CN104966770B - 发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光器件。在一个实施例中，发光器件包括：发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层、以及在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间的有源层；和在有源层和第二导电类型半导体层之间的抗电流泄漏层。第一导电类型半导体层包括多个沟槽。沿着沟槽形成有源层。与第二导电类型半导体层相邻的抗电流泄漏层的表面是平坦的。

Description

发光器件
本申请是2011年2月18日提交的申请号为201110042266.9，发明名称为“发光器件”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光器件。
背景技术
发光二极管(LED)是将电流转换为光的半导体发光器件。近年来，随着LED的亮度逐渐地增加，越来越多地将LED用作用于显示器的光源、用于车辆的光源以及用于照明系统的光源。通过使用荧光材料或者组合发射三原色的单个LED，可以实现发射白光和具有优异的效率的LED。
LED的亮度取决于各种条件，诸如有源层的结构、能够有效地将光提取到外部的光提取结构、在LED中使用的半导体材料、芯片大小以及包封LED的成型构件的类型。
发明内容
实施例提供具有新颖的结构的发光器件及其制造方法以及发光器件封装。
实施例还提供基于具有优异的结晶性能的氮化物半导体材料的发光器件及其制造方法以及发光器件封装。
实施例还提供能够减少泄露电流的发光器件和其制造方法以及发光器件封装。
在一个实施例中，发光器件包括：发光结构，该发光结构包括第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层以及在第一导电类型半导体层和第二导电类型半导体层之间的有源层；和在有源层和第二导电类型半导体层之间的抗电流泄漏层。该第一导电类型半导体层包括多个沟槽。所述有源层沿着沟槽形成。与第二导电类型半导体层相邻的抗电流泄漏层的表面是平坦的。
在另一实施例中，发光器件包括：衬底；沟槽形成层，该沟槽形成层形成衬底上；第一导电类型半导体层，该第一导电类型半导体层形成在沟槽形成层上，具有处于大约1μm至大约5μm范围内的厚度，并且被掺杂有P型掺杂物；有源层，该有源层形成在第一导电类型半导体层上；和第二导电类型半导体层，该第二导电类型半导体层形成在有源层上并且被掺杂有N型掺杂物。
在又一实施例中，发光器件包括：衬底；第一导电类型半导体层，该第一导电类型半导体层形成在衬底上，并且具有处于大约1μm至大约5μm范围内的厚度，并且被掺杂有P型掺杂物；有源层，该有源层形成在第一导电类型半导体层上；在有源层上的抗电流泄漏层，该抗电流泄漏层具有平坦的上表面，抗电流泄漏层具有大于有源层的带隙的带隙；以及第二导电类型半导体层，该第二导电类型半导体层形成在有源层上并且被掺杂有N型掺杂物。
在又一实施例中，制造发光器件的方法包括：在衬底上形成包括多个沟槽的沟槽形成层；以保持沟槽的形状的方式在沟槽形成层上形成第一导电类型半导体层；以保持沟槽的形状的方式在第一导电类型半导体层上形成有源层；在有源层上形成具有平坦的上表面的抗电流泄漏层；以及在抗电流泄漏层上形成第二导电类型半导体层。
在又一实施例中，发光器件封装包括：封装主体部分；第一和第二引线电极，该第一和第二引线电极被安装在封装主体中；发光器件，该发光器件被安装在封装主体中并且被电气地连接到第一和第二引线电极；以及成型构件，该成型构件围绕发光器件。该发光器件包括第一导电类型半导体层，该第一导电类型半导体层包括多个沟槽；有源层，该有源层沿着沟槽形成在第一导电类型半导体层的上表面上；抗电流泄漏层，该抗电流泄漏层形成在有源层上并且具有平坦的上表面；以及在抗电流泄漏层上的第二导电类型半导体层。
附图说明
图1是根据实施例的发光器件的横截面图。
图2示出沟槽形成层的平面图和形成在图1的发光器件中的沟槽形成层处的沟槽的透视图。
图3示出沟槽形成层的平面图和形成在根据修改实施例的沟槽形成层处的沟槽的透视图。
图4示出沟槽形成层的平面图和形成在根据另一修改实施例的沟槽形成层处的沟槽的透视图。
图5是包括图1的发光器件的具有横向电极结构的发光器件的横截面图。
图6是包括图1的发光器件的具有垂直电极结构的发光器件的横截面图。
图7是根据修改实施例的发光器件的横截面图。
图8是根据另一修改实施例的发光器件的横截面图。
图9是根据实施例的包括发光器件的发光器件封装的横截面图。
图10是根据实施例的包括发光器件或者发光器件封装的背光单元的分解透视图。
图11是根据实施例的包括发光器件或者发光器件封装的照明单元的透视图。
具体实施方式
在下面的描述中，将会理解的是，当层(或膜)被称为在另一层或者衬底“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，将会理解的是，当层被称为是在另一层“下”时，它能够直接地在另一层下，并且也可以存在一个或者多个中间层。另外，将会基于附图来描述术语“上”、或者“下”。
在附图中，为了图示的清楚，层和区域的尺寸被夸大。另外，每个部分的尺寸没有完全反映真实尺寸。
在下文中，将会参考附图描述根据实施例的发光器件、制造发光器件的方法、发光器件封装以及照明系统。
图1是根据实施例的发光器件100的横截面图。
参考图1，根据实施例的发光器件100包括：衬底110、在衬底110上的缓冲层112、在缓冲层112上的未掺杂的半导体层120、在未掺杂的半导体层120上的沟槽形成层123、在沟槽形成层123上的超晶格结构层127、在超晶格结构层127上的第一导电类型半导体层130、在第一导电类型半导体层130上的有源层140、在有源层140上的抗电流泄漏层145以及在抗电流泄漏层145上的第二导电类型半导体层150。
通过第一导电类型半导体层130注入的电子(或者空穴)可以与通过第二导电类型半导体层150注入的空穴(或者电子)在有源层140处复合，使得有源层140发射光。因此，第一导电类型半导体层130、有源层140以及第二导电类型半导体层150可以形成用于发射光的发光结构。
衬底110可以由例如蓝宝石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP以及Ge中的至少一个制成，但是不限于此。
尽管没有被示出，但是衬底110可以由其上形成图案的构图的蓝宝石衬底(PSS)形成，或者衬底110的上表面可以相对于主表面倾斜。因此，实施例不限于此。
通过在室中1070℃的温度的热清洁来进行清洁可以制备衬底110。
形成在衬底110上的多个层可以包括氮化物半导体材料。例如，氮化物半导体材料可以具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式。
例如，使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法、CVD(化学气相沉积)方法、PECVD(等离子体增强化学气相沉积)方法、MBE(分子束外延)方法、HVPE(氢化物气相外延)方法等可以形成具有氮化物半导体层的多个层，但是不限于此。
缓冲层112可以形成在衬底110上。可以形成缓冲层112以减轻由于衬底110和第一导电类型半导体层130之间的晶格常数差而导致的晶格错配。
缓冲层112可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，例如，AlN、GaN等等。
可以在大约400℃至大约1000℃的范围内的温度，特别地，在大约400℃至大约600℃的温度生长缓冲层112。
未掺杂的半导体层120可以形成在缓冲层112上。因为未掺杂的半导体层120没有被掺杂有导电掺杂物，所以未掺杂的半导体层120的导电性显著地低于第一和第二半导体层130和150。例如，未掺杂的半导体层120可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料。可以在大约1000℃至大约1100℃的范围内的温度生长未掺杂的半导体层120。
未掺杂的半导体层120能够减轻由于衬底110和第一导电类型半导体层130之间的晶格常数差导致的晶格错配。而且，未掺杂的半导体层120能够增强形成在未掺杂的半导体层120上的层的结晶性能。
包括沟槽124的沟槽形成层123可以形成在未掺杂的半导体层120上。随着朝着沟槽形成层123的内部前进，沟槽124的平面面积逐渐地减少。例如，沟槽124可以具有V形状的横截面(V凹坑)。
沟槽形成层123可以包括与未掺杂的半导体层120相同的材料。例如，沟槽形成层123可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，优选地，包括GaN。
在相对低于未掺杂的半导体层120的生长温度的大约600℃至大约1000℃的范围内的温度可以生长沟槽形成层123。因此，在生长沟槽形成层123期间，产生团聚(agglomeration)，并且然后沟槽形成层123具有多个沟槽124。
团聚的主要原因可以是衬底110和沟槽形成层123之间的晶格常数差。即，因为在相对高的温度生长未掺杂的半导体层120，所以未掺杂的半导体层120可以相对平坦。然而，因为在相对低的温度生长沟槽形成层123，所以衬底110和沟槽形成层123之间的晶格常数差影响沟槽形成层123的生长。因此，沟槽形成层123可以包括多个沟槽124。
如果使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法形成沟槽形成层123，那么可以通过以大约600℃至大约1000℃的温度将三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)以及氢气(H2)中的至少一种气体注入室来形成沟槽形成层123。
沟槽形成层123可以具有大约0.5μm至5μm的厚度。
如图2中所示，沟槽124具有V形状的横截面并且在平面图中的一个方向上延伸。在图3中所示的修改实施例中，沟槽124a具有圆锥形。在图4中所示的另一修改实施例中，沟槽124b具有多角椎形状。即，随着朝着沟槽形成层123的内部前进，沟槽124的平面面积逐渐地减少。然而，沟槽的形状不限于此。
在沟槽124的横截面中，沟槽124的上宽度(或者直径)可以大约0.5μm至大约1.5μm，并且沟槽124的深度可以是大约0.3μm至大约0.7μm，但是其不限于此。
同时，尽管由于表面处的团聚导致沟槽形成层123具有沟槽124，但是沟槽形成层124允许形成在沟槽形成层123上的层(例如，第一导电类型半导体层130、有源层140以及第二导电类型半导体层150)具有优异的结晶性能。即，由于由与衬底110的晶格常数差引起的位错或者缺陷，沟槽124可以形成在沟槽形成层123处。与此相反，形成在沟槽形成层123上的层能够通过团聚具有优异的结晶性能。因此，通过在沟槽形成层123上形成氮化物半导体层，能够增加发光器件100的亮度。
超晶格结构层127能够形成在沟槽形成层123上。超晶格结构层127可以包括多个不同材料的层被交替地堆叠的结构。
例如，在超晶格结构层127中，重复地堆叠InGaN层和GaN层的对大约15次至大约25次。在这里，InGaN层和GaN层中的每一个可以具有大约至大约的厚度。
如果使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法形成超晶格结构层127，那么通过将三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)、以及氢气(H2)中的至少一种气体注入室可以形成超晶格结构层127。
超晶格结构层127可以控制沟槽124的尺寸和形状。即，根据被包括在超晶格结构层127中的铟的数量和超晶格结构层127的生长温度，可以控制沟槽124的深度和宽度(或者直径)(w)。
超晶格结构层127可以具有均匀的厚度，并且沿着沟槽124可以形成超晶格结构层127的上表面和下表面。即，在形成沟槽124的部分处，上表面和下表面具有与沟槽124相对应的沟槽。
第一导电类型半导体层130可以形成在超晶格结构层127上。第一导电类型半导体层130可以包括p型半导体层。p型半导体层可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，诸如InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN以及InN。另外，p型半导体层可以以1020cm-3至9×1021cm-3的掺杂浓度被掺杂有诸如Zn、Mg、Ca、Sr、Ba的p型掺杂物。
传统上，由于p型半导体层形成在有源层上，所以为了防止有源层的损坏，在大约900℃至大约1000℃的相对低的温度以大约 至大约的厚度生长p型半导体层。
然而，在实施例中，在有源层140之前形成p型半导体层的第一导电类型半导体层130。因此，能够在大约1100℃至大约1150℃的相对高的温度生长第一导电类型半导体层130，并且能够具有大约1μm至大约5μm的厚度。因此，能够增加第一导电类型半导体层130的结晶性能，并且因此能够增强发光器件100的发光效率。
如果使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法形成第一导电类型半导体层130，那么通过将三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)以及氢气(H2)中的至少一种气体和包括诸如Zn和Mg的p型掺杂物的p型掺杂物气体注入室可以形成第一导电类型半导体层130。但是，形成第一导电类型半导体层130的方法不限于此。
在这样的情况下，为了增加在诸如第一导电类型半导体层130的生长温度的相对高温度(大约1100℃至大约1150℃)的掺杂效率，掺杂到第一导电类型半导体层130中的p型掺杂物可以包括Zn。
同时，镓(Ga)具有平坦地生长的特性。因此，通过当在第一导电类型半导体层130被生长时将TMGa气体的量保持为在室中提供1sscm(标准状态毫升/分)至2sscm(传统技术中的TMGa气体的量的大约1/10)，第一导电类型半导体层130具有与形成在沟槽形成层123上的沟槽124相对应的沟槽。
而且，通过缓慢地引入TMGa气体，能够在生长工艺有效地活化被用作导电掺杂物的Zn或者Mg。
第一导电类型半导体层130可以具有均匀的厚度，并且沿着沟槽124可以形成第一导电类型半导体层130的上表面和下表面。因此，第一导电类型半导体层130的上表面被设置有沟槽。第一导电类型半导体层130的沟槽具有与沟槽124相对应的形状，并且随着朝着导电类型半导体层130的内部前进，第一导电类型半导体层130的沟槽的平面面积逐渐地减少。
有源层140可以形成在第一导电类型半导体层130上。
有源层140可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料。有源层140可以具有量子线结构、量子点结构、单量子阱结构或者多量子阱(MQW)结构中的至少一个。
在有源层140具有多量子阱(MQW)的情况下，通过交替地堆叠多个阱层和多个势垒层可以形成有源层140。例如，多个阱层可以具有InxGa1-xN(0.15≤x≤1)的组成式，并且多个势垒层可以具有InyGa1-yN(0<y≤0.03)的组成式。
如果使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法形成有源层140，那么通过将三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)以及氢气(H2)中的至少一种气体注入室可以形成有源层140。然后，有源层140具有含有InGaN/GaN结构的多量子阱。但是，形成有源层140的方法不限于此。
在实施例中，阱层的生长速度可以为大约/分钟至大约/分钟，并且势垒层的生长速度可以是大约/分钟至大约/分钟。
如此，因为阱层的生长速度小于势垒层的生长速度，所以能够详细地控制包含在阱层中的铟的量。因此，能够最小化多余的铟。铟具有利用团聚生长的特性。因此，通过减少铟的量，能够最小化有源层140的表面的团聚。因此，能够增强发光器件100的发光效率。
有源层140可以具有均匀的厚度，并且沿着沟槽124可以形成有源层140的上表面和下表面。因此，有源层140的上表面被设置有沟槽。
抗电流泄漏层145可以形成在有源层上。
抗电流泄漏层145具有相对高的带隙能和电阻，从而将电流扩展到发光器件100的整个区域。另外，抗电流泄漏层145生长以填充通过沟槽124下沉的区域，并且因此具有平坦的上表面。因此，抗电流泄漏层145用于使得发光器件100能够具有平坦的表面。因此，能够最小化电流泄漏。
抗电流泄漏层145包括第一抗电流泄漏层143和第二抗电流泄漏层147中的至少一个。在这里，第一抗电流泄漏层143填充通过沟槽124下沉的区域，并且因此具有平坦的上表面。第二抗电流泄漏层147具有平坦的上表面和平坦的下表面。
第一抗电流泄漏层143可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤0.03，0<y<1，0<x+y<1)的组成式的半导体材料。而且，诸如Si的n掺杂物被掺杂在第一抗电流泄漏层143的至少一部分中，并且因此该至少一部分可以包括n型半导体层。
第一抗电流泄漏层143可以具有大约0.3μm至大约0.7μm的厚度。而且，可以在大约900℃至大约1000℃生长第一抗电流泄漏层143。
第二抗电流泄漏层147可以具有重复地堆叠被掺杂有n掺杂物的AlGaN和GaN层若干次的超晶格结构(SLS)。
例如，AlGaN和GaN层中的每一个可以具有大约至大约 的厚度。在第二抗电流泄漏层147中，重复地堆叠AlGaN和GaN层的对大约10次。在大约1000℃至大约1100℃的温度可以生长第二抗电流泄漏层147。
抗电流泄漏层145包括铝(Al)，并且因此具有相对高的带隙能和电阻。通过有源层140和抗电流泄漏层145之间的带隙能和电阻的差，电流能够有效地扩展到发光器件100。
第二导电类型半导体层150可以形成在抗电流泄漏层145上。
第二导电类型半导体层150可以包括n型半导体层。n型半导体层可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，诸如InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、AlN和InN。另外，p型半导体层可以以5×1018cm-3至3×1019cm-3的掺杂浓度被掺杂有p型掺杂物，诸如Si、Ge、Sn。
如果使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法形成第二导电类型半导体层150，那么通过将三甲基镓气体(TMGa)、氨气(NH3)、氮气(N2)、以及氢气(H2)中的至少一种气体和包括诸如Si的n型掺杂物的n型掺杂物气体注入室可以形成第二导电类型半导体层150。但是，形成第二导电类型半导体层150的方法不限于此。
可以在大约1000℃至大约1100℃的范围内的温度生长第二导电类型半导体层150。因此，第二导电类型半导体层150可以具有大约1μm至大约1.5μm的厚度以防止有源层140的损坏，但是不限于此。
由于第二导电类型半导体层150包括n型半导体层，所以容易欧姆接触n型半导体层的接触层(未示出)能够容易地形成在第二导电类型半导体层150上。
图5是包括图1的发光器件的具有横向电极结构的发光器件100A的横截面图。
参考图5，具有横向电极结构的发光器件100A包括衬底110、在衬底110上的缓冲层112、在缓冲层112上的未掺杂的半导体层120、在未掺杂的半导体层120上的沟槽形成层123、在沟槽形成层123上的超晶格结构层127、在超晶格结构层127上的第一导电类型半导体层130、在第一导电类型半导体层130上的有源层140、在有源层140上的抗电流泄漏层145、在抗电流泄漏层145上的第二导电类型半导体层150、在第一导电类型半导体层130上的第一电极131以及在第二导电类型半导体层150上的第二电极151。
即，为了提供发光器件100A，可以对发光器件100执行台面蚀刻工艺以暴露第一导电类型半导体层130，并且第一电极131形成在第一导电类型半导体层130的暴露的部分上。而且，第二电极151形成在第二导电类型半导体层150上。
横向地定位的第一和第二电极131和151连接到外部电源，并且因此电力被施加到具有横向电极结构的发光器件100A。
同时，用于欧姆接触的接触层(未示出)可以形成在第一电极131和第一导电类型半导体层130之间以及第二电极151和第二导电类型半导体层150之间。
接触层可以是透明接触层或者反射层。
透射接触层可以包括ITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-GaZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、ZnO等等。
反射接触层可以包括具有高反射效率的金属。例如，反射层160可以包括Ag、Al、Pt、Cu或者其合金中的至少一个，但是不限于此。
图6是包括图1的发光器件的具有垂直发光结构的发光器件100B的横截面图。
参考图6，具有垂直电极结构的发光器件100B包括第一导电类型半导体层130、在第一导电类型半导体层130下面的有源层140、在有源层140下面的抗电流泄漏层145、在抗电流泄漏层145下面的第二导电类型半导体层150、在第二导电类型半导体层150下面的反射层160、在反射层160下面的导电支撑构件170以及第三电极132。
即，为了提供发光器件100B，可以移除衬底(未示出)并且可以在导电支撑构件170可以形成在发光器件100上之后形成第三电极132。
垂直地定位的导电支撑构件170和第三电极132被连接到外部电源，并且因此电力被施加到具有垂直电极结构的发光器件100B。
导电支撑构件170可以包括从由Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo以及被掺杂有掺杂物的半导体衬底组成的组中选择的至少一个。
反射层160可以由具有高反射效率的金属制成。例如，反射层160可以包括Ag、Al、Pt、Cu或者其合金中的至少一个。
通过激光剥离(LLO)方法和/或蚀刻方法可以移除衬底(未示出)。在移除衬底(未示出)之后，可以执行用于研磨第一导电类型半导体层130的表面的蚀刻。
在下文中，将会描述根据实施例的发光器件。将会省略与上述相同或者相类似的内容的详细描述。
图7是根据修改示例的发光器件的横截面图。
参考图7，在本修改实施例的发光器件100C中，有源层141的上表面是平坦的。即，有源层114包括沿着形成在第一导电类型半导体层130上的具有均匀的厚度的第一层140a；和填充沟槽的内部的第二层140b。第一和第二层140a和140b可以包括具有InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料。
因为有源层141具有平坦的上表面，所以能够增强发光器件100C的可靠性和电气性能。
提供具有横向电极结构的发光器件作为图7中的示例。然而，有源层141可以被应用于具有垂直电极结构的发光器件。
图8是根据另一修改实施例的发光器件100D的横截面图。
参考图8，在具有垂直电极结构的发光器件100D中，钝化层180可以形成在第一导电类型半导体层130、有源层140以及第二导电类型半导体层150的至少侧表面区域处。而且，在第二导电类型半导体层150和导电支撑构件170之间，粘附层182、欧姆接触层184、电流阻挡层(CBL)185以及保护构件188与反射层160一起形成。
粘附层182可以形成在导电支撑构件170上。例如，粘附层182可以包括Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag以及Ta中的至少一个。另外，粘附层182可以包括具有不同材料的多个层。
反射层160可以形成在粘附层182上。因为在上面描述了反射层160，所以将会省略其详细描述。
欧姆接触层184可以形成在反射层160上。欧姆接触层184可以与第二导电类型半导体层150形成欧姆接触。
例如，欧姆接触层184可以包括ITO(铟锡氧化物)、Ni、Pt、Ir、Rh以及Ag中的至少一个，但是不限于此。
保护层188可以形成在反射层160的上表面的外围区域和欧姆接触层184的外围区域处。保护层188防止在第二导电类型半导体层150和导电支撑构件170之间的电气短路。
保护层188可以包括透明材料以最小化光的损耗。例如，保护层188可以包括SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、TiO2、ITO、AZO(锌铝氧化物)以及ZnO中的至少一个。另一方面，保护层188可以包括导电材料，例如，Ti、Ni、Pt、Pd、Rh、Ir以及W中的至少一个。保护层188的材料不限于此。
电流阻挡层186可以形成在欧姆层184和第二导电类型半导体层150之间使得电流阻挡层186在垂直方向上部分地重叠第三电极132。因此，电流阻挡层186能够防止电流沿着最短的路径集中从而电流分布到发光器件100D的整个区域，从而有助于发光效率的增强。
电流阻挡层186可以由与第二导电类型半导体层150形成肖特基接触的材料形成，即，由具有电气绝缘性能的材料或者具有低于欧姆层184的导电性的材料形成。例如，电流阻挡层186可以包括ZnO、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiOx、Ti、Al以及Cr中的至少一个，但是不限于此。
第二导电类型半导体层150、抗电流泄漏层145、有源层140以及第一导电类型半导体层130顺序地形成在欧姆接触层184和保护层188上。钝化层180可以形成在第二导电类型半导体层150、抗电流泄漏层145、有源层140以及第一导电类型半导体层130中的至少一侧表面上。钝化层180可以形成为与将第二导电类型半导体层150、抗电流泄漏层145、有源层140以及第一导电类型半导体层130的侧表面与外电极(未示出)电气地绝缘，但是不限于此。
如所示的，钝化层180的一端可以形成在第一导电类型半导体层130的上表面上并且钝化层180的另一端可以形成在保护层188上。然而，钝化层180不限于此。
例如，钝化层180可以包括SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4或者Al2O3，但是不限于此。
图9是根据实施例的包括发光器件100的发光器件封装的横截面图。
参考图9，根据实施例的发光器件封装包括：封装主体20；第一和第二引线电极31和32，该第一和第二引线电极31和32被安装在封装主体20上；根据实施例的发光器件100，其被安装在封装主体20上，并且电气地连接至第一和第二引线电极31和32；以及成型构件40，该成型构件40包封发光器件100。
封装主体20可以形成为包括硅材料、合成树脂材料、或者金属材料，并且可以在发光器件100的周围具有倾斜表面。
第一引线电极31和第二引线电极32被电气分离，并且向发光器件100供应电力。而且，第一和第二引线电极31和32可以反射从发光器件100产生的光以增加光效率，并且可以将从发光器件100产生的热散发到外部。
发光器件100可以被安装在封装主体20上，或者被安装在第一引线电极31或第二引线电极32上。
例如，通过使用布线，可以将发光器件100电气地连接到第一引线电极31和第二引线电极32。
根据实施例，布线被结合到第一电极或者保护构件上的结合金属层。因此，能够最小化通过布线的光损耗，并且能够防止当布线被结合时可能产生的发光结构145的损坏。
成型构件40可以包封并且保护发光器件100。而且，荧光材料可以被包含在成型构件40中，以改变从发光器件100发射的光的波长。
根据当前实施例的发光器件封装可以安装至少一个根据前述实施例的发光器件，但是本发明不限于此。发光器件封装可以包括被排列在基板上的多个发光器件封装。诸如导光面板、棱镜片、扩散片、荧光片等等的多个光学构件可以被布置在从发光器件封装发射的光的路径上。发光器件封装、基板、以及光学构件可以用作背光单元或者照明单元，并且照明系统可以包括，例如背光单元、照明单元、指示器单元、灯、路灯等等。
图10是根据实施例的包括发光器件或者发光器件封装的背光单元的分解透视图。图10的背光单元1100是照明系统的一个示例，并且本发明不限于此。
参考图10，背光单元1100可以包括底盖1140、设置在底盖1140中的导光构件1120、以及设置在导光构件1120的下面或者导光构件1120的至少一个侧表面上的发光模块1110。而且，反射片1130可以被设置在导光构件1120的下面。
底盖1140可以形成为盒形形状，其顶表面被开口使得能够容纳导光构件1120、发光模块1110、以及反射片1130。底盖1140可以由金属或者树脂材料形成，但是本发明不限于此。
发光模块1110可以包括：基板700和安装在基板700上的多个发光器件封装600。多个发光器件封装600可以将光提供给导光构件1120。在根据当前实施例的发光模块1110中，示例性示出的是，发光器件封装600被安装在基板700上，但是根据实施例的发光器件可以直接地安装在基板700上。
如图10中所示，可以将发光模块1110设置在底盖1140的至少一个内侧表面上，并且因此可以将光提供到导光构件1120的至少一个侧表面。
还要理解的是，发光模块1110可以被设置在底盖1140内的导光构件1120下面，以朝着导光构件1120的底表面提供光。然而，由于可以根据背光单元1100的设计来修改此构造，所以本发明不限于此。
导光构件1120可以被设置在底盖1140内。导光构件1120可以将从发光模块提供的光转换为平面光源，并且将转换的平面光源导向显示面板(未示出)。
例如，导光构件1120可以是导光面板(LGP)。例如，LGP可以由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸系树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、COC、以及聚萘二甲酸乙二酯树脂中的一个形成。
光学片1150可以被设置在导光构件1120上。
例如，光学片1150可以包括扩散片、聚光片、亮度增强片以及荧光片中至少一种。例如，通过堆叠的扩散片、聚光片、亮度增强片以及荧光片可以构造光学片1150。在这样的情况下，扩散片1150均匀地扩散从发光模块1110发射的光，并且通过聚光片可以将扩散光聚集在显示面板(未示出)上。这时，从聚光片发射的光是随机偏振的光，并且亮度增强片可以增加从聚光片发射的光的偏振。例如，聚光片可以是水平和/或垂直棱镜片。而且，例如，亮度增强片可以是双亮度增强膜。而且，荧光片可以是包括荧光材料的透明板或膜。
反射片1130可以被设置在导光构件1120的下面。反射片1130可以朝着导光构件1120的发光表面反射从导光构件1120的底表面发射的光。
反射片1130可以由例如PET、PC、PVC树脂等的具有良好的反射率的树脂材料形成，但是本发明不限于此。
图11是根据实施例的包括发光器件或者发光器件封装的照明单元的透视图。图11的照明单元1200是照明系统的示例，并且本发明不限于此。
参考图11，照明单元1200可以包括：壳体1210、被安装在壳体1210中的发光模块1230、以及安装在壳体1210中以被供应有来自于外部电源的电力的连接端子。
壳体1210可以优选地由具有良好的热屏蔽特性的材料形成，例如，由金属材料或者树脂材料形成。
发光模块1230可以包括：基板700和安装在基板700上的发光器件封装600。在根据当前实施例的发光模块1230中，示例性示出的是，发光器件封装600被安装在基板700上，但是根据实施例的发光器件可以被直接地安装在基板700上。
基板700可以是其上印刷有电路图案的绝缘体基板，并且可以包括，例如，普通的印刷电路板(PCB)、金属芯PCB、柔性PCB、陶瓷PCB，等等。
而且，基板700可以由有效地反射光的材料形成，并且其表面可以形成为能够有效地反射光的颜色，例如，白色、银色等。
至少一个发光器件封装600可以被安装在基板700上。发光器件封装600中的每一个可以包括至少一个发光二极管(LED)。发光二极管可以包括发射红、绿、蓝或者白光的彩色LED，和发射紫外线(UV)的UV LED。
发光模块1230可以具有若干LED的组合，以获得所期望的颜色和亮度。例如，发光模块1230可以具有白光LED、红光LED、以及绿光LED的组合，以便获得高显色指数(CRI)。荧光片可以进一步被设置在从发光模块1230发射的光的路径上。荧光片转换从发光模块发射的光的波长。例如，当从发光模块1230发射的光具有蓝光波长带时，荧光片可以包括黄荧光材料，使得从发光模块1230发射并且穿过荧光片的光最终呈现为白光。
连接端子1220可以电气地连接至发光模块1230，以向发光模块1230供应电力。如图11中所示，可以将连接端子1220螺纹耦合到外部电源，但是本发明不限于此。例如，连接端子1220可以以插头类型制成，并且插入到外部电源中，或者可以通过电源线连接到外部电源。
如上所述，照明系统可以包括光的行进路径上的导光构件、扩散片、聚光片、亮度增强片以及荧光片中的至少一种，以获得想要的光学效果。
如上所述，由于根据本实施例的照明系统包括具有增强的发光效率和增强的可靠性的发光器件或者发光器件封装，所以照明系统能够示出优秀的特性。
在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的任何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，在多个位置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来实现这样的特征、结构或特性也在本领域技术人员的认识范围内。
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，主题组合布置的组成部件和/或布置方面的多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，替代的使用也将是显而易见的。

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类型半导体层、在所述第一导电类型半导体层上的第二导电类型半导体层以及在所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层之间的有源层；和
在所述有源层和所述第二导电类型半导体层之间的第一抗电流泄漏层，
其中，所述第一导电类型半导体层包括通过平坦的上表面相互隔开的多个沟槽，所述沟槽具有V形状的截面，
其中，所述有源层的一部分被布置在所述沟槽中，
其中，所述第一抗电流泄漏层被填充到由所述沟槽下沉的区域并且在所述沟槽上具有平坦的上表面，
其中，通过交替地堆叠多个阱层和多个势垒层来形成所述有源层，
其中，所述第一导电类型半导体层包括p型掺杂物，以及所述第二导电类型半导体层和所述第一抗电流泄漏层包括n型掺杂物，以及
其中，所述第一抗电流泄漏层包括InxAlyGa1-x-yN，其中0<x≤0.03，0<y<1，0<x+y<1。
2.根据权利要求1所述的发光器件，包括：
衬底；
在所述衬底上的未掺杂的半导体层；
在所述未掺杂的半导体层上的沟槽形成层；
在所述沟槽形成层上的超晶格结构层；
第一电极，所述第一电极形成在所述第一导电类型半导体层的暴露的部分上；以及
第二电极，所述第二电极形成在所述第二导电类型半导体层上，以及
其中，所述超晶格结构层被布置在所述沟槽形成层和所述第一导电类型半导体层之间。
3.一种发光器件，包括：
衬底；
在所述衬底上的未掺杂的半导体层；
在所述未掺杂的半导体层上的沟槽形成层；
在所述沟槽形成层上的超晶格结构层；
发光结构，所述发光结构包括在所述超晶格结构层上的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第二导电类型半导体层以及在所述第一导电类型半导体层和所述第二导电类型半导体层之间的有源层；和
在所述有源层和所述第二导电类型半导体层之间的抗电流泄漏层，
其中，所述第一导电类型半导体层包括在平坦的上表面上相互隔开的多个沟槽，所述沟槽具有V形状的截面，
其中，所述有源层的一部分被布置在所述沟槽中，
其中，所述抗电流泄漏层包括布置在所述有源层上的第一抗电流泄漏层和布置在所述第一抗电流泄漏层上的第二抗电流泄漏层，
其中，所述第一抗电流泄漏层被填充到由所述沟槽下沉的区域并且在所述沟槽上具有平坦的上表面，
其中，通过交替地堆叠多个阱层和多个势垒层来形成所述有源层，
其中，所述第一抗电流泄漏层包括InxAlyGa1-x-yN，其中0<x≤0.03，0<y<1，0<x+y<1，以及
其中，所述第二抗电流泄漏层具有超晶格结构。
4.根据权利要求3所述的发光器件，其中，所述第一导电类型半导体层包括p型掺杂物，以及所述第二导电类型半导体层和所述第一抗电流泄漏层包括n型掺杂物，
其中，所述第二抗电流泄漏层具有重复地堆叠被掺杂有n型掺杂物的AlGaN和GaN层若干次的超晶格结构。
5.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中，朝着所述第一导电类型半导体层的内部，所述沟槽的宽度逐渐地减少。
6.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中，所述沟槽在平面图的一个方向上伸长。
7.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中，所述多个阱层具有InxGa1-xN的组成式，其中0.15≤x≤1，并且所述多个势垒层具有InyGa1-yN的组成式，其中0<y≤0.03。
8.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中，所述有源层在所述第一导电类型半导体层的平坦的上表面上具有平坦的区域。
9.根据权利要求1或2所述的发光器件，其中，所述第一抗电流泄漏层具有大于所述有源层的带隙的带隙。
10.根据权利要求3或4所述的发光器件，其中，所述第二抗电流泄漏层具有平坦的上表面和平坦的下表面。
11.根据权利要求2或3所述的发光器件，其中，所述沟槽形成层包括对应于所述第一导电类型半导体层的沟槽的多个第二沟槽。
12.根据权利要求11所述的发光器件，进一步包括在未掺杂的半导体层和所述衬底之间的缓冲层。
13.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述超晶格结构层具有InGaN层和GaN层的对。
14.根据权利要求13所述的发光器件，其中，沿着所述沟槽形成层的第二沟槽形成所述超晶格结构层的上表面和下表面。
15.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述沟槽形成层具有处于0.5μm至5μm范围内的厚度。
16.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述第二沟槽的上部具有0.5μm至1.5μm的宽度，并且所述第二沟槽具有0.3μm至0.7μm的深度。
17.根据权利要求11所述的发光器件，其中，所述沟槽形成层包括半导体材料，所述半导体材料具有以下组成式：InxAlyGa1-x-yN，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1。
18.根据权利要求2或3所述的发光器件，其中，所述第一导电类型半导体层具有1020cm-3至9×1021cm-3的p型掺杂物浓度。
19.根据权利要求2或3所述的发光器件，其中，所述第一抗电流泄漏层具有0.3μm至0.7μm的厚度。
20.根据权利要求2或3所述的发光器件，其中，所述第二导电类型半导体层具有1μm至1.5μm的厚度。
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