定部，所述预定部由通过那里透射由所述发光器件封装发射的光的光透射性材料来形成。
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