CN108281523A - 具有电流阻挡层的发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效率的具有电流阻挡层的发光元件。此发光元件包括:第一导电型半导体层;第二导电型半导体层;活性层,布置于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间;电流阻挡层,布置于所述第二导电型半导体层上;透明电极层,覆盖所述电流阻挡层;第一电极,电连接于所述第一导电型半导体层;第二电极,位于所述透明电极层上,并电连接于所述透明电极层,且包括第二电极焊盘以及从所述第二电极焊盘延伸的第二电极延伸部;以及第二反射层,布置于所述第二电极与所述透明电极层之间,其中,所述第二电极焊盘及第二电极延伸部分别覆盖所述电流阻挡层的至少一部分。

Description

具有电流阻挡层的发光元件
技术领域
本发明涉及一种发光元件,尤其涉及一种具有电流阻挡层的发光元件。
背景技术
发光元件通过电子与空穴的复合而发光。发光元件通常包括n型半导体层、活性层、p型半导体层以及用于供应电力的焊盘电极,并且采用用于促进半导体层内电流分散的透明电极和/或电极延伸部。进而,在焊盘电极或从焊盘电极延伸的电极延伸部的下部可以布置用于促进电流的水平分散的电流阻挡层(CBL:Current blocking layer)。
但是,在活性层生成而向焊盘电极或电极延伸部行进的光的一部分可能被焊盘电极或电极延伸部吸收。为了防止这种情况,电流阻挡层可以由包括多个电介质层的分布式布拉格反射器(DBR:Distributed Bragg Reflector)构成,从而反射向焊盘电极及电极延伸部行进的光。
另外,透明电极通常形成于p型半导体层上,为了降低透明电极与半导体层的接触电阻,沉积透明电极材料层后,执行快速热处理(Rapid Thermal Annealing)工序。由于通常电流阻挡层布置于透明电极下部,因此电流阻挡层在透明电极的热处理工序中暴露于高温。
在此,在电流阻挡层暴露于高温的情况下,可能在电流阻挡层诱发应力。尤其,在电流阻挡层包括如分布式布拉格反射器等的多个层的情况下,由于快速热处理在电流阻挡层诱发应力,从而可能剥离电流阻挡层。
发明内容
本发明所要解决的课题是提供一种能够防止电流阻挡层的剥离的发光元件。
本发明所要解决的另一课题是提供一种能够完善电流阻挡层的反射性能的发光元件。
本发明所要解决的又一课题是提供一种减少电极造成的光吸收,从而改善光提取效率的发光元件。
本发明所要解决的又一课题是提供一种包括结构改善的分布式布拉格反射器的发光元件。
根据本发明的一实施例,提供一种发光元件,包括:第一导电型半导体层;第二导电型半导体层;活性层,布置于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间;电流阻挡层,布置于所述第二导电型半导体层上;透明电极层,覆盖所述电流阻挡层;第一电极,电连接于所述第一导电型半导体层;第二电极,位于所述透明电极层上,并电连接于所述透明电极层,且包括第二电极焊盘以及从所述第二电极焊盘延伸的第二电极延伸部;以及第二反射层,布置于所述第二电极与所述透明电极层之间,其中,所述第二电极焊盘及第二电极延伸部分别覆盖所述电流阻挡层的至少一部分。
本发明提供一种发光元件,所述发光元件防止电流阻挡层的剥离,从而提高可靠性,并且还包括用于减少电极造成的光吸收的反射层,从改善光提取效率。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的平面图。
图2至图6分别是沿图1的截取线A-A'线、B-B'线、C-C'线、D-D'线及E-E'线截取的剖面图。
图7a是图1的区域α的放大平面图,图7b及图7c分别是沿图1的截取线F-F'及G-G'截取的剖面图。
图8a至8c图示应用根据本发明的一实施例的发光元件的封装件。
图9是用于说明根据本发明的另一实施例的发光元件的平面图。
图10是用于说明根据本发明的又一实施例的发光元件的平面图。
图11是用于说明根据本发明的又一实施例的发光元件的平面图。
图12是用于说明根据本发明的实施例的反射层的局部放大剖面图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施例。为了将本发明的思想充分传递给本领域技术人员,作为示例提供以下介绍的实施例。因此,本发明不限于如下所述的实施例,其可以具体化为其他形态。另外,在附图中,可能为了便利而夸张图示构成要素的宽度、长度、厚度等。并且,当记载到某构成要素布置于其他构成要素的“上部”或“上”时,不仅包括各部分均“直接”布置于其他构成要素的“上部”或“上”的情形,还包括各构成要素与其他构成要素之间夹设有另一构成要素的情形。在整个说明书中,相同的附图符号表示相同的构成要素。
根据本发明的一实施例的发光元件的特征在于,包括:第一导电型半导体层;第二导电型半导体层;活性层,布置于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间;电流阻挡层,布置于所述第二导电型半导体层上;透明电极层,覆盖所述电流阻挡层;第一电极,电连接于所述第一导电型半导体层;第二电极,位于所述透明电极层上,并电连接于所述透明电极层,且包括第二电极焊盘以及从所述第二电极焊盘延伸的第二电极延伸部;以及第二反射层,布置于所述第二电极与所述透明电极层之间,其中,所述第二电极焊盘及第二电极延伸部分别覆盖所述电流阻挡层的至少一部分。
在此,所述第二反射层可以包括折射率不同的电介质层,所述第二电极可以限定于所述电流阻挡层的上部区域内而布置。
所述电流阻挡层可以包括:第一电流阻挡层,对应于所述第二电极焊盘;以及第二电流阻挡层,对应于所述第二电极延伸部。
所述第二反射层可以包括布置于所述第二电极焊盘与所述第一电流阻挡层之间且具有至少一个凹陷部的反射层。
所述凹陷部可以位于所述电流阻挡层的上部区域内,所述第二电极焊盘的下表面的至少一部分通过所述反射层的至少一个凹陷部与所述透明电极层连接。
所述第二反射层可以包括位于所述第二电极延伸部与所述透明电极层之间的多个点状的反射层,且所述反射层的宽度大于所述第二电极延伸部的宽度。并且,所述多个点状的反射层可以限定于所述电流阻挡层的上部区域内而布置。
并且,所述发光元件还可以包括:绝缘层,位于所述第一电极下部;以及第一反射层,位于所述第一电极与所述绝缘层之间。
在此,所述第一电极可以包括第一电极焊盘以及从所述第一电极焊盘延伸的第一电极延伸部,所述第一电极焊盘位于所述第二导电型半导体层上部,所述绝缘层使所述第一电极焊盘与所述第二导电型半导体层绝缘。
所述第一反射层可以包括位于所述第一电极焊盘与所述第二导电型半导体层之间,且宽度小于所述绝缘层并大于所述第一电极焊盘的反射层。
所述第一反射层可以包括所述第一电极延伸部下方的多个点状的反射层,所述反射层的宽度大于所述第一电极延伸部的宽度。
所述第二反射层可以包括位于所述第二电极延伸部与所述透明电极层之间的多个点状的反射层,且所述反射层的宽度大于所述第二电极延伸部,所述第二反射层的多个点状与所述第一反射层的多个点状相互交错布置。
所述第一电极可以包括第一电极焊盘以及从所述第一电极焊盘延伸的第一电极延伸部,所述第一电极焊盘位于所述第一导电型半导体层上部,所述绝缘层的面积小于所述第一电极焊盘,且布置于所述第一电极焊盘与所述第一导电型半导体层之间的一部分区域。
布置于所述第一电极焊盘与第一导电型半导体层之间的绝缘层的面积可以小于所述第一电极焊盘面积的90%。
发光元件还可以包括台面,所述台面位于所述第一导电型半导体层上,并包括所述活性层与所述第二导电型半导体层,其中,所述台面还包括形成于其侧面的至少一个的凹槽,第一导电型半导体层通过所述凹槽局部地暴露,所述绝缘层包括使被暴露的所述第一导电型半导体层局部地暴露的开口部,所述第一电极延伸部通过所述开口部与所述第一导电型半导体层连接。
所述第二反射层可以包括位于所述第二电极延伸部与所述透明电极层之间的多个点状的反射层,且所述反射层的宽度大于所述第二电极延伸部的宽度,所述第二反射层的相隔的多个点状与所述台面的至少一个的凹槽的位置相互交错地布置。
所述电流阻挡层可以是单层,所述反射层包括折射率互不相同的多个层。
所述反射层可以包括第一区域及第二区域,所述第一区域是位于所述反射层的最下端的单层,所述第二区域包括位于所述第一区域上的多个层。在此,第一区域的厚度为7/(4*n1)*λ,所述第二区域所包括的各层厚度分别为1/(4*n2)*λ。所述λ为在所述活性层生成的光的波长,n1为所述第一区域的折射率,n2为所述第二区域所包括的各层的折射率。
以下,参照附图对本发明的实施例进行详细的说明。
图1是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的平面图,图2至图6分别是沿图1的截取线A-A'线、B-B'线、C-C'线、D-D'线及E-E'线截取的剖面图。图7a是用于说明根据本发明的实施例的第二电极、透明电极、反射层及绝缘层的放大平面图,图7b及图7c分别是沿图7a的截取线F-F'线及G-G'线截取的剖面图。
参照图1至图7,所述发光元件包括:发光结构体120、电流阻挡层130、透明电极层140、第一电极150及第二电极160。进而,所述发光元件还可以包括:基板110、绝缘层170、上部反射层180及下部反射层190。并且,所述发光元件可以包括第一至第四侧面101、102、103、104。所述发光元件可以是长宽不同的矩形形态,然而所述发光元件的形态不限于此。
基板110可以是绝缘性基板或导电性基板。并且,基板110可以是用于使发光结构体120生长的生长基板,可以包括蓝宝石基板、碳化硅基板、硅基板、氮化镓基板、氮化铝基板等。与此不同,基板110也可以是用于支撑发光结构体120的二次基板。基板110可以是上表面被图案化的图案化蓝宝石基板(PSS:patterned sapphire substrate),在这种情况下,基板110可以包括在其上表面形成的多个凸出部(未图示)。
在本实施例中,虽然对第一导电型半导体层121位于基板110上的情形进行了说明,但是在基板110是能够使半导体层121、123、125生长的生长基板的情况下,使半导体层121、123、125生长后,也可以通过物理和/或化学方法分离或去除而省略基板110。
发光结构体120可以包括:第一导电型半导体层121;第二导电型半导体层125,位于第一导电型半导体层121上;以及活性层123,位于第一导电型半导体层121与第二导电型半导体层125之间。并且,发光结构体120可以包括台面120m,所述台面120m位于第一导电型半导体层121上,且包括活性层123及第二导电型半导体层125。
第一导电型半导体层121、活性层123及第二导电型半导体层125可以利用如金属有机化学气相沉积(MOCVD)等公知方法在腔室内生长于基板110上。并且,第一导电型半导体层121、活性层123及第二导电型半导体层125可以包括III-V族氮化物系半导体,例如,可以包括如(Al、Ga、In)N等氮化物系半导体。第一导电型半导体层121可以包括n型杂质(例如,Si、Ge、Sn),第二导电型半导体层125可以包括p型杂质(例如,Mg、Sr、Ba)。并且,也可以与之相反。在本实施例中,对第二导电型半导体层125是p型半导体层的情形进行说明。另外,活性层123可以包括多量子阱结构(MQW),并且可以调节氮化物系半导体的组成比,以使其发出理想的波长。
台面120m位于第一导电型半导体层121的一部分区域上,因此,第一导电型半导体层121的表面可以暴露于台面120m周围。台面120m可以通过局部蚀刻第二导电型半导体层125及活性层123而形成。台面120m的形态不受限制,例如,如图所示,台面120m可以大致沿第一导电型半导体层121的侧面形成。台面120m可以具有倾斜的侧面,然而也可以具有垂直于第一导电型半导体层121的上表面的侧面。
并且,在本实施例中,台面120m可以包括至少一个从其侧面凹陷的凹槽120g。参照图1,凹槽120g的一面可以具有开放的形态。凹槽120g可以沿发光元件的至少一侧面形成,例如,如图1所示,可以沿发光元件的第二侧面102形成多个。并且,多个凹槽120g可以以大致相同的间隔隔开。
电流阻挡层130的一部分位于第二导电型半导体层125上。电流阻挡层130可以对应第二电极160位于第二导电型半导体层125上的部分而布置。电流阻挡层130可以包括第一电流阻挡层131及第二电流阻挡层133。第一电流阻挡层131及第二电流阻挡层133可以分别对应位于第二电极焊盘161及第二电极延伸部163的位置而布置。因此,如图所示,第一电流阻挡层131可以与发光元件的第一侧面101相邻而布置,第二电流阻挡层133可以布置为从第一侧面101向着第三侧面103的方向延伸。
电流阻挡层130能够防止向第二电极160供应的电流直接传送至半导体层而造成电流集中于第二电极160下部的半导体层。因此,电流阻挡层130可以具有绝缘性,且可以包括绝缘物质。电流阻挡层130可以形成为单层,且可以由SiOx或SiNx形成。
电流阻挡层130的面积可以大于形成于电流阻挡层130上的第二电极160的面积。因此,第二电极160可以限定于电流阻挡层130的上部区域内而布置。进而,电流阻挡层130可以具有倾斜的侧面。因此,可以减小透明电极层140在电流阻挡层130的边角部分(即,成角部分)剥离或开路(open)的风险。
透明电极层140可以位于第二导电型半导体层125上,并且,覆盖第二导电型半导体层125上表面的一部分及电流阻挡层130的一部分。透明电极层140可以包括使第一电流阻挡层131局部地暴露的开口部140a。开口部140a可以位于第一电流阻挡层131上,且透明电极层140可以局部地覆盖第一电流阻挡层131。进而,开口部140a可以限定于第一电流阻挡层131上而布置,且可以形成为与第一电流阻挡层131的形状大致相似的形状。
透明电极层140可以包括导电性氧化物或者如透光性金属层地具有的透光性及导电性的物质。例如,透明电极层140可以包括ITO(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)、ZnO(ZincOxide,氧化锌)、ZITO(Zinc Indium Tin Oxide,氧化锌铟锡)、ZIO(Zinc IndiumOxide,氧化铟锌)、ZTO(Zinc Tin Oxide,氧化锌锡)、GITO(GalliumIndium Tin Oxide,氧化镓铟锡)、GIO(Gallium Indium Oxide,氧化镓铟)、GZO(Gallium Zinc Oxide,氧化镓锌)、AZO(Aluminum dopedZinc Oxide,掺杂铝的氧化锌)、FTO(Fluorine Tin Oxide,掺杂氟的氧化锡)以及Ni/Au叠层结构中的至少一个。并且,透明电极层140可以与第二导电型半导体层125形成欧姆接触。在本实施例中,由于第二电极160不与第二导电型半导体层125直接接触,所以通过透明电极层140能够更有效地分散电流。
并且,透明电极层140可以包括在台面120m的凹槽120g周围形成的凹陷部。如图1的放大图所示,透明电极层140的凹陷部可以沿台面120m的凹槽120g线形成。由于所述透明电极层140包括凹陷部,从而透明电极层140的边缘线可以大致沿着台面120m的边缘线形成。通过形成所述凹陷部,能够防止在发光元件的制造过程中透明电极层140形成于凹槽120g的侧面而发生的短路。
另外,参照图1至图6,电流阻挡层130布置于透明电极层140下方的一部分区域。在形成透明电极层140的过程中,伴随用于降低所述透明电极层140的接触电阻的热处理工序,例如,可以伴随快速热处理工序(RTA:rapid thermalannealing)。此时,在RTA工序过程中,高温不仅施加于透明电极层140,而且也施加于位于其下方的电流阻挡层130。
在现有的技术中,为了防止光吸收,电流阻挡层130形成为由多层构成的分布式布拉格反射器。这种情况下,由于包括多层的电流阻挡层130的各层之间的热膨胀系数的差异、结晶化等而诱发应力,因此,可能发生电流阻挡层130的剥离现象。
例如,可以假设电流阻挡层130包括由SiO2与TiO2层交替层叠的分布式布拉格反射器的情况。这种情况下,在RTA工序中若向透明电极层140施加热,则位于其下方的TiO2层也暴露于高温中,在此过程中,在抗热相对薄弱的TiO2层可能发生结晶化。TiO2层大约在300~350℃发生结晶化,由于在RTA工序中施加600℃以上的高温,所以在先于透明电极层140形成而位于其下部的电流阻挡层130,即TiO2层将可能发生结晶化。
若在TiO2层发生结晶化,则其体积可能减小。在SiO2与TiO2层交替层叠的结构的分布式布拉格反射器中,随着TiO2层的体积减小,在SiO2层与TiO2层诱发应力,并因此可能在这些层的界面发生剥离。
由于形成于第二电极焊盘161下部的第一电流阻挡层131的面积相对较大,因此,在第一电流阻挡层131的一部分,SiO2层与TiO2层可能分离,进而发生一部分鼓起的起球(ball-up)现象。另外,与形成于第二电极延伸部163下部的第二电流阻挡层133相同地,随着在其面积相对较小的电流阻挡层部分的SiO2层与TiO2层相互分离,第二电流阻挡层133的一部分可能脱落而消失。
与此相反,为了防止在RTA工序时可能发生的结晶化,根据本实施例的电流阻挡层130包括单层的SiO2层或SiNx层。因此,与以往的电流阻挡层不同,能够防止电流阻挡层130在后续热处理工序中被剥离。
第一电极150电连接于第一导电型半导体层121。由于第一电极150与局部去除第二导电型半导体层125及活性层123而被部分暴露的第一导电型半导体层121的上表面欧姆接触,因此第一电极150能够电连接于第一导电型半导体层121。第一电极150可以包括第一电极焊盘151及第一电极延伸部153。第一电极延伸部153包括至少一个的延伸部接触部分153a。延伸部接触部分153a可以与第一导电型半导体层121欧姆接触。
在本实施例中,第一电极焊盘151及第一电极延伸部153的一部分可以位于台面120m上。第一电极150可以起到向第一导电型半导体层121供应外部电源的作用。第一电极150可以包括如Ti、Pt、Au、Cr、Ni、Al等金属物质。并且,第一电极150可以由单层或多层构成。
第一电极焊盘151可以邻近于发光元件的第三侧面103而布置,第一电极延伸部153可以沿着第三侧面103及第二侧面102向第一侧面101延伸。通常,对于长宽不同的矩形形态的发光元件而言,第一电极焊盘151形成于发光元件的边角区域。但是,在第一电极焊盘形成于边角区域的情况下,球键合或引线键合工序中,引线架的一部分可能被损伤。因此,同本实施例,由于第一电极焊盘151形成于发光结构体120的纵向的中心区域,从而能够提高键合工序及封装工序等的效率性。
此时,为了通过确保封装时的适当水准的工艺余量而提高工序效率,第一电极焊盘151可以与发光结构体120的外廓侧面相隔预定距离以上而形成。
第二电极160位于第二导电型半导体层125上,并且位于电流阻挡层130所在的区域上。第二电极160可以包括第二电极焊盘161及第二电极延伸部163,第二电极焊盘161及第二电极延伸部163可以分别位于第一电流阻挡层131及第二电流阻挡层133上。并且,透明电极层140的一部分可以夹设于第二电极160与电流阻挡层130之间。第二电极焊盘161可以位于透明电极层140的开口部140a上。并且,在本实施例中,由于电流阻挡层130为包括SiOx或SiNx的单层,从而无法有效地反射在活性层123生成而向第二电极160行进的光,因此,同后文所述,为了完善这一情况,发光元件还可以包括另外的上部反射层180。
第二电极焊盘161可以与透明电极层140局部地相接。第二电极焊盘161的位置不受限制,可以布置为使电流顺利分散进而在发光元件的活性层123全表面实现发光。例如,如图所示,第一电极焊盘151可以邻近于第三侧面103而布置,第二电极焊盘161可以邻近于与第三侧面103相反的第一侧面101而布置。下文中通过图6对第二电极焊盘161的具体形状进行描述。
第二电极延伸部163从第二电极焊盘161延伸。在本实施例中,第二电极延伸部163可以从第二电极焊盘161向第三侧面103的方向延伸。并且,第二电极延伸部163所延伸的方向可以根据第二电极延伸部163的延伸而变化。例如,第二电极延伸部163的末端163a可以弯曲而朝向发光元件的第三侧面103与第四侧面104之间的部分,且可以与第一电极焊盘151维持一定的距离。因此,能够防止电流集中于第二电极延伸部163的末端。考虑第一电极焊盘151与第二电极延伸部163的距离,可以对此进行多种设计。在第二电极延伸部163与第二电流阻挡层133之间夹设有透明电极层140,因此,第二电极延伸部163与透明电极层140接触而电连接。
并且,第二电极延伸部163的末端可以包括宽度大于第二电极延伸部163的平均宽度的部分。例如,第二电极延伸部163的末端可以形成为直径大于第二电极延伸部163的宽度的圆形形态。但是,本发明不限于此,第二电极延伸部163的末端的形态可以变形为多边形、椭圆形、圆弧形等多种形态。
另外,第二电极160的布置不限于此,可以根据发光元件的形态进行多种变形及变更。
第二电极160可以包括金属物质,并且可以包括Ti、Pt、Au、Cr、Ni、Al等,且可以由单层或多层结构形成。例如,第二电极160可以包括Ti层/Au层、Ti层/Pt层/Au层、Cr层/Au层、Cr层/Pt层/Au层、Ni层/Au层、Ni层/Pt层/Au层、Cr层/Al层/Ti层/Cr层/Au层以及Cr层/Al层/Cr层/Ni层/Au层的金属层叠结构中的至少一个,且可能是其他的多种组合。
另外,第一电极150及第二电极160的布置不限于此,可以根据发光元件的形态以及施加的电流等进行多种变形及变更。第一电极焊盘151及第一电极延伸部153的布置可以根据第二电极焊盘161及第二电极延伸部163的布置相互影响而变更。
绝缘层170可以位于发光结构体120与第一电极150之间。第一电极150的至少一部分可以形成于第二导电型半导体层125上,且绝缘层170夹设于第二导电型半导体层125与第一电极150之间,而使第二导电型半导体层125与第一电极150绝缘。
绝缘层170可以通过与电流阻挡层130相同的工序形成。即,绝缘层170可以由与所述电流阻挡层130相同的物质构成。例如,绝缘层170可以具有包括SiOx或SiNx的单层。
如图1及图2所示,绝缘层170位于第一电极焊盘151的下部而使第一电极焊盘151与第二导电型半导体层125电绝缘。并且,参照图2,位于第一电极焊盘151的下部的绝缘层170可以向发光元件的第三侧面103延伸,从而覆盖通过蚀刻发光结构体120的侧面及台面而被暴露的第一导电型半导体层121的至少一部分。因此,能够防止第一电极焊盘151与第二导电型半导体层125及活性层123短路(short),并且能够防止在第一电极焊盘151引线键合时可能发生的短路。
参照图1,尤其是图1的放大部分,绝缘层170可以位于第一电极延伸部153下方,且可以包括使通过台面120m的凹槽120g被暴露的第一导电型半导体层121局部暴露的开口部170a。第一电极延伸部153的延伸部接触部分153a可以位于通过开口部170a被暴露的第一导电型半导体层121上,而在此部分可以电连接于第一导电型半导体层121。并且,绝缘层170覆盖凹槽120g侧面的局部,从而能够防止第一电极延伸部153与发光结构体120接触而发生短路。
并且,参照图2,绝缘层170在发光元件的第一侧面101附近可以位于通过蚀刻台面而被暴露的第一导电型半导体层121上。因此,能够防止在第二电极焊盘161引线键合时可能发生的第一导电型半导体层121与引线的电连接。虽然在附图中图示为绝缘层170在第一侧面101附近仅位于第一导电型半导体层121上,但绝缘层170可以进一步延伸而覆盖发光结构体120的侧面。据此,能够消除引线电连接于活性层123的风险。
图8a至8c图示了应用图1的发光元件的发光元件封装件,用于说明绝缘层170位于暴露于第一侧面101附近的第一导电型半导体层121上所产生的效果。具体而言,图8a是根据本实施例的发光元件封装件的剖面图,图8b及图8c放大图示图8a的区域β。
参照图8a至8c,发光元件封装件包括:发光元件100;壳体200,包括用于贴装所述发光元件100的空腔;引线端子300,用于贴装发光元件100;成型(Molding)部400,保护发光元件100,且可以包括荧光体(未图示);以及引线500,将发光元件100电连接于引线端子300。
发光元件100可以包括图1所示的发光元件,并且可以包括后述的图9所示的发光元件。发光元件100可以包括第一电极150及第二电极160,第一电极150及第二电极160可以通过引线500键合电连接于引线端子300。
图8b及图8c图示了根据第二电极焊盘161与发光元件100的第一侧面101之间是否布置有绝缘层170而产生的效果的差异。
首先,参照图8b,当键合于第二电极焊盘161的引线500延伸而连接于引线端子300时,由于在工序中可能发生的过失、外部冲击等各种因素可能造成引线的一部分连接于发光元件100的一面。图8b所示,引线500键合于与第二导电型半导体层125电连接的第二电极焊盘161,在引线500所连接的发光元件100的一面与第一导电型半导体层121电连接的情况下,发光元件封装件的可靠性可能产生严重的问题。
但是,参照图8c,根据本发明的发光元件100包括绝缘层170,所述绝缘层170位于暴露于第二电极焊盘161与发光元件100的第一侧面101之间的第一导电型半导体层121上。这种情况下,即使引线500由于多种因素而被弯曲,也能够通过所述绝缘层170防止引线500与第一导电型半导体层121电连接。因此,通过所述绝缘层170能够防止引线500同时电连接于第一导电型半导体层121及第二导电型半导体层125。因此,通过所述绝缘层170能够维持发光元件封装件的可靠性。
通过绝缘层170覆盖从第一电极焊盘151下方向第三侧面103延伸而通过蚀刻发光结构体120的侧面及台面被暴露的第一导电型半导体层121的至少一部分,同样能够得到上述的效果。
再次参照图1至图7,上部反射层180的至少一部分位于第一电极150及第二电极160下方。上部反射层180可以包括:第一反射层181,在绝缘层170上对应于第一电极150所在的部分而布置;以及第二反射层183,在电流阻挡层130上对应于第二电极160所在的部分而布置。上部反射层180能够完善包括SiOx或SiNx的单层的电流阻挡层130及绝缘层170而提高发光元件的光提取效率。
为了防止如上所述的电流阻挡层130在透明电极层140的RTA工序过程中被剥离,根据本实施例的发光元件具有包括SiOx或SiNx的单层的电流阻挡层130。通过利用单层的电流阻挡层130,虽然能够消除在透明电极层140的RTA工序过程中可能发生的剥离的风险,但单层的电流阻挡层130的反光能力相比于包括多个层的分布式布拉格反射(DBR)层而下降。因此,在活性层123生成而向第一电极150及第二电极160行进的光的大部分可能无法被单层的电流阻挡层130反射,因此,第一电极150及第二电极160所吸收的光量的比重增加,从而发光元件整体的光提取效率可能降低。
因此,为了完善单层的电流阻挡层130,进而提高向第一电极150及第二电极160行进的光的反射率,根据本实施例的发光元件还包括上部反射层180。上部反射层180可以包括DBR层,所述DBR层可以由包括选自SiO2层、TiO2层、Nb2O5层、ZrO2层、MgF2层等的电介质层的多个层构成。例如,DBR层可以由交替层叠SiO2层及TiO2层的多个层构成。DBR层可以构成为对400~700nm波长的光具有90%以上的反射率,尤其对400~500nm的蓝(blue)波长的光具有90%以上的反射率。
第一反射层181可以位于第一电极150与绝缘层170之间。具体而言,第一反射层181可以位于第一电极焊盘151与绝缘层170之间,并且,第一反射层181可以位于第一电极延伸部153与绝缘层170之间。
图6是沿图1的截取线E-E'截取的剖面图,以下,参照图6,对透明电极层140、第一电极焊盘151、绝缘层170及第一反射层181之间的相互接合关系进行更具体的说明。
参照图6,绝缘层170位于第二导电型半导体层125与第一电极焊盘151之间。位于第一电极焊盘151下部的绝缘层170的面积可以大于第一电极焊盘151的面积。并且,位于第一电极焊盘151下部的绝缘层170可以与透明电极层140相隔。这种情况下,能够防止由于在绝缘层170及第一反射层181可能存在的缺陷(defect)所造成的泄露电流向透明电极层140流动。
第一反射层181可以位于绝缘层170与第一电极焊盘151之间,且面积小于所述绝缘层170而大于所述第一电极焊盘151。由于第一电极焊盘151形成于第二导电型半导体层125上,所以在第一电极焊盘151下方的活性层123生成的光可以被第一电极焊盘151吸收。因此,第一反射层181能够完善光反光效率低的单层的绝缘层170,并反射在活性层123生成而向第一电极焊盘151行进的光。据此能够提高发光元件的功率。
再次参照图1,第一反射层181可以位于绝缘层170与第一电极延伸部153之间。第一反射层181的宽度小于绝缘层170,因此可以位于绝缘层170上的一部分区域。并且,第一反射层181的宽度大于第一电极延伸部153,因此第一电极延伸部153可以位于第一反射层181上的一部分区域。
如上所述,由于第一电极焊盘151部分与第一导电型半导体层121不直接接触,且第一电极延伸部153的延伸部接触部分153a与第一导电型半导体层121接触而形成电连接,因此在驱动发光元件时,电流能够向水平方向顺利地分散。在第一电极150是n型电极的情况下,从第一电极150注入电子。此时,在整个第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121接触的情况下,根据距第一电极焊盘151的距离,向第一导电型半导体层121注入的电子的密度可能不同。因此,在这种情况下,电流分散效率(current spreading performance)可能降低。相反,根据本实施例,通过第一电极延伸部153的延伸部接触部分153a与第一导电型半导体层121接触,第一电极延伸部153的剩余部分通过绝缘层170及第一反射层181与第二导电型半导体层125绝缘。因此,通过延伸部接触部分153a注入电子,从而能够将在多个延伸部接触部分153a的电子注入密度大致均匀地维持。因此,即使通过从第一电极延伸部153到第一电极焊盘151的距离相对远的部分也能够顺利地注入电子,从而能够提高发光元件的电流分散效率。
形成透明电极层140后,第二反射层183对应位于透明电极层140上的电流阻挡层130所在的部分而布置。由于第二反射层183包括多个层,所以在透明电极层140的RTA工序中发生暴露于高温的情况下具有被剥离的风险,但由于根据本实施例的第二反射层183在透明电极层140的RTA工序完成之后形成于其上,因此能够消除在RTA工序中产生的暴露于高温的风险。
例如,第二反射层183可以包括耐高温性薄弱的TiO2层。但是由于第二反射层183在透明电极层140的RTA工序后形成于其上,因此能够消除在RTA工序中产生的暴露于高温的风险。因此,也能够消除TiO2层结晶化的风险,并且最终能够消除在第二反射层183所包括的多个层之间发生剥离的风险。
具体而言,第二反射层183可以位于对应第二电极160的第一电流阻挡层131以及第二电流阻挡层133上的一部分区域。位于第一电流阻挡层131上的第二反射层183可以限定位于第一电流阻挡层131上的一部分区域而布置。位于第一电流阻挡层131上的第二反射层183的具体形状将在下文中参照图7进行详细的说明。
位于第二电流阻挡层133上的第二反射层183可以布置为面积小于第二电流阻挡层133,且以相互隔开的多个点状布置。第二反射层183的间隔距离可以彼此相同或不同。具体而言,透明电极层140可以形成于从第一侧面101延伸而向着第三侧面103布置的第二电流阻挡层133上,面积小于所述第二电流阻挡层133的第二反射层183以多个点形式隔开而而以布置于所述透明电极层140上。
关于以多个点形式隔开而布置的第二反射层183,参照图1及图4,由于第二电极延伸部163的宽度小于第二反射层183的宽度,所以在形成有第二反射层183的部分,第二电极延伸部163与透明电极层140无法直接连接。相反地,参照图1及图3,在未形成第二反射层183的部分,第二电极延伸部163在第二电流阻挡层133上可以与透明电极层140连接。由于透明电极层140与第二导电型半导体层125连接,所以第二电极延伸部163可以通过透明电极层140电连接于第二导电型半导体层125。
所述第二反射层183的多个点的布置可以与所述台面120m的凹槽120g的布置对应。
例如,参照图1,在所述第二电流阻挡层133上以点形式隔开而布置的反射层180可以与各个台面120m的凹槽120g位于与发光元件的第一侧面101及第三侧面103平行的虚拟的直线上。
第一导电型半导体层121可以通过台面120m的凹槽120g被暴露,第一电极延伸部153可以包括通过台面120m的凹槽120g与第一导电型半导体层121欧姆接触的延伸部接触部分153a。在台面120m的凹槽120g,第一电极延伸部153可以通过延伸部接触部分153a电连接于第一导电型半导体层121。
另外,通过与台面120m的凹槽120g在与第一侧面101及第三侧面103平行的直线上布置的点状的第二反射层183,能够阻断第二电极延伸部163与透明电极层140的连接。
因此,第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121所连接的部分以及第二电极延伸部163与透明电极层140所连接的部分可以相互交错布置,进而使电流的水平分散更顺利。在此,交错布置指第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121所连接的部分以及第二电极延伸部163与透明电极层140所连接的部分不同时位于与第一侧面101及第三侧面103平行的虚拟的直线上。
图7a是图1的区域α的放大平面图,图7b及图7c分别为沿图7a的截取线F-F'及G-G'截取的剖面图。参照图7,对第一电流阻挡层131、透明电极层140、第二电极焊盘161、绝缘层170及第二反射层183之间的相互结合关系进行更具体的说明。
如图7a、图7b及图7c所示,第一电流阻挡层131可以具有大致为圆形的平面形状。但是,第一电流阻挡层131也可以形成为多边形形态等其他多种形态,且可以形成为与第二电极焊盘161的平面形态大致相似地对应。透明电极层140可以覆盖第一电流阻挡层131的侧面以及上表面的一部分,尤其,可以覆盖第一电流阻挡层131的外廓边缘周围。
透明电极层140可以包括开口部140a。透明电极层140的开口部140a可以位于第一电流阻挡层131上,在本实施例中,开口部140a的形状可以对应于第一电流阻挡层131的外廓边缘形状。例如,如图7a所述,在第一电流阻挡层131形成为圆形形态的情况下,透明电极层140可以覆盖第一电流阻挡层131的圆形的边缘周围,且开口部140a可以形成为圆形形态。但是,开口部140a的形状不限于上述情形,可以具有多种形状。
对应于第二电极焊盘161的第二反射层183可以填充所述开口部140a,并且可以形成于第一电流阻挡层131以及覆盖所述第一电流阻挡层131的透明电极层140的至少一部分上。并且,发光元件的构造为第二电极焊盘161形成于所述第二反射层183上。第二反射层183及第二电极焊盘161具有基本相似的平面形态。例如,参照图7a,第二反射层183及第二电极焊盘161可以为圆形形状,但是第二反射层183可以包括至少一个从圆形形状向内部凹陷的凹陷部180p。由于第二反射层183的宽度大于第二电极焊盘161的宽度,且第二电极焊盘161位于第二反射层183上的一部分区域,所以第二电极焊盘161下部的一部分区域可以通过第二反射层183的凹陷部180p连接于透明电极层140。
具体而言,参照图7a,对应于第二电极焊盘161的第二反射层183可以包括三个凹陷部180p,且第二电极焊盘161可以通过所述三个凹陷部180p电连接于透明电极层140。参照图1及图7a,可以通过沿着第一侧面101方向形成的凹陷部180p向第二电极焊盘161与发光元件的第一侧面101之间注入电流,并可以通过沿着第二侧面102方向形成的凹陷部180p向第二电极焊盘161与发光元件的第二侧面102之间注入电流,并可以通过沿着第四侧面104方向形成的凹陷部180p向第二电极焊盘161与第四侧面104之间注入电流。并且,可以通过第二电极延伸部163向第二电极焊盘161与第三侧面之间注入电流。另外,通过调节所述凹陷部180p的宽度,能使第二电极焊盘161的下表面与透明电极层140相接的部分的面积变大或变小。并且,凹陷部180p可以具有多种形状。
通过第二电极焊盘161下表面的边缘部分的仅极小一部分通过所述凹陷部180p与透明电极层140相接的结构,能够防止第二电极焊盘161的剥离。进而,由于不存在第二电极焊盘161与第二导电型半导体层125通过透明电极层140直接连接的部分,因此能够防止由于静电造成的不良或破损,进而能够提供抗静电放电较强的发光元件。
第二电极焊盘161与第二导电型半导体层125之间的接触电阻高于透明电极层140与第二导电型半导体层125之间的接触电阻。因此,若通过第二电极焊盘161供应电流,则电流流向电阻低的透明电极层140的概率大,从而电流能够通过透明电极层140向水平方向有效地分散。进而,在本实施例中,由于第二电极焊盘161不与第二导电型半导体层125直接接触,因此能够更有效地分散电流。第二反射层183可以填充开口部140a而与第一电流阻挡层131接触,且局部地覆盖位于第一电流阻挡层131上的透明电极层140。第二电极焊盘161的水平面积可以大于透明电极层140的开口部140a面积。
第二电极焊盘161的上表面可以形成为不平坦。具体而言,第二电极焊盘161的上表面的表面轮廓可以对应于透明电极层140的上表面与第二反射层183的上表面所形成的表面轮廓(surface profile)。即,由于第二电极焊盘161位于表面轮廓不平坦的透明电极层140与第二反射层183上,从而其表面可以具有起伏或台阶。
在本实施例中,第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121通过延伸部接触部分153a连接的部分,与未夹设第二反射层183而使第二电极延伸部163与第二电流阻挡层133上的透明电极层140连接的部分交错布置。在此,交错布置指第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121所连接的部分与第二电极延伸部163与第二电流阻挡层133上的透明电极层140所连接的部分不同时位于与第一侧面101或第三侧面103平行的虚拟的直线上。通过上述结构,电流能够向水平方向均匀地分散。
下部反射层190可以位于基板110的下表面上。在此,基板110的下表面指发光结构体120所在面的相对面。
下部反射层190包括金属层和/或DBR层。金属层可以包括反射度高的金属,例如Al、Ag、Rh、Au、Cr、Pt等金属。DBR层可以由包括选自SiO2层、TiO2层、Nb2O5层、ZrO2层、MgF2层等的电介质层的多个层构成。DBR层可以由折射率互不相同的层,例如,SiO2层与TiO2层交替层叠的多个层构成。DBR层可以对400~700nm波长的光具有90%以上的反射率,尤其对400~500nm的蓝色(blue)波长的光可以具有90%以上的反射率。
下部反射层190可以反射在发光结构体120生成的而向基板110,即发光元件的下表面行进的光。尤其,在基板110是如蓝宝石基板等的透明基板的情况下,下部反射层190可以将透过基板110的光反射至为光出射面的发光元件上表面。因此,能够提高发光元件的功率。
另外,交界面195可以位于基板110与下部反射层190之间。交界面195可以与在DBR层使用的电介质层相同,但并不一定限定于此。交界面195例如可以由SiO2层或MgF2层形成。
下部反射层190与基板110,例如由于蓝宝石基板之间较差的粘合力以及下部反射层190内的应力的影响可能造成下部反射层190从基板110剥离(peeling)的问题发生。因此,由如SiO2层或MgF2层等的绝缘物质构成的交界面195布置于下部反射层190与基板110之间,从而能够增强下部反射层190与基板110之间的粘合力。
另外,当用λ表示在发光结构体120生成的光的波长时,交界面195的物理厚度大约可以为n*λ/4。在此,n为正整数。
由绝缘物质构成的交界面195可以吸收在发光结构体120生成的光,从而降低发光元件的功率。在交界面195的厚度大约为n*λ/4的情况下,交界面195可以具有高透光度,因此能够最小化被交界面195吸收的光。在下部反射层190包括DBR层的情况下,交界面195的厚度可以大于DBR层所包括的各层的厚度。
图9是用于说明根据本发明的另一实施例的发光元件的平面图。图9的发光元件与参照图1至图7所说明的发光元件大致相似。以下,以差异点为中心对本实施例的发光元件进行说明,并省略对相同构成的详细说明。
所述发光元件包括:发光结构体120、电流阻挡层130、透明电极层140、第一电极150及第二电极160。进而,所述发光元件还可以包括:基板110、绝缘层170、上部反射层180及下部反射层190。并且,所述发光元件可以包括第一至第四侧面101、102、103、104。
根据本实施例的第一电极150包括第一电极焊盘151及第一电极延伸部153。第一电极焊盘151可以位于第二导电型半导体层125上,并在发光元件的中心轻微偏向第四侧面104而布置。在第一电极焊盘151与第二导电型半导体层125之间可以布置面积大于第一电极焊盘151的绝缘层170。位于第一电极焊盘151下部的绝缘层170可以向第四侧面104延伸而覆盖位于第四侧面104附近的发光结构体120的侧面的一部分。并且,所述绝缘层170可以向第三侧面103延伸而覆盖位于第三侧面103附近的发光结构体120的侧面的一部分以及第一导电型半导体层121的至少一部分。同上所述,通过绝缘层170延伸而覆盖发光结构体的侧面的结构,能够阻断在引线键合时可能发生的第二导电型半导体层125与引线的电短路。
并且,第一反射层181可以位于第一电极焊盘151与绝缘层170之间。第一反射层181的面积可以小于绝缘层170,且大于第一电极焊盘151。因此,第一反射层181可以位于绝缘层170上的一部分区域,第一电极焊盘151可以位于第一反射层181上的一部分区域。由于第一电极焊盘151位于第二导电型半导体层125上,因此在活性层123生成的光可能被第一电极焊盘151吸收。因此,第一反射层181可以完善绝缘层170而反射向第一电极焊盘151行进的光。
第一电极延伸部153可以位于第一导电型半导体层上。即,与图1的实施例不同,在本实施例中,台面120m不包括凹槽120g。因此,第一电极延伸部153可以位于第一导电型半导体层上。但是,位于第一电极焊盘151附近的第一电极延伸部153的一部分可以位于第二导电型半导体层125上,且这种情况下,第一电极延伸部153与第二导电型半导体层125之间可以夹设有所述绝缘层170。绝缘层170能够使第二导电型半导体层125与位于其上的第一电极延伸部153电绝缘。
第一电极延伸部153可以从第一电极焊盘151延伸而沿着发光元件的第四侧面104从第三侧面103向第一侧面101方向形成。在第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121之间可以布置有第一反射层181。第一反射层181可以以点状布置于第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121之间。第一反射层181的宽度可以大于第一电极延伸部153的宽度。因此,在第一反射层181所在的部分,第一电极延伸部153无法与第一导电型半导体层121连接。但是,根据其他实施例的第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121之间可以布置有包括单层的绝缘层170,而不是包括多层的第一反射层181。原因为,第一电极延伸部153位于第一导电型半导体层121上,从而不存在在其下部生成的活性层123,所以被第一电极延伸部153吸收的光量不大。
参照图9,第二反射层183可以以点形式夹设于从第二电极焊盘161延伸的第二电极延伸部163与第二电流阻挡层133之间。第二反射层183的宽度可以大于第二电极延伸部163的宽度,因此,在第二反射层183所在的部分,第二电极延伸部163无法与透明电极层140接触。
位于第一电极延伸部153下方的第一反射层181或绝缘层170以及位于第二电极延伸部163下方的第二反射层183以与发光元件的第一侧面101或第三侧面103平行的虚拟的线为基准而交错布置。通过这种上部反射层180的布置结构能够使在发光元件的电流的水平分散更顺利。
图10是用于说明根据本发明的又一实施例的发光元件的平面图。图10的发光元件与参照图1至图7所说明的发光元件大致相似。以下,以差异点为中心对本实施例的发光元件进行说明,并省略对相同构成的详细说明。
发光元件包括:基板110、发光结构体120、第一电极150及第二电极160。进而,所述发光元件还可以包括:电流阻挡层130、透明电极层140、绝缘层170、上部反射层180及下部反射层190。所述发光元件的平面形状大致可以为矩形。
发光结构体120可以包括暴露区域120e,所述暴露区域120e贯通活性层123及第二导电型半导体层125的至少一部分而使第一导电型半导体层121暴露。暴露区域120e可以使第一导电型半导体层121暴露,从而提供第一电极150与第一导电型半导体层121能够电连接的区域。因此,考虑发光元件的电流分散等,暴露区域120e可以对应于布置第一电极150的位置而形成。例如,如图10所示,暴露区域120e可以以从邻近于第三侧面103的部分向着第一侧面101的方向延伸的形态形成。
第二电极160可以包括第二电极焊盘161以及至少一个的第二电极延伸部163,第二电极焊盘161与第二电极延伸部163分别位于第一电流阻挡层131及第二电流阻挡层133上。第二电极160与电流阻挡层130之间可以夹设有透明电极层140的一部分。
考虑到电流分散,第二电极焊盘161及第二电极延伸部163可以进行多种变形。在本实施例中,第二电极焊盘161可以邻近于第一侧面101而布置,两个第二电极延伸部163可以从第一侧面101向第三侧面103延伸。此时,第二电极延伸部163可以包括具有曲率的部分,尤其,第二电极延伸部163可以包括随着第二电极延伸部163从第一侧面101向第三侧面103延伸,从第二电极延伸部163到第二侧面102(或第四侧面104)的距离逐渐减小的部分以及逐渐增加的部分。另外,第二电极160的布置不限于此,可以根据发光元件的形态进行多种变形及变更。
第二反射层183可以位于第二电极160与位于电流阻挡层130上的透明电极层140之间。包括多个层的第二反射层183可以完善包括单层的电流阻挡层130,而反射在活性层123生成而向第二电极160行进的光。夹设于第二电极焊盘161与第一电流阻挡层131之间的第二反射层183的面积基本上大于第二电极焊盘161,但包括用于使第二电极焊盘161与透明电极层140接触的凹陷部180p。参照图10,位于第二电极焊盘161下方的第二反射层183包括两个凹陷部180p。第二电极焊盘161与透明电极层140可以通过所述凹陷部180p连接。
并且,第二反射层183可以位于第二电极延伸部163与第二电流阻挡层133之间的一部分区域。第二反射层183可以以相互隔开的点状布置于第二电极延伸部163与第二电流阻挡层133之间。第二反射层183的宽度可以大于第二电极延伸部163的宽度,因此位于第二反射层183上的第二电极延伸部163无法连接到位于第二反射层183与第二电流阻挡层133之间的透明电极层140。即,第二电极延伸部163在布置有第二反射层183的部分无法与透明电极层140连接,在未布置第二反射层183的部分能够与透明电极层140直接连接。
第一电极150可以位于第一导电型半导体层121上,且电连接于第一导电型半导体层121。第一电极150可以位于暴露区域120e上,从而与第一导电型半导体层121欧姆接触,且可以从第二导电型半导体层125的侧面及活性层123的侧面隔开。
第一电极150可以包括第一电极焊盘151及第一电极延伸部153。第一电极焊盘151可以邻近于第三侧面103而布置。绝缘层170可以位于邻近于第一电极焊盘151而包围第一电极焊盘的发光结构体120的侧面上。所述绝缘层170能够阻断在引线键合到第一电极焊盘151的情况下的引线与发光结构体120的侧面的电连接。
绝缘层170及第一反射层181可以位于第一电极焊盘151与第一导电型半导体层121之间的一部分区域。位于第一电极焊盘151与第一导电型半导体层121之间的绝缘层170的面积小于第一电极焊盘151的面积。例如,绝缘层170的面积可以相当于第一电极焊盘151面积的40%~90%。位于第一电极焊盘151下方的绝缘层170能够使电流的水平方向分散更顺利。但是,在绝缘层170的宽度过宽的情况下,例如,超过第一电极焊盘151面积的90%的情况下,正向电流Vf可能上升,所以优选控制在90%以下。绝缘层170与第一电极焊盘151之间还可以布置有第一反射层181。此时,第一反射层181的面积可以小于绝缘层170的面积。
第一电极延伸部153可以从第一电极焊盘151延伸,且可以从第三侧面103向着第一侧面101方向延伸。第一电极延伸部153的至少一部分可以布置于第二电极延伸部163之间。
绝缘层170可以位于第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121之间。参照图10,绝缘层170可以以点状布置于第一电极延伸部153与第一导电型半导体层121之间。并具有如下结构,绝缘层170的宽度可以大于第一电极延伸部153的宽度,因此位于绝缘层170上的第一电极延伸部153无法直接连接于第一导电型半导体层121。并且,在绝缘层170与第一电极延伸部153之间还可以布置有宽度小于所述绝缘层170且大于第一电极延伸部153的第一反射层181。但是,根据其他实施例,可以省略位于第一电极150下方的绝缘层170及第一反射层181中的一个。
图10的实施例中,也与其他实施例相似地具有位于第一电极延伸部153下方的第一反射层181和/或绝缘层170与位于第二电极延伸部163下方的第二反射层183相互交错的结构。参照图10,可以假设一条与发光元件的第一侧面101或第三侧面103平行的虚拟的直线。所述交错的结构指位于第一电极延伸部153下方的第一反射层181和/或绝缘层170与位于第二电极延伸部163下方的第二反射层183不同时位于所述直线上。通过使阻断电流直接供应的上部反射层180(或电流阻挡层)相互交错地布置于第一电极延伸部153下部与第二电极延伸部163下部的结构,能够使电流的水平分散更顺利。
图11是用于说明根据本发明的又一实施例的发光元件的平面图。图11的发光元件与参照图1至图7所说明的发光元件大致相似。以下,以差异点为中心对本实施例的发光元件进行说明,并省略对相同构成的详细说明。
发光元件包括布置于基板110上的第一发光单元C1、第二发光单元C2及第三发光单元C3。并且,所述发光元件包括第一电极焊盘151及第二电极焊盘161,且包括上部延伸部163a、163b、163c与下部延伸部153a、153b、153c、连接部155以及透明电极层140。并且,还可以包括绝缘层170、上部反射层180及下部反射层190。
各发光单元C1、C2、C3可以被分离区域110a、110b分离。分离槽110a、110b通过隔离(isolation)工序形成,且基板110暴露于分离区域110a、110b。并且,各发光单元C1、C2、C3包括第一导电型半导体层121a、121b、121c、活性层123及第二导电型半导体层125。
第二电极焊盘161布置于基板110的一侧边角附近,第一电极焊盘151布置于与一侧边角相对的另一侧边角附近。第二电极焊盘161位于第一发光单元C1上的第二导电型半导体层125上,第一电极焊盘151位于形成于第三发光单元C3左侧下端的暴露区域120e内的第一导电型半导体层121上。如图11所示,第二电极焊盘161与第一电极焊盘151可以彼此相向而布置。
夹设于第二电极焊盘161与局部位于第一电流阻挡层131上的透明电极层140之间的第二反射层183的面积可以大于第二电极焊盘161,并且可以包括凹陷部180p。与其他实施例相同地,第二电极焊盘161可以通过所述凹陷部180p与透明电极层140直接连接。参照图11,第二反射层183可以包括两个凹陷部180p,其中一个凹陷部180p可以形成为向着发光元件的所述一侧边角,另一凹陷部180p可以形成为向着发光元件的所述另一侧边角。
第一电极焊盘151可以位于暴露区域120e上,并与第一导电型半导体层121连接。绝缘层170及第一反射层181可以位于第一电极焊盘151与第一导电型半导体层121之间的一部分区域。同图10中所述的原因,绝缘层170的宽度优选控制在所述第一电极焊盘151面积的90%以下。面积小于所述绝缘层170的第一反射层181可以在所述绝缘层170上层叠,从而减少被第一电极焊盘151吸收的光。根据实施例,可以省略位于第一电极焊盘151下方的绝缘层170及第一反射层181中的一个。
第一导电型半导体层121a、121b、121c通过蚀刻各发光单元的第二导电型半导体层125及活性层123被暴露,下部延伸部153a、153b、153c位于被暴露的第一导电型半导体层121a、121b、121c上。下部延伸部153a、153b、153c电连接于第一导电型半导体层121a、121b、121c。
布置于第一发光单元C1及第二发光单元C2的下部延伸部153b、153c可以包括两个直线区域(横向、纵向)以及连接其的曲线区域。下部延伸部153b、153c的一端与连接部155连接而电连接于上下相邻的的发光单元的上部延伸部163b、163c,另一端被上部延伸部163a、163b的曲线区域包围。例如,形成于第一发光单元C1的下部延伸部153c的一端通过连接部155与第二发光单元C2的上部延伸部163b连接。据此,第一发光单元C1与第二发光单元C2可以以串联形式电连接。发光元件可以利用串联连接的发光单元C1、C2、C3在相对高电压下工作,因此能够降低整体驱动电流。
并且,参照图11,在第一发光单元C1,下部延伸部153c从非第一发光单元C1的中心的左侧下端垂直延伸而向右侧弯曲,在第二发光单元C2,下部延伸部153b从第二发光单元C2的右侧下端垂直延伸而向左侧弯曲。
下部延伸部153a形成于第三发光单元C3上,且连接于第一电极焊盘151。下部延伸部153a包括直线区域及曲线区域。曲线区域连接直线区域与第一电极焊盘151。
绝缘层170及第一反射层181可以位于各下部延伸部153a、153b、153c下方。绝缘层170及第一反射层181可以具有多个相互隔开的形状。绝缘层170位于第一导电型半导体层121上,第一反射层181布置于所述绝缘层与下部延伸部153a、153b、153c之间而能够使向第一导电型半导体层121a、121b、121c注入的电流的水平分散更顺利。即,绝缘层170及第一反射层181的宽度可以大于下部延伸部153a、153b、153c的宽度,因此位于第一反射层181上的下部延伸部153a、153b、153c无法与第一导电型半导体层121直接连接。但是,根据实施例,可以省略布置于下部延伸部153a、153b、153c下方的绝缘层170及第一反射层181中的一个。
另外,上部延伸部163a、163b、163c布置于第二电流阻挡层133上。透明电极层140位于第二电流阻挡层133与上部延伸部163a、163b、163c之间。上部延伸部163a在第一发光单元C1上由第二电极焊盘161开始从发光元件的第四侧面104向着第二侧面102横向延伸。参照图11,上部延伸部163a包括两个端部,且布置为包围下部延伸部153c的端部及侧面一部分。因此,上部延伸部163a的一部分布置于下部延伸部153c的上侧,另一部分布置于下部延伸部153c的下侧。如图11所示,位于下部延伸部153c的上侧的上部延伸部163a的区域相比于位于下侧的区域更长,且可以根据下部延伸部153c的曲线区域弯曲。上部延伸部163b位于第二发光单元C2上,且形态为从发光元件的第二侧面102向着第四侧面104横向延伸。位于第三发光单元的上部延伸部163c的结构为与位于第二发光单元C2上的上部延伸部163b形状大致相似,且镜像对称。
第二电流阻挡层133的宽度可以大于上部延伸部163a、163b、163c的宽度。并且,第二反射层183可以位于各上部延伸部163a、163b、163c下方。第二反射层183可以以相互隔开的点状布置于上部延伸部163a、163b、163c与第二电流阻挡层133上的透明电极层140之间。第二反射层183的宽度可以大于上部延伸部163a、163b、163c的宽度,因此,在第二反射层183所在的部分,上部延伸部163a、163b、163c无法与透明电极层140直接连接。
在图11的实施例中,也与其他实施例相似地,具有位于上部延伸部163a、163b、163c下部的第二反射层183与位于下部延伸部153a、153b、153c下部的第一反射层181和/或绝缘层170相互交错布置的结构。参照图11,可以假设一条与发光元件的第二侧面102或第四侧面104平行的直线。所述交错的结构指位于上部延伸部163a、163b、163c下部的第二反射层183与位于下部延伸部153a、153b、153c下部的第一反射层181和/或绝缘层170不同时位于所述直线上。通过提供阻断电流的直接供应的结构的上部反射层180(或绝缘层)相互交错地布置于上部延伸部163a、163b、163c下部与下部延伸部153a、153b、153c下部,能够使电流的水平方向分散更顺利。
图12是用于说明根据本发明的另一实施例的上部反射层180的结构的剖面图。
与上述的由单层构成的电流阻挡层130及绝缘层170不同,上部反射层180可以由多个层构成。例如,上部反射层180可以具有SiO2层与TiO2层交替层叠的结构。
参照图12,上部反射层180可以包括最下端的SiO2层,且结构可以为在其上依次层叠TiO2层与SiO2层。在此,可以将最下端的SiO2层称为上部反射层180的第一区域180a,并且可以将在其上依次层叠TiO2层与SiO2层的结构称为第二区域180b。虽然第一区域180a的SiO2层可以形成为相比于第二区域180b的SiO2层相对更厚,但并不一定限定于此。
另外,第一区域180a可以具有中心凸出,越向两侧外廓其厚度越小的形状。在发光元件,即活性层123生成的光的波长为λ的情况下,第一区域180a中心的光学厚度可以为7/4*λ以上。因此,在发光元件生成的光为450nm的情况下,第一区域180a中心的实际厚度(7/4n*λ,n为第一区域的折射率)大约可以为500nm以上。第一区域180a外廓可以以其下表面为基准具有大约10度的倾斜。
在形成光致抗蚀剂图案(Photoresist pattern)后,第一区域180a可以通过电子束(e-beam)沉积工序形成。此时,电子束可能造成上部反射层180下方的层的损伤。因此,为了防止上部反射层180下方的层的损伤,可以利用如下的方法,首先执行利用低能量的离子辅助沉积(IAD:ion assisted deposition)技术的电子束(e-beam)沉积工序形成第一区域180a。并且,形成第一区域180a时,最初可以通过高密度化学气相沉积(HDCVD)工序形成SiO2层,通过HDCVD工序形成用于保护上部反射层180下方的层的充分厚度的SiO2层之后,利用电子束(e-beam)沉积工序,形成第一区域180a的剩余部分。
光致抗蚀剂图案可以形成为开放区域反向倾斜,因此,第一区域180a的厚度可以越朝向外廓越小。因此,第一区域180a的外廓可以以下表面为基准具有约10度的倾斜。
由于第一区域180a的厚度大于第二区域180b的各层厚度,从而在通过电子束沉积工序形成第二区域180b各层的情况下,能够防止电子束对第一区域180a下方的层的损伤。
第二区域180b位于所述第一区域180a上,且包括多个层。在第一区域180a为SiO2层的情况下,第二区域180b的结构为依次层叠从TiO2层,到SiO2-层。例如,在上部反射层180包括总共十七个层的情况下,第二区域180b可以包括十六个层,且结构可以为以TiO2层开始,最后一层为SiO2层。在用λ表示在发光元件生成的光的波长的情况下,第二区域180b中包括的各层的厚度大约可以为1/4*λ。即,第二区域180b的各层的厚度小于第一区域180a的厚度。第二区域180b的各层可以利用电子束沉积工序形成,在此,离子辅助沉积(IAD)的能量大于形成第一区域180a时利用的能量,从而各层的膜质可以形成得更好。原因为相对较厚的第一区域180a能够防止电子束对第一区域180a下方的层的损伤。
另外,根据若干实施例的发光元件还可以包括至少局部覆盖发光元件的表面的钝化层(未图示)。钝化层能够在外部的湿气或有害气体中保护发光元件。钝化层可以由绝缘性物质形成,并可以构成为单层或多层结构。例如,钝化层可以包括SiO2、MgF2、SiN等,并且也可以包括如TiO2及SiO2等互不相同的物质层反复层叠的分布式布拉格反射器。并且,在钝化层由多层构成的情况下,最上层可以由SiN形成,这种情况下,SiN的耐湿性高,从而能够在外部湿气中有效地保护发光元件。
以上,已对本发明的多样的实施例进行了说明,然而本发明不限于上述的多种实施例及特征,在不脱离根据本发明的权利要求范围的技术思想的范围内可以进行多种变形及变更。

Claims (20)

1.一种发光元件,其中,包括:
第一导电型半导体层;
第二导电型半导体层;
活性层,布置于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间;
电流阻挡层,布置于所述第二导电型半导体层之上;
透明电极层,覆盖所述电流阻挡层;
第一电极,电连接于所述第一导电型半导体层;
第二电极,位于所述透明电极层之上,电连接于所述透明电极层,且包括第二电极焊盘以及从所述第二电极焊盘延伸的第二电极延伸部;以及
第二反射层,布置于所述第二电极与所述透明电极层之间,
其中,所述第二电极焊盘及第二电极延伸部分别覆盖所述电流阻挡层的至少一部分。
2.如权利要求1所述的发光元件,其中,
所述第二反射层包括折射率不同的电介质层。
3.如权利要求1所述的发光元件,其中,
所述第二电极限定为位于所述电流阻挡层的上部区域之内。
4.如权利要求1所述的发光元件,其中,
所述电流阻挡层包括:
第一电流阻挡层,对应于所述第二电极焊盘;以及
第二电流阻挡层,对应于所述第二电极延伸部。
5.如权利要求4所述的发光元件,其中,
所述第二反射层包括布置于所述第二电极焊盘与所述第一电流阻挡层之间且具有至少一个凹陷部的反射层。
6.如权利要求5所述的发光元件,其中,
所述凹陷部位于所述电流阻挡层的上部区域之内,
所述第二电极焊盘的下表面的至少一部分通过所述反射层的至少一个凹陷部与所述透明电极层连接。
7.如权利要求4所述的发光元件,其中,
所述第二反射层包括所述第二电极延伸部与所述透明电极层之间的多个点状的反射层,且所述反射层的宽度大于所述第二电极延伸部的宽度。
8.如权利要求7所述的发光元件,其中,
所述多个点状的反射层限定为位于所述电流阻挡层的上部区域之内。
9.如权利要求1所述的发光元件,其中,还包括:
绝缘层,位于所述第一电极的下部;以及
第一反射层,位于所述第一电极与所述绝缘层之间。
10.如权利要求9所述的发光元件,其中,
所述第一电极包括第一电极焊盘以及从所述第一电极焊盘延伸的第一电极延伸部,
所述第一电极焊盘位于所述第二导电型半导体层的上部,
所述绝缘层使所述第一电极焊盘与所述第二导电型半导体层绝缘。
11.如权利要求10所述的发光元件,其中,
所述第一反射层包括反射层,所述反射层位于所述第一电极焊盘与所述第二导电型半导体层之间,且所述反射层的宽度小于所述绝缘层的宽度并大于所述第一电极焊盘的宽度。
12.如权利要求11所述的发光元件,其中,
所述第一反射层包括所述第一电极延伸部下方的多个点状的反射层,所述反射层的宽度大于所述第一电极延伸部的宽度。
13.如权利要求12所述的发光元件,其中,
所述第二反射层包括位于所述第二电极延伸部与所述透明电极层之间的多个点状的反射层,且所述反射层的宽度大于所述第二电极延伸部的宽度,
所述第二反射层的多个点状与所述第一反射层的多个点状相互交错布置。
14.如权利要求9所述的发光元件,其中,
所述第一电极包括第一电极焊盘以及从所述第一电极焊盘延伸的第一电极延伸部,
所述第一电极焊盘位于所述第一导电型半导体层的上部,
所述绝缘层的面积小于所述第一电极焊盘的面积,且布置于所述第一电极焊盘与所述第一导电型半导体层之间的一部分区域。
15.如权利要求14所述的发光元件,其中,
布置于所述第一电极焊盘与第一导电型半导体层之间的绝缘层的面积小于所述第一电极焊盘的面积的90%。
16.如权利要求9所述的发光元件,其中,
还包括:台面,位于所述第一导电型半导体层之上,并包括所述活性层及所述第二导电型半导体层,
其中,所述台面还包括形成于其侧面的至少一个的凹槽,第一导电型半导体层通过所述凹槽而局部暴露,
所述绝缘层包括使被暴露的所述第一导电型半导体层局部地暴露的开口部,所述第一电极延伸部通过所述开口部与所述第一导电型半导体层连接。
17.如权利要求16所述的发光元件,其中,
所述第二反射层包括位于所述第二电极延伸部与所述透明电极层之间的多个点状的反射层,且所述反射层的宽度大于所述第二电极延伸部的宽度,
所述第二反射层的相隔的多个点状与所述台面的至少一个的凹槽的位置相互交错地布置。
18.如权利要求1所述的发光元件,其中,
所述电流阻挡层是单层,所述反射层包括折射率互不相同的多个层。
19.如权利要求18所述的发光元件,其中,
所述反射层包括第一区域及第二区域,
所述第一区域是位于所述反射层的最下端的单层,所述第二区域包括位于所述第一区域上的多个层。
20.如权利要求19所述的发光元件,其中,
第一区域的厚度为7/(4*n1)*λ,所述第二区域所包括的各层厚度分别为1/(4*n2)*λ,
在此,所述λ为在所述活性层生成的光的波长,n1为所述第一区域的折射率,n2为所述第二区域所包括的各层的折射率。
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