发光器件、 发光器件封装以及照明系统 【技术领域】
本公开涉及发光器件、 发光器件封装、 以及照明系统。背景技术 在物理和化学特性方面， III-V 族氮化物半导体已经被广泛地用作诸如发光二 极管 (LED) 和激光二极管 (LD) 的发光器件的核心材料。III-V 族氮化物半导体由具有 InxAlyGa1-x-yN( 其中 0 ≤ x ≤ 1， 0 ≤ y ≤ 1， 并且 0 ≤ x+y ≤ 1) 的组成式的半导体材料组成。
LED 是下述半导体器件， 其通过使用化合物半导体的特性将电变成红外线或者光 以输入 / 输出信号或者用作光源。
具有氮化物半导体材料的 LED 或 LD 被应用于用于获得光的发光器件。例如， LED 或 LD 被用作诸如蜂窝电话的键区的发光部分、 电子标识牌、 以及照明装置的各种产品的光 源。
发明内容
实施例提供高效率的发光器件。
实施例提供其有源层和第二导电类型半导体层之间的界面具有不平坦表面的发 光器件。
实施例提供其有源层的最上边的势垒层的面积大于其它势垒层的面积的发光器 件。
实施例提供具有其内量子效率得以提高的发光器件的照明系统和发光器件封装。
在一个实施例中， 发光器件包括 ： 第一导电类型半导体层 ； 在第一导电类型半导 体层上的包括多个阱层和多个势垒层的有源层 ； 以及在有源层上的第二导电类型半导体 层； 其中势垒层之间的至少第一势垒层的上表面包括不平坦表面， 并且所述第一势垒层被 布置为比离第一导电类型半导体层更接近所述第二导电类型半导体层。
在另一实施例中， 发光器件包括 ： 第一导电类型半导体层 ； 在第一导电类型半导 体层上的包括阱层和势垒层的有源层 ； 以及在有源层上的第二导电类型半导体层， 其中在 所述有源层和第一导电类型半导体层之间的接触界面的面积小于在所述有源层和第二导 电类型半导体层之间的接触界面的面积。 附图说明
图 1 是示出根据第一实施例的发光器件的侧截面图。 图 2 是示出根据实施例的图 1 的有源层的能带结构的图。 图 3 是示出根据第二实施例的发光器件的图。 图 4 是示出根据第三实施例的发光器件的侧截面图。 图 5 是示出根据第四实施例的发光器件的侧截面图。 图 6 是示出具有横向电极结构并且使用图 3 中所示的实施例的发光器件的侧截面图。
图 7 是示出具有垂直电极结构并且使用图 3 中所示的实施例的发光器件的侧截面 图 8 是示出根据实施例的发光器件封装的横截面图。 图 9 是示出根据实施例的显示装置的图。 图 10 是示出根据实施例的另一显示装置的图。 图 11 是示出根据实施例的照明装置的图。图。
具体实施方式
在实施例的描述中， 将理解的是， 当层 ( 或膜 )、 区域、 图案或结构被称为在基板、 每层 ( 或膜 )、 区域、 垫或图案 “上” 时， 它能够 “直接” 在基板、 每层 ( 或膜 )、 区域、 垫或图 案上， 或者也可以存在中间层。此外， 将理解的是， 当层被称为在每层 ( 膜 )、 区域、 垫或结 构 “下” 时， 它能够直接在另一层 ( 膜 )、 另一区域、 另一垫、 或者另一图案下， 或者也可以存 在一个或者多个中间层。
为了示出的清楚， 每个元件的尺寸可以被夸大， 并且每个元件的尺寸可以不同于 每个元件的实际尺寸。 在下文中， 将会参考附图描述实施例。
图 1 是示出根据第一实施例的发光器件的侧截面图。
参考图 1， 发光器件 100 包括衬底 110、 缓冲层 120、 第一导电类型半导体层 130、 有 源层 140、 以及第二导电类型半导体层 150。
绝缘衬底或者导电衬底可以被用于衬底 110。 例如， 可以使用蓝宝石 (Al2O3)、 SiC、 Si、 GaAs、 GaN、 ZnO、 Si、 GaP、 InP、 以及 Ge 中的至少一个。在衬底 110 的上表面上， 可以形成 不平坦图案或者粗糙。在此， 不平坦图案可以与衬底 110 形成为一体或者可以单独地形成。 不平坦图案通过更改入射角的临界角可以提高光提取效率。
化合物半导体层可以形成在衬底 110 上。通过诸如电子束蒸镀器、 物理气相沉 积 (PVD)、 化学气相沉积 (CVD)、 等离子体激光沉积 (PLD)、 复合型热蒸镀器溅射、 金属有机 化学气相沉积 (MOCVD) 等等的设备可以生长化合物半导体层， 并且设备不限于所列出的设 备。化合物半导体层可以使用 II 至 VI 族化合物半导体形成为层或者图案， 并且化合物半 导体层可以形成为多层。
缓冲层 120 形成在衬底 110 上。 缓冲层 120 可以使用 II 至 IV 族化合物半导体形成 为层或者图案。 缓冲层 120 可以包括例如 InxAlyGa1-x-yN(0 ≤ x ≤ 1， 0 ≤ y ≤ 1， 0 ≤ x+y ≤ 1) 的组成式的例如使用 III-V 族化合物半导体的半导体层。
缓冲层 120 可以包括从 GaN、 AlN、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP、 以及 AlGaInP 的组中选择的至少一个。缓冲层 120 可以形成有诸如 ZnO 层的 氧化物， 并且不限于此。可以不形成缓冲层 120， 并且不限制是否形成缓冲层。
未掺杂的半导体层可以形成在衬底 110 或者缓冲层 120 上。未掺杂的半导体层可 以被实施为使用 III-V 族化合物半导体的 GaN 基半导体。即使未掺杂的半导体层没有被有 意地掺杂有导电掺杂物， 这样的未掺杂的半导体层也可以包括 n 型掺杂物。未掺杂的半导 体层可以形成为其掺杂物浓度低于第一导电类型半导体层 130 的掺杂物浓度， 并且与第一
导电类型半导体层 130 相比较， 可以形成为低导电层或者高电阻层 ； 然而， 未掺杂的半导体 层不限于此。
第一导电类型半导体层 130 可以形成在衬底 110 或者缓冲层 120 上。可以利用 例如 InxAlyGa1-x-yN(0 ≤ x ≤ 1， 0 ≤ y ≤ 1， 0 ≤ x+y ≤ 1) 的组成式的掺杂有第一导电掺杂 物的 III-V 族化合物半导体形成第一导电类型半导体层 130。第一导电类型半导体层 130 可以包括从 GaN、 AlN、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP、 以及 AlGaInP 的组中选择的至少一个。 在第一导电类型半导体层 130 是 N 型半导体层的情况下， 第一导电掺杂物包括 Si、 Ge、 Sn、 Se、 以及 Te 作为 N 型掺杂物。
第一导电类型包覆层可以形成在第一导电类型半导体层 130 和有源层 140 之间。 第一导电类型包覆层可以形成有 GaN 基半导体并且其带隙大于有源层 40 内的势垒层的带 隙。第一导电类型包覆层用于限制载流子 (carrier)。
有源层 140 形成在第一导电类型半导体层 130 上。有源层 140 可以形成为单量子 阱、 多量子阱 (MQW)、 量子线、 以及量子点的结构当中的至少一种结构。可以使用 III-V 族 化合物半导体的材料为有源层 140 形成阱层和势垒层。在下文中， 为了便于解释， 假定有源 层 140 具有其中交替地布置阱层 141、 143、 以及 145 和势垒层 142、 144、 以及 146 的多量子 阱结构。
有源层 140 的阱层 / 势垒层对可以是 InGaN 阱层 /GaN 势垒层、 GaN 阱层 /AlGaN 势 垒层、 InGaN 阱层 /AlGaN 势垒层、 以及 InGaN 阱层 /InGaN 势垒层。有源层 140 可以形成有 2 至 30 的周期， 并且势垒层 142、 144、 以及 146 中的至少一个可以被掺杂有诸如铟或者硅的 掺杂物或者可以不被掺杂 ； 然而， 它们不限于此。势垒层 142、 144、 以及 146 的带隙可以形 成为高于阱层 141、 143、 以及 145 的带隙。
阱层 141 可以被布置为有源层 140 的最下层， 并且势垒层 146 可以被布置为最上 层。替代阱层 141， 势垒层可以被布置为最下层。
在实施例中， 有源层 140 的势垒层 142、 144、 以及 146 中的至少一个的上表面可以 形成为不平坦表面， 并且至少一个势垒层可以距离第二导电类型半导体层 130 比距离第一 导电类型半导体层 150 更近。被布置为有源层 140 的最上层的势垒层 146 可以形成为不平 坦表面， 并且最上的势垒层 146 在下面被称为第一势垒层。
可以以 InxAlyGa1-x-yN(0 ≤ x ≤ 1， 0 ≤ y ≤ 1， 0 ≤ x+y ≤ 1) 的组成式形成第一势 垒层 146 并且可以利用其带隙高于阱层 141、 143、 以及 145 的带隙的材料形成第一势垒层 146。
第一势垒层 146 的上表面形成为不平坦表面 140A。 不平坦表面 140A 不是平的， 具 有凹凸结构， 并且是粗糙的， 并且它可以形成为三维形状。第一势垒层 146 的上表面可以不 具有平坦部分。
由于有源层 140 的第一势垒层 146 的上表面形成为不平坦表面 140A， 所以第一势 垒层 146 的上表面的面积大于其它的势垒层 142 和 144 的每个上表面的面积。因此， 可以 增加用于第一势垒层 45 的空穴注入面积使得可以提高空穴注入效率。
通过在从大约 780℃至大约 1000℃范围内的生长温度使用氮或 / 和氢作为载气并 且提供环境气体 NH3、 镓前驱体 TMGa(TEGa)、 TMIn、 以及 TMAl 可以生长并且形成有源层 140。 有源层 140 的阱层 141、 143、 以及 145 中的每一个可以形成为大约 至大约 范围内的厚度， 并且势垒层 142 和 144 中的每一个可以形成为例如大约 至大约 的较厚的厚 度。
在生长温度或 / 和环境气体方面， 有源层 140 的第一势垒层 146 的生长条件可以 不同于下势垒层 142 和 144 的生长条件。例如， 通过将第一势垒层 146 的生长温度减小为 比第一导电类型半导体层 130 的生长温度 ( 例如， 大约 至大约 ) 低 150℃， 可以 生长不平坦表面 140A。对于另一示例， 通过将第一势垒层 146 的生长温度减小为比其它势 垒层 142 和 144 的生长温度低 150℃， 可以生长不平坦表面 140A。由于第一势垒层 146 的 上表面生长为不平坦表面， 因此减少了由于引线键合等等导致的损伤使得可以防止有源层 140 的损失。
在此， 第一势垒层 146 的厚度 D1 可以等于其它的势垒层 142 和 144 的厚度或者比 其它势垒层 142 和 144 的厚度厚， 例如， 可以为大约 至大约 的范围内。 第一势垒层 146 的凹部的深度 D2 可以处于大约 至大约 的范围内， 并且可以形成为小于第一 势垒层 146 的厚度的深度。而且， 第一势垒层 146 的厚度 D1 可以比其它势垒层 142 和 144 的厚度厚大约 凹部的深度 D2 可以优选地等于或者大于大约 并且此深度是考虑电 阻的临界数值。不平坦表面 140A 的凸部可以形成为具有多边形形状的锥形或者圆形， 但是 它不限于此。 在第一势垒层 146 的不平坦表面 140A 上， 可以以规则的间隔或者不规则的间隔形 成凹部或者凸部。
由于第一势垒层 146 的上表面面积增加， 所以第一势垒层 146 和第二导电类型半 导体层 150 之间的界面处的接触面积增加， 并且可以提高将空穴注入第二势垒层 146 的效 率。通过第一势垒层 146 的上表面面积， 可以增加电子空穴对 (EHP) 密度， 并且可以充分地 提高发光效率。
包覆层可以形成在有源层 140 上， 并且不平坦表面 140A 可以形成在包覆层的而不 是第一势垒层 146 的上表面上。这可以形成距离有源层 140 比距离第二导电类型半导体层 150 的顶表面或者上表面更近的不平坦表面。
图 2 是示出根据实施例的有源层的能带结构的图。如图 1 和图 2 中所示， 通过第 一势垒层 146 可以更多地注入价带 Ev 处的空穴 C2 和 C3 使得可以增加与导带 Ec 处的电子 C1 的复合率， 并且因此可以增加发光效率。在此， 存在通过至少一个不平坦表面 140A 为有 源层 140 补充局部空穴的效果。
同 时， 第 二 导 电 类 型 半 导 体 层 150 形 成 在 有 源 层 140 上， 并且可以以 InxAlyGa1-x-yN(0 ≤ x ≤ 1， 0 ≤ y ≤ 1， 0 ≤ x+y ≤ 1) 的组成式形成第二导电类型半导体层 150。第二导电类型半导体层 150 可以包括掺杂有第二导电掺杂物的 III-V 族化合物半导 体， 例如， 从 GaN、 AlN、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP、 以及 AlGaInP 的组中选择的至少一个。 在第二导电类型是 P 型半导体的情况下， 第二导电掺杂物 包括诸如 Mg 和 Ze 的 P 型掺杂物。第二导电类型半导体层 150 可以形成为单层或者多层， 并且它不限于此。
在此， 第二导电类型半导体层 150 的掺杂物的浓度可以处于大约 1017cm-3 至大约 1022cm-3 的范围内以进行掺杂。第二导电类型半导体层 150 可以形成为超过数百埃的厚度，
并且通常， 它可以形成为大约至6的范围内的厚度。102110753 A CN 102110757
说明书5/12 页在此， 第二导电类型半导体层 150 的 P 型掺杂物浓度可以是第一导电类型半导体 层 140 的 N 型掺杂物浓度的大约 1％至大约 10％， 并且， 例如， 可以具有大约 1017cm-3 的掺杂 物浓度。即使第二导电类型半导体层 150 的 P 型掺杂物浓度可以低于第一导电类型半导体 层 140 的 N 型掺杂物浓度的 10％， 通过有源层 140 的不平坦表面 140A 可以提高空穴注入效 率。
由于不平坦表面 140A 使得有源层 140 和第二导电类型半导体层 150 之间的接触 界面比有源层 140 和第一导电类型半导体层 130 之间的接触界面大大约 50％。因此， 即使 第二导电类型半导体层 150 的 P 型掺杂物浓度可以小于第一导电类型半导体层 130 的 N 型 掺杂物浓度， 也可以提高空穴注入效率和内量子效率。
同时， 第一导电类型半导体层 130 和第二导电类型半导体层 150 可以分别被实施 为 P 型半导体层和 N 型半导体层。具有不同于第二导电类型半导体层 150 的极性的第三导 电类型半导体层可以形成在第二导电类型半导体层 150 上。 第一导电类型半导体层 130、 有 源层 140、 以及第二导电类型半导体层 150 可以被定义为用于半导体发光器件 100 的发光结 构。发光结构可以被实施为 N-P 结、 P-N 结、 N-P-N 结、 以及 P-N-P 结当中的一种结构。为了 便于解释， 在下面假定发光器件 100 的最上边的半导体层是第二导电类型半导体层 150。 透明电极层 ( 未示出 )、 反射电极层、 以及第二电极中的一个可以形成在第二导电 类型半导体层 150 上。透明电极层可以在第二导电类型半导体层 150 的几乎整个表面上包 括从由铟锡氧化物 (ITO)、 铟锌氧化物 (IZO)、 铟锌锡氧化物 (IZTO)、 铟铝锌氧化物 (IAZO)、 铟镓锌氧化物 (IGZO)、 铟镓锡氧化物 (IGTO)、 铝锌氧化物 (AZO)、 锑锡氧化物 (ATO)、 镓锌氧 化物 (GZO)、 ZnO、 IrOx、 RuOx、 以及 NiO 组成的组中选择的至少一个。
反射电极层可以在第二导电类型半导体层 150 的几乎整个表面上选择性地包括 Al、 Ag、 Pd、 Ph、 Pt、 以及 Ir 的合金或者金属材料。
第二电极可以形成在第二导电类型半导体层 150 和 / 或透明电极层上， 并且可以 包括电极焊盘。可以进一步形成电流扩散图案。
图 3 是示出根据第二实施例的发光器件的图。 为了解释图 3 中所示的第二实施例， 参考第一实施例描述与第一实施例相比较来说相同的部分， 并且省略重复的解释。
参考图 3， 发光器件 100A 包括衬底 110、 缓冲层 120、 第一导电类型半导体层 130、 有源层 140、 以及第二导电类型半导体层 150。
第二导电类型半导体层 150 包括第一半导体层 151 和第二半导体层 152， 并且可以 形成有被掺杂有第二导电掺杂物的半导体， 例如， 从 GaN、 AlN、 AlGaN、 InGaN、 InN、 InAlGaN、 AlInN、 AlGaAs、 GaP、 GaAs、 GaAsP、 以及 AlGaInP 的组中选择的至少一个。
第一半导体层 151 的 P 型掺杂物浓度可以不同于第二半导体层 152 的掺杂物浓 度， 例如， 第一半导体层 151 的 P 型掺杂物浓度可以高于第二半导体层 152 的掺杂物浓度。
第一半导体层 151 的 P 型掺杂物浓度可以处于大约 1019cm-3 至 1022cm-3 的范围内 以进行掺杂。第一半导体层 151 的厚度可以比第二半导体层 152 的厚度薄并且， 例如， 可以 大于大约
第一半导体层 151 的材料可以与第一势垒层 146 的材料相同或者不同， 并且它们 可以具有相同或者不同的带隙。
有源层 140 的第一势垒层 146 形成为不平坦表面 140B， 并且第一半导体层 151 被
布置在第一势垒层 146 上。沿着第一势垒层 146 的不平坦表面 140B， 第一半导体层 151 可 以形成为不平坦层。第一半导体层 151 形成为不平坦层， 并且其上表面面积可以与不平坦 表面 140B 的相同。
第一半导体层 151 可以形成为不具有平坦部分的不平坦的表面。由于第一半导体 层 151 被布置为距离有源层 140 比距离第二半导体层 152 的上表面更近， 因此可以有效地 提高空穴注入效率。
第一半导体层 151 和第一势垒层 146 的不平坦的表面 140B 被形成为具有比其它 势垒层 142 和 144 的面积大超过大约 50％的面积， 使得可以提高将空穴注入有源层 140 的 效率。
图 4 是示出根据第三实施例的发光器件的侧截面图。为了解释图 4 中所示的第三 实施例， 参考第二实施例描述与第二实施例相比较的相同的部分， 并且重复的解释被省略。
参考图 4， 在发光器件 100B 中， 有源层 140 的第一势垒层 146A 的上表面形成为不 平坦表面 140C， 并且不平坦表面 140C 的凹部包括基本上平坦的部分 T2。
在不平坦表面 140C 的凹部处可以形成不平坦表面 140C 的平坦部分 T2， 该凹部可 以形成为具有多边形形状的锥形或圆形。 有源层 140 的第一势垒层 146A 的生长条件如下。第一势垒层 146A 的生长温度从 其它势垒层 142 和 144 的生长温度逐渐地降低。在此， 可以以规则的间隔分隔不平坦表面 140C 处的凸部的距离 T1， 并且第一势垒层 146A 的凹部可以形成为在凸部之间具有平坦平 面的部分 T2。
高掺杂物浓度的第一半导体层 151 可以形成在有源层 140 的第一势垒层 146A 上 并且可以沿着第一势垒层 146A 的不平坦表面 140C 形成。第一半导体层 151 形成为不平坦 层， 并且它的上表面面积可以与不平坦表面 140C 的相同。
在第一势垒层 146A 上， 可以形成高掺杂物浓度的第一半导体层 151， 或者如图 1 中 所示， 可以形成第二导电类型半导体层。
图 5 是示出根据第四实施例的发光器件的侧截面图。为了解释图 5 中所示的第四 实施例， 参考第二实施例描述与第二实施例相比较而言相同的部分， 并且省略重复的解释。
参考图 5， 在发光器件 100C 中， 有源层 140 的第一势垒层 146B 的上表面形成为不 平坦表面 140D， 并且不平坦表面 140D 包括具有多个不平坦图案的基本上平坦的部分 T4。
第一势垒层 146B 的生长温度从第一导电类型半导体层 130 的生长温度降低了某 一温度 ( 例如， 150℃以下 )， 并且氨的提供量减少。与有源层 140 的其它势垒层 142 和 144 的相比较， 氨的提供量可以被减少大约 50％。在第一势垒层 146B 的不平坦表面 140D 的表 面上， 可以以不规则的间隔和尺寸形成凸部的距离 T3， 并且可以形成其高度低于不平坦表 面 140D 的峰值高度的多个不平坦图案 147。
被布置在第一势垒层 146B 上的高掺杂物浓度的第一半导体层 151 可以形成为不 平坦层， 并且通过不平坦表面 140D 的微小不平坦图案 147 可以形成具有微小不平坦的图案 的基本上平坦的部分 T4。由于具有微小不平坦图案 147 的不平坦表面 140D 使得可以增加 第一半导体层 151 和有源层 140 之间的接触面积， 并且此接触面积可以提高空穴注入效率。
在第一势垒层 146B 上， 可以如图 1 中所示地形成第二导电类型半导体层来替代第 一半导体层 151。
图 6 是示出具有横向电极结构并且使用图 3 中所示的实施例的发光器件的图。为 了解释图 6 中所示的发光器件， 将会参考图 3 描述与图 3 相比较来说相同的部分。
参考图 6， 在发光器件 101A 中， 第一电极 171 可以形成在第一导电类型半导体层 130 上， 并且第二电极 173 可以形成在第二导电类型半导体层 150 上。电流扩展层 170 或 / 和绝缘层可以形成在第二导电类型半导体层 150 上。电流扩展层 170 包括透明电极层或 / 和反射电极层。电流扩展层 170 可以被连接到第二电极 173。第二电极 173 可以接触在电 流扩展层 170 和第二导电类型半导体层 150 上。
可以利用铟锡氧化物 (ITO)、 铟锌氧化物 (IZO)、 铟锌锡氧化物 (IZTO)、 铟铝锌氧 化物 (IAZO)、 铟镓锌氧化物 (IGZO)、 铟镓锡氧化物 (IGTO)、 铝锌氧化物 (AZO)、 锑锡氧化物 (ATO)、 金属氧化物、 或者金属氮化物形成透明电极层。可以利用来自 Ag、 Ag 合金、 Ni、 Al、 Al 合金、 Rh、 Pd、 Ir、 Ru、 Mg、 Zn、 Pt、 Au、 以及 Hf 的一个或者组合形成第二电极 173。第二电 极 173 可以包括电极焊盘， 或者可以形成单独的电极焊盘。
由于与有源层 140 和第一导电类型半导体层 130 之间的接触界面相比， 有源层 140 和第二导电类型半导体层 150 之间的接触界面更多地增加， 所以可以提高将空穴注入有源 层 140 的效率并且可以提高发光效率。
图 7 是示出具有垂直电极结构并且使用图 3 中所示的实施例的发光器件 102 的侧 截面图。
参考图 7， 有源层 140 被布置在第一导电类型半导体层 130 和第二导电类型半导体 层 150 之间。第一导电类型半导体层 130 被实施为 N 型半导体层并且可以被连接到第一电 极 171。第二导电类型半导体层 150 可以被实施为 P 型半导体层并且可以通过大于其下表 面面积的大约 50％的区域被提供有电力。由于不平坦表面 140B 使得与有源层 140 和第一 导电类型半导体层 130 之间的接触界面相比较， 有源层 140 和第二导电类型半导体层 150 之间的接触界面可以被更多地增加。
N 型半导体层可以进一步形成在第二导电类型半导体层 150 下面 ； 然而， 为了下面 的解释的方便起见， 省略了该 N 型半导体层。
在第二导电类型半导体层 150 下面， 可以包括保护层 163、 电流阻挡层 166、 第一导 电层 162、 第二导电层 164、 第三导电层 161、 以及支撑构件 165。在此， 在沉积或者附着支撑 构件 165 之后可以移除图 3 中所示的衬底。移除工艺可以包括物理方法或 / 和化学方法。 物理方法可以包括激光剥离 (LLO)， 并且化学方法可以包括湿蚀刻液体。 通过选择性地使用 蚀刻或 / 和抛光可以消除图 3 中所示的缓冲层 120。
第二导电层 164、 第三导电层 161、 以及支撑构件 165 中的至少一个被用作第二电 极， 并且第一电极 171 可以形成在第一导电类型半导体层 130 上。第一电极 171 和第二电 极可以被相对地布置， 并且它们不限于此。
第一导电类型半导体层 130 的上表面可以形成为光提取结构， 例如， 凹凸结构或 者粗糙。第一导电类型半导体层 130 的光提取结构可以通过更改入射光的临界角提高外量 子效率。
支撑构件 164 包括使用片形式或镀方法的导电支撑构件并且可以形成为超过数 十微米的厚度。 导电支撑构件可以包括例如铜 (Cu)、 金 (Au)、 镍 (Ni)、 钼 (Mo)、 铜钨 (Cu-W)、 以及载具晶圆 ( 例如， Si、 Ge、 GaAs、 ZnO、 以及 SiC) 中的至少一个。支撑构件 165 可以包括绝缘支撑构件， 并且它不限于此。
第三导电层 161 可以形成在支撑构件 165 上。第三导电层 161 是结合层并且被接 合在第二导电层 164 和支撑构件 165 之间。
第三导电层 161 可以包括势垒金属或者结合金属， 例如， 可以包括从 Ti、 Au、 Sn、 Ni、 Cr、 Ga、 In、 Bi、 Cu、 Ag、 Ta、 以及来自于这些金属的两个或者更多的合金中选择的至少一 个。
第三导电层 161 可以延伸到保护层 163 下面， 并且它不限于此。而且， 可以不形成 第三导电层 161， 并且支撑构件 165 可以被布置在第二导电层 164 下面。
第二导电层 164 可以包括具有大于大约 50％的反射率的金属并且可以用作能够 有效地反射入射光的反射层。
第二导电层 164 可以形成有包括例如 Ag、 Ni、 Al、 Rh、 Pd、 Ir、 Ru、 Mg、 Zn、 Pt、 Au、 以 及 Hf 中的至少一个的金属或合金并且可以包括单层或者多层。而且， 第二导电层 164 可以 使用金属或者合金和诸如 IZO、 IZTO、 IAZO、 IGZO、 IGTO、 AZO、 以及 ATO 的半透明导电材料形 成为多层并且， 例如， 可以被分层为 IZO/Ni、 AZO/Ag、 IZO/Ag/Ni、 以及 AZO/Ag/Ni。
第一导电层 162 可以形成在第二导电层 164 上。第一导电层 162 可以欧姆接触到 第二导电类型半导体层 150 并且可以使用铟锡氧化物 (ITO)、 铟锌氧化物 (IZO)、 铟锌锡氧 化物 (IZTO)、 铟铝锌氧化物 (IAZO)、 铟镓锌氧化物 (IGZO)、 铟镓锡氧化物 (IGTO)、 铝锌氧化 物 (AZO)、 锑锡氧化物 (ATO)、 镓锌氧化物 (GZO)、 IrOx、 RuOx、 RuOx/ITO、 Ni、 Ag、 Ni/IrOx/Au、 以及 Ni/IrOx/Au/ITO 中的至少一个形成为单层或多层。第二导电层 164 可以欧姆接触到 第二导电类型半导体层 150。
电流阻挡层 (CBL)166 可以形成在第一导电层 162 和第二导电类型半导体层 150 之间。电流阻挡层 166 的上表面可以接触到第二导电类型半导体层 150， 并且电流阻挡层 166 的下表面和侧表面可以接触到欧姆接触层 162。
在垂直方向上， 电流阻挡层 166 的至少一部分可以与第一电极 171 重叠， 并且电流 阻挡层 166 可以更多地分离第一电极 171 和支撑构件 165 之间的电流路径。电流阻挡层 166 的宽度是第一电极 171 的宽度的大约 0.9 至 1.3 倍。例如， 电流阻挡层 166 的宽度可以 是第一电极 171 的宽度的大约 1.1 至 1.3 倍。
使用其导电性低于第二导电层 164 或者第一导电层 162 的导电性的材料、 与第二 导电类型半导体层 150 形成肖特基接触的材料、 或者绝缘材料可以形成电流阻挡层 166。 例 如， 电流阻挡层 166 可以包括 ITO、 ZnO、 SiO2、 SiON、 Si3N4、 Al2O3、 TiO2、 Ti、 Al、 以及 Cr 中的 至少一个。
保护层 163 的内侧部分被布置在第二导电类型半导体层 150 下面的外侧， 并且其 外侧部分可以比第二导电类型半导体层 150 的侧面更加向外延伸。保护层 163 可以具有环 形并且可以被布置在第二导电类型半导体层 160 下面的外侧。环形可以是连续的或者不连 续的环形并且可以包括圆形、 多边形、 以及弯曲表面和多边形的混合的形状。
保护层 163 的内侧部分可以接触到第一导电层 162 的侧面。保护层 163 可以形 成有其导电性低于第二导电层 164 或者第三导电层 161 的导电性的材料、 与第二导电类型 半导体层 150 形成肖特基接触的材料、 或者电绝缘材料。例如， 可以利用 ZnO、 SiO2、 SiON、 Si3N4、 Al2O3、 以及 TiO2 形成保护层 163。也 可 以 选 择 性 地 使 用 铟 锡 氧 化 物 (ITO)、 铟 锌 氧 化 物 (IZO)、 铟锌锡氧化物 (IZTO)、 铟铝锌氧化物 (IAZO)、 铟镓锌氧化物 (IGZO)、 铟镓锡氧化物 (IGTO)、 铝锌氧化物 (AZO)、 锑锡氧化物 (ATO)、 以及镓锌氧化物 (GZO) 形成保护层 163。
保护层 163 分离第三导电层 161 和第二导电层 150 之间的距离使得可以防止器件 的侧壁处的电短路。保护层 163 也可以提高第二导电类型半导体层 150 和第三导电层 161 之间的粘附力。
在用于划分为单位芯片的隔离蚀刻工艺期间可以倾斜地形成半导体层 130、 140、 以及 150 的侧壁， 并且保护层 163 可以被暴露在半导体层 130、 140、 以及 150 的侧壁下面。 在半导体层 130、 140、 以及 150 的侧面上， 可以进一步形成绝缘层。利用 SiO2、 SiON、 Si3N4、 Al2O3 等等形成绝缘层并且保护半导体层 130、 140、 以及 150 的侧面。
上述实施例的特征不限于实施例而是可以被选择性地应用于其它实施例。 通过实 施例的技术范围内的选择性组合， 其它的实施例和应用是可能的。
图 8 是示出根据实施例的发光器件封装的横截面图。
参考图 8， 发光器件封装 30 包括主体 20、 布置在主体 20 处的第一引线电极 31 和第 二引线电极 32、 根据实施例的发光器件 101、 以及覆盖发光器件 101 的成型构件 40。在此， 发光器件被布置在主体 20 处并且被电气地连接到第一引线电极 31 和第二引线电极 32。 主体 20 可以形成为包括诸如硅的导电衬底、 诸如 PPA( 聚邻苯二甲酰胺 ) 的合成 树脂、 陶瓷衬底、 绝缘衬底、 或者金属衬底 ( 例如， MCPCB)。主体 20 包括诸如其上部开口的 凹部。在凹部处， 布置发光器件 101， 并且暴露第一和第二引线电极 31 和 32。倾斜表面可 以形成在凹部的周围上。主体 20 可以包括通孔结构， 并且它不限于此。
第一引线电极 31 和第二引线电极 32 被相互电气地分离并且将电力提供给发光器 件 101。第一引线电极 31 和第二引线电极 32 还可以通过反射从发光器件 101 产生的光来 增加光效率并且可以用于散发从发光器件 101 产生的热。
发光器件 101 可以被安装在主体 20 上， 或者第一引线电极 31 或者第二引线电极 32 上。
发光器件 101 可以通过布线被连接到第一引线电极 31 和第二引线电极 32。
成型构件 40 可以包围发光器件 101 以保护发光器件 101。而且， 荧光衬底可以被 包括在成型构件 40 中使得可以改变从发光器件 101 发射的光的波长。透镜可以被布置在 成型构件 40 上， 并且透镜可以被实施为接触到或者没有接触到成型构件 40 的形式。
发光器件 101 可以通过通孔电气地连接到衬底或主体的下表面。
在发光器件封装 30 上， 可以安装上述实施例的发光器件中的至少一个， 并且对此 不存在限制。
尽管发光器件封装已经被描述为顶视形式， 但是它还可以被实施为侧视方法使得 可以改进上述热辐射特性、 导电性以及反射特性。如上所述通过树脂层可以封装根据顶视 或者侧视方法的发光器件， 并且然后， 透镜可以形成或者附着在树脂层上 ； 对此不存在限 制。
< 照明系统 >
根据实施例的发光器件封装或者发光器件能够被应用于照明系统。 照明系统包括 多个发光器件或者发光器件封装的阵列的结构。照明系统可以包括图 9 和图 10 中所示的
显示装置、 图 11 中所示的照明装置、 照明灯、 信号灯、 汽车头灯、 电子显示器等等。
图 9 是示出根据实施例的显示装置的分解透视图。
参考图 9， 根据实施例的显示装置 1000 可以包括导光板 1041 ； 发光模块 1031， 该 发光模块 1031 将光提供给导光板 1041 ； 在导光板 1041 的下方的反射构件 1022 ； 在导光板 1041 上的光学片 1051 ； 在光学片 1051 上的显示面板 1061 ； 以及底盖 1011， 该底盖 1011 存 储导光板 1041、 发光模块 1031、 以及反射构件 1022 ； 然而， 其不限于此。
底盖 1011、 反射片 1022、 导光板 1041 以及光学片 1051 可以被定义为灯单元 1050。
导光板 1041 用于漫射光以聚集为表面光源。 利用透明材料形成导光板 1041 并且， 例如， 可以包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 的丙烯基树脂、 聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)、 聚碳酸酯 (PC)、 环烯烃共聚合物 (COC) 以及聚邻苯二甲酸酯 (PEN) 树脂中的一个。
发光模块 1031 将光提供给导光板 1041 的至少一侧， 并且最终用作显示装置的光 源。
包括至少一个发光模块 1031， 并且发光模块 1031 可以在导光板 1041 的一侧处直 接或者间接地提供光。 发光模块 1031 包括根据上述实施例的发光器件封装 30 和基板 1033。 发光器件封装 30 可以以预定的间隔布置在基板 1033 上。 基板 1033 可以是包括电路图案 ( 未示出 ) 的印刷电路板 (PCB)。然而， 基板 1033 不仅可以包括典型的 PCB 而且可以包括金属核 PCB(MCPCB) 或者柔性 PCB(FPCB)， 并且它不 限于此。 在发光器件封装 30 被安装在底盖 1011 的侧面上或者散热板上的情况下， 基板 1033 可以被省略。在此， 散热板的一部分可以接触到底盖 1011 的上表面。
多个发光器件封装 30 可以被安装在基板 1033 上使得发光表面与导光板 1041 分 离预定的距离， 但是对此不存在限制。发光器件封装 30 可以将光直接地或者间接地提供给 光进入部分， 即导光板 1041 的一侧， 并且对此不存在限制。
反射构件 1022 可以被布置在导光板 1041 的下方。反射构件 1022 在向上方向上 反射被入射到导光板 1041 的下表面的光， 从而可以提高灯单元 1050 的亮度。例如， 可以利 用例如 PET、 PC 或者 PVC 树脂形成反射构件 1022 ； 然而， 它不限于此。反射构件 1022 可以 是底盖 1011 的上表面 ； 然而， 对此不存在限制。
底盖 1011 可以存储导光板 1041、 发光模块 1031、 以及反射构件 1022。为此， 底 盖 1011 可以被提供有存储单元 1012， 其具有其上表面被打开的盒形状， 并且对此不存在限 制。底盖 1011 可以与顶盖组合， 并且对此不存在限制。
可以利用金属材料或者树脂材料形成底盖 1011 并且可以使用按压或者挤出成型 工艺来制造底盖 1011。 底盖 1011 还可以包括具有优秀的导热性的金属或者非金属材料， 并 且对此不存在限制。
例如， 显示面板 1061 是 LCD 面板， 并且包括透明的第一和第二基板， 和第一和第二 基板之间的液晶层。 在显示面板 1061 的至少一侧上， 可以附着偏振板 ； 然而， 附着结构不限 于此。显示面板 1061 通过穿过光学片 1051 的光来显示信息。显示装置 1000 可以被应用 于各种蜂窝电话、 笔记本计算机的监视器、 膝上计算机的监视器、 以及电视。
光学片 1051 被布置在显示面板 1061 和导光板 1041 之间并且包括至少一个半透 明片。 光学片 1051 可以包括例如漫射片、 水平和垂直棱镜片、 亮度增强片中的至少一个。 漫 射片漫射入射光。水平或 / 和垂直棱镜片将入射光集中在显示区域。亮度增强片重新使用
丢失的光以增强亮度。保护片可以被布置在显示面板 1061 上， 并且对此不存在限制。
在此， 在发光模块 1031 的光路径上， 导光板 1041 和光学片 1051 可以被包括作为 光学构件 ； 然而， 对此不存在限制。
图 10 是示出根据实施例的显示装置的图。
参考图 10， 显示装置 1100 包括底盖 1152、 基板 1120、 光学构件 1154、 以及显示面 板 1155。在此， 上述发光器件封装 30 被排列在基板 1120 上。
基板 1120 和发光器件封装 30 可以被定义为发光模块 1060。底盖 1152、 至少一个 发光模块 1060、 以及光学构件 1154 可以被定义为灯单元。
底盖 1152 可以被提供有存储单元 1153， 并且对此不存在限制。
在此， 光学构件 1154 可以包括透镜、 导光板、 漫射片、 水平和垂直棱镜片、 以及亮 度增强片中的至少一个。可以利用 PC 材料或者甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 材料形成导光板， 并且可以消除导光板。漫射片漫射入射光。水平或 / 和垂直棱镜片将入射光集中在显示区 域上。亮度增强片重新使用丢失的光以增强亮度。
光学构件 1154 被布置在发光模块 1060 上。光学构件 1154 将从发光模块 1060 发 射的光转换为表面光源， 或者执行漫射或者收集光。
图 11 是示出根据实施例的照明装置的透视图。
参考图 11， 照明装置 1500 包括壳体 1510 ； 发光模块 1530， 该发光模块 1530 被安 装到壳体 1510 ； 以及连接端子 1520， 该连接端子 1520 被安装到壳体 1510 并且被提供有来 自于外部电源的电力。
优选地， 利用具有优异的散热特性的材料形成壳体 1510。 例如， 可以利用金属材料 或者树脂材料形成壳体 1510。
发光模块 1530 可以包括基板 1532， 和被安装在基板 1532 上的根据实施例的发光 器件封装 30。多个发光器件封装 30 可以以矩阵的形式排列或者以预定的间隔相互分离地 排列。
基板 1532 可以是印有电路图案的绝缘体。例如， 基板 1532 可以包括 PCB、 金属核 PCB、 柔性 PCB、 陶瓷 PCB、 以及 FR-4 基板。
基板 1532 还可以利用有效地反射光的材料形成， 或者它的表面可以被涂覆有有 效地反射光的颜色， 例如， 白色或者银色。
至少一个发光器件封装 30 可以被安装在板 1532 上。每个发光器件封装 30 可以 包括至少一个发光二极管 (LED) 芯片。LED 芯片可以包括诸如红、 绿、 蓝或者白色的可见光 的发光二极管， 或者发射紫外线 (UV) 的 UV 发光二极管。
各种发光器件封装 30 的组合可以被布置在发光模块 1530 中以获得颜色色调和亮 度。例如， 为了确保高显色指数 (CRI)， 可以组合并且布置白色发光二极管、 红色发光二极 管、 以及绿色发光二极管。
连接端子 1520 可以被电气地连接到发光模块 1530 以提供电力。连接端子 1520 以插座的方法螺丝连接到外部电源 ； 然而， 对此不存在限制。 例如， 可以将连接端子 1520 形 成为插脚的形状以将其插入到外部电源或者可以通过布线将其连接到外部电源。
根据实施例， 其中封装发光器件 100 的封装可以被布置在基板上以实施为如上的 发光模块， 或者图 1 中所示的发光器件可以被布置在基板上并且被封装以实施为发光模块。 根据实施例， 能够增加将载流子注入有源层的效率， 能够提高有源层的内量子效 率。因此， 能够提高发光器件和发光器件封装的可靠性。
根据实施例的发光器件的制造方法包括 ： 形成第一导电类型半导体层 ； 在第一导 电类型半导体层上形成包括阱层和势垒层的单层或者多层结构的有源层 ； 以及在有源层上 形成第二导电类型半导体层。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例， 但是应该理解， 本领域 的技术人员可以想到多个其它修改和实施例， 这将落入本发明原理的精神和范围内。更加 具体地， 在本说明书、 附图和所附权利要求的范围内的主要内容组合布置的组成部件和 / 或布置中， 各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和 / 或布置中的变化和修改之外， 对 于本领域的技术人员来说， 替代使用也将是显而易见的。