專利名稱:發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、制造發(fā)光器件的方法及照明系統(tǒng)的制作方法
發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、制造發(fā)光器件的方法及照明系統(tǒng)
背景技術(shù):
發(fā)光二極管(LED)是一種將電能轉(zhuǎn)換為光的半導(dǎo)體器件。與諸如熒光燈或者輝光燈的傳統(tǒng)光源相比較,LED在功率消耗、壽命周期、響應(yīng)速度、安全、以及環(huán)保要求方面是有利的??紤]此,已經(jīng)進(jìn)行了各種研究以將傳統(tǒng)的光源替換為LED。LED越來越多地被用作用于諸如各種燈、液晶顯示器、電子標(biāo)識牌、以及街燈的照明裝置的光源。
發(fā)明內(nèi)容
實施例提供具有新穎結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、制造發(fā)光器件的方法以及照明系統(tǒng)。實施例提供具有高可靠性的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、制造發(fā)光器件的方法以及照明系統(tǒng)。根據(jù)實施例的發(fā)光器件包括襯底;在襯底上的保護(hù)層;在保護(hù)層上的電極層;發(fā)光結(jié)構(gòu),該發(fā)光結(jié)構(gòu)形成在電極層上以產(chǎn)生光并且具有第一半導(dǎo)體層、在第一半導(dǎo)體層下面的有源層以及在有源層下面的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層;以及第一電極,該第一電極具有布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一端和被布置在保護(hù)層上的第二端,其中保護(hù)層與電極層和第一電極中的至少一個形成肖特基接觸。根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝包括封裝主體;在封裝主體上的第一和第二電極; 以及發(fā)光器件,該發(fā)光器件被電連接到第一和第二電極,其中發(fā)光器件包括襯底;在襯底上的保護(hù)層;在保護(hù)層上的電極層;發(fā)光結(jié)構(gòu),該發(fā)光結(jié)構(gòu)形成在電極層上以產(chǎn)生光并且具有第一半導(dǎo)體層、在第一半導(dǎo)體層下面的有源層以及在有源層下面的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層;以及第一電極,該第一電極具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一端和被布置在保護(hù)層上的第二端,并且其中保護(hù)層與電極層和第一電極中的至少一個形成肖特基接觸。根據(jù)實施例的照明系統(tǒng)包括發(fā)光模塊,該發(fā)光模塊包括第一基板和被安裝在基板上的發(fā)光器件,其中發(fā)光器件包括第二襯底;在第二襯底上的保護(hù)層;在保護(hù)層上的電極層;發(fā)光結(jié)構(gòu),該發(fā)光結(jié)構(gòu)形成在電極層上以產(chǎn)生光并且具有第一半導(dǎo)體層、在第一半導(dǎo)體層下面的有源層以及在有源層下面的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層;以及第一電極,該第一電極具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一端和被布置在保護(hù)層上的第二端,并且其中保護(hù)層與電極層和第一電極中的至少一個形成肖特基接觸。—種根據(jù)實施例的制造發(fā)光器件的方法,包括在第一襯底上形成保護(hù)層和在保護(hù)層上形成包括第一粘附層的第一主體;在第二襯底上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)和在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成包括第二粘附層的第二主體;將第一粘附層彼此相對地結(jié)合到第二粘附層使得第一主體被結(jié)合到第二主體,從而形成電極層;移除第二襯底;對發(fā)光結(jié)構(gòu)執(zhí)行隔離蝕刻;選擇性地移除電極層使得暴露保護(hù)層的至少一部分;以及形成具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的一端和被布置在保護(hù)層的暴露的部分上的相對端的第一電極,其中保護(hù)層與電極層和第一電極中的至少一個形成肖特基接觸。
圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件的截面圖;圖2至圖7是示出根據(jù)第一實施例的用于制造發(fā)光器件的過程的截面圖;圖8是示出根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件的截面圖;圖9是示出根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件的截面圖;圖10是示出根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件的截面圖;圖11是示出根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件的截面圖;圖12是示出根據(jù)實施例的包括發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的截面圖;圖13是示出根據(jù)實施例的包括發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的背光單元的分解透視圖;以及圖14是示出根據(jù)實施例的包括發(fā)光器件或者發(fā)光器件封裝的照明單元的透視圖。
具體實施例方式在實施例的描述中,將會理解的是,當(dāng)層(或膜)、區(qū)域、圖案、或結(jié)構(gòu)被稱為在另一襯底、另一層(或膜)、另一區(qū)域、另一焊盤、或另一圖案“上”或“下”時,它能夠“直接” 或“間接”在另一襯底、層(或膜)、區(qū)域、焊盤、或圖案上,或者也可以存在一個或多個中間層。已經(jīng)參考附圖描述層的這樣的位置。為了方便或清楚起見,附圖中所示的每個層的厚度和尺寸可以被夸大、省略、或示意性繪制。另外,元件的尺寸沒有完全反映真實尺寸。在下文中,將會參考附圖描述根據(jù)實施例的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法以及發(fā)光器件封裝。圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100的截面圖。參考圖1,根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100包括第一襯底110 ;在第一襯底110上的保護(hù)層120 ;在保護(hù)層120上的電極層160 ;發(fā)光結(jié)構(gòu)145,該發(fā)光結(jié)構(gòu)145被布置在電極層160上以產(chǎn)生光;第一電極170,該第一電極具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面上的一端和被布置在保護(hù)層120上的另一端;以及在電極層160上的第二電極180。保護(hù)層120與電極層160和第一電極170中的至少一個形成肖特基接觸。因此,當(dāng)與發(fā)光結(jié)構(gòu)145的工作電壓相對應(yīng)的電力被施加給發(fā)光器件100時,發(fā)光結(jié)構(gòu)145正常地產(chǎn)生光,但是由于由肖特基接觸產(chǎn)生的肖特基勢壘導(dǎo)致電流不會流過保護(hù)層 120。然而,如果由于浪涌效應(yīng)或者靜電放電(ESD)導(dǎo)致過大的正向或者反向電壓被施加給發(fā)光器件100,那么肖特基勢壘被電導(dǎo)通使得電流流過保護(hù)層120而沒有流過發(fā)光結(jié)構(gòu)145,從而防止損壞發(fā)光結(jié)構(gòu)145。即,根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100,保護(hù)層120形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145下方,因此能夠在沒有減少發(fā)光結(jié)構(gòu)145的發(fā)光面積的情況下改進(jìn)耐受電壓特性。在下文中,將會詳細(xì)地描述根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100的元件。第一襯底110是絕緣襯底。例如,第一襯底110可以包括藍(lán)寶石(Al2O3),但是實施例不限于此。
從第一襯底110的頂表面生長保護(hù)層120。例如,保護(hù)層120 包括諸如 Si、GaN, InN, A1N、InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP、AlGaP, InGaP, AlInGaP 或者 hP 的半導(dǎo)體材料。另外,保護(hù)層120能夠被摻雜有η型或者ρ型導(dǎo)電摻雜物,但是實施例不限于此。第一電極170和電極層160形成在保護(hù)層120的頂表面上。保護(hù)層120與第一電極170和電極層160中的至少一個形成肖特基接觸。因此,如果足以從發(fā)光結(jié)構(gòu)145產(chǎn)生光的電壓被施加到發(fā)光器件100,那么由于肖特基接觸使得電流不會流過保護(hù)層120。然而,如果過大的電壓被施加給發(fā)光器件100,那么由肖特基接觸引起的肖特基勢壘被電導(dǎo)通使得電流流過保護(hù)層120而沒有流過發(fā)光結(jié)構(gòu)145,從而改進(jìn)了發(fā)光器件100的耐受電壓特性。同時,通過控制摻雜在保護(hù)層120中的η型或者ρ型摻雜物的摻雜濃度能夠?qū)⑹剐ぬ鼗鶆輭颈浑妼?dǎo)通的擊穿電壓調(diào)整為想要的電平。擊穿電壓可以高于發(fā)光結(jié)構(gòu)的工作電壓。例如,擊穿電壓大約是4V至500V,但是實施例不限于此。電極層160形成在保護(hù)層120上。電極層160反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145發(fā)射的光并且歐姆接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)145以將電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)145。另外,電極層160可以與保護(hù)層120形成歐姆接觸或者肖特基接觸。為此,電極層160可以具有多層結(jié)構(gòu)。例如,電極層160可以包括接觸保護(hù)層120的第一層161和形成在第一層161上以反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145發(fā)射的光的第二層162。第一層161可以取決于保護(hù)層120的極性或者材料選擇性地包括ρ歐姆層或者η 歐姆層以與保護(hù)層120形成歐姆接觸或者肖特基接觸。優(yōu)選地,第一層161包括具有優(yōu)異的粘附性的材料。例如,第一層161可以包括從Au、SnJn、Pd、Cu、Mo、W、Si、Ta、Nb以及Ni 中選擇的至少一個。第二層162包括具有高反射效率的金屬材料以有效地反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145發(fā)射的光。例如,第二層162可以包括從48、詘、慰、々11、?(1、11~、11、?仏1以及Al中選擇的至少一個。另外,擴(kuò)散阻擋層(未示出)能夠被插入在第一和第二層161和162之間以防止第一和第二層161和162之間的互擴(kuò)散。此外,粘附加強(qiáng)層(未示出)能夠被設(shè)置在第一和第二層161和162之間以加強(qiáng)第一和第二層161和162之間的耦接狀態(tài)。例如,擴(kuò)散阻擋層可以包括從由Ti、Ni、Cu、N、Zr、Cr、Ta以及Mi組成的組中選擇的至少一個。另外,粘附加強(qiáng)層可以包括從Au、Sn、Ni、In以及Ti中選擇的至少一個。如果第二層162沒有歐姆接觸發(fā)光結(jié)構(gòu),那么歐姆層(未示出)形成在第二層162 上。例如,歐姆層可以包括從由IT0、IZ0、AZ0、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ru以及Ag組成的組中選擇的至少一個。同時,基礎(chǔ)電極160的頂表面的至少一部分不具有發(fā)光結(jié)構(gòu)145,因此此部分能夠被暴露到外部。第二電極180可以形成在基礎(chǔ)電極160的暴露的頂表面上。第一和第二電極170和180將來自于外部電極的電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)145。第二電極180能夠被制備為包括從Al、Ti、Cr、Ni、Cu、以及Au中選擇的至少一個的單層或者多層。發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在電極層160上。發(fā)光結(jié)構(gòu)145產(chǎn)生光并且具有其中順序地堆疊第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150、有源層140 以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的堆疊結(jié)構(gòu)。緩沖層(未示出)和/或未摻雜的氮化物層(未示出)能夠形成在第一襯底110 上以減少晶格常數(shù)的差。例如,第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150包括ρ型半導(dǎo)體層。ρ型半導(dǎo)體層可以包括諸如 InAlGaN.GaN.AlGaN, InGaN.AlΙηΝ,ΑΙΝ或者 hN 的具有 Ιη/ ρε^^Ν (0 ^ χ ^ 1,0 ^ y ^ 1, 0 ^ x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料。另外,ρ型半導(dǎo)體層可以被摻雜有諸如Mg或者Si 的P型摻雜物。有源層140形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150上。通過第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130注入的電子(或者空穴)與通過第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150注入的空穴(或者電子)在有源層140處相遇,使得有源層140基于根據(jù)有源層140的材料的能帶的帶隙差發(fā)射光。有源層140可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、量子點結(jié)構(gòu)或量子線結(jié)構(gòu),但本實施例不限于此。有源層140可以包括具有InxAlyGa1^yN(0彡χ彡1,0彡y彡1,0彡x+y彡1)組成式的半導(dǎo)體材料。如果有源層140具有MQW結(jié)構(gòu),那么有源層140具有包括多個阱層或多個勢壘層的堆疊結(jié)構(gòu)。例如,有源層140可以具有InGaN阱層/GaN勢壘層的堆疊結(jié)構(gòu)。被摻雜有η型或ρ型摻雜物的包覆層(未示出)能夠形成在有源層140上和/或下面。包覆層可以包括AlGaN層或者IniUGaN層。未摻雜的半導(dǎo)體層能夠形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上,但是實施例不限于此。例如,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130包括η型半導(dǎo)體層。η型半導(dǎo)體層可以包括諸如 InAlGaN.GaN.AlGaN, InGaN.AlΙηΝ,ΑΙΝ或者 hN 的具有 Ιη/ ρε^^Ν (0 ^ χ ^ 1,0 ^ y ^ 1, 0 ^ x+y ^ 1)的組成式的半導(dǎo)體材料。另外,η型半導(dǎo)體層可以被摻雜有諸如Si、Ge或者 Sn的η型摻雜物。未摻雜的半導(dǎo)體層沒有被摻雜有導(dǎo)電摻雜物,因此未摻雜的半導(dǎo)體層具有顯著低于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150的導(dǎo)電性的導(dǎo)電性。因此,生長未摻雜的半導(dǎo)體層以提高第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130的結(jié)晶性。相反地,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130可以包括ρ型半導(dǎo)體層并且第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150 可以包括η型半導(dǎo)體層。另外,包括η型或者P型半導(dǎo)體層的第三導(dǎo)電半導(dǎo)體層(未示出) 能夠形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130上。因此,發(fā)光器件100可以具有NP、PN、NPN以及PNP 結(jié)結(jié)構(gòu)中的一個。另外,導(dǎo)電摻雜物能夠均勻地或者非均勻地?fù)诫s在第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層130和150中。S卩,發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以具有各種結(jié)構(gòu)并且實施例不限于此。保護(hù)構(gòu)件155能夠形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面和側(cè)表面的一部分上。保護(hù)構(gòu)件 155能夠防止發(fā)光結(jié)構(gòu)145相對于第一電極170和/或外部電極被電短路。保護(hù)構(gòu)件155包括具有電氣絕緣性的材料。例如,保護(hù)構(gòu)件155包括從由Si02、 SixOy, Si3N4, SixNy、SiOxNy^Al2O3 以及 TW2 組成的組中選擇的一個。沿著發(fā)光結(jié)構(gòu)145的側(cè)面,第一電極170的一端被布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130 的頂表面上并且第一電極170的另一端被布置在保護(hù)層120上。
第一電極170可以包括歐姆接觸第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130并且歐姆接觸或者肖特基接觸保護(hù)層120的材料。S卩,第一電極170可以包括ρ歐姆金屬或者η歐姆金屬。因此,盡管第一電極170將電力正常地提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)145,如果過多的電流被施加到發(fā)光器件100,那么第一電極170與保護(hù)層120電氣連通。第一電極170通過使用從Al、Ti、Cr、Ni、Cu以及Au中選擇的至少一個可以具有
單層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)。在下文中,將會描述根據(jù)實施例的發(fā)光器件100的操作。(第一示例)當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層130是η型半導(dǎo)體層,第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150是ρ型半導(dǎo)體層,第一電極170包括η歐姆金屬,并且電極層160的第一層161包括ρ歐姆金屬時,保護(hù)層120是η型或者ρ型半導(dǎo)體層。因此,保護(hù)層120與第一電極170和第二電極層160中的一個形成肖特基接觸。(第二示例)當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層130是η型半導(dǎo)體層,第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150是ρ型半導(dǎo)體層,第一電極170包括η歐姆金屬,并且電極層160的第一層161包括η歐姆金屬時,保護(hù)層120是ρ型半導(dǎo)體層。因此,保護(hù)層120與第一電極170和電極層160形成肖特基接觸。(第三示例)當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層130是ρ型半導(dǎo)體層,第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150是η型半導(dǎo)體層,第一電極170包括ρ歐姆金屬,并且電極層160的第一層161包括η歐姆金屬時,保護(hù)層120是η型或者ρ型半導(dǎo)體層。因此,保護(hù)層120與第一電極170和電極層160中的一個形成肖特基接觸。(第四示例)當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層130是ρ型半導(dǎo)體層,第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150是η型半導(dǎo)體層,第一電極170包括ρ歐姆金屬,并且電極層160的第一層161包括ρ歐姆金屬時,保護(hù)層120是η型半導(dǎo)體層。因此,保護(hù)層120與第一電極170和電極層160形成肖特基接觸。如上所述,因為保護(hù)層120與第一電極170和電極層160中的至少一個形成肖特基接觸,所以當(dāng)過大的電壓或者電流被施加到發(fā)光器件100時保護(hù)層120被電氣導(dǎo)通,從而保護(hù)發(fā)光結(jié)構(gòu)145。另外,因為保護(hù)層120被設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)145下面,因此不會減少發(fā)光結(jié)構(gòu)145的發(fā)光面積。在下文中,將會描述制造根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100的方法。為了避免重復(fù)將會省略或者簡要地描述關(guān)于已經(jīng)說明的元件和結(jié)構(gòu)的描述。圖2至圖7是示出用于制造根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100的過程的截面圖。參考圖2,發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在第二襯底101上,并且電極層160的第二層162和粘附層161a形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145上,從而形成第一主體M0例如,第二襯底101 可以包括從 Al203、SiC、GaAs、(iaN、ai0、Si、(;aP、LiAl203、InP、 BN, AlN以及Ge中選擇的至少一個材料。
例如,通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、分子束外延(MBE)、或者氫化物氣相外延(HVPE)方案能夠形成發(fā)光結(jié)構(gòu)145,但是實施例不限于此。第二層162和第二粘附層161a能夠沉積或者涂覆在發(fā)光結(jié)構(gòu)145上,但是實施例不限于此。第二層162是包括具有高反射效率的金屬材料并且歐姆接觸發(fā)光結(jié)構(gòu)145的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150的反射層。另外,第二粘附層161a包括具有優(yōu)異的粘附性的金屬材料使得在后續(xù)工藝中通過第二粘附層161a將第一主體M穩(wěn)固地結(jié)合到第二主體N。參考圖3,保護(hù)層120形成在第一襯底110上并且第一粘附層161b形成在保護(hù)層 120上,從而形成第二主體N。第一粘附層161b包括適于與第二粘附層161a結(jié)合的材料。參考圖4,在彼此相對地布置第二粘附層161a和第一粘附層161b之后將第一主體
M與第二主體N結(jié)合。第二粘附層161a結(jié)合到第一粘附層161b,從而形成電極層160的第一層161,但是實施例不限于此。參考圖5,從相互結(jié)合的第一主體M和第二主體N移除第二襯底101。通過激光剝離(LLO)工藝或者蝕刻工藝能夠移除第二襯底101,但是實施例不限于此。參考圖6,對發(fā)光結(jié)構(gòu)145執(zhí)行隔離蝕刻并且移除通過隔離蝕刻暴露的基礎(chǔ)電極 160的至少一部分。通過濕法隔離蝕刻或者干法蝕刻能夠執(zhí)行隔離蝕刻以將多個發(fā)光器件分成單獨(dú)的器件單元。電極層160的至少一部分能夠被選擇性地移除以暴露保護(hù)層120。為此,執(zhí)行光刻工藝或者蝕刻工藝,但是實施例不限于此。參考圖7,保護(hù)構(gòu)件155形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的側(cè)面處,并且然后形成第一和第二電極170和180,從而提供根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100。通過濺射、PECVD或者電子束工藝能夠形成保護(hù)構(gòu)件155。第一電極170的一端被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面上,并且第一電極170的另一端被布置在暴露的保護(hù)層120上。另外,第二電極180形成在電極層160的暴露的頂表面上。<第二實施例>在下文中,將會描述根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件100B和制造發(fā)光器件100B的方法。為了避免重復(fù),將會省略或者簡要地解釋關(guān)于在第一實施例中已經(jīng)解釋的元件和結(jié)構(gòu)的描述。圖8是示出根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件100B的截面圖。參考圖8,根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件100B包括電極焊盤167 ;在電極焊盤167上的第一襯底110 ;在第一襯底Iio上的保護(hù)層120 ;在保護(hù)層120上的電極層160 ;穿過電極層160、保護(hù)層120和第一襯底110形成的導(dǎo)電導(dǎo)通孔165,其電連接電極層160和電極焊
9盤167 ;發(fā)光結(jié)構(gòu)145,該發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在電極層160上以產(chǎn)生光;以及第一電極170, 該第一電極170具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面上的一端和被布置在保護(hù)層120上的
另一端。根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件100B與根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100相同,不同之處在于設(shè)置電極焊盤167和導(dǎo)電導(dǎo)通孔165來替代圖1中所示的第二電極。因為電極焊盤167形成在發(fā)光器件100B的底表面上,所以能夠通過貼片方案將發(fā)光器件100B電連接到外部電極。通過穿過電極層160、保護(hù)層120以及第一襯底110形成孔并且然后對孔進(jìn)行涂覆工藝能夠形成導(dǎo)電導(dǎo)通孔165,但是實施例不限于此?!吹谌龑嵤├翟谙挛闹?,將會描述根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件100C和制造發(fā)光器件100C的方法。為了避免重復(fù)將會省略或者簡要地解釋關(guān)于在第一實施例中已經(jīng)解釋的元件和結(jié)構(gòu)的描述。圖9是示出根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件100C的截面圖。參考圖9,根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件100C包括第一襯底110 ;在第一襯底110 上的保護(hù)層120 ;在保護(hù)層120上的電極層160 ;形成在電極層160上以產(chǎn)生光的發(fā)光結(jié)構(gòu) 145 ;第一電極170,其具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面上的一端和被布置在保護(hù)層120 上的另一端;在第一襯底110的底表面上的第一和第二電極焊盤167a和167b ;第一導(dǎo)電導(dǎo)通孔165a,其形成為穿過保護(hù)層120和第一襯底110以電連接第一電極170和第一電極焊盤167a ;以及第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 ,其形成為穿過電極層160、保護(hù)層120以及第一襯底 110以電連接電極層160和第二電極焊盤167b。根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件100C與根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100相同,不同之處在于設(shè)置第一和第二電極焊盤167a和167b以及第一和第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 和16 來替代圖1中所示的第二電極。第一電極焊盤167a形成在第一襯底110的底表面的一側(cè)處,并且第二電極焊盤 167b形成在第一襯底110的底表面的另一側(cè)處。因為第一和第二電極焊盤167a和167b形成在發(fā)光器件100C的底表面上,因此, 能夠通過貼片方案而不使用布線將發(fā)光器件100C電連接到外部電極。通過穿過保護(hù)層120和第一襯底110形成孔并且然后對孔執(zhí)行涂覆工藝能夠形成第一導(dǎo)電導(dǎo)通孔16fe。另外,通過穿過電極層160、保護(hù)層120以及第一襯底110形成孔并且然后對孔執(zhí)行涂覆工藝能夠形成第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 ,但是實施例不限于此?!吹谒膶嵤├翟谙挛闹?,將會描述根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件100D和制造發(fā)光器件100D的方法。為了避免重復(fù)將會省略或者簡要地解釋關(guān)于在第一實施例中已經(jīng)解釋的元件和結(jié)構(gòu)的描述。圖10是示出根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件100D的截面圖。參考圖10,根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件100D包括電極焊盤167、形成在電極焊盤 167上并且具有導(dǎo)電性的第一襯底110、在第一襯底110上的保護(hù)層120、在保護(hù)層120上的電極層160、形成在電極層160上以產(chǎn)生光的發(fā)光結(jié)構(gòu)145、以及具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)
10145的頂表面上的一端和被布置在保護(hù)層120上的另一端的第一電極170。根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件100D與根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100相同,不同之處在于第一襯底Iio具有導(dǎo)電性并且提供電極焊盤167以替代圖1中所示的第二電極。電極焊盤167與第一電極170 —起將電力提供到發(fā)光器件100D。為此,保護(hù)層120必須包括被適于歐姆接觸電極層160的極性和材料使得電力能夠從電極焊盤167傳輸?shù)桨l(fā)光結(jié)構(gòu)145。另外,具有導(dǎo)電性的第一襯底110可以包括半導(dǎo)體材料。例如,第一襯底110可以包括GaAs、GaN, ZnO, Si或者Ge,但是實施例不限于此。因為電極焊盤167形成在發(fā)光器件100D的底表面上,所以通過貼片方案能夠?qū)l(fā)光器件100D電連接到外部電極?!吹谖鍖嵤├翟谙挛闹校瑢⒖嫉谌龑嵤├枋龈鶕?jù)第五實施例的發(fā)光器件100E和制造發(fā)光器件100E的方法。圖11是示出根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件100E的截面圖。參考圖11,根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件100E包括第一襯底110,該第一襯底110 具有導(dǎo)電性;在第一襯底Iio上的保護(hù)層120 ;在保護(hù)層120上的電極層160 ;發(fā)光結(jié)構(gòu) 145,該發(fā)光結(jié)構(gòu)145形成在電極層160上以產(chǎn)生光;第一電極170,該第一電極170具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)145的頂表面上的一端和被布置在保護(hù)層120上的另一端;在第一襯底 110的底表面上的第一和第二電極焊盤167a和167b ;第一導(dǎo)電導(dǎo)通孔165a,該第一導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 形成為穿過保護(hù)層120和第一襯底110以電連接第一電極170和第一電極焊盤 167a;第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 ,該第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 形成為穿過電極層160、保護(hù)層120和第一襯底110以電連接電極層160和第二電極焊盤167b ;以及絕緣結(jié)構(gòu)157,該絕緣結(jié)構(gòu) 157用于使第一襯底110與第一和第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 和16 以及第一和第二電極焊盤 167a和167b絕緣。第五實施例與第三實施例相同,不同之處在于第一襯底110具有導(dǎo)電性。因為第一襯底110具有導(dǎo)電性,所以提供絕緣襯底157以使第一襯底110與第一和第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 和16 以及第一和第二電極焊盤167a和167b絕緣。詳細(xì)地,絕緣結(jié)構(gòu)157被設(shè)置在第一襯底110與第一和第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔16 和 16 之間以及第一襯底110與第一和第二電極焊盤167a和167b之間。例如,絕緣結(jié)構(gòu)157包括諸如Si02、SixOy, Si3N4, SixNy、SiOxNy或者Al2O3的絕緣材料,但是實施例不限于此。圖12是示出根據(jù)實施例的具有發(fā)光器件100的發(fā)光器件封裝的截面圖。參考圖12,發(fā)光器件封裝包括主體20 ;第一和第二電極層31和32,該第一和第二電極層31和32形成在主體20上;發(fā)光器件100,該發(fā)光器件100被設(shè)置在主體20上并且電連接到第一和第二電極層31和32 ;以及成型構(gòu)件40,該成型構(gòu)件40圍繞發(fā)光器件 100。主體20可以包括硅、合成樹脂或者金屬材料。傾斜表面可以形成在發(fā)光器件100 的周圍。第一和第二電極層31和32相互電隔離,以將電力提供給發(fā)光器件100。另外,第一和第二電極層31和32反射從發(fā)光器件100發(fā)射的光以提高光效率并且將從發(fā)光器件 100產(chǎn)生的熱散發(fā)到外部。發(fā)光器件100能夠安裝在主體20上,或者第一和第二電極層31和32上。如圖12中所示,通過引線鍵合方案將發(fā)光器件100電連接到第一和第二電極層31 和32。另外,通過貼片方案或者倒裝芯片方案能夠?qū)l(fā)光器件100電連接到第一和第二電極層32,但是實施例不限于此。成型構(gòu)件40圍繞發(fā)光器件100,以保護(hù)發(fā)光器件100。另外,成型構(gòu)件40可以包括熒光體,以改變從發(fā)光器件100發(fā)射的光的波長。發(fā)光器件封裝具有在實施例中公開的至少一個發(fā)光器件。實施例可以不限制安裝在發(fā)光器件封裝中的發(fā)光器件的數(shù)目。圖13是示出根據(jù)實施例的包括發(fā)光器件封裝的背光單元1100的分解透視圖。圖 13中所示的背光單元1100是照明系統(tǒng)的示例并且本實施例不限于此。參考圖13,背光單元1100可以包括底框1140、安裝在底框1140中的導(dǎo)光構(gòu)件 1120、以及安裝在導(dǎo)光構(gòu)件1120的一側(cè)或底表面上的發(fā)光模塊1110。另外,反射片1130布置在導(dǎo)光構(gòu)件1120下方。底框1140具有盒形狀,該盒形形狀具有開口的頂表面,以在其中容納導(dǎo)光構(gòu)件 1120、發(fā)光模塊1110以及反射片1130。另外,底框1140可以包括金屬材料或樹脂材料,但本實施例不限于此。發(fā)光模塊1110可以包括基板和安裝在基板上的多個發(fā)光器件封裝。發(fā)光器件封裝將光提供給導(dǎo)光構(gòu)件1120。如圖13中所示,發(fā)光模塊1110安裝在底框1140的至少一個內(nèi)側(cè),以將光提供給導(dǎo)光構(gòu)件1120的至少一側(cè)。另外,發(fā)光模塊1110能夠設(shè)置在底框1140的下面以朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的底表面提供光。能夠根據(jù)背光單元1100的設(shè)計對該布置進(jìn)行各種修改,并且實施例不限于此。導(dǎo)光構(gòu)件1120安裝在底框1140中。導(dǎo)光構(gòu)件1120將從發(fā)光模塊110發(fā)射的光轉(zhuǎn)化為表面光以朝著顯示面板(未示出)引導(dǎo)表面光。導(dǎo)光構(gòu)件1120可以包括導(dǎo)光板。例如,通過使用諸如PMAA(聚甲基丙烯酸甲酯) 的丙烯酸基樹脂、PET (聚對苯二甲酸乙二酯)、PC (聚碳酸酯)、COC或者PEN(聚鄰苯二甲酸酯)樹脂能夠制造導(dǎo)光板。光學(xué)片1150可以設(shè)置在導(dǎo)光構(gòu)件1120的上方。光學(xué)片1150可以包括擴(kuò)散片、聚光片、亮度增強(qiáng)片以及熒光片中的至少一種。例如,光學(xué)片1150具有擴(kuò)散片、聚光片、亮度增強(qiáng)片以及熒光片的堆疊結(jié)構(gòu)。在這樣的情況下,擴(kuò)散片均勻地擴(kuò)散從發(fā)光模塊1110發(fā)射的光從而能夠通過聚光片將擴(kuò)散的光聚集在顯示面板上。從聚光片輸出的光被任意地偏振并且亮度增強(qiáng)片增加從聚光片輸出的光的偏振的程度。聚光片可以包括水平和/或豎直棱鏡片。另外,亮度增強(qiáng)片可以包括雙亮度增強(qiáng)膜并且熒光片可以包括包含熒光體的透射膜或者透射板。反射片1130能夠被布置在導(dǎo)光構(gòu)件1120的下方。反射片1130將通過導(dǎo)光構(gòu)件 1120的底表面發(fā)射的光朝著導(dǎo)光構(gòu)件1120的出光表面反射。反射片1130可以包括諸如PET、PC或者PVC樹脂的具有高反射率的樹脂材料,但是本實施例不限于此。圖14是示出根據(jù)實施例的包括發(fā)光器件封裝的照明單元1200的透視圖。圖14 中所示的照明單元1200是照明系統(tǒng)的示例并且實施例不限于此。參考圖14,照明單元1200包括殼體1210、安裝在殼體1210中的發(fā)光模塊1230、以及安裝在殼體1210中以接收來自于外部電源的電力的連接端子1220。優(yōu)選地,殼體1210包括具有優(yōu)異的散熱性的材料。例如,殼體1210包括金屬材料或者樹脂材料。發(fā)光模塊1230可以包括基板300和安裝在基板300上的至少一個發(fā)光器件封裝 200?;?00包括印有電路圖案的絕緣構(gòu)件。例如,基板300包括PCB (印刷電路板)、 MC (金屬核)PCB、F (柔性)PCB或者陶瓷PCB。另外,基板300可以包括有效地反射光的材料。基板300的表面能夠涂有諸如白色或者銀色的顏色,以有效地反射光。至少一個根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝200能夠安裝在基板300上。每個發(fā)光器件封裝200可以包括至少一個LED(發(fā)光二極管)。LED可以包括發(fā)射具有紅、綠、藍(lán)或者白色的光的彩色LED和發(fā)射UV光的UV (紫外線)LED??梢圆煌夭贾冒l(fā)光模塊1230的LED以提供各種顏色和亮度。例如,能夠布置白色LED、紅色LED以及綠色LED以實現(xiàn)高顯色指數(shù)(CRI)。另外,熒光片能夠被設(shè)置在從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光的路徑中以改變從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光的波長。例如,如果從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光具有藍(lán)光的波長帶,那么熒光片可以包括黃色熒光體。在這樣的情況下,從發(fā)光模塊1230發(fā)射的光通過熒光片從而光被視為白光。連接端子1220電連接至發(fā)光模塊1230以將電力提供給發(fā)光模塊1230。參考圖 14,連接端子1220具有與外部電源插座螺紋耦合的形狀,但是實施例不限于此。例如,能夠以插入外部電源的插頭的形式制備連接端子1220,或者通過布線將連接端子1220連接至外部電源。根據(jù)如上所述的照明系統(tǒng),導(dǎo)光構(gòu)件、擴(kuò)散片、聚光片、亮度增強(qiáng)片以及熒光片中的至少一種被設(shè)置在從發(fā)光模塊發(fā)射的光的路徑中,從而能夠?qū)崿F(xiàn)想要的光學(xué)效果。在本說明書中對于“一個實施例”、“實施例”、“示例性實施例”等的引用意味著結(jié)合實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在說明書中, 在各處出現(xiàn)的這類短語不必都表示相同的實施例。此外,當(dāng)結(jié)合任何實施例描述特定特征、 結(jié)構(gòu)或特性時,都認(rèn)為結(jié)合實施例中的其它實施例實現(xiàn)這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性也是本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠想到的。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的多個示例性實施例描述了實施例,但是應(yīng)該理解,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到多個其它修改和實施例,這將落入本發(fā)明原理的精神和范圍內(nèi)。更加具體地,在本說明書、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主要內(nèi)容組合布置的組成部件和/ 或布置中,各種變化和修改都是可能性。除了組成部件和/或布置中的變化和修改之外,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,替代使用也將是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件,包括襯底;在所述襯底上的保護(hù)層;在所述保護(hù)層上的電極層;發(fā)光結(jié)構(gòu),所述發(fā)光結(jié)構(gòu)被布置在所述電極層上以產(chǎn)生光,并且具有第一半導(dǎo)體層、在所述第一半導(dǎo)體層下面的有源層、以及在所述有源層下面的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層;以及第一電極,所述第一電極具有被布置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一端和被布置在所述保護(hù)層上的第二端,其中所述保護(hù)層與所述電極層和所述第一電極中的至少一個形成肖特基接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,其中所述保護(hù)層包括Si、GaN,InN, A1N、InGaN, AlGaN, InAlGaN.AlInN.AlGaAs, InGaAs,AlInGaAs,GaP,AlGaP, InGaP,AlInGaP 以及 hP 中的至少一個。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件,其中所述保護(hù)層包括η型摻雜物或者ρ型摻雜物。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,其中由肖特基接觸引起的擊穿電壓大于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的工作電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,其中所述電極層包括第一層,所述第一層接觸所述保護(hù)層的頂表面;和第二層,所述第二層被布置在所述第一層上以反射從所述發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)射的光。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件,其中所述第二層包括與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成歐姆接觸的材料。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件,其中所述第二層包括Ag、Rh,Ni、Au、Pd、Ir、Ti、Pt、 W以及Al中的至少一個。
8.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件,其中所述第一層包括Au、Sn、In、Pd、Cu、Mo、W、Si、 Ta、Nb以及Ni中的至少一個。
9.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光器件,進(jìn)一步包括所述在第一和第二層之間的擴(kuò)散阻擋層和粘附加強(qiáng)層中的至少一個。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,進(jìn)一步包括保護(hù)構(gòu)件,所述保護(hù)構(gòu)件被設(shè)置在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面處。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,進(jìn)一步包括在所述電極層上的第二電極。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,進(jìn)一步包括在所述襯底下面的電極焊盤,其中所述電極焊盤經(jīng)由布置為穿過所述保護(hù)層和所述襯底的導(dǎo)通孔電連接到所述電極層。
13.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,進(jìn)一步包括第一電極焊盤,所述第一電極焊盤被布置在所述襯底的底表面的一側(cè)處;和第二電極焊盤,所述第二電極焊盤被布置在所述襯底的底表面的相對的一側(cè)處,其中通過布置為穿過所述保護(hù)層和所述襯底的第一導(dǎo)通孔將所述第一電極焊盤電連接到所述第一電極,并且通過布置為穿過所述保護(hù)層和所述襯底的第二導(dǎo)通孔將所述第二電極焊盤電連接到所述電極層。
14.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件,其中所述襯底具有導(dǎo)電性并且電極焊盤被設(shè)置在所述襯底下面。
15.如權(quán)利要求13中所示的發(fā)光器件,其中所述襯底具有導(dǎo)電性并且絕緣結(jié)構(gòu)被設(shè)置在所述第一和第二電極焊盤與所述襯底之間,以及在所述第一和第二導(dǎo)電導(dǎo)通孔與所述襯底之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、制造發(fā)光器件的方法以及照明系統(tǒng)。根據(jù)實施例的發(fā)光器件包括襯底;在襯底上的保護(hù)層;在保護(hù)層上的電極層;發(fā)光結(jié)構(gòu),該發(fā)光結(jié)構(gòu)被布置在電極層上以產(chǎn)生光并且具有第一半導(dǎo)體層、在第一半導(dǎo)體層下面的有源層、以及在有源層下面的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層;以及第一電極,該第一電極具有被布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的頂表面上的第一端和被布置在保護(hù)層上的第二端。保護(hù)層與電極層和第一電極中的至少一個形成肖特基接觸。
文檔編號H01L33/36GK102169937SQ201110048470
公開日2011年8月31日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者丁煥熙, 宋俊午, 崔光基, 文智炯, 李尚烈 申請人:Lg伊諾特有限公司