DE102015110770B4

DE102015110770B4 - Optoelektronische Vorrichtung

Info

Publication number: DE102015110770B4
Application number: DE102015110770.8A
Authority: DE
Inventors: Chao-Hsing Chen; Jia-Kuen Wang; Chien-Chih Liao; Tzu-Yao Tseng; Tsun-Kai Ko; Chien-Fu Shen
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2035-07-04
Also published as: US20180076358A1; US9859467B2; US20210234071A1; US20160005926A1; US10529893B2; TW201603319A; DE102015110770A1; US11011679B2; TWI625868B; US20200111935A1; US11908975B2

Abstract

Optoelektronische Vorrichtung, die umfasst:eine erste Halbleiterschicht (311) mit vier Grenzen, einer Ecke, die durch zwei der benachbarten Grenzen gebildet ist, einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche;eine zweite Halbleiterschicht (313), die auf der ersten Halbleiterschicht (311) ausgebildet ist;eine Elektrode (33) vom zweiten leitfähigen Typ, die auf der zweiten Halbleiterschicht (313) ausgebildet ist; undmehrere Elektroden (321, 324) vom ersten leitfähigen Typ, die auf der ersten Oberfläche ausgebildet sind, wobei die Elektroden (321, 324) vom ersten leitfähigen Typ getrennt sind und ein Muster bilden; wobei das Muster umfasst:(i) einen oder mehrere erste Teile der Elektrode (321) vom ersten leitfähigen Typ, wobei der erste Teil der Elektrode (321) vom ersten leitfähigen Typ an der Ecke der ersten Halbleiterschicht (311) ausgebildet ist;(ii) einen oder mehrere weitere Teile der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ, wobei der weitere Teil der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht (311) nahe einer oder mehrerer der Grenzen ausgebildet ist;wobei eine Form des ersten Teils der Elektrode (321) vom ersten leitfähigen Typ ein Kreis ist,wobei eine Form des weiteren Teils der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ eine verlängerte Form ist,wobei die Vorrichtung ferner eine dritte Elektrode (35) und eine vierte Elektrode (36) umfasst, wobei die dritte Elektrode (35) mit der Elektrode vom ersten leitfähigen Typ (321, 324) elektrisch verbunden ist und die vierte Elektrode (36) mit der Elektrode (33) vom zweiten leitfähigen Typ elektrisch verbunden ist,wobei der weitere Teil der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ einen Endabschnitt umfasst und der Endabschnitt nicht mit der vierten Elektrode (36) bedeckt ist,wobei der Endabschnitt nahe einer der Grenzen der ersten Halbleiterschicht (311) an der vierten Elektrode (36) vorbeigeführt ist;wobei in Draufsicht das Verhältnis der Fläche der dritten Elektrode (35) auf der ersten Halbleiterschicht (311) und der Fläche der vierten Elektrode (36) auf der ersten Halbleiterschicht (311) zwischen 80% und 100% liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung bezieht sich auf eine optoelektronische Vorrichtung und insbesondere auf eine optoelektronische Vorrichtung mit einer Elektrodenmusterkonstruktion.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Beleuchtungstheorie von Leuchtdioden (LEDs) soll elektrische Energie in optische Energie durch Anlegen eines elektrischen Stroms an die LED und Injizieren von Elektronen und Löchern in die aktive Schicht transformieren, wobei die Elektronen und Löcher sich unter Emission von Licht rekombinieren. Aufgrund der Differenz der Beleuchtungstheorien zwischen LEDs und Glühlampen wird die LED „kalte Lichtquelle“ genannt. Eine LED weist die Vorteile einer großen Umgebungstoleranz, einer langen Betriebslebensdauer, von Tragbarkeit und eines niedrigen Leistungsverbrauchs auf und wird als andere Option für die Beleuchtungsanwendung betrachtet. LEDs werden als Beleuchtungswerkzeuge der neuen Generation betrachtet und werden auf verschiedenen Gebieten umfangreich übernommen, beispielsweise Verkehrsampeln, Hintergrundlichtmodule, Straßenbeleuchtungen und medizinische Vorrichtungen, und ersetzen allmählich herkömmliche Lichtquellen.
1 zeigt eine schematische Struktur einer herkömmlichen Lichtemissionsvorrichtung. Wie in 1 gezeigt, umfasst die herkömmliche Lichtemissionsvorrichtung 100 ein transparentes Substrat 10, einen Halbleiterstapel 12 auf dem transparenten Substrat 10 und eine Elektrode 14 auf dem vorstehend erwähnten Halbleiterstapel 12, wobei der Halbleiterstapel 12 eine Halbleiterschicht 120 vom ersten leitfähigen Typ, eine aktive Schicht 122 und eine Halbleiterschicht 124 vom zweiten leitfähigen Typ, die von oben nach unten angeordnet sind, umfasst.
Außerdem kann die vorstehend erwähnte Lichtemissionsvorrichtung 100 mit einer anderen Vorrichtung kombiniert und verbunden sein, um ein Lichtemissionsgerät zu bilden. Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Lichtemissionsgerät 200 eine Unterhalterung 20 mit einer Schaltung 202, einem Lötmittel 22 auf der Unterhalterung 20 zum Montieren der Lichtemissionsvorrichtung 100 an der Unterhalterung 20 und elektrischen Verbinden der Lichtemissionsvorrichtung 100 des transparenten Substrats 10 mit der Schaltung 202 der Unterhalterung 20 und eine elektrische Verbindungsstruktur 24 zum elektrischen Verbinden mit einer Elektrode 14 der Lichtemissionsvorrichtung 100 und der Schaltung 202 der Unterhalterung 20. Die vorstehend erwähnte Unterhalterung 20 kann ein Leiterrahmen oder ein Montagesubstrat mit einer großen Größe sein und ist für eine Schaltungsanordnung des Lichtemissionsgeräts 200 und die Wärmeableitung des Lichtemissionsgeräts 200 vorteilhaft.
Die US 6,573,537 B1 beschreibt eine Flip-Chip-LED mit einem Substrat, einer ersten Halbleiterschicht, einem aktiven Bereich und einer zweiten Halbleiterschicht. Auf der ersten Halbleiterschicht ist eine n-Elektrodenmetallisierung aufgebracht, die eine kammartige Struktur aufweist. Auf der zweiten Halbleiterschicht ist eine p-Elektrodenmetallisierung vorgesehen. Auf den p- und n-Elektrodenmetallisierungen sind jeweils leitende Zwischenschichten ausgebildet.
Aus US 2013/0334552 A1 ist eine LED bekannt, die ein Substrat, eine LED-Struktur mit einer ersten Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten Halbleiterschicht, eine erste Elektrodenstruktur und eine zweite Elektrodenstruktur aufweist. Die erste Elektrodenstruktur weist einen zusammenhängenden Elektrodenverbindungsteil auf, der über leitende Verbindungen, die sich durch Öffnungen in der zweiten Halbleiterschicht und der aktiven Schicht hindurch zur ersten Halbleiterschicht erstrecken, mit der ersten Halbleiterschicht elektrisch verbunden ist. Auf der zweiten Halbleiterschicht ist eine zweite zusammenhängende Elektrodenschicht vorgesehen, auf der ein zweiter Elektrodenverbindungsteil ausgebildet ist. Erste und zweite Elektroden-Pads sind jeweils auf den ersten und zweiten Elektrodenverbindungsteilen ausgebildet.
Die US 2013/0146929 A1 beschreibt eine lichtemittierende Diode mit einer unteren Kontaktschicht, einer aktiven Schicht, einer oberen Kontaktschicht und einer transparenten Elektrodenschicht auf der oberen Kontaktschicht. Auf der unteren Kontaktschicht ist eine erste Elektrodenstruktur vorgesehen, die einen Verbindungs-Padartigen Reflektor und punktförmige Reflektoren aufweist. Die Reflektoren werden von sogenannten Pad-Materialschichten bedeckt, so dass eine erste Elektrode gebildet ist, die zwei Arme aufweist.
Die US 2008/0185606 A1 betrifft ein lichtemittierendes Halbleiterelement, dass ein Substrat aufweist, auf dem eine Halbleiterstruktur mit einer Halbleiterschicht vom ersten Leitungstyp, einer aktiven Schicht und einer zweiten Halbleiterschicht vom zweiten Leitungstyp vorgesehen ist. In einem Elektrodenbereich ist ein transparenter, isolierender Film und darauf eine erste Elektrode ausgebildet, die mit der ersten Halbleiterschicht in Kontakt steht und einen externen Verbindungsteil bildet. Dabei können zwei erste Elektroden vorgesehen sein, die jeweils unabhängig voneinander externe Verbindungs- oder Anschlussteile bilden.
Zusammenfassung der Offenbarung
Eine optoelektronische Vorrichtung, die umfasst: eine erste Halbleiterschicht mit vier Grenzen, einer Ecke, die durch zwei der benachbarten Grenzen gebildet ist, einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche; eine zweite Halbleiterschicht, die auf der ersten Oberfläche der ersten Halbleiterschicht ausgebildet ist; eine Elektrode vom zweiten leitfähigen Typ, die auf der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet ist; und zwei Elektroden vom ersten leitfähigen Typ, die auf der ersten Oberfläche ausgebildet sind, wobei die Elektroden vom ersten leitfähigen Typ getrennt sind und ein Muster bilden.
Figurenliste

1 zeigt eine Seitenansicht einer herkömmlichen optoelektronischen Vorrichtung.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Lichtemissionsgeräts.
3A zeigt eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung
3B zeigt eine Seitenansicht einer wieteren optoelektronischen Vorrichtung
3C zeigt eine Draufsicht einer weiteren optoelektronischen Vorrichtung
4A zeigt eine Draufsicht einer optoelektronischen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
4B bis 4D zeigen Draufsichten weiterer optoelektronischer Vorrichtungs.
5A bis 5C zeigen ein Lichtemissionsmodul.
6A und 6B zeigen schematische Ansichten eines Lichterzeugungsgeräts.
7 zeigt eine schematische Ansicht einer Lampe.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
3A und 3B zeigen eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer optoelektronischen Vorrichtung 300 3B zeigt eine Seitenansicht von 3A entlang der Richtung von A-B-C. Die optoelektronische Vorrichtung 300 umfasst ein Substrat 30. Das Substrat 30 ist nicht auf ein einzelnes Material begrenzt, sondern kann ein Verbundsubstrat sein, das aus mehreren verschiedenen Materialien besteht. Das Substrat 30 kann beispielsweise ein erstes Substrat und ein zweites Substrat umfassen, die miteinander verbunden sind (in den Figuren nicht gezeigt).
In einem herkömmlichen Epitaxiewachstumsprozess wird ein Epitaxiestapel 31 auf einem Substrat 30 ausgebildet und umfasst eine erste Halbleiterschicht 311 mit einer ersten Oberfläche 3111 und einer zweiten Oberfläche 3112 entgegengesetzt zur ersten Oberfläche 3111, eine aktive Schicht 312, die auf der ersten Oberfläche 3111 der ersten Halbleiterschicht 3112 ausgebildet ist, und eine zweite Halbleiterschicht 313, die auf der aktiven Schicht 312 ausgebildet ist. Als nächstes wird ein Abschnitt des Epitaxiestapels selektiv durch Photolithographie entfernt, so dass ein Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 311 an einer Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 300 freigelegt wird, um eine Nut S in der optoelektronischen Vorrichtung 300 zu bilden. In einer Variante legt die Nut S den Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 311 frei und ist von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben. In einer Variante kann die Draufsicht der Nut S eine längliche Streifenform sein.
Als nächstes wird eine erste Isolationsschicht 341 auf einer Oberfläche des Epitaxiestapels 31 der optoelektronischen Vorrichtung 300 und der vorstehend erwähnten Nut S durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) ausgebildet.
Als nächstes wird zumindest ein erster Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ auf dem freiliegenden Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 311 an der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 300 ausgebildet. In einer Variante ist der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ nicht von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und ein zweiter Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ wird auf der vorstehend erwähnten Nut S ausgebildet. In der vorliegenden Variante werden der getrennte erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ als Elektrodenmusterkonstruktion der Elektrode vom ersten leitfähigen Typ ausgebildet.
In einer Variante kann die Elektrodenmusterkonstruktion verschiedene Möglichheiten der Menge, der Form und des Orts der Elektroden zum Verbessern der Stromverteilung nahe der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung umfassen. Die Elektrodenmusterkonstruktion der Elektroden vom ersten leitfähigen Typ kann beispielsweise einen oder mehrere des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und einen oder mehrere des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ umfassen, während der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ von der zweiten Halbleiterschicht 313 in einer Draufsicht umgeben ist und eine verlängerte Form sein kann.
In einer Variante umfasst die erste Halbleiterschicht 311 der optoelektronischen Vorrichtung 300 vier Grenzen, während zwei benachbarte Grenzen eine Ecke bilden, und keine leitfähige Struktur kreuzt die Grenzen. In der vorliegenden Variante sind zwei des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ der optoelektronischen Vorrichtung 300 in zwei Ecken auf derselben Seite ausgebildet und sind getrennt, ohne die Grenzen der optoelektronischen Vorrichtung 300 zu kreuzen.
In einer Variante kann die Form des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 kann ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein. Die Form des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ kann eine Linie, eine Kurve oder eine Kombination einer Linie und einer Kurve sein oder kann eine Verzweigung aufweisen. In einer Variante kann der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ einen Kopfabschnitt und einen Endabschnitt aufweisen; der Kopfabschnitt weist eine Breite auf, die größer ist als jene des Endabschnitts.
Als nächstes wird eine Elektrode 33 des zweiten leitfähigen Typs auf der zweiten Halbleiterschicht 313 ausgebildet. In einer Variante kann das Verhältnis einer projizeirten Fläche (Fläche in Draufsicht) der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 und einer Fläche der oberen Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 313 zwischen 90 und 100 % liegen.
Danach wird eine zweite Isolationsschicht 342 auf dem ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, dem zweiten Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ, der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ und einem Abschnitt der ersten Isolationsschicht 341 ausgebildet. Hierbei kann die zweite Isolationsschicht 342 eine erste Öffnung 3421 zum elektrischen Verbinden der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ mit einer vierten Elektrode 36, die im Folgeprozess ausgebildet wird, aufweisen. In einer Variante kann die erste Isolationsschicht 341 oder die zweite Isolationsschicht 342 vollständig den freiliegenden Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 311 bedecken.
In einer Variante kann die erste Isolationsschicht 341 oder die zweite Isolationsschicht 342 eine transparente Isolationsschicht sein. Das Material der ersten Isolationsschicht 341 oder der zweiten Isolationsschicht 342 kann Oxid, Nitrid oder ein Polymer sein und das Oxid kann Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, Tantalpentoxid (Ta₂O₅) oder AlO_x umfassen; das Nitrid kann AlN und SiNx umfassen; das Polymer kann Polyimid, Benzocyclobutan (BCB) oder eine Kombination davon umfassen. In einer Variante kann die erste Isolationsschicht 341 oder die zweite Isolationsschicht 342 eine Struktur eines verteilten Braggreflektors (DBR) sein.
Schließlich wird eine dritte Elektrode 35' auf der zweiten Isolationsschicht 342, dem ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und dem zweiten Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ ausgebildet und verbindet elektrisch mit den ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und den zweiten Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ. Die vierte Elektrode 36 wird auf der zweiten Isolationsschicht 342 und der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ ausgebildet und ist elektrisch mit der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ verbunden. In einer Variante ist in einer Draufsicht das Verhältnis der projizeirten Fläche der dritten Elektrode 35 auf der ersten Halbleiterschicht 311 und der vierten Elektrode 36 auf der ersten Halbleiterschicht 311 80-100 %.
In einer Variante kann die dritte Elektrode 35 einen Abschnitt des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ bedecken. In einer anderen Variante kann die dritte Elektrode 35 ausgebildet werden, ohne sogar den ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ zu bedecken.
In einer Variante weist eine obere Grenze der dritten Elektrode 35 zu einer oberen Grenze des Substrats 30 eine Höhe H1 auf, eine obere Grenze der vierten Elektrode 36 zu einer oberen Grenze des Substrats 30 weist eine Höhe H2 auf und die Höhe H1 ist im Wesentlichen dieselbe wie die Höhe H2. In einer Variante ist eine Differenz zwischen der Höhe H1 und der Höhe H2 geringer als 5-10 %. Durch Einstellen der Differenz zwischen der Höhe H1 und der Höhe H2 wird die Wahrscheinlichkeit eines Leitungsbruchs verringert, wenn die optoelektronische Vorrichtung 300 eine Flip-Chip-Struktur mit der Unterhalterung oder dem elektrischen Schaltungselement bildet, und folglich kann eine Ausbeuterate der Produkte verbessert werden. In einer Variante weist die Grenze der dritten Elektrode 35 zur Grenze der vierten Elektrode 36 einen Abstand D1 auf und der Abstand D1 ist größer als 50 µm. In einer Variante kann der Abstand D1 in einem Bereich von 50-200 µm oder 100-200 µm liegen.
In einer Variante können der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, des zweiten der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ, die Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ, die dritte Elektrode 35 und die vierte Elektrode 36 eine mehrlagige Struktur sein und/oder eine Reflexionsschicht (nicht dargestellt) mit einem Reflexionsvermögen von mehr als 80 % für das von der aktiven Schicht 312 emittierte Licht umfassen. In einer Variante können der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ und die dritte Elektrode 35 im gleichen Prozess ausgebildet werden. In einer Variante kann ein von der optoelektronischen Vorrichtung 300 emittiertes Licht durch den ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, den zweiten Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ, die Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ, die dritte Elektrode 35 und die vierte Elektrode 36 reflektiert werden und die optoelektronische Vorrichtung 300 aus der Richtung des Substrats 30 verlassen.
Um ein bestimmtes Niveau an Leitfähigkeit zu erreichen, kann ein Material des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ, der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ, der dritten Elektrode 35 und der vierten Elektrode 36 Metall sein, beispielsweise Au, Ag, Cu, Cr, Al, Pt, Ni, Ti, Sn, eine Legierung davon oder eine Stapelkombination davon.
In einer Variante wird die Unterhalterung oder das elektrische Schaltungselement (nicht dargestellt) vorgesehen und eine erste Unterhalterungselektrode (nicht dargestellt) und eine zweite Unterhalterungselektrode (nicht dargestellt) werden auf der Unterhalterung oder dem elektrischen Schaltungselement durch Drahtbonden und Löten von Zinn ausgebildet. Die erste Unterhalterungselektrode und die zweite Unterhalterungselektrode können eine Flip-Chip-Struktur mit der dritten Elektrode 35 und der vierten Elektrode 36 der optoelektronischen Vorrichtung 300 bilden.
In einer Variante wird eine Einstellungsschicht (nicht dargestellt) zwischen dem ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und/oder dem zweiten Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ und der dritten Elektrode 35 ausgebildet und wird mit dem ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und/oder dem zweiten Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ und der dritten Elektrode 35 elektrisch verbunden. In einer Variante wird eine zweite Einstellungsschicht (nicht dargestellt) zwischen der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ und der vierten Elektrode 36 ausgebildet und wird mit der Elektrode 33 vom zweiten leitfähigen Typ und der vierten Elektrode 36 elektrisch verbunden. In einer Variante wird eine Höhe zwischen der ersten Einstellungsschicht und der zweiten Einstellungsschicht ausgebildet: Da sich die erste Einstellungsschicht und die zweite Einstellungsschicht auf die Höhen H1 und H2 auswirken kann, durch separates Konstruieren der Höhe der ersten Einstellungsschicht und der zweiten Einstellungsschicht die Differenz zwischen den Höhen H1 und H2 verringert werden, um die Wahrscheinlichkeit eines Leitungsbruchs zu verringern, wenn die optoelektronische Vorrichtung 300 eine Flip-Chip-Struktur mit der Unterhalterung oder dem elektrischen Schaltungselement bildet, und die Ausbeuterate der Produkte kann verbessert werden. In einer Variante ist eine projizierte Fläche der ersten Einstellungsschicht auf der ersten Halbleiterschicht 311 größer als jene der dritten Elektrode 35 auf der ersten Halbleiterschicht 311 oder eine projizierte Fläche der zweiten Einstellungsschicht auf der ersten Halbleiterschicht 311 ist größer als jener der vierten Elektrode 36 auf der ersten Halbleiterschicht 311. In einer Variante kann die erste Einstellungsschicht oder die zweite Einstellungsschicht Metall sein, beispielsweise Au, Ag, Cu, Cr, Al, Pt, Ni, Ti, Sn, eine Legierung davon oder eine Stapelkombination davon. In einer Variante kann die erste Einstellungsschicht oder die zweite Einstellungsschicht eine mehrlagige Struktur aufweisen und/oder kann eine Reflexionsschicht (nicht dargestellt) mit einem Reflexionsvermögen von mehr als 80 % für das von der aktiven Schicht 312 emittierte Licht umfassen.
3C zeigt eine Draufsicht einer weiteren optoelektronischen Vorrichtung 400, Das Herstellungsverfahren, die Materialien und die Bezeichnungen der vorliegenden Variante sind dieselben wie jene der ersten Variante und diese werden hier weggelassen. In einer Variante kann die Elektrodenmusterkonstruktion verschiedene Möglichheiten der Menge, der Form und des Orts der Elektroden zum Verbessern der Stromverteilung nahe der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 400 umfassen.
In einer Variante umfasst die erste Halbleiterschicht 311 der optoelektronischen Vorrichtung 400 vier Grenzen, während zwei benachbarte Grenzen eine Ecke bilden, und keine leitfähige Struktur kreuzt die Grenzen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ in irgendeiner Ecke der ersten Halbleiterschicht 311 ausgebildet und die zweite Isolationsschicht 342 weist eine zweite Öffnung 3422 zum elektrischen Verbinden des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ mit der dritten Elektrode 35, die später ausgebildet wird, auf. Der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ wird auf der ersten Halbleiterschicht 311 ausgebildet und ist von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und die zweite Isolationsschicht 342 kann auch eine dritte Öffnung 3423 zum elektrischen Verbinden des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen.
In einer Variante kann die Form des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein.
Die Form des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ kann eine Linie, eine Kurve oder eine Kombination einer Linie und einer Kurve sein oder kann eine Verzweigung aufweisen. In einer Variante kann der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ einen Kopfabschnitt und einen Endabschnitt aufweisen und der Kopfabschnitt weist eine Breite auf, die größer ist als jene des Endabschnitts.
In der vorliegenden Variante wird ein dritter Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ auf einem freiliegenden Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 311 nahe der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 400 ausgebildet. In einer Variante ist der dritte Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ nicht von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und die zweite Isolationsschicht 342 kann eine vierte Öffnung 3424 zum elektrischen Verbinden des dritten Teils der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ mit der dritten Elektrode 35, die später ausgebildet wird, aufweisen. Ein vierter Teil der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ wird auf dem freiliegenden Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 311 nahe der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 400 ausgebildet. In einer Variante ist der vierte Teil der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ nicht von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und die zweite Isolationsschicht 342 kann eine fünfte Öffnung 3425 zum elektrischen Verbinden des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen.
In einer Variante kann die Form des dritten Teils der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein. Die Form des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ kann eine Linie, eine Kurve oder eine Kombination einer Linie und einer Kurve sein oder kann eine Verzweigung aufweisen. In einer Variante kann der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ einen Kopfabschnitt und einen Endabschnitt aufweisen und der Kopfabschnitt weist eine Breite auf, die größer ist als jene des Endabschnitts. In einer Variante ist die Form des dritten Teils der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ von jener des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ verschieden.
In einer Variante können gemäß der Anforderung der Produktkonstruktion der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und der dritte Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ näher an derselben Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 400 ausgebildet und voneinander getrennt werden. In einer Variante sind der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und der vierte Teil der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ oder der dritte Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ und der vierte Teil der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ nicht nahe derselben Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 400 ausgebildet.
In einer Variante kann ein Kopfabschnitt des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ mit der dritten Elektrode 35 bedeckt sein und ein Endabschnitt des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ ist nicht mit der vierten Elektrode 36 bedeckt. In einer Variante ist eine projizierte Fläche der dritten Elektrode 35 auf der ersten Halbleiterschicht 311 größer als jener der vierten Elektrode 36 auf der ersten Halbleiterschicht 311 und ein Verhältnis der projizierte Fläche der dritte Elektrode 35 auf der ersten Halbleiterschicht 311 und jene der vierten Elektrode 36 auf der ersten Halbleiterschicht 311 liegt zwischen 110 und 120 %. In einer Variante sind eine verlängerte Richtung des Endabschnitts des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ und jene des Endabschnitts des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ im Wesentlichen zueinander parallel.
4A zeigt eine Draufsicht der Ausführungsform einer optoelektronischen Vorrichtung 500. Das Herstellungsverfahren, die Materialien und die Bezeichnungen der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie jene der ersten Variante und diese werden hier weggelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform bilden vier Grenzen der optoelektronischen Vorrichtung 500 ein Rechteck, während zwei benachbarte Grenzen eine Ecke bilden und keine leitfähige Struktur die Grenzen kreuzt. Die Grenzen umfassen eine erste lange Seite B1, eine zweite lange Seite B3, eine erste kurze Seite B2 und eine zweite kurze Seite B4. In der Ausführungsform sind der Länge der ersten langen Seite B1 und der zweiten langen Seite B3 größer als jene der ersten kurzen Seite B2 und der zweiten kurzen Seite B4.
In der vorliegenden Ausführungsform werden zwei getrennte erste Teile der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ an zwei Ecken der ersten kurzen Seite B2 ausgebildet und die zweite Isolationsschicht 342 weist eine zweite Öffnung 3422 zum elektrischen Verbinden des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 auf. Zwei getrennte vierte Teile der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ werden auf dem freiliegenden Abschnitt der ersten Isolationsschicht 311 der langen Seite B1 bzw. der zweiten langen Seite B3 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird der dritte Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten kurzen Seite B2 ausgebildet und, die zweite Isolationsschicht 342 kann auch eine vierte Öffnung 3424 zum elektrischen Verbinden des dritten Teils der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen. Der vierte Teil der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ ist nicht von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und die zweite Isolationsschicht 342 kann eine dritte Öffnung 3423 zum elektrischen Verbinden des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen.
In einer Ausführungsform sind die Abstände zwischen dem dritten Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ und jedem der zwei getrennten ersten Teile der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ im Wesentlichen gleich. Ferner können der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, der vierte Teil der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ und die dritte Elektrode 35 im gleichen Prozess hergestellt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Form des ersten Teils, der Elektrode 321 vom erstenleitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 ein Kreis
Die Form des dritten Teils der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein. Die Form des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ ist eine Linie und weist einen Kopfabschnitt und einen Endabschnitt auf und der Kopfabschnitt weist eine Breite auf, die größer ist als jene des Endabschnitts.
In einer Ausführungsform zeigt der Kopfabschnitt des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ zur ersten kurzen Seite B2 und der Endabschnitt davon zeigt zur zweiten kurzen Seite B4. In einer Ausführungsform kann der Kopfabschnitt des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ mit der dritten Elektrode 35 bedeckt sein. Ein Endabschnitt des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ ist nicht mit der vierten Elektrode 36 bedeckt. In einer Ausführungsform sind die verlängerten Richtungen von zwei Endabschnitten des vierten Teils der Elektrode 324 vom ersten leitfähigen Typ im Wesentlichen parallel. In einer Ausführungsform ist die projezeirte Fläche der dritten Elektrode 35 auf der ersten Halbleiterschicht 311 größer als jener der vierten Elektrode 36 auf der ersten Halbleiterschicht 311 und ein Verhältnis der projizeirten Fläche der dritten Elektrode 35 auf der ersten Halbleiterschicht 311 und jener der vierten Elektrode 36 auf der ersten Halbleiterschicht 311 liegt zwischen 110 und 120 %.
4B zeigt eine Draufsicht einer weiteren optoelektronischen Vorrichtung 600, Das Herstellungsverfahren, die Materialien und die Bezeichnungen der vorliegenden Variante sind dieselben wie jene der ersten Variante und diese werden hier weggelassen. In einer Variante der vorliegenden Offenbarung kann die Elektrodenmusterkonstruktion verschiedene Möglichheiten der Menge, der Form und des Orts der Elektroden zum Verbessern der Stromverteilung nahe der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 600 umfassen.
In der vorliegenden Variante bilden vier Grenzen der optoelektronischen Vorrichtung 600 ein Rechteck, während zwei benachbarte Grenzen eine Ecke bilden und keine leitfähige Struktur die Grenzen kreuzt. Die optoelektronische Vorrichtung 600 umfasst eine erste lange Seite B1, eine zweite lange Seite B3, eine erste kurze Seite B2 und eine zweite kurze Seite B4. In einer Variante ist eine Länge der ersten langen Seite B1 oder der zweiten langen Seite B3 größer als jene der ersten kurzen Seite B2 oder der zweiten kurzen Seite B4. In einer Variante sind die dritte Elektrode 35 und die vierte Elektrode 36 entlang der ersten langen Seite B1 oder der zweiten langen Seite B3 angeordnet.
In der vorliegenden Variante umfasst die optoelektronische Vorrichtung 600 einen ersten Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ. In einer Variante sind vier erste Teile der Elektroden 321 vom ersten leitfähigen Typ an vier Ecken der ersten Halbleiterschicht 311 ausgebildet und die zweite Isolationsschicht 342 kann auch eine zweite Öffnung 3422 zum elektrischen Verbinden des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen. Zwei zweite Teile der Elektroden 322 vom ersten leitfähigen Typ sind auf der ersten Halbleiterschicht 311 ausgebildet und von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und die zweite Isolationsschicht 342 kann auch eine dritte Öffnung 3423 zum elektrischen Verbinden des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen.
In der vorliegenden Variante kann die Form des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein. Die Form des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 kann ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein. In einer Variante kann die Form jedes zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ gleich oder verschieden sein.
In der vorliegenden Variante umfasst die dritte Elektrode 35 zwei verlängerte Abschnitte 351, die eine Konkavität R bilden, und die vierte Elektrode 36 ist in der Konkavität R ausgebildet. Ferner können der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ und die dritte Elektrode 35 im gleichen Prozess ausgebildet werden.
4C zeigt eine Draufsicht einer weiteren optoelektronischen Vorrichtung 700, Das Herstellungsverfahren, die Materialien und die Bezeichnungen der vorliegenden Variante sind dieselben wie jene der ersten Variante und diese werden hier weggelassen. In einer Variante der vorliegenden Offenbarung kann die Elektrodenmusterkonstruktion verschiedene Möglichheiten der Menge, der Form und des Orts der Elektroden zum Verbessern der Stromverteilung nahe der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 700 umfassen.
In einer Variante umfasst die erste Halbleiterschicht 311 der optoelektronischen Vorrichtung 700 vier Grenzen, während zwei benachbarte Grenzen eine Ecke bilden, und keine leitfähige Struktur kreuzt die Grenzen. In der vorliegenden Variante umfasst die optoelektronische Vorrichtung 700 vier erste Teile der Elektroden 321 vom ersten leitfähigen Typ, die in vier Ecken der ersten Halbleiterschicht 311 ausgebildet sind, und die zweite Isolationsschicht 342 weist eine zweite Öffnung 3422 zum elektrischen Verbinden des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 auf. Die mehreren zweiten Teile der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ sind auf der ersten Halbleiterschicht 311 ausgebildet und sind von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und die zweite Isolationsschicht 342 kann auch eine vierte Öffnung 3424 zum elektrischen Verbinden des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen. Die mehreren dritten Teile der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ sind auf dem freiliegenden Abschnitt der ersten Halbleiterschicht 311 nahe der Grenze der optoelektronischen Vorrichtung 700 ausgebildet. Mit anderen Worten, der dritte Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ ist nicht von der zweiten Halbleiterschicht 313 umgeben und irgendeine der Grenze der ersten Halbleiterschicht 311 kann einen oder mehrere dritte Teile der Elektroden 323 vom ersten leitfähigen Typ umfassen. Die zweite Isolationsschicht 342 kann auch eine dritte Öffnung 3423 zum elektrischen Verbinden des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ mit der später ausgebildeten dritten Elektrode 35 aufweisen.
In der vorliegenden Variante kann die Form des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein. Die Form des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht 311 kann ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein. In einer Variante kann eine Form des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ eine verlängerte Form sein und die verlängerte Richtung kann zum verlängerten Abschnitt 351 parallel sein. Die Form des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ kann eine Linie, eine Kurve oder eine Kombination einer Linie und einer Kurve sein oder kann eine Verzweigung aufweisen. In einer Variante können die projizierten Fläche der mehreren zweiten Teile der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ gleich oder verschieden sein. Die Form des dritten Teils der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ kann ein Polygon, ein Kreis, ein Oval, ein Halbkreis oder eine gewölbte Oberfläche sein.
In der vorliegenden Variante umfasst die dritte Elektrode 35 drei verlängerte Abschnitte 351, die zwei Konkavitäten R bilden, und zwei vierte Elektroden 36 sind in den vorstehend erwähnten zwei Konkavitäten R ausgebildet. In der vorliegenden Variante kann zumindest ein zweiter Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ in den verlängerten Abschnitten 351 ausgebildet sein.
In einer Variante können die Formen des ersten Teils der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ und des zweiten Teils der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ gleich oder verschieden sein. Ferner können der erste Teil der Elektrode 321 vom ersten leitfähigen Typ, der zweite Teil der Elektrode 322 vom ersten leitfähigen Typ, der dritte Teil der Elektrode 323 vom ersten leitfähigen Typ und die dritte Elektrode 35 im gleichen Prozess ausgebildet werden.
4D zeigt eine Draufsicht einer weiteren optoelektronischen Vorrichtung 700'. Die vorliegende Variante ist eine Variation der vorherigen Variante. Variante Herstellungsverfahren, die Materialien und die Bezeichnungen- der vorliegenden Variante sind dieselben wie jene der vorherigen Variante und diese werden hier weggelassen.
In der vorliegenden Variante umfasst die zweite Isolationsschicht 342 der optoelektronischen Vorrichtung 700' mehrere erste Öffnungen 3421' zum elektrischen Verbinden des zweiten Teils der Elektrode 33 vom ersten leitfähigen Typ und der später ausgebildeten vierten Elektrode 36. In der vorliegenden Variante weist die zweite Isolationsschicht 342 mehrere der ersten Öffnungen 3421 zum Verringern der Höhendifferenz zwischen der dritten Elektrode 35 und der vierten Elektrode 36 auf, um die Wahrscheinlichkeit eines Leitungsbruchs zu verringern, wenn die optoelektronische Vorrichtung 700' eine Flip-Chip-Struktur mit der Unterhalterung oder dem elektrischen Schaltungselement bildet, und die Ausbeuterate der Produkte kann verbessert werden.
5A bis 5C zeigen ein Lichtmodul. 5A zeigt eine äußere perspektivische Ansicht des Lichtemissionsmoduls. Das Lichtemissionsmodul 800 kann einen Träger 502, eine optoelektronische Vorrichtung (in den Figuren nicht gezeigt), mehrere Linsen 504, 506, 508 und 510 und zwei Leistungsversorgungsanschlüsse 512 und 514 umfassen. Das Lichtemissionsmodul 800 kann mit einer nachstehend erwähnten Lichtemissionseinheit 540 elektrisch verbunden sein.
5B und 5C zeigen eine Querschnittsansicht eines Lichtemissionsmoduls 800, wobei 5C eine detaillierte Ansicht des Bereichs E von 5B ist. Der Träger 502 kann einen oberen Träger 503 und einen unteren Träger 501 umfassen, wobei eine Oberfläche des unteren Trägers 501 mit dem oberen Träger 503 in Kontakt steht. Die Linsen 504 und 508 sind am oberen Träger 503 ausgebildet. Der obere Träger 503 kann ein Durchgangsloch 515 bilden und die in der Ausführungsfom offenbarte optoelektronische Vorrichtung 300 kann im Durchgangsloch 515 ausgebildet sein, mit dem unteren Träger 501 in Kontakt stehen und von einem Klebstoff 521 umgeben sein. Die Linse 508 befindet sich am Klebstoffmaterial 521 und ein Material des Klebstoffs 521 kann Silikonharz, Epoxidharz oder ein anderes Material sein. In einer Variante kann eine Reflexionsschicht 519 an Seitenwänden des Durchgangslochs 515 zum Erhöhen der Lichteffizienz ausgebildet sein; eine Metallschicht 517 kann auf einer unteren Oberfläche des unteren Trägers 501 zum Erhöhen der Wärmeableitungsrate ausgebildet sein.
6A und 6B zeigen eine Lichterzeugungsvorrichtung 900. Die Lichterzeugungsvorrichtung 900 umfasst ein Lichtemissionsmödul 800, eine Lichtemissionseinheit 540, ein Leistungsversorgungssystem (in den Figuren nicht gezeigt), um einen Strom zum Lichtemissionsmodul 800 zu liefern, und eine Steuervorrichtung (in den Figuren nicht gezeigt), um das Leistungsversorgungssystem zu steuern (in den Figuren nicht gezeigt). Die Lichterzeugungsvorrichtung 900 kann eine Beleuchtungsvorrichtung sein, beispielsweise eine Straßenlampe, ein Fahrzeugscheinwerfer und eine Innenlichtquelle, eine Verkehrsampel oder ein Hintergrundlicht eines Hintergrundlichtmoduls einer Anzeige.
7 zeigt eine Lampe. Die Lampe 1000 umfasst eine Hülle 921, eine Linse 922, ein Leuchtmodul 924, einen Rahmen 925, einen Wärmeableiter 926, einen Verbindungsabschnitt 927 und ein elektrisches Verbindungselement 928. Hier umfasst das Lichtemissionsmodul 924 einen Träger 923 und der Träger 923 umfasst eine der weiteren optoelektronischen Vorrichtungen 300 der vorstehend erwähnten Ausführungsform
Insbesondere ist das Substrat 30 eine Basis für das Wachstum oder Tragen. Das Substrat 30 kann ein leitfähiges Substrat oder ein nicht leitfähiges Substrat, ein lichtdurchlässiges Substrat oder ein nicht lichtdurchlässiges Substrat sein. Hier kann ein Material des leitfähigen Substrats Ge, GaAs, InP, SiC, Si, LiAlO₂, ZnO, GaN, AlN oder Metall sein. Ein Material des lichtdurchlässigen Substrats kann Saphir, LiAlO₂, ZnO, GaN, Glas, Diamant, CVD-Diamant, diamantartiger Kohlenstoff, Spinel (MgAl₂O₄), Al₂O₃, SiO_x und LiGaO₂ sein.
Ein Epitaxiestapel 31 umfasst eine erste Halbleiterschicht 311, eine aktive Schicht 312 und eine zweite Halbleiterschicht 313. Die erste Halbleiterschicht 311 und die zweite Halbleiterschicht 313 sind beispielsweise Mantelschichten oder Eingrenzungsschichten mit einer einzelnen Struktur oder einer gestapelten Struktur. Die erste Halbleiterschicht 311 und die zweite Halbleiterschicht 313 sind mit verschiedenen Leitfähigkeiten, verschiedenen Polaritäten oder verschiedenen Dotierungsmaterialien. Die Polaritäten können eine Kombination von mindestens zwei des p-Typs, n-Typs oder i-Typs zum Zuführen von Elektronen bzw. Löchern sein, so dass Elektronen und Löcher in der aktiven Schicht 312 kombiniert werden, um Licht zu emittieren. Die Materialien der ersten Halbleiterschicht 311, der aktiven Schicht 312 und der zweiten Halbleiterschicht 313 können III-V-Halbleitermaterialien umfassen, beispielsweise Al_xIn_yGa_(1-x-y)N oder Al_xIn_yGa_(1-x-y)P, wobei 0 ≤ x, y ≤ 1 und (x+y) ≤1. Gemäß einem Material der aktiven Schicht 312 kann der Epitaxiestapel rotes Licht mit einem Wellenlängenbereich von 610-650 nm, grünes Licht mit einem Wellenlängenbereich von 530-570 nm, blaues Licht mit einem Wellenlängenbereich von 450-490 nm oder Ultraviolettlicht mit einer Wellenlänge kleiner als 400 nm emittieren.
In einer anderen Variante können die optoelektronischen Vorrichtungen 300, 400, 500, 600, 700 und 700' eine Leuchtdiode sein und ihre Spektren können durch Ändern von physikalischen oder chemischen Bestandteilen ihres Einzelschicht-Halbleiters oder Mehrschicht-Halbleiters eingestellt werden. Ein Material des Einzelschicht-Halbleiters oder des Mehrschicht-Halbleiters besteht aus Elementen, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus Al, Ga, In, P, N, Zn und O besteht. Eine Struktur der aktiven Schicht 312 kann eine einzelne Heterostruktur (SH), eine doppelte Heterostruktur (DH), eine doppelseitige doppelte Heterostruktur (DDH), ein Mehrquanten-Potentialmulde (MQW) sein. Überdies kann eine Anzahl von Mehrquanten-Potentialmulden der aktiven Schicht 312 die Wellenlänge des Lichts ändern.
In einer Variante kann eine Pufferschicht (in den Figuren nicht gezeigt) wahlweise zwischen dem ersten Halbleiter 311 und dem Substrat 30 ausgebildet werden. Die Pufferschicht liegt zwischen zwei Arten von Materialsystemen zum Überführen des Materialsystems der ersten Halbleiterschicht 311 in das Materialsystem des Substrats 30. Für eine Struktur einer Leuchtdiode kann in einem Aspekt die Pufferschicht eine Fehlanpassung zwischen zwei verschiedenen Materialien verringern. In einem anderen Aspekt kann die Pufferschicht zwei Arten von Materialien oder zwei von separaten einzelnen Schichten, gestapelten Schichten oder Strukturen kombinieren. Ein Material der Pufferschicht kann ein organisches Material, ein anorganisches Material, Metall und ein Halbleiter sein und eine Struktur der Pufferschicht kann eine Reflexionsschicht, eine wärmeleitfähige Schicht, eine ohmsche Kontaktschicht, eine Antiverformungssschicht, eine Spannungsabbauschicht, eine Spannungseinstellschicht, eine Haftschicht, eine Wellenlängenumsetzungsschicht und eine mechanische Befestigungsstruktur sein. In einer Variante kann ein Material der Pufferschicht aus Aluminiumnitrid oder Galliumnitrid ausgewählt sein und die Pufferschicht kann durch Sputtern oder Atomschichtabscheidung (ALD) ausgebildet werden.
Eine Kontaktschicht kann wahlweise zwischen der zweiten Halbleiterschicht 313 und der zweiten Elektrode 33 ausgebildet werden. Insbesondere kann die Kontaktschicht eine optische Schicht, eine elektronische Schicht oder eine Kombination davon sein. Die optische Schicht kann elektromagnetische Strahlen oder Licht, das von der aktiven Schicht emittiert oder in diese eintritt, ändern. Die sogenannte „Änderung“ bedeutet, dass mindestens eine der optischen Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlen oder Licht geändert wird. Die Eigenschaften umfassen, sind jedoch nicht begrenzt auf Frequenz, Wellenlänge, Intensität, Fluss, Effizienz, Farbtemperatur, Wiedergabeindex, Lichtfeld und Blickwinkel. Die elektronische Schicht kann Werte, Intensitäten und Verteilungen von Spannungen, Widerständen, Strömen und/oder Kapazitäten von entgegengesetzten Seiten der Kontaktschicht ändern oder einen Trend zur Änderung herstellen. Ein Material der Kontaktschicht umfasst Oxid, leitfähiges Oxid, transparentes Oxid, Oxid mit einem Durchlassgrad von mehr als 50 %, Metall, ein relativ lichtdurchlässiges Metall, Metall mit einem Durchlassgrad von mehr als 50 %, eine organische Substanz, eine anorganische Substanz, eine Fluoreszenzsubstanz, eine Phosphoreszenzsubstanz, Keramik, einen Halbleiter, einen dotierten Halbleiter und einen undotierten Halbleiter. In einigen Anwendungen kann ein Material der Kontaktschicht Indiumzinnoxid (ITO), Cadmiumzinnoxid (CTO), Antimonzinnoxid (ATO), Aluminiumzinkoxid (AZO) und Zinkzinnoxid (ZTO) sein. Wenn das Material ein relativ lichtdurchlässiges Metall ist, ist die bevorzugte. Dicke etwa 0,005 µm ~ 0,6 µm).

Claims

Optoelektronische Vorrichtung, die umfasst: eine erste Halbleiterschicht (311) mit vier Grenzen, einer Ecke, die durch zwei der benachbarten Grenzen gebildet ist, einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche; eine zweite Halbleiterschicht (313), die auf der ersten Halbleiterschicht (311) ausgebildet ist; eine Elektrode (33) vom zweiten leitfähigen Typ, die auf der zweiten Halbleiterschicht (313) ausgebildet ist; und mehrere Elektroden (321, 324) vom ersten leitfähigen Typ, die auf der ersten Oberfläche ausgebildet sind, wobei die Elektroden (321, 324) vom ersten leitfähigen Typ getrennt sind und ein Muster bilden; wobei das Muster umfasst: (i) einen oder mehrere erste Teile der Elektrode (321) vom ersten leitfähigen Typ, wobei der erste Teil der Elektrode (321) vom ersten leitfähigen Typ an der Ecke der ersten Halbleiterschicht (311) ausgebildet ist; (ii) einen oder mehrere weitere Teile der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ, wobei der weitere Teil der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht (311) nahe einer oder mehrerer der Grenzen ausgebildet ist; wobei eine Form des ersten Teils der Elektrode (321) vom ersten leitfähigen Typ ein Kreis ist, wobei eine Form des weiteren Teils der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ eine verlängerte Form ist, wobei die Vorrichtung ferner eine dritte Elektrode (35) und eine vierte Elektrode (36) umfasst, wobei die dritte Elektrode (35) mit der Elektrode vom ersten leitfähigen Typ (321, 324) elektrisch verbunden ist und die vierte Elektrode (36) mit der Elektrode (33) vom zweiten leitfähigen Typ elektrisch verbunden ist, wobei der weitere Teil der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ einen Endabschnitt umfasst und der Endabschnitt nicht mit der vierten Elektrode (36) bedeckt ist, wobei der Endabschnitt nahe einer der Grenzen der ersten Halbleiterschicht (311) an der vierten Elektrode (36) vorbeigeführt ist; wobei in Draufsicht das Verhältnis der Fläche der dritten Elektrode (35) auf der ersten Halbleiterschicht (311) und der Fläche der vierten Elektrode (36) auf der ersten Halbleiterschicht (311) zwischen 80% und 100% liegt.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Substrat umfasst, das auf der zweiten Oberfläche der ersten Halbleiterschicht (311) ausgebildet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine aktive Schicht (312) umfasst, die zwischen der ersten Halbleiterschicht (311) und der zweiten Halbleiterschicht (313) ausgebildet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Muster weiter einen oder mehrere zusätzliche Teile der Elektrode (323) vom ersten leitfähigen Typ umfasst, wobei der zusätzliche Teil der Elektrode (323) vom ersten leitfähigen Typ auf der ersten Halbleiterschicht (311) nahe einer anderen der vier Grenzen ausgebildet ist, wobei eine Form des zusätzlichen Teils der Elektrode (323) vom ersten leitfähigen Typ von jener des weiteren Teils der Elektrode (324) vom ersten leitfähigen Typ verschieden ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Elektrode (33) vom zweiten leitfähigen Typ eine reflektierende Struktur mit einem Reflexionsvermögen von mehr als 80 % für das von der aktiven Schicht emittierte Licht umfasst,
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Unterhalterung umfasst, die mit der dritten Elektrode (33) und der vierten Elektrode (36) elektrisch verbunden ist, wobei die dritte Elektrode (33) und die vierte Elektrode (36) zwischen der ersten Halbleiterschicht (311) und der Unterhalterung ausgebildet sind.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst: eine erste Einstellungsschicht, die zwischen der Elektrode vom ersten leitfähigen Typ (321, 322, 323, 324) und der dritten Elektrode (35) ausgebildet ist und mit der Elektrode vom ersten leitfähigen Typ (321, 322, 323, 324) und der dritten Elektrode (35) elektrisch verbunden ist; und eine zweite Einstellungsschicht, die zwischen der Elektrode (33) vom zweiten leitfähigen Typ und der vierten Elektrode (36) ausgebildet ist und mit der Elektrode vom zweiten leitfähigen Typ und der vierten Elektrode (36) elektrisch verbunden ist; wobei in Draufsicht die Fläche der zweiten Einstellungsschicht auf der ersten Halbleiterschicht (311) größer ist als jene der dritten Elektrode (35) auf der ersten Halbleiterschicht (311) oder die Fläche der zweiten Einstellungsschicht auf der ersten Halbleiterschicht (311) größer ist als jene der vierten Elektrode (36) auf der ersten Halbleiterschicht (311).
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dritte Elektrode (35) mehrere verlängerte Abschnitte umfasst, die im Wesentlichen eine Konkavität bilden, und die vierte Elektrode (36) in der Konkavität ausgebildet ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein minimaler Abstand zwischen der dritten Elektrode (35) und der vierten Elektrode (36) größer ist als 50 µm.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die dritte Elektrode (35) eine obere Grenze und einen Abstand H1 umfasst, der von der oberen Grenze der dritten Elektrode (35) zur zweiten Oberfläche der ersten Halbleiterschicht reicht, wobei die vierte Elektrode (36) eine obere Grenze und einen Abstand H2 umfasst, der von der oberen Grenze der vierten Elektrode (36) zur zweiten Oberfläche der ersten Halbleiterschicht H2 reicht, wobei H1 im Wesentlichen gleich wie H2 ist.