發光元件和照明裝置的製作方法
2023-05-24 01:11:21 2

實施例涉及發光器件和照明設備。
背景技術:
發光二極體(LED)是一種被用作光源或者被用於通過使用化合物半導體的特性將電轉換成紅外光或者其它的光來發送或者接收信號的半導體器件。
藉助於III-V族氮化物半導體的物理和化學特性,III-V族氮化物半導體被視為用於諸如LED和雷射二極體的芯材。
LED不包含諸如在諸如白熾燈或者螢光燈的現有的照明裝置中使用的汞(Hg)的任何環境汙染材料並且,正因如此,具有環境友好的優點。另外,LED具有壽命長和功耗低的優點。在這一點上,這樣的LED正在取代現有的光源。
對實現在發光器件和發光器件封裝的光學和電氣特性中的增強正在進行研究。
技術實現要素:
技術問題
實施例提供發光器件和照明設備,其具有增強的光學和電氣特性。
技術解決方案
在實施例中,提供一種發光器件,包括:基板;發光結構,該發光結構包括被布置在基板上的第一導電類型半導體層、有源層和第二導電類型半導體層;反射層,該反射層被布置在發光結構上,該反射層具有在水平方向上彼此相鄰的第一區域和第二區域;第一電極,該第一電極被布置成以穿過在反射層的第一區域的至少一部分處的第二導電類型半導體層和有源層的方式延伸到第一導電類型半導體層;第一絕緣層,該第一絕緣層被插入在第一電極和發光結構的側表面之間以及在第一電極和反射層之間;擴散阻擋層,該擴散阻擋層被布置在反射層的第二區域處;第二絕緣層,該第二絕緣層被布置在第一電極和擴散阻擋層上;以及第一結合層和第二結合層,該第一結合層和第二結合層以穿過第二絕緣層的方式分別被連接到第一電極和擴散阻擋層。
擴散阻擋層和第一絕緣層可以被布置在反射層上,同時在與發光結構的厚度方向垂直的方向上被彼此間隔開。
擴散阻擋層和第一電極可以被布置成在與發光結構的厚度方向垂直的方向上被彼此間隔開。
發光器件可以進一步包括:底座(sub-mount);以及第一金屬焊盤和第二金屬焊盤,該第一金屬焊盤和第二金屬焊盤被布置在底座上同時在水平方向上被彼此間隔開。第一導電類型半導體層和第二導電類型半導體層可以分別被連接到第一金屬焊盤和第二金屬焊盤。發光器件可以進一步包括第一凸塊,該第一凸塊被插入在第一結合層和第一金屬焊盤之間;以及第二凸塊,該第二凸塊被插入在第二結合層和第二金屬焊盤之間。
第一絕緣層和第二絕緣層可以分別由不同的材料製成。第一絕緣層和第二絕緣層可以由相同的材料製成。
擴散阻擋層可以在發光結構的厚度方向上具有50nm至數個μm的第一厚度。
擴散阻擋層可以在其接觸第二區域處的反射層的部分處具有第一寬度,使得第一寬度等於或者大於第二結合層的穿過第二絕緣層的部分的第二寬度。
擴散阻擋層和第一電極可以由相同的材料製成。擴散阻擋層和第一電極可以分別由不同的材料製成。
擴散阻擋層可以在發光結構的厚度方向上具有第一厚度,使得第一厚度大於第一電極的第二厚度。
擴散阻擋層可以包括Ni、Ti、Pt或者W中的至少一個。
發光器件可以進一步包括第二電極,該第二電極被電連接到第二導電類型半導體層。擴散阻擋層和第二電極可以形成集成結構。
擴散阻擋層可以具有圓形、橢圓形或者多邊形的平面形狀。
擴散阻擋層和第一絕緣層可以具有相同的平面形狀。擴散阻擋層和第一絕緣層可以分別具有不同的平面形狀。
在另一實施例中,提供一種發光器件,該發光器件包括:基板;發光結構,該發光結構包括被布置在基板上的第一導電類型半導體層、有源層和第二導電類型半導體層;反射層,該反射層被布置在發光結構上;第一結合層和第二結合層,該第一結合層和第二結合層被布置在反射層上;擴散阻擋層,該擴散阻擋層被局部地插入在反射層和第二結合層之間;第一電極,該第一電極被布置成以穿過反射層、第二導電類型半導體層和有源層的方式延伸到第一導電類型半導體層;第一絕緣層,該第一絕緣層被插入在第一電極和發光結構的側表面之間以及第一電極和反射層之間;以及第二絕緣層,該第二絕緣層被布置在第一電極和擴散阻擋層上,其中以穿過第二絕緣層的方式,第一結合層和第二結合層分別被連接到第一電極和擴散阻擋層。
在另一實施例中,提供一種包括發光器件的照明設備。
有益效果
在根據每個實施例的發光器件和照明設備中,擴散阻擋層被插入在反射層和每個結合層之間,以防止結合層的組成原子擴散到反射層或者外延層,並且正因如此,能夠避免諸如反射率的惡化、電氣特性的惡化以及發光效率的惡化的問題。另外,擴散阻擋層被局部地布置在反射層上並且,正因如此,可以防止或者最小化其剝離。因此,確保高的可靠性。
附圖說明
圖1圖示根據實施例的發光器件的平面圖。
圖2示沿著圖1的線A-A』截取的橫截面圖。
圖3是沿著圖1的線B-B』截取的橫截面圖。
圖4圖示在從圖1和圖2中圖示的實施例的發光器件去除下部結構、第二絕緣層以及第一結合層和第二結合層的條件下發光器件的平面圖,
圖5是解釋在圖1和圖4中圖示的發光器件的特性的截面圖。
圖6圖示與根據與在圖1和圖2中圖示的實施例相對應的另一實施例的發光器件的平面圖,下部結構以及第一結合層和第二結合層從發光器件被去除。
圖7a至圖7h是解釋用於製造在圖2中圖示的發光器件中的上部結構的方法的相應的工藝的截面圖。
圖8a和圖8b是解釋用於製造在圖2中圖示的發光器件中的下部結構的方法的工藝的截面圖。
圖9圖示根據實施例的發光器件封裝的截面圖。
具體實施方式
現在將詳細參考實施例,在附圖中圖示了其示例。然而,本公開可以以許多不同的形式被實施並且不應解釋為對在此提出的實施例的限制。而是,這些實施例被提供使得本公開將會是徹底和完整的,並且將向本領域的技術人員傳達本公開的範圍。
將會理解的是,當元件被稱為是在另一元件「上」或者「下」時,其能夠直接地在另一元件上或者下或者能夠被間接地形成使得也存在中間元件。
當元件被稱為是在「上」或者「下」時,基於元件能夠包括「在元件下」以及「在元件上」。
在不必要求或者暗示在這樣的實體或者元件之間的任何物理或者邏輯關係或者順序的情況下,諸如「第一」、「第二」、「上/上方/上部」以及「下/下方/下部」的相對術語可以在此被單獨地使用以區分一個實體或者元件與另一實體或者元件。
在下文中,將會參考附圖描述根據實施例的發光器件。為了更好的理解,將會結合其中發光器件是倒裝結合型的情況描述發光器件,但是實施例不限於此。為了方便描述,將會使用每個附圖中的笛卡兒坐標系(x,y,z)描述發光器件100A和100B,但是可以使用其它的坐標系描述實施例。
圖1圖示根據實施例的發光器件100的平面圖。圖2是沿著圖1的線A-A』截取的橫截面圖。圖3是沿著圖1的線B-B』截取的橫截面圖。
發光器件100A可以包括發光二極體(LED)。LED可以是發射藍光、綠光以及紅光的彩色LED、紫外線(UV)LED、深UV LED或者非極性LED。可以使用各種半導體來實現這樣的LED的光發射,但是實施例不限於此。
參考圖1至圖3,根據實施例的發光器件100A可以包括底座110、基板120、發光結構130、反射層140、絕緣層150、第一電極162、擴散阻擋層(或者包覆層)164、第一晶片結合層172和第二結合層174(或者晶片結合層)、第一凸塊182和第二凸塊184以及第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤和194。
在下文中,基板120、發光結構130、反射層140、絕緣層150、第一電極162、擴散阻擋層(或者第二電極)164以及第一結合層172和第二結合層174將會被稱為是「上部結構」,並且底座110、第一凸塊182和第二凸塊184以及第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194將會被稱為「下部結構」。從圖1,省略包括元件110和元件182至194的下部結構的圖示。
首先,將會描述包括元件120至174的上部結構。
在圖2和圖3中圖示的發光器件100A可以包括包含元件120至174的上部結構和包含元件110以及元件182至194的下部結構。
為了方便描述,將會結合如在圖7h中所圖示,上部結構的元件130至174被布置在基板120上的情況,替代如在圖2和圖3中所圖示上部結構的元件130至174被布置在基板120下面的情況,描述包括元件120至174的上部結構。
基板120可以具有透光性並且,正因如此,從有源層134出現的光可以被發射通過基板120。例如,基板120可以是由藍寶石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP或者Ge中的至少一個製成,但是實施例不限於此。基板120可以具有允許通過劃線工藝或者折斷工藝使基板120被容易地分離成單獨的晶片同時防止整個氮化物半導體被彎曲的機械強度。
緩衝層(未示出)可以被形成在基板120和發光結構130之間,以執行改善在基板120和發光結構130之間的晶格匹配的功能。例如,緩衝層可以包括AIN或者未被摻雜的氮化物,但是實施例不限於此。根據基板120的種類和發光結構130的種類可以免除緩衝層。
發光結構130可以被布置在基板120上。發光結構130可以包括第一導電類型半導體層132、有源層134以及第二導電類型半導體層136。
第一導電類型半導體層132可以被插入在基板120和有源層134之間,並且可以是由半導體化合物製成。特別地,第一導電類型半導體層132可以是由III-V族或者II-VI族化合物半導體製成。第一導電類型半導體層132可以被摻雜有第一導電類型摻雜物。例如,第一導電類型半導體層132可以包括具有AlxInyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,並且0≤x+y≤1)的化學式的半導體材料。第一導電類型半導體層132可以是由InAlGaN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP或者AlGaInP中的至少一個製成。當第一導電類型半導體層132是n型半導體層時,第一導電類型摻雜物是諸如Si、Ge、Sn、Se或者Te的n型摻雜物。第一導電類型半導體層132可以被形成為具有單層結構或者多層結構,但是實施例不限於此。
有源層134可以被插入在第一導電類型半導體層132和第二導電類型半導體層136之間。有源層134可以包括單阱結構、多阱結構、單量子阱結構、多量子阱(MQW)結構、量子點結構或者量子線結構中的一個。使用III-V族元素的化合物半導體材料,有源層134可以具有阱層和勢壘層。例如,有源層134可以具有由InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs或者GaP(InGaP)/AlGaP中的至少一個製成的層對結構,但是實施例不限於此。阱層可以是由具有比勢壘層低的能帶隙的材料製成。
第二導電類型半導體層136可以被布置在有源層134上。第二導電類型半導體層136可以由半導體化合物製成。特別地,第二導電類型半導體層136可以由III-V族或者II-VI族化合物半導體製成,並且可以被摻雜有第二導電類型摻雜物。第二導電類型半導體層136可以由具有例如InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的化學式的半導體材料製成。第二導電類型半導體層136可以是由AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP或者AlGaInP中的至少一個製成。當第二導電類型半導體層136是p型半導體層時,第二導電類型摻雜物是諸如Mg、Zn、Ca、Sr或者Ba的p型摻雜物。第二導電類型半導體層136可以被形成為具有單層結構或者多層結構,但是實施例不限於此。
圖4圖示在從發光器件100A去除包括元件110和元件182至194、第二絕緣層154以及第一結合層172和第二結合層174的下部結構的條件下在圖1和圖2中圖示的實施例的發光器件100A的平面圖。
沿著圖4的線C-C』截取的橫截面圖與圖2的相同,並且沿著圖4的線D-D』截取的橫截面圖與圖3的相同。
反射層140可以被布置在發光結構130的第二導電類型半導體層136上。反射層140可以包括以相鄰的方式在水平方向上排列的第一區域A11和A12以及第二區域A2。在此,水平方向可以是與發光結構130的厚度方向,即,x軸方向垂直的z軸方向。
反射層140可以是具有能夠反射從發光結構130發射的光的性質的材料。例如,反射層140可以由Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf或者其選擇性組合製成。
參考圖2至圖4,可以以穿過反射層140的第一區域A11和A12、第二導電類型半導體層136以及有源層134的方式並且以延伸到第一導電類型半導體層132的方式排列第一電極162。即,第一電極162可以被嵌入在第一盲孔中,以被電連接到第一導電半導體層132。在此,第一盲孔可以意指以分別穿過反射層140的第一區域A11和A12、第二導電類型半導體層136以及有源層134的方式延伸到第一導電類型半導體層132的孔。
第一電極162可以由導電材料製成。例如,第一電極162可以由諸如Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf或者其選擇性組合的導電材料製成。
第一電極162可以是透明導電氧化(TCO)膜。例如,第一電極162可以由上述材料、氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鋅錫(IZTO)、氧化銦鋁鋅(IAZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鎵錫(IGTO)、氧化鋁錫(AZO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鎵鋅(GZO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au或者Ni/IrOx/Au/ITO中的至少一個製成,但是實施例不限於此。
第一電極162可以包括歐姆接觸第一導電半導體層132的材料。使用具有歐姆特性的反射電極材料,第一電極層162可以被形成為具有單層結構或者多層結構。當第一電極層162執行歐姆功能時,可以不形成單獨的歐姆接觸層(未示出)。
絕緣層150可以包括第一絕緣層152和第二絕緣層154。
第一絕緣層152可以被插入在發光結構150的側表面和第一電極162之間。即,第一絕緣層152可以被插入在第一電極162的側表面162A和第二導電類型半導體層136的側表面之間以及第一電極162的側表面162A和有源層134的側表面之間。因此,第一電極162和第二導電類型半導體層136可以被彼此電絕緣,並且第一電極162可以與有源層134電絕緣。
另外,第一絕緣層152可以被插入在第一電極162的側表面162A和反射層140之間。因此,第一電極162和反射層140可以被彼此電絕緣。
第一絕緣層152可以包括SiO2、TiO2、SnO、ZnO、SixOy、SixNy、SiOxNy、ITO或者AZO中的至少一個。
同時,擴散阻擋層164可以被布置在反射層140的第二區域A2上。即,擴散阻擋層164可以被局部地插入在反射層140和第二結合層174之間。由於擴散阻擋層164可以被插入在反射層140和第二結合層174之間時,所以能夠防止組成第二結合層174的材料的原子被擴散到反射層140或者發光結構130中的至少一個。
為了執行上述功能,擴散阻擋層164可以包括Ni、Ti、Pt或者W中的至少一個。同時,擴散阻擋層164可以包括歐姆接觸材料並且,正因如此,可以不布置單獨的歐姆接觸層(未示出)。可替選地,單獨的歐姆接觸層(未示出)可以被形成在擴散阻擋層164上方。
擴散阻擋層164可以不僅用於防止第二結合層174的組成原子的擴散,而且作為用於將第二導電類型載流子供應到第二導電類型半導體層136的第二電極。雖然擴散阻擋層和第二電極層已經被描述為組成通過附圖標記「164」指定的單層結構,但是第二電極可以被形成為採用與擴散阻擋層分離的層。
參考圖2和圖3,擴散阻擋層164和第一絕緣層152可以被布置成在與在反射層140上面的發光結構130的厚度方向垂直的方向上被彼此間隔開。在此,發光結構130的厚度方向可以是x軸方向,並且與x軸方向垂直的方向可以是z軸方向。因此,擴散阻擋層164和第一絕緣層152可以被布置成在z軸方向上被彼此間隔開在反射層140上面的第二區域A2的邊界和第三區域A3的邊界之間的距離。
另外,擴散阻擋層164和第一電極162可以被布置成在與反射層140上面的發光結構130的厚度方向垂直的方向上被彼此間隔開。在此,發光結構130的厚度方向可以是x軸方向,並且與x軸方向垂直的方向可以是z軸方向。因此,擴散阻擋層164和第一電極162可以被布置成在z軸方向上被彼此間隔開在第二區域A2的邊界和第四區域A4的邊界之間的距離。
當第二結合層174的組成原子被擴散到反射層140中時,反射層140的反射率可能被降低。另一方面,當第二結合層174的組成原子被擴散到發光結構130中時,發光結構130呈現增加的電阻,並且,正因如此,發光結構100A可能呈現惡化的電氣特性和惡化的發光效率。為此,根據實施例排列擴散阻擋層164,並且,正因如此,能夠避免諸如反射率的惡化、電氣特性的惡化以及發光效率的惡化的問題。
圖5是解釋在圖1至圖4中圖示的發光器件100A的特性的截面圖。
由於當擴散阻擋層166被厚厚地形成在反射層140的整個上表面上方時引起的熱應力,可能從反射層140向上彎曲擴散阻擋層166,並且,正因如此,擴散阻擋層166可能被剝離,如在圖5中所圖示。這樣的剝離出現的可能性可能非常高,因為擴散阻擋層166由具有高導熱性和高熱膨脹係數的材料製成。
為此,在根據實施例的發光器件100A中,擴散阻擋層164不可以被形成在反射層140的整個第一區域A11和A12以及第二區域A2處,而是可以僅被局部地布置在反射層140的第二區域A2處,如在圖2和圖3中所示。在這樣的情況下,擴散阻擋層164可以不從反射層140剝離,因為擴散層164僅被局部地布置在第二區域A2處。
另外,在發光結構130的厚度方向(例如,x軸方向)上的擴散阻擋層164的厚度,即,第一厚度t1,可以大於第一電極162的第二厚度t2。
當在發光結構130的厚度方向上的擴散阻擋層164的第一厚度t1小於50nm時,可能難以防止第二結合層174的組成原子的擴散,因為擴散阻擋層164的第一厚度t1太小。另一方面,當擴散阻擋層164的第一厚度t1是大於數個μm時,發光器件100A的總厚度可能被增加,因為擴散阻擋層164太厚,儘管擴散阻擋層164的功能被實現。因此,擴散阻擋層164的第一厚度t1可以是50nm到數個μm,但是實施例不限於如上所述範圍內的第一厚度t1。
同時,擴散阻擋層164和第一電極162可以由相同的材料或者不同的材料製成。例如,擴散阻擋層164可以由Ni、Ti、Pt或者W製成,並且第一電極162可以由不同於上述材料的材料製成。
另外,雖然在圖4中圖示的發光器件100A的擴散阻擋層164被圖示為具有圓形的平面形狀,但是實施例不限於此。即,儘管未示出,但是根據另一實施例,替代圓形的平面形狀的是,擴散阻擋層164可以具有橢圓的平面形狀或者多邊形的平面形狀。
另外,雖然包圍在圖4中圖示的發光器件100A中的擴散阻擋層164的第一絕緣層152被圖示為具有圓形的平面形狀,但是實施例不限於此。即,儘管未示出,根據另一實施例,替代圓形的平面形狀的是,第一絕緣層152可以包圍擴散阻擋層164同時具有橢圓的平面形狀或者多邊形的平面形狀。
另外,擴散阻擋層164的平面形狀和包圍在圖4中圖示的發光器件100A中的擴散阻擋層164的第一絕緣層152的平面形狀被圖示為是相同的,但實施例不限於此。即,根據另一實施例,擴散阻擋層164和第一絕緣層152可以具有不同的平面形狀。
同時,第二絕緣層154可以被布置在第一電極162和擴散阻擋層164上面。另外,第二絕緣層154可以被布置在被暴露在第一電極162和擴散阻擋層164之間的反射層140和第一絕緣層152的上部處。
第二絕緣層154可以包括SiO2、TiO2、SnO、ZnO、SixOy、SixNy、SiOxNy、ITO或者AZO中的至少一個。
另外,第一絕緣層152和第二絕緣層154可以由不同的材料或者相同的材料製成,但是實施例不限於第一絕緣層152和第二絕緣層154的材料。
同時,第一結合層172可以以穿過第二絕緣層154的方式被電連接到第一電極162,並且第二結合層174可以以穿過第二絕緣層154的方式經由擴散阻擋層164被電連接到第二導電類型半導體層136。
上述第一電極162可以用於使第一結合層172將第一導電類型載流子供應到有源層134。擴散阻擋層164可以用於將第二導電類型載流子供應到有源層134。
當第一導電類型載流子是電子,並且第二導電類型載流子是空穴時,第一電極162可以對應於發光器件100A的陰極,並且擴散阻擋層164可以對應於發光器件100A的陽極。
相反地,當第一導電類型載流子可以是空穴時,並且第二導電類型載流子可以是電子。在這樣的情況下,擴散阻擋層164可以用作第二電極。因此,從第一電極162供應的第一導電類型載流子和從擴散阻擋層164供應的第二導電類型載流子可以在有源層134中被重新組合,並且,正因如此,光可以被發射。
另外,為了實現擴散阻擋層164的上述功能,即,為了防止第二結合層174的組成原子被擴散到反射層140或者發光結構130中的至少一個,擴散阻擋層164的接觸在第二區域A2處的反射層140的部分的寬度,即,第一寬度W1,可以等於或者大於第二結合層174的穿過第二絕緣層154的部分的寬度,即,第二寬度W2。
圖6圖示根據與其中從圖1和圖2中圖示的發光器件100A去除包括元件110和元件182至194以及第一結合層172和第二結合層174的下部結構的實施例相對應的另一實施例的發光器件100B的平面圖。
在圖6中圖示的發光器件100B的情況下,第一電極被劃分成第1-1電極162-1和第1-2電極162-2,不同於圖4中圖示的實施例的發光器件100A。通過第一絕緣層152,第1-1電極162-1和第1-2電極162-2可以被彼此電絕緣。除了上述不同之外,圖6中的發光器件100B與圖4中圖示的發光器件相同,並且正因如此,將不會給出重複的描述。
雖然在圖1中圖示的發光器件100A中的第一結合層172和第二結合層174被圖示為具有矩形的平面形狀,但是實施例不限於此。即,儘管未示出,但是根據另一實施例,替代矩形的平面形狀的是,第一結合層172和第二結合層174中的每一個可以具有多邊形的平面形狀、圓形的平面形狀以及橢圓形的平面形狀。
在下文中,將會參考圖2和圖3描述包括元件10和元件182至194的下部結構。
第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194可以被布置在底座110上同時在水平方向(例如,z軸方向)上被彼此間隔開。
可以通過由AIN、BN、碳化矽(SiC)、GaN、GaAs、Si等製成的半導體基板組成底座110,但是實施例不限於此。例如,底座110可以是由具有熱特性的半導體材料製成。
當底座110由Si製成時,鈍化層(未示出)可以進一步被插入在第一電極焊盤192和第二電極焊盤194與底座110之間。在這樣的情況下,鈍化層可以由絕緣材料製成。
另外,發光結構130的第一導電類型半導體層132和第二導電類型半導體層136可以分別經由第一凸塊182和第二凸塊184被電連接到第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194。
第一凸塊182可以被插入在第一結合層172和第一金屬焊盤192之間。因此,第一金屬焊盤192可以經由第一凸塊182、第一結合層172和第一電極162被電連接到第一導電類型半導體層132。
類似地,第二凸塊182可以被插入在第二結合層174和第二金屬焊盤194之間。因此,第二金屬焊盤194可以經由第二凸塊184、第二結合層174和擴散阻擋層164被電連接到第二導電類型半導體層136。
儘管未示出,但第一上凸塊金屬層(未示出)可以進一步被插入在第一結合層172和第一凸塊182之間,並且第一下凸塊金屬層(未示出)可以進一步被插入在第一電極焊盤192和第一凸塊182之間。在這樣的情況下,第一上凸塊金屬層和第一下凸塊金屬層用於指示將會定位第一凸塊182的位置。類似地,第二上凸塊金屬層(未示出)可以進一步被插入在第二結合層174和第二凸塊184之間,並且第二下凸塊金屬層(未示出)可以進一步被插入在第二電極焊盤194和第二凸塊184之間。在這樣的情況下,第二上凸塊金屬層和第二下凸塊金屬層用於指示將會定位第二凸塊184的位置。
如有必要,當第一結合層172和第二結合層174分別執行第一凸塊182和第二凸塊184的功能時可以免除第一凸塊182和第二凸塊184。
在下文中,將會參考附圖描述用於製造在圖1和圖2中圖示的發光器件100A的方法,但是實施例不限於此。即,可以使用其它方法製造發光器件100A。
圖7a至圖7h是解釋用於製造在圖2中圖示的發光器件100A中的包括元件120至174的上部結構的方法的相應的工藝的截面圖。
如在圖7a中圖示,基板120被製備。例如,基板120可以是由藍寶石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP或者Ge中的至少一個製成,但是實施例不限於此。
其後,如在圖7b中所圖示,可以通過在基板120上方的第一導電類型半導體層132、有源層134以及第二導電類型半導體層136的順序生長形成發光結構130。可以使用例如,金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)、化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、分子束外延(MBE)、氫化物氣相外延(HVPE)等可以形成發光結構130,但是實施例不限於此。
隨後,反射層140被形成在發光結構130上方。反射層140可以由Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf或者其選擇性組合製成。
其後,如在圖7c中所圖示,第一盲孔OP1分別被形成在反射層140的第一區域A11和第二區域A12的部分處,使得以穿過第二導電類型半導體層136和有源層134的方式,第一盲孔OP1延伸到第一導電類型半導體層132。
隨後,如在圖7d中所圖示,第一絕緣層152被形成在第一盲孔OP1的側表面處。在這樣的情況下,被布置在第一盲孔OP1下面的第一導電類型半導體層132的部分可以被暴露。
如在圖7e中所圖示,然後掩膜圖案M被形成在被暴露的反射層140上方。在這樣的情況下,掩膜圖案M可以打開將會形成擴散阻擋層164的部位和將會形成第一電極162的部位。
其後,如在圖7f中所圖示,根據一般光刻工藝使用掩膜圖案M形成擴散阻擋層164和第一電極162。然後去除掩模圖案M。
圖7E和圖7F是圖示在使用相同的材料形成擴散阻擋層164和第一電極162的情況中使用的工藝的截面圖。然而,可以變化在圖7E和圖7F中圖示的工藝以便於使用不同的材料形成擴散阻擋層164和第一電極162。即,可以首先形成擴散阻擋層164,並且然後可以根據一般光刻工藝形成第一電極162。可替選地,可以首先形成第一電極162,並且然後可以形成擴散阻擋層164。
隨後,如在圖7g中所圖示,第二絕緣層154被形成在圖7f中圖示的合成結構上方。即,第二絕緣層154被整體地形成在第一電極162、擴散阻擋層164和反射層140的暴露部分、以及第一絕緣層152的被暴露的上表面上方。然後根據一般光刻工藝蝕刻第二絕緣層154,並且,正因如此,第二盲孔OP2被形成。
如在圖7h中所圖示,然後插塞第二盲孔OP2,從而形成第一結合層172和第二結合層174。另外,在圖7h中圖示的合成結構可以經歷研磨工藝和拋光工藝。
圖8a和圖8b是解釋用於製造在圖2中圖示的發光器件100A中的包括元件110和元件182至194的下部結構的方法的工藝的截面圖。
可以與在圖7a至圖7h中圖示的工藝同時地執行用於製造包括元件110和元件182至194的下部結構的工藝。
如在圖8a中所圖示,第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194被形成在底座110上。可以通過由AIN、BN、碳化矽(SiG)、GaN、GaAs、Si等製成的半導體基板組成底座110,但是實施例不限於此。例如,底座110可以由具有熱特性的半導體材料製成。
第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194可以被形成在底座110上同時在水平方向上被彼此間隔開。
當底座110由Si製成時,在第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194的形成之前,鈍化層(未示出)可以進一步被形成在底座110上方。在這樣的情況下,在鈍化層的形成之後,第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194被形成在鈍化層上。
其後,如在圖8b中所圖示,第一凸塊182和第二凸塊184分別被形成在第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194上。
隨後,在圖7h中圖示的上部結構被布置在圖8b中圖示的下部結構上並且,正因如此,在圖2中圖示的發光器件100A被完成。即,在圖7h中圖示的合成結構被旋轉使得基板120被向上指向,並且然後被耦合到在圖8b中圖示的合成結構。這時,如在圖2中所圖示,第一結合層172和第一金屬焊盤192可以被耦合到第一凸塊182,並且第二結合層174和第二電極焊盤194可以通過第二凸塊182被耦合。
在下文中,將會描述包括在圖2中圖示的發光器件100A的發光器件封裝的配置和操作。
圖9圖示根據實施例的發光器件封裝200A的截面圖。
在圖9中的發光器件封裝200A可以包括發光器件100A、端板210、一對引線222和224、結合物230、模製構件240、第一導線252和第二導線254以及側壁260。
發光器件100A是在圖1和圖2中圖示的發光器件,並且,正因如此,在相同的附圖標記被使用的條件下將不會給出其詳細描述。當然,替代發光器件100A的是,在圖9的情況下可以實現在圖6中的發光器件100B。
底座110可以通過結合物230被連接到端板210。結合物230可以採用焊料或者糊料的形式。發光器件100A的第一金屬焊盤192和第二金屬焊盤194可以分別通過第一導線252和第二電線254被連接到引線222和224。經由被彼此電隔離的引線222和224,電力被供應到發光器件100A。
模製構件240可以填充通過側壁260形成的腔體,並且,正因如此,包圍發光器件100A,從而保護髮光器件100A。另外,模製構件240可以包含螢光物質,並且,正因如此,可以變化從發光器件100A發射的光的波長。
根據實施例的這樣的發光器件封裝可以被排布在基板上。光學構件,即,導光板、稜鏡片、擴散片等,可以被排列在發光器件封裝的光學路徑上。這樣的發光器件封裝、基板以及光學構件可以用作背光單元。
另外,可以實現包括根據實施例的發光器件封裝的指示設備或者照明設備。
在這樣的情況下,顯示設備可以包括底蓋、被排列在底蓋上的反射板、用於發射光的發光模塊、被排列在反射板的前面以在前向方向上引導從發光模塊發射的光的導光板、被排列在導光板的前面同時包括稜鏡片的光學片、被排列在光學片的前面的顯示面板、被連接到顯示面板以將圖像信號供應到顯示面板的圖像信號輸出電路以及被排列在顯示面板的前面的濾色器。在這樣的情況下,底蓋、反射板、發光模塊、導光板以及光學片可以組成背光單元。
同時,照明設備可以包括:光源模塊,該光源模塊包括基板和根據實施例的發光器件封裝;輻射體,該輻射體用於驅散來自於光源模塊的熱;以及電力供應器,該電力供應器用於處理或者轉換從外部接收到的電氣信號,並且將合成信號供應到光源模塊。例如,照明設備可以包括燈、頭燈(head lamp)或者街燈。
頭燈可以包括:光源模塊,該光源模塊包括被排列在基板上的發光器件封裝;反射體,該反射體用於在確定的方向,例如,前向方向上反射從發光模塊發射的光;透鏡,該透鏡用於在前向方向上折射通過反射體反射的光;以及遮光物,該遮光物用於部分地阻擋或者反射在通過反射體反射之後指向透鏡的光,以獲得設計者期望的背光圖案。
雖然參考其若干說明性實施例已經描述了實施例,但是應理解的是,本領域的技術人員可以設計的許多其它變型和應用將會落入實施例的本質方面。更加具體地,在實施例的具體組成元件中各種變化和修改是可能的。另外,要理解的是,與變化和變型有關的不同落入在隨附的權利要求中限定的本發明的範圍內。
本發明的模式
已經以用於執行本發明的最佳模式描述了各種實施例。
工業實用性
根據實施例的發光器件和發光器件封裝可適用於顯示設備、指示設備、照明設備等。