发光器件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了发光器件。所公开的发光器件包括：衬底；设置在衬底上的发光半导体结构；以及介于发光半导体结构和衬底之间的中间层。紫外(UV)发光半导体结构包括：第一导电型半导体层；第二导电型半导体层；以及介于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的有源层，其中有源层具有多量子阱结构，该多量子阱结构包括含有AlxGa(1-x)N(0＜x＜1)的量子势垒层和含有AlyGa(1-y)N(0＜x＜y＜1)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且第一导电型半导体层和第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN。中间层包含AlN并且具有形成在AlN中的多个气隙。气隙中的至少一些是不规则排列的，并且气隙的数目为107/cm2至1010/cm2。
【专利说明】发光器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请按照35U.S.C.§ 119要求于2012年9月12日在韩国提交的韩国专利申请10-2012-0101030以及于2012年12月3日在韩国提交的韩国专利申请10-2012-0138944的优先权，其全部内容通过引用合并到本文中，如同完全记载在本文中一样。
【技术领域】
[0003]实施方案涉及发光器件。
【背景技术】
[0004]第II1-V族半导体材料(如GaN和AlGaN)由于具有宽且可控的能带间隙的优点而被广泛应用于光电子学。特别地，通过薄膜生长技术和器件材料的开发，利用第II1-V族或第I1-VI族半导体材料的发光器件(如发光二极管或激光二极管)现在可以呈现出各种颜色，如红色、绿色、蓝色以及紫外。还可以利用荧光材料或通过颜色混合高效地生成白光。此外，与常规光源(如突光灯和白炽灯)相比，这样的发光器件具有例如低功耗、半永久寿命、快速响应时间、安全以及环保等优点。
[0005]因此，这些发光器件日益增加地应用于以下方面:最优通信单元的传输模块；替代构成液晶显示(LCD)器件的背光的冷阴极荧光灯(CCFLs)的发光二极管背光；使用白色发光二极管的照明装置替代荧光灯或白炽灯；以及车辆的前灯和交通灯。
[0006]图1为示出常规发光器件100的截面图。
[0007]常规发光器件100包括:由蓝宝石等形成的衬底110 ;发光结构140，其形成在衬底110上并且包括第一导电型半导体层142、有源层144以及第二导电型半导体层146 ;以及分别设置在第一导电型半导体层142和第二导电型半导体层146上的第一电极152和第二电极156。
[0008]发光器件100包括有源层144，在该有源层144中，通过第一导电型半导体层142注入的电子与通过第二导电型半导体层146注入的空穴相遇，以发射具有由形成有源层144的材料的本征能带决定的能量的光。从有源层144发射的光可以根据构成有源层144的材料的组成而改变，并且可以为蓝光、紫外(UV)光或深UV光。
[0009]在上述发光器件中，特别地，在水平发光器件中，向下行进的光可被衬底110吸收或从衬底110的内界面经受全反射等，从而降低光提取效率。
[0010]为了克服此缺点，需要在衬底110的表面处反射或散射光来减少光的全反射。
[0011]图2A为示出在常规发光器件中通过图案化衬底形成的气隙(air void)的图。图2B为示出在常规发光器件中通过湿法蚀刻工艺形成气隙的过程的图。图2C为示出图2B的掩模的功能的图。
[0012]在图2A中所示的发光器件中，利用图案化蓝宝石衬底(PSS)在包含AlN的缓冲层的表面处形成气隙。在图2A中所示的发光器件中，在PSS和缓冲层之间的界面处形成图案和气隙，使得在包含GaN的层中生成的光不行进到PSS中，而是被散射或反射，因而提高了发光器件的光提取效率。
[0013]参照图2B，利用氧化硅在包含蓝宝石的衬底110的表面上形成掩模115，并且在掩模115上生长包含GaN的发光结构140。然后，利用氢氟酸等移除氧化硅(SiO2)。在与已经从其移除氧化硅的地方相邻的区域处对GaN进行蚀刻以形成气隙。
[0014]图2C示出由氧化硅等形成的掩模的功能。在衬底和缓冲层之间形成的并且在这里由垂直实线示出的晶体缺陷可以被以红线示出的掩模阻挡。在掩模之间生长的缓冲层如由横向箭头所示而侧向生长，使得缓冲层还可以形成为相邻于掩模区域。
[0015]然而，上述常规发光器件具有以下问题。
[0016]需要向制造图2A中所示的发光器件的工艺添加用于优化在PSS中形成的图案的尺寸、周期和形状的工艺。另外，在图2B所示的发光器件中，由于氧化硅的沉积和图案化以及湿法蚀刻工艺，制造工艺可变得过于复杂并且制造成本可增加。
【发明内容】
[0017]实施方案提供一种具有提高的发光效率的发光器件。
[0018]在一个实施方案中，发光器件包括:衬底；设置在衬底上的紫外(UV)发光半导体结构；以及介于UV发光半导体结构和衬底之间的中间层。UV发光半导体结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的有源层。有源层具有多量子阱结构，该多量子阱结构包括含有AlxGa(1_x)N(0<x< I)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0 <x<y< I)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且第一导电型半导体层和第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN。中间层包含AlN并且具有形成在AlN中的多个气隙。气隙中的至少一些无规则地进行排列，并且气隙的数目为 IO7/cm2 M IO1Vcm2。
[0019]在另一实施方案中，发光器件封装件包括:第一引线框和第二引线框；通过钎料电连接至第一引线框和第二引线框的倒装芯片型发光器件；以及环绕发光器件的模制件。发光器件包括:衬底；设置在衬底上的UV发光半导体结构；以及介于UV发光半导体结构和衬底之间的中间层。UV发光半导体结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的有源层。有源层具有多量子阱结构，该多量子阱结构包括含有AlxGa(1_x)N(0 < X < I)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0 < x<y< I)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且第一导电型半导体层和第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN。中间层包含AlN并且具有形成在AlN中的多个气隙。气隙中的至少一些是无规则地排列的，并且气隙的数目为IOVcm2至lO^Vcm2。
[0020]在另一实施方案中，灭菌器包括:安装在壳体的一个表面上的发光器件；漫反射构件，其对从发光器件发射的光进行漫反射；以及向发光器件提供电力的电源。发光器件包括:衬底；设置在衬底上的UV发光半导体结构；以及介于UV发光半导体结构和衬底之间的中间层。UV发光半导体结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的有源层。有源层具有多量子阱结构，该多量子阱结构包括含有AlxGa(1_x)N(0 < X < I)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0 < x < y < I)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且第一导电型半导体层和第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN。中间层包含AlN并且具有形成在AlN中的多个气隙。气隙中的至少一些是无规则地排列的，并且气隙的数目为IOVcm2至lO^Vcm2。
[0021]第一导电型半导体层可以包含AlxInyGa(1_x_y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，并且O ^ x+y ^ I)，并且第二导电型半导体层包含InxAlyGai_x_yN(0≤x≤1，O≤y≤1，并且O ^ x+y < I)。
[0022]量子阱层可以包含第二导电型掺杂剂。[0023]从UV发光半导体结构辐射的UV光的峰值波长可以在315nm至350nm的范围内。
[0024]中间层可以具有1.5μπι至20μπι的厚度。
[0025]气隙中的每个气隙可以具有比中间层的厚度小至少I μ m的高度。
[0026]气隙中的每个气隙可以具有0.5μπι至19 μ m的高度。
[0027]气隙中的每个气隙可以使其一端设置为与在衬底和中间层之间的界面接触或设置为与该界面间隔开，并且其另一端设置在中间层内。
[0028]形成中间层的材料可以围绕气隙中的每个气隙侧向生长，以在气隙的另一端的上部合并(merge)。
[0029]围绕气隙中的每个气隙侧向生长的中间层的位错可以在气隙的另一端的上部合并。
[0030]在气隙中的每个气隙的一端和气隙的具有最大宽度的区域之间的距离可以大于该具有最大宽度的区域与气隙的另一端之间的距离。
[0031]气隙中的每个气隙的具有最大宽度的区域可以与介于衬底和中间层之间的界面间隔开，并且与介于中间层和发光结构之间的界面间隔开。
[0032]衬底和中间层之间的热膨胀率之差大于中间层和发光结构之间的热膨胀率之差。
[0033]气隙的数目可以在IOVcm2至108/cm2或109/cm2至IOicVcm2的范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]可以参照附图详细地描述布置和实施方案，在附图中相似的附图标记指相似的元件，并且其中:
[0035]图1为示出常规发光器件100的截面图；
[0036]图2A为示出在常规发光器件中通过图案化衬底形成的气隙的图；
[0037]图2B为示出在常规发光器件中通过湿法蚀刻工艺形成气隙的过程的图；
[0038]图2C为示出图2B的掩模的功能的图；
[0039]图3为不出根据本公开内容的一个实施方案的发光器件的截面图；
[0040]图4A至图4F为示出根据本公开内容的一个实施方案的制造图3的发光器件的过程的图；
[0041]图5A和5B为示出根据本公开内容的另一实施方案的制造图3的发光器件的过程的图；
[0042]图6为气隙的原子力显微镜(AFM)图像；
[0043]图7A和图7B为中间层的AFM图像，其中气隙在使AIN生长至I μ m之后形成；
[0044]图8A至图8C为示出发光器件的内部量子效率、光散射作用以及光提取效率相对于气隙的密度的曲线图；
[0045]图9A至图9C为示出由于衬底和中间层之间的热膨胀系数之差所引起的气隙变形的图；
[0046]图10为示出根据本公开内容的一个实施方案的气隙的形状的图；
[0047]图1lA至图1lE为示出根据本公开内容的另一实施方案的制造发光器件的过程的图；
[0048]图12A至图12D为图3的发光器件的扫描电子显微镜(SEM)图像和阴极荧光(CL)图像；
[0049]图13为不出根据本公开内容的一个实施方案的发光器件排列在其中的发光器件封装件的图；
[0050]图14为示出根据本公开内容的一个实施方案的照明装置的图；以及
[0051]图15为不出根据本公开内容的一个实施方案的包括发光器件的灭菌器的图。
【具体实施方式】
[0052]以下，将参照附图来描述实施方案。
[0053]将理解，当元件被称为在另一元件“上”或“下”时，其可以直接在该另一元件上/下，并且还可以存在一个或更多个中间元件。当元件被称为处于“上”或“下”时，基于该元件可以包括“在元件下”以及“在元件上”。
[0054]图3为不出根据本公开内容的一个实施方案的发光器件200的截面图。
[0055]发光器件200包括设置在衬底210上的中间层220和发光结构240。
[0056]衬底210可以由适于半导体材料生长的材料、载体晶片或具有高热导率的材料构成，并且可以包括导电衬底或绝缘衬底。例如，可以使用蓝宝石(Al2O3)、Si02、SiC、S1、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge 以及 Ga2O3 中的至少一种。
[0057]根据所示的实施方案，中间层220用于降低形成衬底210的材料和形成发光结构240的材料之间的晶格失配以及热膨胀系数差。除中间层220之外，可以在衬底210和发光结构240之间进一步插入另一中间层。以上描述同样适用于下文将描述的其它实施方案。除了 AlN之外，用于形成中间层240的材料可以是第II1-V族半导体材料，例如AlAs、GaN、InN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和AlInN中的至少一种。然而，中间层220可以是具有与常规缓冲层不同的功能的中间层，原因是中间层220具有预定的厚度以及在其中的气隙，这将下文进行描述。
[0058]当衬底210由蓝宝石等形成并且在衬底210上设置有包含GaN和AlGaN的发光结构240时，在蓝宝石与GaN或AlGaN之间的相当大的晶格失配以及它们之间显著的热膨胀系数差会导致破坏结晶性的位错、回熔、裂纹、蚀坑(pitting)以及表面形态缺陷。因此，可以在中间层220中使用A1N。
[0059]可以在中间层220中形成多个气隙225。气隙225中的每个气隙的一端a可以设置为与介于衬底210和中间层220之间的界面接触，或者可以设置在中间层220中以与该界面间隔开。气隙225的另一端b可以设置在中间层220中。气隙225的结构和排列将下文进行描述。
[0060]尽管未在本文示出，但是可以在中间层220和发光结构240之间设置未掺杂的GaN层或AlGaN层，以防止上述位错等扩展至发光结构240。另外，位错在中间层220中被阻挡，从而允许生长具有闻品质和闻结晶度的中间层。[0061 ] 发光结构240包括第一导电型半导体层242、有源层244以及第二导电型半导体层246。
[0062]第一导电型半导体层242可以由第II1-V族或第I1-VI族半导体材料形成，并且可以掺杂有第一导电型掺杂剂。第一导电型半导体层242可以包含至少一种以下半导体材料:其由 AlxInyGa(1_x_y)N(0 ≤ x ≤ 1，0 ≤ y ≤ I，并且 O ≤ x+y ( I)表示，选自 AlGaN、GaN、InAlGaN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP以及AlGalnP。例如，第一导电型半导体层242可以包? Al0.55Ga0.45Ν。
[0063]当第一导电型半导体层242为η型半导体层时，第一导电型掺杂剂可以包括η型掺杂剂，例如S1、Ge、Sn、Se以及Te。第一导电型半导体层242可以具有单层或多层结构，但本公开内容不限于此。
[0064]当在图3中示出的发光器件200为紫外(UV)发光器件、深UV发光器件、或非偏振光发射器件时，第一导电型半导体层242可以包含InAlGaN和AlGaN中的至少一种。当第一导电型半导体层242由AlGaN形成时，Al的含量可以为50%。当衬底或中间层中的位错扩展至有源层时，由这样的位错导致的缺陷不能得到缓冲，特别是在深UV发光器件中如此，原因是在深UV发光器件中不使用In。因此，气隙提供重要的作用。另外，在深UV发光器件中，大量深UV光被GaN吸收。因此，AlGaN可以用作形成发光结构的材料。
[0065]有源层244设置在第一导电型半导体层242和第二导电型半导体层246之间，并且可以具有单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子点结构或量子线结构中的至少一种结构。
[0066]有源层244可以具有使用第II1-V族半导体材料的阱层和势垒层的至少一个成对结构，该成对结构选自 AlGaN/AlGaN、InGaN/GaN、InGaN/InGaN、AlGaN/GaN、InAlGaN/GaN、GaAs (InGaAs)/AlGaAs以及GaP(InGaP)/AlGaP中，但本公开内容不限于此。讲层可以由具有比势鱼层的能带间隙低的能带间隙的材料形成。
[0067]特别地，根据示出的实施方案的有源层244可以生成UV光或深UV光。在这点上，有源层244可以具有多量子阱结构。特别地，可以使用如下多量子阱结构:其包括含有AlxGa(1_x)N(0 < X < I)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0 < x < y < I)的量子阱层的至少一个成对结构。在这点上，量子阱层可以包含第二导电型掺杂剂，其将下文进行描述。添加至量子阱层的第二导电型掺杂剂的量可以在与第二导电型半导体层246相邻的量子阱中增加。
[0068]第二导电型半导体层246可以由半导体化合物形成。第二导电型半导体层246可以包含第II1-V族或第I1-VI族半导体材料，并且可以掺杂有第二导电型掺杂剂。第二导电型半导体层246可以由至少一种如下半导体材料形成:其由InxAlyGalx_yN(O≤x≤1，O ^ y ^ 1，并且 O ( x+y ( I)表示，选自 AlGaN、GaN、Al InN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 以及AlGalnP中。例如，当第二导电型半导体层246由AlxGa(1_x)N形成时，随着距有源层244的距离增加，Al的量可以从0.55降低至0.3，而Ga的量可以从0.45增加至0.7。
[0069]当第二导电型半导体层246为P型半导体层时，第二导电型掺杂剂可以为P型掺杂剂，例如Mg、Zn、Ca、Sr以及Ba。第二导电型半导体层246可以具有单层或多层结构，但本公开内容不限于此。当发光器件200为UV发光器件、深UV发光器件或非偏振光发射器件时，第二导电型半导体层246可以包含InAlGaN和AlGaN中的至少一种。[0070]尽管未在本文中示出，但是可以在有源层244和第二导电型半导体层246之间插入电子阻挡层。例如，可以在有源层244和第二导电型半导体层246之间插入具有超晶格结构的电子阻挡层。该超晶格结构可以包含掺杂有第二导电型掺杂剂的AlGaN，并且可以通过交替设置具有不同Al含量的多个GaN层来形成。
[0071]可以在发光结构240上设置透明导电层260，使得在宽区域内均匀地从第二电极256向第二导电型半导体层246提供电流。另外，尽管未在本文中示出，但是可以在第二导电型半导体层246和透明导电层260之间插入GaN层。可替代地，GaN层可以代替透明导电层260,并且可以掺杂有第二导电型掺杂剂。
[0072]当衬底210为绝缘衬底时，对从透明导电层260到第一导电型半导体层242的一部分进行台面蚀刻，以向第一导电型半导体层242提供电流，从而部分地露出第一导电型半导体层242。
[0073]第一电极252可以设置在露出的第一导电型半导体层242上，并且第二电极256可以设置在透明导电层260上。
[0074]在具有上述结构的发光器件200中，由于在中间层220中形成有气隙，所以可以在衬底210和中间层220之间的界面处防止由晶格失配和热膨胀系数差所导致的位错生长。另外，从如图3所示的有源层244向下发射的光被气隙225散射或折射，从而防止光进入衬底210。因此，光在衬底210中被完全反射，从而防止了发光器件200的光提取降低。
[0075]图4A至图4F为示出根据本公开内容的一个实施方案的制造图3的发光器件的过程的图。
[0076]首先，如图4A所示，在衬底210上形成用于生长中间层220的籽晶(seed) 220a。籽晶220a可以具有随机的尺寸，并且可以随机地排列。
[0077]如图4B所示，在衬底210上生长包含气隙的中间层220。在这点上，图4B中所示的每层的组成与参照图3所描述的该层的组成相同。图4C至图4F的每层的组成也与图3所描述的该层的组成相同，因此这里将不再给出其描述。
[0078]当用AlN生长中间层220时，可以在1200°C至1400°C下提供分别为10 (ymol/分钟)M 100 (μ mol/分钟)和50 ( μ mol/分钟)至500 ( μ mol/分钟)的三甲基铝(TMAl)和NH3。第V族元素与第III族元素的摩尔比可以为100或更小。中间层220可以以2μπι/小时至6 μ m/小时的速率生长。当生长速率增加时，所形成的气隙的数目增加。另一方面，当生长速率降低时，过程效率可降低。
[0079]当用于生长AlN的温度低于1200°C时，在蓝宝石表面处吸附的铝(Al)缓慢地移动，使得可能不能形成具有良好结晶度的籽晶如晶核。另一方面，当用于生长AlN的温度高于1400°C时，蓝宝石的表面被氢蚀刻，从而使AlN的结晶度劣化。中间层220可以在1000°C至1600°C的温度下进一步生长。通常，由于Al具有低的表面迁移率，因此需要在高温下进行高品质的外延生长。因此，中间层220可以在高于1000°C的温度下生长，并且不需要将温度增加为超过1600°C。
[0080]在这点上，可以从衬底210和中间层220之间的界面形成多个气隙225。位错可以在衬底210和中间层220之间的界面等处出现。然而，位错可以在接触气隙225的区域处
I=I TT O
[0081]构成中间层220的AlN的晶体生长方向由虚线g标记。由于AlN不仅水平生长还垂直生长，所以围绕气隙225水平或横向地生长的AlN合并。另外，在衬底210和中间层220之间的界面等处生长的位错由虚线d标记。当AlN依照侧向生长进行合并时，位错也合并。
[0082]图4C示出其生长完成的中间层220。由于AlN不仅水平或横向地生长还垂直生长，所以气隙225的生长被阻挡，所以位错合并。
[0083]气隙是指中间层220的未生长A1N、填充有空气的区域。这样的气隙可以填充有工艺气体而不是空气，或者可以保持为真空状态。
[0084]在图9C中，气隙的一端和具有最大宽度的区域之间的距离大于具有最大宽度的区域与气隙的另一端的距离。然而，如图4C所示的气隙225可以不同于图9C的那些，原因是图4C中的气隙225设置为与衬底210表面接触。
[0085]另外，如图4D所示，从中间层220生长发光结构240和透明导电层260。第一导电型半导体层242可以使用化学气相沉积(CVD)、分子束外延(MBE)、溅射、氢化物气相外延(HVPE)等形成，以形成掺杂有η型掺杂剂的AlGaN层。
[0086]另外,第一导电型半导体层242可以通过注入三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)以及包含η型杂质如硅(Si)的硅烷(SiH4)来形成。
[0087]有源层244可以通过注入三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)以及三甲基铟(TMIn)气体而具有多量子阱结构，但本公开内容不限于此。
[0088]第二导电型半导体层246的组成已经在上面进行描述。第二导电型半导体层246可以通过将三甲基镓(TMGa)气体、氨气(ΝΗ3)、氮气(N2)以及包含P型杂质如镁(Mg)的双(乙基环戊二烯基)镁(EtCp2Mg) (Mg(C2H5C5H4)J注入到室中而形成，以形成P型GaN层，但本公开内容不限于此。另外，透明导电层260由材料如氧化铟锡(ITO)形成。
[0089]然后，如图4Ε所示，对透明导电层260的一侧施加台面蚀刻，该台面蚀刻穿过第二导电型半导体层246和有源层244直到第一导电型半导体层242的一部分，因此部分露出第一导电型半导体层242。
[0090]然后，如图4F所不,第一电极252和第二电极256可以分别设置在所露出的第一导电型半导体层242和透明导电层260上。第一电极252和/或第二电极256可以由导电材料形成为单层或多层结构，该导电材料例如为金属，特别地选自Ag、N1、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf的金属或其任意组合。
[0091]在图4F中，气隙225中的每个气隙的高度Ii1可以比中间层220的总厚度h2小至少Ιμπι。中间层220的厚度h2可以在1.5μπι至20μπι的范围内，并且气隙225中的每个气隙的高度Ii1可以在0.5μπι至19μπι的范围内。
[0092]另外，气隙225可以具有IO7气隙/cm2至101°气隙/cm2的密度。
[0093]气隙225中的每个气隙的高度Ii1和宽度可以随机改变，原因是当在衬底210上根据上述工艺生长中间层220时，气隙225在受控条件下自然生长。气隙225还可以在至少一个区域内具有随机的形状和排列。如图4F所示，在相邻的气隙225之间的距离和间距可以不一致。
[0094]图5A和图5B为示出根据本公开内容的另一实施方案的制造图3的发光器件的过程的图。根据参照图4A至图4F所描述的实施方案，气隙225从衬底210和中间层220之间的界面生长。然而，根据示出的实施方案，气隙225’在中间层220’内生长。也就是说，参照图5A，由AlN等形成的籽晶220a’可以在衬底210’上彼此重叠。因此，气隙225’可以在离衬底210’ 一定距离处、在相邻的籽晶220a’之间生长。籽晶220a’如由虚线g’标记的那样垂直并水平地生长以完成气隙225’的生长，并且由点划线d’标记的位错可以如图5B所示的那样进行合并。根据所示的实施方案的制造发光器件的方法的后续过程与上述方法的过程相同。
[0095]上述气隙与图2A至图2C中所示的使用掩模形成的气隙(其将在下文进行描述)的不同之处在于:上述气隙具有随机的形状和尺寸并且随机地进行排列，但根据图2A至图2C的气隙具有一致的形状和周期性排列。另外，当使用掩模时，不能将气隙之间的距离和/或间距控制为预定尺寸，例如处于纳米尺度。然而，根据所示的实施方案，由于气隙在AlN生长的期间自然生长，所以可以将气隙之间的距离和/或间距控制为纳米尺度，并且气隙的密度可以大于使用掩模工艺所制造的气隙的密度。
[0096]例如，如上所述，气隙可以具有IOVcm2至IOkVchi2的密度。这里，气隙的密度是指每单位面积形成的气隙数目。气隙的密度与迄今所开发的光刻技术相比提供更高的分辨率。由于与常规形成的气隙相比，气隙更紧密地进行排列，所以可以提高发光器件的光提取效率。当气隙的数目为IOVcm2至107cm2或者109/cm2至IOltVcm2时，可以进一步提高发光器件的光提取效率。
[0097]使用上述掩模工艺可以形成具有IOVcm2或更小的密度的气隙。当利用设置在AlN上的掩模、通过光刻法和干法蚀刻形成气隙时，气隙可以具有2 μ m至3 μ m的尺寸。在这种情况下，当形成长度和宽度各自均为2μπι的气隙时，气隙的密度可以为6X106/cm2。当形成长度和宽度各自均为3μπι的气隙时，气隙的密度可以为3X106/cm2。因此，使用掩模的常规工艺可以用于形成具有IOVcm2或更小的密度的气隙。
[0098]当气隙的数目超过1kVchi2时，环绕气隙的AlN并未充分地水平生长，使得在每个气隙的上部，位错可能未合并或水平生长的AlN未合并。
[0099]图6为气隙的AFM图像。
[0100]在左侧图像中，暗区域表示气隙，而亮区域表示A1N。当AlN生长至0.05 μ m或更大的宽度或直径时，可以形成气隙。右侧图像为左侧图像的放大图像。在右侧图像中，在具有0.Ιμπι的高度和0.15μπι的宽度的(由红线表示)区域中形成4个气隙。因此，气隙可以具有SXlOuVcm2的密度。因此，难以形成具有10n/Cm2或更大的密度的气隙。图7A和图7B为其中将AlN生长至I μ m后形成气隙的中间层的AFM图像。
[0101]图7A示出具有107cm2或更大的密度的气隙。图7B示出具有109/cm2或更大的密度的气隙。图7A和7B中所示出的发光器件的相对光强为I至1.3。由于图7B中气隙的密度增加，所以可以提高光散射作用。
[0102]当气隙具有IOVcm2或更小的密度时，与图7A中所示的发光器件的光强相比，发光器件的光强可降低50%。当气隙具有10n/Cm2或更大的密度时，相邻的气隙可合并并且可在合并区域处出现AlN缺陷。因此，可降低有源层的多量子阱结构的内部量子效率，使得与图7A中所示的发光器件的光强相比，发光器件的光强可降低50%。
[0103]图8A至图SC为示出发光器件的内部量子效率、光散射作用、以及光提取效率相对于气隙密度的曲线图。
[0104]参照图8A，当气隙具有10n/Cm2或更大的密度时，发光器件的多量子阱结构的内部量子效率(IQE)降低。参照图8B，当气隙的密度增加时，光提取效率(LEE)提高。参照图8A至图SC，当气隙具有IOVcm2至IO1Vcm2的密度时，可以获得发光器件的最优光提取效率。
[0105]当通过改变生长条件来增加气隙的尺寸或密度时，可以有效阻止位错，但可能不能在气隙上充分形成侧向生长的A1N。另一方面，当气隙的尺寸和密度降低时，可以在气隙上有效地形成侧向生长的A1N，但不能充分防止位错，并且不能充分地使有源层发生折射或散射。
[0106]图9A至图9C为示出由于衬底和中间层之间的热膨胀系数差所引起的气隙的变形的示意图。
[0107]在发光器件的制造工艺中，中间层或发光结构的生长需要高温处理。因此，当发光器件在生长工艺之后冷却到室温时，其结构可以根据热膨胀系数进行收缩，使得其长度或体积减小。
[0108]这样的热膨胀或收缩可以根据每层的热膨胀系数变化，并且因此每一层或界面均可弯曲。由蓝宝石等形成的衬底210和由AlN等形成的中间层220之间的热膨胀系数差可以大于由GaN或AlGaN形成的发光结构240和中间层220之间的热膨胀系数差。
[0109]中间层220的热膨胀系数大于衬底210的热膨胀系数。因此，当在图9A中所示的高温生长工艺之后将温度降至室温时，衬底210和中间层220如图9B中所示部分弯曲。在这点上，中间层220比衬底210弯曲地更多。
[0110]在这点上，中间层220可以在离衬底210较远的区域(即，与发光结构接触的区域)处比在与衬底210接触的区域处收缩地更多。另外，当中间层220收缩时，气隙的尺寸可减小。由于离衬底210较远的中间层220的区域收缩地更多，所以在离衬底210较远的区域处的每个气隙的横截面可小于在上述区域的相反区域处的气隙的横截面，如图9C所示。
[0111]为了更详细地描述气隙的结构，在图9C中放大了气隙的横向尺寸。气隙可以如上所述的那样具有随机的尺寸并且可以随机进行排列，或者可以形成如本文所示的具有较长垂直截面的四边形或其它形状。
[0112]也就是说，当气隙的接触衬底210的区域被称为“一端a”，气隙的与衬底210相反的区域被称为“另一端b”，并且气隙的中央区域被称为“中央区域c”时，在热收缩之前，在一端a和中央区域c之间的高度h3可以等于或类似于在中央区域c和另一端b之间的高度h4。如本文所示，中央区域c为在一端a和另一端b之间的区域，并且可以比一端a更靠近
另一端b。
[0113]在热收缩之后，气隙的离衬底210较远的区域的截面可以比相反区域的截面减小地更多。这里，在一端a和中央区域c之间的高度h5可以大于在中央区域c和另一端b之间的高度h6。此外，中间层220可以通过热而完全收缩，并且气隙的尺寸可以减小，使得h3> h5。
[0114]图10为示出根据本公开内容的一个实施方案的气隙的形状的图。
[0115]气隙225a的一端设置在衬底210和中间层220之间的界面处,气隙225b的一端设置在离介于衬底210和中间层220之间的界面一段距离处。气隙225c和225d设置为使得其区域各自具有与介于衬底210和中间层220之间的界面接触的预定宽度，并且气隙225e具有类似于气隙225a的形状并向一侧倾斜。
[0116]气隙可以如上所述具有各种形状。在上述图中，示出类似于菱形的形状或具有预定宽度的形状以描述生长工艺，但本公开内容不限于此。气隙可以具有任意的几何形状，在该任意的几何形中，气隙的宽度从衬底210和中间层220之间的界面增加并且从预定高度降低。气隙在SEM图像中可以表示为黑色的线或条，其将在下文进行描述。
[0117]图1lA至IlE为示出根据本公开内容的另一实施方案的制造发光器件的过程的图。
[0118]根据所示的实施方案，描述了制造垂直型发光器件的过程。
[0119]参照图11A，在衬底210上形成AlN籽晶以生长中间层220。在中间层220中，可以以如参照图4A至图4C以及图5A至图5C所描述的方式相同方式形成气隙225。
[0120]然后，如图1lB所示，在中间层220上生长发光结构240。在这点上，可以不在发光结构240上形成透明导电层。
[0121]然后，如图1lC中所示，可以在发光结构240上形成欧姆层272、反射层274、接合层276以及导电支承衬底278。欧姆层272、反射层274、接合层276以及导电支承衬底278可以起第二电极的作用。
[0122]欧姆层272可以具有约200 Λ的厚度。欧姆层272可以由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTo)、氧化铟铝锌(IAZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟镓锡(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、IZO氮化物(IZON)、Al-Ga ZnO(AGZO)、IN-Ga ZnO (IGZO)、ZnO, IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au 或 Ni/Ir0x/Au/IT0、以及由包含选自 Ag、N1、Cr、T1、Al、Rh、Pd、Ir、Sn、In、Ru、Mg、Zn、Pt、Au 及 Hf 中的至少一种的材料形成，但本公开内容不限于此。
[0123]反射层274可以为由铝(Al)、银(Ag)、镍(Ni)、钼(Pt)、铑(Rh)或者包含Al、Ag、Pt或Rh的合金形成的金属层。Al或Ag有效地反射从有源层244发射的光，以显著地提高发光器件的光提取效率。
[0124]导电支承衬底(金属支承件)278可以由具有良好的导电性和良好的导热性的金属形成，以充分地耗散在发光器件的工作期间所生成的热。
[0125]导电支承衬底278可以由金属或半导体形成。导电支承衬底278也可以由具有良好的导电性和导热性的材料形成。例如，导电支承衬底278可以由选自钥(Mo)、硅(Si)、钨(W)、铜(Cu)和铝(Al)或者其合金中的材料形成，并且可以选择性地包含金(Au)、Cu合金、镍(Ni)、Cu-W 合金、载体晶片(例如，GaN、S1、Ge、GaAs、ZnO、SiGe、SiC、SiGe 以及 Ga2O3)。
[0126]导电支承衬底278可以具有足够低的机械强度，以用于通过划片工艺和断裂工艺将其容易地分离为片，而不导致整个氮化物半导体弯曲。
[0127]接合层276将反射层274和导电支承衬底278接合，并且可以由选自金(Au)、锡(Sn)、铟(In)、铝(Al)、硅(Si)、银(Ag)、镍(Ni)和铜(Cu)或者其合金中的材料形成。
[0128]欧姆层272和反射层274可以通过溅射或电子束沉积来形成，并且导电支承衬底278可以通过电化学金属沉积、金属共晶接合等来形成。可替代地，可以形成单独的接合层276。
[0129]然后，如图1lD中所示，分离衬底210。衬底210的移除可以通过使用干/湿法蚀刻或采用准分子激光器的激光剥离(LLO)工艺来进行。
[0130]下文将简要描述通过LLO对衬底210进行分离。当具有预定波长范围的准分子激光器以聚集状态朝向衬底210辐射时，热能集中在介于衬底210和发光结构240之间的界面处，使得界面被分解为镓和氮分子。结果，在其上入射有激光的区域中发生衬底210的瞬时分离。同时，中间层220也可以通过干法蚀刻而分离。
[0131]如果衬底210为硅衬底，则可以通过湿法蚀刻分离衬底210，并且还可以通过干法蚀刻分离中间层220。
[0132]随后，使从其分离衬底210的发光结构240经受划片，以将同一发光结构分为各自对应于单元发光器件的部分。这里，可以用掩模(未示出)对发光结构240的每个部分进行蚀刻。
[0133]如图1IE中所示，可以在第一导电型半导体层242上部分地形成不均匀结构，并且形成第一电极252和钝化层280。第一电极252可以具有如上所述的组成，并且可以设置在第一导电型半导体层242的表面的平坦区域上。钝化层280可以通过由不导电的氧化物或氮化物组成的绝缘材料形成。例如，钝化层280可以为氧化硅(SiO2)层、氧氮化物层或氧
化铝层。
[0134]在图1lE中所示的发光器件200中，在移除中间层的同时移除了气隙。在衬底和中间层之间的界面处生成的位错在发光结构240的生长期间被上述气隙阻挡，因此提高了由AlGaN或GaN形成的发光结构的品质。
[0135]图12A至图12D为图3的发光器件的扫描电子显微镜(SEM)图像和阴极荧光(CL)图像。
[0136]图12A中被示为黑色实线的气隙在图12B中被示为模糊部分。在图12C的左侧SEM图像中，黑色实线表示气隙。参照图12C的CL图像，可以估计在蓝宝石衬底和AlN中间层之间的位错的分布。参照图12D，在形成有气隙的区域处观察到AlN深杂质峰(315-350纳米峰)。这表明位错集中在气隙周围。
[0137]参照图12A，气隙如上所述的那样具有随机尺寸，并且在横向方向上具有预定宽度。然而，具有纳米尺度的尺寸的气隙在SEM图像中被示为垂直线。当增加用于测量气隙的分辨率时，电子可在样品的表面上进行充电，从而使图像的分辨率劣化。
[0138]通过用X射线辐照样品并测量吸收光谱，可以获得CL图像。在图12B和图12C中，由于用于获得CL图像的光探测器的有限分辨率，所以围绕气隙的部分是模糊的。具体地，由于光谱的峰不是呈现对应于气隙的部分，而是呈现与围绕气隙所形成的位错相对应的部分，所以未清楚地探测到气隙的位置。
[0139]图12D为通过线扫描预定位置而获得的光谱。通过以下方式获得图12D:使用在图12B和图12C中所示出的模糊图像在预定的时间段内的平均值；以及降低测量期间所生成的噪声。因此，清楚地表示出气隙的位置。
[0140]当与使用常规方法(包括利用掩模的光刻法和蚀刻法)来形成气隙相比时，根据上述工艺制造的发光器件的气隙密度增加。因此，根据本实施方案，由于AlN水平生长而可以生长高品质的气隙，并且由于较紧密的气隙而可以提高光散射。另外，制造工艺可以由于未使用掩模而被简化。
[0141]图13为不出根据本发明公开的一个实施方案的、包括发光器件的发光器件封装件300的图。
[0142]根据所示出的实施方案，作为倒装芯片型发光器件封装件的发光器件封装件300包括:具有腔的主体310 ;安装在主体310上的第一引线框321和第二引线框322 ;根据上述实施方案中之一的发光器件200，其安装在主体310上以电连接至第一引线框321和第二引线框322 ;以及在腔中形成的模制件350。
[0143]主体310可以由硅基材料、合成树脂材料或金属材料形成。当主体310由导电材料如金属材料形成时，在主体310的表面上涂覆绝缘层(虽然未示出)，以避免第一引线框321和第二引线框322之间的电路短路。
[0144]第一引线框321和第二引线框322彼此电隔离，并且向发光器件200提供电流。第一引线框321和第二引线框322也可以反射由发光器件200生成的光，以实现发光效率的提高。另外，第一引线框321和第二引线框322可以耗散由发光器件200生成的热。
[0145]发光器件200可以通过具有球形状的钎料340而电连接至第一引线框321和第二引线框322。
[0146]模制件350可以密封发光器件200以保护发光器件200。另外,模制件350包含磷光体360，其被共形地涂覆在模制件350上以作为模制件350的分隔层。在此结构中，遍及发光器件封装件300的整个发光面积,从发光器件200发射的光的波长可以由所分布的磷光体360转换。
[0147]从发光器件200发射的第一波长范围的光由磷光体360激发,并且因此被转变为第二波长范围的光。当第二波长范围的光穿过透镜(未示出)时，其光路可以被改变。
[0148]由于在设置在发光器件封装件300中的发光器件200中，在衬底和中间层之间的界面处的位错在生长过程期间被气隙阻挡，所以由AlGaN或GaN形成的发光结构可以具有提闻的品质。特别地，在水平发光器件中，可以由气隙提闻光提取效率。
[0149]特别地，当在发光器件200中，第一导电型半导体层和第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN并且有源层包含AlGaN/GaN时，从发光结构发射的UV光的峰值波长可以在315nm至350nm的范围内。在这点上，发光器件可以具有显著提高的品质和光提取效率，原因是通过在发光器件200的衬底中排列气隙而引起位错合并。
[0150]可以在发光器件封装件300中安装一个或多个发光器件200，但本公开内容不限于此。
[0151]根据所示的实施方案，多个发光器件封装件在衬底上形成阵列。光学构件(即导光板、棱镜片、扩散片等)可以设置在发光器件封装件的光路上。这样的发光器件封装件、衬底以及光学构件可以起照明单元的作用。根据另一实施方案，利用结合上述实施方案所述的半导体发光器件或发光器件封装件，可以实现显示装置、指示装置或照明系统。照明系统可以包括例如灯或路灯。在下文中，将描述作为包括发光器件封装件的照明系统的例子的照明装置。
[0152]图14为示出根据本公开内容的一个实施方案的包括发光器件封装件的照明装置的图。
[0153]参照图14，从设置有根据上述实施方案的发光器件封装件的发光器件模块401发射的光在被反射器402和灯罩403反射后穿过透镜404，以被导向车辆的前部。
[0154]在设置在如上所述的发光器件模块401中的发光器件中，在衬底和中间层之间的界面处形成的位错在生长过程期间被气隙阻止。因此，由AlGaN或GaN形成的发光结构可以具有提高的品质。特别地，水平发光器件可以由于气隙而具有提高的光提取效率。
[0155]图15为不出根据本公开内容的一个实施方案的包括发光器件的灭菌器的图。[0156]参照图15,灭菌器500包括:安装在壳体501的一个表面上的发光模块510 ;对所发射的深UV光进行漫反射的漫反射构件530a和530b ；以及提供由发光模块510所需的功率的电源520。
[0157]壳体501具有矩形结构，在该矩形结构中一体化安装有发光模块510、漫反射构件530a和530b以及电源520，即壳体501具有紧凑结构。另外，壳体501可以由用于有效地排出通过灭菌器500所生成的热的材料形成，并且具有用于有效地排出通过灭菌器500所生成的热的形状。例如，用于形成壳体501的材料可以包含选自Al、Cu以及其任何合金中的一种。因此，壳体501可以具有提闻的传热效率，从而呈现出提闻的散热。
[0158]此外，壳体501可以具有特别的外表面形状。例如，壳体501可以具有例如波纹状、网状或不规则的非均匀图案等的外表面形状。因此，可以更有效地将热从壳体501传递到外部，从而提闻了散热。
[0159]同时，还可以在壳体501的两端设置附接板550。附接板550是指用于将壳体501固定至整个器件的支架元件，如图15所示。附接板550可以沿着预定方向从壳体501的两端突出。在这点上，预定方向为壳体501的发射深UV光并且发生漫反射的向内方向。
[0160]因此，设置在壳体501两端的附接板550向整个器件提供固定区域，以允许将壳体501更有效地固定至整个器件。
[0161]附接板550可以具有选自螺纹耦接单元、铆钉耦接单元、粘附单元以及分离单元中的一种形状。在这点上，这些各种各样的耦接单元对于本领域的普通技术人员将是明显的，并且因此将不在这里给出其详细描述。
[0162]同时，发光模块510被安装在壳体501的一个表面上。发光模块510发射深UV光以杀死空气中的微生物。为此，发光模块510包括衬底512和安装在衬底512上的多个发光器件封装件100。在这点上，每个发光器件封装100对应于图2至图4中所示的发光器件封装件100。因此，每个发光器件封装由相同的附图标记表示。
[0163]衬底512可以为印刷电路板(PCB)，其包括沿着壳体501的内表面以单行进行排列的电路图案。除普通的PCB以外，衬底512也可以为金属芯印刷电路板(MCPCB)以及柔性PCB，但本公开内容不限于此。
[0164]然后，漫反射构件530a和530b是指如下构件:其具有反射板以弓I起从上述发光模块510发射的深UV光的漫反射。漫反射构件530a和530b可以具有各种正面形状，并且可以以各种形式排列。通过略微修改漫反射构件530a和530b的平面结构例如曲率半径，可以以重叠的方式辐射所漫反射的深UV光，以提高辐射强度或者扩大暴露于深UV光的区域的宽度。
[0165]电源520接收电力并提供发光模块510所需的电力。电源520可以设置在壳体501中。如图15所示，电源520可以设置在介于发光模块510与漫反射构件530a和530b中的每个之间的空间的内壁处。还可以设置连接发光模块510与漫反射构件530a和530b的电源连接器540，以将外部电源引入到电源520中。
[0166]如图15所示，电源连接器540可以具有平面形状，或者可以具有可以电连接至外部电源线缆(未示出)的插座或线缆槽的形状。另外，电源线缆具有柔性延伸结构，以有效地连接至外部电源。
[0167]在如上所述的根据本实施方案的灭菌器中设置的发光器件中，在衬底和中间层之间的界面处发生的位错在生长过程期间被气隙阻止。因此，可以提高由AlGaN或GaN形成的发光结构的品质。特别地，水平发光器件可以由于气隙而具有提高的光提取效率。
[0168]从以上描述所明显的是，在根据本实施方式的发光器件中，气隙阻止在生长过程期间在衬底和中间层之间的界面处出现的位错。因此，由AlGaN或GaN形成的发光结构可以具有提高的品质。特别地，在水平发光器件中可以通过气隙提高光提取效率。
[0169]尽管已经参照许多示例性实施方案描述了实施方案，但是应当理解，本领域中的普通技术人员可设想的许多其它修改和实施方案也落入本公开内容的原理的精神和范围内。更具体地，在本公开内容、附图以及所附权利要求的范围内，主题组合布置的组成部分和/或布置的各种变型和修改均是可能的。除了组成部分和/或布置的变型和修改之外，可替代的用途对于本领域的普通技术人员而言也是明显的。
【权利要求】
1.一种发光器件，包括: 衬底； 设置在所述衬底上的发光半导体结构；以及 介于所述发光半导体结构和所述衬底之间的中间层， 其中: 所述发光半导体结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层，其中所述有源层具有多量子阱结构，所述多量子阱结构包括含有AlxGa(1_x)N(0 < X < I)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0<x<y< I)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN ；以及 所述中间层包含AlN并且具有形成在所述AlN中的多个气隙，其中所述气隙中的至少一些是不规则排列的，并且所述气隙的数目为IOVcm2至lO^Vcm2。
2.一种发光器件，包括: 衬底； 设置在所述衬底上的发光半导体结构；以及 介于所述发光半导体结构和所述衬底之间的中间层， 其中: 所述发光半导体结构包`括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层，其中所述有源层具有多量子阱结构，所述多量子阱结构包括含有AlxGa(1_x)N(0 < X < I)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0<x<y< I)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN ；以及 所述中间层包含AlN并且具有形成在所述AlN中的多个气隙，其中所述多个气隙中的至少一些具有随机的尺寸。
3.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述气隙的数目为IOVcm2至lO^Vcm2。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中所述第一导电型半导体层包含AlxInyGa(1_x_y)N(0 ^ x ^ 1,0 ^ y ^ 1，并且O ( x+y ( I),并且所述第二导电型半导体层包含 InxAlyGa1^yN(O ^ x ^ I,O ^ y ^ I,并且 O ( x+y ( I)。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中所述量子阱层包含第二导电型掺杂剂。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中从所述发光半导体结构辐射的光的峰值波长在315nm至350nm的范围内。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中所述中间层具有1.5μπι至20 μ m的厚度。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中所述气隙中的每个气隙具有比所述中间层的厚度小至少I μ m的高度。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中所述气隙中的每个气隙具有0.5 μ m至19 μ m的高度。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中所述气隙中的每个气隙的一端设置为与介于所述衬底和所述中间层之间的界面接触或者设置为与所述界面间隔开，并且所述气隙中的每个气隙的另一端设置在所述中间层中。
11.根据权利要求10所述的发光器件，其中形成所述中间层的材料围绕所述气隙中的每个气隙侧向生长，以在所述气隙的所述另一端的上部合并。
12.根据权利要求10所述的发光器件，其中围绕所述气隙中的每个气隙侧向生长的所述中间层的位错在所述气隙的所述另一端的上部合并。
13.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述气隙中的每个气隙的一端与所述气隙的具有最大宽度的区域之间的距离大于所述具有最大宽度的区域与所述气隙的另一端之间的距离。
14.根据权利要求13所述的发光器件，其中所述气隙中的每个气隙的具有最大宽度的区域与介于所述衬底和所述中间层之间的界面间隔开，并且与介于所述中间层和所述发光结构之间的界面间隔开。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中所述衬底和所述中间层之间的热膨胀率之差大于所述中间层和所述发光结构之间的热膨胀率之差。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的发光器件，其中所述气隙的数目在IOVcm2至1O8/cm2 或 1O9/cm2 至 1O10/cm2 的范围内。
17.一种发光器件封装件，包括: 第一引线框和第二引线框； 通过钎料电连接至所述第一引线框和所述第二引线框的倒装芯片型发光器件；以及 围绕所述发光器件的模制件， 其中所述发光器件包括衬底、设置在所述衬底上的发光半导体结构、以及介于所述发光半导体结构和所述衬底之间的中间层， 其中: 所述发光半导体结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层，其中所述有源层具有多量子阱结构，所述多量子阱结构包括含有AlxGa(1_x)N(0 < X <1)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0<x<y< 1)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN ；以及 所述中间层包含AlN并且具有形成在所述AlN中的多个气隙，其中所述气隙中的至少一些是不规则排列的，并且所述气隙的数目为1O7/cm2至lO10/cm2。
18.—种灭菌器,包括: 发光器件，所述发光器件安装在壳体的一个表面上； 漫反射构件，所述漫反射构件对由所述发光器件发射的光进行漫反射；以及 电源，所述电源向所述发光器件供电， 其中所述发光器件包括衬底、设置在所述衬底上的发光半导体结构以及介于所述发光半导体结构和所述衬底之间的中间层， 其中: 所述发光半导体结构包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的有源层，其中所述有源层具有多量子阱结构，所述多量子阱结构包括含有AlxGa(1_x)N(0 < X < 1)的量子势垒层和含有AlyGa(1_y)N(0<x<y< I)的量子阱层的成对结构的至少一个周期，并且所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层中的至少一个包含AlGaN ；以及 所述中间层包含AlN并且具有形成在所述AlN中的多个气隙，其中所述气隙中的至少一些是不规则排列的 ，并且所述气隙的数目为IOVcm2至lO^Vcm2。
【文档编号】H01L33/32GK103682017SQ201310334667
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】朴海进, 金敬训, 金东河, 李光七, 金在勋, 尹欢喜 申请人:Lg伊诺特有限公司