发光设备的制造方法_2

文档序号:9766964阅读:来源:国知局
25为P型导电型半导体层时,包括ITO的透明电极130可以在透明电极130与第二导电型半导体层125之间形成具有低接触电阻的欧姆接触。透明电极130可以大体接触第二导电型半导体层125的几乎整个上表面。在一些实施例中,透明电极130可以接触第二导电型半导体层125的上表面的全部。在这种结构中,电流在被提供给发光设备时能够通过透明电极130沿水平方向散布,且因此能够均匀地提供给整个第二导电型半导体层125。另外,由于第二导电型半导体层125的外周也被透明电极130所覆盖,因此能够最小化从由透明电极130直接供给电流的第二导电型半导体层125的部分到由第一金属层151直接供给电流的第一导电型半导体层121的部分的分隔距离D。借助这种结构,根据示例性实施例的发光设备在操作状态下具有低的正向电压(Vf)。
[0048]第一绝缘层140部分覆盖透明电极130和发光结构120。另外,第一绝缘层140可以包括部分暴露第一导电型半导体层121的第一开口和部分暴露透明电极130的第二开
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[0049]如图1所示,第一绝缘层140可以部分覆盖透明电极130的上表面和侧面,同时部分暴露透明电极130。另外,第一绝缘层140可以覆盖孔洞120a的侧面和孔洞120a的底面的一部分,以使得第一导电型半导体层121通过孔洞120a部分暴露。S卩,第一开口可以被设置在与孔洞120a对应的位置上。当孔洞120a具有倾斜侧面时,设置在孔洞120a的侧面上的第一绝缘层140可以更加稳定地形成。在发光设备的操作中,电流可以通过第一绝缘层140的第一开口和第二开口被提供给第一导电型半导体层121和第二导电型半导体层125。
[0050]第一绝缘层140可以包括展现透光性的绝缘材料(诸如Si的氧化物、Si的氮化物或者MgF2),并且可以由单层或多层构成。具体地,在所述实施例中,第一绝缘层140可以包括S12。
[0051]另外,第一绝缘层140可以具有1.4或更小的折射率。例如,当第一绝缘层140包括S1Jf,第一绝缘层140可以包括由S12形成的多个纳米杆和/或多个纳米孔洞。借助这种其中第一绝缘层140包括纳米杆和/或纳米孔洞的结构,可以实现其折射率低于典型单层结构的第一绝缘层。
[0052]金属层150设置在第一绝缘层140上,且可以至少部分覆盖第一绝缘层140。
[0053]金属层150可以包括彼此绝缘的第一金属层151和第二金属层153。第一金属层151可以设置在发光结构120的上表面上、孔洞120a的侧面上、以及孔洞120a的底面上,以便部分覆盖第一绝缘层140,并且可以通过设置在孔洞120a的底面上的第一绝缘层140的第一开口接触第一金属层151和第一导电型半导体层121。此时,第一金属层151可以接触第一导电型半导体层121以与之形成欧姆接触。第二金属层153与第一金属层151分离,可以设置在发光结构120上以部分覆盖第一绝缘层140,并且可以通过第一绝缘层140的第二开口接触透明电极130以电连接透明电极130。
[0054]金属层150可以包括具有导电性和反光性的金属。例如,金属层150可以包括Ag和/或Al等,并且可以由单层或多层构成。具体地,在所述实施例中,对于其中发光结构120发出可见范围内的光的结构,金属层150可以包括Ag,对于其中发光结构120发出紫外范围内的光的结构,金属层150可以包括Al。
[0055]此外,当金属层150包括Ag时,金属层150可以进一步包括覆盖层,其覆盖Ag层以防止Ag的扩散。所述覆盖层可以包括诸如Au、N1、T1、Cr等金属。当金属层150包括Al时,所述发光设备可以进一步包括位于Al层和第一绝缘层140之间的粘合层以增强金属层150和第一绝缘层140之间的粘结强度。所述粘合层可以包括诸如N1、Pt、Cr、T1、Rh等金属O
[0056]借助其中金属层150设置在第一绝缘层140上的结构,根据此示例性实施例的发光设备包括其中透明电极130、第一绝缘层140和金属层150相互堆叠的堆叠结构。其中透明电极130、第一绝缘层140和金属层150相互堆叠的堆叠结构可以充当全方向的反射器。例如,包括由ITO形成的透明电极130、由S12形成的第一绝缘层140和由Ag形成的金属层150的堆叠结构可以充当有关可见范围内的光的全方向反射器。在具有这种结构的发光设备中,由发光结构120发出的光可以通过全方向反射器得到有效地反射。
[0057]另外,根据所述示例性实施例,由于透明电极130被形成为大体覆盖第二导电型半导体层125的整个上表面,因此第二导电型半导体层125的大体整个上表面可以形成为全方向的反射器。相应地,与其中金属反射层形成于P型半导体层上的结构相比,根据所述示例性实施例的发光设备允许更有效的光反射。
[0058]另外,透明电极130和第一绝缘层140夹置于金属层150和第二导电型半导体层125之间,而非允许金属层150与第二导电型半导体层125之间直接接触,从而防止金属原子(例如Ag)从金属层150扩散至第二导电型半导体层125。S卩,透明电极130可以充当有关金属原子的扩散阻挡层。借助这种结构,所述发光设备可以防止半导体层结晶度的恶化或者由于金属原子扩散到第二导电型半导体层125中引起在其中形成电流泄露。
[0059]另外,金属层150也设置在孔洞120a的侧面上,并且反射可通过孔洞120a的侧面而损失掉的光,从而改善发光设备的发光效率。
[0060]第二绝缘层160可以覆盖金属层150的至少一部分,并且包括部分暴露第一金属层151的第三开口和部分暴露第二金属层153的第四开口。
[0061]所述第三开口可以设置在与孔洞120a对应的位置上。第四开口可以设置在与第三开口的位置相对的一侧上。例如,如图1所示,当第三开口设置在发光结构120的一侧附近时,第四开口可以设置在发光结构120的另一侧附近。
[0062]外部电源可以通过第二绝缘层160的第三开口和第四开口电连接至第一金属层151和第二金属层153以向发光结构120供应电流。
[0063]第二绝缘层160可以包括绝缘材料,例如Si02、SiNx, MgF2等。另外,第二绝缘层160可以由多层构成,并且可以包括其中具有不同折射率的绝缘材料交替相互堆叠的分布式布拉格反射器。其中第二绝缘层160包括所述分布式布拉格反射器的结构再次反射已通过全方向反射器而非被反射的光,从而改善所述发光设备的发光效率。
[0064]第一电极171和第二电极173可以设置在发光结构120上,并且部分覆盖第二绝缘层160。
[0065]第一电极171和第二电极173彼此分离,并且可以通过第二绝缘层160的第三开口和第四开口电连接第一金属层151和第二金属层153。借助这种结构,第一电极171和第二电极173可以连接外部电源以向发光结构120供应电流。
[0066]第一电极171和第二电极173可以由单层或多层构成,并且可以包括导电性材料。例如,第一电极171和第二电极173中的每一个均可以包括Au、T1、N1、Al、Ag等。
[0067]第一电极171和第二电极173中的每一个均可以具有数打微米或更大的厚度,例如约70 μ m至约80 μ m0借助在这种厚度范围内的第一电极171和第二电极173,所述发光设备本身可以被用作芯片级封装。另外,第一电极171和第二电极173中的每一个的至少一个侧面可以大致平行于发光结构120的侧面。然而,应当理解,本发明不限于此,可以存在其他实施方式。
[0068]绝缘单元180可以至少部分覆盖第一电极171和第二电极173的侧面,具体地,可以夹置于第一电极171和第二电极173之间。另外,第一电极171和第二电极173可以暴露于绝缘单元180的上表面,且绝缘单元180的上表面可以与第一电极171和第二电极173的上表面大体平齐。绝缘单元180起到支撑第一电极171和第二电极173的作用,并且可以夹置于第一电极171和第二电极173之间以使第一电极171和第二电极173彼此有效绝缘。
[0069]绝缘单元180可以包括绝缘聚合物和/或绝缘陶瓷,例如环氧模制化合物Gpoxymolding compound, EMC),Si树脂等。另外,绝缘单元180可以包括反光和散光颗粒,诸如Ti O2颗粒。
[0070]在其他示例性实施例中,绝缘单元180可以进一步覆盖发光结构120的侧面的至少一部分。在这些示例性实施例中,从发光结构120的发光角度可以发生变化。例如,在其中绝缘单元180进一步覆盖发光结构120的侧面的结构中,从发光结构120的侧面发出的光的一部分可以向上反射。通过这种方式,可以通过调整绝缘单元180的设置区域调节发光设备的发光角度。
[0071]根据示例性实施例,透明电极130大体接触第二导电型半导体层125的整个上表面,使得提供给发光设备的电流可以通过透明电极130沿水平方向均匀散布。另外,由于透明电极130还覆盖第二导电型半导体层125的外周,因此可以最小化从由透明电极130直接供给电流的第二导电型半导体层125的部分到由第一金属层151直接供给电流的第一导电型半导体层121的部分的分隔距离D。借助这种结构,根据示例性实施例的发光设备在操作状态下具有低的正向电压(Vf)。
[0072]图2是根据各种实施例的示例性发光设备的剖视图。
[0073]不同于图1的发光设备,图2中示出的发光设备还包括接触电极135。在下文中,将主要描述根据图2所示实施例的发光设备的不同特征,省略与根据上述示例性实施例的发光设备相同的部件的详细描述。
[0074]参见图2,根据所述示例性实施例的发光设备包括发光结构120、透明电极130、第一绝缘层140、金属层150和接触电极135。另外,所述发光设备可以进一步包括第二绝缘层160、第一电极171、第二电极173及绝缘单元180。
[0075]接触电极135可以设置在第一导电型半导体层121的暴露区域上,即设置在孔洞
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