TWM521810U - 發光裝置 - Google Patents
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Description
示例性實施例涉及一種發光裝置，且更具體地涉及一種配置成提高散熱效率、電特性和機械穩定性的發光裝置。
近來，隨著對於小型高輸出發光裝置的需求越來越多，對於具有良好散熱效率的大型倒裝晶片型發光裝置的需求也日益增加。倒裝晶片型發光裝置包括直接結合至次級基片的電極，且無需導線以將電力從外部電源供應到倒裝晶片型發光裝置，且因此具有比側向型發光裝置更高的散熱效率。因此，當施加高密度電流時，倒裝晶片型發光裝置可有效地將熱量傳導向次級基片，且因此可適合用作高輸出發光源。
此外，對於發光裝置的尺寸減小和高輸出，對晶片級封裝的需求日益增加，在所述晶片級封裝中通過省略將發光裝置封裝在單獨殼體或類似物中的過程發光裝置本身被用作封裝件。具體地，由於倒裝晶片型發光裝置的電極可提供與封裝的導線類似的功能，倒裝晶片型發光裝置可適合施加這種晶片級封裝。
當這種晶片級封裝型裝置被用作高輸出發光裝置時，高密度電流被施加到晶片級封裝。當高密度電流被施加到封裝件時，發光晶片產生的熱量的量與電流成比例地增加，使得高輸出發光裝置的散熱效率成為確定發光裝置可靠性的主要因素。因此，存在對高輸出晶片級封裝的需求，所述高輸出晶片級封裝具有高散熱效率和良好機械穩定性以確保高可靠性。
示例性實施例提供了能夠有效散熱且具有機械穩定性的發光裝置。
根據本新型創作的一個方面，發光裝置包括：發光結構，該發光結構包括第一導電型半導體層、第二導電型半導體層以及設置在第一導電型半導體層與第二導電型半導體層之間的有源層；第一接觸電極和第二接觸電極，該第一接觸電極和第二接觸電極設置在所述發光結構上且分別與第一導電型半導體層和第二導電型半導體層形成歐姆接觸；絕緣層，該絕緣層設置在所述發光結構上且使第一接觸電極和第二接觸電極彼此絕緣；第一體電極和第二體電極，該第一體電極和第二體電極設置在所述發光結構上且分別電連接至第一接觸電極和第二接觸電極；絕緣支撐層，該絕緣支撐層覆蓋第一體電極和第二體電極的側表面以及第一體電極和第二體電極的上表面的部分，且包括第一開口和第二
開口，該第一開口和第二開口分別部分地暴露第一體電極和第二體電極的上表面；以及第一焊盤電極和第二焊盤電極，該第一焊盤電極和第二焊盤電極分別至少部分地填充第一開口和第二開口，其中通過第一開口和第二開口暴露的第一體電極和第二體電極的上表面的暴露區域的面積分別小於第一體電極和第二體電極的水平橫截面積。
利用該結構，所述發光裝置在機械穩定性和散熱方面可具有改善的性能。
第一體電極和第二體電極之間的間隔距離可小於第一開口和第二開口之間的間隔距離。
第一體電極和第二體電極之間的間隔距離可為100μm或小於100μm。
第一開口和第二開口之間的間隔距離可為80μm或大於80μm。
絕緣支撐層可包括覆蓋第一體電極和第二體電極的側表面的下絕緣支撐層，和覆蓋第一體電極和第二體電極的上表面的部分的上絕緣支撐層，且上絕緣支撐層和下絕緣支撐層可由相同材料或不同材料製成。
上絕緣支撐層可覆蓋第一體電極和下絕緣支撐層之間的介面，以及第二體電極和下絕緣支撐層之間的介面。
上絕緣支撐層和下絕緣支撐層可由不同材料製成且上絕
緣支撐層可包括光刻膠或光阻焊劑。
第一焊盤電極的上表面、第二焊盤電極的上表面以及絕緣支撐層的上表面可彼此平齊。
絕緣層可包括第一絕緣層和第二絕緣層。第一絕緣層可部分地覆蓋第二接觸電極；第一接觸電極可部分地覆蓋第一絕緣層；且第二絕緣層可包括第三開口和第四開口，其部分地覆蓋第一接觸電極以部分地暴露第一接觸電極和第二接觸電極。
第一體電極可通過第三開口電連接至第一接觸電極，且第二體電極可通過第四開口電連接至第二接觸電極。
所述發光裝置可進一步包括連接電極，連接電極設置在第二接觸電極和第二體電極之間。
連接電極的上表面可由與第一接觸電極相同的材料製成。
連接電極的上表面可與第一接觸電極的上表面共面。
所述發光結構可以包括部分地暴露第一導電型半導體層的至少一個孔，並且第一接觸電極可以通過所述至少一個孔電連接至第一導電型半導體層。
根據本公開內容的另一方面，發光裝置包括：發光結構，該發光結構包括第一導電型半導體層、第二導電型半導體層以及設置在第一導電型半導體層與第二導電型半導體層之間的有源層；第一接觸電極和第二接觸電極，該第一接觸電極和第二接觸
電極設置在所述發光結構上且分別與第一導電型半導體層和第二導電型半導體層形成歐姆接觸；絕緣層，該絕緣層設置在所述發光結構上且使第一接觸電極和第二接觸電極彼此絕緣；第一體電極和第二體電極，該第一體電極和第二體電極設置在所述發光結構上且分別電連接至第一接觸電極和第二接觸電極；以及絕緣支撐層，該絕緣支撐層覆蓋第一體電極和第二體電極的側表面以及第一體電極和第二體電極的上表面的部分，並且該絕緣支撐層包括第一開口和第二開口，該第一開口和第二開口分別部分地暴露第一體電極和第二體電極的上表面，其中第一開口與第二開口之間的間隔距離可以大於第一體電極與第二體電極之間的間隔距離。
第二導電型半導體層可以為p型半導體層，且通過第二開口暴露的第二體電極的上表面的暴露區域的面積可以大於第二體電極與第二接觸電極之間的接觸面積。
第一導電型半導體層可以為n型半導體層，且通過第一開口暴露的第一體電極的上表面的暴露區域的面積可以小於第一體電極與第一接觸電極之間的接觸面積。
第一體電極的水平橫截面積可以大於第二體電極的水平橫截面積。
根據本公開內容的又一方面，發光裝置包括：發光結構，該發光結構包括第一導電型半導體層、第二導電型半導體層以及
設置在第一導電型半導體層與第二導電型半導體層之間的有源層；第一接觸電極和第二接觸電極，該第一接觸電極和第二接觸電極設置在所述發光結構上且分別與第一導電型半導體層和第二導電型半導體層形成歐姆接觸；絕緣層，該絕緣層設置在所述發光結構上且使第一接觸電極和第二接觸電極彼此絕緣；第一體電極和第二體電極，該第一體電極和第二體電極設置在所述發光結構上且分別電連接至第一接觸電極和第二接觸電極；以及絕緣支撐層，該絕緣支撐層覆蓋第一體電極和第二體電極的側表面以及第一體電極和第二體電極的上表面的部分，並且該絕緣支撐層包括第一開口和第二開口，該第一開口和第二開口部分地暴露第一體電極和第二體電極的上表面，其中該絕緣支撐層設置在第一體電極與第二體電極之間並且在第一體電極和第二體電極的上表面的部分上，在彼此面對的第一體電極和第二體電極的側表面上方。
絕緣支撐層可以設置在第一體電極和第二體電極的外周側表面上以及第一體電極和第二體電極的上表面的部分上，在第一體電極和第二體電極的外周側表面上方。
根據示例性實施例，發光裝置包括絕緣支撐層，該絕緣支撐層包括上絕緣支撐層和下絕緣支撐層，並且覆蓋體電極的側表面以及體電極的上表面的部分。採用該結構，發光裝置具有高散熱效率，可以呈現優異的機械穩定性，並且可以抑制由諸如水分的外部因素導致的污染的可能性，從而提供高可靠性。
100a、100b、100c‧‧‧發光裝置
120‧‧‧發光結構
120a、120h‧‧‧孔
120R‧‧‧粗糙面
121‧‧‧第一導電型半導體層
123‧‧‧有源層
125‧‧‧第二導電型半導體層
130‧‧‧第一接觸電極
140‧‧‧第二接觸電極
145‧‧‧連接電極
150‧‧‧第一絕緣層
160‧‧‧第二絕緣層
160a‧‧‧第一開口
160b‧‧‧第二開口
171‧‧‧第一體電極
171a、173a‧‧‧暴露區域
173‧‧‧第二體電極
180‧‧‧絕緣支撐層
180a‧‧‧第三開口
180b‧‧‧第四開口
181‧‧‧下絕緣支撐層
183‧‧‧上絕緣支撐層
191‧‧‧第一焊盤電極
193‧‧‧第二焊盤電極
A-A’、B-B’‧‧‧線
圖1和圖2分別是根據一個示例性實施例的發光裝置的截面圖和平面圖。
圖3是根據另一示例性實施例的發光裝置的橫截面圖。
圖4a和圖4b是根據又一示例性實施例的發光裝置的平面圖。
圖5是根據示例性實施例的發光裝置的橫截面圖。
在下文中，將參照附圖更詳細地描述示例性實施例。通過示例方式提供了以下實施例，以便將本公開內容的精神充分地傳達給本公開內容所屬領域的技術人員。因此，本公開內容不限於本文中所公開的實施例，並且還可以以不同的形式實現。在附圖中，為了清楚和描述的目的，元件的寬度、長度、厚度等可以被誇大。當元件或層被稱為「設置在」另一元件或層「上方」或「上」時，其可以直接「設置在」另一元件或層「上方」或「上」，或者可以存在介於中間的元件或層。在整個說明書中，相同的附圖標記表示具有相同或相似功能的相似元件。
圖1和圖2分別是根據一個示例性實施例的發光裝置的截面圖和平面圖。圖1示出了沿著圖2中線A-A'截取的發光裝置
的截面圖。
參考圖1和圖2，根據一個示例性實施例的發光裝置100a包括發光結構120、第一接觸電極130、第二接觸電極140、絕緣層150、絕緣層160、第一體電極171和第二體電極173以及絕緣支撐層180。發光裝置100a可進一步包括生長基片(圖未示出)，波長轉換部(圖未示出)以及連接電極145。
發光結構120可進一步包括第一導電型半導體層121、設置於第一導電型半導體層121上的有源層123以及設置於有源層123上的第二導電型半導體層125。第一導電型半導體層121、有源層123以及第二導電型半導體層125可包括III-V-基化合物半導體，例如諸如(Al、Ga、In)N的氮化物基半導體。第一導電型半導體層121可包括n-型摻雜劑(例如Si)，第二導電型半導體層125可包括p-型摻雜劑(例如Mg)，反之亦然。有源層123可包括多量子阱(MQW)結構。
發光結構120可包括通過部分地去除第二導電型半導體層125和有源層123形成的第一導電型半導體層123的部分暴露區域。例如，如附圖所示，發光結構120可包括至少一個孔120a，該孔120a貫穿第二導電型半導體層125和有源層123而形成，使得第一導電型半導體層121通過該孔120a暴露出來。發光結構120可包括多個孔120a，孔120a的形狀和排列不限於附圖所示。在某些示例性實施例中，可以通過部分地去除第二導電型半導體層125
和有源層123提供第一導電型半導體層121的部分暴露區域，以形成包括第二導電型半導體層125和有源層123的平臺。
發光結構120可進一步包括通過增加下表面的粗糙度而形成於發光結構120下表面的粗糙面120R。可通過幹法刻蝕、濕法刻蝕以及電化學刻蝕中的至少一種方法來形成粗糙面120R。例如，可通過PEC刻蝕或在含有KOH和NaOH的刻蝕溶液中進行濕法刻蝕來形成粗糙面120R。由於粗糙面120R，發光結構120可包括形成於第一導電型半導體層121表面的微米級或納米級的突出部和凹陷部。由於粗糙面形成於發光結構120表面的結構，發光裝置可提高光提取效率。
發光結構120可進一步包括設置在第一導電型半導體層121下的生長基片(圖未示出)。對於生長基片，可使用任何基片，只要該基片允許發光結構120在基片上生長。例如，生長基片可以是藍寶石基片、碳化矽基片、矽基片、氮化鎵基片或氮化鋁基片。在製備出發光裝置之後，這種生長基片可以通過本領域已知的常規方法從發光結構120去除。
第二接觸電極140可以設置在第二導電型半導體層125上，來與第二導電型半導體層125形成歐姆接觸。此外，第二接觸電極140可以覆蓋至少一部分第二導電型半導體層125的上表面，也可以覆蓋全部的第二導電型半導體層125的上表面。進一步地，第二接觸電極140可形成單片層來覆蓋第二導電型半導體
層125的上表面，除了形成有發光結構120的孔120a的區域。由於該結構，發光裝置允許電流均勻提供給發光結構120的整個區域，由此提高了電流擴散效率。然而，應該理解本公開並不局限於此。
第二接觸電極140可包括能夠與第二導電型半導體層125形成歐姆接觸的材料，例如金屬材料和/或導電氧化物。
當第二接觸電極140包括金屬材料時，第二接觸電極140可包括反射層和覆蓋反射層的覆蓋層。如上文所述，當與第二導電型半導體層125形成歐姆接觸時，第二接觸電極140可反射光。因此，反射層可包括具有高反射率以及能夠與第二導電型半導體層125形成歐姆接觸的金屬。例如，反射層可包括Ni、Pt、Pd、Rh、W、Ti、Al、Mg、Ag和Au中的至少一者。此外，反射層可由單層或多層組成。
覆蓋層可阻止反射層和其他材料的相互擴散，以及可阻止外部材料擴散到反射層中並破壞反射層。因此，可形成覆蓋層來覆蓋反射層的下表面和側面。覆蓋層可與反射層一起電連接至第二導電型半導體層125，來與反射層一起用作電極。覆蓋層可包括例如Au、Ni、Ti、Cr、Pt或W，以及可由單層或多層組成。
當第二接觸電極140包括導電氧化物時，導電氧化物可以包括ITO、ZnO、AZO、IZO、GZO等。當第二接觸電極140包括導電氧化物時，與當第二接觸電極140包括金屬時相比，第二
接觸電極140可以覆蓋第二導電型半導體層125的上表面的更大的面積。即，當第二接觸電極140由導電氧化物形成時，從孔120a的上邊緣至第二接觸電極140的距離可以比當第二接觸電極140由金屬材料形成時更短。在該示例性實施例中，從第二接觸電極140與第二導電型半導體層125之間的接觸部分至第一接觸電極130與第一導電型半導體層121之間的接觸部分的最短距離可以進一步被減小，從而可以降低發光裝置100a的正向電壓Vf。
另外，當第二接觸電極140包括ITO，第一絕緣層150包括SiO2，並且第一接觸電極130包括Ag時，可以形成具有ITO/SiO2/Ag的堆疊結構的全方向反射器。
絕緣層150/160可以包括第一絕緣層150和第二絕緣層160。另外，絕緣層150以及絕緣層160可以部分地覆蓋第一接觸電極130和第二接觸電極140。接下來，將首先描述第一絕緣層150，並且隨後將描述第二絕緣層160。
第一絕緣層150可以部分地覆蓋發光結構120和第二接觸電極140的上表面。另外，第一絕緣層150可以覆蓋孔120a的側表面，同時部分地暴露通過孔120a暴露的第一導電型半導體層121的暴露區域。第一絕緣層150可以包括對應於孔120a設置的開口和暴露第二接觸電極140的一部分的開口。第一導電型半導體層121和第二接觸電極140可以通過這些開口部分地暴露。
第一絕緣層150可以包括絕緣材料，例如SiO2、SiNx、
MgF2等。此外，第一絕緣層150可以包括多個層並且可以包括分散式布拉格反射器，在分散式布拉格反射器中具有不同折射率的材料交替地彼此堆疊。分散式布拉格反射器可以包括其中包括有SiO2、TiO2、ZrO2、HfO2、Nb2O5和MgF2中至少一者的介電層彼此堆疊的結構。
當第二接觸電極140包括導電氧化物時，第一絕緣層150包括分散式布拉格反射器，從而改善了發光裝置100a的發光效率。可替換地，第二接觸電極140可以包括導電氧化物，並且第一絕緣層150可以由透明絕緣氧化物(例如，SiO2)形成，可以形成具有第二接觸電極140、第一絕緣層150和第一接觸電極130的堆疊結構的全方向反射器。
雖然附圖中未示出，但是在其他示例性實施例中，第一絕緣層150可以進一步覆蓋發光結構120的側表面的一部分。採用第一絕緣層150覆蓋發光結構120的側表面的程度可以根據製造發光裝置的過程中分離成單元晶片而變化。即，如這些示例性實施例中，第一絕緣層150可以形成為僅覆蓋發光結構120的上表面，另外，當在製造發光裝置100a的過程中晶片分離成單元晶片之後形成第一絕緣層150時，不僅發光結構120的上表面而且發光結構120的側表面也可以被第一絕緣層150覆蓋。
第一接觸電極130可以部分地覆蓋發光結構120並且可以通過孔120a和對應於孔120a設置的第一絕緣層150的開口形
成與第一導電型半導體層121的歐姆接觸。第一接觸電極130可以形成為覆蓋第一絕緣層150的整個上表面(除了其中一些區域之外)。此外，第一接觸電極130可以通過第一絕緣層150與第二接觸電極140電絕緣。
採用其中第一接觸電極130形成為覆蓋發光結構120的整個上表面(除了其中一些區域之外)的結構，發光裝置可以進一步提高電流擴展效率。此外，由於發光結構120的未被第二接觸電極140覆蓋的部分可以被第一接觸電極130覆蓋，因此發光裝置100a實現了更有效的光反射，從而提高發光效率。
當第一接觸電極130形成與第一導電型半導體層121的歐姆接觸時，第一接觸電極130可以反射光。因此，第一接觸電極130可以由單層或者多個層構成，並且可以包括高反射金屬層，例如Al層。高反射金屬層可以形成在由Ti、Cr或Ni(但是不局限於此)形成的接合層上。可替換地，第一接觸電極130可以包括Ni、Pt、Pd、Rh、W、Ti、A1、Mg、Ag和Au中的至少一者。
雖然附圖中未示出，但是在其他示例性實施例中，第一接觸電極130還可以形成為覆蓋發光結構120的側表面。當第一接觸電極130還形成在發光結構120的側表面上時，第一接觸電極130反射光，該反射光沿著向上方向從有源層123發射到發光結構120的側表面，從而增加了通過發光裝置100a的上表面發射出的光的比率。
發光裝置100a可以進一步包括連接電極145。
連接電極145可設置在第二接觸電極140上並且可通過第一絕緣層150的開口電氣地連接於第二接觸電極140。此外，連接電極145可將第二接觸電極140電氣地連接於第二體電極173。此外，連接電極145可形成為覆蓋第一絕緣層150的一部分並且可與第一接觸電極130分開和隔離。
連接電極145的上表面可與第一接觸電極130的上表面齊平。此外，連接電極145和第一接觸電極130可通過相同的工藝形成。因此，連接電極145和第一接觸電極130可包括相同的材料，但不限於此。替代地，連接電極145和第一接觸電極130可包括不同的材料。
第二絕緣層160可以部分地覆蓋第一接觸電極130，並且可包括部分地暴露第一接觸電極130的第一開口160a和部分地暴露第二接觸電極140的第二開口160b。第一開口160a和第二開口160b中的每一者可形成為單個或形成多個。
第二絕緣層160可包括絕緣材料，例如SiO2、SiNx、MgF2等。此外，該第二絕緣層160可以由多個層構成並且可包括分散式布拉格反射器，其中，具有不同折射率的材料交替地彼此堆疊。
第一體電極171和第二體電極173可設置在發光結構120上並且可分別與第一接觸電極130和第二接觸電極140電氣地連接。特別地，第一體電極171和第二體電極173可通過與其直接
接觸而分別電氣地連接於第一接觸電極130和第二接觸電極140。在此，第一體電極171和第二體電極173可通過第一開口160a和第二開口160b而分別電氣地連接於第一接觸電極130和第二接觸電極140。
第一體電極171和第二體電極173中的每一者可具有幾十微米的厚度，例如約50μm至約100μm，特別地是約70μm至約80μm。在第一體電極171和第二體電極173的該厚度範圍內，發光裝置本身可用作晶片級封裝。
第一體電極171和第二體電極173可由單層或多個層構成並且可包括導電材料。例如，第一體電極171和第二體電極173中的每一者均可包括Cu、Pt、Au、Ti、Ni、Al、Ag等等。替代地，第一體電極171和第二體電極173中的每一者都可包括燒結金屬顆粒和置於金屬顆粒之間的非金屬材料。
第一體電極171和第二體電極173之間的間隔距離Y可以是預定值或更小，該預定值可以是暴露於發光裝置100a的安裝面的焊盤電極之間用於將發光裝置100a安裝在單獨的基片上所需的最小值。特別地，例如當通過焊接將某個發光裝置安裝在次級基片上時，暴露於發光裝置的安裝面的焊盤電極之間的距離通常需要是大約250μm或更大以防止短路。替代地，當通過共晶結合將發光裝置安裝在次級基片上時，暴露於發光裝置的安裝面的焊盤電極之間的距離通常需要是大約80μm或更大以防止短路。根據
該示例性實施例，第一體電極171和第二體電極173之間的間隔距離Y可以是這樣的預定值或更低，例如，約250μm或更低，特別地約100μm或更低，更特別地約80μm或更低。採用第一體電極171和第二體電極173之間的間隔距離Y具有預定值或更小的結構，第一體電極171和第二體電極173可成形為具有相對較大的水平橫截面積和體積，由此允許在發光裝置100a的運行期間的有效散熱。下文將對該特徵進行更詳細地描述。
第一體電極171和第二體電極173可以具有不同體積，並且第一體電極171的水平橫截面積可以比第二體電極173的水平橫截面積大。在該示例性實施例中，第一導電型半導體層121可以是n型半導體層，而第二導電型半導體層125可以是p型半導體層。通常，在運行時由於發光裝置100a產生的熱量比用作p型電極的第二體電極173更多地積聚在用作n型電極的第一體電極171上。因此，採用第一體電極171的水平橫截面積大於第二體電極173的結構，該發光裝置100a能提高散熱效率。
絕緣支撐層180設置在發光結構120上並且覆蓋第一體電極171和第二體電極173的側表面及其上表面的部分。此外，絕緣支撐層180可以包括分別部分地暴露第一體電極171和第二體電極173的上表面的第三開口180a和第四開口180b。
絕緣支撐層180可以包括下絕緣支撐層181和上絕緣支撐層183，其中下絕緣支撐層181可以圍繞第一體電極171和第二
體電極173的側表面，並且上絕緣支撐層183可以部分地覆蓋第一體電極171和第二體電極173的上表面。另外，上絕緣支撐層183可以覆蓋下絕緣支撐層181與第一體電極171和第二體電極173之間的介面。
絕緣支撐層180表現出電絕緣性能並且覆蓋第一體電極171和第二體電極173的側表面以使第一體電極171和第二體電極173彼此有效地絕緣。同時，絕緣支撐層180還可以用於支撐第一體電極171和第二體電極173。
在其中第一體電極171和第二體電極173的上表面部分地被上絕緣支撐層183覆蓋的結構中，第一體電極171的上表面的暴露區域171a的面積和第二體電極173的上表面的暴露區域173a的面積可以分別小於第一體電極171的水平橫截面積和第二體電極173的水平橫截面積。特別地，上絕緣支撐層183可被設置在彼此面對的第一體電極171的側表面和第二體電極173的側表面附近的第一體電極171和第二體電極173的上表面上。因此，第一體電極171的上表面的暴露區域171a與第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X大於第一體電極171與第二體電極173之間的間隔距離Y。
具體地，導電材料(例如，焊料、導電黏合劑或共熔材料)被設置在上表面的暴露區域171a/173a與單獨基片之間以將發光裝置100a黏合到單獨基片上，從而使得發光裝置100a被安裝
在單獨基片上。為了防止由於所提供的用於黏合的導電材料引起的第一體電極171/第二體電極173之間的短路，上表面的暴露區域171a/173a之間的間隔距離X需要為預定值或更大值。根據該示例性實施例，由於絕緣支撐層180被形成以部分地覆蓋第一體電極171/第二體電極173的上表面，所以第一體電極171的上表面的暴露區域171a與第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X變得大於第一體電極171與第二體電極173之間的間隔距離Y。因此，間隔距離X可變為預定值或更大值，從而防止第一體電極171與第二體電極173之間的短路，並且第一體電極171與第二體電極173之間的間隔距離Y可變為預定值或更小值，從而防止第一體電極171與第二體電極173之間的短路。利用這種結構，發光裝置100a可以提高散熱效率，同時有效地防止在安裝發光裝置100a的過程期間的短路。
第一體電極171的上表面的暴露區域171a與第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X在發光裝置100a通過焊接安裝在單獨基片上時可約為250μm或更大，且在發光裝置100a通過共晶結合安裝在單獨基片上時可約為80μm或更大。但是，應該理解本公開並不局限於此。
另外，除了上絕緣支撐層183被設置在彼此面對的第一體電極171的側表面和第二體電極173的側表面附近的第一體電極的上表面上和第二體電極的上表面上，從而使得第一體電極171
的上表面的暴露區域171a與第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X變為預定值或更大值之外，對於上絕緣支撐層183在其他區域上的配置沒有限制。例如，如圖1和圖2所示，設置在第一體電極171與第二體電極173之間的絕緣支撐層180的一部分可具有T形橫截面，且覆蓋第一體電極和第二體電極171、173的外周側表面的絕緣支撐層180的一部分可具有L形橫截面。
絕緣支撐層180可由與第一體電極171/第二體電極173不同的材料形成。特別地，絕緣支撐層180可包括絕緣聚合物和/或絕緣陶瓷材料，以及第一體電極171/第二體電極173可包括金屬材料。因此，在絕緣支撐層180與第一體電極171/第二體電極173之間的介面處可發生分層或斷裂，並且在其上還可發生由於不同材料的黏合引起的應力和應變導致的故障。當絕緣支撐層180和/或第一體電極171/第二體電極173受損時，發光結構120可能被污染，且發光結構120可能遭受破裂，從而降低發光裝置100a的可靠性。根據示例性實施例，絕緣支撐層180被形成以覆蓋第一體電極171和第二體電極173的側表面以及第一體電極171和第二體電極173的上表面的一部分，從而提高絕緣支撐層180與第一體電極171/第二體電極173之間的機械穩定性。因此，發光裝置100a可具有改進的可靠性。
進一步地，提高了發光裝置100a的機械穩定性，可防止
在將生長基片(未示出)與發光結構120分離的過程期間對發光結構120的損壞。
此外，下絕緣支撐層181和上絕緣支撐層183可由相同的材料或不同的材料來形成。
當下絕緣支撐層181和上絕緣支撐層183由相同的材料來形成時，絕緣支撐層180可包括例如環氧模塑化合物(EMC)或矽(Si)樹脂的材料。進一步地，絕緣支撐層180可包括光反射顆粒和光散射顆粒，如TiO2顆粒。
當下絕緣支撐層181和上絕緣支撐層183由不同材料形成時，與下絕緣支撐層181相比，上絕緣支撐層183可由具有較低脆性和/或較低水分吸收率的材料形成。例如，下絕緣支撐層181可包括諸如環氧模制化合物(EMC)或Si樹脂的材料，並且上絕緣支撐層183可包括諸如光刻膠(PR)和/或光阻焊劑(PSR)的材料。
由於上絕緣支撐層183由呈現出相對低脆性的材料形成，因此上絕緣支撐層183相比下絕緣支撐層181不太可能遭受破裂或產生裂紋，從而防止外部污染物通過下絕緣支撐層181與第一體電極171/第二體電極173之間的介面而滲入。此外，由於上絕緣支撐層183由呈現出相對較低水分吸收率的材料形成，這有可能防止外部污染物通過下絕緣支撐層181與第一體電極171/第二體電極173之間的介面而滲入。例如，當下絕緣支撐層181
由諸如呈現高的水分吸收率的EMC的材料形成時，可以通過由諸如PSR的材料形成的上絕緣支撐層183來更有效地保護發光裝置100a不與水分接觸。特別地，其中上絕緣支撐層183形成為覆蓋下絕緣支撐層181與第一體電極171/第二體電極173之間的介面的結構可獲得更有效地保護發光裝置100a的功能。
第一體電極171的上表面的暴露區域171a可具有比第一體電極171與第一接觸電極130之間的接觸區域小的面積，且第二體電極173的上表面的暴露區域173a可具有比第二體電極173與第二接觸電極140之間的接觸區域大的面積。在該結構中，第一體電極171可具有比第二體電極173更大的水平橫截面積。
也就是說，採用其中第一體電極171的水平橫截面積大於第二體電極173的水平橫截面積的結構，發光裝置100a可以獲得散熱效率的提高。與此同時，第一體電極171的上表面的暴露區域171a的面積與第二體電極173的上表面的暴露區域173a的面積的比率被設定為低於第一體電極171的水平橫截面積與第二體電極173的水平橫截面積的比率，使得暴露於發光裝置100a的安裝面的上表面的暴露區域171a/173a可以具有大致相似的面積。採用該結構，發光裝置100a可進一步獲得散熱效率的提高，而不改變將發光裝置100a安裝在單獨基片上的過程。
在一些示例性實施例中，絕緣支撐層180還可覆蓋發光結構120的側表面，由此引起從發光結構120發出的光的發射角
度的改變。例如，在其中絕緣支撐層180還覆蓋發光結構120的側表面的至少一部分的結構中，通過發光結構120側表面發出的一些光可以朝發光結構120的下表面反射。以這樣的方式，發光裝置100a的光發射角度可通過調整與絕緣支撐層180形成在一起的區域來調整。
發光裝置100a還可以包括波長轉換部分(未示出)，從發光結構120發出的光穿過該波長轉換部分經歷波長轉換，使得發光裝置100a可實現各種顏色。例如，採用其中波長轉換部分包括發出紅色和綠色光的磷光體的結構，並且發光結構120發出藍光，發光裝置100a可發出白光。因此，可以提供具有小尺寸和高輸出的晶片級白色發光裝置。
波長轉換部分可以例如形成在發光結構120的下表面上，並且還可形成為覆蓋發光結構120的側表面，但不局限於此。
圖3是根據另一示例性實施例的發光裝置的截面圖。
在圖3中示出的根據示例性實施例的發光裝置100b基本上類似於圖1和圖2中所示的發光裝置100a，並且進一步包括第一焊盤電極191和第二焊盤電極193。在下文中，將主要描述根據本示例性實施例的發光裝置100b的不同特徵，並將省略相同部件的詳細描述。
參照圖3，發光裝置100b包括發光結構120、第一接觸電極130、第二接觸電極140、絕緣層150、絕緣層160、第一體
電極171和第二體電極173、絕緣支撐層180、第一焊盤電極191以及第二焊盤電極193。發光裝置100b可進一步包括生長基片(未示出)、波長轉換部分(未示出)以及連接電極145。
第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以分別設置在第一體電極171和第二體電極173上，並可以分別至少部分地填充絕緣支撐層180的第三開口180a和第四開口180b(請參照圖1)。在該結構下，第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以分別覆蓋第一體電極171的上表面的暴露區域171a和第二體電極173的上表面的暴露區域173a。因此，第一焊盤電極191和第二焊盤電極193之間的間隔距離X可以對應於第一體電極171的上表面的暴露區域171a和第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X。
進一步地，如圖所示，第一焊盤電極191和第二焊盤電極193的上表面可以與絕緣支撐層180的上表面平齊。在該結構下，發光裝置100b可具有基本平坦的上表面。
第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以形成以通過電鍍等填充絕緣支撐層180的開口。然後，第一焊盤電極191、第二焊盤電極193和絕緣支撐層180可以通過物理和/或化學方法部分移除，例如，研磨或化學機械拋光(CMP)，從而使第一焊盤電極191和第二焊盤電極193的上表面變成大體與絕緣支撐層180的上表面平齊。第一焊盤電極191的水平橫截面積小於第一體電
極171的水平橫截面積，第二焊盤電極193的水平橫截面積小於第二體電極173的水平橫截面積。
第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以包括導電材料，具體地說金屬材料，例如，Ni、Pt、Pd、Rh、W、Ti、Al、Au、Sn、Cu、Ag、Bi、In、Zn、Sb、Mg、Pb等等。第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以由基本上與第一體電極171/第二體電極173相同的材料形成，或由不同於第一體電極171/第二體電極173的材料形成。第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以通過沉積或者鍍敷而形成，例如，無電鍍覆。
在該結構中，其中發光裝置100b還包括第一焊盤電極191和第二焊盤電極193，發光裝置100b的上表面(其可為安裝在單獨基片上的發光裝置100b的表面)可變得大體平坦。在該結構下，發光裝置100b可容易地安裝在單獨基片上。
進一步地，在發光裝置100b的製造中，當設置有生長基片(未示出)的表面的相對的表面有階梯部時，在將生長基片從發光結構120上分離的過程中發光結構120非常可能遭受破裂或損壞。根據本示例性實施例，通過第一焊盤電極191和第二焊盤電極193，設置有生長基片(未示出)的表面的相對的表面可變得大體平坦，從而防止在分離生長基片的過程中損壞發光結構120。因此，發光裝置100b可以確保高產率和高可靠性。
根據進一步的示例性實施例，圖4a和圖4b是發光裝置
的平面圖，根據示例性實施例，圖5是發光裝置的橫截面圖。
根據本示例性實施例的發光裝置100c包括不同於圖1和圖2所示的發光裝置100a的發光結構120。因此，根據本示例性實施例的發光裝置的其他元件之間的結構關係與根據上述示例性實施例的發光裝置的其他元件之間的結構關係不同，以下說明將主要描述這些不同的特徵。將省略相同元件的詳細說明。
圖4a是根據本示例性實施例的發光裝置的平面圖，圖4b是說明發光裝置的孔120h、第一開口160a、第二開口160b的位置的平面圖，圖5是沿圖4a和圖4b的線B-B，的橫截面圖。
參考圖4a、圖4b和圖5，發光裝置100c包括發光結構120、第一接觸電極130、第二接觸電極140、絕緣層150、絕緣層160、第一體電極171、第二體電極173以及絕緣支撐層180。發光裝置100c可進一步包括生長基片(未示出)，波長轉換部(未示出)、第一焊盤電極191和第二焊盤電極193。
發光結構120可包括通過部分地去除第二導電型半導體層125和有源層123形成的第一導電型半導體層121的部分暴露區域。例如，如圖所示，發光結構120可包括多個孔120h，該多個孔120h貫通第二導電型半導體層125和有源層123而形成，以通過其暴露第一導電型半導體層121。孔120h可大體以規則圖案貫穿發光結構120排列。然而，應當理解的是，本公開並不局限於此，並且孔120h的佈置和數目可以各種方式改變。
進一步地，暴露第一導電型半導體層121的結構並不限於孔120h。例如，第一導電型半導體層121的暴露區域可以線條以及線條和孔的組合的形式來實現。
第二接觸電極140可以設置在第二導電型半導體層125上以與此形成歐姆接觸。第二接觸電極140可以設置成覆蓋第二導電型半導體層125的全部上表面，或者可形成為覆蓋第二導電型半導體層125的基本整個上表面。第二接觸電極140可以形成為發光結構120上的單片層。在該結構中，第二接觸電極140可包括與多個孔120h的位置相對應的開口區。以該結構，發光裝置允許將均勻的電流提供至發光結構120的整個區域，從而改善電流擴展效率。
然而，應該理解本公開並不局限於此。可選地，第二接觸電極140可由多個單元接觸電極構成。
第一絕緣層150可以部分地覆蓋發光結構120和第二接觸電極140的上表面。第一絕緣層150可以覆蓋多個孔120h的側表面並且可包括暴露第一導電型半導體層121的部分的開口，該第一導電型半導體層121設置在孔120h的下表面上。因此，開口可對應於多個孔120h的位置設置。第一絕緣層150可包括暴露第二接觸電極140的部分的開口。而且，第一絕緣層150還可以覆蓋發光結構120的至少一部分的側表面。
第一接觸電極130可以部分地覆蓋發光結構120並且可
以通過孔120a和對應於孔120a設置的第一絕緣層150的開口與第一導電型半導體層121形成歐姆接觸。雖然附圖中未示出，但在其他示例性實施例中，第一接觸電極130可形成以覆蓋發光結構120的側表面。
第二絕緣層160可以部分地覆蓋第一接觸電極130，並且可包括部分地暴露第一接觸電極130的第一開口160a和部分地暴露第二接觸電極140的第二開口160b。第一開口160a和第二開口160b中的每一者均可單個或多個地形成。此外，開口160a/160b可分別設置在發光裝置的相對側附近。
第一體電極171和第二體電極173可設置在發光結構120上並且可分別與第一接觸電極130和第二接觸電極140電連接。
第一體電極171和第二體電極173之間的間隔距離Y可以是預定值或更低，例如，約250μm或更低，特別地，約80μm或更低。第一體電極171和第二體電極173可以具有不同體積，並且第一體電極171的水平橫截面積可以比第二體電極173的水平橫截面積大。
絕緣支撐層180設置在發光結構120上並且覆蓋第一體電極171和第二體電極173的側表面及其上表面的部分。絕緣支撐層180可以包括分別部分地暴露第一體電極171和第二體電極173的上表面的第三開口180a和第四開口180b。絕緣支撐層180可以包括下絕緣支撐層181和上絕緣支撐層183，其中下絕緣支撐
層181可以圍繞第一體電極171和第二體電極173的側表面，並且上絕緣支撐層183可以部分地覆蓋第一體電極171和第二體電極173的上表面。另外，上絕緣支撐層183可以覆蓋下絕緣支撐層181與第一體電極171和第二體電極173之間的介面。
在第一體電極171和第二體電極173的上表面部分地被上絕緣支撐層183覆蓋的結構中，第一體電極171和第二體電極173的上表面的暴露區域171a/173a的面積分別比第一體電極171和第二體電極173的水平橫截面積小。具體地，上絕緣支撐層183可設置在第一體電極171和第二體電極173的上表面上，在彼此面對的第一體電極171和第二體電極173側表面附近。因此，第一體電極171的上表面的暴露區域171a和第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X比第一體電極171和第二體電極173之間的間隔距離Y大。
當發光裝置100c通過熱焊接安裝在單獨的基板上時，第一體電極171的上表面的暴露區域171a和第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X可以是約250μm或更多，並且當發光裝置100c通過共晶結合安裝在單獨的基片上時，第一體電極171的上表面的暴露區域171a和第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X可以是約80μm或更多。然而，應該理解本公開並不局限於此。
下絕緣支撐層181和上絕緣支撐層183可以由相同或不
同的材料形成。
具體地，當下絕緣支撐層181和上絕緣支撐層183由不同的材料形成時，上絕緣支撐層183可以由比下絕緣支撐層181具有更低脆度和/或更低吸濕性的材料形成。例如，下絕緣支撐層181可以包括材料，例如，環氧模制化合物(EMC)或Si樹脂，並且上絕緣支撐層183可以包括材料諸如光刻膠(PR)和/或光阻焊劑(PSR)。第二焊盤電極193與第二體電極173的接觸面積大於第二體電極173和第二接觸電極140之間的接觸面積，且第一焊盤電極191與第一體電極171的接觸面積小於第一體電極171和第一接觸電極130之間的接觸面積。
第一體電極171的上表面的暴露區域171a可具有比第一體電極171和第一接觸電極130之間的接觸區域小的面積，且第二體電極173的上表面的暴露區域173a可具有比第二體電極173和第二接觸電極140之間的接觸區域更大的面積。在該結構，第一體電極171可具有比第二體電極173更大的水平橫截面積。
第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以分別設置在第一體電極171和第二體電極173上，並可以分別至少部分地填充絕緣支撐層180的第三開口180a和第四開口180b(請參照圖1)。在該結構下，第一焊盤電極191和第二焊盤電極193可以分別覆蓋第一體電極171的上表面的暴露區域171a和第二體電極173的上表面的暴露區域173a。因此，第一焊盤電極191和第二
焊盤電極193之間的間隔距離X可以對應於第一體電極171的上表面的暴露區域171a和第二體電極173的上表面的暴露區域173a之間的間隔距離X。進一步地，如圖所示，第一焊盤電極191和第二焊盤電極193的上表面可以與絕緣支撐層180的上表面平齊。在該結構下，發光裝置100c可具有基本平坦的上表面。
儘管本文公開了一些示例性的實施例，但是應當理解，這些實施例不是排他性的。例如，特定實施例的單個結構、元件或特徵不限於該特定實施例，並且在不背離本新型創作的精神和範圍的情況下能夠應用於其他實施例。
100a‧‧‧發光裝置
120‧‧‧發光結構
120a‧‧‧孔
120R‧‧‧粗糙面
121‧‧‧第一導電型半導體層
123‧‧‧有源層
125‧‧‧第二導電型半導體層
130‧‧‧第一接觸電極
140‧‧‧第二接觸電極
145‧‧‧連接電極
150‧‧‧第一絕緣層
160‧‧‧第二絕緣層
160a‧‧‧第一開口
160b‧‧‧第二開口
171‧‧‧第一體電極
171a、173a‧‧‧暴露區域
173‧‧‧第二體電極
180‧‧‧絕緣支撐層
180a‧‧‧第三開口
180b‧‧‧第四開口
181‧‧‧下絕緣支撐層
183‧‧‧上絕緣支撐層
Claims (19)
- 一種發光裝置，包括：發光結構，所述發光結構包括第一導電型半導體層、第二導電型半導體層以及設置在所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層之間的有源層；第一接觸電極和第二接觸電極，所述第一接觸電極和所述第二接觸電極設置在所述發光結構上並分別與所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層形成歐姆接觸；第一體電極和第二體電極，所述第一體電極和所述第二體電極設置在所述發光結構上並分別電連接至所述第一接觸電極和所述第二接觸電極；以及第一焊盤電極和第二焊盤電極，分別在所述第一體電極和所述第二體電極上，所述第一焊盤電極的水平橫截面積小於所述第一體電極的水平橫截面積，所述第二焊盤電極的水平橫截面積小於所述第二體電極的水平橫截面積。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中所述第一體電極和所述第二體電極之間的間隔距離小於所述第一焊盤電極和所述第二焊盤電極之間的間隔距離。
- 如申請專利範圍第2項所述的發光裝置，其中所述第一體電極和所述第二體電極之間的所述間隔距離為100μm或小於100μm。
- 如申請專利範圍第2項所述的發光裝置，其中所述第一焊盤電極和所述第二焊盤電極之間的所述間隔距離為80μm或大於80μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，更包括絕緣支撐層，所述絕緣支撐層覆蓋所述第一體電極和所述第二體電極的側表面以及所述第一體電極和所述第二體電極的上表面的部分，其中所述絕緣支撐層包括覆蓋所述第一體電極和所述第二體電極的側表面的下絕緣支撐層，和覆蓋所述第一體電極和所述第二體電極的所述上表面的所述部分的上絕緣支撐層。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光裝置，其中所述上絕緣支撐層覆蓋所述第一體電極和所述下絕緣支撐層之間的介面，和所述第二體電極和所述下絕緣支撐層之間的介面。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光裝置，其中所述上絕緣支撐層和所述下絕緣支撐層由不同材料形成，且所述上絕緣支撐層包括光刻膠或光阻焊劑。
- 如申請專利範圍第5項所述的發光裝置，其中所述第一焊盤電極的上表面、所述第二焊盤電極的上表面和所述絕緣支撐層的上表面彼此平齊。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，更包括絕緣層，所述絕緣層設置在所述發光結構上並使所述第一接觸電極和 所述第二接觸電極彼此絕緣，其中所述絕緣層包括第一絕緣層和第二絕緣層，所述第一絕緣層部分地覆蓋所述第二接觸電極，所述第一接觸電極部分地覆蓋所述第一絕緣層，所述第二絕緣層部分地覆蓋所述第一接觸電極，並包括分別部分地暴露所述第一接觸電極和所述第二接觸電極的第一開口和第二開口。
- 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中所述第一體電極通過所述第一開口電連接至所述第一接觸電極，且所述第二體電極通過所述第二開口電連接至所述第二接觸電極。
- 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其進一步包括：連接電極，設置在所述第二接觸電極和所述第二體電極之間。
- 如申請專利範圍第11項所述的發光裝置，其中所述連接電極的上表面與所述第一接觸電極的上表面平齊。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中所述發光結構包括至少一個孔，所述至少一個孔部分地暴露所述第一導電型半導體層，且所述第一接觸電極通過所述至少一個孔電連接至所述第一導電型半導體層。
- 一種發光裝置，包括：發光結構，所述發光結構包括第一導電型半導體層、第二導 電型半導體層以及設置在所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層之間的有源層；第一接觸電極和第二接觸電極，所述第一接觸電極和所述第二接觸電極設置在所述發光結構上且分別與所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層形成歐姆接觸；第一體電極和第二體電極，所述第一體電極和所述第二體電極設置在所述發光結構上且分別電連接至所述第一接觸電極和所述第二接觸電極；以及第一焊盤電極和第二焊盤電極，分別在所述第一體電極和所述第二體電極上，其中所述第一焊盤電極和所述第二焊盤電極之間的間隔距離大於所述第一體電極和所述第二體電極之間的間隔距離。
- 如申請專利範圍第14項所述的發光裝置，其中所述第二導電型半導體層為p型半導體層，且所述第二焊盤電極與所述第二體電極的接觸面積大於所述第二體電極和所述第二接觸電極之間的接觸面積。
- 如申請專利範圍第14項所述的發光裝置，其中所述第一導電型半導體層為n型半導體層，且所述第一焊盤電極與所述第一體電極的接觸面積小於所述第一體電極和所述第一接觸電極之間的接觸面積。
- 如申請專利範圍第15或16項所述的發光裝置，其中所述第一體電極的水平橫截面積大於所述第二體電極的水平橫截面積。
- 一種發光裝置，其特徵在於，所述發光裝置包括：發光結構，所述發光結構包括第一導電型半導體層、第二導電型半導體層以及設置在所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層之間的有源層；第一接觸電極和第二接觸電極，所述第一接觸電極和所述第二接觸電極設置在所述發光結構上且分別與所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層形成歐姆接觸；第一體電極和第二體電極，所述第一體電極和所述第二體電極設置在所述發光結構上且分別電連接至所述第一接觸電極和所述第二接觸電極；以及絕緣支撐層，所述絕緣支撐層覆蓋所述第一體電極和所述第二體電極的側表面以及所述第一體電極和所述第二體電極的上表面的部分，並且所述絕緣支撐層包括第一開口和第二開口，所述第一開口和所述第二開口分別部分地暴露所述第一體電極和所述第二體電極的所述上表面，其中所述絕緣支撐層設置在所述第一體電極和所述第二體電極之間以及所述第一體電極和所述第二體電極的所述上表面的部 分上，在彼此面對的所述第一體電極和所述第二體電極的側表面上方。
- 如申請專利範圍第18項所述的發光裝置，其中所述絕緣支撐層設置在所述第一體電極和所述第二體電極的外周側表面上以及所述第一體電極和所述第二體電極的所述上表面的部分上，在所述第一體電極和所述第二體電極的所述外周側表面上方。
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