发光器件和包括发光器件的发光器件封装的制作方法
【专利摘要】公开了一种发光器件和发光器件封装。发光器件包括：衬底；发光结构，布置在衬底下方并包括第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层；第一绝缘层，配置为暴露第二导电半导体层并布置在发光结构的下边缘上；第一透光电极层，布置在第一绝缘层所暴露的第二导电半导体层下方；第二透光电极层，布置在第一绝缘层和第一透光电极层下方；以及反射层，布置在第二透光电极层下方。
【专利说明】
发光器件和包括发光器件的发光器件封装
技术领域
[0001 ] 实施例涉及一种发光器件和包括发光器件的发光器件封装。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)是一种使用化合物半导体的特性将电转换成红外光或光来交换信号或者被用作光源的半导体器件。
[0003]由于其物理和化学特性而作为发光器件(诸如LED、激光二极管(LD)等)的核心元件的第II1-V族氮化物半导体已成为关注焦点。
[0004]这种LED具有优良的环境友好性能，因为LED不包括普通照明设备(例如，灯泡、荧光灯等)所使用的对环境有害的材料(诸如汞(Hg))，并且由于拥有使用寿命长、功耗低等特性而取代普通光源。
[0005]在具有倒装芯片接合结构的普通发光器件封装的情况下，布置在p-GaN层下方的用于反射从有源层发射的光的反射层的宽度较小，因此不能显著提高光通量的效率。
【发明内容】
[0006]实施例提供一种具有提高的光通量的发光器件和包括该发光器件的发光器件封装。
[0007]根据实施例，提供了一种发光器件，包括:衬底;发光结构，布置在衬底下方并包括第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层;第一绝缘层，配置为暴露第二导电半导体层并布置在发光结构的下边缘;第一透光电极层，布置在第一绝缘层所暴露的第二导电半导体层下方;第二透光电极层，布置在第一绝缘层和第一透光电极层下方；以及反射层，布置在第二透光电极层下方。
[0008]反射层可以布置为通过第二透光电极层与第一绝缘层分离开。
[0009]第二透光电极层可以包括:第一表面，配置为面向发光结构；以及第二表面，与第一表面相对，其中整个反射层可以布置在第二表面下方。
[0010]第一绝缘层、第二透光电极层或反射层的至少一部分可以在发光结构的厚度方向上彼此重叠。布置在发光结构的下边缘的第一绝缘层的宽度可以处于ΙΟμ??至40μπι的范围。第一绝缘层、第二透光电极层以及反射层在厚度方向上重叠的重叠宽度可以为5μπι。
[0011]第一透光电极层和第二透光电极层的每一个的厚度可以处于几纳米到几十纳米的范围。第二透光电极层可以布置为覆盖第一透光电极层与第一绝缘层之间的边界。在与发光结构的厚度方向相交的第一方向上，反射层的第一宽度可以等于或小于第二透光电极层的第二宽度。第一绝缘层可以包括S12,并且反射层可以包括银(Ag)。
[0012]发光器件还可以包括:第一电极，布置在在通孔处暴露的第一导电半导体层下方，所述通孔穿过第二导电半导体层和有源层并暴露第一导电半导体层。第一绝缘层可以布置为从发光结构的下边缘延伸到在通孔处暴露的发光结构的侧部。
[0013]第一透光电极层和第二透光电极层可以具有相同的材料或者具有彼此不同的材料。
[0014]根据实施例，提供了一种发光器件封装，包括:发光器件;第一接合焊盘，连接至第一导电半导体层;第二接合焊盘，与第一接合焊盘分离开并连接至第二导电半导体层；以及第二绝缘层，布置在第一接合焊盘与第二透光电极层之间以及第一接合焊盘与反射层之间。
[0015]发光器件封装还可以包括:第一引线框和第二引线框，分别电连接至第一接合焊盘和第二接合焊盘;以及模塑元件，配置为包围发光器件。
[0016]根据实施例，提供了一种发光器件，包括:衬底;发光结构，布置在衬底下方并包括第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层;第一绝缘层，配置为暴露第二导电半导体层并布置在发光结构下方;多个透光电极层，布置在暴露的第二导电半导体层下方，在发光结构的厚度方向上与第二导电半导体层重叠；以及反射层，通过多个透光电极层的至少一个与第一绝缘层分离开并布置在多个透光电极层下方。
[0017]多个透光电极层可以包括:第一透光电极层，布置为与暴露的第二导电半导体层接触；以及第二透光电极层，布置在第一透光电极层下方以及第一绝缘层下方以将第一绝缘层与反射层分离开。第一透光电极层的厚度可以小于第一绝缘层的厚度。第二透光电极层、第一电极层以及反射层的至少一部分可以在发光结构的厚度方向上彼此重叠。
【附图说明】
[0018]可以参照以下附图具体描述配置和实施例，所述附图中相似的附图标记表示相似的元件，在附图中:
[0019]图1为示出根据一个实施例的发光器件的平面图；
[0020]图2为示出根据一个实施例的发光器件封装的剖视图；
[0021]图3为示出图2所示的部分‘A’的放大剖视图；
[0022]图4A至图4H为描述根据一个实施例的图2所示的发光器件封装的制造方法的工艺剖视图；
[0023]图5A至图5G为描述根据一个实施例的图2所示的发光器件封装的制造方法的工艺平面图；
[0024]图6A至图6G为描述根据一个实施例的图4C至图4E所示的第一绝缘层和第二电极的制造方法的工艺剖视图；
[0025]图7为部分示出根据第一比较示例的发光器件的剖视图；
[0026]图8为部分示出根据第二比较示例的发光器件的剖视图；以及
[0027]图9为部分示出根据第三比较示例的发光器件的剖视图。
【具体实施方式】
[0028]在下文中，将参照附图具体描述本公开文本的实施例以帮助理解本公开文本。然而，根据本公开文本的实施例可以具有不同的形式，而不应理解为局限于本文列出的说明。提供本公开文本的实施例使得本公开文本是详尽而完整的，并且向本领域普通技术人员充分表明本公开文本的概念。
[0029]在实施例的说明中，应当理解，当一个元件称为在另一个元件“上方”或“下方”时，词语“在上方或在下方”表示两个元件之间的直接连接或者在其间具有一个或更多元件的两个元件之间的间接连接。另外，当使用词语“在上方或在下方”时，其可以表示相对于元件的向下方向以及向上方向。
[0030]另外，诸如“第一”和“第二”、“在上方/上部/在上面”以及“在下面/下部/在下方”不一定需要或包括任何物理或逻辑关系或者装置或元件之间的顺序并且也可以用于将一个装置或元件与另一个装置或元件区分开。
[0031]为了方便和准确描述，可以省略或示意性地描述附图中的多个层和区域的厚度。另外，每一个部件的尺寸并不完全匹配其实际尺寸。
[0032]图1为示出根据一个实施例的发光器件100的平面图，图2为示出根据一个实施例的发光器件封装200的剖视图，以及图3为示出图2所示的部分‘A’的放大剖视图。
[0033]图2所示的发光器件封装200中包括的发光器件100对应于沿着图1所示的发光器件100的线Ι-Γ获取的剖视图。另外，为了便于说明，图3中省略了图1所示的第二绝缘层134和第二接合焊盘164。
[0034]参照图1和图2，根据实施例的发光器件100可以包括衬底110、发光结构120、第一绝缘层132、第一电极150以及第二电极140。
[0035]发光结构120布置在衬底110下方。衬底110可以包括导电材料或非导电材料。例如，衬底110可以包括蓝宝石(厶1203)、6&131(:、2110、63?、11^、63203、63厶8或31中的至少之一。另外，虽然衬底110可以是例如具有图案112以帮助将从有源层124发射的光从发光器件100发出的图案化蓝宝石衬底(PSS)，然而实施例不限于此。
[0036]为了改善衬底110和发光结构120的热膨胀系数之间的差异以及晶格失配，缓冲层或过渡层(未示出)可以进一步布置在衬底110与发光结构120之间。缓冲层可以包括例如选自包含Al、In、N和Ga的组的至少一种材料，但不限于此。另外，缓冲层可以具有单层或多层结构。
[0037]发光结构120可以包括依次布置在衬底110下方的第一导电半导体层122、有源层124和第二导电半导体层126。
[0038]第一导电半导体层122可以实现为包括在第II1-V族、第I1-VI族等中的掺杂有第一导电掺杂剂的化合物半导体。当第一导电半导体层122是η型半导体层时，第一导电掺杂剂是η型掺杂剂并且可以包括S1、Ge、Sn、Se或Te，但不限于此。
[0039]例如，第一导电半导体层122可以包括成分化学式为AlxInyGau-x—y)N(0 <x< 1,0<y < l，0<x+y < I)的半导体材料。第一导电半导体层122可以包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP 或 InP 中的至少之一。
[0040]有源层124布置在第一导电半导体层122与第二导电半导体层126之间并且是这样一种层，其使通过第一导电半导体层122注入的电子(或空穴)与通过第二导电半导体层126注入的空穴(或电子)相遇以发射具有的能量由形成有源层124的材料的本征能带确定的光。有源层124可以形成有单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子线结构或量子点结构的至少之一。
[0041]有源层124的阱层/势皇层可以形成有一对或更多对结构，诸如InGaN/GaN结构、InGaN/InGaN 结构、GaN/AlGaN 结构、InAlGaN/GaN结构、GaAs (InGaAs)/A I GaAs 结构和GaP(InGaP)/AlGaP结构，但不限于此。阱层可以由带隙能量低于势皇层的带隙能量的材料形成。
[0042]导电包覆层(未示出)可以形成在有源层124上方和/或下方。导电包覆层可以由带隙能量高于有源层124的势皇层的带隙能量的半导体形成。例如，导电包覆层可以包括GaN结构、AlGaN结构、InAlGaN结构、超晶格结构等。另外，导电包覆层可以掺杂为η型或p型。
[0043]第二导电半导体层126可以布置在有源层124下方并且可以由化合物半导体形成。第二导电半导体层126可以实现为包括在第II1-V族、第I1-VI族等中的化合物半导体。例如，第二导电半导体层126可以包括经验化学式为InxAlyGa(i—X—y)N(0 <x<l,0<y<l,0<x+y SI)的半导体材料。第二导电半导体层126可以掺杂有第二导电掺杂剂。当第二导电半导体层126是P型半导体层时，第二导电掺杂剂是口型掺杂剂并且可以包括18、2]1、0&、31'、1^等。
[0044]第一导电半导体层122可以实现为η型半导体层，并且第二导电半导体层126可以实现为P型半导体层。可选择地，第一导电半导体层122可以实现为P型半导体层，并且第二导电半导体层126也可以实现为η型半导体层。
[0045]发光结构120可以实现为η-ρ结结构、ρ-η结结构、η-ρ-η结结构以及ρ-η-ρ结结构中的任何一种结构。
[0046]由于图2所示的发光器件封装200具有倒装芯片接合结构，所以从有源层124发射的光通过衬底110和第一导电半导体层122发出。为此，衬底110和第一导电半导体层122由具有透光性(或光透射性)的材料形成，并且第二导电半导体层126和第二电极140可以由具有透光性或不透光性的材料形成。
[0047]第一电极150布置在在通孔TH处暴露的第一导电半导体层122下方并且可以电连接至第一导电半导体层122，通孔TH穿过第二导电半导体层126和有源层124以暴露第一导电半导体层122。在本文中，将参考图4Β具体描述通孔TH。为了更好的理解，用虚线示出第一接合焊盘162所覆盖的第一电极150，并且同样用虚线示出第二接合焊盘164所覆盖的第一电极150和第二电极140。
[0048]第一电极150可以包括起到欧姆作用的欧姆接触材料，因此可以不需要布置额外的欧姆层(未示出)，或者额外的欧姆层也可以布置在第一电极150与第一导电半导体层122之间。
[0049]另外，第一电极150可以不吸收从有源层124发射的光，并且反射或传输光，并且可以由可在第一导电半导体层122上生长的质量优良的任何材料形成。例如，第一电极150可以由金属形成，并且由Ag、N1、T1、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、Cr或其选择性组合形成。例如，第一电极150可以由Cr/Ni/Au形成，但实施例不限于此。
[0050]第一绝缘层132可以暴露第二导电半导体层126的底部并且可以布置在发光结构120的内侧壁、外侧壁和下边缘120-1上。即，第一绝缘层132可以布置为从发光结构120的下边缘120-1延伸到在通孔TH处暴露的发光结构120的内侧壁(或侧)。另外，第一绝缘层132可以在图4B所不的外侧壁中布置在第二导电半导体层126的侧部、有源层124的侧部和第一导电半导体层122的侧部。在本文中，外侧壁是图4B所示的部分SP。
[0051]第一绝缘层132可以起到电流阻挡层(CBL)的作用。另外，如下文参考图4C至图4F描述的，第一绝缘层132可以起到保护发光结构120的作用。
[0052]第一绝缘层132可以包括Si02、Ti02、Zr02、Si3N4、Al203或MgF2中的至少之一。
[0053]第二电极140可以布置在发光结构120下方并且可以电连接至第二导电半导体层126。第二电极140可以包括多个透光电极层(或光透射电极层)和反射层146。
[0054]多个透光电极层可以布置在暴露的第二导电半导体层126下方。在本文中，透光电极层可以在发光结构120的厚度方向(例如，X轴方向)上彼此重叠。而且，透光电极层可以与暴露的第二导电半导体层126重叠。例如，多个透光电极层可以包括第一透光电极层142和第二透光电极层144，但实施例不限于此。即，多个透光电极层的数量可以是两个或更多。
[0055]第一透光电极层142可以布置在第一绝缘层132所暴露的第二导电半导体层126下方并且可以起到欧姆层的作用。第一透光电极层142的第一厚度Tl等于或小于第一绝缘层132的第二厚度T2，但实施例不限于此。例如，第二厚度T2可以是几百纳米，第一厚度Tl可以是几纳米，但实施例不限于此。
[0056]另外，第二透光电极层144可以布置在第一绝缘层132和第一透光电极层142的每一个下方。第二透光电极层144可以包括第一表面144-1和第二表面144-2。第一表面144-1是面向发光结构120的表面并且可以具有台阶的横截面形状。即，第一表面144-1的一个部分与第一透光电极层142接触，第一表面144-1的另一个部分可以与第一绝缘层132接触，但实施例不限于此。
[0057]第二表面144-2是与第一表面144-1相对的表面并且可以具有台阶的横截面形状。另外，整个反射层146可以布置在第二表面144-2下方。
[0058]第一透光电极层142和第二透光电极层144可以包括相同或彼此不同的材料，但实施例不限于此。
[0059]第一透光电极层142和第二透光电极层144的每一个也可以由透明导电氧化物(TCO)形成。例如，第一透光电极层142和第二透光电极层144的每一个可以包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锌锡氧化物(IGTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化镓锌(GZO)、Ir0x、Ru0x、Ru0x/IT0、Ni/Ir0x/Au或Ni/Ir0x/Au/IT0中的至少之一，但不限于上述材料。
[0060]反射层146可以布置在多个透光电极层下方。例如，参照图2和图3，反射层146可以布置在第二透光电极层144下方。
[0061]另外，反射层146可以通过多个透光电极层中的至少之一与第一绝缘层132分离开。例如，参照图2和图3，反射层146可以通过第二透光电极层144与第一绝缘层132分离开。如上所述，第二透光电极层144可以起到将第一绝缘层132与反射层146分离开的作用。因此，只要第二透光电极层144的第三厚度T3足以将第一绝缘层132与反射层146分离开，这样可以不需要厚度T3很大。
[0062]反射层146可以形成有金属层，该金属层由铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)、铑(Rh)、钛(Ti)、铬(Cr)或者包括Al、Ag、Pt或Rh的合金形成。例如，反射层146可以由Ag/Ni/Ti形成，但实施例不限于此。
[0063]另外，第二透光电极层144可以布置为覆盖第一透光电极层142与第一绝缘层132之间的边界B。另外，在与发光结构120的厚度方向(例如，X轴方向)垂直的第一方向上，反射层146的第一宽度Wl可以等于或小于第二透光电极层144的第二宽度W2。因此，第一宽度Wl与第二宽度W2之间的宽度差值(W2-W1，S卩，Δ Wl+ Δ W2可以为零或更大)。
[0064]如上所述，在第二透光电极层144的第一表面144-1覆盖边界B并且第二宽度W2较大的情况下，反射层146的第一宽度Wl增加，因此能够增加反射的光的量。
[0065]当第一绝缘层132包括S12,反射层146包括银(Ag)，并且第一绝缘层132布置为与反射层146接触而不是与反射层146分离开时，第一绝缘层132和反射层146可能变得彼此脱层。然而，在根据实施例的发光器件100的情况下，第二透光电极层144布置在第一绝缘层132与反射层146之间，因此第一绝缘层132和反射层146彼此分离开，使得可以消除脱层担忧。
[0066]另外，第一绝缘层132的至少一部分、第二透光电极层144的至少一部分以及反射层146的至少一部分可以布置为在发光结构120的厚度方向(例如，X轴方向)上彼此重叠第三宽度W31和W32。随着布置在发光结构120的下边缘120-1的第一绝缘层132的第四宽度W4增加，第三宽度W31可以增加。当第四宽度W4小于ΙΟμπι时，考虑到工艺差数，制造第一绝缘层132可能是困难的。另外，当第四宽度W4大于40μπι时，发光器件100的正向工作电压增加，而光通量也可能减少。因此，根据一个实施例，第四宽度W4可以处于ΙΟμπι至40μπι的范围，例如为ΙΟμπι，但实施例不限于此。在这种情况下，第三宽度W31可以是5μπι，但实施例不限于此。
[0067]同时，图2所示的发光器件封装200可以包括发光器件100、第二绝缘层134、第一接合焊盘162和第二接合焊盘164、第一焊接部172和第二焊接部174、第一引线框182和第二引线框184、绝缘体186、封装体188以及模塑元件190。
[0068]第一接合焊盘162可以穿过第二导电半导体层126和有源层124，可以埋置在暴露第一导电半导体层122的通孔TH中，并且可以通过第一电极150电连接至第一导电半导体层122。或者，如图2所示，第一接合焊盘162可以通过第一电极150电连接至第一导电半导体层122，而无需穿过第二导电半导体层126和有源层124并且无需埋置在暴露第一导电半导体层122的通孔TH中。
[0069]第二接合焊盘164可以通过第二电极140电连接至第二导电半导体层126。
[0070]第二接合焊盘164和第一接合焊盘162可以在与发光结构120的厚度方向相交的方向上彼此分离开。例如，第二接合焊盘164和第一接合焊盘162可以在与发光结构120的厚度方向垂直的方向上彼此分离开。在图2的情况下，虽然示出第二接合焊盘164分为二个，然而参照图1，可以理解为第二接合焊盘164是一体。
[0071]第一接合焊盘162和第二接合焊盘164的每一个可以包括具有导电性的金属材料并且可以包括与第一电极150和第二电极140的每一个的材料相同或不同的材料。第一接合焊盘162和第二接合焊盘164的每一个可以包括T1、N1、Au或Sn中的至少之一，但实施例不限于此。例如，第一接合焊盘162和第二接合焊盘164的每一个由Ti/Ni/Au/Sn/Au形成。
[0072]第二绝缘层134可以布置在第一接合焊盘162与第二电极140之间，因此可以起到将第二电极140与第一接合焊盘162电分离开的作用。即，第二绝缘层134也可以布置在第一接合焊盘162与第二透光电极层144之间并且也可以布置在第一接合焊盘162与反射层146之间。
[0073]另外，第二绝缘层134可以布置在第二接合焊盘164与第一电极150之间，因此可以起到将第一电极150与第二接合焊盘164电分离开的作用。
[0074]第二绝缘层134可以包括Si02、Ti02、Zr02、Si3N4、Al203或MgF2中的至少之一。第一绝缘层132和第二绝缘层134可以具有相同的材料或彼此不同的材料。
[0075]第一焊接部172可以布置在第一接合焊盘162与第一引线框182之间，因此用于将第一接合焊盘162电连接至第一引线框182。第二焊接部174可以布置在第二接合焊盘164与第二引线框184之间，因此用于将第二接合焊盘164电连接至第二引线框184。
[0076]第一焊接部172和第二焊接部174的每一个可以是焊膏或焊料球，但实施例不限于此。
[0077]上述的第一焊接部172通过第一接合焊盘162将第一导电半导体层122电连接至第一引线框182，第二焊接部174通过第二接合焊盘164将第二导电半导体层126电连接至第二引线框184，因此可以消除对导线的需求。然而，根据另一个实施例，第一导电半导体层122和第二导电半导体层126可以使用导线分别连接至第一引线框182和第二引线框184。
[0078]另外，可以省略第一焊接部172和第二焊接部174。在这种情况下，第一接合焊盘162可以起到第一焊接部172的作用，而第二接合焊盘164可以起到第二焊接部174的作用。即，当省略了第一焊接部172和第二焊接部174时，第一接合焊盘162可以直接连接至第一引线框182，第二接合焊盘164可以直接连接至第二引线框184。
[0079]第一引线框182可以通过第一焊接部172电连接至第一接合焊盘162，第二引线框184可以通过第二焊接部174电连接至第二接合焊盘164。第一引线框182和第二引线框184可以通过绝缘体186彼此电分离。第一引线框182和第二引线框184的每一个可以由导电材料(例如，金属)形成，但是实施例不限于第一引线框182和第二引线框184的每一个的那些材料。
[0080]绝缘体186布置在第一引线框182与第二引线框184之间以将第一引线框182与第二引线框184电绝缘。为此，绝缘体186可以包括Si02、Ti02、Zr02、Si3N4、Al203或MgF2中的至少之一，但实施例不限于此。
[0081]另外，封装体188与第一引线框182和第二引线框184—起可以形成空腔C，但实施例不限于此。根据另一个实施例，空腔C可以仅由封装体188形成。可选择地，空腔壁(未示出)可以布置在封装体188的平坦上表面上，并且空腔可以由空腔壁和封装体188的上表面限定。
[0082]如图2所示，发光器件100可以布置在空腔C中。
[0083]封装体188可以由硅树脂、合成树脂或金属形成。当封装体188由导电材料(例如，金属材料)形成时，第一引线框182和第二引线框184可以是封装体188的一部分。而且，在这种情况下，形成封装体188的第一引线框182和第二引线框184可以通过绝缘体186彼此电分离。
[0084]另外，模塑元件190可以布置为包围并保护布置在空腔C中的发光器件100。模塑元件190可以实现为例如硅树脂(Si)，并且通过包括磷光体(或荧光物质)，可以改变从发光器件100发射的光的波长。磷光体可以包括能够将从发光器件100产生的光转换为白光的YAG类型、TAG类型、硅酸盐类型、硫化物类型以及氮化物类型的波长转换磷光体材料中的任何一种，但是实施例不限于磷光体的类型。
[0085]选自(丫、!13、1^、5。、1^、6(1、5111)3(厶1、6&、111、51小6)5(0、5)12:06的一个可以用作￥八6类型和TAG类型的磷光体，而选自(Sr、Ba、Ca、Mg)2Si04: (Eu、F、Cl)的一个可以用作硅酸盐类型的磷光体。
[0086]另外，选自(Ca、Sr)S:Ei^P(Sr、Ca、Ba) (Al、Ga)2S4:Eu的一个可以用作硫化物类型的磷光体，选自(3匕0&、51、厶1、0州511(例如，0&厶151他511或0-51厶1(^511)和0&-<^1厶1(^:Eu类型的(Cax、My)(S1、Al)12(0、N)16(在本文中，M是Eu、Tb、Yb或Er中的一种材料，并且0.05〈(x+y)〈0.3，0.02〈x〈0.27以及0.03〈y〈0.3)的磷光体成分的至少之一可以用作氮化物类型的磷光体。
[0087]包括N(例如，CaAlSiN3: Eu)的氮化物类型的磷光体可以用作红色磷光体。与硫化物类型的磷光体相比，这种氮化物类型的红色磷光体对于包括热量、水分等外部条件具有低的变色风险以及优良的可靠性。
[0088]在下文中，将参考附图描述图2所示的发光器件封装200的制造方法。然而，图2所示的发光器件封装200明显地可以通过不同的制造方法制造。
[0089]图4A至图4H为描述根据一个实施例的图2所示的发光器件封装200的制造方法的工艺剖视图。
[0090]图5A至图5G为描述根据一个实施例的图2所示的发光器件封装200的制造方法的工艺平面图。为了更好的理解，在每一个附图中使用虚线显示被上层遮盖的下层。
[0091]参照图4A，在衬底110上形成发光结构120。衬底110可以包括导电材料或非导电材料。例如，衬底110可以包括蓝宝石(Al203)、GaN、SiC、Zn0、GaP、InP、Ga203、GaAs或Si中的至少之一。
[0092]发光结构120可以通过在衬底110上依次堆叠第一导电半导体层122、有源层124和第二导电半导体层126形成。
[0093]第一导电半导体层122可以使用包括在第II1-V族、第I1-VI族等中的掺杂有第一导电掺杂剂的化合物半导体形成。当第一导电半导体层122是η型半导体层时，第一导电掺杂剂是η型掺杂剂并且可以包括S1、Ge、Sn、Se或Te，但不限于此。
[0094]例如，第一导电半导体层122可以使用成分化学式为AlxInyGa(1ty)N(0 <x< 1,0<y < 1,0 < x+y < I)的半导体材料形成。第一导电半导体层122可以使用GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP 或 InP 中的至少之一形成。
[0095]有源层124可以形成有单阱结构、多阱结构、单量子阱结构、MQW结构、量子线结构或量子点结构的至少之一。
[0096]有源层124的阱层/势皇层可以形成有InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、11^163~/6&163厶8(11163厶8)/^163厶8以及63?(11163?)/^163?的一对或更多对结构，但不限于此。阱层可以由带隙能量低于势皇层的带隙能量的材料形成。
[0097]导电包覆层(未示出)可以形成在有源层124上方和/或下方。导电包覆层可以由带隙能量高于有源层124的势皇层的带隙能量的半导体形成。例如，该导电包覆层可以包括GaN、AlGaN、InAlGaN、超晶格结构等。另外，导电包覆层可以掺杂为η型或P型。
[0098]第二导电半导体层126可以由半导体化合物形成并且可以使用包括在第II1-V族、第I1-VI族等中的化合物半导体形成。例如，第二导电半导体层126可以包括成分化学式为InxAlyGa(i—X—y)N(0 <x<l,0<y<l,0< x+y < I)的半导体材料。第二导电半导体层126可以掺杂有第二导电掺杂剂。当第二导电半导体层126是P型半导体层时，第二导电掺杂剂是P型掺杂剂并且可以包括Mg、Zn、Ca、Sr、Ba等。
[0099 ] 然后，参照图4B和图5A，暴露第一导电半导体层12 2的通孔TH可以通过台面蚀刻发光结构120中的第二导电半导体层126、有源层124以及第一导电半导体层122的一部分形成。随着通孔TH形成，发光结构120的第二导电半导体层126和有源层124的侧面可以在通孔TH处暴露。
[0100]然后，参照图4C和图5B，第一绝缘层132形成在暴露于通孔TH处的第二导电半导体层126和有源层124的侧面和发光结构120的外侧壁SP。形成第一绝缘层132的原因是在执行图4D至图4F所示的随后工艺期间保护发光结构120，尤其有源层124。例如，当反射层146由银(Ag)形成时，发光结构120可以受到第一绝缘层132保护而免遭异物(或杂质)或银的迀移。
[0101]然后，参照图4C和图5C，第一透光电极层142可以形成在未被第一绝缘层132覆盖的第二导电半导体层126上。
[0102]然后，参照图4D和图5D，第二透光电极层144可以形成在布置在发光结构120上的第一绝缘层132的一部分上以及第一透光电极层142上。此时，第二透光电极层144可以形成为覆盖第一绝缘层132与第一透光电极层142之间的边界，同时尽可能最大化第二透光电极层144的面积。这是为了使待布置在第二透光电极层144上的反射层146的反射区域的尺寸最大化，第二透光电极层144将反射层146与第一绝缘层132分离开。
[0103]如上所述，由于第一透光电极层142的厚度小于第一绝缘层132的厚度，布置在第一透光电极层142上和第一绝缘层132上的第二透光电极层144可以具有台阶。
[0104]然后，参照图4E和图5E，反射层146可以形成在第二透光电极层144上。此时，由于第二透光电极层144具有台阶，所以布置在第二透光电极层144上的反射层146也可以具有台阶，但实施例不限于此。
[0105]结果是，如上所述，可以形成包括第一透光电极层142、第二透光电极层144和反射层146的第二电极140。
[0106]在下文中，将参考附图6A至6G描述图4C至图4E所示的第一绝缘层132和第二电极140的制造方法的一个具体实施例，但实施例不限于此。即，第一绝缘层132和第二电极140明显地可以通过除图6A至图6G所示的方法之外的方法制造。
[0107]图6A至图6G为描述根据一个实施例的图4C至图4E所示的第一绝缘层132和第二电极140的制造方法的工艺剖视图。
[0?08] 在形成如图4B所示的通孔TH之后，参照图6A，在第二导电半导体层126上沉积用于形成第一绝缘层132的绝缘体132A。在本文中，绝缘体132A可以包括Si02、Ti02、Zr02、Si3N4、AI2O3或MgF2中的至少之一，但实施例不限于此。
[0109]然后，在绝缘体132A上形成第一掩模图案Ml，暴露其中布置有第一透光电极层142的绝缘体132A的第一光透射电极区域132-1。在本文中，第一掩模图案Ml可以是光致抗蚀剂掩模。
[0110]然后，参照图6B，将第一掩模图案Ml用作蚀刻掩模来蚀刻绝缘体132A，从而完成第一绝缘层132，以在第一光透射电极区域132-1中暴露第二导电半导体层126。此时，如图4B所示，第一绝缘层132可以同时形成在发光结构120的外侧壁SP以及在通孔TH处暴露的第二导电半导体层126和有源层124的侧部。
[0111]然后，参照图6C，在第一掩模图案Ml和在第一光透射电极区域132-1处暴露的第二导电半导体层126上沉积用于形成第一透光电极层142的第一电极材料142A。
[0112]然后，参照图6D，同时剥离并去除沉积在第一掩模图案Ml上的第一电极材料142A和第一掩模图案Ml，因此在第一光透射电极区域132-1中形成第一透光电极层142。然后，对第一透光电极层142执行热工艺，因此第二导电半导体层126可以欧姆接触第一透光电极层142。
[0113]然后，参照图6E，在第一绝缘层132上形成暴露其中可以形成第二透光电极层144的第二光透射电极区域132-2的第二掩模图案M2。在本文中，第二掩模图案M2可以是光致抗蚀剂(PR)掩模。
[0114]然后，参照图6F，在第二光透射电极区域132-2和第二掩模图案M2中，在第一透光电极层142和第一绝缘层132上依次沉积并形成用于形成第二透光电极层144的第二电极材料144A和用于形成反射层146的反射材料146A。
[0115]第一电极材料142A和第二电极材料144A的每一个可以是TCO。例如，第一电极材料142厶和第二电极材料1444的每一个可以包括11'0、120、121'0、1420、1620、161'0、六20、厶1'0、620、11'(^、1?11(^、1?11(^/11'0、祖/11'(^/^11或附/11'(^/411/11'0中的至少之一，但不限于上述材料。
[0116]反射材料146A可以包括铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、镍(Ni)、铀(Pt)、铭(Rh)、钛(Ti)、铬(Cr)金属，或者包括具有Al、Ag、Pt或Rh的合金的金属。
[0117]然后，继续参见图6F，同时剥离并去除布置在第二掩模图案M2上的第二电极材料144A和反射材料146A以及第二掩模图案M2，因此，如图6G所示，形成第二透光电极层144和反射层146。当通过上述剥离方式形成第二透光电极层144和反射层146时，如图所示，反射层146的第一宽度Wl可以变得与第二透光电极层144的第二宽度W2相同。另外，由于反射层146形成在第二透光电极层144上，反射层146可以与第一绝缘层132分离开。
[0118]通常，在大约600°C或更高的高温对第一透光电极层142执行热工艺使得第二导电半导体层126可以欧姆接触第一透光电极层142。此时，当银(Ag)可以用于反射材料146A时，银(Ag)可能在高温会烧结(agglomerate )。原因是银(Ag)在400°C或更高的高温下会烧结。因此，使用额外的掩模图案来将第一透光电极层142的制造工艺与反射层146的制造工艺分开。
[0119]然而，根据实施例，在通过使用一个掩模图案M形成第一绝缘层132之后，第一掩模图案Ml可以不去除，以便使用第一掩模图案M形成第一透光电极层142。因此，可以仅通过一个掩模图案M形成第一绝缘层132和第一透光电极层142。另外，可以使用第二掩模图案M2同时形成第二透光电极层144和反射层146，而无需用于形成反射层146的额外的掩模图案。因此，在根据实施例的发光器件封装的制造方法的情况下，能够减少掩模图案的数量并且能够缩短工艺时间。
[0120]同时，如图4E所示，在形成第二电极140之后，参照图4F和图5F，第一电极150形成在在通孔TH处暴露的第一导电半导体层122上。在本文中，第一电极150可以由金属形成，并且也可以由Ag、N1、T1、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、Cr或其选择性组合形成。
[0121]然后，参照图4G和图5G，形成第二绝缘层134。第二绝缘层134可以形成在沉积在发光结构120的外侧壁SP的第一绝缘层132的侧面和上表面。另外，第二绝缘层134形成为包围第二透光电极层144和反射层146的每一个的侧面和上表面。此时，第二绝缘层134可以形成在反射层146上，暴露待电连接至第二接合焊盘164的一部分。
[0122]另外，第二绝缘层134可以埋置在通孔TH中，包围第一电极150的侧面并且暴露埋置在通孔TH中的第一电极150的上部。
[0123]在本文中，形成第一绝缘层132或第二绝缘层134的绝缘体132A的每一个可以包括Si02、Ti02、Zr02、Si3N4、Al203或MgF2中的至少之一。第一绝缘层132和第二绝缘层134可以形成为具有相同的材料或彼此不同的材料。
[0124]然后，参照图4H，第一接合焊盘162形成在未被第二绝缘层134覆盖而暴露的第一电极150上，而第二接合焊盘164形成在未被第二绝缘层134覆盖而暴露的反射层146上。
[0125]第一接合焊盘162和第二接合焊盘164的每一个可以使用具有导电性的金属材料形成。例如，第一接合焊盘162和第二接合焊盘164的每一个可以使用T1、N1、Au或Sn中的至少之一形成。
[0126]在下文中，被参考附图描述根据图3所示的实施例的发光器件100和根据比较示例的发光器件。
[0127]图7为部分示出根据第一比较示例的发光器件的剖视图。
[0128]根据图7所示的第一比较示例的发光器件包括发光结构120、第一绝缘层132和第二电极310A。在本文中，由于发光结构120和第一绝缘层132分别与图3所示的发光结构120和第一绝缘层132相同，所以使用了相同的附图标记，并省略重复的说明。即，除了第二电极310A的横截面形状不同之外，根据图7所示的第一比较示例的发光器件与根据图3所示的实施例的发光器件相同。
[0129]图7所不的第二电极31OA包括第一透光电极层312A和反射层314A。第一透光电极层312A和反射层314A分别起到与图3所示的第一透光电极层142和反射层146相同的作用。
[0130]图7所示的第一透光电极层312A可以布置为从第一绝缘层132暴露的第二导电半导体层126延伸到第一绝缘层132的下部。另外，反射层314A可以具有第五宽度W5。如上所述，当反射层314A不重叠第一绝缘层132时，虽然第一透光电极层312A在发光结构120的厚度方向上重叠反射层314A，但由于反射层314A的第五宽度W5小，所以反射层314A的光反射作用可能变得降低。
[0131]而在图3所示的发光器件100的情况下，第一绝缘层132、第一透光电极层142和反射层146在发光结构120的厚度方向上彼此重叠。因此，反射层146的第一宽度Wl增加为大于根据图7所示的第一比较示例的反射层314A的第五宽度W5。如上所述，在根据实施例的发光器件100的情况下，由于反射层146的第一宽度Wl大于第一比较示例，因此与比较示例相比，反射层146的光反射作用增强得相对较大，因此能够增加光通量。
[0132]图8为部分示出根据第二比较示例的发光器件的剖视图。
[0133]根据图8所示的第二比较示例的发光器件包括发光结构120、第一绝缘层132和第二电极310B。在本文中，由于发光结构120和第一绝缘层132分别与图3所示的发光结构120和第一绝缘层132相同，所以使用了相同的附图标记，并省略重复的说明。即，除了第二电极310B的横截面形状不同之外，根据图8所示的第二比较示例的发光器件与根据图3所示的实施例的发光器件相同。
[0134]图8所不的第二电极31OB包括第一透光电极层312B和反射层314B。第一透光电极层312B和反射层314B分别起到与图3所示的第一透光电极层142和反射层146相同的作用。
[0135]图9为部分示出根据第三比较示例的发光器件的剖视图。
[0136]根据图9所示的第三比较示例的发光器件包括发光结构120、第一绝缘层132和第二电极310C。在本文中，由于发光结构120和第一绝缘层132分别与图3所示的发光结构120和第一绝缘层132相同，所以使用了相同的附图标记，并省略重复的说明。即，除了第二电极310C的横截面形状不同之外，根据图9所示的第三比较示例的发光器件与根据图3所示的实施例的发光器件相同。
[0137]图9所不的第二电极31OC包括第一透光电极层312C和反射层314C。第一透光电极层312C和反射层314C分别起到与图3所不的第一透光电极层142和反射层146相同的作用。
[0138]为了消除根据图7所示的第一比较示例的发光器件的缺点，S卩，反射层314A的第五宽度W5小，根据图8和图9所示的第二比较示例和第三比较示例的反射层314B和314C分别具有大于第一透光电极层312B和312C的第六宽度W6和第九宽度W9的第七宽度W7和第十宽度W10。在这种情况下，由于与图7所示的第五宽度W5相比，反射层314B和314C的第七宽度W7和第十宽度WlO增加，因而能够预期光通量的提高。然而，在根据图8和图9所示的第二比较示例和第三比较示例的发光器件的情况下，反射层314B和314C与第一绝缘层132直接接触第八宽度W8和第^^一宽度Wl I。当反射层314B和314C实现为银并且第一绝缘层132实现为S12时，由于反射层314B和314C与第一绝缘层132直接接触，能够在其间发生脱层。
[0139]而在根据图3所示的实施例的情况下，反射层146不与第一绝缘层132直接接触并且布置为与第一绝缘层132分离开。为此，在根据实施例的发光器件的情况下，第二透光电极层144置于第一透光电极层142与反射层146之间，并且具有的第一宽度Wl等于或小于第二透光电极层144的第二宽度W2的反射层146布置在第二透光电极层144下方。因此，由于反射层146与第一绝缘层132分离开，所以可以消除如上文描述的第二比较示例和第三比较示例所示的第一绝缘层132与反射层146之间的脱层的担忧。另外，由于第二透光电极层144置于反射层146与第一透光电极层142之间，所以反射层146的宽度可以增加以下表达式I所表示的量。
[0140]【表达式I】
[0141]AffltAff2tff31+W32
[0142]在本文中，AWl和AW2的和表示第一宽度Wl与第二宽度W2之间的差值，上述W31以及W32表示上文描述的第三宽度。
[0143]结果是，在根据实施例的发光器件的情况下，反射层146的宽度增加，因此从反射层146反射的光的量进一步增加，并且能够增加光通量。
[0144]例如，在根据图7所示的第一比较示例的不包括第二透光电极层144的发光器件的情况下，反射层314A的面积可以是730557μπι2，然而，在图3所示的包括第二透光电极层144的发光器件的情况下，反射层146的面积是771839μπι2，因此与第一比较示例相比，可以增加大约5.6%。
[0145]另外，当第一透光电极层142的第一厚度Tl与第二透光电极层144的第三厚度Τ3之和较大时，提高了第二导电载流子的扩散，从而减小了正向工作电压Vf。然而，当第一厚度Tl与第三厚度Τ3之和太大时，光通量可能减少。鉴于此，第一厚度Tl和第三厚度Τ3的每一个可以处于几纳米至几十纳米的范围，例如，处于3nm至1nm的范围，但实施例不限于此。
[0146]根据实施例的多个发光器件封装可以排列在衬底上，并且包括导光板、棱镜片或扩散片等的光学元件可以布置在发光器件封装的光的路径上。发光器件封装、衬底以及光学元件可以用作背光单元。
[0147]另外，根据实施例的发光器件封装可以应用于显示装置、指示器装置或照明设备。
[0148]在本文中，显示装置可以包括:底盖;反射板，布置在底盖上;发光模块，其发射光；导光板，布置在反射板的前面并配置为沿向前方向引导从发光模块发射的光;光学片，包括布置在导光板的前面的棱镜片；显示面板，布置在光学片的前面；图像信号输出电路，连接至显示面板并配置为将图像信号提供给显示面板；以及滤色镜，布置在显示面板的前面。在本文中，底盖、反射板、发光模块、导光板以及光学片可以形成背光单元。
[0149]另外，照明设备可以包括:衬底;光源模块，包括根据实施例的发光器件封装;散热器，其消散光源模块的热量；以及电源，其处理或转换从外部提供的电信号并将处理或转换的电信号提供到光源模块。例如，照明设备可以包括电灯、车头灯或路灯。
[0150]车头灯可以包括:发光模块，包括布置在衬底上的发光器件封装;反射器，其沿预定方向，例如，沿向前方向反射从发光模块发射的光;透镜，其沿向前方向折射从反射体反射的光；以及遮光片，其阻挡或反射从反射体反射的光的一部分并且将光指引至透镜，使得形成设计人员期望的光分配图案。
[0151]在根据实施例的发光器件和发光器件封装中，布置在发光结构下方的反射层和第一绝缘层彼此分离开，因此不存在脱层担忧，并且由于掩模图案的数量减少，工艺时间缩短并且能够减少制造成本。另外，通过增大上文描述的反射层的宽度，提高了光通量，并且通过提高第二导电载流子的扩散，减小了正向工作电压。
[0152]虽然已经参考其多个示例性实施例描述了多个实施例，但是应理解，本领域技术人员能够设计落入本公开文本的原理的精神和范围内的很多其它变型和实施例。更具体地，在本公开文本、附图以及所附权利要求的范围内，可以对象组合排列的在零部件和/或布置上进行很多变化和变型。
【主权项】
1.一种发光器件，包括: 衬底； 发光结构，布置在所述衬底下方并包括第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层； 第一绝缘层，配置为暴露所述第二导电半导体层并布置在所述发光结构的下边缘上； 第一透光电极层，布置在所述第一绝缘层所暴露的所述第二导电半导体层下方； 第二透光电极层，布置在所述第一绝缘层和所述第一透光电极层下方；以及 反射层，布置在所述第二透光电极层下方。2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述反射层布置为通过所述第二透光电极层与所述第一绝缘层分离开。3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第二透光电极层包括: 第一表面，配置为面向所述发光结构；以及 第二表面，与所述第一表面相对， 其中整个所述反射层布置在所述第二表面下方。4.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第一绝缘层、所述第二透光电极层或所述反射层的至少一部分在所述发光结构的厚度方向上彼此重叠。5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述第二透光电极层布置为覆盖所述第一透光电极层与所述第一绝缘层之间的边界。6.根据权利要求1所述的发光器件，其中在与所述发光结构的厚度方向相交的第一方向上，所述反射层的第一宽度等于或小于所述第二透光电极层的第二宽度。7.根据权利要求1所述的发光器件，还包括:第一电极，布置在在通孔处暴露的所述第一导电半导体层下方，所述通孔穿过所述第二导电半导体层和所述有源层并暴露所述第一导电半导体层。8.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述第一绝缘层布置为从所述发光结构的所述下边缘延伸到在所述通孔处暴露的所述发光结构的侧部。9.一种发光器件封装，包括: 根据权利要求1至8的任何一项所述的发光器件； 第一接合焊盘，连接至所述第一导电半导体层； 第二接合焊盘，与所述第一接合焊盘分离开并连接至所述第二导电半导体层；以及第二绝缘层，布置在所述第一接合焊盘与所述第二透光电极层之间以及所述第一接合焊盘与所述反射层之间。10.根据权利要求9所述的发光器件封装，其中所述发光器件封装还包括: 第一引线框和第二引线框，分别电连接至所述第一接合焊盘和所述第二接合焊盘；以及 模塑元件，配置为包围所述发光器件。
【文档编号】H01L33/40GK106025034SQ201610183343
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】徐在元, 李尚烈, 丁星好, 崔珍炯
【申请人】Lg伊诺特有限公司