发光装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本实施方案涉及发光装置、其制造方法、发光装置封装体及照明系统。
【背景技术】
[0002]发光装置包含具有将电能转换为光能的特性的P-N结二极管。发光装置可以包含属于元素周期表中III族和V族的复合半导体。通过调整复合半导体的组成比，发光装置能够表现多种颜色。
[0003]当对发光装置施加正向电压时，N层的电子与P层的空穴结合，从而可以生成对应于导带与价带间能隙的能量。该能量主要以热和光的形式发射。在所述发光装置的情况下，该能量以光的形式生成。
[0004]例如，氮化物半导体表现优异的热稳定性和宽的带隙能，使得该氮化物半导体在光学装置和高功率电子装置领域中备受关注。特别地，使用该氮化物半导体的蓝色、绿色和紫外(UV)发光装置已经被商业化且被广泛使用。
[0005]近来，随着对高效率发光装置需求的增加，光强度的增强已经成为了问题。
[0006]为了增强光强度，已经进行了各种尝试改善有源层(MQW)、电子阻挡层(EBL)和有源层的下层的结构，但没有获得良好的结果。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]本实施方案涉及能够增强光强度的发光装置、其制造方法、发光装置封装体及照明系统。
[0009]技术方案
[0010]根据本发明，提供包含以下的发光装置:第一导电半导体层(112);在第一导电半导体层(112)上的氮化镓基超晶格层(124);在氮化镓基超晶格层(124)上的有源层
(114);在有源层(114)上的第二导电氮化镓基层；在第二导电氮化镓基层上的第二导电半导体层(116)。第二导电氮化镓基层可以包括在有源层(114)上的第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N 超晶格层(其中 0<x<l，0<y<l) (128)。
[0011]有益效果
[0012]根据本实施方案，能够提供具有能够增强光强度的最佳结构的发光装置、其制造方法、发光装置封装体及照明系统。
【附图说明】
[0013]图1为显示根据第一实施方案的发光装置的截面图。
[0014]图2为显示根据第一实施方案的发光装置的能带图的实例的图。
[0015]图3为显示光强度作为根据第一实施方案的发光装置和根据比较例的发光装置的波长的函数变化的图。
[0016]图4为显示根据第二实施方案的发光装置的能带图的实例的图。
[0017]图5为显示根据实施方案的工作电压(Vf)和光强度(Po)的图。
[0018]图6为显示根据第三实施方案的发光装置的截面图。
[0019]图7为显示根据第三实施方案的发光装置的能带图的实例的图。
[0020]图8为显示根据第四实施方案的发光装置的能带图的实例的图。
[0021]图9为显示根据第五实施方案的发光装置的截面图。
[0022]图10为显示根据第五实施方案的发光装置的能带图的实例的图。
[0023]图11为显示具有根据实施方案的发光装置的发光装置封装体的截面图。
[0024]图12?图14为显示根据实施方案的照明装置的图。
【具体实施方式】
[0025]在实施方案的说明中，将会理解，当层(或膜)、区域、图案或结构被称作在另一个基板、另一个层(或膜)、另一个区域、另一个垫或另一个图案“上”或“下”时，它能够“直接地”或“间接地”在另一个基板、层(或膜)、区域、垫或图案上，或者还可以存在一个或多个中间层。已经参照附图对层的这种位置进行了说明。
[0026]实施方案
[0027]图1为显示根据第一实施方案的发光装置100的截面图，图2为显示根据第一实施方案的发光装置的能带图的实例的图。
[0028]根据所述实施方案的发光装置100包括:第一导电半导体层112 ;在第一导电半导体层112上的氮化镓基超晶格层124 ;在氮化镓基超晶格层124上的有源层114 ;在有源层114上的第二导电氮化镓基层；在第二导电氮化镓基超晶格层上的第二导电半导体层116。
[0029]基板105可以包含具有优异导热性的材料，且可以包含导电基板或绝缘基板。例如，基板 105 可以包含蓝宝石(Al2O3)、SiC, S1、GaAs, GaN, ZnO,GaP、InP, Ge 和 Ga2O3中的至少一种。
[0030]根据所述实施方案，提供光反射图案P从而增强光提取效率。例如，可以在基板105上形成图案化的蓝宝石基板(PSS)从而增强光提取效率。
[0031]此外，根据所述实施方案，在基板105上形成缓冲层107和未掺杂的半导体层108从而降低发光结构110的材料与基板105的材料之间的晶格失配。例如，缓冲层107可以由II1-V族复合半导体如GaN、InN, AIN, InGaN, AlGaN, InAlGaN和AlInN中的至少一种形成，但所述实施方案不限于此。
[0032]然后，在未掺杂的半导体层108上形成第一导电半导体层112。例如，第一导电半导体层112可以包含具有组成式InxAlyGa^N(O彡x彡1，O彡y彡1，O彡x+y彡I)的半导体材料。具体地，第一导电半导体层112可以包含63队111队41队11163队4163队11^163队AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP 和 InP 中的至少一种，但所述实施方案不限于此。
[0033]根据所述实施方案，可以在第一导电半导体层112上形成氮化镓基超晶格层124。氮化镓基超晶格层124可以有效地降低由第一导电半导体层112与有源层114之间的晶格失配导致的应力。
[0034]根据所述实施方案，有源层114可以包含单量子井结构、多量子井结构(MQW)、量子线结构和量子点结构中的至少一种。
[0035]有源层114 的井层 114w/ 阻挡层 114b 可以包含 InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAIGaN/GaN>GaAs (InGaAs) /AlGaAs、GaP (InGaP) /AlGaP 对结构中的至少一种，但所述实施方案不限于此。井层可以由具有比阻挡层的带隙低的带隙的材料形成。
[0036]根据所述实施方案，提供了具有能够提高光强度的最佳结构的发光装置。
[0037]根据现有技术的氮化物基化合物，电子的迀移率大于空穴的迀移率。因此，电子比空穴更快地通过多量子井结构从而到达P型氮化物半导体层。换而言之，电子可以在不与空穴复合的情况下流入P型氮化物半导体层。为了防止该现象且将电子束缚在多量子井结构中，通常使用AlGaN基电子阻挡层(EBL)。
[0038]然而，由于AlGaN基电子阻挡层具有较高的能带隙，所以AlGaN基电子阻挡层妨碍引入多量子井结构中的空穴从而增大正向电压。
[0039]为了解决以上问题，在根据所述实施方案的发光装置100中，第二导电氮化镓基超晶格层可以包括第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N超晶格层(其中0<x<l，0<y
< I)128ο
[0040]根据所述实施方案，在第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N超晶格层128中，在AlxGa(1_x)N中的Al的浓度(x)可以大于在AlyGa(1_y)N中的Al的浓度(y)。第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N超晶格层128可以具有大于或等于有源层的量子井114b的能带隙的能带隙。
[0041]第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGaa_y)N超晶格层128可以具有多个循环，且在AlxGa(1_x)N中的Al的浓度(X)和在AlyGa(1_y)N中的Al的浓度(y)可以为恒定的。
[0042]例如，第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N超晶格层128可以具有约三个循环或五个循环，在AlxGa(1_x)N中的Al的浓度(x)可以在0.20彡x彡0.30的范围内，在AlyGa(1_y)N中的Al的浓度(y)可以在0.05 < X < 0.10的范围内，但所述实施方案不限于此。
[0043]在第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N 超晶格层 128 中，AlxGa(1_x)N 层和 AlyGa(1_y)N 层可以以约5_?7_范围内的厚度形成，但所述实施方案不限于此。
[0044]图3为显示光强度E作为根据第一实施方案的发光装置的波长WD的函数变化和光强度R作为根据比较例的发光装置的波长WD的函数变化的图。
[0045]在图3中，在根据所述实施方案的发光装置中，有源层114的量子井114w和量子井114b使用7-循环MQW，第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N超晶格层128具有四个循环，但所述实施方案不限于此。
[0046]在图3的比较例中，有源层的量子井和量子势皇使用7-循环MQW，且使用常规AlGaN基电子阻挡层作为电子阻挡层。
[0047]根据所述实施方案的发光装置，可以提供第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N超晶格层128从而提高光强度。具体地，在第二导电AlxGa(1_x)N/AlyGa(1_y)N超晶格层128中有源层的缺陷合并是可能的，使得通过应变缓和能够提高长波长光的强度。
[0048]另外，根据所述实施方案，有源层的循环增加至五对至七对，使得即使光发射效率增加时有源体积也增加从而有效地降低串联电阻，使得能够提高光强度。
[0049]图4为显示根据第二实施方案的发光装置的能带图的实例的图。