CN102810615A - 发光器件以及发光器件封装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光器件以及发光器件封装。该发光器件包括：第一导电类型半导体层；有源层，布置在所述第一导电类型半导体层上；隧道结层，包括布置在所述有源层上的第二导电类型氮化物半导体层与第一导电类型氮化物半导体层，其中所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层以PN结的方式联结；第一电极，布置在所述第一导电类型半导体层上；以及第二电极，布置在所述第一导电类型氮化物半导体层上，其中所述第二电极的一部分穿过所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。利用本发明的发光器件及发光器件封装，能够提高反射系数以及光提取效率。

Description

发光器件以及发光器件封装
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2011年6月2日在韩国递交的韩国专利申请第10-2011-0053181号的优先权，在此通过参考引入该申请的全部内容，如同将其完整地叙述于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种发光器件以及发光器件封装。
背景技术
一般而言，发光二极管(在下文中，称为“LED”)为一种利用电子和空穴之间的复合(其为化合物半导体的特性之一)将电信号转换成红外光、可见光或其它形式的光以发送和接收信号的半导体器件。
一般而言，LED被用于家用电器、远程控制器、电子公告牌、指示器、各种自动化器具、光学通信等。LED可被分类为红外发光二极管(IRED)或可见发光二极管(VLED)。
从LED发出的光的频率(或波长)为半导体材料的带隙的函数。如果使用具有窄带隙的半导体材料，则生成具有低能量和长波长的光子。另一方面，如果使用具有宽带隙的半导体材料，则生成具有短波长的光子。因此，基于待发出的光的种类来选择器件的半导体材料。
发明内容
本发明实施例提供了具有提高的反射系数以及光提取效率的发光器件以及发光器件封装。
在一个实施例中，一种发光器件包括：第一导电类型半导体层；有源层，布置在所述第一导电类型半导体层上；隧道结层(tunneljunction layer)，包括布置在所述有源层上的第二导电类型氮化物半导体层与第一导电类型氮化物半导体层，其中所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层以PN结的方式联结(PN junctioned)；第一电极，布置在所述第一导电类型半导体层上；以及第二电极，布置在所述第一导电类型氮化物半导体层上，其中所述第二电极的一部分穿过所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。
第二电极可包括：第一接触部，与所述第一导电类型氮化物半导体层的上表面以及所述第一导电类型氮化物半导体层的贯穿部分(through portion)欧姆接触；以及第二接触部，与所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。
所述第二导电类型氮化物半导体层的一部分可位于所述第二接触部与所述有源层之间。
所述隧道结层可具有至少一个凹陷，所述第二导电类型氮化物半导体层通过所述至少一个凹陷被暴露，并且所述第二电极可布置在所述至少一个凹陷的上表面和侧表面上。
所述第二电极的一个部分可与通过所述至少一个凹陷被暴露的所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。
所述第二电极的一个部分可与通过所述至少一个凹陷被暴露的所述第一导电类型氮化物半导体层欧姆接触。
所述第二接触部与所述第二电极可在垂直方向上交叠(overlap)。所述第一导电类型氮化物半导体层可包括多个第一导电类型覆层，所述多个第一导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第一掺杂物。所述第二导电类型氮化物半导体层可包括多个第二导电类型覆层，所述多个第二导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第二掺杂物。
所述有源层可发出具有250nm到340nm的波长的光。所述第一电极和所述第二电极可为包括Al、Al/Ti或Al合金的反射电极。
在另一个实施例中，一种发光器件包括：第一导电类型半导体层；有源层，布置在所述第一导电类型半导体层上；隧道结层，包括布置在所述有源层上的第二导电类型氮化物半导体层与第一导电类型氮化物半导体层，其中所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层以PN结的方式联结；第一电极，布置在所述第一导电类型半导体层上；至少一个凹陷，形成在所述隧道结层中，并且通过所述至少一个凹陷暴露所述第二导电类型氮化物半导体层；透光介电层，填充在所述至少一个凹陷中；以及第二电极，布置在所述透光介电层与所述第一导电类型氮化物半导体层上。
所述透光介电层可与所述第二电极在垂直方向上交叠。所述第一导电类型氮化物半导体层可包括多个第一导电类型覆层，所述多个第一导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第一掺杂物。所述第二导电类型氮化物半导体层可包括多个第二导电类型覆层，所述多个第二导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第二掺杂物。
在又一个实施例中，一种发光器件封装包括：基台；第一金属层和第二金属层，布置在所述基台上；发光器件，布置在所述基台上；第一缓冲单元，将所述发光器件与所述第一金属层电互连；以及第二缓冲单元，将所述发光器件与所述第二金属层电互连，其中所述发光器件为根据实施例的发光器件之一。
附图说明
参见如下的附图来详细描述本发明的设置和实施例，附图中类似的附图标记指代类似的元件，其中：
图1为示出根据第一实施例的发光器件的剖视图；
图2为示出根据第二实施例的发光器件的剖视图；
图3为示出根据第三实施例的发光器件的剖视图；
图4为示出根据第四实施例的发光器件的剖视图；
图5为示出铝、金以及银基于光的波长的反射系数的视图；
图6为示出根据第五实施例的发光器件的剖视图；
图7为示出根据第六实施例的发光器件的剖视图；
图8为示出根据一实施例的发光器件封装的剖视图；
图9为示出用于倒装芯片的一般的深紫外(DUV)发光器件的视图；
图10为示出根据一实施例的照明设备的分解透视图；
图11A为示出根据一实施例的包括发光器件封装的显示设备的视图；以及
图11B为示出图11A所示的显示设备的光源的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参见附图描述实施例。将理解，当元件被称为位于另一元件“上”或“下”时，其可以直接位于该元件上/下，并且也可存在一个或多个插入元件。当元件被称为位于“上”或“下”时，可基于元件来包括“位于元件下”以及“位于元件上”。
在附图中，为了描述的方便和清楚起见，各个层的尺寸可被夸大、省略或示意性的示出。此外，各个元件的尺寸不表示其实际尺寸。此外，尽可能在全部附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。在下文中，将参见附图描述根据实施例的发光器件、发光器件封装、照明设备以及显示设备。
图1为示出根据第一实施例的发光器件100的剖视图。参见图1，发光器件100包括衬底(substrate)110、缓冲层112、第一导电类型半导体层115、有源层120、隧道结层125、第一导电类型第一电极152以及第一导电类型第二电极154。
衬底110可为透光衬底。例如，衬底110可择自包括蓝宝石衬底(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3以及GaAs的群组。可在衬底110的上表面处形成不规则图案。
缓冲层112布置在衬底110与第一导电类型半导体层115之间。缓冲层112可减轻由于衬底110与第一导电类型半导体层115之间的晶格常数和热膨胀系数的差所引起的应力。由于通过缓冲层112减轻了应力，从而防止在第一导电类型半导体层115、布置在第一导电类型半导体层115上的有源层120、以及隧道结层125中生成由于应力所引起的裂缝。
第一导电类型半导体层115布置在缓冲层112与有源层120之间。第一导电类型半导体层115可为氮化物半导体层。第一导电类型半导体层115可为具有分子式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)且掺杂有n型掺杂物(例如Si、Ge或Sn)的半导体层。例如，第一导电类型半导体层115可择自InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN以及InN，并且可掺杂有n型掺杂物(例如Si、Ge或Sn)。
有源层120布置在第一导电类型半导体层115上。有源层120可由III-V族元素化合物半导体材料形成。有源层120可被配置为具有择自量子线结构、量子点结构、单量子阱(SQW)结构以及多量子阱(MQW)结构的至少之一。
如果有源层120被配置为具有量子阱结构，则有源层120可包括具有分子式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的阱层以及具有分子式InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1，0≤b≤1，0≤a+b≤1)的阻挡层。阱层的能带隙可低于阻挡层的能带隙。
图1所示的有源层120可发出具有250nm到340nm波长的光，即深紫外(DUV)光。
隧道结层125包括第二导电类型氮化物半导体层130和第一导电类型氮化物半导体层140。第二导电类型氮化物半导体层130和第一导电类型氮化物半导体层140可以以PN结的方式联结。
第二导电类型氮化物半导体层130可具有分子式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)并掺杂有第二导电类型掺杂物(例如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba)。
例如，第二导电类型氮化物半导体层130可择自InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN以及InN，并可掺杂有p型掺杂物(例如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba)。
第二导电类型氮化物半导体层130可包括单层或多层。例如，第二导电类型氮化物半导体层130可包括多个第二导电类型覆层132、134以及136。第二导电类型覆层132、134以及136可具有不同浓度和/或成分的第二导电类型掺杂物。
例如，距离有源层120更远的第二导电类型覆层可具有更高浓度的第二导电类型掺杂物。
例如，第二导电类型氮化物半导体层130可包括p-AlGaN层132、p-GaN层134以及p+GaN层136。此处，p+可比p具有更高的掺杂物浓度。
第一导电类型氮化物半导体层140可具有分子式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y1，0≤x+y≤1)并掺杂有第一导电类型掺杂物。例如，第一导电类型氮化物半导体层140可掺杂有n型掺杂物(例如Si、Ge或Sn)作为第一导电类型掺杂物。
第一导电类型氮化物半导体层140可包括单层或多层。例如，第一导电类型氮化物半导体层140可包括多个第一导电类型覆层142和144。第一导电类型覆层142和144可具有不同浓度和/或成分的第一导电类型掺杂物。例如，距离有源层120较近的第一导电类型覆层可具有较高的掺杂物浓度。
例如，第一导电类型氮化物半导体层140可包括n+GaN层142和n-GaN层144。此处，n+可比n具有更高的掺杂物浓度。
第一导电类型第一电极152可布置在第一导电类型半导体层115上。例如，隧道结层125、有源层120以及第一导电类型半导体层115可被蚀刻以暴露部分的第一导电类型半导体层115。第一导电类型第一电极152可布置在第一导电类型半导体层115的暴露部分上。第一导电类型第二电极154可布置在隧道结层125上。
第一导电类型第一电极152可与第一导电类型半导体层115欧姆接触。第一导电类型第二电极154可与隧道结层125的第一导电类型氮化物半导体层140欧姆接触。
第一导电类型第一电极152和第一导电类型第二电极154可为由能够与n型氮化物半导体层具有欧姆接触的反射材料所形成的反射电极。第一导电类型第一电极152和第一导电类型第二电极154可与n型氮化物半导体层欧姆接触，并且可与p型氮化物半导体层肖特基接触。
例如，第一导电类型第一电极152和第一导电类型第二电极154可由Al、Al/Ti或Al合金(例如Ti/Al合金)形成。由于可在相同工艺中使用相同材料形成第一导电类型第一电极152和第一导电类型第二电极154，从而可降低用于形成电极的沉积工艺的数目。
如果反向偏置通过第一导电类型第一电极152和第一导电类型第二电极154被施加到隧道结层125，则第二导电类型氮化物半导体层130的价带中的电子隧穿(tunnel)到第一导电类型氮化物半导体层140。结果是，在第二导电类型氮化物半导体层130中生成空穴，并且空穴通过反向偏置被注入到有源层120中。
有源层120可以将从第二导电类型氮化物半导体层130注入的空穴与从第一导电类型氮化物半导体层140注入的电子复合，以生成光。
图9为示出一般的水平DUV发光器件1的视图。参见图9，发光器件1包括衬底10、缓冲层15、n型半导体(例如n-GaN)层20、有源层30、p型半导体(例如p-GaN)层40和50、第一电极62以及第二电极64。
在水平DUV发光器件1中，p型半导体层40和50与第二电极64欧姆接触。第二电极64(其用作反射层)由Ni/Au或Ag形成。
然而，p-GaN相对于具有360nm或更低的波长的光表现出高吸收率，并且银(Ag)或金(Au)相对于具有360nm或更低的波长的光表现出低反射系数。
图5为示出铝(Al)、金(Au)以及银(Ag)基于光的波长的反射系数的视图。参见图5，Au相对于具有360nm或更低波长的光表现出40％或更低的反射系数，并且Ag相对于具有360nm或更低波长的光表现出30％或更低的反射系数。另一方面，Al相对于具有360nm或更低波长的光表现出90％或更高的反射系数。
铝(Al)容易与第一导电类型半导体(例如，n-GaN)层欧姆接触，但是不容易与第二导电类型半导体(例如，p-GaN)层欧姆接触。
实施例使用相对于DUV光表现出高反射系数的铝(Al)或铝合金作为构成电极152和154的材料。实施例包括具有隧道结层125的结构，以容易地实现电极152和154的欧姆接触。因此，在实施例中，能够提高反射系数和光提取效率。
图2为示出根据第二实施例的发光器件200的剖视图。由相同的附图标记表示第二实施例与图1所示的第一实施例的部件相同的部件，并且将不对其给出重复描述。
参见图2，发光器件200包括衬底110、缓冲层112、第一导电类型半导体层115、有源层120、隧道结层125、第一导电类型第一电极152以及第一导电类型第二电极210。
隧道结层125包括第二导电类型氮化物半导体层130和第一导电类型氮化物半导体层140。第二导电类型氮化物半导体层130和第一导电类型氮化物半导体层140可以以PN结的方式联结。
第一导电类型第二电极210可布置在第一导电类型氮化物半导体层140上。第一导电类型第二电极210的一部分可通过第一导电类型氮化物半导体层140与第二导电类型氮化物半导体层130肖特基接触。
第一导电类型第二电极210可包括第一接触部201和位于第一接触部201下方的第二接触部203。第一接触部201可为这样一个部分，其与第一导电类型氮化物半导体层140的上表面和第一导电类型氮化物半导体层140的贯穿部分(through portion)欧姆接触。第二接触部203可为这样一个部分，其穿过第一导电类型氮化物半导体层140与第二导电类型氮化物半导体层130肖特基接触。第二导电类型氮化物半导体层130的一部分位于第二接触部203与有源层120之间。第二接触部203和有源层120彼此间隔开，从而使得第二接触部203和有源层120彼此不接触。
第二导电类型氮化物半导体层130可包括位于第二接触部203与有源层120之间的至少一个第二导电类型覆层(例如132)。
隧道结层125可具有至少一个凹陷220，通过该凹陷220暴露出第二导电类型氮化物半导体层130。例如，隧道结层125可暴露第二导电类型覆层132、134以及136中的至少一个。
第一导电类型第二电极210的一部分布置在凹陷220中，从而使得第一导电类型第二电极210可与第一导电类型氮化物半导体层140通过凹陷220暴露的部分欧姆接触，并且可与第二导电类型氮化物半导体层130通过凹陷220暴露的部分肖特基接触。电流不会流到第一导电类型第二电极210与第二导电类型氮化物半导体层130之间的肖特基接触界面212。因此，肖特基接触界面212可用作电流阻挡层以防止电流聚集。
在第二实施例中，电流聚集被肖特基接触界面212所抑制，从而提高了发光器件200的发光效率。
图3为示出根据第三实施例的发光器件300的剖视图。由相同的附图标记表示第三实施例与图1所示的第一实施例的部件相同的部件，并且将不对其给出重复描述。
参见图3，发光器件300包括衬底110、缓冲层112、第一导电类型半导体层115、有源层120、隧道结层125、第一导电类型第一电极152以及第一导电类型第二电极315。
隧道结层125可具有至少一个凹陷302，通过该凹陷302暴露出第二导电类型氮化物半导体层130。例如，可通过凹陷302暴露第二导电类型覆层132、134以及136中的至少一个。
第一导电类型第二电极315布置在凹陷302的侧表面和下表面上，并且布置在第一导电类型氮化物半导体层140上。第一导电类型第二电极315可与导电类型氮化物半导体层130的暴露部分肖特基接触。
第一导电类型第二电极315可包括第一接触部311和第二接触部312。
第一接触部311可与第一导电类型氮化物半导体层140的上表面和第一导电类型氮化物半导体层140通过凹陷302暴露的部分欧姆接触。
第二接触部312可与第二导电类型氮化物半导体层130通过凹陷302暴露的部分肖特基接触。
第二导电类型氮化物半导体层130的一部分位于第二接触部312与有源层120之间。第二接触部312和有源层120彼此间隔开，从而第二接触部312和有源层120彼此不接触。例如，第二导电类型覆层132、134以及136中的至少一个可位于第二接触部312与有源层120之间。
电流不会顺利地流到第一导电类型第二电极315与第二导电类型氮化物半导体层130之间的肖特基接触界面212。因此，肖特基接触界面212可用作电流阻挡层以防止电流聚集。因此，在第三实施例中，电流聚集被肖特基接触界面212所抑制，从而提高了发光器件300的发光效率。
此外，在第二和第三实施例中，具有凹陷220和302的隧道结层125的厚度比其它部分的厚度薄。因此，光吸收率低，并且第一导电类型第二电极210和315的反射系数提高，从而提高了光提取效率。
因此，在第二和第三实施例中，发光效率和反射系数相比于第一实施例有所提高。
图4为示出根据第四实施例的发光器件400的剖视图。由相同的附图标记表示第四实施例与图1所示的第一实施例的部件相同的部件，并且将不对其给出重复描述。
参见图4，发光器件400包括衬底110、缓冲层112、第一导电类型半导体层115、有源层120、隧道结层125、介电层410、第一导电类型第一电极152以及第一导电类型第二电极420。
隧道结层125可具有至少一个凹陷401。通过凹陷401可暴露出第二导电类型氮化物半导体层130。例如，可通过凹陷401暴露第二导电类型覆层132、134以及136中的至少一个。
至少一个第二导电类型覆层(例如132)可位于凹陷401的下表面与有源层120之间。可替代地，第一导电类型覆层142和144及第二导电类型氮化物半导体层130中的至少一个可位于凹陷401的下表面与有源层120之间。
凹陷401填充有介电层410。介电层410可为透光绝缘材料，包括择自SiO2、SiNx、TiO2、Ta2O3、SiON以及SiCN中的至少一种。
第一导电类型第二电极420布置在隧道结层125和介电层410上。例如，第一导电类型第二电极420可布置在第一导电类型氮化物半导体层140和介电层410上。第一导电类型第二电极420的至少一个部分可在垂直方向上与介电层410交叠。垂直方向可为从第一导电类型半导体层115到隧道结层125的方向。第一导电类型第二电极420可与第一导电类型氮化物半导体层140具有欧姆接触。
电流不会流经第一导电类型第二电极420下方的介电层410。因此，介电层410可用作电流阻挡层以防止电流聚集。因此，在第四实施例中，电流聚集被介电层410所抑制，从而提高了发光器件400的发光效率。
图6为示出根据第五实施例的发光器件500-1的剖视图。参见图6，发光器件500-1包括第二电极层310、保护层320、发光结构340、钝化层350以及第一电极360。
第二电极层310可支撑发光结构340并且可将第一电源(例如负电源)供应到发光结构340。第二电极层310可包括支撑层301和反射层305。
支撑层301可为包括择自铜(Cu)、钨(W)以及钼(Mo)的至少之一的金属层。可替代地，支撑层301可包括择自Si、Ge、GaAs、ZnO以及SiC的至少之一。
反射层305可布置在支撑层301与发光结构340之间。反射层305可由包括择自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au以及Hf的至少之一的金属或金属合金形成。
接合层(未示出)布置在支撑层301与反射层305之间。接合层可用于防止金属离子从支撑层301扩散，并用于接合支撑层301与反射层305。例如，接合层可包括择自Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag以及Ta的至少之一。
保护层320布置在第二电极层310的边缘上。例如，保护层320可布置在支撑层301的边缘上。可替代地，保护层320可布置在反射层305的边缘上。
保护层320在用于单元芯片分割的发光结构340的隔离蚀刻期间，防止发光结构340和第二电极层310在其间的界面处彼此分离，从而防止发光器件500-1的可靠性变差。保护层320可由电绝缘材料(electrically dielectricmaterial)形成，例如ZnO、SiO2、Si3N4、TiOx(x为正实数)或Al2O3。
发光结构340布置在第二电极层310上。在用于单元芯片分割的发光结构340的隔离蚀刻期间，发光结构340的侧表面可以是倾斜的。
发光结构340包括隧道结层330、有源层344以及第一导电类型半导体层346。
隧道结层330包括第一导电类型氮化物半导体层332与第二导电类型氮化物半导体层334。第一导电类型氮化物半导体层332与第二导电类型氮化物半导体层334可以PN结的方式联结。
此处，第一导电类型氮化物半导体层332可与图1所示的第一导电类型氮化物半导体层140相同，并且第二导电类型氮化物半导体层334可与图1所示的第二导电类型氮化物半导体层130相同。因此，尽管图6中并未示出，然而第一导电类型氮化物半导体层332可包括多个第一导电类型覆层，例如n+GaN层与n-GaN层。此外，第二导电类型氮化物半导体层334可包括多个第二导电类型覆层，例如p-AlGaN层、p-GaN层以及p+GaN层。
第二电极层310可与第一导电类型氮化物半导体层332欧姆接触。例如，反射层305可与第一导电类型氮化物半导体层332欧姆接触。
第二电极层310的一部分可穿过第一导电类型氮化物半导体层332与第二导电类型氮化物半导体层334肖特基接触。
例如，反射层305的一部分可穿过第一导电类型氮化物半导体层332与第二导电类型氮化物半导体层334肖特基接触。
第二电极层310可包括第一接触部362与第二接触部364。例如，反射层305可包括第一接触部362与第二接触部364。
第一接触部362可为这样一个部分，其与第一导电类型氮化物半导体层332的一个表面和第一导电类型氮化物半导体层332的贯穿部分欧姆接触。第二接触部364可为这样一个部分，其穿过第一导电类型氮化物半导体层332与第二导电类型氮化物半导体层334肖特基接触。
第二导电类型氮化物半导体层334可位于第二接触部364与有源层344之间。第二接触部364和有源层344彼此不接触。即，至少一个第二导电类型覆层可位于第二接触部364与有源层344之间。第二接触部364可在垂直方向上与第一电极360交叠。垂直方向可为从第一导电类型半导体层346到隧道结层330的方向。
电流不会流到第二电极层310与第二导电类型氮化物半导体层334之间的肖特基接触界面。因此，第二接触部364可用作电流阻挡层以防止电流聚集。
在第五实施例中，电流聚集被第二接触部364所抑制，从而提高了发光器件500-1的发光效率。
钝化层350裹覆(wrap)发光结构340的侧边，以对发光结构340进行电防护。钝化层350可接触保护层320。钝化层350可由透光介电材料形成，例如SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4或Al2O3。
有源层344和第一导电类型半导体层346可与图1中所示的有源层和第一导电类型半导体层相同。第一导电类型半导体层346的表面可具有粗糙部370以提高光提取效率。
图7为示出根据第六实施例的发光器件500-2的剖视图。由相同的附图标记表示第六实施例与图6所示的第五实施例的部件相同的部件，并且将不对其给出重复描述。
参见图7，发光器件500-2包括第二电极层310-1、保护层320、介电层430、发光结构340、钝化层350以及第一电极360。
第二电极层310-1包括支撑层301和反射层305-1。支撑层301可与第一导电类型氮化物半导体层332欧姆接触。例如，反射层305-1可与第一导电类型氮化物半导体层332欧姆接触。
隧道结层330可具有至少一个凹陷405。第二导电类型氮化物半导体层334可通过凹陷405被暴露。可替代地，至少一个第一导电类型覆层可通过凹陷405被暴露。
至少一个第二导电类型覆层可位于凹陷405与有源层344之间。可替代地，至少一个第一导电类型覆层和第二导电类型氮化物半导体层334可位于凹陷405与有源层344之间。
凹陷405填充有介电层430。介电层430可包括择自SiO2、SiNx、TiO2、Ta2O3、SiON以及SiCN中的至少一种。介电层430的至少一个部分可在垂直方向上与第一电极360交叠。
介电层430位于第二电极层310-1与第二导电类型氮化物半导体层334之间。电流不流经介电层430。因此，介电层430可用作电流阻挡层以防止电流聚集。因此，在第六实施例中，电流聚集被介电层430所抑制，从而提高了发光器件500-2的发光效率。
图8为示出根据一实施例的发光器件封装600的剖视图。由相同的附图标记表示本实施例与图1所示的第一实施例的部件相同的部件，并且将不对其给出重复描述。
参见图8，发光器件封装600包括基台(submount)610、发光器件501、第一金属层222、第二金属层224、第一缓冲单元(bump unit)230以及第二缓冲单元240。
设置基台610以在其上安装发光器件501。可使用封装体或印刷电路板来实现基台610。可以以发光器件501能够倒装芯片接合至基台610的各种形式来配置该基台610。
发光器件501安装在基台610上。发光器件501可经由第一缓冲单元230和第二缓冲单元240电连接到基台610。
图8所示的发光器件501可为根据第一实施例的发光器件。然而，发光器件501不限于此。发光器件501可为根据第二到第四实施例的发光器件之一。在图8中，图1所示的发光器件以翻转状态示出。
基台610布置在第一导电类型第一电极152和第一导电类型第二电极154下方。即，第一导电类型第一电极152和第一导电类型第二电极154可被布置为面对基台610。
基台610可包括树脂，例如聚邻苯二甲酰胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)、聚酰胺9T(PA9T)、金属、感光玻璃、蓝宝石、陶瓷或印刷电路板。然而，根据本实施例的基台610不限于此。
第一金属层222和第二金属层224布置在基台610的上表面处，使得第一金属层222和第二金属层224可彼此电气分离。此处，基台610的上表面可为与发光器件501相对的表面。
第一金属层222和第一导电类型第一电极152可沿垂直方向排列(align)，并且第二金属层224和第一导电类型第二电极154可沿垂直方向排列。此处，垂直方向可为从基台610到发光器件501的方向。
第一缓冲单元230和第二缓冲单元240可布置在基台610上，从而使得第一缓冲单元230和第二缓冲单元240可彼此电气分离。第一缓冲单元230可布置在第一导电类型第一电极152与第一金属层222之间，以使第一导电类型第一电极152与第一金属层222电互连。第二缓冲单元240可布置在第一导电类型第二电极154、210、310或420与第二金属层224之间，以使第一导电类型第二电极154、210、310或420与第二金属层224电互连。
第一缓冲单元230可包括第一防扩散接合层232、第一缓冲器236以及第二防扩散接合层234。第一缓冲器236可布置在第一导电类型第一电极152与第一金属层222之间，以使第一导电类型第一电极152与第一金属层222电互连。
第一防扩散接合层232可布置在第一导电类型第一电极152与第一缓冲器236之间，以接合第一导电类型第一电极152与第一缓冲器236。第一防扩散接合层232可提高第一缓冲器236与第一导电类型第一电极152之间的接合力，并防止在第一缓冲器236中包含的离子经过第一导电类型第一电极152渗透或扩散到第一导电类型半导体层115中。
第二防扩散接合层234可布置在第一缓冲器236与第一金属层222之间，以接合第一缓冲器236与第一金属层222。第二防扩散接合层234可提高第一缓冲器236与第一金属层222之间的接合力，并防止在第一缓冲器236中包含的离子经过第一金属层222渗透或扩散到基台610中。
第二缓冲单元240可包括第三防扩散接合层242、第二缓冲器246以及第四防扩散接合层244。第二缓冲器246可布置在第一导电类型第二电极154与第二金属层224之间，以使第一导电类型第二电极154与第二金属层224电互连。
第三防扩散接合层242可布置在第一导电类型第二电极154与第二缓冲器246之间，以接合第一导电类型第二电极154与第二缓冲器246。第三防扩散接合层242可提高第二缓冲器246与第一导电类型第二电极154之间的接合力，并防止在第二缓冲器246中包含的离子经过第一导电类型第二电极154渗透或扩散到隧道结层125中。
第四防扩散接合层244可布置在第二缓冲器246与第二金属层224之间，以接合第二缓冲器246与第二金属层224。第四防扩散接合层244可提高第二缓冲器246与第二金属层224之间的接合力，并防止在第二缓冲器246中包含的离子经过第二金属层224渗透或扩散到基台610中。
第一到第四防扩散接合层232、234、242以及244可由择自Pt、Ti、W/Ti以及Au或它们的合金中的至少之一所形成。第一缓冲器236和第二缓冲器246可包括择自钛(Ti)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)以及锡(Sn)的至少之一。
发光器件封装600包括发光器件501，该发光器件501包含有第一导电类型第一电极152以及第一导电类型第二电极154，其由相对于DUV光表现出高反射系数的铝或铝合金形成。发光器件501包括具有PN结的隧道结层125，以在第一导电类型第一电极152与第一导电类型第二电极154之间容易地实现欧姆接触。因此，在发光器件封装600中，提高了对于具有250nm到340nm的波长的光的反射系数，并且提高了光提取效率。
可在板上布置多个发光器件封装600(图8示出了其中一个发光器件封装600)。光学组件(如导光板、棱镜片或漫射片(diffusion sheet))可布置在发光器件封装600的光学路径上。发光器件封装、衬底以及光学组件可用作背光单元。
在其它实施例中，可实现包括根据前述实施例之一的发光器件或发光器件封装的显示设备、指示设备以及照明系统。例如，照明系统可包括灯和街灯。
图10为示出根据一实施例的照明设备的分解透视图。
参见图10，照明设备包括光源750、其中安装有光源750的壳体700、用于从光源750散热的吸热件(heat sink)740、以及将光源750和吸热件740耦接到壳体700的支撑件(holder)760。
壳体700包括耦接到电插座(未示出)的插座耦接部710、以及连接到插座耦接部710的主体部730(其中安装有光源750)。主体部730可具有气流孔720。
可替代地，多个气流孔720可形成在壳体700的主体部730中。即，可设置一个或多个气流孔720。多个气流孔720可以以放射状的方式或以各种其它方式布置在主体部730处。
光源750包括设置在板754上的多个发光器件封装752。板754可以形成为能够插入到壳体700的开口内的形状。如下文所述，板754可由表现出高导热性以将热传送到吸热件740的材料形成。每个发光器件封装可为前述实施例之一。
支撑件760设置在光源750下方。支撑件760可具有框架和另一气流孔。此外，尽管未示出，然而光学组件可被设置在光源750下方，以漫射、散射或会聚从光源750的发光器件封装752发出的光。
图11A为示出根据一实施例的包括发光器件封装的显示设备的视图；以及图11B为示出图11A所示的显示设备的光源的剖视图。
参见图11A和图11B，显示设备包括背光单元、液晶显示面板860、顶盖870以及固定组件850。
背光单元包括底盖810、设置在底盖810中并处于底盖810一侧的发光模块880、布置在底盖810前方的反射板820、布置在反射板820前方以将从发光模块880发出的光导向显示设备前部的导光板830、以及布置在导光板830前方的光学组件840。液晶显示面板860布置在光学组件840的前方。顶盖870设置在液晶显示面板860的前方。固定组件850布置在底盖810与顶盖870之间以固定底盖810和顶盖870。
导光板830用于导引从发光模块880发出的光，从而使光能够以表面发射方式被发射。布置在导光板830后方的反射板820用于将从发光模块880发出的光向导光板830反射，从而提高光效。尽管在附图中显示反射板820被设置为分离部件，然而导光板830的后部或底盖810的前部可涂覆有表现出高反射系数的材料以形成反射板820。反射板820可由表现出高反射系数的材料形成，并且可以形成为非常薄的形状。例如，反射板820可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
导光板830对从发光模块880发出的光进行散射，从而使光可被均匀地分布在液晶显示面板上。为此目的，导光板830由表现出高的折射率及透射率的材料形成。例如，导光板830可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚乙烯(PE)形成。
光学组件840设置在导光板830上从而以预定角度漫射从导光板830发出的光。由导光板830引导的光通过光学组件840被均匀地照射到液晶显示面板860。光学片(例如漫射片、棱镜片或保护片)可被选择性地堆叠以构成光学组件840。可替代地，可使用微透镜阵列。可使用多个光学片。光学片可由透明树脂(例如丙烯酸树脂、聚亚安酯树脂或硅树脂)形成。在棱镜片中可包含荧光片。
液晶显示面板860可设置在光学组件840的前方。除了液晶显示面板860之外，也可设置需要光源的其它种类的显示设备。反射板820布置在底盖810上，导光板830布置在反射板820上。结果是，反射板820可与吸热件(未示出)直接接触。发光模块880包括发光器件封装881与印刷电路板882。发光器件封装881安装在印刷电路板882上。图8所示的发光器件封装可被用作发光器件封装881。
印刷电路板882可接合到支架812。支架812固定发光器件封装881。支架812可由表现出高导热性的材料形成以散发热量。尽管未示出，然而可在支架812与发光器件封装881之间设置热垫(heat pad)以容易地实现热传递。如附图所示，支架812形成为L形，从而使得水平部分812a可被底盖810支撑，并且垂直部分812b可固定印刷电路板882。
如同在上述描述中显而易见的，实施例提供了具有提高的反射系数以及光提取效率的一种发光器件以及一种发光器件封装。
虽然以上参考本发明的多个示例性实施例而对实施例进行了描述，但应理解的是，本领域普通技术人员可以设计出落在此公开原理的精神和范围内的大量的其它变化和实施例。更具体地，可以在此公开、附图以及所附权利要求书的范围内对组件和/或主要组合排列中的设置进行各种改变与变化。除了组件和/或设置的改变与变化之外，替代性的应用对本领域普通技术人员而言也是显而易见的。

Claims (20)

1.一种发光器件，包括：
第一导电类型半导体层；
有源层，布置在所述第一导电类型半导体层上；
隧道结层，包括布置在所述有源层上的第二导电类型氮化物半导体层与第一导电类型氮化物半导体层，其中所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层以PN结的方式联结；
第一电极，布置在所述第一导电类型半导体层上；以及
第二电极，布置在所述第一导电类型氮化物半导体层上，其中所述第二电极的一部分穿过所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第二电极包括：
第一接触部，与所述第一导电类型氮化物半导体层的上表面以及所述第一导电类型氮化物半导体层的贯穿部分欧姆接触；以及
第二接触部，与所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。
3.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述第二导电类型氮化物半导体层的一部分位于所述第二接触部与所述有源层之间。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的发光器件，其中
所述隧道结层具有至少一个凹陷，所述第二导电类型氮化物半导体层通过所述至少一个凹陷被暴露；以及
所述第二电极布置在所述至少一个凹陷的上表面和侧表面上。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述第二电极的一个部分与通过所述至少一个凹陷被暴露的所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。
6.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述第二电极的一个部分与通过所述至少一个凹陷被暴露的所述第一导电类型氮化物半导体层欧姆接触。
7.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述第二接触部与所述第二电极在垂直方向上交叠。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的发光器件，其中所述第一导电类型氮化物半导体层包括多个第一导电类型覆层，所述多个第一导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第一掺杂物。
9.根据权利要求8所述的发光器件，其中所述第二导电类型氮化物半导体层包括多个第二导电类型覆层，所述多个第二导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第二掺杂物。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的发光器件，其中所述有源层发出具有250nm到340nm的波长的光。
11.根据权利要求1-10中任一权利要求所述的发光器件，其中所述第一电极和所述第二电极为包括Al、Al/Ti或Al合金的反射电极。
12.一种发光器件，包括：
第一导电类型半导体层；
有源层，布置在所述第一导电类型半导体层上；
隧道结层，包括布置在所述有源层上的第二导电类型氮化物半导体层与第一导电类型氮化物半导体层，其中所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层以PN结的方式联结；
第一电极，布置在所述第一导电类型半导体层上；
至少一个凹陷，形成在所述隧道结层中，并且通过所述至少一个凹陷暴露所述第二导电类型氮化物半导体层；
透光介电层，填充在所述至少一个凹陷中；以及
第二电极，布置在所述透光介电层与所述第一导电类型氮化物半导体层上。
13.根据权利要求12所述的发光器件，其中所述透光介电层与所述第二电极在垂直方向上交叠。
14.根据权利要求12或13所述的发光器件，其中所述第一导电类型氮化物半导体层包括多个第一导电类型覆层，所述多个第一导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第一掺杂物。
15.根据权利要求14所述的发光器件，其中所述第二导电类型氮化物半导体层包括多个第二导电类型覆层，所述多个第二导电类型覆层具有不同浓度和/或成分的第二掺杂物。
16.根据权利要求12到15中任一权利要求所述的发光器件，其中所述有源层发出具有250nm到340nm的波长的光。
17.根据权利要求12到16中任一权利要求所述的发光器件，其中所述第一电极和所述第二电极为包括Al、Al/Ti或Al合金的反射电极。
18.一种发光器件封装，包括：
基台；
第一金属层和第二金属层，布置在所述基台上；
发光器件，布置在所述基台上；
第一缓冲单元，将所述发光器件与所述第一金属层电互连；以及
第二缓冲单元，将所述发光器件与所述第二金属层电互连，其中所述发光器件包括：
透光衬底；
第一导电类型半导体层，布置在所述透光衬底上；
有源层，布置在所述第一导电类型半导体层上；
隧道结层，包括布置在所述有源层上的第二导电类型氮化物半导体层与第一导电类型氮化物半导体层，其中所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层以PN结的方式联结；
第一电极，布置在所述第一导电类型半导体层上；以及
第二电极，布置在所述第一导电类型氮化物半导体层上，其中所述第二电极的一部分穿过所述第一导电类型氮化物半导体层与所述第二导电类型氮化物半导体层肖特基接触。
19.根据权利要求18所述的发光器件封装，其中所述发光器件的有源层发出具有250nm到340nm的波长的光。
20.根据权利要求18或19所述的发光器件封装，其中所述第一电极和所述第二电极为包括Al、Al/Ti或Al合金的反射电极。
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