TW201128802A - Light emitting device, method of manufacturing the same, light emitting device package and lighting system - Google Patents

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201128802 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係主張關於年2月4日申請之韓國專利案號 10-2010-0010204之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參 考。 本發明的一個或多個實施例係揭露有關於光的放射。 【先前技術】 • 發光二極體（Li：D)是一種將電氣訊號轉換成光的半導體 裝置。這些裝置通常有一疊層架構，包括一第一傳導型半導體 層、一作用層、和一第二傳導型半導體層。由於它們的尺寸， 發光-極體已被證明適合於多種應用，但仍需要改盖。 【發明内容】 在此，本發明之一個或多個實施例提供一具有新奇結構 的發光裝置以及製造此類發光裝置的方法。本發明之一個或多 籲個實施例也提供具有增強光效率的一發光裝置以及製造此類 發光裝置的方法。本發明之一個或多個實施例也提供一發光裝 置以及製造此類發光裝置的方法，其中成長基板可以輕易間隔 開。 在本發明一實施例中，發光裝置包括：一第一半導體層； 一第二半導體層’和介於第一半導體層和第二半導體層之間的 一作用層。第一半導體層包括面對作用層的一第一表面，及反 201128802 成1梯的―第二表面’第—半導體層在其側邊表面形 最大面積/ °卩伤，因此第二表面的面積小於第一半導體層的 體發光裝置封裝包括：一封裝 性連接m.專導弟二傳導層；配置在封裝體且電

導層和第二料層的—發光裝置；以及封裝發 鑄模構件，其中發樣置包括第-半導體層、第二 展笛一及介於第一半導體層和第二半導體層之間的作用 二弟一半導體層包括面對_層的—第—表面及反向面對第 的—第二表面，第—半導體層在其側邊表面形成一階梯 /大。Ρ份’第二表面的面_此小於第—半導體層的最大面 積。

在本發明再—實關中，m统包含：含有一基板 的照明板組；α及在基板上的_發光裝置，其中發光裝置包 =·第-半導體層；第二半導體層；以及介於第—I導體層和 第-半體層之間的-作用層’第—半導體層包括面對作用層 的一第-表面及反向面對第-表面的—第二表面，第一半_ 層在其側邊表©碱-階梯形狀部份，第二表_面積因此小 於第一半導體層的最大面積。 同樣在本發明一實施例中，—種製造發光裝置的方法包 合.形成光罩層以定義在成長基板上的多個發光結構層成長區 201128802 域’從發光結構層成長區域形成包括第—傳導解導體層、作 用層和第二傳導型半導體層的發光結構層；選擇性移除發光結 構層，且在第-料型轉體層軸第—電極，在第二傳導^ 半導體層形成第二電極；切割成長基板和光罩層，以隔開成長 基板和發先結構層。 人在本發日月另—實_中，―種製造發光裝置的方法包 含·形成-光罩相定義在-成長基板上的複數個發光結構層 • 成長區域;從發光結構層成長區域形成包括第-傳導型半導^ 層、作用層和第二傳導型半導體層的一發光結構層；選擇性地 移除發光結構層及形成―第—電極於第—傳導財導體層和 第-電極於第二傳導型半導體層；以及切割成長基板和光罩 層以間隔開成長基板和發光結構層。 人.在本發日祕—實施财，—種製造發絲置的方法包 形成光罩層以疋義在一成長基板上的複數個發光结構声 • 成長_;從發光結構層成舰域形成包括第-料型半導^ 層、作甩層和第二傳導型轉體層的—發光結構層，·在發光結 構層之間形成-保護層；在發光結構層和保護層形成一第二電 極；間隔開成長基板以及移除光罩層和保護層；在第一傳導型 半導體層形成-第-電極；切割第二電極以間隔開第二電極與 發光結構層。 〃 根據本發明其它實施例，發光裝置包括一第一半導體 [S] 6 201128802 ϋ體層’·及介於第 側邊表面表面、和包含轉形部份的-二表面其^-錢此瓣表面延伸超鄉-表面或第 第二，階_部份造成 二表面的^ ΓΓ 積’或是第—表面的—區小於第 導體層是第彻繼—物，和第二半 該裝置也包括一緩衝層，其中 層和作用層之間，第-半導體層是第-傳導型，^於該，衝 層是第二鱗型。_層 财 半導體 的-第-d 成緩衝層的第-半導體層上 电極，和在弟二半導體層下方的—第二電極。 ❿ 間隔：：：了和π，—半導趙層， 邻暴露㈣~半導體層的一 =弟-電極电性連接至第—半導體層暴露出的部份。該緩 衝層可為-未摻雜層婦雜層，飾果是未摻鋼可包含氛。 該裝置可進-步包括至少一反射層反射作用層發出的 先。姐射層與第-半導體層相鄰，且形成有如—突起物延伸 自一支撐或連接至第一半導體層的基板表面。 I S3 7 201128802 該裝置可同時包括至少-位於第—半導體層第二表面的 擴散片（diffuser) ’以將從作用層發出的光擴散。該擴散片延 伸至第-半導體層的第二表面，且可包括延伸至第—半導體層 第二表面的一凹處。 根據本發明另-實關，—發光裝置包含—緩衝層，一 第了半導體層’-第二半導體層，及介於第—半導體層二第二 半導體層之間的-作用層。第一半導體層在緩衝層和作用層之 間’作用層在第-和第二半導體層之間，且緩衝層底部表^ 一區域小於第一半導體層至少一表面的區域。 此外，緩衝層的-側邊表面包括一階梯形部份，其造成 緩衝層頂部表面面對第-半導體層，使其有-區域大於緩衝# 底部表面。 此外’緩衝層的-側邊表面包括一階梯形部份，其造成 缓衝層的-_表面得叫伸超越至少_層的頂部表面或 底部表面其中之—。緩衝層可為—獅層或未換雜層。 此外’該裝置可包括至少—反射體反射從作闕發出的 光。該反射體與緩衝層相鄰，且可括一從支撐或與連接至該緩 衝層的一基板表面延伸的突起物。 形成包含根據本發明任一前述實施例的發光裝置的 光裝置封裝。 根據本發明另—實施例，—照日縣統包含實施例所述的 201128802 發光裝置’其中上_置與-發光模組的基板連接。 本發㈣—實補，—種製造發絲置的方法包 區域形::rc，以定義發光裝置的區域;在上述 導體声；、g遍> 31半導體層、—伽層、—第二傳導型半 體層i性~除林層’以及形成侧和第—和第二半導 括二對作二的第—和第二電極，其中半導體層之—形成以包 栝面射作用層的第— > 括一@、、在弟一表面反向的第二表面，和包 延伸二::=面=_崎側邊表面 根據本發明又一實施例’―制生 :基r 二:，導題層、一作用層、-第二傳導型半導趙 # /除鮮層，缝形成細㈣—和帛二半導體層 電性相連料-和第二電極，其中㈣體層之 對作用層的第_表面。 喊以包括面 相連γγγ法更包含形成—緩衝層與第-和第二半導體層 ==用層，其中緩衝層的底部表面有一區域小於至少第 表面區域。另外，缓衝層 =括I轉料份，其造錢初㈣表时域小於至 >、第一傳導型或第二傳導型铸體層的—表面區域。 201128802 【實施方式】 Μ了解，在此當指明-層（或膜）是 基板，則討岐越在奴—層或 曰或 的中門β 王現一個以上 「之，。再者’鎖了解，當翻—層（或膜）是在另一層 」’則其可以是直接在這另—層之下，或者呈現—個以 的中間層。此外，必須了解當指明一層是在兩層「，

則該層可為這兩層之間唯—的—層，或者在這麵之間呈現一 個以上的中間層。 圖形中的層和區域的尺寸被誇大以求方便、清晰。另外， 圖中零件大小並不完全反映實際的大小。 「在本說明書中指稱任何「一實施例」、「一個實施例」、 「示範實施例」意指與實施例結合而描述的—特定特徵、結 構、或特色包含在本發明之至少—實施例巾。在本說書各 現的此類名稱不-定都指削—實施例。再者，當與任何實施 例結合而描述特㈣徵、結構、或特色時，聽合該等實施例 中之其他者來貝現此特徵、結構或特性是在熟習此項技術者之 能力範圍内。 圖1至4顯示本發明一實施例的一發光裝置和其製造的 各個階段。首先參閱圖4，該發光裝置包括由第一傳導型半導 體層30、一作用層40和一第二傳導型半導體層5〇形成的發 光結構層60，而且這些都由一成長基板10支撐。發光二極體 201128802 更包含在第一傳導型半導體層30形成的一第一電極7〇，及在 第二傳導型半導體層50形成的一第二電極80。 ♦在成長基板10形成複數個突起物11。突起物11可以為 半球形或其它形狀，且在材料方面，可選自由二氧化矽 (別〇2)、氮化矽（SiN)、氧化鎵（Ga〇)、氧化鋅（Zn〇) 或氧化銦錫（Ιτ〇)所組成之群組所形成。藉由允許從作用層 4〇發出的光擴散，突起物u可有助於加強發光褒置的光線掏 • 取率。除了圖4所示之外，突起物u可有各種數量和/或形狀。 正如已述，在成長基板10的半導體層包括一第一半導體 層、-第二半導體層、和在第一半導體層、第二半導體層之間 的-作用層。在本實施例中，第一半導體層由第一傳導型半導 體層30所實現，第二半導體層由第二傳導型半導體層5〇所實 現。 、 形成在其下緣表面有一階梯形部份31的第一傳導型半導 • 體層3〇。可藉由延伸第一傳導型半導體層30的下緣表面而形 成階梯形部份31。第一傳導型半導體層30的某些部儉與成長 基板10間隔開。此外’在本發明—實施例，至少階梯形部份 31的一部份與突起物u配置在同一平面。 第-傳導型半導體層30包括與作用層4〇接觸的一第一 表面以及反向面對第-表面的—第二表面。由於階梯形部份 31，第二表面的面積小於第一傳導型半導體層3()的最大面積。 201128802 以下討論圖4所示本發明一實施例發光裝置的一製造方 法’並蒼閱圖1至4。 參閱圖1，準備一成長基板10，且在成長基板1〇形成複 數個突起物11和一光罩層12。舉例而言，成長基板1〇可由 下列物質中的一種或多種形成：藍寶石（Al2〇3)、碳化矽 (SiC)、石夕（Si)、坤化鎵（GaAs)、氧化鋅(ZnO)、氧化 鎂（MgO)、氮化鎵（GaN)、玻璃（Glass)或三氧化二鎵 籲 （Ga2〇3)。光罩層12以與突起物η相同的物質，例如二氧 化矽、氮化石夕、氧化鎵、氧化鋅、或氧化銦錫來形成。 圖16顯示光罩層12和突起物11的一平面圖範例。如圖 16所示，形成光罩層12，因此暴露成長基板1〇，發光結構層 60因此成長。亦即，由光罩層12定義複數個發光結構層的成 長區域A。發光結構層60可以不在光罩層12成長，且在此情 况下在發光結構層成長區域A的發光結構層可能成長，因 φ 此光罩層12將它們彼此隔開。在沒有形成光罩層12的成長基 板10的發光結構層長成區域A可部份形成突起物。 圖Π顯示光罩層12另一視圖。如圖所示，在成長基板 10形成光罩層12和發光結構層成長區域a由光罩層丨2定義。 此外’突起物11未在成長基板10形成，但在光罩層12的一 側邊表面形成-突起圖案12a。在發光結構層成長區域a長成 的第-傳導型半導體層30的-側邊表面形成此突起圖案或其 [s] 12 201128802 匕對應突起圖案12a的突起圖案。 參酬2，包含第-傳導型半導體層3〇、作用層4〇和第 二傳導型半導體層5G的發光結構層⑼在成長基板W長成， 而光罩層12和突起物U在成長基板1Q形成。 在成長基板10成長第一傳導型半導體層3〇，以掩蓋突起 物11經歷水平增長和縱向增長，且部份掩蓋光罩層12。 舉例而5，藉由將成長基板1〇分割成複數個發光結構層 成長區域A，發光結構60在此區域A長成，光罩層12允許在 基板的多個晶粒單元上成長發光結構層6〇。因此，不是先將 基板雕繪（scribing)為單個晶粒單元（亦即，就在形成發光 結構層之後），*是發光結構層在單—基板成長衫個晶粒單 元。 更具體的說，當使用上述的雕繪技術，劈裂面的結晶度 可能不佳。如此一來，漏洩電流可能流入劈裂面。但是，當發 光結構層成長在基板如分離的或分開的晶粒單元，由此產生的 發光結構層60成長為一高品質的薄層，就側面的結晶度而言 改善了其性能。 舉例而言，第一傳導型半導體層30可長成或變成包含如 矽（Si) η-型雜質的氮化鎵類（_based)的半導體層，且第二 傳導型半導體層50可長成或變成包含如鎂（Mg) p-型雜質的 氮化鎵類的半導體層。 13 201128802 藉由提供氨氣（隱）、三曱基鎵（職）、和三甲基 銦（TMIn) ’作用層4〇可由具有一單一量子井結構或多個量 子井結構的氮化銦鎵（InGaN)層復化鎵層形成。 ’閱圖3，進行台面飯刻（咖㈣咖呢）步驟，以部份 移除第一傳導型半導體層5〇、作用層仙和第一傳導型半導體 層1。藉由台面餘刻，第一傳導型半導體層的某些部份會向 暴路。其後第一電極7〇在第一傳導型半導體層形成，及 # 第二電極80第二傳導财導體層50形成。 參閱圖4,切割成長基板1〇和光罩層12,以將成長基板 1〇和發光結構層60分成晶粒單元。使用-雕繪法或斷開 (breaking)法而切割成長基板1〇，及使用餘刻法移除光罩 層12。 此時可部份或完全移除光罩層12。在如圖4所示光罩層 疋全移除的情況下，在第—傳導型半導體層3G下緣區域形成 φ 階梯形部份31。 在如圖17所示形成光罩層12的情況下，在第一傳導型 半導體層的側邊表面形成—突起圖案。 圖5至7顯示本發明第二實施例的一發光裝置及其製造 、 ^^又首先參閱圖7，本發明第二實施例的發光裝置包 在成長基板1〇形成一未掺雜的氮化物層2〇，及在該未摻雜 的氮化物層形成-發光結構層60 。該發光結構層包括一第一

i SI 14 201128802 傳導型半導體層30、一作用層4〇、及一第二傳導型半導體層 50此外，發光二極體包括在第一傳導型半導體層形成— 第-電極7〇’及在第二傳導型半導體層5〇形成一第二電極如。 在成長基板10形成複數個突起物11。突起物11可以為 树形或其它形狀，而料以由，例如，二氧财、氮化石夕、 氧化鎵氧化鋅、或氧化銦錫中的一個或多個所組成。藉由允 許從制層4G發出的光擴散，聽物可有助於加強發光襄 置的光線揭取率。除了已圖示的那些之外，突起物11可林 種數量和/或形狀。 ，如已述’在祕基板1{)的半導體層包 層、紅半導體層、和在第—半導體層、第二半導體層 作用層。在本實翻巾，第 ^ 、 層2°和第-傳導型半導體層二化物 導型半導體層50。 導騎〇括弟二傳 形成在其一個或多個 雜的氮化餐2G。未她_彡繼1的未接 板1〇間隔開。此外Γ贱物層20的某些部份與成長基 η配置在同=卜:至少階梯形部份21的-部份與突起物 未摻雜的氮化物層2〇 觸的一第-表面，和反向面對第一傳導型半導體層接 於階梯形部份21，第—夺 、面的第一表面，而且由 面的面積小於第―傳導型半導體層 201128802 的最大面積。 以下描述本發明第二實施例發光裝置的一製造方法，並 參閱圖5至7。參閱圖5，準備-成長基板10，且在該成長基 板10形成複數個突起物u和一光罩層12。舉例而言，該成 長基板10可由下列物質中的一種或多種形成：藍寶石 (Al2〇3)、碳化矽、矽、砷化鎵、氧化鋅、氧化鎂、氮化鎵、 玻璃或二氧化二鎵。鮮層12可以與突起物11相同的物質來 形成’而且可以由二氧化石夕、氮化石夕、氧化鎵、氧化辞、或氧 化銦錫中的一種或多種形成。 f形成光罩層12和突起物11的成長基板10形成-未摻 雜的鼠化物層20。含有—第—傳導型半導體層3Q、一作用層 40和一第二傳導型半導體層50的發光結構層60在未摻雜^ 氮化物層20成長。 在成長基板10長成未摻雜的氣化物層2〇，以掩蓋 12矛大起物1丨經歷水平增長和縱向增長。賴未摻雜的氮化 物層20並非特意捧雜—笛盾、曾| 居2專導型雜質，該未摻雜的氮化物 層20疋一▼有第一傳導型導 成的氮化層。 、舰、料由如非統鎵層形 舉例而言’第-傳導型半導體層3〇可從包含如 η-型雜質喊化鎵類料導體層卿成，第二傳 5〇可從包含如鎂⑽㈣雜質的氮化鎵類的半導體層^ 16 S3 201128802 成0 銦2由提供氨氣⑽3)、三甲基鎵（_)、和：甲美 銦（TMIn)，作用層4〇可由 〇〇 和一 Τ暴 子井社舰1 早—量子井結構或多個量 子井：構的統銦鎵（InGaN)層/氮化鎵層所形成。 〜二示一台面崎術部份移除第二傳導型半導 ^細Γ 第—傳導型半導體層⑼的結果。藉由

刻H導型半導體㈣的某些部份會向上暴露。 其後在第一傳導型半導體層3〇形成第-電極70，及在第 二傳導型半導體層50形成第二電極8〇。 4閱圖7，切割成長基板1Q和鮮層12，以將成長基板 10和發光結構層60分割成晶粒單元—雕料或斷開法 切割成長基板10 ’及制-蝴法移除光罩層12。此時可部 伤或几全移除鮮層12。在如圖7所示光罩層完全移除的情 況下，該階梯形部份21在未摻雜的氮化物層2〇下緣區域形 成。此外，在如圖17所示形成光罩層12的情況下，在形成階 梯形部份21的未摻雜的氮化物層2〇的一側邊表面形成—突起 圖案。 圖8至11顯示本發明第三實施例的一發光裝置及其製造 的各個階段。首先參閱圖11，本發明第三實施例的發光裝置 包括由一第一傳導型半導體層3〇、一作用層40和一第二傳導 型半導體層50形成的一發光結構層6〇。在第一傳導型半導體 l S] 17 201128802 50形成 層30形成一第一電極70，及在第二傳導型半導體層 一第二電極110。 第二電極110包括在第二傳導型半導體層5〇 Τ方的一歐 姆接觸層in、在歐姆接觸層⑴Τ方的一反射層112、及在 反射層112下方的一導電支撐基板113 ^ 正如已述，在第二電極110的半導體層包括第一半導體 層、第二半導體層、和在第—半導體層、第二半導體層之間的

作用層。在本實酬中，第—半導體層由第—傳導型半導體層 30所實現，第二半導體層由第二傳導型半導體層5〇所實現曰。 形成在其上相表面有—階梯形部份31及其上方表面有 上槽32的第-傳導型半導體層3〇。上槽Μ作為允許作用層 40發出的光可有效被擷取至外面的光子晶體（咖【〇也 crystals)。 第傳V型半導體層30包括與作用層綱的第一表 面’和-相反方向面對第一表面的第二表面。由於階獅部份 3卜第一表面的面積小於第—傳導型半導體層的最大面積。 參閱圖8至11顯示本發明第三實施例發光裝置的一製造 方法。參關8，準備—成長基板10，且在該成長基板1〇形 成多個突起物U和光罩層12。舉例而言，該成長基板1〇可 由下列物質中的—種或多種形成：藍寶石（A1203)、碳化石夕、 夕申化鎵氧化鋅、氧化鎂、氮化錄、玻璃或三氧化二嫁，

[SI 18 201128802 而且光罩層12可以用和突起物u 石夕、氮僻、氧化鎵、氧化鋅、或锡’例如二氧化 成。 姚銦錫中的-種或多種形 在形成光罩層12和突起物U的成長基板10成手包括第 一傳導型半導體層30、作用> 4n 、匕括第 爛廣40和第二傳導型 的發光結構層60。在成；其被1n l 亍等體滑50 租成長基板10長成第一傳

30’以掩蓋光罩層^牛導肢層 她：： 歷水平增長和縱向增長。 舉例而吕’第一傳導型半導體層3〇可從包含如石夕⑻ η-翻質的氮化錁為底的半導體層形成，第二傳導型半導體層 50可從包含如鎂（阪）D_型雜皙知 g P1准貝的虱化銥為底的半導體層形 成。 藉由提供氨氣（齡）、三甲基鎵（TMGa)、和三甲基 銦（TMIn)，作用層4〇可由具有一單一量子井結構或多财 子井結構的氮化銦鎵（InGaN)層/氮化鎵層_。 •、參閱圖9’由於發光結構層6〇在光罩層12定義的基板區 域成長為多個晶轉元，在彼此相_發光結構層6q之間存 在一空間。因此，保護層90在該發光結構層6〇和發光結構層 6〇之間形成。保護層90可由如聚酸亞胺（polyhnide)或旋覆 玻璃（SOG)或其它材料形成。 在發光結構層60和保護層9G形成第二電極11()。可藉由 先形成歐姆接觸層⑴、在歐姆接觸層⑴形成反射層⑴、

ESI 19 201128802 及在反射層112形成一導電支撐基板113而形成第二電極層 110。 舉例而言，形成導電支樓基板113以至少包括下列金屬 中的一種：銅（Cu)、鈦（Ti)、鉬（Mo)、鉻（Cr)、鎳（Ni)、 銘（A1)、鉑（pt)、金（Au)、鎢（W)、或導電半導體物 質。例如，從至少包含一下列具高反射性金屬的金屬形成反射 層 112:銀（Ag)、紹（A1)、銅（Cu)、或鎳（Ni)。此外， 歐姆接觸層111可由一透明導電氧化物，例如氧化銦錫 dT〇)、偶氮（ΑΖ0)、銦鋅氧化物（ΙΖ0)、銻錫氧化物（ΑΤ0)、 或氧化銦錫鋅（ΖΙΤ0)所形成。 參閱圖10，移除成長基板1〇、光罩層12、保護層9〇和 突起物11。舉例而言，使用一雷射剝離法（lift-off)或化 學剝離法移除成長基板10。由於在成長基板10和發光結構層 6〇之間設置光罩層12和突起物丨丨，因此成長基板10可輕易 與發光結構層60間隔開。亦即，因為光罩層12和突起物u 並非牛固黏合在發光結構層60，光罩層12與突起物11的範 圍越見’越容易與成長基板10隔開。 ^隔開成長基板10，可輕易隔開突起物11和光罩層 且可使用一蝕刻劑移除保護層9〇。一旦移除突起物U 光星展1〇 ^ 9 在第一傳導型半導體層30形成上槽32和階梯形 部份31。会叫门 y >閱圖11，在第一傳導型半導體層30形成第一電極 [S3： 20 201128802 7〇 ’然後隔開第二電極110。 圖12至15顯示本發明第四實施例的一發光裝置及其製 造的各個階段。參閱圖15，本發明第四實施例的發光褒置包 括由一第—傳導型半導體層3G、-作用層4G和-第二傳導型 半_層50，组成的一發光結構層60。在第-傳導型半導體層 30形成一未摻雜的氮化物層2〇。 在精由選擇性移除未摻賴氮化物層2()而暴露的第一傳

導型半導體層3G形成第—電極7G，且在第二傳導型半導體層 50下方形成第二電極8〇。 曰 々正如已述’在第二電極11()的半導體層包括第—半導體 :田第二半導體層、和在第—轉體層、第二半導體層之間的 ^層。在本實施财’第—半導體層由未摻雜的氮化物層 導型半導體層5G所實現。 4由-傳 形成在其上方側邊表面有一階梯形部份21及在其上方 面有—均22的未雜賦⑽層2Q。 料_ 它咖叫術_第三和其 未_删2Q_f__铸體層30接 表面’和反向面對第-表面的-第二表面。由於階 21 [S] 201128802 梯形部伤21，第二表面的面積小於第一傳導型半導體層的最 大面積。 以下描述本發明第四實施例發光裝置的一製造方法，並 參閱圖12至15。參閱圖12，準備一成長基板1〇，且在該成 長基板10形成複數個突起物n和一光罩層12。舉例而言， 該成長基板1G可由下列物質中的—種或多種形成：藍寶石 (ai2o3)、石反化石夕、石夕、神化鎵、氧化鋅、氧化鎮、氮化嫁、 ^ 玻璃或三氧化二鎵’和光罩層12可以與突起物li相同的物質 來形成’而且可以由二氧化石夕、氮化石夕、氧化蘇、氧化辞、或 氧化銦錫中的一種或多種形成。 在形成光罩層12和突起物11的成長基板10形成-未摻 雜的氮化物層20。含有—第—傳導型半導體層30、-作用層 40和-第二傳導型半導體層5Q的—發光結構層印在未捧雜 的氮化物層20成長。在成長基板1〇長成未摻雜的氮化物層 籲20以掩息光罩層12和突起物11經歷水平增長和縱向增長。 舉例而言’第—料型半導體層30可從包含n—型雜質如 矽（Sl)的氮化鎵類('based)的半導體層形成，第二傳導型半 W層50可從包含p_型雜質域⑽）的氮化賴的半導體 層形成。 藉由提供氨氣（廳）、三甲基鎵（TMGa)、和三甲λ 銦（™η)，作用層40可由具有—單—量子井結構或多㈣ m 22 201128802 子井結構的氮化銦鎵（InGaN)層/氮化鎵層所形成。 。。參閱圖13，由於發光結構層6〇在光罩層12定義的晶粒 單元成長，在彼此相鄰的發光結構層6〇之間存在—空間。因 此，保護層90在發光結構層6〇和發光結構層6〇之間形成。 保護層90可由如聚醯亞胺或旋覆玻璃或其它材料形成。 在發光結構層60和保護層90形成第二電極11〇。可藉由 首先形成一歐姆接觸層1H、在歐姆接觸層lu形成一反射層 112、及在反射層112形成一導電支撐基板113而形成一第二 電極層110。 舉例而言，形成導電支撐基板113以至少包括下列金屬 中的一種：銅（Cu)、鈦（Ti)、錮（Mo)、鉻（Cr)、鎳（Ni)、 銘（A1)、始（pt)、金（au)、嫣（w)、或導電半導體物 質。形成包含對應至少下列高反射性金屬的一種：銀（Ag)、 鋁（A1)、銅（Cu)、或鎳（Ni)的一反射層112。同時，歐 姆接觸層111可由一透明導電氧化物，例如氧化銦錫（ΙΤ〇)、 摻銘氧化鋅（aluminum-doped zinc oxide)、麵鋅氧化物 (ΙΖ0)、録錫氧化物（ατό)、或氧化銦錫鋅（ζιτο)所形成。 參閱圖14，移除成長基板1〇、光罩層12、保護層90和 突起物11。舉例而言，使用一雷射剝離法或化學剝離法移除 成長基板10。由於在成長基板10和未摻雜的氮化物層2〇之 間設置光罩層12和突起物11，因此成長基板1〇可輕易與未 23 201128802 推雜的氮化物層2〇間隔開。亦即，因為光罩層12和突起物 .11亚非牢固連結在未摻雜的氮化物層20,光罩層12與突起物 U的範圍越寬’越容易與成長基板1Q間隔開。 一旦間隔開成長基板1 〇，可輕易間隔開突起物丨丨和光罩 層12 ’且可使用一姓刻劑移除保護層90。據此而在未摻雜的 氮化物層2〇内形成上槽32和階梯开)部份31。 參閱圖15，選擇性移除未摻雜的氮化物層20，以暴露第 傳導里半導體層3〇，及在第一傳導型半導體層別形成第一 電極70。 圖18顯示一包括任何上述本發明實施例發光裝置的發光 j置封裝。參閱圖18 ’發光裝置封裝刪包含一封裝體卿、 二裝在封裝體300的第一傳導層31()和第二傳導層咖、一發 光裝置200安裝在封裝體3〇〇且電性連接至第一傳導層綱 和第二傳導層咖、及將發光裝置裝人的—麵構件· 人形成的封裝體·可包括，例如’一種或多種的石夕材料、 。成樹崎料、或—金屬材料’且在發絲置·週圍可 傾斜表面。 第-傳導層310和第二傳導層32〇為電性分離，並提供 ^力至發咖。糾，第―和第高層⑽、⑽可 裝謂細細㈣_，且爾光裝置 產生的熱發散至外面或外部。 [si 24 201128802 且發光裝置200 1一傳導層320。 第一傳導層310 發光裝置200可為上述的任何發光襞置，且 可女裝在封裝體300、或在第一傳導層“ο或第_ 藉由一導線400，發光裝置2〇〇可電性連接至第 和第二傳導層320。 當根據本發明第-或第二實施例而形成圖18的封裝以包 括-發光裝置200時，使用二導線400。當根據本發明第三或 第四實施例而形成包括-發光裝置2〇〇的封裝時，只需使用一 • 導線棚。一替代方法為在發光裝置200由-覆晶法（flip chip)連接的情況下，則不需使用任何導線4〇〇。 可提供鑄模構件500以裝入和保護發光裝置1〇〇。鱗模構 件500可包括-螢光材料以改變發光裝置2⑻發出的光的波 長。由於發光裝置封裝_使用具有加強光效率的一發光裝置 200，發光裝置封裝6〇〇隨之亦展現優越的光效率。 根據本發明—實施例，發絲置封裝_可包括排列在 •—基板的複數個發光裝置封裝。可在發光裝置封裝_發出光 線的路徑安排複數·學構件，例如導光板、稜鏡片、擴散片、 螢光膜、和/或類以物。發光裝置封裝、基板、和光學構件可 做為-背光模喊照明單元，且—照鴨統可包括，例如，背 光模組、照明單元、指示器單元、發光體、街燈，等等。 圖19顯示根據本發明任一前述實施例的包括發光襞置或 封裝的背光模組丨1〇0之分解視圖。背光模組11〇〇可做為各種 25 201128802 應用的照明系統。 月光模組1100可包括一底框1140、置放在該底框的一導 光構件1120、置放在導光構件112〇至少一側邊表面和/或在 導光構件1120下方的一發光模組1110。在導光構件112〇下 方置放一反射板1130。 底框1140的形狀可為一頂部表面開放的盒子形狀，因此 可接收導光板1120、發光模組mo、和反射片m底框1140 可由金屬、樹脂材料、或其它可能材料所形成。 發光模組1110可包括一基板7〇〇和安裝在基板7〇〇的複 數個發絲置職_。該機個發絲置封裝_可提供光 至導光構件1120。根據本實施例，發光模組111()圖示說明了 發光裝置雖_絲在練上，但在本發明其它實施例 發光裝置可直接安裝在基板7〇〇上。 如圖19所示，發光模組出〇配置在底框至少-内 部側邊表面，因此可提供絲導光構件1120的至少-側邊表 面。 署二=7在底框114°的内部導光構件1120下方配 置:油、、且mo ’使其可以朝導光構件⑽的一底部表面提 供光。然而’可根據所預期運用的呰 求而修改此結構。“侧心組特定設計需 底框·内部配置導光構件⑽。導光構件⑽可將 m 26 201128802 發光杈組提供的光轉換成一平面光源和將轉換的平面光源導 至一顯示面板（未顯示）。 舉例而言，導光構件1120可為一導光面板（lgp)。該 導光面板可由如聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA)、聚對苯二甲酸二 乙酯（PET)、聚碳酸酯（pc)、環狀烯烴共聚物（c〇c)、 及聚奈二曱酸乙二醇酯（p〇lyethylenenaphthalate)樹脂等 類的丙烤酿基糸列樹脂形成。 • 可在導光構件1120配置一光學膜片1150，且可包括，例 如，至少擴散片、聚光片、亮度增強片和螢光片中的一項。根 據一實施例，光學膜片1150可配置成擴散片、聚光片、亮度 增強片和螢光片相疊。在此情況下，擴散片1150將發光模組 1110發出的光均勻擴散，且由聚光片將被擴散的光聚集至顯 示面板（未顯示）。 此時’從聚光片發出的光為一隨機的偏極光，且亮度增 • 強片會增加聚光片發出的光的偏極化。例如，聚光片可為一水 平和/或垂直的稜鏡片。另外，亮度增強片可為，例如，一雙 重的亮度增強膜。另外，螢光片可為一透明板或包括螢光材料 的一膜。 在導光構件1120下方配置反射板1130，且將導光構件 1120底部表面發出的光朝導光構件1120的發光表面反射。舉 例而言，反射板1130可由具良好反射性的，例如，聚對苯二 [si 27 201128802 甲I一乙酉日（PET)、聚碳咖（PC)、聚氣乙烯（PVC)樹脂 或其它材料所形成。 圖20顯示包含任一或多個前述本發明實施例的發光裝置 或發光裝置封裝的—照明單元漏。此㈣單元包括一殼體 1210安裝在喊體·的一發光模組123〇、安裝在殼體⑵〇 且由外部電源提供電力的—連接端子122〇。 设體1210可由具有良好熱屏蔽雜的材料所製成，例如 金屬材料或樹脂材料。 發光模組1230可包括-基板7〇〇，和至少一安裝在基板 7〇〇的發光裝置封裝6GG。根據本實施例，發光模組123〇差會示 «兒月了毛光裝置封裝600安襄在基板7〇〇上，但根據已描述的 任一本發明實補，發絲置可直接安裝在基板700上。 基板700可以是-印有線路圖案的絕緣體基板，而且， 舉例而言，可包括-般印刷電路板（PCB)、金屬核心印刷電 路板、軟性印刷電路板、陶質印刷電路板等等。此外，基板 700可由一可有效反射光線的材料所形成，而且其中一表靣以 能有效反射光線的顏色形成，例如白色、銀色或之類。 至少一發光裝置封裝安裝在基板7〇〇上。每個發光裝置 封裝200可包括至少一發光二極體（led)。發光二極體可包 含一發出紅、綠、藍、或白光的彩色發光二極體，及一發出紫 外線（UV )的紫外線發光二極體。 [S1 28 201128802 發光模組1230可有一不同發光裝置封裝的組合，以此獲 得所需的顏色和亮度。舉例而言，發光模組1230可有白色發 光極體紅色發光一極體、及綠色發光二極體的組合，以此 獲得高現色性指數⑽）。可在發光模組光線發出的路 ^進步配置—榮光板。該螢光板轉換發光模組發出的光的波 長。 舉例而言，當發光模組1230發出的光有-藍色波長帶， • 該螢光板可包括一黃色榮光材料，因此從發光模經123〇發

出、且通過該螢光板的光最後呈現為白光。 X

連接端子1220電性連接至發光模組·，為發光模組 1230提供電源。如圖19所示，連接端子122〇用螺固且連結 至一外部電源，但實施例並不用以限定本發明。舉例而言，連 接端子1220可以製成-針式且插人—外部電源，或可藉由一 電源線連接至該外部電源。 S 籲 如上所述’知'明系統在光線的行進路徑包括導光構件、 擴散片、聚光片、亮度增強片和螢光片中的至少—項，以獲得 :需的光學效果。由於照㈣統包括—具優越光效率的發= 1或封装，照明系統也同樣顯示具有優越光效率。 雖然參考實關之許纽服實施例來描述實施例，但 應理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原 一 範蜂内的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發^圖 29 ill 201128802 式及所附申請專利棚之鱗内，所錄組合配置之零部件及 /或配置的各雜化及修改村能的。除了轉件及/或配置之 支化及修改外，對於熟習此微術者而言替代崎亦將顯 見。 【圖式簡單說明】 圖1至4為本發明第一實施例的發光裝置和其不同製 階段的剖視圖； x 圖5至7為本發明第二實施例的發光裝置和其不同製 階段的剖視圖； ° 圖8至11為本發明第三實施例的發光裝置和其不同 階段的刮視圖； " 圖12至15為本發明第四實施例的發光裝置和其不同制 造階段的剖視圖； & 圖16顯示一光罩層和突起物； 圖17顯示同一或另一光罩層； 圖18顯示本發明一實施例的發光裝置封裝，其包括前述 任一實施例的發光裝置； 1 圖19顯示本發明一實施例的背光單元，其包括前述任一 實施例的發光裝置或封裝；以及 圖20顯示本發明一實施例的照明單元，其包括前述任一 30 【S} 201128802 實施例的發光裝置或封裝。

【主要元件符號說明】 10 成長基板 11 突起物 12 光罩層 12a 突起圖案 20 未摻雜的氮化物層 21 階梯形部份 22 向上的細槽 30 第一傳導型半導體層 31 階梯形部份 32 上槽 40 作用層 50 第二傳導型半導體層 60 發光結構層 70 第一電極 80 第二電極 90 保護層 110 第二電極 111 歐姆接觸層

LSI 31 201128802

112 反射層 113 傳導支撐基板 200 發光裝置 300 封裝體 310 第一傳導層 320 第二傳導層 400 導線 500 鑄模構件 600 發光裝置封裝 700 基板 1100 背光模組 1110 發光模組 1120 導光構件 1130 反射板 1140 背光模組底框 1150 光學膜片 1200 . 照明單元 1210 殼體 1220 連接端子 1230 發光模組 A 成長區域

Claims (1)

1. 201128802 七、申請專利範圍·· 1. 一種發光裝置包含： 一第一半導體層； 一第二半導體層；以及 一作用層在該第一半導體層和第二半導體層之間，其中 該第一半導體層包括： (a) —第一表面面對該作用層， • (b) —第二表面在該第一表面反方向，以及 (c) 一側邊表面包括一階梯形部份， 其中該階梯形部份造成該側邊表面延伸超越該第一表面 或第二表面其中之一。 2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一表面 的一區域大於該第二表面的一區域。 3. 如申請專利範圍第2項所述之發光裝置，其中該階梯形部 φ 份造成該第二表面的該區域小於該第一表面的該表面。 4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一表面 的一區域小於該第二表面的一區域。 5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一半導 體層是一第一傳導型及該第二半導體層是一第二傳導型。 6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含： 一緩衝層， [s] 33 201128802 其中一第一半導體層位於該緩衝層和該作用層之間，該 第一半導體層是一第一傳導型，和第二半導體層是一第二 傳導型。 7. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中該緩衝層形 成在該第一傳導型半導體的一第一部份，以及 其中該發光裝置更包含： 一第一電極在未形成該缓衝層的該第一半導體層，以及 • 一第二電極在該第二半導體層下方。 8. 如申請專利範圍第7項所述之發光裝置，其中該緩衝層分 為一第一區和一第二區配置在該第一半導體層，分隔該緩 衝層的該第一區和該第二區以露出該第一半導體層的一部 份，該第一電極電性連接至該第一半導體層露出的該部份。 9. 如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中該緩衝層是 一未換雜層。 ^ 1 〇.如申請專利範圍第6項所述之發光裝置，其中該缓衝層是 一擦雜層。 11. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含： 至少一反射層以反射從該作用層發出的光。 12. 如申請專利範圍第11項所述之發光裝置，其中該反射層 與該第一半導體層相鄰。 m 34 201128802 13. 如申請專利範圍第12項所述之發光裝置，其中該反射層 包含： 一突起物延伸自支撐或連接至該第一半導體層的一基板 的一表面。 14. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含： 至少一擴散片，位於該第一半導體層的該第二表面，以 擴散從該作用層發出的光。 15. 如申請專利範圍第14項所述之發光裝置，其中該擴散片 延伸至該第一半導體層的該第二表面。 16. 如申請專利範圍第15項所述之發光裝置，其中該擴散片 包括一凹處延伸至該第一半導體層的該第二表面。 17. —種發光裝置包含： 一缓衝層； 一第一半導體層； 一第二半導體層；以及 一作用層在該第一半導體層和第二半導體層之間，其中 該第一半導體層在該緩衝層和該作用層之間， 該作用層在該第一半導體層和該第二半導體層之間，以 及 其中該緩衝層的一底部表面有一區域小於該第一半導體 層的至少一表面的一區域。 LSI 35 2〇ll288〇2 Μ.如申請專利範圍第Π項所述之發光裝置，其中該緩衝層 的一側邊表面包括： 一階梯形部份造成該緩衝層面對該第一半導體層的一頂 部表面具有一區域大於該緩衝層的該底部表面。 19·如申請專利範圍第17項所述之發光裝置，其中該緩衝層 的一側邊表面包括： 一階梯形部份造成該緩衝層的該側邊表面延伸超越至少 該緩衝層的一頂部表面或一底部表面的其中之一。 2〇·如申請專利範圍第Π項所述之發光裝置，其中該緩衝層 是一未摻雜層。 21·如申請專利範圍第π項所述之發光裝置，其中該緩衝層 是一摻雜層。 22. 如申請專利範圍第17項所述之發光裝置，更包含： 至少一反射層以反射從該作用層發出的光。 23. 如申請專利範圍第22項所述之發光裝置，其中該反射層 與該緩衝層相鄰。 24. 如申請專利範圍第23項所述之發光裝置，其中該反射層 包含： 一突起物延伸自支撐或連接至該緩衝層的一基板的一表 面。 [SI 36 201128802 25· -種發光裝置縣包含如申料·圍第丨項所述 光裝置。 、 Χ 24. -種發光裝置封裝包含如申請專利範圍帛17項所述之 光裝置。 、 Χ 25. -種照明系統包含如巾請專利範圍第丨項所述之發光装 置’其中上述該裝置連接至一發光模組的一基板。、 26. —種發光裝置的製造方法，包括： # 形成一光罩層在一基板，以定義-發光裝置的-區域； 在該區域形成-第-傳導型半導體層、—作用層、一第 二傳導型半導體層； 選擇性移除該光罩層；以及 形成該第-半導體層和該第二轉體層個別和一第—電 極和—第二電極電性相連，其中該些轉體層之-形成包 括面對該作用層的-第—表面、與該第一表面反向的一第 • =表面，以及包括一階梯形部份的-側邊表面，且其中該 Ρ白梯形部份造賴側邊表岐伸超過該第—表面或該第二 表面的其中之一。 27. 一種發找置的製造方法，包括： 域-光罩層在-基板，以定義—發光褒置的 一區域； 一在該區域形成-第-傳導型半導體層、—個層、一第 二傳導型半導體層； [s] 37 201128802 選擇性移除該光罩層；以及 形成該第一半導體層和該第二半導體層個別和一第一 電極和一第二電極電性相連，其中該些半導體層之一形成 包括面對該作用層的一第一表面，該方法更包含： 形成一緩衝層連接至該第一半導體層和該第二半導體 層和該作用層，其中該緩衝層的一底部表面有一區域小於 該第一傳導型半導體層或該第二傳導型半導體層的至少一 表面。 28.如申請專利範圍第27項所述之製造方法，其中該缓衝層 包括一階梯形部份造成該緩衝層的該底部表面有一區域小 於該第一傳導型半導體層或該第二傳導型半導體層的至少 一表面。

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