高功率发光装置的制造方法
【专利说明】高功率发光装置
[0001]本专利文件要求于2014年8月6日提交的第10-2014-0101156号韩国专利申请的优先权和利益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002]本专利文件所公开的内容涉及一种高功率发光装置和一种制造高功率发光装置的方法，所述高功率发光装置能够防止波长转换单元在以高电流密度操作时效率下降和劣化。
【背景技术】
[0003]发光二极管已经应用于各种光源应用。具体地，已经广泛地使用了由氮化物基半导体制成的发光二极管。
[0004]近来，随着对高功率发光二极管的需求增长，已经增加了对具有优异的散热效率和高发光效率的垂直发光二极管的需求。垂直发光二极管将生长基底从半导体层分离以增大分离的表面的粗糙度，从而增加了光提取效率。此外，垂直发光二极管将金属基底附于P型半导体层的整个表面之上，以增加散热效率。因此，垂直发光二极管能够应用于以高电流密度驱动的高功率发光二极管。
【发明内容】
[0005]本公开将要提供一种高功率发光装置及其制造方法，其中，所述高功率发光装置在以高密度电流驱动时具有优异的效率、可靠性和发光特性。
[0006]根据本公开的一些示例性实施例，发光装置包括:基底，包括第一引线和第二引线；发光二极管，设置在基底的第一引线上，包括第二导电类型半导体层、设置在第二导电类型半导体层上的活性层以及设置在活性层上的第一导电类型半导体层，并发射近紫外光；波长转换单元，设置在发光二极管上，其中，发光二极管具有半极性或非极性的生长表面，波长转换单元具有包括第一磷光体层和设置在第一磷光体层上的第二磷光体层的多层结构，并且发光二极管以等于或大于350mA/mm2的电流密度来驱动。
[0007]能够提供一种高功率发光装置，所述高功率发光装可以以高电流密度来驱动，可以具有优异的可靠性，并且可以均匀地发射光以具有优异的发光特性。
[0008]第一导电类型半导体层、第二导电类型半导体层和活性层可以包括氮化物基半导体层，所述氮化物基半导体层可以具有m-面、a-面或半极性晶面的生长表面。
[0009]发光二极管可以包括:至少一个槽，形成在发光结构的下表面中并且暴露第一导电类型半导体层的一部分；第一电极，被构造为电连接到被所述至少一个槽暴露的第一导电类型半导体层，并且被构造为设置在发光结构的下面；第二电极，设置在第二导电类型半导体层的下表面，并具有被部分暴露的上表面。
[0010]发光二极管还可以包括设置在暴露第二电极的区域上的第二电极焊盘。
[0011]第一电极可以电连接到第一引线，第二引线可以电连接到第二电极焊盘。
[0012]第二电极可以包括反射层和覆盖反射层的覆盖层，第二电极的被部分地暴露的部分可以是覆盖层的部分。
[0013]活性层可以发射具有峰值波长在380nm至420nm范围的光。
[0014]第一磷光体层可以包括红色磷光体，并且第二磷光体层可以包括青色磷光体。
[0015]第一磷光体层可以具有包括多个凸起和多个凹陷的上表面。
[0016]波长转换单元还可以包括设置在第二磷光体层上的第三磷光体层，并且第一磷光体层至第三磷光体层均可以包括红色磷光体、绿色磷光体和蓝色磷光体。
[0017]第一磷光体层和/或第二磷光体层可以具有形成在其上表面上的多个凸起和多个凹陷。
[0018]发光装置还可以包括设置在基底上并且包围发光二极管的侧面的反射器，其中，波长转换单元具有板形状并被反射器支撑。
[0019]波长转换单元可以与发光二极管分隔开，并且从发光二极管的上表面到波长转换单元的下表面的分隔距离可以是发光二极管的厚度的0.5至5.0倍。
[0020]发光装置还可以包括:包封单元，覆盖发光二极管，其中，波长转换单元设置在包封单元上。
[0021]基底还可以包括上绝缘基底和下绝缘基底，第一引线可以包括第一上导电图案、第一中间导电图案、第一下导电图案、第一上通路和第一下通路，第二引线可以包括第二上导电图案、第二中间导电图案、第二下导电图案、第二上通路和第二下通路，第一上导电图案和第二上导电图案可以彼此分隔开地设置在上绝缘基底上，第一中间导电图案和第二中间导电图案可以彼此分隔开地设置在上绝缘基底和下绝缘基底之间，第一下导电图案和第二下导电图案可以设置在下绝缘基底的下表面的下面，第一上通路和第一下通路中均可以分别穿透上绝缘基底和下绝缘基底，以将第一上导电图案、第一中间导电图案和第一下导电图案之间电连接，第二上通路和第二下通路均可以分别穿透上绝缘基底和下绝缘基底，以将第二上导电图案、第二中间导电图案和第二下导电图案之间电连接。
[0022]基底还可以包括散热引线，所述散射引线可以包括上散热图案、下散热图案和散热通路，上散热图案可以设置在上绝缘基底和下绝缘基底之间，下散热图案可以设置在下绝缘基底的下表面的下面，散热通路可以穿透下绝缘基底，以将上散热图案和下散热图案之间热连接。
[0023]发光装置还可以包括:树脂单元，覆盖发光二极管的侧面。
[0024]发光装置还可以包括:透光层，至少部分地覆盖发光二极管，其中，波长转换单元设置在透光层上，以与发光二极管分隔开。
【附图说明】
[0025]图1至图9是用来描述根据本公开的一些示例性实施例的示例性发光二极管和制造其的示例性方法的平面图和剖视图。
[0026]图10是用来描述根据本公开的一些示例性实施例的示例性发光装置和制造其的示例性方法的剖视图。
[0027]图11是描述根据本公开的一些示例性实施例的示例性发光装置的剖视图。
[0028]图12A至图12E是用来描述根据本公开的一些示例性实施例的波长转换单元的放大剖视图。
[0029]图13是用来描述根据本公开的一些示例性实施例的示例性发光装置的剖视图。
[0030]图14是用来描述根据本公开的一些示例性实施例的示例性发光装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0031 ] 在下文中，将参照附图来详细描述本公开的示例性实施例。提供了下面将要提供的示例性实施例作为示例，使得本公开的理念能够充分地传递给具有本公开所属领域的普通技术的人员。因此，本公开不限于将要在下面描述的示例性实施例，而是可以以其它的形式来实现。在附图中，为了方便起见，可能夸大组件的宽度、长度或厚度等。另外，表示一个组件“在”另一组件“上部”或“在”另一组件“上方”的情况不但意图包括每个部件“直接在”另一部件“上部”或“直接在”另一部件“上方”的情况，而且意图包括其它部件在每个部件和另一部件之间的情况。贯穿本说明书，同样的附图标记指示同样的元件。
[0032]一些氮化物基垂直发光二极管是通过在具有C面的生长表面的生长基底上生长来制成的。然而，C面的生长表面具有极性，从而在生长的氮化物基半导体层上产生自发极化和压电极化，使得发光二极管内部的量子效率减小并发生效率下降。为了解决该问题，已经提出利用非极性或半极性的生长基底来制造垂直发光二极管的方法。具有非极性或半极性特性的发光二极管能够以比在C面上制造的现有的发光二极管高的电流来驱动，并具有相对减小的效率下降和热产生。
[0033]在驱动由沿着非极性或半极性生长表面生长而制造的发光二极管时，发射的光具有偏振。
[0034]然而，当使用其发射具有偏振特性的发光二极管作为光源时，物体的被光入射的表面的反射率根据偏振的种类而不同。例如，物体的被光入射的表面的反射率根据P偏振光和S偏振光而不同。在利用偏振特性的应用中，重要的是改善偏振度，但出于照明的目的，当照明装置具有偏振时，从照明装置发射的光的均匀性劣化，结果，降低了照明装置的性能。具体地，在发光装置出于照明目的而发射高功率光的情况下，由偏振导致的光的不均匀性变得更加显著。
[0035]因此，存在对一种发光装置的需要，这种发光装置以高密度电流驱动而具有高输出，并具有优异的效率和均匀的发光特性。
[0036]图1至图9是用来描述根据本公开的一些示例性实施例的发光二极管和制造其的方法的平面图和剖视图。
[0037]参照图1，在生长基底110上形成发光结构120。
[0038]只要生长基底110是发光结构120能够在其上生长的基底，任何基底都可以用作生长基底。例如，生长基底110可以包括蓝宝石基底、碳化硅基底、硅基底以及包括诸如(Al、Ga和In)N的氮化物半导体的氮化物基基底。此外，生长基底110具有非极性或半极性的生长表面。
[0039]具体地，根据本公开的示例性实施例，生长基底110可以是具有m面的族面{1-100}中的至少一个或a面的族面{11-20}中的至少一个作为生长表面的氮化物基基底。与此不同，生长基底110可以是具有如(1122)面(然而，不限于此)作为生长表面的半极性氮化物基基底。此外，生长基底110的生长表面也可以与非极性或半极性的晶面成预定的遮光角(off-cut angle)。
[0040]然而，根据本公开的示例性实施例的生长基底110不限于前述氮化物基基底，因而可以是像蓝宝石基底那样的异质基底之中的其上能够生长半极性或非极性氮化物基半导体层的基底。例如，生长基底110还可以是r面蓝宝石基底、m面蓝宝石基底或a面蓝宝石基底。
[0041]形成发光结构120的步骤可以包括形成第一导电类型半导体层121、活性层123和第二导电类型半导体层125。
[0042]可以利用诸如金属有机化学气相沉积(M0CVD)、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)的技术在生长基底110上生长第一导电类型半导体层121、活性层123和第二导电类型半导体层125。
[0043]第一导电类型半导体层121和第二导电类型半导体层125可以包括II1-V族基化合物半导体，并且