发光器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发光器件、发光器件封装和照明单元。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)已经广泛用作一种发光器件。LED由于化合物半导体的特性，转 换以红外光、可见光或紫外光形式的电信号。
[0003] 随着发光器件的光效率增加，发光器件已经应用于各种领域，诸如显示设备和照 明设备。
【发明内容】
[0004] 实施例提供一种能降低工作电压并且提高光速的发光器件、发光器件封装和照明 单元。
[0005] 实施例提供能提高光速并且确保可靠性的发光器件、发光器件封装和照明单元。
[0006] 实施例提供具有掺杂有碳（C)的磷化镓（GaP)基半导体的发光器件。
[0007] 实施例提供能减少与掺杂有碳（C)的GaP基半导体接触的导电接触层中的光吸收 的发光器件。
[0008] 实施例提供能增加与掺杂有碳（C)的GaP基半导体接触的导电接触层的电流接触 面积的发光器件。
[0009] 实施例提供能通过在掺杂有C的GaP基半导体下提供的分布布拉格反射器（DBR) 层下，提供全向反射器（0DR)，提高光反射效率的发光器件。
[0010] 实施例提供能通过与掺杂有c的GaP基半导体的底表面接触的导电接触层，提高 电流扩展的发光器件。
[0011] 实施例提供能提高光提取效率的发光器件、发光器件封装和照明单元。
[0012] 根据实施例，提供一种发光器件，包括包含第一导电半导体层、第一导电半导体层 下的有源层和有源层下的第二导电半导体层的发光结构，发光结构下的窗口半导体层，窗 口半导体层下的镜层，镜层下的反射层，布置在反射层下并且位于反射层的外围部并且具 有与镜层接触的顶表面的接合层并且接合层下的支撑衬底。
[0013] 根据实施例，提供发光器件，包括包含第一导电半导体层、第一导电半导体层下的 有源层和有源层下的第二导电半导体层的发光结构，与第一导电半导体层电连接的第一电 极，发光结构下的镜层，镜层和发光结构之间的窗口半导体层，镜层下的反射层、布置在反 射层和窗口半导体层之间并且与第二导电半导体层接触的导电接触层，以及反射层下、具 有导电特性的支撑衬底。窗口半导体层包括掺杂有碳（C)的磷（P)基半导体，窗口半导体 层具有高于第二导电半导体层的掺杂浓度的掺杂浓度，以及导电接触层包括不同于镜层的 材料的材料，并且具有薄于窗口半导体层的厚度的厚度。
[0014] 根据该实施例，提供一种发光器件，包括第一导电半导体层、第一导电半导体层下 的有源层和有源层下的第二导电半导体层、第一导电半导体层上的第一电极、第一电极上 的电极焊盘、发光结构下的镜层、镜层和发光结构之间的窗口半导体层、镜层下的反射层、 布置在反射层和窗口半导体层之间并且与第二导电半导体层接触的导电接触层以及布置 在反射层下并且具有导电特性的支撑衬底。窗口半导体层包括掺杂有碳（C)的磷（P)基半 导体，并且具有高于第二导电半导体层的掺杂浓度的掺杂浓度，导电接触层包括不同于镜 层的材料的材料，并且包括相互分开的多个接触部，并且与电极焊盘和导电接触层之间的 距离成比例地增加导电接触层和电极焊盘之间的接触面积。
[0015] 根据该实施例，提供一种发光器件，包括第一导电半导体层、第一导电半导体层下 的有源层和有源层下的第二导电半导体层的发光结构、发光结构下的窗口半导体层、布置 在窗口半导体层下并且与第二导电半导体层电连接的导电接触层，以及布置在发光结构上 并且与第一导电半导体层电连接的第一电极。导电接触层包括相互分开、以多个点的形式 布置，并且与窗口半导体层欧姆接触的多个欧姆接触区。欧姆接触区的整个面积在窗口半 导体层的整个面积的〇. 5%至1. 5%的范围中。
[0016] 根据该实施例，提供一种发光器件，包括包含第一导电半导体层、第一导电半导体 层下的有源层和有源层下的第二导电半导体层的发光结构、与第一导电半导体层电连接的 第一电极、发光结构下的镜层、镜层和发光结构之间的窗口半导体层、镜层下的反射层，布 置在反射层和镜层之间的低折射率层，以及反射层下、具有导电特性的支撑衬底。窗口半导 体层包括掺杂有碳（C)的磷（P)基半导体，低折射率层包括不同于镜层的材料的材料，并且 具有低于窗口半导体层的折射率的折射率，以及镜层具有包括具有相互不同折射率的两个 介电层的DBR层结构，以及低折射率层和反射层具有0DR结构。
[0017] 根据该实施例，提供一种包括第一导电半导体层、第一导电半导体层下的有源层 和有源层下的第二导电半导体层的发光结构、与第一导电半导体层电连接的第一电极、发 光结构下的镜层、镜层和发光结构之间的窗口半导体层、镜层下的反射层、布置在反射层和 窗口半导体层之间并且与第二导电半导体层接触的导电接触层以及反射层下、具有导电特 性的支撑衬底。窗口半导体层包括掺杂有碳（C)的磷（P)基半导体，具有高于第二导电半 导体层的掺杂浓度的掺杂浓度，并且具有厚于导电接触层的厚度的厚度。导电接触层包括 不同于镜层的材料的材料。
[0018] 根据实施例，提供一种包括第一导电半导体层、第一导电半导体层下的有源层和 有源层下的第二导电半导体层的发光结构、与第一导电半导体层电连接的第一电极、发光 结构下的镜层、镜层和发光结构之间的窗口半导体层、镜层下的反射层、布置在反射层和窗 口半导体层之间并且与第二导电半导体层接触的导电接触层，以及反射层下、具有导电特 性的支撑衬底。窗口半导体层包括掺杂有碳（C)的磷（P)基半导体，以及导电接触层包括 不同于镜层的材料的材料。导电接触层包括分别具有在垂直方向上与发光结构重叠的顶表 面的整个部分的多个第一接触部，和具有从发光结构的侧壁向外提供的顶表面的一部分的 多个第二接触部。
【附图说明】
[0019] 图1是示出根据第一实施例的发光器件的截面图。
[0020] 图2是沿图1的线A-A截取的截面图。
[0021] 图3是示出图1的发光器件的第一电极和电极图案的例子的视图。
[0022] 图4是示出图1中所示的发光器件的另一例子的截面图。
[0023] 图5是示出根据第二实施例的发光器件的截面图。
[0024] 图6是示出图5的发光器件中的反射层和导电接触层的截面图。
[0025] 图7是示出图5的发光器件的另一例子的截面图。
[0026] 图8是示出图5的发光器件的另一例子的截面图。
[0027] 图9是示出作为施加到图1的发光器件的导电接触层的厚度的函数的透光率的 图。
[0028] 图10是示出作为施加到图1的发光器件的导电接触层的厚度的函数的光量的图。
[0029] 图11是示出根据比较例子，p型GaP层中的载流子浓度的视图。
[0030] 图12是示出根据第三实施例的发光器件的视图。
[0031] 图13是沿图12的发光器件的线B-B截取的截面图。
[0032] 图14是示出图13的发光器件的第一电极和电极图案的视图。
[0033] 图15是示出图12的发光器件的另一例子的截面图。
[0034] 图16是示出在根据该实施例的镜层的区域中提供的导电接触层的一个例子的视 图。
[0035] 图17是示出在根据该实施例的镜层的区域中提供的导电接触层的另一例子的视 图。
[0036] 图18是示出根据第四实施例的发光器件的视图。
[0037] 图19是示出应用于图18的发光器件的第一电极和欧姆接触区的配置例子的平面 图。
[0038] 图20是示出作为图18的发光器件中的欧姆接触区的变化的函数的光速的变化的 视图。
[0039] 图21是示出作为图18的发光器件中的欧姆接触区的变化的函数的工作电压的变 化的图的图。
[0040] 图22至25是示出制作图18的发光器件的方法的截面图。
[0041] 图26是示出根据第五实施例的发光器件的截面图。
[0042] 图27至30是示出制作图26的发光器件的方法的截面图。
[0043] 图31是示出根据该实施例的发光器件封装的截面图。
[0044] 图32是示出根据该实施例的显示设备的视图。
[0045] 图33是示出根据该实施例的显示设备的另一例子的视图。
[0046] 图34是示出根据该实施例的照明设备的视图。
【具体实施方式】
[0047] 在实施例的描述中，将理解到，当层（或膜）、区、图案或结构称为另一基板、另一 层（或膜）、另一区、另一焊盘或另一图案"上"或"下"时，能"直接"或"间接"地位于另一 基板、层（或膜）、区、焊盘或图案上，或也可以存在一个或多个中间层。已经参考附图，描述 了该层的这种位置。
[0048] 在下文中，将参考附图，详细地描述根据实施例的发光器件、发光器件封装、照明 单元以及制作该发光器件的方法。
[0049] 图1是示出根据该实施例的发光器件的截面图，图2是沿图1的线A-A截取的截 面图，以及图3是示出图1的发光器件的第一电极和图案的视图。
[0050] 如图1至3所示，根据该实施例的发光器件可以包括发光结构10、窗口半导体层 15、镜层21、导电接触层23、接合层40、支撑衬底50和保护层80。
[0051] 发光结构10可以包括第一导电半导体层11、有源层12和第二导电半导体层13。 有源层12可以布置在第一和第二导电半导体层12和13之间。有源层13可以布置在第一 导电半导体层11下面，以及第二导电半导体层13可以布置在有源层12下面。
[0052] 例如，第一导电半导体层11可以包括掺杂有用作第一导电掺杂物的η型掺杂物的 η型半导体层，以及第二导电半导体层13可以包括掺杂有作为第二导电掺杂物的ρ型掺杂 物的Ρ型半导体层。可替选地，第一导电半导体层11可以包括Ρ型半导体层，以及第二导 电半导体层13可以包括η型半导体层。
[0053] 例如，第一导电半导体层11可以包括η型半导体。第一导电半导体层11可以使 用化合物半导体实现。例如，第一导电半导体层11可以使用包括II-VI族元素的化合物半 导体和包括III-V族元素的化合物半导体的至少一个实现。例如，第一导电半导体层11包 括磷⑵基半导体，并且可以使用具有组成式（AlxGalx)yInlyP(0彡X彡l，0<y< 1)的 半导体材料实现。在该组成式中，第一导电半导体层11可以具有〇. 5的y和0. 5至0. 8范 围中的X。例如，第一导电半导体层11可以包括AlGaInP、AlInP、GaP和GalnP，以及可以掺 杂有η型掺杂物，诸如Si、Ge、Sn、Se和Te。
[0054] 通过第一导电半导体层11注入的电子（或空穴）与通过第二导电半导体层13注 入的空穴（或电子）的组合，根据构成有源层12的材料，有源层12由于能带隙差导致发光。 有源层12可以具有单量子阱（SQW)结构、多量子阱（MQW)结构、量子点结构和量子线结构 的一个，但实施例不限于此。
[0055] 例如，有源层12可以通过使用化合物半导体实现。有源层12可以使用包括II-VI 族元素和III-V族元素的化合物半导体的至少一个实现。有源层12通过使用具有组成式 InxAlyGaixyN(0彡X彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的半导体材料实现。有源层12是P基 半导体。例如，有源层12可以包括416&11^、4111^、6 &?或6&11^。当有源层12具有1?￥ 结构时，有源层12可以通过层叠多个阱层和多个势皇层形成。有源层12可以发射具有在 红色波长范围中的峰值波长的光，例如，具有在600nm至630nm的范围中的波长的光。
[0056] 例如，第二导电半导体层13可以包括ρ型半导体层。第二导电半导体层13可以 使用化合物半导体实现。例如，第二导电半导体层13可以通过使用包括II-VI族元素的化 合物半导体和包括III-V族元素的化合物半导体的至少一个实现。例如，第二导电半导体 层13可以通过使用具有组成式（AlxGaix)ylniyP(0彡X彡1，0彡y彡1)的半导体材料实 现。第二导电半导体层13是P基半导体。例如，第二导电半导体层13可以包括AlGalnP、 AllnP、GaP或GalnP，以及可以掺杂有ρ型掺杂物，诸如Mg、Zn、Ca、Sr、Ba或C。例如，发光 结构10可以使用从由铝（A1)、镓（Ga)、铟（In)和磷⑵组成的组中选择的至少两个实现。
[0057] 同时，第一导电半导体层11可以包括ρ型半导体层以及第二导电半导体层13可 以包括η型半导体层。此外，在第二导电半导体层13的下面，可以另外布置包括η型或ρ 型半导体层的半导体层。因此，发光结构10可以具有η-ρ结结构、ρ-η结结构、η-ρ-η结结 构和ρ-η-ρ结结构的至少一个。杂质可以以均匀或不均匀掺杂浓度掺杂到第一导电半导体 层11和第二导电半导体层13中。换句话说，发光结构10可以具有各种结构，但实施例不 限于此。
[0058] 根据该实施例的发光器件可以包括包含半导体材料的窗口半导体层15。窗口半导 体层15可以使用具有组成式（AlxGaix)ylniyP(0彡X彡1，0彡y彡1)的半导体材料实现。 例如，窗口半导体层15可以包括从由AlGalnP、AllnP、GaP和GalnP组成的组中选择的一 个。窗口半导体层15可以布置在第二导电半导体层13的下面。窗口半导体层15可以用 作导电导体来提供电流扩展效应。
[0059] 根据该实施例的窗口半导体层15可以包括作为p型掺杂物的碳（C)。C的掺杂 浓度可以高于掺杂到第二导电半导体层13中的掺杂物的浓度。例如，C的掺杂浓度可以在 5E18cm3至lE20cm3的范围中。窗口半导体层15由于高掺杂浓度，可以有效地扩展电流。 此外，可以以厚于第二导电半导体层13的厚度的厚度，布置窗口半导体层15。窗口半导体 层15可以具有在0. 2μπι至0. 5μπι的范围中的厚度T1，例如，可以具有0. 22μπι±0. 02μπι 的厚度。如果窗口半导体层15的厚度薄于在厚度Τ1的范围中的值，则可能劣化电流扩展 效应。如果窗口半导体层15的厚度超出厚度Τ1的范围，则可能降低光提取效率。
[0060] 可以布置具有比窗口半导体层15的顶表面宽的宽度的窗口半导体层15的下外部 15Α来使发光结构10与反射层30分开