半导体发光器件及用于制造该器件的方法

专利名称：半导体发光器件及用于制造该器件的方法
技术领域：
本公开涉及一种半导体发光器件及用于制造该器件的方法。
背景技术：
在物理特性和化学特性方面，III-V族氮化物半导体已被广泛地用作诸如发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的发光器件的核心材料。III-V族氮化物半导体由具有组分 方程InxAlyGa1^yN(其中，0≤χ≤1、0≤y≤1且0≤x+y≤1)的半导体材料组成。LED是一种通过使用化合物半导体的特性来将电改变成红外线或光以输入/输出 信号或者用作光源的半导体器件。利用氮化物半导体材料的LED或LD大量应用于用于获得光的发光器件。例如， LED或LD用作所有类别产品的光源，诸如，蜂窝式电话的小键盘、电子显示板及照明设备的 发光部分。

发明内容
技术问题实施例提供了一种半导体发光器件，该半导体发光器件包括用于交流(AC)电的 多个发光单元。实施例提供了一种半导体发光器件，该半导体发光器件包括多个电极之间的多个 发光单元。实施例提供了一种半导体发光器件，其中多个发光单元阵列串联地和/或并联地 连接，并且部分串联地和/或部分并联地连接。实施例提供了一种发光装置，其中具有多个发光单元的半导体发光器件串联地、 并联地或反并联地相互连接。实施例提供了一种发光装置，其上安装有至少一个包括多个发光单元的半导体发 光器件。技术方案实施例提供了一种半导体发光器件，其包括多个发光单元，包括多个化合物半导 体层；所述发光单元上的多个欧姆接触层；所述欧姆接触层上的第一绝缘层；电气连接到 所述发光单元的第一发光单元的第二电极层；以及串联地连接所述发光单元的多个互连层。实施例提供了一种半导体发光器件，该半导体发光器件包括多个发光单元阵列， 包括多个化合物半导体层；所述发光单元阵列上的多个欧姆接触层；所述欧姆接触层上的 第一绝缘层；电气连接到每个发光单元阵列的一端的第一发光单元的多个第二电极层；串 联地连接所述发光单元阵列的多个互连层；以及电气连接所述发光单元阵列的两端的连接 节点。实施例提供了一种半导体发光器件，包括
一种制造半导体发光器件的方法，该方法包括在基底上形成多个化合物半导体 层；在所述化合物半导体层上形成欧姆接触层；在所述欧姆接触层上形成第一绝缘层；形 成第二电极层，该第二电极层形成在所述第一绝缘层上并电气连接到所述欧姆接触层的一 端；去除所述基底；刻蚀所述化合物半导体层及所述欧姆接触层以分成多个发光单元；形 成互连层，该互连层串联地连接所述发光单元；以及在所述发光单元的另一端发光单元下 形成第一电极。在附图及以下描述中阐述一个或更多个实施例的细节。根据说明书、附图及权利 要求书，其它特征将显而易见。有益效果实施例提供了一种以AC电源驱动的半导体发光器件。根据实施例，能够驱动用于高压AC电源的半导体发光器件。实施例提供了一种用于AC驱动的发光器件，其中多个发光单元在一个器件内串 联地、并联地和/或反并联地连接。


图1是例示根据第一实施例的半导体发光器件的侧剖面图。图2是例示根据第二实施例的发光装置的框图。图3是例示根据第三实施例的发光装置的框图。图4是例示根据第四实施例的发光装置的框图。图5是例示根据第五实施例的发光装置的框图。图6是例示根据第六实施例的发光装置的框图。图7至图13是例示用于制造图1中的半导体发光器件的方法的图。图14是例示根据第七实施例的半导体发光器件的侧剖面图。图15是例示根据第八实施例的半导体发光器件的侧剖面图。图16是例示根据第九实施例的半导体发光器件的侧剖面图。图17是例示根据第十实施例的发光装置的侧剖面图。图18是例示根据第十一实施例的发光装置的侧剖面图。
具体实施例方式在实施例的描述中，应当理解，当层(或膜)、区域、图案或结构称作在另一基底、 另一层(或膜)、另一区域、另一焊盘、或另一图案“上”或“下”时，其可以“直接地”或“间 接地”在所述另一基底、层(或膜)、区域、焊盘或图案上，或者还可以存在一个或更多个中 间层。已参照附图描述了这样的层位置。下文中，将针对附图描述实施例。在关于实施例 的描述中，附图中所示的部件的尺寸仅是出于例示的目的，而并不将实施例限于此。图1是例示根据第一实施例的半导体发光器件的侧剖面图。参照图1，根据第一实施例的半导体发光器件100包括多个发光单元Al至An、多 个欧姆接触层140、多个互连层145、第一电介质层150、第二电介质层155、第二电极层160 及导电支撑件170。半导体发光器件100可以包括排列在导电支撑件170下的η (其中η彡2)个发光单元Al至An。各个发光单元Al至An可以以相同尺寸或不同尺寸制造，但并不限于此。发 光单元Al至An可以以规则距离或不规则距离间隔开。
发光单元Al至An可以排列成至少一排或以矩阵形式排列。可以将发光单元Al 至An定义为发光单元阵列组。此外，可以将发光单元Al至An分成多个发光单元阵列组。 本文中，可以将发光单元阵列组定义为在交流(AC)电源的半周期或驱动模式期间被驱动 的单元。可以将发光单元Al至An中的每个发光单元定义为包括多个化合物半导体层110、 120和130的发光结构135。发光结构135包括第一导电半导体层110、有源层120及第二 导电半导体层130。第一导电半导体层110可以从III-V族元素的化合物半导体中选择(其上掺杂有 第一导电掺杂剂)，例如 GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、 GaAsP及AlGaInP。在第一导电半导体层110是N型半导体层的情况下，第一导电掺杂剂包 括N型掺杂剂，诸如Si、Ge、Sn、Se及Te。第一导电半导体层110可以形成为单层或多层， 但并不限于此。为了提高光提取效率，可以在第一导电半导体层110的底部形成粗糙图案 (未示出)。有源层120形成在第一导电半导体层110上，并且有源层120可以以单量子阱结 构或多量子阱结构形成。可以通过使用III-V族元素的化合物半导体材料来以阱层和势垒 层的周期(例如，InGaN阱层/GaN势垒层的周期或AlGaN阱层/GaN势垒层的周期)形成 有源层120。可以在有源层120上和/或下形成导电覆层，该导电覆层可以由基于AlGaN的半 导体形成。第二导电半导体层130形成在有源层120上，并且第二导电半导体层130可以从 III-V族元素的化合物半导体(其上掺杂有第二导电掺杂剂)中选择，III-V族元素的化合 物半导体例如 GaN、A1N、AlGaN, InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 及 AlGalnP。在第二导电半导体层130是P型半导体层的情况下，第二导电掺杂剂可以包括P 型掺杂剂，诸如Mg及Ze。第二导电半导体层130可以形成为单层或多层，但并不限于此。发光结构135可以包括第二导电半导体层130上的N型半导体层或P型半导体层。 此外，第一导电半导体层110可以形成为P型半导体层，并且第二导电半导体层130可以形 成为N型半导体层。因此，发光结构135可以包括N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构及 P-N-P结结构中的至少之一。在发光单元Al至A6上形成相应的欧姆接触层140。欧姆接触层140形成在发光 结构135的第二导电半导体层130或第三导电半导体层上。欧姆接触层140可以包括欧姆特性材料中的至少之一，例如铟锡氧化物(ITO)、铟 锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓 锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)及锑锡氧化物(ΑΤΟ)、镓锌氧化物(GZO)、IrOx, RuOx, Ru0x/IT0、Ni/Ir0x/Au、Ni/Ir0x/Au/IT0、Pt、Ni、Au、Rh 及 Pd。欧姆接触层 140 可以形成为 层或多个图案。可以不形成欧姆接触层140。第一电介质层150形成在欧姆接触层140上。第一电介质层150可以由电介质材 料的至少之一形成，例如Si02、Si3N4、Al203及Ti02。第一电介质层150可以由透光电介质材料或导热电介质材料形成。第二电极层160形成在第一电介质层150上，并且导电支撑件170形成在第二电 极层160上。第二电极层160的一端直接地接触在第一发光单元Al的欧姆接触层140上，由此 向第一发光单元Al提供第二极电源。第二电极层160可以电气连接到欧姆接触层140的 一端欧姆接触层。可以在实施例的实质和范围内修改第二电极层160与欧姆接触层140之 间的接触类型。
第二电极层160可以用作反射电极层。例如，第二电极层160可以由Ag、Ni、Al、 Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au及Hf以及由这些元素的选择性组合组成的材料中的至少之一 形成。导电支撑件170用作半导体发光器件100的基底，并且可以由Cu、Au、Ni、Mo、Cu-W 及载体晶片(例如Si、Ge、GaAs、ZnO及SiC)中的至少之一形成。导电支撑件170可以以 电镀工艺或以薄片形式形成，但并不限于此。 在发光单元Al至An中除了另一端发光单元An ( S卩，第η个单元)以外的η_1个发 光单元Al至A(n-l)的一侧形成有多个第二电介质层155。第二电介质层155形成在发光 结构135的第一导电半导体层110、有源层120及第二导电半导体层130的外部，由此防止 由于互连层145而导致中间层短路。第二电介质层155形成在彼此相邻的欧姆接触层145 之间，由此防止电短路。互连层145形成在第一电介质层155上，从而电气连接发光单元Al至An中的两 个相邻的发光单元，即，相邻的发光单元Al和A2、A2和A3.....A(n-l)和An。一端互连层145将第一发光单元Al的第一导电半导体层110与第一发光单元A2 上的欧姆接触层140电气连接，并防止第二电介质层155的不必要的接触。在第一导电半 导体层110是基于GaN的半导体时，互连层145的一端可以直接地与作为第一导电半导体 层110的底部的N面相接触。互连层145的一端连接到一侧发光单元的第一导电半导体层110，并且互连层145 的另一端电气连接到与所述一侧发光单元相邻的另一侧发光单元的欧姆接触层140。本文 中，在这两个相邻的发光单元中，可以将所述一侧发光单元定义为用于提供电源的单元，并 且可以将所述另一侧发光单元定义为用于接收电源的单元。互连层145可以将彼此相邻的一侧发光单元的第一导电半导体层110与另一侧发 光单元的第一导电半导体层110电气连接。因此，互连层145连接发光单元Al至An中的 两个相邻的发光单元，即，相邻的发光单元Al和A2、A2和A3.....A(n-1)和An。例如，由于第一互连层145直接地连接到第一发光单元Al的第一导电半导体层 110及第二发光单元A2的欧姆接触层140，因此其可以串联地连接第一发光单元Al及第二 发光单元A2。通过该过程，多个互连层145(即，n-1个互连层145)可以串联地连接发光单 元Al及An。第一电极103形成在第η发光单元An的第一导电半导体层110下，并且第二电极 101形成在第一发光单元Al的第二导电半导体层130上的第一欧姆接触层140下。第一发 光单元Al可以通过导电支撑件170及/或第二电极101接收第二极电源。可以不形成第 二电极101。
在半导体发光器件100中，发光单元Al及An在互连层145上串联地连接，并且可 以通过第一电极130及第二电极101或导电支撑件170接收电源。半导体发光器件100的发光单元Al及An可以以正弦波AC电源的半周期驱动，因 此可以在AC电源的半周期中发光。半导体发光器件100可以安装在主基底或封装体上，但并不限于此。根据实施例，可以将半导体发光器件设计成，通过使用多个半导体发光器件，在正 弦波AC电源的每半周期被交替地驱动。
此外，根据实施例，可以通过将多个半导体发光器件布置为一个支撑基底上的两 排来制造半导体发光器件。例如，多个半导体发光器件可以包括2η个发光单元，S卩，多个发 光单元阵列。此外，通过在导电支撑件下布置多个第二电极、多个第一电介质层及多个发光 单元阵列，可以形成如图2中所例示的多个发光单元阵列。可以通过连接节点形成串联、并 联或反并联的多个发光单元阵列。本文中，例如，多个发光单元阵列可以反并联地连接，如 图2中所例示的。本文中，用于3. 5V驱动的约60个发光单元可以串联地连接于220VAC电源处。此 夕卜，用于3. 5V驱动的约30个发光单元可以串联地连接于IlOV AC电源处。因此，半导体发 光器件100的发光单元的数量可以随输入的正弦波AC电源而变化。这可以在实施例的实 质和范围内修改。本文中，发光单元Al至An中的每个发光单元的驱动电压可以变化，并且如果驱动 电压变化，则发光单元的数量可以变化。此外，半导体发光器件100的输入端子可以接收通 过单独的电子器件的电源，但并不限于此。图2是例示根据第二实施例的发光装置的框图。在第二实施例的描述中，将省略 与第一实施例中的元件相同或相似的元件的重复描述并参照第一实施例。参照图2，发光装置191包括多个半导体发光器件100及100Β。发光装置191可 以是包括由多个发光单元阵列Al至An及Bl至Bn组成的组的半导体发光器件，或者可以 包括多个半导体发光器件。下文中，为了方便，假定发光装置191具有第一半导体发光器件 100的两端分别连接到第二半导体发光器件100Β的两端的结构。第一半导体发光器件100 及第二半导体发光器件100Β的各自的层特征及芯片结构参照第一实施例。在第一半导体发光器件100中，发光器件Al至An串联地连接。在第二半导体发 光器件100Β中，发光器件Bl至Bn串联地连接。第一半导体发光器件100与第二半导体发 光器件100Β反并联地连接。第一半导体发光器件100的第二电极101或导电支撑件170以及第二半导体发光 器件100Β的第一电极107可以电气连接到AC电源的第二极端子。第一半导体发光器件 100的第一电极103以及第二半导体发光器件100Β的第二电极105或导电支撑件170电气 连接到AC电源的第一极端子。当提供AC电源时，AC电源的第二极被提供给第一半导体发光器件100的第二电 极101达正弦波周期的半周期并流过第一半导体发光器件100，由此使发光单元Al至An发 光。此外，第二极被提供给第二半导体发光器件100Β的第二电极105达正弦波周期的另半 个周期并流过第二半导体发光器件100Β，由此使发光单元Bl至Bn发出光。在发光装置191中，第一半导体发光器件100及第二半导体发光器件100Β交替地被AC电源驱动。在该点上，通过控制电源的频率，可以使发光二极管(LED)的开/关周期变化。可以将第一半导体发光器件100及第二半导体发光器件100B连接为一个电路组，并且可以反并联地彼此连接以构成发光装置。此外，根据实施例的发光装置可以利用多个 第一半导体发光器件100或/及多个第二半导体发光器件100B来制造。作为另一种选择，在发光装置191中，多个第一半导体发光器件100及第二半导体 发光器件100B的颜色、色度、波长及亮度可以相同、相似或互不相同。第一半导体发光器件100可以发出紫外(UV)光或诸如蓝色、红色、绿色的彩色光。 第二半导体发光器件100B可以发出UV光或诸如蓝色、红色、绿色的彩色光。此外，第一半导体发光器件100及第二半导体发光器件100B可以以相同的排列或 不同的排列形成。当第一半导体发光器件100及第二半导体发光器件100B使用不同的排 列时，可以提高芯片成品率。可以基于波长、色度及亮度来设定排列。例如，如果第一半导 体发光器件100的峰值波长与第二半导体发光器件100B的峰值波长不同，则可以利用第一 半导体发光器件100与第二半导体发光器件100B混合的光实现目标排列的峰值波长。作 为另一种选择，当第一半导体发光器件100与第二半导体发光器件100B具有基于目标色度 排列的共同依赖关系或互补色关系时，可以通过第一半导体发光器件100与第二半导体发 光器件100B的混合来控制目标色度。图3是例示根据第三实施例的发光装置的框图。在第三实施例的描述中，将省略 与第一实施例及/或第二实施例中的元件相同或相似的元件的重复描述，并参照第一实施 例及/或第二实施例。参照图3，发光装置192具有第三发光器件100C与第四发光器件100D反并联地连 接的结构。在第三发光器件100C中，η个发光器件Al至An串联地连接。在第四半导体发 光器件100D中，η个发光器件Bl至Bn串联地连接。第三半导体发光器件100C的第二电极101或导电支撑件170以及第四半导体发 光器件100D的第一电极103可以电气连接到AC电源的第二极端子。第三半导体发光器件 100C的第一电极103以及第四半导体发光器件100D的第二电极105或导电支撑件170电 气连接到AC电源的第一极端子。此外，可以将电阻器Rl及R2连接到发光装置192的输入端子。通过连接电阻器 Rl及R2，可以减少第三半导体发光器件100C的发光单元Al至An的数量以及第四半导体 发光器件100D的发光单元Bl至Bn的数量。本文中，诸如电阻器Rl及R2、电容器及电感器 的限流器件可以包括在发光装置192的输入端子中。第三半导体发光器件100C及第四半导体发光器件100D是这样的发光装置，该发 光装置具有第三半导体发光器件100C及第四半导体发光器件100D反并联地连接的结构， 并且第三半导体发光器件100C及第四半导体发光器件100D可以用作使用AC电源的照明 设备。图4是例示根据第四实施例的发光装置的框图。在第四实施例的描述中，将省略 与实施例中的元件相同或相似的元件的重复描述，并参照实施例的描述。半导体发光器件 的层特性及结构的详细描述参照第一实施例。参照图4，发光装置193可以具有这样的结构其中，多个第三半导体发光器件IOOC串联地连接，或多个发光单元阵列组串联地连接。在该点上，通过将电源频率增大到比 常规频率高两倍，可以将发光装置193用作照明设备。图5是例示根据第五实施例的发光装置的框图。参照图5，发光装置194包括多个第五半导体发光器件100E及第六半导体发光器件100F，以及整流器180。整流器180可以利用桥式二极管来制造。整流器180可以交替 地驱动第五半导体发光器件100E及第六半导体发光器件100F。在发光装置194中，AC电源每半周期通过整流器180交替地在反并联地连接的多 个第五半导体发光器件100E及第六半导体发光器件100F中流动。第五半导体发光器件 100E从第一发光单元Al由第二极电源驱动。第六半导体发光器件100F从第一发光单元 Al由第一极电源驱动。图6是例示根据第六实施例的发光装置的框图。在第六实施例的描述中，将省略 与实施例中的元件相同或相似的元件的重复描述，并参照实施例。参照图6，在发光装置195中，多个半导体发光器件100C可以并联地连接。半导体 发光器件100C可以具有其中2η个发光单元Al至An串联地连接的结构。在半导体发光器 件100C中，2η个发光单元Al至An可以布置在导电支撑件170下，或者两个半导体发光器 件可以串联地连接。图7至图13是例示制造图1中的半导体发光器件的方法的图。参照图7，将基底190装载在生长设备上，II至VI族元素的化合物半导体层可以 在其上生长。可以利用诸如电子束蒸发器、物理汽相沉积(PVD)、化学汽相沉积(CVD)、等离子 体激光沉积(PLD)、双重型热蒸发器、溅射及金属有机化学汽相沉积(MOCVD)的生长设备来 生长II至VI族元素的化合物半导体层，但并不限于此。基底190 可以从由蓝宝石基底(Al2O3)、GaN、SiC、ΖηΟ、Si、GaP、InP、Ga2O3、电介质 基底、导电基底及GaAs组成的组中选择。可以在基底190的上部处形成凹凸图案或出光结 构。可以在基底190上形成使用II至VI族元素的化合物半导体层(例如，NnO层(未 示出)、缓冲层(未示出)及未掺杂的半导体层(未示出))的半导体层中的至少一个。II 至VI族元素的化合物半导体层可以形成为层或多个图案。缓冲层及未掺杂的半导体层可 以用II至VI族元素的化合物半导体层形成。缓冲层减小与基底190的晶格常数差。未掺 杂的半导体层可以由未掺杂的基于GaN的半导体形成。在基底190上形成包括多个化合物半导体层的发光结构。该发光结构包括第一导 电半导体层110、有源层120及第二导电半导体层130。第一导电半导体层110可以从III-V族元素的化合物半导体中选择(其上掺杂有 第一导电掺杂剂)，例如，GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、 GaAsP及AlGaInP。在第一导电半导体层110是N型半导体层的情况下，第一导电掺杂剂包 括N型掺杂剂，例如Si、Ge、Sn、Se及Te。第一导电半导体层110可以形成为单层或多层， 但并不限于此。有源层120形成在第一导电半导体层110上，并且其可以以单量子阱结构或多量 子阱结构形成。可以通过使用III-V族元素的化合物半导体材料来以阱层或势垒层的周期(例如，InGaN阱层/GaN势垒层的周期或AlGaN阱层/GaN势垒层的周期)形成有源层120。可以在有源层120上和/或下形成导电覆层，并且该导电覆层可以由基于GaN的 半导体形成。第二导电半导体层130形成在有源层120上，并且第二导电半导体层130可以从 III-V族元素的化合物半导体中选择(其上掺杂有第二导电掺杂剂)，例如GaN、AlN、AlGaN、 InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 及 AlGalnP。在第二导电半导体层 130是P型半导体层的情况下，第二导电掺杂剂可以包括P型掺杂剂，例如Mg及Ze。第二 导电半导体层130可以形成为单层或多层，但并不限于此。
并且，发光结构可以包括第二导电半导体层130上的第三导电半导体层，例如N型 半导体层或P型半导体层。因此，发光结构可以包括N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构 及P-N-P结结构中的至少一个。参照图8，欧姆接触层140形成在第二导电半导体层130或第三导电半导体层(未 示出)上。欧姆接触层 140 可以由 IT0、IZ0、IZT0、IAZ0、IGZ0、IGT0、AZ0&AT0、GZ0、Ir0x、 RuOx、RuOx/1 TO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO、Pt、Ni、Au、Rh、Pd 及金属氧化物中的至少一 种形成，或者可以从多种合金中选择。参照图9，在欧姆接触层140上形成第一电介质层150。第一电介质层150可以由 电介质材料中的至少一种形成，例如Si02、Si3N4、Al203及Ti02。第一电介质层150可以由透 光电介质材料或导热电介质材料形成。第二电极层160在欧姆接触层140及第一电介质层150上形成，并用作反射电极 层。第二电极层160可以由々8、附、六1、诎、？(1、11~、1 11、]\%、211、？扒六11及!^以及由这些元素 的选择性组合组成的材料中的至少一种形成。为了第二电极层160与欧姆接触层140之间的电接触，使用掩模图案刻蚀第一电 介质层150的部分。第二电极层160与欧姆接触层140在被刻蚀区域中直接地接触。参照图10，在第二电极层160上形成导电支撑件170。导电支撑件170可以用作 基底或芯片。导电支撑件170可以由Cu、Au、Ni、Mo、Cu-W及载体晶片(例如Si、Ge、GaAs、 ZnO及SiC)中的至少一种形成，但并不限于此。导电支撑件170可以在电镀处理中或以片状形成。可以在实施例的精神和范围内 修改这样的形成处理。参照图10及图11，导电支撑件170布置在基体处，并且去除基底190。基底190 可以通过物理处理及/或化学处理去除。物理去除处理是激光剥离(LLO)处理，并且通过 将特定波长照射到基底190上的LLO处理将基底190与芯片分离。当在基底190与第一导 电半导体层110之间形成另一半导体层(例如缓冲层)时，化学去除处理可以利用湿刻蚀 溶剂去除缓冲层，由此将基底190与芯片分离。可以通过感应耦合等离子体/反应离子刻 蚀(ICP/RIE)处理进行抛光基底190已被去除的第一导电半导体层110的表面的处理。在该点上，欧姆接触层140加强第二导电半导体层130与导电支撑件170之间的 粘接强度，从而保护半导体发光器件免受外部冲击。因此，可以提高半导体发光器件的电可 靠性。参照图12及图13，通过刻蚀单元边界区域，将多个发光单元Al至An分开。可以 通过刻蚀单元之间的每个边界来将发光单元Al至An分开，例如，通过湿或/及干刻蚀处理。通过刻蚀处理用单元为单位分割欧姆接触层140，并且在欧姆接触层140之间暴露第一电介质层150。在除了发光单元An以外的发光单元Al至A(n-l)的一侧中的每一个处形成第二 电介质层155。第二电介质层155形成在第一导电半导体层110、有源层120、第二导电半导 体层130及欧姆接触层140的外侧。在第二电介质层155上形成互连层145。互连层145串联地连接发光单元Al至An
中的两个相邻的发光单元，即，相邻的发光单元Al和A2、A2和A3.....A(n-l)和An。互连
层145例如连接到第一发光单元Al的第一导电半导体层110及第二发光单元A2上的欧姆 接触层140，由此串联地连接第一发光单元Al和第二发光单元A2。通过这样的处理，互连 层145可以串联地连接η个发光单元Al至An。当第一导电半导体层110是基于GaN的半导体时，互连层145的一端可以直接地 与作为第一导电半导体层110的底部的N面相接触。第二电极101形成在第一发光单元Al上的欧姆接触层110处，并且第一电极102 形成在第η发光单元An的第一导电半导体层110下。第二电极101及第一电极103分别 被实现为电极焊盘。第二电极101及第一电极103可以在被分成单元单位之前或之后形成。 可以不形成第二电极IOL在这种情况下，可以通过导电支撑件170提供电源。可以在第一导电半导体层110的底部形成粗糙图案，但并不限于此。在半导体发光器件100中，由发光单元Al至An组成的阵列组可以在导电支撑件 170下排列成至少一排或以矩阵形式排列。半导体发光器件100可以形成在一个发光单元阵列或多个发光单元阵列中。并 且，多个发光单元阵列可以串联地、并联地或反并联地连接。图14是例示根据第七实施例的半导体发光器件的侧剖面图。在第七实施例的描 述中，将省略与第一实施例中的元件相同的元件的重复描述，并参照第一实施例的描述。参照图14，在半导体发光器件100G中，可以不形成第二电极101。因此，第一发光 单元Al通过导电支撑件170、第二电极160及欧姆电极层140接收电源。图15是例示根据第八实施例的半导体发光器件的侧剖面图。在第八实施例的描 述中，将省略与第一实施例中的元素相同的元素的重复描述，并参照第一实施例的描述。参照图15，在半导体发光器件100Η中，多个发光单元组(Α1，Α2)、(Α3，Α4)及(Α5， Α6)可以在导电支撑件170下并联地连接。一对包括其中两个或更多个发光单元串联地连 接的结构。每对的发光单元组(Α1，Α2)、(Α3，Α4)及(Α5，Α6)串联地连接，并且可以相互并联 地布置。可以分别在每对的最后一个发光单元Α2至An的第一导电半导体层110下形成第 一电极103。每对的第一发光单元Al至An连接到第二电极160。多个发光单元组(Α1，Α2)、(Α3，Α4)及(Α5，Α6)可以串联地、并联地或反并联地连 接，并且可以由AC电源选择性地驱动。图16是例示根据第九实施例的半导体发光器件的侧剖面图。在第九实施例的描 述中，将省略与第一实施例中的元件相同的元件的重复描述，并参照第一实施例的描述。
参照图16，在半导体发光器件1001中，多个发光单元Al至An可以并联地连接。 发光单元Al至An共同地连接到导电支撑件170，并且第一电极103形成在第一导电半导体 层110下。 图17是例示根据第十实施例的发光装置的侧剖面图。参照图17，发光装置200是侧视型封装。发光装置200包括封装体210及多个铅 电极230及231，封装体210包含半导体发光器件100及腔213。封装体210可以由硅材料、陶瓷材料及树脂材料中的任一种形成。例如，封装体 210可以由硅、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)及液晶聚合物(LCP)中 的至少一种形成，但并不限于此。并且，封装体210可以形成为单层基底结构或多层基底结 构，或者可以注塑成型。然而，封装体210并不限于这样的形成及结构。发光装置200可以包括至少一个半导体发光器件100。如果发光装置200包括多 个半导体发光器件100，则所述多个半导体发光器件100可以串联地、并联地或反并联地布 置。半导体发光器件100布置在形成在封装体210的上部处的腔213中。在腔213处 以电断路结构(electrically opened structure)形成多个铅电极230及231。多个铅电 极230及231可以使用引线框型、PCB型及通孔型形成。半导体发光器件100用导电粘接剂附接到第二铅电极231，并用导线215电气连接 到第一铅电极230，由此接收电源。本文中，发光装置200串联地、并联地或反并联地布置多 个半导体发光器件100，因此可以以AC电源驱动多个半导体发光器件100。并且，多个发光 装置串联地、并联地或反并联地布置，并且可以以AC电源驱动。可以在腔213处形成诸如透明硅或环氧的树脂240。可以在腔213处形成添加有 荧光物质的树脂240。并且，腔213的侧面形成为倾斜的，从而增加光的反射量。封装体210安装在基底(未示出)上，由此可以被提供为侧视型发光装置。图18是例示根据第十一实施例的发光装置的侧剖面图。参照图18，发光装置300是顶视型封装。发光装置300包括封装体310、树脂340、 多个铅电极310及314、以及半导体发光器件100。封装体310可以是硅材料，或者可以利用陶瓷基底或金属基底实现。在封装体310的表面处形成多个电断路铅电极310及314。可以在封装体310与 铅电极310及314之间形成另一层，例如种子层或电介质层，但并不限于此。在封装体310的上部处形成腔311。半导体发光器件100利用导电粘接剂附接到暴 露于腔311的第一铅电极310。半导体发光器件100利用导线315连接到第二铅电极314。 铅电极310及314可以以电镀型形成。半导体发光器件100以单个或多个安装。多个半导体发光器件100可以串联地、 并联地或反并联地连接。半导体发光器件100通过封装体310的后表面接收电源以进行驱 动，因此可以制造顶视型发光装置。在腔311上形成有透光树脂340。透光树脂340可以包括硅树脂、环氧树脂或添加 有荧光物质的树脂。根据实施例的发光装置可以连接封装的内部或外部的多个半导体发光器件从而 以AC电源驱动。作为连接节点或连接装置，基底的互连图案、引线框、金属层及导线可以选择性地包括在发光装置中。根据实施例的半导体发光器件可以作为照明单元提供给便携式终端和笔记本计算机，或者可以广泛地应用于照明设备和指向设备。根据实施例，可以提供在无需将AC信号转换成直流(DC)信号的转换器的情况下 驱动的发光装置或垂直半导体发光器件。在上述实施例中，每个实施例的技术特征可以应用于另一实施例，而并不限于每 个实施例。例如，半导体发光器件的发光单元阵列可以形成为一排或两排，并且可以串联 地、并联地或反并联地连接。实施例提供了一种以AC电源驱动的半导体发光器件。根据实施例，可以驱动用于高压AC电源的半导体发光器件。实施例提供了一种用于AC驱动的发光器件，其中多个发光单元串联地、并联地及 /或反并联地连接在一个器件内。尽管参照一些示例性实施例描述了实施例，但是应当理解，本领域技术人员可以 设想落入本公开的原理的精神和范围内的多种其它的修改及实施例。更具体地说，在本公 开、附图及所附权利要求书的范围内的主题组合布置的组成部件及/或结构的各种变型及 修改是可能的。除了在组成部件及/或结构方面的变型及修改以外，替换性的使用对本领 域技术人员也是显而易见的。工业应用根据实施例的半导体发光器件可以作为照明单元提供给便携式终端和笔记本计 算机，或者可以广泛地应用于照明设备和指向设备。根据实施例，可以提供在无需将AC信号转换成直流(DC)信号的转换器的情况下 驱动的发光装置或垂直半导体发光器件。
权利要求
一种半导体发光器件，包括多个发光单元，包括多个化合物半导体层；所述发光单元上的多个欧姆接触层；所述欧姆接触层上的第一绝缘层；电气连接到所述发光单元的第一发光单元的第二电极层；以及串联地连接所述发光单元的多个互连层。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，包括所述发光单元的第η发光单元下的第 一电极。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，包括所述欧姆接触层的第一欧姆接触层下 的第二电极。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第二电极层形成在所述第一绝缘层上，并且形成在所述欧姆接触层的第一欧姆接 触层上，并且所述半导体发光器件包括所述第二电极层上的导电支撑件。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述互连层的一端连接到一侧发光 单元，并且所述互连层的另一端连接到与所述一侧发光单元相邻的另一侧发光单元。
6.根据权利要求5所述的半导体发光器件，包括形成在所述互连层与所述发光单元之 间的第二绝缘层。
7.根据权利要求5所述的半导体发光器件，其中，所述发光单元包括 所述欧姆接触层下的第二导电半导体层；所述第二导电半导体层下的有源层；以及 所述有源层下的第一导电半导体层。
8.根据权利要求7所述的半导体发光器件，其中，分别地，所述互连层的第一部分电气 连接到一侧发光单元的所述第一导电半导体层，并且所述互连层的第二部分电气连接到形 成在另一侧发光单元上的所述欧姆接触层。
9.一种半导体发光器件，包括多个发光单元阵列，包括多个化合物半导体层； 所述发光单元阵列上的多个欧姆接触层； 所述欧姆接触层上的第一绝缘层；电气连接到每个发光单元阵列的一端的第一发光单元的多个第二电极层； 串联地连接所述发光单元阵列的多个互连层；以及 电气连接所述发光单元阵列的两端的连接节点。
10.根据权利要求9所述的半导体发光器件，其中，所述发光单元包括 N型半导体层；所述N型半导体层上的有源层；以及 所述有源层与所述欧姆接触层之间的P型半导体层。
11.根据权利要求9所述的半导体发光器件，其中，向所述发光单元阵列的一端输入交 流(AC)电源的第一极，并且向所述发光单元阵列的另一端输入AC电源的第二极。
12.根据权利要求9所述的半导体发光器件，其中，所述发光单元阵列包括第一发光单元阵列，其中多个发光单元串联地连接；以及 第二发光单元阵列，其中多个发光单元串联地连接；并且 以交流(AC)电源每半周期交替地驱动所述发光单元阵列。
13.根据权利要求10所述的半导体发光器件，其中所述互连层将一侧发光单元的N型半导体层与和所述N型半导体层相邻的另一侧发光 单元上的所述欧姆接触层相连接，并且所述半导体发光器件包括所述互连层下的多个第二绝缘层。
14.根据权利要求13所述的半导体发光器件，包括所述第二电极层上的多个导电支撑件。
15.一种制造半导体发光器件的方法，所述方法包括 在基底上形成多个化合物半导体层；在所述化合物半导体层上形成欧姆接触层； 在所述欧姆接触层上形成第一绝缘层；形成第二电极层，所述第二电极层形成在所述第一绝缘层上并电气连接到所述欧姆接 触层的一端；去除所述基底；刻蚀所述化合物半导体层及所述欧姆接触层以分成多个发光单元； 形成互连层，所述互连层串联地连接所述发光单元；以及 在所述发光单元的另一端发光单元下形成第一电极。
全文摘要
实施例涉及一种半导体发光器件及包括该器件的发光装置。根据实施例的半导体发光器件包括多个发光单元，包括多个化合物半导体层；所述发光单元上的多个欧姆接触层；所述欧姆接触层上的第一绝缘层；电气连接到所述发光单元中的第一发光单元的第二电极层；以及串联地连接所述发光单元的多个互连层。
文档编号H01L33/08GK101849298SQ200980000570
公开日2010年9月29日 申请日期2009年10月19日 优先权日2008年10月17日
发明者丁焕熙 申请人:Lg伊诺特有限公司