CN107180900A - 发光器件 - Google Patents

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Abstract

发光器件包括：发射结构；设于发射结构上的电流阻挡层；设于电流阻挡层上的反射层；覆盖反射层的保护层；以及设于保护层上的电极层。

Description

发光器件
相关申请的交叉引用
2016年3月11日在韩国知识产权局提交的题为“用于改善电流扩散特性和光提取效率的发光二极管(LED)器件”的韩国专利申请No.10-2016-0029665通过引用以其全文结合在此。
技术领域
实施例涉及一种发光二极管(LED)器件，更具体地，涉及一种用于改善电流扩散特性和光提取效率的LED器件。
背景技术
LED器件由于其低功耗和高亮度等特性而可以被广泛用作光源。LED器件需要具有高发射可靠性。为了实现高亮度和优秀的发光效率，必须改善LED器件的电流扩散特性和光提取效率。
发明内容
一个或更多个实施例提供了一种发光器件，包括：发射结构；设于发射结构上的电流阻挡层；设于电流阻挡层上的反射层；配置为覆盖反射层的保护层；以及设于保护层上的电极层。
一个或更多个实施例提供了一种发光器件，包括：发射结构，包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；设于发射结构的一定区域上的第一电流阻挡层；设于第一电流阻挡层上的第一反射层；配置为覆盖第一反射层的第一保护层；第一电极层，设于第一保护层上并与第二导电类型半导体层电连接；以及第二电极层，设于发射结构的其他区域上并与第一导电类型半导体层电连接。
一个或更多个实施例提供了一种发光器件，包括：发射结构，包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；第一电流阻挡层，设于发射结构的一定区域上并包括露出发射结构的第一接触孔；第一反射层，设于第一电流阻挡层上并经由第一接触孔与第二导电类型半导体层电连接；第一保护层，配置为覆盖第一反射层并包括露出第一反射层的第二接触孔；第一电极层，设于第一保护层上并与第二导电类型半导体层电连接；以及第二电极层，设于发射结构的其他区域上并与第一导电类型半导体层电连接。
一个或更多个实施例提供了一种发光器件，包括：发射结构，包括在第一方向上堆叠的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；电流阻挡层，设于第一区域中的发射结构上；反射层，设于电流阻挡层上；第一电极层，设于反射层上并且与第二导电类型半导体层电连接；以及第二电极层，设于发射结构的第二区域上并与第一导电类型半导体层电连接，其中第二区域沿着与第一方向正交的第二方向与第一区域间隔开。
附图说明
通过参考附图详细描述示例实施方案，本领域技术人员将清楚各种特征，附图中：
图1示出了根据一个实施例的发光器件的截面图；
图2示出了根据一个实施例的发光器件的截面图；
图3示出了根据一个实施例的发光器件的截面图；
图4和5示出了根据一个实施例的发光器件的截面图；
图6示出了根据一个实施例的发光器件的截面图；
图7示出了根据一个实施例的发光器件的截面图；
图8示出了根据一个实施例的发光器件的平面图；
图9至15示出了用于描述在制造图4和5的发光器件的方法中的一些阶段的截面图；
图16至20示出了用于描述在制造图7的发光器件的方法中的一些阶段的截面图；
图21和22示出了根据一个实施例的包括发光器件的白光光源模块的示意截面图；
图23A和23B示出了根据一个实施例的可作为发光器件应用于照明装置的白光光源模块的示意截面图；
图24示出了可以在根据一个实施例制造的发光器件中使用的完全辐射体(perfect radiator)光谱的CIE色度图；以及
图25示出了展示可以在根据一个实施例的发光器件中使用的作为波长转换材料的量子点(QD)的截面结构的示意图。
具体实施方式
图1是根据一个实施例的发光器件100的截面图。具体地，发光器件100可以包括发射结构110，该发射结构110包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108。发射结构110可以设于衬底102或导电层102e上。
当发射结构110设于衬底102上时，发光器件100可以用作水平型发光器件。衬底102可以是用于生长发射结构110的生长衬底。衬底102可以是半导体晶片。衬底102可以是硅基衬底。硅基衬底可以包括硅(Si)衬底或碳化硅(SiC)衬底。当衬底102是硅基衬底时，该衬底102可以更适于高孔径且相对便宜，从而提高了产率。备选地，衬底102可以是导电衬底，例如，金属衬底。
衬底102可以包括绝缘衬底，包括铝酸镁(MgAl2O4)、氧化镁(MgO)、铝酸锂(LiAlO2)、氧化锂镓(LiGaO2)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)等。蓝宝石(α氧化铝(α-Al2O3))具有电绝缘性，并且是具有六方菱形(hexa-rhombo)R3c对称性的晶体，其中c轴方向和a轴方向上的晶格常数分别为和。蓝宝石可以具有C(0001)面、A(1120)面、R(1102)面等。在这种情况下，在C表面上生长氮化物薄层相对容易，且C表面在高温下是稳定的。因此，C表面可以用作用于生长氮化物的衬底。
导电层102e可以是包括铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)等的导电材料层。导电层102e可以向第一导电类型半导体层104施加电流。因此，导电层102e可以用作第一导电类型电极层。当发射结构110设于导电层102e上时，发光器件100可以用作垂直型发光器件。
发射结构110中包括的第一导电类型半导体层104可以是n型半导体层。发射结构110中包括的第二导电类型半导体层108可以是p型半导体层。第一导电类型半导体层104和第二导电类型半导体层108可以包括氮化物半导体，例如氮化镓/氮化铟镓(GaN/InGaN)材料。第一导电类型半导体层104和第二导电类型半导体层108可以包括氮化物半导体，例如，成分为AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)的材料。
第一导电类型半导体层104和第二导电类型半导体层108均可以包括单层或具有不同掺杂浓度、成分等的多个不同层。除了氮化物半导体之外，第一导电类型半导体层104和第二导电类型半导体层108可以包括磷化铝铟镓(AlInGaP)或铝铟镓砷(AlInGaAs)基半导体。
第一导电类型半导体层104和第二导电类型半导体层108之间的有源层106可以由于电子和空穴的复合而发光。有源层106可以具有多量子阱(MQW)结构，在MQW结构中交替堆叠量子阱层和量子势垒层。例如，在氮化物半导体的情况下，有源层106可以包括GaN/InGaN结构。有源层106可以包括包含氮化物半导体的单量子阱(SQW)结构。
电流阻挡层112可以设于发射结构110上，例如，可以部分地覆盖第二导电类型半导体层108。电流阻挡层112可以通过在有源层106中广泛地扩散电流来增加电流扩散特性，使得电流不仅局部地施加到有源层106。电流阻挡层112可以是绝缘层。电流阻挡层112可以包括二氧化硅(SiO2)层、氮化硅(SiN)层、Al2O3层等。电流阻挡层可以包括透明层，这可以使得对从发射结构110发射的光的吸收最小化。
反射层116可以设于电流阻挡层112上，例如，可以部分地覆盖电流阻挡层112。反射层116可以包括用于反射从发射结构110发射的光的材料。反射层116可以包括银(Ag)或铝(Al)。反射层116可以增加发光器件100的光提取效率。
保护层120可以设于反射层116上，以便覆盖反射层116。保护层120可以形成在两个侧表面上(例如，可以沿着反射层116的整个两个侧表面在第一方向上从电流阻挡层112延伸到反射层116的上表面)，且可以覆盖反射层116的上表面(例如，可以沿着反射层116的整个上表面在与第一方向相对的截面方向上延伸)。保护层120可以包括绝缘层，例如，SiO2层、SiN层等。保护层120可以包括氧化银(AgO)层、Al2O3层等。此外，保护层120可以包括透明层，这可以使得对从发射结构110发射的光的吸收最小化。
当没有保护层120时，可能发生迁移现象(反射层116中包括的粒子移动)或者聚集现象(粒子聚集)。因此，发光器件100的可靠性可能劣化。当没有保护层120时，稍后描述的透明电极层128和反射层116可能彼此反应，因此，反射层116的反射率可能劣化或者发光器件100的可靠性可能降低。当没有保护层120时，透明电极层128和反射层116之间的粘附性可能较低，因此，发光器件100的可靠性可能降低。
电流阻挡层112和保护层120可以用作围绕反射层116的包封层124。由于包封层124围绕反射层116，由发射结构110发射的光被反射层116有效地反射，从而提高了光提取效率。
此外，包括电流阻挡层112、反射层116和保护层120的整体结构可以通过使电流广泛地而不是局部地施加在有源层106上，来增加电流扩散特性。
透明电极层128可以设于保护层120、电流阻挡层112和发射结构110上，例如，透明电极层128可以覆盖保护层120的上表面和侧表面、由保护层120露出的电流阻挡层112的上表面部分和电流阻挡层112的侧表面、以及由电流阻挡层112露出的第二导电类型半导体层108的上表面部分。透明电极层128可以增加电流扩散特性，使得广泛地而不是局部地在有源层106中施加电流。
图1示出了透明电极层128。然而，发光器件100中可以包括或可以不包括透明电极层128。当透明电极层128没有包括在发光器件100中时，稍后描述的电极层130可以经由配线与第二导电类型半导体层108电连接。
此外，图1示出了透明电极层128总体上设于保护层120、电流阻挡层112和发射结构110上。然而，透明电极层128可以仅部分地设于保护层120、电流阻挡层112和发射结构110上。
透明电极层128可以包括从发射结构110发射的光可以穿透的材料。透明电极层128可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟(IO)、二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)或氧化铟锌(IZO)。
如上所述，由于反射层116受到电流阻挡层112和保护层120保护，所以可以减少或防止透明电极层128和反射层116之间的粘附问题以及反射层116的反射率劣化。
电极层130可以在位于反射层116上的透明电极层128上。电极层130可以包括导电材料。电极层130可以包括不与透明电极层128反应的材料。电极层130可以包括铬(Cr)、钛(Ti)、Al、Au或铜(Cu)。
电极层130可以设于透明电极层128的一部分上。电极层130经由透明电极层128向第二导电类型半导体层108施加电流，因此，电极层130可以是第一电极层。电极层130可以小于反射层116，例如，在与第一方向正交的第二方向上短于反射层116，使得电极层130在第一方向上不与反射层116-1完全重叠，从而由发射结构110发射的光被反射层116反射。
如上所述，发光器件100包括设于发射结构110上的反射层116和保护层120，从而改善了光提取效率。此外，发光器件100包括设于发射结构上的电流阻挡层112或透明电极层128，从而改善电流扩散特性。
图2是根据一个实施例的发光器件200的截面图。具体地，除了发光器件200包括与第二导电类型半导体层108电连接的反射层116-1之外，在组件和效果方面，发光器件200可以与图1的发光器件100相同。因此，可以从说明书中省略对相同组件的描述或者可以仅简要地进行描述。
发光器件200可以包括设于衬底102或导电层102e上的发射结构110。如上所述，发射结构110可以包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108。
包括第一接触孔134的电流阻挡层112-1可以设于发射结构110上。电流阻挡层112-1可以对应于图1的电流阻挡层112，且可以包括与电流阻挡层112相同的功能和材料。第一接触孔134可以露出第二导电类型半导体层108的一部分。
经由第一接触孔134与第二导电类型半导体层108电连接的反射层116-1可以设于电流阻挡层112-1上。反射层116-1可以包括第一接触孔134中的第一反射塞136以及与第一反射塞136相连并位于电流阻挡层112-1上的第一反射板138。
反射层116-1与第二导电类型半导体层108电连接。因此，反射层116-1可以用作电极。反射层116-1可以对应于图1的反射层116，且可以包括与反射层116相同的功能和材料。
覆盖反射层116-1并具有第二接触孔142的保护层120-1设于反射层116-1上。保护层120-1对应于图1的保护层120，且可以包括与保护层120相同的功能和材料。第二接触孔142可以露出反射层116-1的一部分，例如，第一反射板138的一部分表面。
电流阻挡层112-1和保护层120-1可以是围绕反射层116-1的第一部分包封层124-1，该第一部分包封层124-1经由第一接触孔134和第二接触孔142露出反射层116-1的一部分表面。第一部分包封层124-1可以令从发射结构110的一部分发射的光被反射层116-1很好地反射，从而提高光提取效率。
经由第二接触孔142与反射层116-1电连接的透明电极层128-1可以设于保护层120-1、反射层116-1、电流阻挡层112-1和发射结构110上。图2示出了透明电极层128-1。然而，发光器件200中可以包括或可以不包括透明电极层128-1。当透明电极层128-1没有包括在发光器件200中时，电极层130可以经由反射层116-1与第二导电类型半导体层108电连接。透明电极层128-1可以具有与图1的透明电极层128相同的功能和材料。
透明电极层128-1可以包括第二接触孔142中的第一透明塞144以及与第一透明塞144相连并设于保护层120-1、电流阻挡层112-1和发射结构110上的第一透明板146。
电极层130可以不在第一透明插塞144上，而可以在第一透明板146的特定位置上。例如，电极层130可以与第一透明板146电连接，且可以经由第二接触孔142与反射层116-1电连接。
电极层130可以在位于反射层116-1上的透明电极层128-1上。电极层130可以小于反射层116-1，例如，在第二方向上短于反射层116-1，使得电极层130在第一方向上不与反射层116-1完全重叠，从而由发射结构110发射的光被反射层116-1反射。
图3是根据一个实施例的发光器件300的截面图。具体地，除了发光器件300包括设于衬底102或导电层102e上的凹凸结构103之外，在组件和效果方面，发光器件300可以与图1的发光器件100相同。因此，可以从说明书中省略对相同组件的描述或者可以仅简要地进行描述。
发光器件300可以包括衬底102或导电层102e、发射结构110、反射层116以及包括电流阻挡层112和保护层120的包封层124。如上所述，发射结构110可以包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108。
发光器件300可以包括设于衬底102或导电层102e的表面上的凹凸结构103。凹凸结构103可以令由发射结构110发射的光被很好地反射，例如，可以将光聚焦到反射层116上。因此，发光器件300的光提取效率可以由于凹凸结构103而进一步提高。
图4和5是根据一个实施例的发光器件400的截面图。具体地，图4示出了发光器件400的一部分的截面，且图5示出了发光器件400的另一部分的截面。发光器件400可以根据截面方向具有各种结构。
除了发光器件400包括设于发射结构110的一部分(例如，沿着第二方向与反射层116、包括电流阻挡层112和保护层120的包封层124以及电极层130的堆叠间隔开)上的第二电极层132、第二反射层118和第二包封层126之外，在组件和效果方面，发光器件400可以与图1和3的发光器件100和300相同。因此，可以从说明书中省略对相同组件的描述或者可以仅简要地进行描述。
发光器件400可以包括设于衬底102或导电层102e上的发射结构110。衬底102可以是如上所述的生长衬底或导电衬底。当发光器件400包括设于衬底102上的发射结构、第二电极层132和电极层130(第一电极层)时，发光器件400可以用作水平型发光器件。
凹凸结构103可以设于衬底102或导电层102e的表面上，以便提高光提取效率，如图3所示。如上所述，发射结构110可以包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108。
第一电流阻挡层112设于发射结构110的一部分上。第一电流阻挡层112可以对应于图1的电流阻挡层112，且可以包括与电流阻挡层112相同的功能和材料。反射层116设于第一电流阻挡层112上。第一反射层116可以对应于图1的反射层116，且可以包括与反射层116相同的功能和材料。
第一反射层116上的第一保护层120可以覆盖第一反射层116。第一保护层120可以设于第一反射层116的两个侧表面和上表面上。第一保护层120可以对应于图1的保护层120，且可以包括与保护层120相同的功能和材料。第一电流阻挡层112和第一保护层120可以是围绕第一反射层116的包封层124。
透明电极层128可以设于第一保护层120、第一电流阻挡层112和第二导电型半导体层108上。发光器件400中可以包括或可以不包括透明电极层128。当透明电极层128没有包括在发光器件400中时，第一电极层130可以经由配线与第二导电类型半导体层108电连接。
第一电极层130在位于第一反射层116上的透明电极层128上。第一电极层130可以对应于图1的电极层130，且可以包括与图1的电极层130相同的功能和材料。第一电极层130设于第一电流阻挡层112上。第一电极层130可以经由透明电极层128与第二导电类型半导体层108电连接。
台面型孔109可以设于发射结构110的另一部分上，例如，沿着第二方向与反射层116、包括电流阻挡层112和保护层120的包封层124以及电极层130的堆叠间隔开。台面型孔109可以露出发射结构110的侧表面，且其底部可以露出第一导电类型半导体层104。可以通过部分蚀刻发射结构110，来形成台面型孔109。台面型孔109的底部可以沿第一方向凹进成低于第一导电类型半导体层104的上表面。
第二电流阻挡层114可以设于台面型孔109的内壁上，如图4和5所示。例如，如图4所示，第二电流阻挡层114可以覆盖(例如，完全覆盖)台面型孔109的底部，可以覆盖(例如，完全覆盖)台面型孔109的侧壁，且可以沿着发射结构110的上表面的一部分(例如，由保护层120露出的部分)延伸。备选地，如图5所示，第二电流阻挡层114可以仅部分地覆盖台面型孔109的底部，并且其中具有接触孔131以便露出第一导电型半导体层104。
第二电流阻挡层114可以具有与第一电流阻挡层112相同的功能和材料。此外，第二电流阻挡层114可以用于保护包括第一导电类型半导体层104在内的发射结构110。第二电流阻挡层114可以是保护发射结构110的钝化层。
第二反射层118可以设于第二电流阻挡层114上，例如，可以部分覆盖在台面型孔109底部的第二电流阻挡层。第二反射层118可以具有与第一反射层116相同的功能和材料。第二反射层118可以反射从发射结构110的另一部分发射的光，从而提高发光效率。
第二保护层122可以覆盖第二反射层118。第二保护层122可以设于两个侧表面上(例如，可以沿着第二反射层118的整个两个侧表面在第一方向上从第二电流阻挡层114延伸到第二反射层118的上表面)，且可以覆盖第二反射层118的上表面(例如，可以沿着反射层118的整个上表面在与第一方向相对的截面方向上延伸)。第二保护层122可以包括与第一保护层120相同的功能和材料。第二保护层122可以保护第二反射层118，从而提高发光器件400的可靠性。
第二电流阻挡层114和第二保护层122可以用作围绕第二反射层118的第二包封层126。由于围绕第二反射层118的第二包封层126，由发射结构110的另一部分发射的光可以被第二反射层118很好地反射，因此，可以进一步提高光提取效率。
如图4所示，在发射结构110的另一部分处，第二电极层132可以在位于第二反射层118上的第二保护层122上。如图5所示，在发射结构110的另一部分处，露出第一导电类型半导体层104的接触孔131可以设于第二电流阻挡层114中。因此，第二电极层132可以经由接触孔131与第一导电类型半导体层104电连接。
如上所示的发光器件400在发射结构110的一部分处包括第一反射层116和第一保护层120，且在发射结构110的另一部分处包括第二反射层118和第二保护层122，从而提高光提取效率。此外，发光器件400在发光结构110的一部分处包括第一电流阻挡层112并在发光结构110的另一部分处包括第二电流阻挡层114，且在发光结构110的一部分处包括透明电极层128，从而改进电流扩散特性。
图6是根据一个实施例的发光器件500的截面图。具体地，除了发光器件500包括与第二导电类型半导体层108电连接的反射层116-1之外，在组件和效果方面，发光器件500可以与图5的发光器件400相同。由于第一电流阻挡层112-1、反射层116-1、第一保护层120-1、透明电极层128-1和第一电极层130位于发射结构110的一部分上，发光器件500可以与图2的发光器件200相同。因此，可以从说明书中省略对相同组件的描述或者可以仅简要地进行描述。
发光器件500可以包括设于衬底102或导电层102e上的发射结构110。如上所述，发射结构110可以包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108。
包括第一接触孔134的第一电流阻挡层112-1可以设于发射结构110的一部分上。第一电流阻挡层112-1可以具有与图5的第一电流阻挡层112相同的功能和材料。第一接触孔134可以露出第二导电类型半导体层108的一部分。
经由第一接触孔134与第二导电类型半导体层108电连接的反射层116-1可以设于第一电流阻挡层112-1上。反射层116-1可以包括与图5的反射层116相同的功能和材料。
第一反射层116-1可以包括第一接触孔134中的第一反射塞136以及与第一反射塞136相连并位于电流阻挡层112-1上的第一反射板138。第一反射层116-1与第二导电类型半导体层108电连接，因此，第一反射层116-1可以用作电极。
覆盖第一反射层116-1并具有第二接触孔142的第一保护层120-1设于第一反射层116-1上。第一保护层120-1可以包括与图5的第一保护层120相同的功能和材料。第二接触孔142可以露出第一反射层116-1的一部分。第二接触孔142可以露出第一反射板138的一部分表面。
第一电流阻挡层112-1和第一保护层120-1可以是围绕第一反射层116-1的第一部分包封层124-1，该第一部分包封层124-1经由第一接触孔134和第二接触孔142露出第一反射层116-1的一部分表面。第一部分包封层124-1可以令由发射结构110的一部分发射的光被第一反射层116-1很好地反射，从而提高光提取效率。
经由第二接触孔142与第一反射层116-1电连接的第一透明电极层128-1可以设于第一保护层120-1、第一反射层116-1、第一电流阻挡层112-1和发射结构110上。发光器件500中可以包括或可以不包括透明电极层128-1。透明电极层128-1可以具有与图5的透明电极层128相同的功能和材料。
透明电极层128-1可以包括第二接触孔142中的第一透明塞144以及与第一透明插塞144相连并设于保护层120-1、电流阻挡层112-1和发射结构110上的第一透明板146。
第一电极层130在位于第一反射层116-1上的透明电极层128-1上。第一电极层130可以形成为小于第一反射层116-1，使得由发射结构110发射的光被第一反射层116-1反射。
台面型孔109设于发射结构110的另一部分上。台面型孔109可以露出第一导电类型半导体层104。可以通过部分蚀刻发射结构110，来形成台面型孔109。台面型孔109可以凹进成低于第一导电类型半导体层104的表面。
第二电流阻挡层114可以设于台面型孔109的内壁上，如图6所示。第二电流阻挡层114可以具有与第一电流阻挡层112-1相同的功能和材料。第二电流阻挡层114可以用于保护包括第一导电类型半导体层104在内的发射结构110。第二电流阻挡层114可以是保护发射结构110的钝化层。
如图6所示，在发射结构110的另一部分处，露出第一导电类型半导体层104的接触孔131可以设于第二电流阻挡层114中。因此，第二电极层132可以经由接触孔131与第一导电类型半导体层104电连接。
图7是根据一个实施例的发光器件600的截面图。具体地，除了发光器件600包括与第一导电类型半导体层104电连接的第二反射层118-1之外，在组件和效果方面，发光器件600可以与图4的发光器件400相同。由于第一电流阻挡层112、第一反射层116、第一保护层120、透明电极层128和第一电极层130位于发射结构110的一部分上，所以发光器件600可以与图1的发光器件100相同。因此，可以从说明书中省略对相同组件的描述或者可以仅简要地进行描述。
发光器件600可以包括设于衬底102或导电层102e上的发射结构110。如上所述，发射结构110可以包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108。
第一电流阻挡层112设于发射结构110的一部分上。第一反射层116设于第一电流阻挡层112上。第一保护层120设于第一反射层116上，以便覆盖第一反射层116。第一保护层120可以设于第一反射层116的两个侧表面和上表面上。第一电流阻挡层112和第一保护层120可以是围绕第一反射层116的第一包封层124。
透明电极层128设于第一保护层120、第一电流阻挡层112和第二导电型半导体层108上。发光器件600中可以包括或可以不包括透明电极层128。第一电极层130在位于第一反射层116上的透明电极层128上。第一电极层130设于第一电流阻挡层112上。第一电极层130可以经由透明电极层128与第二导电类型半导体层108电连接。
台面型孔109设于发射结构110的另一部分上。台面型孔109可以露出第一导电类型半导体层104。可以通过部分蚀刻发射结构110，来形成台面型孔109。台面型孔109可以凹进成低于第一导电类型半导体层104的表面。
第二电流阻挡层114-1可以设于台面型孔109的内壁上，并具有露出第一导电类型半导体层104的第三接触孔115，如图7所示。第二电流阻挡层114-1可以具有与第一电流阻挡层112相同的功能和材料。第二电流阻挡层114-1可以用于保护包括第一导电类型半导体层104在内的发射结构110。第二电流阻挡层114-1可以是保护发射结构110的钝化层。
经由第三接触孔115与第一导电类型半导体层104电连接的第二反射层118-1可以设于第二电流阻挡层114-1上。第二反射层118-1可以包括第三接触孔115中的第一反射塞136以及与第一反射插塞136相连并位于第二电流阻挡层114-1上的第一反射板138。
第二反射层118-1与第一导电类型半导体层104电连接，因此，第二反射层118-1可以用作电极。第二反射层118-1可以反射从发射结构110的另一部分发射的光，从而提高光提取效率。此外，第二反射层118-1可以具有与第一反射层116相同的功能和材料。
第二保护层122-1覆盖第二反射层118-1，并具有露出第二反射层118-1的第四接触孔129。第二保护层122-1可以具有与第一保护层120相同的功能和材料。
第二电流阻挡层114-1和第二保护层122-1可以是围绕第二反射层118-1的第二部分包封层126-1，该第二部分包封层126-1经由第三接触孔115和第四接触孔129露出第二反射层118-1的一部分表面。第二部分包封层126-1可以令由发射结构110的另一部分发射的光被第二反射层118-1很好地反射，从而提高光提取效率。
经由第四接触孔129与第二反射层118-1电连接的第二电极层132-1设于第二保护层122-1上。第二电极层132-1可以形成为小于第二反射层118-1，使得由发射结构110发射的光被第二反射层118-1反射。
图8是根据一个实施例的发光器件的平面图。图9至15是用于描述在制造图4和5的发光器件400的方法中的一些阶段的截面图。具体地，在图9至15中，将不再描述与图4和5相同或基本相同的组件，或将仅简要地进行描述。图15是沿图8的B-B’线的剖视图。图9至15是用于说明在衬底102上实现的发光器件400的图。
参考图9，在衬底102上形成包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108的发射结构110。衬底102可以是用于生长发射结构110的生长衬底，例如，蓝宝石衬底。可以在衬底102的表面上形成凹凸结构103。
第一导电类型半导体层104可以是n型半导体层。第二导电类型半导体层108可以是p型半导体层。如上所述，第一导电类型半导体层104和第二导电类型半导体层108可以包括氮化物半导体。除了氮化物半导体之外，第一导电类型半导体层104和第二导电类型半导体层108可以包括AlInGaP基或AlInGaAs基半导体。
有源层106可以包括其中交替堆叠量子阱层和量子势垒层的MQW结构。例如，在氮化物半导体的情况下，有源层106可以包括GaN/InGaN结构。有源层106可以包括包含氮化物半导体的SQW结构。
参考图10，可以通过选择性地蚀刻发射结构110的一部分，来形成台面型孔109。台面型孔109被形成为露出第一导电类型半导体层104和剩余发射结构110的侧面。台面型孔109的底部可以凹进成低于未露出的第一导电类型半导体层104的上表面。
参考图11，在发射结构110的一部分上形成第一电流阻挡层112。在第二导电类型半导体层108的一部分上形成第一电流阻挡层112。在发射结构110的另一部分上在台面型孔109内壁上形成第二电流阻挡层114，例如，在第一导电型半导体层104的露出部分和剩余发射结构110的侧面上。可以同时形成或可以分别形成第一电流阻挡层112和第二电流阻挡层114。第二电流阻挡层114可以在台面型孔109的一侧或两侧沿着第二方向从台面型孔109部分地延伸到发射结构110上。
第一电流阻挡层112和第二电流阻挡层114可以通过将电流不是局部地施加在有源层106中而是广泛扩散在有源层106中，来改善电流扩散特性。第一电流阻挡层112和第二电流阻挡层114可以是绝缘层。第二电流阻挡层114可以用于保护发射结构110。因此，第二电流阻挡层114可以是保护发射结构110的钝化层。
第一电流阻挡层112和第二电流阻挡层114可以包括SiO2层或SiN层。此外，第一电流阻挡层112和第二电流阻挡层114可以是透明的，这可以使得对从发射结构110发射的光的吸收最小化。
参考图12，分别在第一电流阻挡层112和第二电流阻挡层114上形成第一反射层116和第二反射层118。第一反射层116和第二反射层118可以包括反射由发射结构110发射的光的材料。
第一反射层116和第二反射层118可以包括Ag或Al。当发光器件中包括第一反射层116和第二反射层118时，可以在发光器件的一部分和另一部分处改善光提取效率。
此外，形成第一保护层120和第二保护层122以分别覆盖第一反射层116和第二反射层118。第一保护层120和第二保护层122分别形成在第一反射层116和第二反射层118的两个侧表面和上表面上。
第一保护层120和第二保护层122包括绝缘层。第一保护层120和第二保护层122可以包括SiO2层、SiN层、AgO层、Al2O3层等。此外，第一保护层120和第二保护层122可以是透明的，这可以使得对从发射结构110发射的光的吸收最小化。
当第一保护层120和第二保护层122没有包括在发光器件中时，可能发生迁移现象(第一反射层116和第二反射层118中包括的粒子移动)或聚集现象(粒子聚集)，从而导致发光器件的可靠性劣化。
当第一保护层120和第二保护层122没有包括在发光器件中时，透明电极层128和第一反射层116可以彼此反应，从而劣化第一反射层116的反射率或者降低发光器件的可靠性。当第一保护层120和第二保护层122没有包括在发光器件中时，透明电极层128和第一反射层116之间的粘附性可能较低，因此，可能降低发光器件的可靠性。
第一电流阻挡层112和第一保护层120可以用作围绕第一反射层116的第一包封层124。第二电流阻挡层114和第二保护层122可以用作围绕第二反射层118的第二包封层126。由于分别围绕第一反射层116和第二反射层118的第一包封层124和第二包封层126，由发射结构110发射的光被第一反射层116和第二反射层118很好地反射，因此，可以提高光提取效率。
此外，包括第一电流阻挡层112、第一反射层116和第一保护层120的整体结构以及包括第二电流阻挡层114、第二反射层118和第二保护层122的整体结构可以使电流不是局部地施加到有源层106，而是在有源层106中广泛扩散，从而改善电流扩散特性。
参考图13，在第一保护层120、第一电流阻挡层112和发射结构110上形成透明电极层128。透明电极层128可以通过令电流不是局部地施加到有源层106而是广泛地扩散在有源层106中，来改善电流扩散特性。可以可选地形成透明电极层128。透明电极层128可以部分地形成在第一保护层120、第一电流阻挡层112和发射结构110上。
透明电极层128包括从发射结构110发射的光能够穿透的材料。透明电极层128可以包括ITO、IO、SnO2、ZnO或IZO。
第一反射层116由第一电流阻挡层112和第一保护层120保护。因此，可以减轻或消除透明电极层128和第一反射层116之间的粘附问题以及第一反射层116的反射率劣化。
参考图14和15，如图14所示，在位于第一反射层116上的透明电极层128上形成第一电极层130。第一电极层130可以经由透明电极层128向第二导电类型半导体层108施加电流。第一电极层130可以形成在透明电极层128的一部分上。
如图14所示，在位于第二反射层118上的第二保护层122上形成第二电极层132。在如图11所示形成第二电流阻挡层114之后，在第二电流阻挡层114中形成露出第一导电类型半导体层104的接触孔131，如图15所示。
于是，第二电极层132可以经由接触孔131与第一导电类型半导体层104电连接。如图8所示，第一电极层130可以经由配线与第二导电类型半导体层108电连接。第二电极层132和第一电极层130可以包括导电材料。第二电极层132和第一电极层130可以包括Cr、Ti、Al、Au或Cu。
图16至20是用于描述在制造图7的发光器件600的方法中的一些阶段的截面图。具体地，在图16至20中，将不再描述与图7的组件相同的组件，或将仅进行简要描述。图16至20是用于说明在衬底102上实现的发光器件600的图。执行图9至11的制造工艺。因此，在衬底102上形成包括第一导电类型半导体层104、有源层106和第二导电类型半导体层108的发射结构110。根据需要，可以在衬底102的表面上形成凹凸结构103。
在发射结构110的一部分处形成台面型孔109。在发光结构110的一部分处，在第二导电类型半导体层108上形成第一电流阻挡层112。在台面型孔109中形成第二电流阻挡层114。
接下来，如图16所示，在位于台面型孔109中的第二电流阻挡层114中形成第三接触孔115。可以经由第三接触孔115露出发射结构110的第一导电类型半导体层104的一部分表面。
参照图17，在第一电流阻挡层112上形成第一反射层116。在台面型孔109中在第二电流阻挡层114上形成经由第三接触孔115与第一导电类型半导体层104电连接的第二反射层118-1。
第二反射层118-1可以包括第三接触孔115中的第一反射塞136以及与第一反射塞136相连并位于第二电流阻挡层114上的第一反射板138。第二反射层118-1与第一导电类型半导体层104电连接，因此，第二反射层118-1可以用作电极。
可以同时形成第一反射层116和第二反射层118-1。可以通过分别的工艺形成第一反射层116和第二反射层118-1。由于第一反射层116和第二反射层118-1，可以反射从发射结构110发射的光，因此，可以提高光提取效率。
在第一反射层116上形成第一保护层120，以便覆盖第一反射层116。第一保护层120形成在第一反射层116的两个侧表面和上表面上。第一电流阻挡层112和第一保护层120可以是围绕第一反射层116的第一包封层124。第一包封层124可以令由发射结构110发射的光被第一反射层116很好地反射，从而提高光提取效率。此外，在第二反射层118-1上形成第二保护层122，以便覆盖第二反射层118-1。
参考图18和图19，在第一保护层120、第一电流阻挡层112和第二导电型半导体层108上形成透明电极层128，如图18所示。
如图19所示，在第二保护层122中形成第四接触孔129以露出第二反射层118-1。第四接触孔129可以露出第二反射层118-1的一部分。
第二电流阻挡层114和第二保护层122可以是围绕第二反射层118-1的第二部分包封层126-1，该第二部分包封层126-1经由第三接触孔115和第四接触孔129露出第二反射层118-1的一部分表面。第二部分包封层126-1可以令由发射结构110的另一部分发射的光被第二反射层118-1很好地反射，从而提高光提取效率。
参考图20，在位于第一反射层116上的透明电极层128上形成第一电极层130。第一电极层130形成在第一电流阻挡层112上。第一电极层130可以经由透明电极层128与第二导电类型半导体层108电连接。第一电极层130可以形成为小于第一反射层116，使得由发射结构110发射的光被第一反射层116反射。
在第二反射层118-1和第四接触孔129上形成第二电极层132-1。第二电极层132-1经由第四接触孔129与第二反射层118-1电连接。第二电极层132-1形成为小于第二反射层118-1，使得由发射结构110发射的光被第二反射层118-1反射。
图21和22是根据实施例的包括发光器件1130的白光光源模块1100和1200的示意截面图。
参考图21，白光光源模块1100可以包括电路板1110以及安装在电路板1110上的多个白光发光器件1100a。与白光发光器件1100a相连的导电图案可以形成在电路板1110的上表面上。
每个白光发光器件1100a可以具有如下结构：发射蓝光的发光器件1130以板上芯片(COB)的方式直接安装在电路板1110上。发光器件1130可以是根据上述实施例的发光器件100至600中的至少一个。每个白光发光器件1100a可以包括具有半球形形状以便用作透镜的波长转换器1150a，并因此可以具有宽束角。这种宽束角可以有助于减小LCD显示器的厚度或宽度。
参考图22，白光光源模块1200可以包括电路板1210以及安装在电路板1210上的多个白光发光器件1100b。每个白光发光器件1100b可以包括：发光器件1130，安装在封装体1125的反射杯中并发射蓝光；以及波长转换器1150b，包封发光器件1130。发光器件1130可以是根据上述实施例的发光器件100至600中的至少一个。
波长转换器1150a和1150b可以根据需要包含波长转换材料1152、1154和1156，例如，荧光体(phosphor)和/或量子点等。将在后面描述关于波长转换材料1152、1154和1156的详情。
图23A和23B示出了可作为发光器件应用于照明装置的白光光源模块的示意截面图。图24是可以在根据一个实施例制造的发光器件中使用的完全辐射体光谱的CIE色度图。
具体地，图23A和23B所示的每个光源模块可以包括安装在电路板上的多个发光器件封装30、40、R、27和50。多个发光器件封装30、40、R、27和50可以包括根据上述实施例的发光器件100至600中的至少一个。安装在一个光源模块上的多个发光器件封装30、40、R、27和50可以包括产生相同波长的光的同类封装，或备选地，如本实施例中那样，可以包括产生不同波长的光的异质封装。
参考图23A，白光光源模块可以包括分别具有4000K和3000K色温的白光发光器件封装40、30以及红光发光器件封装R的组合。白光光源模块可以调节到3000K至4000K的色温，且可以提供显色指数Ra为85至100的白光。
在另一个实施例中，白光光源模块可以仅包括白光发光器件封装，且一些封装可以发射不同色温的白光。例如，如图23B所示，将色温为2700K的白光发光器件封装27和色温为5000K的白光发光器件封装50进行组合，从而提供能够调节为2700K至5000K色温且显色指数Ra为85至99的白光。这里，每个色温的发光器件封装的数量可以主要根据色温的基本设置值而变化。例如，在色温的基本设定值为大约4000K的照明装置中，与4000K的色温相对应的封装的数量可以大于与3000K的色温相对应的封装的数量或红光发光器件封装的数量。
因此，异质发光器件封装包括通过将蓝光发光器件与黄色、绿色、红色或橙色荧光体相组合来发出白光的发光器件以及紫光、蓝光、绿光、红光和红外发光器件中的至少一种，从而调节白光的色温和显色指数(CRI)。
在单个发光器件封装中，基于作为发光器件的LED芯片的波长以及荧光体的种类和混合比例来确定期望颜色的光。另外，在白光的情况下，可以调节白光的色温和显色指数。
例如，当LED芯片发射蓝光时，包括黄色、绿色和红色荧光体中至少一种的发光器件封装可以根据荧光体的混合比例而发射各种色温的白光。备选地，将绿色或红色荧光体应用于蓝光LED芯片的发光器件封装可以发射绿光或红光。因此，发射白光的发光器件包封可以与发射绿光或红光的封装相组合，从而调节白光的色温和显色指数。另外，发光器件封装可以包括发射紫光、蓝光、绿光、红光和红外光的发光器件中的至少一种。
在这种情况下，可以将包括发光器件封装的照明装置调整到钠(Na)灯水平到太阳水平的显色指数。另外，照明装置可以产生色温为约1500K至约20000K的各种白光光谱，且如果需要，照明装置可以通过产生可见光(紫色、蓝色、绿色、红色或橙色)或红外光来根据环境气氛或情绪调节照明颜色。此外，照明装置可以产生能够促进植物生长的特定波长的光。
通过将蓝光发光器件与黄色、绿色或红色荧光体和/或绿光或红光发光器件相组合获得的白光可以具有两个或更多个峰值波长，且可以位于CIE 1931坐标系下由(0.4476，0.4074)、(0.3484，0.3516)、(0.3101，0.3162)、(0.3128，0.3292)和(0.3333，0.3333)的(x，y)坐标定义的线段上，如图24所示。备选地，白光可以位于由该线段和黑体辐射谱包围的区域中。白光的色温可以在1500K至20000K的范围内。在图24中，在黑体辐射谱(普朗克轨迹)的底部处的坐标E(0.3333，0.3333)周围的白光可以具有相对较少的黄基性质，且可以用作对于肉眼更生动和更鲜艳的区域的照明源。因此，使用黑体辐射谱(普朗克轨迹)的底部处的坐标E(0.3333，0.3333)周围的白光的照明产品可以适用于销售百货、服饰等的购物商场照明。
诸如荧光体和/或量子点之类的各种材料可以用作用于对半导体发光器件发射的光的波长进行转换的材料。
荧光体可以具有如下的经验配方和颜色。
基于氧化物的荧光体：黄色和绿色钇铝石榴石：铯(Y3Al5O12：Ce)、铽铝石榴石：铯(Tb3Al5O12：Ce)、镥铝石榴石：铯(Lu3Al5O12：Ce)
基于硅酸盐的荧光体：黄色和绿色(Ba，Sr)2SiO4：Eu、黄色和橙色(Ba，Sr)3SiO5：Ce
基于氮化物的荧光体：绿色β-SiAlON：Eu、黄色La3Si6N11：Ce、橙色α-SiAlON：Eu、红色CaAlSiN3：Eu、Sr2Si5N8：Eu、SrSiAl4N7：Eu、SrLiAl3N4：Eu、Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+ yN18-x-y(0.5≤x≤3，0＜z＜0.3，0＜y≤4)-式(1)。(这里，Ln可以是选自由IIIA族元素和稀土元素组成的组中的至少一种，且M可以是Ca、Ba、Sr和Mg中的至少一种)。
基于氟化物的荧光体：基于KSF的红色K2SiF6：Mn4+、K2TiF6：Mn4+、NaYF4：Mn4+、NaGdF4：Mn4+、K3SiF7：Mn4+。
荧光体的组成应当符合化学计量，且每种元素可以被该元素所属的周期表的族中的另一元素替代。例如，Sr可以被碱土金属族(II族)的Ba、Ca、Mg等替代，且Y可以被镧系的Tb、Lu、Sc、Gd等替代。此外，可以根据期望的能级用Ce、Tb、Pr、Er、Yb等替代作为活化剂的Eu等。此外，活化剂可以单独使用，或可以与副活化剂等结合使用，以便改变荧光体的性质。
特别是，为了改善高温/高湿下的可靠性，基于氟化物的红色荧光体可以涂覆不含Mn的氟化物，或者还可以在荧光体的表面上或不含Mn的氟化物涂层表面上包括有机涂层。由于与其他荧光体不同，基于氟化物的红色荧光体可以实现40nm或更小的窄半高全宽(FWHM)，因此基于氟化物的红色荧光体可以用于诸如UHD TV之类的高分辨率TV。
表1示出了依使用LED芯片(波长：440nm至460nm)或UV LED芯片(波长：380nm至440nm)的白光发光器件的应用而定的荧光体。
【表1】
此外，诸如量子点(QD)之类的波长转换材料可以代替或结合荧光体用作波长转换器。
图25是示出可以在根据一个实施例的发光器件中使用的作为波长转换材料的量子点(QD)的截面结构的示意图。
具体地，量子点(QD)可以具有使用III-V族或II-VI族化合物半导体的核-壳结构。例如，量子点可以具有核(例如，CdSe、InP等)以及壳(例如ZnS、ZnSe等)。另外，量子点可以包括用于稳定核和壳的配体(ligand)。例如，核的直径可以是1nm至30nm，特别是3nm至10nm。壳的厚度可以为0.1nm至20nm，特别是0.5nm至2nm。
量子点可以根据尺寸实现各种颜色。具体地，当用作荧光体的替代物时，量子点可以代替红色或绿色荧光体。在使用时，量子点可以实现窄半高全宽(例如，约35nm)。
波长转换材料可以包含在密封剂中。备选地，可以将预先制造为薄膜形状的波长转换材料附着到诸如LED芯片或导光板之类的光学结构的表面。在这种情况下，波长转换材料可以容易地应用到期望的区域，同时具有均匀的厚度。
作为总结和回顾，一个或更多个实施例可以提供具有高发射可靠性并能够改善电流扩散特性和光提取效率的发光二极管(LED)器件。
本文已经公开了示例性实施例，且尽管采用了特定术语，然而它们应当仅以一般性和说明性的意义来使用和解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，随着递交本申请，本领域技术人员应认识到，除非另有明确说明，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或要素可以单独使用或与结合其他实施例描述的特征、特性和/或要素结合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的前提下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (24)

1.一种发光器件，包括：
发射结构；
设于发射结构上的电流阻挡层；
设于电流阻挡层上的反射层；
覆盖反射层的保护层；以及
设于保护层上的电极层。
2.根据权利要求1所述的发光器件，还包括：部分地设于保护层、电流阻挡层和发射结构上的透明电极层。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述发射结构设于衬底或导电层上，且所述电极层设于所述电流阻挡层上。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述保护层设于所述反射层的两个侧表面和上表面上。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述电流阻挡层和所述保护层一起围绕所述反射层。
6.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述电流阻挡层和所述保护层部分地围绕所述反射层并露出所述反射层的一部分表面。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述电流阻挡层包括第一接触孔，且所述反射层经由第一接触孔与所述发射结构电连接。
8.根据权利要求7所述的发光器件，还包括设于所述保护层上的透明电极层，
其中所述保护层包括第二接触孔，且所述透明电极层经由第二接触孔与所述反射层电连接。
9.一种发光器件，包括：
发射结构，包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；
第一电流阻挡层，设于第一区域中的发射结构上，所述第一电流阻挡层包括露出所述发射结构的第一接触孔；
第一反射层，设于所述第一电流阻挡层上并经由所述第一接触孔与所述第二导电类型半导体层电连接；
第一保护层，覆盖所述第一反射层并包括露出所述第一反射层的第二接触孔；
第一电极层，设于所述第一保护层上并与所述第二导电类型半导体层电连接；以及
第二电极层，设于所述发射结构的第二区域上并与所述第一导电类型半导体层电连接。
10.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述第一电极层设于所述第一电流阻挡层上，且所述第一保护层设于所述第一反射层的两个侧表面和上表面上。
11.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述第一电流阻挡层和所述第一保护层围绕所述第一反射层，且经由所述第一接触孔和所述第二接触孔露出所述第一反射层的一部分表面。
12.根据权利要求9所述的发光器件，其中所述第二电极层处于露出所述第一导电类型半导体层的台面型孔中。
13.根据权利要求12所述的发光器件，还包括：
第二电流阻挡层，位于所述台面型孔的内壁上并包括露出所述第一导电型半导体层的第三接触孔；
第二反射层，设于所述第二电流阻挡层上并经由所述第三接触孔与所述第一导电类型半导体层电连接；以及
第二保护层，配置为覆盖所述第二反射层并包括露出所述第二反射层的第四接触孔。
14.根据权利要求13所述的发光器件，其中第二电极层在位于所述第二反射层上的第二保护层上，并经由所述第四接触孔与所述第二反射层电连接。
15.根据权利要求13所述的发光器件，其中：
所述第二电极层设于所述第二电流阻挡层上，以及
所述第二保护层设于所述第二反射层的两个侧表面和上表面上。
16.根据权利要求13所述的发光器件，其中所述第二电流阻挡层和所述第二保护层围绕所述第二反射层，且经由所述第三接触孔和所述第四接触孔露出所述第二反射层的一部分表面。
17.根据权利要求9所述的发光器件，还包括设于所述第一保护层和所述第二导电类型半导体层上的透明电极层，其中所述透明电极层经由所述第二接触孔与所述第一反射层电连接。
18.一种发光器件，包括：
发射结构，包括沿第一方向堆叠的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；
电流阻挡层，设于第一区域中的发射结构上；
设于电流阻挡层上的反射层；
第一电极层，设于所述反射层上并与所述第二导电类型半导体层电连接；以及
第二电极层，设于发射结构的第二区域上并与第一导电类型半导体层电连接，其中第二区域沿着与第一方向正交的第二方向与第一区域间隔开。
19.根据权利要求18所述的发光器件，其中所述反射层在第二方向上延伸超过所述第一电极层。
20.根据权利要求19所述的发光器件，还包括在所述反射层和所述第一电极层之间的透明电极层。
21.根据权利要求20所述的发光器件，其中所述透明电极层沿着所述反射层的侧表面延伸。
22.根据权利要求21所述的发光器件，其中所述透明电极层接触所述第二导电类型半导体层的上表面。
23.根据权利要求22所述的发光器件，还包括在所述透明电极层和所述反射层之间的绝缘层。
24.根据权利要求18所述的发光器件，其中所述第二电极层沿所述第二方向与所述第一电极层间隔开。
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