CN105609606A - 发光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了发光装置及其制造方法。一种发光装置，其包括第一导电类型的半导体层、第二导电类型的半导体层和位于第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间并具有多个V坑的有源层。所述发光装置还包括位于第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间并具有与有源层的多个V坑的大小和形状实质上相同的多个V坑的层质量改进层，其中层质量改进层是包括Al或In的III-V族半导体层。由于改进的层质量而提高了发光装置的发光质量。

Description

发光装置及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年11月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0158907的优先权，该申请的公开以引用方式全部并入本文中。
技术领域
本发明构思涉及一种发光装置及其制造方法，并且更具体地说，涉及一种具有改进的层质量并且因此具有改进的发光效果的发光装置，以及一种制造该发光装置的方法。
背景技术
半导体发光装置是这样一种半导体装置，其响应于向其施加的电流基于电子和空穴的复合而在第一导电类型的半导体与第二导电类型的半导体之间的联接点产生各种颜色的光。与基于灯丝的发光装置相比，半导体发光装置具有诸如长寿命、低功耗、优秀的初始驱动特征等许多优点。因此，对半导体发光装置的需求不断增加。具体地说，近来，能够发射短波长区中的蓝光的III族氮化物半导体变得引人注目。
通常，半导体发光装置具有包括设置在第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间的有源层的结构。然而，当生长有源层时，如果发生颗粒的凝结，则有源层的质量变差，因此，发光质量会变差。
发明内容
本发明构思提供了一种具有改进的层质量并且因此具有改进的发光效果的发光装置。
本发明构思还提供了一种制造具有改进的层质量并且因此具有改进的发光效果的发光装置的方法。
根据本发明构思的第一方面，提供了一种发光装置，该发光装置包括：第一导电类型的半导体层；第二导电类型的半导体层；有源层，其位于第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间，并且具有多个V坑；以及层质量改进层，其位于第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间，并且具有大小和形状与有源层的所述多个V坑的大小和形状实质上相同的多个V坑，其中，层质量改进层是包括Al或In的III-V族半导体层。
层质量改进层可包括MxGa1-xN，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。另外，层质量改进层可位于第一导电类型的半导体层与有源层之间。另外，层质量改进层中的Al的密度可实质上恒定。
层质量改进层与第一导电类型的半导体层相对的另一侧表面的粗糙度可实质上小于第一导电类型的半导体层在层质量改进层与第一导电类型的半导体层之间的界面处的表面的粗糙度。当经原子力显微镜(AFM)测量时，层质量改进层与第一导电类型的半导体层相对的另一侧表面的粗糙度可等于或小于第一导电类型的半导体层在层质量改进层与第一导电类型的半导体层之间的界面处的表面的粗糙度的60％。
发光装置还可包括位于第一导电类型的半导体层与层质量改进层之间的V坑产生层。这里，层质量改进层可位于V坑产生层与有源层之间。
V坑产生层可具有多个V坑，用于形成所述有源层的多个V坑，并且层质量改进层可沿着V坑产生层的顶表面形成。层质量改进层可至少部分地填充V坑产生层的多个V坑。另外，所述发光装置还可包括位于层质量改进层与有源层之间的超晶格层。
层质量改进层的多个V坑可凹进到V坑产生层的多个V坑中，并且超晶格层可具有多个V坑，它们凹进到层质量改进层的多个V坑内。另外，有源层的多个V坑可凹进到超晶格层的多个V坑中。
层质量改进层可具有包括以交替方式堆叠的多个GaN层和MxGa1-xN层的多堆叠结构，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。层质量改进层可包括具有GaN和MxGa1-xN的超晶格层，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。
选择性地，层质量改进层可位于有源层与第二导电类型的半导体层之间。这里，层质量改进层的多个V坑可被第二导电类型的半导体层覆盖。
发光装置还可包括位于有源层与第一导电类型的半导体层之间的超晶格层，并且，有源层的所述多个V坑可延伸至超晶格层中。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种发光装置，该发光装置包括：第一导电类型的半导体层；第二导电类型的半导体层；有源层，其位于第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间；以及V坑产生层，其位于第一导电类型的半导体层与有源层之间，其中，V坑产生层面对有源层的表面包括Al浓度增大的区域。
这里，V坑产生层可包括GaN层，并且V坑产生层的表面的所述区域包括AlxGa1-xN，其中0.01≤x≤0.3。V坑产生层的表面的所述区域的厚度可为V坑产生层的厚度的约5％至20％。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种发光封装件，该发光封装件包括：封装衬底；根据本发明构思的第一方面所述的发光装置，其中，发光装置安装在印刷电路板上；以及包封构件，其包封发光装置。
根据本发明构思的另一方面，提供了一种制造发光装置的方法，所述方法包括以下操作：在衬底上形成第一导电类型的半导体层；在第一导电类型的半导体层上形成具有多个V坑的V坑产生层；在V坑产生层上形成层质量改进层；在层质量改进层上形成有源层；以及在有源层上形成第二导电类型的半导体层。
形成层质量改进层的操作可包括：将沉积温度升高的操作，其中将沉积温度相对于在形成V坑产生层的过程中的沉积温度升高约100℃至150℃；以及额外地供应M前体的操作，其中M是Al或In。
选择性地，形成层质量改进层的操作可包括：将沉积温度升高的操作，其中将沉积温度相对于在形成V坑产生层的过程中的沉积温度升高约100℃至150℃；额外地供应M前体的操作，其中M是Al或In；以及停止M前体的额外供应的操作。这里，在层质量改进层具有期望厚度之前，可重复进行M前体的额外供应和停止该额外供应的操作。
根据本发明构思的一方面，提供了一种发光装置，该发光装置包括：第一导电类型的半导体层；第二导电类型的半导体层；有源层，其位于第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间；以及至少一个表面粗糙度改进层，其包括Al和In中的至少一种，并且位于第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层之间。
所述至少一个表面粗糙度改进层可为包括MxGa1-xN的层质量改进层，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。
所述至少一个表面粗糙度改进层可为包括AlxGa1-xN的V坑产生层，其中0.01≤x≤0.3。
所述至少一个表面粗糙度改进层可包括层质量改进层和V坑产生层。
附图说明
将从结合附图的以下详细描述中更加清楚地理解本发明构思的示例性实施例，在附图中：
图1是根据示例实施例的发光装置的侧剖视图；
图2A、图3A和图4A是根据示例实施例的发光装置的侧剖视图；
图2B、图3B和图4B分别详细示出了图2A、图3A和图4A所示的部分B；
图5和图6是根据其它示例实施例的发光装置的侧剖视图；
图7示出了根据示例实施例的制造发光装置的方法的流程图；
图8和图9示出了根据示例实施例的制造层质量改进层的方法的流程图；
图10示出了其中恰好在形成有源层之前进一步形成了超晶格层的情况的流程图；
图11A至图11F是示出了利用该方法制造的发光装置的侧剖视图；
图12是示出通过测量实施例1以及比较例1和2的结构的顶表面的粗糙度获得的结果的曲线图；
图13和图14是根据示例实施例的发光封装件的侧剖视图；
图15示出了根据示例实施例的与从发光装置发射的光相关的色温谱；
图16示出了根据示例实施例的可用于发光装置中的量子点(QD)的结构的示例；
图17示出了根据示例实施例的根据利用蓝色发光装置的白色发光设备的应用领域的荧光物类型；以及
图18和图19示出了根据示例实施例的应用了利用发光装置的照明系统的家庭网络。
具体实施方式
现在，将在下文中参照其中示出了本发明构思的示例实施例的附图来更完全地描述本发明构思。从将参照附图更详细地描述的以下示例实施例中，本发明构思的优点和特征以及实现它们的方法将变得清楚。然而，应该注意，本发明构思不限于以下示例实施例，而是可按照各种形式实现。因此，仅提供示例实施例以公开本发明构思，并且让本领域技术人员知晓本发明构思的种类。在附图中，本发明构思的示例实施例不限于本文提供的特定示例，并且为了清楚起见，进行了夸大。
本文所用的术语仅是为了描述示例实施例，并且不旨在限制本发明。如本文所用，除非上下文清楚地指明不是这样，否则单数形式“一个”、“一”和“该”也旨在包括复数形式。如本文所用，术语“和/或”包括相关所列项之一或多个的任何和所有组合。应该理解，当元件被称作“连接”或“耦接”至另一元件时，其可直接连接或耦接至所述另一元件，或者可存在中间元件。
相似地，应该理解，当诸如层、区或衬底之类的元件被称作“位于”另一元件“上”时，其可直接位于所述另一元件上，或者可存在中间元件。相反，术语“直接”意味着不存在中间元件。还应该理解，术语“包含”、“包含……的”、“包括”和/或“包括……的”当用于本文中时，指明存在所列特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
另外，将参照作为本发明构思的理想示意图的剖视图来描述具体说明中的示例实施例。因此，示意图的形状的形状可根据制造技术和/或可允许的误差而修改。因此，本发明构思的示例实施例不限于示意图中示出的特定形状，而是可包括可根据制造工艺形成的其它形状。图中例示的区域具有一般特性，并且用于示出元件的特定形状。因此，它们不应该被理解为限制本发明构思的范围。
还应该理解，虽然本文中可使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在一些示例实施例中的第一元件可在其它示例实施例中被称作第二元件，而不脱离本发明的教导。本文解释和示出的本发明构思的各方面的示例实施例包括它们的互补对应部分。相同的附图标记或相同的参考指示符在整个说明书中指代相同的元件。
此外，本文参照作为理想示意图的剖视图和/或平面图来描述示例实施例。因此，可预见作为例如制造技术和/或公差的结果的示意图的形状的变化。因此，示例实施例不应理解为限于本文示出的区的形状，而是包括例如由制造工艺导致的形状的偏差。例如，示出为矩形的蚀刻区可通常具有圆形或弯曲特征。因此，图中示出的区实际上是示意性的，并且它们的形状不旨在示出装置的区的实际形状，并且不旨在限制示例实施例的范围。
如通过本发明构思的实体应该理解的那样，根据本文所述的各个示例实施例的器件和形成器件的方法可在诸如集成电路之类的微电子器件中实现，其中根据本文所述的各个示例实施例的多个器件集成在相同的微电子器件中。因此，在微电子器件中，本文所示的剖视图可沿着不一定正交的两个不同的方向复制。因此，实现根据本文所述的各个示例实施例的器件的微电子器件的平面图可包括按照基于微电子器件的功能性的阵列和/或二维图案布置的多个器件。
根据本文所述的各个示例实施例的器件可根据微电子器件的功能性而散布于其它器件之间。而且，根据本文所述的各个示例实施例的微电子器件可沿着可与所述两个不同方向正交的第三方向复制，以提供三维集成电路。
因此，本文所示的剖视图对根据本文所述的各个示例实施例的在平面图中沿着两个不同方向延伸和/或在透视图中沿着三个不同方向延伸的多个器件提供支持。例如，当在器件/结构的剖视图中示出了单个有源区时，该器件/结构可包括其上的多个有源区和晶体管结构(或存储器单元结构、栅极结构等，视情况而定)，如器件/结构的平面图所示的那样。
图1是根据至少一个示例实施例的发光装置100的侧剖视图。
参照图1，发光装置100具有其中第一导电类型的半导体层110、V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140、有源层150和/或第二导电类型的半导体层160按次序堆叠在衬底101上的结构。这里，第一导电类型的半导体层110、V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140、有源层150和第二导电类型的半导体层160可统称为发射堆叠件。
衬底101可设置在第一导电类型的半导体层110下方，因此可支承第一导电类型的半导体层110。衬底101可从第一导电类型的半导体层110接收热，并且可将接收到的热向外辐射。另外，衬底101可具有光透射特性。如果衬底101由透光材料形成或者具有等于或小于预定或期望值的厚度，则衬底101可具有光透射特性。为了增大光提取效率，衬底101可具有小于第一导电类型的半导体层110的折射率的折射率。
在需要时，衬底101可形成为绝缘衬底、导电衬底或半导体衬底。例如，衬底101可包括蓝宝石(Al2O3)、氮化镓(GaN)、硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)、硅锗(SiGe)、碳化硅(SiC)、氧化镓(Ga2O3)、锂镓氧化物(LiGaO2)、锂铝氧化物(LiAlO2)或镁铝氧化物(MgAl2O4)。对于GaN材料的外延生长，使用作为同质衬底的GaN衬底可以是有利的；然而，GaN衬底由于其制造困难而具有高生产成本。
异质衬底的示例包括蓝宝石衬底、碳化硅(SiC)衬底、硅衬底等，并且关于这一点，蓝宝石衬底或硅衬底比昂贵的SiC衬底使用得更多。当使用异质衬底时，诸如位错等的缺陷由于衬底材料与薄膜材料的晶格常数之间的差异而增加。另外，由于衬底材料与薄膜材料的热膨胀系数之间的差异，当温度改变时，衬底101可弯曲，并且该弯曲导致薄膜的破裂。通过利用衬底101与包括GaN材料的第一导电类型的半导体层110之间的缓冲层102可减少前述问题。
为了改进发光二极管(LED)芯片在LED结构生长之前或之后的光学特性或电气特性，在制造芯片的同时，可将衬底101完全或部分去除或者可将其图案化。
例如，蓝宝石衬底可按照其中激光照射至蓝宝石衬底与半导体层之间的界面的方式分离，并且可利用抛光法、蚀刻法等将硅衬底或SiC衬底去除。
当去除衬底101时，可使用另一支承衬底，并且可利用反射金属材料将支承衬底键合至原始生长衬底的另一侧，或者可通过将反射结构插入粘合层中形成支承衬底，从而改进LED芯片的光学效率。
执行衬底上的图案化操作，以在LED结构的生长之前或之后在衬底的主要侧(例如，顶表面或两个表面)或侧表面上形成不平表面或倾斜表面，这样，提高了光提取效率。图案的大小可在5nm至500μm的范围内选择，并且为了提高光提取效率，可选择规则图案或不规则图案。另外，图案的形状可为柱形、锥形、半球形、多边形形状等。
蓝宝石衬底包括具有其中晶体沿着c轴方向和a侧方向的晶格常数分别为13.001和4.758的六方菱形(Hexa-RhomboR3c)对称性的晶体，并且所述晶体具有C(0001)面、A(1120)面、R(1102)面等。在至少一个示例实施例中，C(0001)面容易地有利于氮化物薄膜的生长，并且在高温下稳定，从而C(0001)面通常用作用于氮化物的生长的衬底。
衬底可由更适合于大直径并且具有相对低价格的Si衬底形成，从而可改进大规模生产。然而，由于以(111)面作为衬底表面的Si衬底具有与GaN的晶格常数的差异为约17％的晶格常数，因此需要一种技术来抑制由于晶格常数差异而导致出现有缺陷的晶体。另外，硅与GaN之间的热膨胀差异为约56％，因此需要一种技术来抑制由于热膨胀差异而导致的晶圆弯曲。由于晶圆弯曲，GaN薄膜可具有裂纹，并且会难以控制处理，从而晶圆中的发射波长的均匀性可降低。
由于Si衬底吸收在基于GaN的半导体中产生的光，因此发光装置100的外量子效率可变差，因此，当需要时可去除Si衬底，并且可额外形成包括反射层的诸如Si、Ge、SiAl、陶瓷或金属衬底的支承衬底。
当GaN薄膜生长在诸如Si衬底之类的异质衬底上时，位错密度可由于衬底材料与薄膜材料的晶格常数之间的失配而增大，并且可由于热膨胀差异而发生破裂和弯曲。为了减小或防止发射堆叠件的位错和破裂，在衬底101与发射堆叠件之间设置缓冲层102。缓冲层102通过在生长有源层的同时减轻衬底的弯曲来增大晶圆的发射波长的均匀性。
缓冲层102可由AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)形成，具体地说，由GaN、AlN、AlGaN、InGaN或InGaNAlN形成，并且当需要时，缓冲层102可由ZrB2、HfB2、ZrN、HfN、TiN等形成。另外，可通过组合多个层或者通过逐渐改变前述材料之一的组成来形成缓冲层102。
由于Si衬底和GaN薄膜的热膨胀差异大，因此当GaN薄膜生长在Si衬底上时，GaN薄膜在高温下生长，并且随后在室温下冷却，并且此时，由于Si衬底与GaN薄膜之间的热膨胀差异，张应力可施加至GaN薄膜，从而GaN薄膜中可容易出现裂纹。为了减少或防止裂纹，可在GaN薄膜生长的同时将压应力施加至GaN薄膜，从而可补偿张应力。
由于Si衬底与GaN薄膜之间的晶格常数差异，在Si衬底上生长的GaN膜可能是有缺陷的。因此，当使用Si衬底时，可采用具有复合结构的缓冲层，以同时执行缺陷控制和应力控制，以抑制弯曲。
例如，AlN首先形成在衬底101上。为了减少或防止Si与Ga之间的反应，需要使用不含Ga的材料。不仅可使用AlN而且可使用SiC。通过在400℃至1300℃之间的温度利用Al源和N源来生长AlN。当需要时，可将AlGaN中间层插入多个AlN层之间，以控制应力。
第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160可分别由掺杂有n型杂质和p型杂质的半导体形成，反之亦然。例如，第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160中的每一个可(但不限于)由III族氮化物半导体(例如，组成为AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的材料)形成。在至少一个其它示例实施例中，第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160中的每一个可由包括基于AlGaInP的半导体、基于AlGaAs的半导体等的材料形成。
第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160中的每一个可具有单层结构。然而，当需要时，第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160中的每一个可具有多层结构，该多层结构包括具有不同组成或厚度的多个层。例如，第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160中的每一个可具有能够提高电子和空穴注射的效率的载流子注射层，并且还可具有超晶格结构，其中该超晶格结构具有各种形式。
发光装置100还可包括第一导电类型的半导体层110上方的V坑产生层120。在一个或多个实施例中，V坑产生层120可邻近于第一导电类型的半导体层110。例如，V坑产生层120的缺陷密度可为约1×108cm-2至约5×109cm-2。在一个或多个示例实施例中，V坑产生层120的厚度可为约200nm至约800nm。另外，V坑121的开口的宽度D可为约200nm至约800nm。
在V坑产生层120中形成的V坑121的竖直角θ可为约20°至90°。换句话说，当沿着穿过V坑121的顶点的竖直平面切割V坑121时，在顶点处与竖直平面相交的两个斜面之间形成的角可为约20°至90°。
在至少一个示例实施例中，V坑产生层120可为GaN层或掺有杂质的GaN层。
可通过生长温度控制在V坑产生层120中产生V坑121的位置。也就是说，如果生长温度相对低，则V坑121的产生可始于较低位置。另一方面，如果生长温度相对高，则V坑121的产生可始于较高位置。
当假设V坑产生层120的高度相同时，如果V坑121的产生始于较低位置，则可进一步增大V坑121的顶部宽度。
层质量改进层130可排列在V坑产生层120上。层质量改进层130的组成可为MxGa1-xN，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。可替换地，x可在0.02≤x≤0.08的范围内。如果x的值太小，则层质量改进的效果会较小。另一方面，如果x的值太大，则发射特性可变差。
层质量改进层130中的x的值可为常数。
可替换地，层质量改进层130可具有其中GaN层和MxGa1-xN层(这里，M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3)以交替方式堆叠的多堆叠结构。可替换地，层质量改进层130可为GaN和MxGa1-xN(这里，M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3)的超晶格层。层质量改进层130的厚度可为约20nm至约100nm。
层质量改进层130可形成在V坑产生层120的整个顶表面123上。另外，层质量改进层130在沿着V坑产生层120的顶表面123的竖直方向上的厚度可为大约恒定。
另外，具有预定厚度或期望厚度的层质量改进层130的区可覆盖V坑产生层120的V坑121的内侧，因此，层质量改进层130至少可部分地填充V坑121。层质量改进层130的V坑131可凹进V坑产生层120的V坑121中。层质量改进层130在沿着V坑产生层120的顶表面123的竖直方向上的厚度可为V坑产生层120的厚度的约5％至20％。
形成在层质量改进层130中的V坑131的尺寸可与V坑产生层120的V坑121的尺寸相似或相等。
另外，与V坑产生层120的顶表面123相比，层质量改进层130的顶表面133的表面粗糙度可进一步改进。例如，层质量改进层130的顶表面133的表面粗糙度可等于或小于V坑产生层120的顶表面123的表面粗糙度的60％。可利用原子力显微镜(AFM)来测量表面粗糙度。另外，表面粗糙度基于在除V坑121和131以外的顶表面123和133上的测量。另外，可通过测量界面的均匀性(平坦度)来确定表面粗糙度。例如，与邻近于V坑产生层120的界面的均匀性相比，邻近于层质量改进层130的界面的均匀性可为优秀的。
如上所述，由于改进了层质量改进层130的顶表面133的表面粗糙度，因此也可改进有源层150中的势垒层和量子阱层的表面粗糙度。结果，可减少电子和空穴的非发射复合，从而可明显改进发射特性。
发光装置100还可包括在第一导电类型的半导体层110上方并且邻近于有源层150的超晶格层140。超晶格层140可具有其中具有不同组成或不同杂质水平的多个InxAlyGa(1-x-y)N层(0≤x＜1，0≤y＜1，0≤x+y＜1)重复地堆叠的结构，或者可为部分绝缘材料层。超晶格层140可有利于电流的扩散，从而在大面积中均等地发生发射。
对应于层质量改进层130中的V坑131的V坑141可形成在超晶格层140中。
具有预定厚度或期望厚度的超晶格层140的区可覆盖层质量改进层130的V坑131的内侧，因此超晶格层140可至少部分地填充V坑131。超晶格层140的V坑141可凹进至层质量改进层130的V坑131中。
第二导电类型的半导体层160还可包括邻近于有源层150的电子阻挡层。电子阻挡层可具有其中具有不同组成的多个InxAlyGa(1-x-y)N层堆叠的结构，或者可具有由AlyGa(1-y)N形成的至少一个层。由于电子阻挡层的带隙大于有源层150的带隙，因此电子阻挡层减少或防止电子进入(p型)第二导电类型的半导体层160中。
可利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备来形成第一导电类型的半导体层110、有源层150和第二导电类型的半导体层160。更详细地说，第一导电类型的半导体层110、有源层150和第二导电类型的半导体层160可按照以下方式形成，在该方式中，将诸如有机金属化合物气体(例如，三甲基镓(TMG)、三甲基铝(TMA)等)之类的反应气体和含氮气体(例如氨(NH3)等)注射到其中排列有衬底101的反应容器中，并且在氮化镓化合物半导体在衬底101上生长的同时将衬底101保持在约900℃至1100℃的高温下，根据需要，注射杂质气体，以使得基于镓的化合物半导体作为未掺杂类型、n型或p型堆叠。Si是公知的n型杂质。可使用Zn、Cd、Be、Mg、Ca、Ba等(特别是，Mg和Zn)作为p型杂质。
设置在第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160之间的有源层150可具有其中量子阱层和量子势垒层以交替方式堆叠的多量子阱(MQW)结构。例如，就氮化物半导体而言，有源层150可具有GaN/InGaN结构。然而，在至少一个其它示例实施例中，有源层150可具有单量子阱(SQW)结构。
可在有源层150中形成对应于超晶格层140中的V坑141的V坑151。具有预定厚度或期望厚度的有源层150的区可覆盖超晶格层140的V坑141的内侧，因此有源层150至少可部分地填充V坑141。有源层150的V坑151可凹进超晶格层140的V坑141中。另外，有源层150的V坑151可被第二导电类型的半导体层160覆盖。
前述V坑121、131、141和151可排列在彼此对应的位置，并且可具有实质上相同的大小或形状。可替换地，V坑121、131、141和151中根据制造次序稍后形成的一个与先前形成的V坑的坡度相比可具有更缓的坡度。可替换地，V坑121、131、141和151中根据制造次序稍后形成的一个与先前形成的V坑的开口相比可具有更小的开口。
发光装置100还可包括第二导电类型的半导体层160上的欧姆电极层170。欧姆电极层170可通过相对增大杂质密度来减小欧姆接触电阻，从而欧姆电极层170可降低操作电压，并且可改进装置特性。欧姆电极层170可由GaN、InGaN、ZnO或石墨烯层形成。
发光装置100还可包括第一电极182和第二电极184。第一电极182和第二电极184可包括诸如Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au等的材料，或者可具有包括Ni/Ag、Zn/Ag、Ni/Al、Zn/Al、Pd/Ag、Pd/Al、Ir/Ag、Ir/Au、Pt/Ag、Pt/Al、Ni/Ag/Pt等的多层结构。
虽然图1所示的LED芯片具有其中第一电极182、第二电极184和光提取表面面对同一侧的结构，但是LED芯片可具有各种结构，诸如其中第一电极182和第二电极184面对光提取表面的相对侧的倒装芯片结构、其中第一电极182和第二电极184形成在相对表面上的竖直结构和采用其中多个过孔形成在芯片中以改进电流分布效率和散热的电极结构的竖直和水平结构。
图2A是根据至少一个示例实施例的具有发光装置的LED芯片1600的侧剖视图。图2B详细示出了图2A所示的部分B。
当制造用于照明设备的用于高输出的大面积发光装置芯片时，图2A所示的LED芯片1600可具有用于改进电流分布效率和散热的结构。
如图2A所示，LED芯片1600包括按次序堆叠的第一导电类型的半导体层1604、有源层1605、第二导电类型的半导体层1606、第二电极层1607、绝缘层1602、第一电极层1608和衬底1601。这里，为了电连接至第一导电类型的半导体层1604，第一电极层1608包括一个或多个接触孔H，所述一个或多个接触孔H与第二导电类型的半导体层1606和有源层1605电绝缘，并且从第一电极层1608的表面延伸至第一导电类型的半导体层1604的一部分。在当前实施例中，第一电极层1608不是必要元件。
接触孔H从第一电极层1608的界面经第二导电类型的半导体层1606和有源层1605延伸至第一导电类型的半导体层1604的内表面。接触孔H延伸至有源层1605与第一导电类型的半导体层1604之间的界面，例如，接触孔H延伸至第一导电类型的半导体层1604的一部分。由于接触孔H用于执行第一导电类型的半导体层1604的电连接和电流分布，因此当接触孔H接触第一导电类型的半导体层1604时接触孔H实现其作用，因此，不需要接触孔延伸至第一导电类型的半导体层1604的外表面。
考虑到光反射功能和与第二导电类型的半导体层1606的欧姆接触，形成在第二导电类型的半导体层1606上的第二电极层1607可由选自Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt和Au的材料形成，并且可经溅射工艺或沉积工艺形成。
接触孔H具有穿过第二电极层1607、第二导电类型的半导体层1606和有源层1605以与第一导电类型的半导体层1604连接的形状。接触孔H可利用ICP-RIE等经蚀刻工艺形成。
绝缘层1602形成为覆盖接触孔H的侧壁和第二导电类型的半导体层1606的顶表面。在至少一个示例实施例中，第一导电类型的半导体层1604中的对应于接触孔H的底表面的一部分可暴露出来。可通过沉积诸如SiO2、SiOxNy、SixNy等的绝缘材料来形成绝缘层1602。绝缘层1602可经CVD工艺在500℃或更低的温度下沉积为具有约0.01μm至约3μm范围内的厚度。
包括通过填充导电材料形成的导电过孔的第二电极层1607形成在接触孔H中。多个过孔可形成在发光装置区中。可调整过孔的数量和过孔的接触面积以使得接触第一导电类型的半导体层1604的过孔的面积在发光装置区的面积的约0.5％与约20％之间的范围内。接触第一导电类型的半导体层1604的过孔的区域的平面半径在约1μm与约50μm之间的范围内，并且根据各个发光装置区的面积，针对各个发光装置区，过孔的数量可在1与48000之间。虽然过孔的数量可根据各个发光装置区的面积变化，但是过孔的数量可为至少3个。过孔之间的距离可对应于在约5μm与约500μm之间的范围内(并且更详细地说，在约50μm与约450μm之间的范围内)的多行多列的矩阵阵列。当过孔之间的距离小于约5μm时，过孔的数量增加以使得发射面积相对减小，从而发射效率变差。当距离大于约500μm时，电流扩散会困难，从而发射效率可变差。接触孔H的深度可根据第二导电类型的半导体层1606的厚度和有源层1605的厚度而变化，并且可在约0.5μm与约10.0μm之间的范围内。
然后，衬底1601形成在第一电极层1608的表面上。在该结构中，衬底1601可经与第一导电类型的半导体层1604接触的导电过孔电连接至第一导电类型的半导体层1604。
衬底1601可通过电镀工艺、溅射工艺、沉积工艺或粘合工艺由选自Au、Ni、Al、Cu、W、Si、Se、GaAs、SiAl、Ge、SiC、AlN、Al2O3、GaN和AlGaN构成的组的材料形成。然而，关于衬底1601的材料和形成方法不限于此。
为了减小接触孔H的接触电阻，可合适地调整接触孔H的总数、接触孔H的形状、接触孔H的间距、接触孔H相对于第一导电类型的半导体层1604和第二导电类型的半导体层1606的接触面积等，并且由于接触孔H沿着多行多列按照各种形式排列，因此可增大电流。
参照图2B，第一导电类型的半导体层1604、V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140、有源层1605和/或第二导电类型的半导体层1606按次序堆叠。
参照图2B，与图1的示例实施例不同，生长方向从顶部前进至底部，从而V坑121、131、141和151的方向可与图1中的那些相反。
第一导电类型的半导体层1604和第二导电类型的半导体层1606可分别由掺杂有n型杂质和p型杂质的半导体形成，但是第一导电类型的半导体层1604和第二导电类型的半导体层1606不限于此，因此它们可分别为p型半导体层和n型半导体层。例如，第一导电类型的半导体层1604和第二导电类型的半导体层1606可(但不限于)由III族氮化物半导体(例如，组成为AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的材料)形成。在至少一个其它示例实施例中，第一导电类型的半导体层1604和第二导电类型的半导体层1606中的每一个可由包括基于AlGaInP的半导体、基于AlGaAs的半导体等的材料形成。
以上参照图1描述了V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140和有源层1605，因此，这里省略对它们的详细描述。
图3A是根据至少一个其它示例实施例的发光装置1700的侧剖视图。图3B详细示出了图3A所示的部分B。
由于LED照明设备提供了改进的散热特性，因此考虑到总散热性能，将具有小的热值的LED芯片应用于LED照明设备会是有利的。LED芯片的示例可为具有纳米结构的LED芯片(下文中，称为“纳米LED芯片”)。
纳米LED芯片的示例包括芯-壳式纳米LED芯片。芯-壳式纳米LED芯片由于其小的组合密度而产生相对少量的热，并且通过利用纳米结构增大其发射面积，以提高发射效率。另外，芯-壳式纳米LED芯片可获得非极性有源层，从而减少或防止由于极化导致的效率变差，从而可改进下降特性。
如图3A所示，纳米LED芯片1700包括形成在衬底1701上的多个纳米发射结构N。在至少一个示例实施例中，纳米发射结构N具有作为芯-壳结构的杆结构，但是在至少一个其它示例实施例中，纳米发射结构N可具有诸如棱锥结构之类的不同结构。
纳米LED芯片1700包括形成在衬底1701上的基础层1702。基础层1702可为提供用于纳米发射结构N的生长表面的一层，并且可由第一导电类型的半导体形成。具有用于纳米发射结构N(具体地说，芯)的生长的开放区域的掩模层1703可形成在基础层1702上。掩模层1703可由诸如SiO2或SiNx之类的电介质材料形成。
在纳米发射结构N中，通过利用具有开放区域的掩模层1703选择性地生长第一导电类型的半导体来形成第一导电纳米芯1704，并且有源层1705和第二导电类型的半导体层1706作为壳层形成在第一导电纳米芯1704的表面上。这样，纳米发射结构N可具有芯-壳结构，其中第一导电半导体是纳米芯，并且包围纳米芯的有源层1705和第二导电类型的半导体层1706是壳层。
在至少一个示例实施例中，纳米LED芯片1700包括用于填充纳米发射结构N之间的间隙的填充材料1707。填充材料1707可使纳米发射结构N在结构上稳定。填充材料1707可包括(但不限于)诸如SiO2之类的透明材料。欧姆接触层1708可形成在纳米发射结构N上以接触第二导电类型的半导体层1706。纳米LED芯片1700包括分别接触由第一导电类型的半导体形成的基础层1702和欧姆接触层1708的第一电极1709a和第二电极1709b。
通过改变纳米发射结构N的直径、成分或掺杂密度，可从一个装置发射具有至少两种不同波长的光。通过合适地调整具有不同波长的光，可在不使用荧光物的情况下在一个装置中实现白光。另外，通过将该一个装置与另一LED芯片组合，或者将该一个装置与诸如荧光物之类的波长转换材料组合，可实现具有期望的各种颜色的光或具有不同色温的白光。
参照图3B，由第一导电类型的半导体形成的第一导电纳米芯1704、V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140、有源层1705和第二导电类型的半导体层1706按次序堆叠。
在图3B的至少一个示例实施例中，在形成第一导电纳米芯1704之后，在其表面上形成多层。因此，这些层沿着远离第一导电纳米芯1704的表面的方向按次序堆叠。另外，由于形成在第一导电纳米芯1704的表面上的V坑产生层120沿着相同方向生长，因此V坑121的开口面朝外，从而其它V坑131、141和151沿着相同方向形成。
第一导电纳米芯1704和第二导电类型的半导体层1706可分别由掺杂有n型杂质和p型杂质的半导体形成，但是第一导电纳米芯1704和第二导电类型的半导体层1606不限于此，因此可分别为p型半导体层和n型半导体层。例如，第一导电纳米芯1704和第二导电类型的半导体层1706可由(但不限于)III族氮化物半导体(例如组成为AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的材料)形成。在至少一个其它示例实施例中，第一导电纳米芯1704和第二导电类型的半导体层1706中的每一个可由包括基于AlGaInP的半导体、基于AlGaAs的半导体等的材料形成。
以上参照图1描述了V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140和有源层1705，因此，这里省略对它们的详细描述。
图4A是根据至少一个其它示例实施例的发光装置1800的侧剖视图。图4B详细示出了图4A所示的部分B。
图4A示出了将被应用于光源封装件并且包括安装在安装衬底1820上的LED芯片1810的作为光源的半导体发光装置1800。
图4A所示的半导体发光装置1800包括安装衬底1820和安装在安装衬底1820上的LED芯片1810。LED芯片1810与前述实施例中的LED芯片不同。
LED芯片1810包括设置在衬底1801的表面上的发射堆叠件S以及设置在发射堆叠件S的远离衬底1801的表面上的第一电极1808a和第二电极1808b。另外，LED芯片1810包括用于覆盖第一电极1808a和第二电极1808b的绝缘单元1803。
第一电极1808a和第二电极1808b可经第一电功率连接单元1809a和第二电功率连接单元1809b连接至第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b。
发射堆叠件S可包括按次序设置在衬底1801上的第一导电类型的半导体层1804、有源层1805和第二导电类型的半导体层1806。第一电极1808a可设为通过穿过第二导电类型的半导体层1806和有源层1805而接触第一导电类型的半导体层1804的导电过孔。第二电极1808b可接触第二导电类型的半导体层1806。
多个过孔可形成在发光装置区中。可调整过孔的数量和过孔的接触面积，以使得接触第一导电类型的半导体的过孔的面积在发光装置区的面积的约0.5％与约20％之间的范围内。接触第一导电类型的半导体的过孔的区域的平面半径在约1μm与约50μm之间的范围内，并且根据各个发光装置区的面积，针对各个发光装置区，过孔的数量可在1个过孔与48000个过孔之间。虽然过孔的数量可根据各个发光装置区的面积而改变，但是过孔的数量可至少为3。过孔之间的距离可对应于约5μm与约500μm之间的范围内(并且更详细地说，在约150μm与约450μm之间的范围内)的多行多列的矩阵阵列。当过孔之间的距离小于约100μm时，过孔的数量增加以使得发射面积相对减小，从而发射效率变差。然而，当距离大于约500μm时，电流扩散会变得困难，从而发射效率可变差。接触孔的深度可根据第二半导体层和有源层而改变，并且可在约0.5μm与约5.0μm之间的范围内。
导电欧姆材料沉积在发射堆叠件S上，从而形成第一电极1808a和第二电极1808b。第一电极1808a和第二电极1808b可为包括选自Ag、Al、Ni、Cr、Cu、Au、Pd、Pt、Sn、Ti、W、Rh、Ir、Ru、Mg、Zn和它们的合金构成的组中的至少一种材料的电极。例如，第二电极1808b可形成为包括相对于第二导电类型的半导体层1806沉积的Ag层的欧姆电极。Ag欧姆电极用于反射光。选择性地，包括Ni、Ti、Pt或W的单层或一层它们的合金可以按交替方式堆叠在Ag层上。更详细地说，Ni/Ti层、TiW/Pt层或Ti/W层可堆叠在Ag层下方，或者前述层可以按交替方式堆叠在Ag层下方。
第一电极1808a可按照以下方式形成：Cr层可相对于第一导电类型的半导体层1804堆叠，并且随后Au/Pt/Ti层可按次序堆叠在Cr层上，或者Al层可相对于第二导电类型的半导体层1806堆叠，并且随后可将Ti/Ni/Au层按次序堆叠在Al层上。
为了改进欧姆特性或反射特性，除前述材料和结构以外，第一电极1808a和第二电极1808b可由各种材料形成，或者可具有各种堆叠结构。
绝缘单元1803可具有用于暴露出第一电极1808a和第二电极1808b的一部分的开放区域，并且第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b可接触第一电极1808a和第二电极1808b。绝缘单元1803可在约500℃或更低的温度下经CVD工艺通过沉积SiO2和/或SiN形成，并且可具有约0.01μm与约3μm之间的厚度。
第一电极1808a和第二电极1808b可沿着相同方向设置，并且如将在稍后描述的，第一电极1808a和第二电极1808b可按照倒装芯片形式安装在引线框中。在至少一个示例实施例中，第一电极1808a和第二电极1808b可设置为面对相同方向。
具体地说，第一电功率连接单元1809a可通过具有穿过有源层1805和第二导电类型的半导体层1806的导电过孔的第一电极1808a形成，并且随后连接至发射堆叠件S中的第一导电类型的半导体层1804。
为了减小导电过孔与第一电功率连接单元1809a之间的接触电阻，可合适地调整导电过孔和第一电功率连接单元1809a的总数、形状、间距、与第一导电类型的半导体层1804的接触面积等，并且由于导电过孔和第一电功率连接单元1809a按照多行多列排列，因此可增大电流。
半导体发光装置1800的该侧的电极结构可包括直接形成在第二导电类型的半导体层1806上的第二电极1808b以及形成在第二电极1808b上的第二电功率连接单元1809b。第二电极1808b可用于形成与第二电功率连接单元1809b的电欧姆连接，并且可由光反射材料形成，因此，当LED芯片1810作为倒装芯片结构安装时，第二电极1808b可将从有源层1805发射的光有效地朝着衬底1801释放。明显的是，根据主要的光发射方向，第二电极1808b可由诸如透明导电氧化物之类的透光导电材料形成。
前述两个电极结构可通过利用绝缘单元1803彼此电分离。具有电绝缘特性的任何材料或任何对象可用作绝缘单元1803，但是使用具有低光吸收特性的材料可以是有利的。例如，可使用诸如SiO2、SiOxNy、SixNy等的氧化硅或氮化硅。当需要时，绝缘单元1803可具有其中光反射填料分布在整个透光材料中的光反射结构。
第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b可分别连接至第一电功率连接单元1809a和第二电功率连接单元1809b，因此可用作LED芯片1810的外部端子。例如，第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b可由Au、Ag、Al、Ti、W、Cu、Sn、Ni、Pt、Cr、NiSn、TiW、AuSn或者它们的共晶合金形成。在至少一个示例实施例中，当第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b安装在安装衬底1820上时，第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b可利用共晶金属键合至安装衬底1820，从而可不使用通常用于倒装芯片键合中的分离的焊料凸块。与利用焊料凸块的情况相比，利用共晶金属的安装方法可实现更优秀的散热效果。在至少一个示例实施例中，为了获得优秀的散热效果，可形成具有大面积的第一电极焊盘1819a和第二电极焊盘1819b。
除非提供矛盾的说明，否则可通过参照前述说明来理解衬底1801和发射堆叠件S。另外，虽然未具体示出，但是可在发射堆叠件S与衬底1801之间形成缓冲层，并且关于这一点，缓冲层可形成为包括氮化物等的未掺杂的半导体层，从而缓冲层可使生长在缓冲层上的发射结构的晶格缺陷减少。
衬底1801可具有彼此面对的第一主表面和第二主表面，并且关于这一点，可在第一主表面和第二主表面中的至少一个上形成凹凸结构C。由于衬底1801的一部分被蚀刻，因此布置在衬底1801的一个表面上的凹凸结构C可由与衬底1801的材料相同的材料形成，或者其可由与衬底1801的材料不同的材料形成。
如在至少一个示例实施例中那样，由于在衬底1801与第一导电类型的半导体层1804之间的界面处形成凹凸结构C，因此从有源层1805发射的光的路径可改变，从而在半导体层中吸收的光的比率可降低，并且光散射率可增大；因此，光提取效率可增大。
例如，凹凸结构C可具有规则形状或不规则形状。形成凹凸结构C的异质材料可包括透明导体、透明绝缘体或者具有优秀反射率的材料。关于这一点，透明绝缘体可包括(但不限于)SiO2、SiNx、Al2O3、HfO、TiO2或ZrO，透明导体可包括(但不限于)TCO，诸如包含ZnO的氧化铟或者包括Mg、Ag、Zn、Sc、Hf、Zr、Te、Se、Ta、W、Nb、Cu、Si、Ni、Co、Mo、Cr或Sn的添加剂，并且反射材料可包括(但不限于)Ag、Al或由具有不同折射率的多层形成的DBR。
可从第一导电类型的半导体层1804去除衬底1801。为了去除衬底1801，可执行利用激光的激光剥离(LLO)工艺、蚀刻工艺或者研磨工艺。在去除衬底1801之后，可在第一导电类型的半导体层1804的顶表面上形成凹凸结构C。
如图4A所示，LED芯片1810安装在安装衬底1820上。安装衬底1820具有其中上电极层1812b和下电极层1812a分别形成在衬底主体1811的顶表面和底表面上的结构，并且过孔1813穿过衬底主体1811以连接上电极层1812b和下电极层1812a。衬底主体1811可由树脂、陶瓷或金属形成，并且上电极层1812b和下电极层1812a可为包括Au、Cu、Ag、Al等的金属层。
其上安装有LED芯片1810的衬底的示例不限于图4A的安装衬底1820，因此可使用具有用于驱动LED芯片1810的布线结构的任何衬底。例如，可提供其中LED芯片1810安装在具有一对引线框的封装主体中的封装结构。
参照图4B，第一导电类型的半导体层1804、V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140、有源层1805和/或第二导电类型的半导体层1806按次序堆叠在衬底1801上。
参照图4B，与图1的至少一个示例实施例不同，生长方向从顶部朝着底部发展，从而V坑121、131、141和151的方向可与图1中的那些相反。
第一导电类型的半导体层1804和第二导电类型的半导体层1806可分别由掺杂有n型杂质和p型杂质的半导体形成，但是第一导电类型的半导体层1804和第二导电类型的半导体层1806不限于此，因此可分别为p型半导体层和n型半导体层。例如，第一导电类型的半导体层1804和第二导电类型的半导体层1806可由(但不限于)III族氮化物半导体(例如，组成为AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的材料)形成。在至少一个其它示例实施例中，第一导电类型的半导体层1804和第二导电类型的半导体层1806中的每一个可由包括基于AlGaInP的半导体、基于AlGaAs的半导体等的材料形成。
以上参照图1描述了V坑产生层120、层质量改进层130、超晶格层140和有源层1805，因此，这里省略对它们的详细描述。
图5是根据至少一个其它示例实施例的发光装置200的侧剖视图。
参照图5，发光装置200具有其中第一导电类型的半导体层210、层质量改进层130、超晶格层140、有源层150和/或第二导电类型的半导体层160按次序堆叠在衬底101上的结构。在至少一个示例实施例中，第一导电类型的半导体层210、层质量改进层130、超晶格层140、有源层150和第二导电类型的半导体层160可统称为发射堆叠件。
以上参照图1描述了衬底101和缓冲层102，因此，这里省略对它们的详细描述。
第一导电类型的半导体层210和第二导电类型的半导体层160可分别由掺杂有n型杂质和p型杂质的半导体形成，但是第一导电类型的半导体层210和第二导电类型的半导体层160不限于此，因此可分别为p型半导体层和n型半导体层。例如，第一导电类型的半导体层210和第二导电类型的半导体层160可由(但不限于)III族氮化物半导体(例如，组成为AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的材料)形成。在至少一个其它示例实施例中，第一导电类型的半导体层210和第二导电类型的半导体层160中的每一个可由包括基于AlGaInP的半导体、基于AlGaAs的半导体等的材料形成。
第一导电类型的半导体层210和第二导电类型的半导体层160中的每一个可具有单层结构。然而，第一导电类型的半导体层210和第二导电类型的半导体层160中的每一个可具有包括具有不同组成或厚度的多层的多层结构。例如，第一导电类型的半导体层210和第二导电类型的半导体层160中的每一个可具有能够提高电子和空穴注射的效率的载流子注射层，并且还可具有超晶格结构，其中该超晶格结构具有各种形式。
例如，第一导电类型的半导体层210可包括厚度为1μm至5μm并且由以2×1018㎝-3至9×1019㎝-3的密度掺杂有n型掺杂物的硅(Si)形成的n型GaN接触层。第二导电类型的半导体层160还可包括电子阻挡层。电子阻挡层可用于在第二导电类型的半导体层160处最小化电子-空穴复合，其中要求从有源层150发射光并且不需要电子-空穴复合。
在根据图5的至少一个示例实施例的发光装置200中，可从第一导电类型的半导体层210直接形成不带分离的V坑产生层的V坑221。为了这样做，考虑到当形成V坑221时的时间，可在制造过程中调整用于邻近于层质量改进层130的第一导电类型的半导体层210的掺杂物密度、沉积温度等。
层质量改进层130可布置在其中形成有V坑221的第一导电类型的半导体层210上。层质量改进层130可包括MxGa1-xN，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。可替换地，x可在以下范围内：0.02≤x≤0.08。如果x的值太小，则层质量改进的效果会较小。另一方面，如果x的值太大，则发射特性可变差。
层质量改进层130可形成在第一导电类型的半导体层210的整个顶表面123上。另外，层质量改进层130的厚度在沿着第一导电类型的半导体层210的顶表面123的竖直方向上可大约恒定。
以上参照图1描述了布置在层质量改进层130上方的超晶格层140、有源层150、第二导电类型的半导体层160和欧姆电极层170，因此，这里省略对它们的详细描述。
图6是根据至少一个其它示例实施例的发光装置300的侧剖视图。
参照图6，发光装置300具有其中第一导电类型的半导体层110、V坑产生层120、超晶格层140、有源层150、层质量改进层130'和第二导电类型的半导体层160按次序堆叠在衬底101上的结构。在至少一个示例实施例中，第一导电类型的半导体层110、V坑产生层120、超晶格层140、有源层150、层质量改进层130'和第二导电类型的半导体层160可统称为发射堆叠件。
以上参照图1描述了衬底101和缓冲层102，因此，这里省略对它们的详细描述。
与图1的实施例不同的是，图6的至少一个示例实施例中的层质量改进层130'可设置在有源层150上。
层质量改进层130'可包括MxGa1-xN，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。可替换地，x可在以下范围内：0.02≤x≤0.08。如果x的值太小，则层质量改进的效果会较小。另一方面，如果x的值太大，则发射特性可变差。
可替换地，层质量改进层130'可具有其中GaN层和MxGa1-xN层以交替方式堆叠的多堆叠结构，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。可替换地，层质量改进层130'可为GaN和MxGa1-xN的超晶格层，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。层质量改进层130'的厚度可为约20nm至约100nm。
层质量改进层130'可形成在有源层150的整个顶表面上。另外，层质量改进层130'的厚度在沿着有源层150的顶表面的竖直方向可大约恒定。如上所述，由于层质量改进层130'形成在有源层150上，因此层质量改进层130'可至少部分地填充对应于层质量改进层130'的V坑131的有源层150的V坑151。
另外，层质量改进层130'的V坑131可被第二导电类型的半导体层160覆盖。
图7示出了根据至少一个示例实施例的制造发光装置的方法的流程图。图11A至图11F示出了利用图7的方法制造的发光装置的侧剖视图。
参照图7和图11A，第一导电类型的半导体层110可形成在衬底101上(S1)。以上参照图1描述了衬底101和第一导电类型的半导体层110的详细构造。
如果第一导电类型的半导体层110是n-GaN层，则可将镓前体、氮前体、n型掺杂物的前体和载运气体供应至其中装载有衬底101的反应室中。可通过MOCVD形成第一导电类型的半导体层110。然而，沉积方法不限于此。
镓前体可为三甲基镓(TMG)、三乙基镓(TEG)、氯化二乙基镓等。氮前体可为氨、氮或者氨和/或氮的受激态物质。在一个或其它实施例中，n型掺杂物可为硅并且其前体可为硅烷。
参照图7和图11B，在第一导电类型的半导体层110上形成具有多个V坑121的V坑产生层120(S2)。
可通过将镓前体、氮前体和载运气体供应至反应室中形成V坑产生层120。另外，可通过改变反应温度合适地控制当形成V坑121时的时间。V坑产生层120的高度可为约250nm至500nm。
参照图7和图11C，在V坑产生层120上形成层质量改进层130(S3)。
图8示出了制造层质量改进层130的方法的流程图。
参照图8，与当产生V坑产生层120时的温度相比，在升高约100℃至150℃的温度下执行沉积(S31)。另外，可额外供应金属M(M是Al或In)的前体(S32)。
铝前体可(但不限于)为选自三甲基铝、三乙基铝、三(二甲基氨基)铝、三异丁基铝、铝三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮酸)、AlMe2H,[Al(OsBu)3]4、Al(CH3COCHCOCH3)3、AlCl3、AlBr3、AlI3、Al(OiPr)3、[Al(NMe2)3]2、Al(iBu)2Cl、Al(iBu)3、Al(iBu)2H、AlEt2Cl、Et3Al2(OsBu)3、Al(THD)3、H3AlNMe3、H3AlNEt3、H3AlNMe2Et和H3AlMeEt2构成的组中的至少一种材料。
铟前体可为(但不限于)选自三甲基铟、三乙基铟、三异丙基铟、三丁基铟、三叔丁基铟、三甲氧基铟、三乙氧基铟、三异丙氧基铟、二甲基异丙氧基铟、二乙基异丙氧基铟、二甲基乙基铟、二乙基甲基铟、二甲基异丙基铟、二乙基异丙基铟和二甲基叔丁基铟构成的组中的至少一种材料。
参照图8，在沉积温度升高之后额外供应金属M的前体，但是处理的顺序可变换或者可同时执行所述处理。
图9示出了根据至少一个其它示例实施例的形成层质量改进层的方法的流程图。
参照图9，使对执行重复操作的次数计数的计数器复位(S31a)。
然后，室中的反应温度可升高至比用于形成V坑产生层120的温度高约100℃至150℃的温度(S32a)。
另外，在供应和停止供应达到预定次数或期望次数之前使金属M的前体的供应(S33a)和金属M的前体的停止供应(S34a)重复(S35a和S36a)。也就是说，每当金属M的前体的供应(S33a)和金属M的前体的停止供应(S34a)重复一次时，计数器加1(S35a)，并且如果计数器达到预定次数或期望次数，则执行随后的操作，而如果不是这样，则金属M的前体的供应(S33a)和金属M的前体的停止供应(S34a)重复(S36a)。
返回参照图7和图11D，在层质量改进层130上形成有源层150(S4)。图10是其中恰好在形成有源层150之前进一步形成超晶格层140的情况的流程图(S35)。参照图10，可在形成层质量改进层130之后且在形成有源层150之前形成超晶格层140。
超晶格层140在等于或小于层质量改进层130的生长温度的温度下生长的同时可形成超晶格层140。超晶格层140的生长温度可为约600℃至1,000℃。
如果有源层150是包括InGaN阱层和GaN势垒层的MQW，则可将镓源气和氮源气供应至反应室中，以形成GaN势垒层，并且还可将铟源气供应至反应室中，以形成InGaN阱层。用于形成GaN势垒层和InGaN阱层的源气可同时供应至反应室中或可以以交替方式按次序供应至反应室中。
参照图7和图11E，可在有源层150上形成第二导电类型的半导体层160。
如果第二导电类型的半导体层160是p-GaN层，则可通过向反应室供应镓前体和氮前体在反应室中发生反应。p型掺杂物的前体可(但不限于)为Cp2Mg。
参照图11F，欧姆电极层170被形成在第二导电类型的半导体层160上，并且随后形成台面(mesa)，从而暴露出第一导电类型的半导体层110。然后，第一电极182和第二电极184可分别形成在第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层160上。
下文中，提供示例和比较例以进一步描述本发明构思的构造和效果，但是本发明构思的范围不限于所述示例。
<比较例1>
第一导电类型的半导体层形成在衬底上，并且V坑产生层形成在第一导电类型的半导体层上。
<比较例2>
在比较例2中，按照与比较例1的方式相同的方式形成V坑产生层，不同的是当形成V坑产生层的顶表面时，温度升高100℃。
<示例1>
在示例1中，按照与比较例1相同的方式形成V坑产生层，不同的是当形成V坑产生层的顶表面部分时，温度升高100℃，并且同时将三甲基铝作为铝前体供应。在沉积温度升高并且供应三甲基铝之后形成的层是层质量改进层。
基于均方根(RMS)利用AFM测量从示例1和比较例1和2中获得的结构的顶表面的粗糙度。这里，不测量V坑。
结果，如图12所示，边缘部分的粗糙度减小至少一半，并且中心部分的粗糙度显著减小。具体地说，与其中温度未升高并且未添加Al的比较例1相比，参照其中温度升高并且未添加Al的比较例2，粗糙度改善了。然而，明显的是，其中温度升高并且添加了Al的示例1的效果是显著的。这里，针对说明，测量顶表面的粗糙度，但是即使测量截面中的层之间的界面(边界表面)的平坦度，结果也是相似的。
<示例2>
按照与比较例1相同的方式形成V坑产生层，不同的是，当形成V坑产生层的顶表面部分时，温度升高100℃，并且同时将三甲基铟作为铟前体供应。
结果，与比较例1相比，示例2示出的粗糙度减小了60％。
将有源层额外堆叠在示例1和示例2以及比较例1的结构中的每一个上，并且测量有源层中的厚度偏离值。为了测量有源层中的厚度偏离值，使用X射线衍射(XRD)。
结果，如表1中那样获得厚度偏离值。
[表1]
示例1 示例2 比较例1
有源层的厚度(中心，μm) 8.10 7.92 7.86
有源层的厚度(边缘，μm) 8.13 8.00 8.09
中心-边缘之间的差(绝对值) 0.03 0.08 0.23
如表1中所示，在根据本发明构思制造的有源层的厚度中，中心部分与边缘部分之间的偏离值显著减小了。也就是说，比较例1中的中心部分与边缘部分之间的偏离值为0.23μm，但是在示例1和2中，偏离值分别为0.03μm、0.08μm。
另外，制造包括示例1的结构的发光设备和包括比较例1的结构的发光设备，并且检查它们的发光质量。结果，与比较例1相比，基于在630μm×970μm的BLU处的芯片功率，示例1的发光设备的发光质量提高了1.5Mw。
图13是根据至少一个示例实施例的发光封装件60的侧剖视图。
参照图13，衬底61是绝缘衬底，并且具有其中由铜层压板形成的电路图案61_1和61_2形成在绝缘衬底的顶表面上的结构，并且作为绝缘材料薄涂布的绝缘薄膜层63可形成在绝缘衬底的底表面上。在至少一个示例实施例中，可使用诸如溅射方法或喷射方法之类的各种涂布方法。另外，顶部热扩散板64和底部热扩散板66可形成在衬底61的顶表面和底表面上，以使在发光封装件60中产生的热消散，并且具体地说，顶部热扩散板64直接接触电路图案61_1。例如，用作绝缘薄膜层63的绝缘材料的导热性明显低于热垫的导热性，但是由于绝缘薄膜层63具有非常小的厚度，因此绝缘薄膜层63的热阻可明显低于热垫的热阻。在发光封装件60中产生的热可经顶部热扩散板64转移至底部热扩散板66，并且随后可驱散至底座63_1。
两个通孔65可形成在衬底61以及顶部热扩散板64和底部热扩散板66中，以垂直于衬底61。LED封装件可包括包含发光装置100、200和300之一的LED芯片67、LED电极68_1和68_2、塑料模制壳62、透镜69等。衬底61可具有通过以下步骤形成的电路图案，所述步骤即：将铜层层压至陶瓷或基于环氧树脂的材料的FR4芯上，以及随后执行蚀刻工艺。
发光封装件60可具有其中安装有发射红光的红光LED、发射绿光的绿光LED和发射蓝光的蓝光LED中的至少一个的结构。可将至少一种荧光物材料涂布在蓝色LED的顶表面上。
可喷洒包括与树脂混合的颗粒粉末的荧光物材料。荧光物粉末可被点燃，因此可按照陶瓷板层的形式形成在LED的顶表面。荧光物粉末的大小可为1μm至50μm，或者例如为5μm为20μm。就纳米荧光物而言，其可为大小为1nm至500nm(或者例如为10nm至50nm)的量子点。
图14是根据至少一个其它示例实施例的发光封装件80的侧剖视图。
参照图14，发光封装件80包括涂布在金属衬底81上的绝缘树脂83、形成在绝缘树脂83中的电路图案84_1和84_2和安装为与电路图案84_1和84_2电连接的LED芯片。在至少一个示例实施例中，厚度等于或小于200μm的绝缘树脂83可作为固态膜层合在金属衬底上，或者可通过利用旋涂或利用刀片的模制方法在液态下涂布在金属衬底上。具有绝缘电路图案的绝缘树脂层的大小可等于或小于金属衬底的大小。另外，电路图案84_1和84_2按照其中诸如铜之类的金属材料填充于在绝缘树脂83中雕刻出的电路图案84_1和84_2的形状中的方式形成。
参照图14，LED模块85包括LED芯片87、LED电极86_1和86_2、塑料模制壳88和透镜89。
LED芯片87可包括发光装置100、200或300，并且可根据构成LED芯片87的化合物半导体的类型发射蓝光、绿光或红光。可替换地，LED芯片87可发射紫外(UV)线。在一个或多个示例实施例中，发光装置100、200或300可由UV光二极管芯片、激光二极管芯片或有机发光装置(OLED)芯片形成。然而，根据本发明构思的一个或多个示例实施例，发光装置100、200或300可由除前述元件以外的各种发光装置形成。
发光装置100、200或300可被构造为使得显色指数(CRI)可从CRI40至CRI100调整，以及还可产生在从约2000K至约20000K之间的色温范围内的各种白光，并且当需要时，发光装置100、200或300可通过产生具有紫色、蓝色、绿色、红色或橙色的可见光或红外光根据周围气氛或心情调整照明颜色。另外，发光装置100、200或300可产生具有能够刺激植物生长的特定波长的光。
对应于通过蓝色发光装置发射的光与通过黄荧光物、绿荧光物和红荧光物和/或绿色发光装置和红色发光装置发射的光的组合的白光可具有至少两个峰值波长，并且可位于由CIE1931坐标系的(x，y)坐标(0.4476，0.4074)、(0.3484，0.3516)、(0.3101，0.3162)、(0.3128，0.3292)和(0.3333，0.3333)限定的区中。可替换地，白光可位于由所述线段和黑体辐射光谱包围的区中。白光的色温可在约2000K与约20000K之间。图15示出了色温(例如，普朗克光谱)。
例如，LED中使用的荧光物可具有以下通式和颜色：
基于氧化物的荧光物：黄色和绿色(Y,Lu,Se,La,Gd,Sm)3(Ga,Al)5O12:Ce、蓝色(Y,Lu,Se,La,Gd,Sm)3(Ga,Al)5O12:Ce；
基于硅酸盐的荧光物：黄色和绿色(Ba,Sr)2SiO4:Eu、黄色和橙色(Ba,Sr)3SiO5:Eu；
基于氮化物的荧光物：绿色β-SiAlON:Eu、黄色(La,Gd,Lu,Y,Sc)3Si6N11:Ce、橙色α-SiAlON:Eu、红色(Sr,Ca)AlSiN3:Eu、(Sr,Ca)AlSi(ON)3:Eu、(Sr,Ca)2Si5N8:Eu、(Sr,Ca)2Si5(ON)8:Eu、(Sr,Ba)SiAl4N7:Eu；
基于硫化物的荧光物：红色(Sr,Ca)S:Eu、(Y,Gd)2O2S:Eu、绿色SrGa2S4:Eu；以及
基于氟化物的荧光物:基于KSF的红色K2SiF6:Mn4+。
通常，荧光物的通式必须匹配化学计算法，并且各个元素可由周期表的同一族中的另一元素置换。例如，Sr可由II族碱土类金属元素的Ba、Ca、Mg等置换，并且Y可由镧系元素的Tb、Lu、Sc、Gd等置换。另外，根据期望的能级，作为活化剂的Eu可由Ce、Tb、Pr、Er、Yb等置换，并且活化剂可单独应用，或者可额外应用子活化剂来改变特性。
作为荧光物的替代，可使用诸如量子点等的材料，并且在至少一个示例实施例中，LED、荧光物和量子点可组合或者可使用LED和量子点。
量子点可具有诸如CdSe、InP等的芯(3nm至10nm)、诸如ZnS、ZnSe等的壳(0.5nm至2nm)和用于稳定芯-壳的配体的结构，并且可根据大小实现各种颜色。图16示出了量子点的结构的示例。
图17示出了根据利用蓝光LED的白色发光装置的应用领域的荧光物类型。
荧光物或量子点可喷洒在LED芯片或发光装置上，可用作薄膜形式的覆盖物，或者可按照薄片或陶瓷荧光物片的形式附着。
荧光物或量子点可通过利用分配法、喷洒涂布法等喷洒，并且关于这一点，分配法包括气动法和诸如螺钉、线型(lineartype)等的机械法。喷射法可允许微量排放操作的点量控制，以及经点量控制的色坐标控制。统一地将荧光物喷洒在发光装置的晶圆水平或衬底上的方法可有利于控制发光装置的生产率和厚度。
可通过利用电泳淀积法、丝网印刷法或荧光物模制法执行将荧光物或量子点以薄膜形式覆盖在发光装置或LED芯片上的方法，并且可根据是否需要覆盖LED芯片的侧表面使用前述方法之一。
为了控制再吸收以短波长发射的光并且来自具有不同发射波长的至少两种荧光物的长波长发光荧光物的效率，可区分具有不同发射波长的至少两种荧光物，并且为了最小化波长再吸收和LED芯片和至少两种荧光物的干扰，可将DBR(ODR)层排列在各层之间。
为了形成更均匀的涂层，荧光物可按照膜或陶瓷片的形式布置，并且随后可附着在LED芯片或发光装置上。
为了改变光效率和/或光分布特征，可按照远程方式布置光转换材料，并且在至少一个示例实施例中，光转换材料可根据光转换材料的耐久性和耐热性而与光发射聚合物材料、玻璃材料等布置在一起。
由于荧光物喷洒技术在确定LED装置的发光质量时起作用，因此正研究用于控制荧光物涂层的厚度、荧光物的更均匀的分布等的各种技术。另外，量子点可按照与荧光物相同的方式布置在LED芯片或发光装置处，并且关于这一点，量子点可布置在玻璃材料之间或光发射聚合物材料之间，从而执行光转换。
为了相对于外部环境而保护LED芯片或发光装置和/或为了改进从发光装置向外发射的光的提取效率，作为填充材料的光发射材料可布置在LED芯片或发光装置上。
在至少一个示例实施例中，光发射材料可为包括环氧树脂、硅树脂、环氧树脂和硅树脂的混合物等的透明有机溶剂，并且可在经加热、光照射、放置一段时间等硬化之后使用。
关于硅树脂，将聚二甲基硅氧烷分为基于甲基的，并将聚甲基苯基硅氧烷分为基于苯基的，并且根据基于甲基的硅树脂和基于苯基的硅树脂，硅树脂的折射率、渗水率、透光率、耐光性和耐热性不同。另外，根据交联剂和催化剂，硅树脂的硬化时间不同，从而影响荧光物的分布。
光提取效率根据填充材料的折射率而改变，并且为了减小或最小化LED芯片的发射的蓝光的最外层介质的折射率与发射至外部空气的蓝光的折射率之间的差异，可将具有不同折射率的至少两种硅按次序堆叠。
通常，基于甲基的硅树脂具有改进的耐热性，并且由于温度升高导致的变化按照基于苯基的硅树脂、混合物和环氧树脂的次序减小。可根据硬度等级将硅树脂分为凝胶类型、弹性体类型和树脂类型。
发光装置还可包括用于沿径向引导从光源照射的光的透镜，并且关于这一点，可将预制透镜附着于LED芯片或发光装置上，或者可将液体有机溶剂注射至其中安装有LED芯片或发光装置的模制框架中并且随后可将其硬化。
透镜可直接附着于LED芯片上的填充材料上，或者可通过仅与发光装置的外侧和透镜的外侧键合而与填充材料分离开。液体有机溶剂可通过注射模制、转移模制、压缩模制等注射至模制框架中。
根据透镜的形状(例如，凹进形状、凸出形状、凹凸形状、圆锥形、几何形状等)，发光装置的光分布特征可改变，并且透镜的形状可根据光效率和光分布特征的需求而变化。
图18和图19示出了根据本发明构思的至少一个示例实施例的应用了利用发光装置的照明系统的家庭网络。
如图18所示，家庭网络可包括家用无线路由器2000、网关集线器2010、ZigBee模块2020、LED灯2030、车库门锁2040、无线门锁2050、家庭应用2060、蜂窝或智能电话2070、壁装开关2080和云网络2090。
根据卧室、起居室、门厅、车库、家用电器等的操作状态以及周边环境/情况，可通过使用诸如ZigBee、Wi-Fi、LiFi等的室内无线通信自动地调整LED灯2030的开/关、色温、CRI和/或照明亮度。
例如，如图19所示，根据在TV3030上播送的节目类型或TV3030的屏幕亮度，可通过利用网关3010和ZigBee模块3020A自动地调整LED灯3020B的照明亮度、色温和/或CRI。如果在TV3030上播送的节目是肥皂剧，则可将照明调整为具有等于或小于12000K的色温(例如，5000K的色温)，并且还可根据设置值调整色觉，从而可产生舒适氛围。另一方面，如果节目值指示喜剧节目，则可将家庭网络构造为可将照明调整为具有等于或大于5000K的色温，并且根据设置值可具有蓝白色。另外，通过经家庭无线通信协议(ZigBee、WiFi或LiFi)使用智能电话3040或计算机，可控制照明的开/关、亮度、色温和/或CRI以及连接至家庭无线通信协议的诸如TV3030、冰箱、空调等的家用电器。在至少一个示例实施例中，LiFi通信意指使用照明的可见光的短程无线通信协议。
例如，蜂窝或智能电话2070可执行以下操作：执行照明控制应用程序以及显示如图15所示的色坐标系的操作；以及利用ZigBee、WiFi或LiFi通信协议映射与色坐标系互操作并且连接至安装在房子中的所有照明设备的传感器的操作(例如，显示房子中的照明设备的位置、电流设置值和开/关状态值的操作、选择在特定位置的照明设备和改变照明设备的状态值的操作以及根据改变后的状态值改变照明设备的状态的操作)，并且按照这种方式，可控制房子中的照明设备或家用电器。
ZigBee模块2020或3020A可与光传感器一体地模块化，并且还可与发光设备一体地形成。
当使用可见光无线通信技术时，信息通过利用可见波段中的光无线地递送。与常规有线光学通信技术和常规红外无线通信不同的是，可见光无线通信技术使用可见波段中的光。另外，与常规有线光学通信技术不同的是，可见光无线通信技术使用无线环境。另外，可见光无线通信技术由于其就频率使用而言不受管制或控制，因此更加方便和/或在物理上可靠，与常规射频(RF)无线通信不同的是，因为用户可检查通信链路，因此可见光无线通信技术是独特的，并且其通过同时允许光源用于其原始用途和额外通信用途而具有融合特征。
另外，LED照明可用作用于车辆的内部光源或外部光源。对于内部光源，LED照明可用作用于车辆的内部灯、阅读灯、仪表板灯等，并且对于外部光源，LED照明可用作用于车辆的大灯、刹车灯、方向导向灯、雾灯、日间行驶灯等。
利用特定波长的LED可促进植物生长，可稳定人的情感，或者可帮助疾病的治疗。LED可应用于在机器人或各种机械设备中使用的光源。除具有低功耗和长寿命的LED以外，其还可与诸如太阳能电池系统、风力系统等的自然友好的可持续能源动力系统结合实现本发明构思的照明。
如上所述，根据一个或多个以上示例实施例的发光装置具有改进的层质量，并且因此具有改进的发光效果。
虽然已经参照本发明构思的示例实施例具体示出和描述了本发明构思，但是应该理解，可在不脱离权利要求的精神和范围的情况下在其中作出各种形式和细节上的改变。

Claims (34)

1.一种发光装置，包括：
第一导电类型的半导体层；
第二导电类型的半导体层；
有源层，其位于所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的半导体层之间，并且具有多个V坑；以及
层质量改进层，其位于所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的半导体层之间，并且具有大小和形状与所述有源层的多个V坑的大小和形状实质上相同的多个V坑，
其中，所述层质量改进层是包括Al或In的III-V族半导体层。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述层质量改进层包括MxGa1-xN，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。
3.根据权利要求2所述的发光装置，其中，x的范围是0.02≤x≤0.08。
4.根据权利要求2所述的发光装置，其中，所述层质量改进层位于所述第一导电类型的半导体层与所述有源层之间。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其中，所述层质量改进层中的Al的密度实质上恒定。
6.根据权利要求4所述的发光装置，其中，所述层质量改进层与所述第一导电类型的半导体层相对的另一侧表面的粗糙度实质上小于所述第一导电类型的半导体层在所述层质量改进层与所述第一导电类型的半导体层之间的界面处的表面的粗糙度。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其中，当经原子力显微镜测量时，所述层质量改进层与所述第一导电类型的半导体层相对的另一侧表面的粗糙度等于或小于所述第一导电类型的半导体层在所述层质量改进层与所述第一导电类型的半导体层之间的界面处的表面的粗糙度的60％。
8.根据权利要求1所述的发光装置，还包括位于所述第一导电类型的半导体层与所述层质量改进层之间的V坑产生层。
9.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述层质量改进层位于所述V坑产生层与所述有源层之间。
10.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述V坑产生层具有多个V坑，用于形成所述有源层的多个V坑，并且
所述层质量改进层沿着所述V坑产生层的顶表面形成。
11.根据权利要求10所述的发光装置，其中，所述层质量改进层至少部分地填充所述V坑产生层的多个V坑。
12.根据权利要求8所述的发光装置，还包括位于所述层质量改进层与所述有源层之间的超晶格层。
13.根据权利要求12所述的发光装置，其中，所述层质量改进层的多个V坑凹进到所述V坑产生层的多个V坑中，并且
所述超晶格层具有多个V坑，它们凹进到所述层质量改进层的多个V坑中。
14.根据权利要求13所述的发光装置，其中，所述有源层的多个V坑凹进到所述超晶格层的多个V坑中。
15.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述层质量改进层具有包括以交替方式堆叠的多个GaN层和MxGa1-xN层的多堆叠结构，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。
16.根据权利要求8所述的发光装置，其中，所述层质量改进层包括具有GaN和MxGa1-xN的超晶格层，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。
17.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述层质量改进层位于所述有源层与所述第二导电类型的半导体层之间。
18.根据权利要求17所述的发光装置，其中，所述层质量改进层的多个V坑被所述第二导电类型的半导体层覆盖。
19.根据权利要求17所述的发光装置，还包括位于所述有源层与所述第一导电类型的半导体层之间的超晶格层，并且
其中，所述有源层的多个V坑延伸至所述超晶格层中。
20.一种发光装置，包括：
第一导电类型的半导体层；
第二导电类型的半导体层；
有源层，其位于所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的半导体层之间；以及
V坑产生层，其位于所述第一导电类型的半导体层与所述有源层之间，其中，所述V坑产生层面对所述有源层的表面包括Al浓度增大的区域。
21.根据权利要求20所述的发光装置，其中，所述V坑产生层包括GaN层，并且所述V坑产生层的所述表面的所述区域包括AlxGa1-xN，其中0.01≤x≤0.3。
22.根据权利要求21所述的发光装置，其中，所述V坑产生层的所述表面的所述区域的厚度为所述V坑产生层的厚度的约5％至20％。
23.一种发光封装件，包括：
封装衬底；
根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述发光装置安装在印刷电路板上；以及
包封构件，其包封所述发光装置。
24.一种制造发光装置的方法，所述方法包括以下步骤：
在衬底上形成第一导电类型的半导体层；
在所述第一导电类型的半导体层上形成具有多个V坑的V坑产生层；
在所述V坑产生层上形成层质量改进层；
在所述层质量改进层上形成有源层；以及
在所述有源层上形成第二导电类型的半导体层。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，形成所述层质量改进层的步骤包括：
将沉积温度升高，其中将沉积温度相对于在形成所述V坑产生层的过程中的沉积温度升高约100℃至150℃；以及
额外地供应M前体，其中M是Al或In。
26.根据权利要求24所述的方法，其中，形成所述层质量改进层的步骤包括：
将沉积温度升高，其中将沉积温度相对于在形成所述V坑产生层的过程中的沉积温度升高约100℃至150℃；
额外地供应M前体，其中M是Al或In；以及
停止所述M前体的额外供应。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，在所述层质量改进层具有期望厚度之前，重复进行所述M前体的额外供应和停止该额外供应的步骤。
28.一种制造发光装置的方法，所述方法包括以下步骤：
在衬底上形成第一导电类型的半导体层；
在所述第一导电类型的半导体层上形成具有多个V坑的V坑产生层；
在所述V坑产生层上形成有源层；以及
在所述有源层上形成第二导电类型的半导体层，
其中，在形成所述第二导电类型的半导体层之前，所述方法还包括形成层质量改进层。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，在形成所述V坑产生层之后且在形成所述有源层之前执行形成所述层质量改进层的步骤。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，在形成所述V坑产生层之后通过升高反应室的温度以及将M前体额外供应至所述反应室来执行形成所述层质量改进层的步骤，其中M是Al或In。
31.一种发光装置，包括：
第一导电类型的半导体层；
第二导电类型的半导体层；
有源层，其位于所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的半导体层之间；以及
至少一个表面粗糙度改进层，其包括Al和In中的至少一种，并且位于所述第一导电类型的半导体层与所述第二导电类型的半导体层之间。
32.根据权利要求31所述的发光装置，其中，所述至少一个表面粗糙度改进层是包括MxGa1-xN的层质量改进层，其中M是Al或In，并且0.01≤x≤0.3。
33.根据权利要求31所述的发光装置，其中，所述至少一个表面粗糙度改进层是包括AlxGa1-xN的V坑产生层，其中0.01≤x≤0.3。
34.根据权利要求31所述的发光装置，其中，所述至少一个表面粗糙度改进层包括层质量改进层和V坑产生层。
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