专利名称：发光器件和发光器件封装的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光器件和发光器件封装。
背景技术：
发光二极管(LED)是将电流转换为光的半导体发光器件。LED能够产生具有高亮度的光，使得LED已经被广泛地用作用于显示装置、车辆、或者照明装置的光源。另外，通过荧光材料或者组合具有各种颜色的LED，LED能够呈现具有优秀的光效率的白色。
发明内容
实施例提供具有新颖结构的发光器件和发光器件封装。实施例提供具有开关功能的发光器件。根据实施例，发光器件可以包括第一电极；第一电极上的发光结构，该发光结构包括第一半导体层、有源层以及第二半导体层；发光结构上的第二电极；以及发光结构上的控制开关，以用于控制发光结构。根据实施例，发光器件可以包括第一电极；发光结构，该发光结构包括第一电极上的第一半导体层、第一半导体层上的有源层以及有源层上的第二半导体层；第二半导体层上的第二电极；第二半导体层上的主体；主体上的源极和漏极区域；在源极和漏极区域之间的主体上的栅极绝缘层；以及栅极绝缘层上的栅极电极，其中，第二电极被电连接到源极区域和漏极区域中的一个。根据实施例，发光器件封装可以包括封装主体；封装主体上的发光器件；以及成型构件，该成型构件包围发光器件，其中，该发光器件包括第一电极；第一电极上的发光结构，该发光结构包括第一半导体层、有源层以及第二半导体层；发光结构上的第二电极； 以及发光结构上控制开关，以用于控制发光结构。
图1是根据第一实施例的发光器件的截面图；图2是发光器件的平面图；图3是示出图1的发光器件的工作原理的电路视图；图4至图12是示出制造根据第一实施例的发光器件的方法的截面图；图13是根据第二实施例的发光器件的截面图；图14是示出根据实施例的包括发光器件的发光器件封装的截面图；图15是示出根据实施例的显示装置的电极透视图16是示出根据另一实施例的显示装置的截面图；以及图17是示出根据实施例的照明装置的透视图。
具体实施例方式在实施例的描述中，将会理解的是，当层(或膜)、区域、图案、或结构被称为在另一衬底、另一层(或膜)、另一区域、另一垫、或另一图案“上”或“下”时，它能够“直接”或 “间接”在另一衬底、层(或膜)、区域、垫、或图案上，或者也可以存在一个或多个中间层。已经参考附图描述了这样的层的位置。出于方便或清楚的目的，附图中所示的每层的厚度和尺寸可以被夸大、省略或示意性绘制。另外，元件的尺寸没有完全反映真实尺寸。图1是根据第一实施例的发光器件的截面图，并且图2是发光器件的平面图。参考图1和图2，根据实施例的发光器件100包括第一电极160 ；第一电极160上的粘附层158 ；第一电极160或者粘附层158的顶表面的外围区域上的保护构件155 ；粘附层158上的反射层157 ；反射层157上的欧姆接触层156 ；保护构件155和欧姆接触层156 上的发光结构145 ；发光结构145上的第二电极170 ；以及控制开关120。第一电极160支撑被形成在其上的多个层，并且具有电极的功能。详细地，第一电极160可以包括具有导电性的支撑构件。第一电极160，以及第二电极170将电力提供到发光结构145。例如，第一电极160可以包括11、0、慰、六1、卩扒六11、1、01、]\10、01-1和包括Si,Ge, GaAs、ZnO, SiC、SiGe、或者GaN的载体晶圆中的至少一个。第一电极160能够被镀或者沉积在发光结构145下面，或者能够以片的形式附接， 但是实施例不限于此。粘附层158可以被形成在第一电极160上。粘附层158是被形成在反射层157下面的结合层。粘附层158的外侧表面被暴露，并且粘附层158接触反射层157以用作用于加强在第一电极160和反射层157之间的结合强度的中间体(mediator)。粘附层158可以包括阻挡金属或者结合金属。例如，粘附层158可以包括从由Ti、 Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag以及Ta组成的组中选择的至少一个。如果通过除了结合方案之外的镀方案或者沉积方案形成第一电极160，那么粘附层158可以被省略。保护构件155被形成在反射层157的顶表面的外围区域上。详细地，保护构件155 被形成在发光结构145、欧姆接触以及粘附层158当中的外围区域处。保护构件155可以包括具有电绝缘性能或者低于发光结构145的导电性的材料。 例如，保护构件I55可以包括从由Si02、Six0y、Si3N4、SixNy、SiO具、Al2O3以及TW2组成的组中选择的至少一个。在这样的情况下，保护构件155可以防止在发光结构145和第一电极 160之间出现电气短路，从而提高发光器件100的可靠性。保护构件155可以包括具有优秀的粘附性能的金属。例如，保护构件155可以包括从由Ti、Ni、Pt、Pd、I h、Ir以及W组成的组中选择的至少一个。在这样的情况下，保护构件155可以加强发光结构145和反射层157之间的粘附强度，从而能够提高发光器件100 的可靠性。另外，当执行激光划片工艺或者激光剥离(LLO)工艺，以将多个芯片割断为单独的芯片单元时，保护构件155没有被破坏或者没有产生保护构件155的碎片，使得能够提高发光器件100的可靠性。另外，如果保护构件155与第一导电半导体层150欧姆接触，则电流可以流过保护构件155。在这样的情况下，在垂直方向中与保护构件155重叠的有源层 140能够产生光，从而可以进一步提高发光器件100的发光效率。例如，如果第一导电半导体层150是ρ型半导体层，那么保护构件155可以包括能够与ρ型半导体层形成欧姆接触的诸如Ti、Ni或者W的金属材料，但是实施例不限于此。保护构件155可以被形成在粘附层158的顶表面的外围区域上。保护构件155防止发光结构145和第一电极之间的电气短路。保护构件155可以包括具有电绝缘性能的材料。例如，保护构件155可以包括从由 Si02、SixOy、Si3N4, SixNy、SiOxNy、A1203、TiO2, ΙΤΟ、ΑΖ0、以及 ZnO 组成的组中选择的至少一个。反射层157可以被形成在粘附层158上。反射层157反射从发光结构145入射的光，从而提高发光器件100的光提取效率。反射层157可以包括具有优秀的反射性能的材料。例如，反射层157可以包括包含Ag、Al、Pt、Pd以及Cu中的至少一个的金属或者合金。例如，反射层157 可以包括包含从由 Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、 以及Hf组成的组中选择的至少一个的金属或者金属合金，但是实施例不限于此。通过使用上述金属和包括从由 IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga-ZnO)、 IGZO(In-Ga-ZnO)、IZTO (铟锌锡氧化物)、IAZO (铟铝锌氧化物)、IGTO (铟镓锡氧化物)、 以及ATO(铝锡氧化物)组成的组中选择的一个的透明导电材料，反射层157能够被制备为多层。例如，反射层157具有包括IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni以及AZ0/Ag/Ni中的一个的多层结构。欧姆接触层156可以被形成在反射层157上。欧姆接触层156与发光结构145的第一导电半导体层150欧姆接触，以将电力容易地提供到发光结构145。详细地，欧姆接触层156选择性地包括透明导电材料和金属。例如，通过使用从由ITO (铟锡氧化物)、IZO (铟锌氧化物)、IZTO (铟锌锡氧化物)、IAZO (铟铝锌氧化物)、 IGZO (铟镓锌氧化物)、IGTO (铟镓锡氧化物)、AZO (铝锌氧化物)、ATO (锑锡氧化物)、 GZO(镓锌氧化物)、IrOx, RuOx, RuOx/1T0, Ni、Ag、Ni/Ir0x/Au 以及 Ni/Ir0x/Au/IT0 组成的组中选择的至少一个，欧姆接触层156能够被制备为单层或者多层。如果反射层157与发光结构145欧姆接触，那么欧姆层156可以被省略。发光结构145可以被形成在欧姆接触层156和保护构件155上。发光结构145可以包括多个III-V族化合物半导体材料。 发光结构145可以包括第一导电半导体层150、第一导电半导体层150上的有源层 140、以及有源层140上的第二导电半导体层130。 第一导电半导体层150能够被形成在欧姆接触层156和保护构件155的一部分上。第一导电半导体层150可以是包括ρ型掺杂物的ρ型半导体层。P型半导体层可以包括从由 &ιΝ、Α1Ν、Α1&ιΝ、InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 以及 AlGaInP 组成的组中选择的III-V族化合物半导体材料。ρ型掺杂可以包括Mg、Zn、(ia、Sr或者Ba。 第一导电半导体层150能够被制备为单层或者多层，但是实施例不限于此。
第一导电半导体层150将多个载流子提供到有源层140。有源层140可以包括单量子阱层、多量子阱(MQW)结构、量子线结构以及量子点结构中的一个，但是实施例不限于此。通过第二导电半导体层130注入的电子(或者空穴)与通过第一导电半导体层 150注入的空穴(或者电子)在有源层140处复合，使得有源层140基于根据有源层140的本征材料确定的能带的带隙差而发射光。如果有源层140具有量子阱结构，那么有源层140可以具有包括具有InxAly(iai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的组成式的阱层和具有 InaAlbGa1^bN(0彡a彡1，0彡b彡1，0彡a+b彡1)的组成式的势垒层的多阱结构或者单阱结构。另外，阱层可以包括具有低于势垒层的能带隙的材料。有源层140可以具有通过使用III-V族化合物半导体材料的阱/势垒层的堆叠结构。被用于有源层140的III-V族化合物半导体材料可以包括GaN、InGaN、或者AlGaN。 因此，例如，有源层140可以被制备为InGaN阱/GaN势垒层、InGaN阱/AKkiN势垒层、或者 InGaN阱/InGaN势垒层的堆叠结构，但是实施例不限于此。尽管在附图中未示出，导电包覆层能够被形成在有源层140上面和/或下面。导电包覆层可以包括AKiaN基半导体。例如，包括ρ型掺杂物的ρ型包覆层可以被形成在第一导电半导体层150和有源层140之间，并且包括η型掺杂物的η型包覆层可以被形成在第二导电半导体层130和有源层140之间。导电包覆层用作用于防止注入有源层140的电子和空穴迁移到第一和第二导电半导体层150和130的引导。因此，由于导电包覆层使得更大量的空穴和电子在有源层140 中复合，从而能够提高发光器件100的发光效率。第二导电半导体层130能够形成在有源层140上。第二导电半导体层130可以是包括η型掺杂物的η型半导体层。第二导电半导体层130可以包括从由GaN、A1N、AlGaN, InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP 以及 AlGaInP 组成的组中选择的 III-V族化合物半导体材料。η型掺杂物可以包括Si、Ge、Sn、k或者Te。第二导电半导体层130能够被制备为单层或者多层，但是实施例不限于此。粗糙或者凹凸图案131能够形成在第二导电半导体层130的顶表面上以提高光提取效率。通过湿法蚀刻可以随机地形成粗糙或者凹凸图案131或者通过构图工艺可以规则地形成粗糙或者凹凸图案131，诸如光子晶体结构，但是实施例不限于此。粗糙或者凹凸图案131可以具有周期图案。粗糙或者凹陷图案131的凸起图案和凹凸图案可以被圆化，或者被形成为具有预定的角倾斜的侧表面，以在其顶点相互遇合。例如，粗糙或者凹凸图案131可以具有能够选择性地透射或者反射具有特定波长的光的光子晶体结构。粗糙或者凹凸图案131可以具有50nm至3000nm的周期，但是实施例不限于此。同时，具有与第一导电半导体层150的极性相反的极性的半导体层可以形成在第一导电半导体层150下面。如果第一导电半导体层150是ρ型半导体层，那么第二导电半导体层130是η型半导体层，反之亦然。因此，发光结构145可以包括N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构以及P-N-P结结构中的至少一个。第二导电半导体层130可以仅包括η型半导体层，或者可以进一步包括η型半导体层上的未掺杂的半导体层，但是实施例不限于此。未掺杂的半导体层没有被掺杂有导电掺杂物，因此未掺杂的半导体层具有显著地低于η型半导体层或者第二导电半导体层130的导电性。生长未掺杂的半导体层，以提高第二导电半导体层130的结晶性能。第一和第二导电半导体层150和130中的导电掺杂物的掺杂浓度可以是均勻的或者非均勻的。即，发光结构145可以具有各种结构，并且实施例可以不限制发光结构145的结构。第二电极170和控制开关120可以被形成在第二导电半导体层130上。第二电极170能够与第一电极160 —起将电力提供到发光结构145。例如，通过使用从由Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、以及Mo组成的组中选择的至少一个，可以将第二电极170制备为单层或者多层，但是实施例不限于此。可以通过沉积或者镀工艺形成第二电极 170。控制开关120被形成在第二导电半导体层130上。优选地，控制开关120被形成在第二导电半导体层150的外围区域上，以最小化对从发光结构145发射的光的吸收。控制开关120根据外部控制信号来控制发光器件100的导通/截止工作。详细地，根据外部控制信号，通过控制开关120能够控制发光器件100的导通/截止工作，因此能够减少用于驱动发光器件100的驱动器IC的数目，并且通过使用简单的布线互连，能够精确地控制发光器件100的导通/截止工作。通过简单工艺，可以将控制开关120形成在发光结构145的第二导电半导体层130 的顶表面上。通过在半导体制造工艺中掺杂硅，能够形成具有精细尺寸的控制开关120，因此控制开关120没有降低发光器件100的发光效率。控制开关120可以包括主体121，该主体121由硅材料组成并且被掺杂有ρ型掺杂物；源极和漏极区域122和123，通过在主体121的上部分注入η型掺杂物来形成源极和漏极区域122和123 ；栅极绝缘层126，该栅极绝缘层1 被形成在主体121以及源极和漏极区域122和123上；栅极绝缘层1 上的栅极电极127 ；源极区域122上的源极电极124 ； 以及漏极区域123上的漏极电极125。详细地，控制开关120是MOSFET开关，其根据被施加给栅极电极127的控制信号来控制发光器件100的导通/截止工作和亮度。尽管根据实施例的控制开关120包括MOSFET开关，但是实施例可以不限制控制开关120的类型。例如，诸如JFET开关、CMOS开关、或者BJT开关的半导体开关也能够被用于控制开关120。主体121由硅材料组成。详细地，通过蚀刻工艺，通过选择性地移除硅衬底能够简单地形成主体121。即，通过选择性地移除被用于生长并且支撑发光结构145的硅衬底，能够形成控制开关120的主体121，从而能够简化制造工艺并且能够提高工艺效率。主体121被掺杂有ρ型掺杂物，因此主体121可以形成ρ型半导体。例如，P型半导体可以包括Mg、Be以及B中的至少一个。源极区域122和漏极区域123被形成在主体121上。通过使用η型掺杂物在主体 121的上部分进行掺杂，能够形成源极区域122和漏极区域123。例如，η型掺杂物可以包括N、P、As、或者釙中的至少一个。
同时，如果第一导电半导体层150是η型半导体层，并且第二导电半导体层130是 P型半导体层，那么η型掺杂物被注入主体121并且P型掺杂物被注入源极区域122和漏极区域123。栅极绝缘层1 被形成在主体121、源极区域122以及漏极区域123的顶表面上， 并且栅极电极127被形成在栅极绝缘层1 上。控制信号被施加到栅极电极127，并且栅极绝缘层1 将栅极电极127与主体 121、源极区域122以及漏极区域123绝缘。例如，栅极电极127可以包括从由Al、Cr、Ni、Ti、Cu、Pt、Ag、Pd、Rh以及Au组成
的组中选择的至少一个。另外，栅极绝缘层126可以包括从由Si02、Hf0x、Al203、Si3N4以及 TiOx组成的组中选择的至少一个。能够控制栅极绝缘层126的厚度，使得随着控制信号被施加到栅极电极127，能够在源极区域122和漏极区域123之间形成沟道。根据流过沟道的电流，可以控制发光器件 100的导通/截止工作。源极电极IM和漏极电极125分别接触源极区域122和漏极区域123。例如，源极电极IM和漏极电极125可以包括从由Al、Cr、Ni、Ti、Cu、Pt、Ag、Pd、Rh以及Au组成的组中选择的至少一个。为了允许控制开关120用作开关，源极电极IM和漏极电极125中的一个通过第一布线181而被电连接到被形成在发光结构145上的第二电极170，并且源极电极IM和漏极电极125中的另一个通过第二布线182被连接到外部电源。另外，另一外部电源能够通过第三布线183而被连接到栅极电极127，以提供控制信号。在下文中，将会详细地描述根据第一实施例的发光器件的工作原理。图3是示出根据第一实施例的发光器件的工作原理的电路图。参考图3，控制开关120被串联地连接到发光结构145。控制开关120可以包括诸如JFET开关、CMOS开关、或者BJT开关的半导体开关，其根据被施加到栅极电极127的控制信号G来控制发光结构145。控制信号G可以是用于简单地控制发光器件100的导通/截止工作的高/低(或者，导通/截止)控制信号，或者用于控制亮度和发光器件100的导通/截止工作的灰阶控制信号，但是实施例不限于此。如果控制信号是导通/截止控制信号，那么通过导通/截止控制信号来导通控制开关120，使得能够控制经由源极电极124、沟道层、漏极电极125以及第二电极170到发光结构145的第二导电半导体层130的正电压或者负电压的供给。因为正电压或者负电压被提供到第一电极160，所以发光结构145可以基于被提供到第一和第二电极160和170的负电压或者正电压而发射光。如果控制信号是灰阶控制信号，那么通过灰阶控制信号来控制控制开关120的导通工作的频率和导通时间。因此，发光结构145以脉冲的形式发射光，以表达灰阶。能够不同地表达灰阶，并且实施例不限于此。因为随着控制信号G被施加到控制开关120，电流流过被形成在控制开关120的源极区域122和漏极区域123之间的沟道，所以能够控制发光器件100的亮度和/或导通
/截止工作。
例如，如果控制信号G是高信号，那么电流流过被形成在控制开关120中的沟道， 使得控制开关120被导通，并且因此，发光器件100被导通。即，电压被提供到发光结构145， 从而发光结构145能够发射光。相反地，如果控制信号G是低信号，那么电流不流过被形成在控制开关120中的沟道，使得控制开关120被截止，并且因此，发光器件100被截止。艮口， 电压没有被提供到发光结构145。如上所述，因为通过具有高效率的简单工艺，可以将控制开关120形成在发光结构145上，所以能够有效地控制发光器件100的亮度和/或导通/截止工作。在下文中，将会详细地描述制造根据第一实施例的发光器件的方法。图4至图12是示出制造根据第一实施例的发光器件的方法的截面图。参考图4，发光结构145被形成在硅衬底110上。通过在硅衬底110上顺序地沉积第二导电半导体层130、有源层140、以及第一导电半导体层150能够形成发光结构145。硅衬底110可以包括硅。硅是便宜的，并且与蓝宝石衬底相比容易处理。通过MOCVD (金属有机化学气相沉积)、CVD (化学气相沉积)、PECVD (等离子体增强化学气相沉积)、MBE (分子束外延)、或者HVPE (氢化物气相外延)，可以将发光结构145 形成在硅衬底110上，但是实施例不限于此。缓冲层(未示出)能够被形成在第二导电半导体层130和硅衬底110之间，以减小第二导电半导体层130和硅衬底110之间的热膨胀系数的差和晶格失配。例如，通过使用具有Ιη/Ι^^ΝΟ)彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的组成式的半导体材料，可以将缓冲层制备为单层或者多层。参考图5，保护构件155可以包括具有电绝缘性能或者小于发光结构145的导电性的材料。例如，保护构件155可以包括从由SiO2, SixOy、Si3N4, SixNy、SiO具、Al2O3以及TiO2 组成的组中选择的至少一个。在这样的情况下，保护构件155可以防止在发光结构145和第一电极160之间出现电短路，从而提高发光器件100的可靠性。另外，保护构件155可以包括具有优秀的粘附性能的金属。例如，保护构件155可以包括从由Ti、Ni、Pt、Pd、I h、Ir以及W组成的组中选择的至少一个。在这样的情况下，保护构件155可以加强发光结构145和反射层157之间的粘附强度，从而能够提高发光器件 100的可靠性。另外，当执行激光划片工艺或者激光剥离(LLO)工艺，以将多个芯片割断为单独的芯片单元时，保护构件155没有被破坏或者没有产生保护构件155的碎片，使得能够提高发光器件100的可靠性。另外，如果保护构件155与第一导电半导体层150欧姆接触， 则电流可以流过保护构件155。在这样的情况下，在垂直方向中与保护构件155重叠的有源层140能够产生光，从而可以进一步提高发光器件100的发光效率。例如，如果第一导电半导体层150是ρ型半导体层，那么保护构件155可以包括能够与ρ型半导体层形成欧姆接触的诸如Ti、M或者W的金属材料，但是实施例不限于此。通过诸如溅射或者PECVD的沉积工艺，能够形成保护构件155，但是实施例不限于此。参考图6，欧姆接触层156被形成在发光结构145上，并且反射层157被形成在欧姆接触层156上。通过诸如溅射、PECVD、或者电子束沉积的沉积工艺，能够形成欧姆接触层 156和反射层157。欧姆接触层156可以包括ΙΤ0、Ni、Pt、Ir、Rh、以及Ag中的至少一个。另外，反射层157可以包括包含Ag、Al、Pt、Pd、以及Cu中的至少一个的金属或者合金。参考图7，粘附层158被形成在反射层157和保护构件155上，并且第一电极160 被形成在粘附层158上。第一电极160可以包括具有导电性的支撑构件。粘附层158可以提高第一电极160和发光结构145之间的界面粘附强度。例如， 粘附层158可以包括从由Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、h、Bi、Cu、Ag以及Ta组成的组中选择的至少一个。第一电极160被制备为片状，并且被结合到粘附层158的顶表面。否则，通过镀工艺或者沉积工艺能够形成第一电极160。在这样的情况下，粘附层158可以被省略。例如，第一电极160可以包括Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo、和被掺杂有杂质的半导体衬底中的至少一个。参考图8，通过选择性地移除硅衬底110来形成控制开关120的主体121。优选地， 主体120被形成在发光结构145的底表面的外围区域上，但是实施例不限于此。详细地，选择性地蚀刻硅衬底110以形成主体121。如图8中所示，主体121可以具有多边形的柱形状，但是实施例可以不限制用于主体121的制造工艺和形状。然后，ρ型掺杂物被注入到主体121，使得ρ型半导体层被形成。在发光结构145 被形成之前，可以将P型半导体层掺杂到如图4中所示的硅衬底110中。换言之，在发光结构145被形成之前，可以将ρ型掺杂物注入到硅衬底110中，或者在主体121已经形成之后， 将其注入到主体121中。由于能够通过蚀刻工艺容易地移除硅衬底110，因此能够省略可能减少发光器件的产率的LLO (激光剥离)工艺，从而能够改进用于发光器件100的制造工艺的可靠性。同时，能够采用蓝宝石衬底作为发光结构145的基础衬底来代替硅衬底。在这样情况下，通过LLO工艺来选择性地移除蓝宝石衬底，并且通过沉积工艺在发光结构145上形成主体121，但是实施例不限于此。参考图9，η型掺杂物被选择性地注入主体121的下部，以形成源极区域122和漏极区域123。为了在想要的位置形成源极区域122和漏极区域123，在主体121中形成掩模图案，并且通过离子注入或者热扩散，沿着掩模图案来注入η型掺杂物，但是实施例不限于此。参考图10，栅极绝缘层1 被形成，使得栅极绝缘层1 接触主体121、源极区域 122以及漏极区域123，并且栅极电极127被形成在栅极绝缘层1 上。另外，源极电极124 被形成在源极区域上，并且漏极电极125被形成在漏极区域123上，从而形成控制开关120。例如，通过CVD (化学气相沉积)或者ALD (原子层沉积)来沉积栅极绝缘层126。另外，通过CVD、电子束蒸镀或者溅射能够形成栅极电极127、源极电极124以及漏极电极125，但是实施例不限于此。参考图11，对发光结构145执行隔离蚀刻，并且粗糙或者凹凸图案131被形成在发光结构145的顶表面上，即，在第二导电半导体层130的顶表面上。另外，第二电极170被形成在第二导电半导体层130的顶表面上，从而提供根据第一实施例的发光器件100。通过隔离蚀刻，可以将发光器件芯片划分为单独的芯片单元。通过隔离蚀刻，可以使发光结构145的侧面倾斜。
另外，通过隔离蚀刻，可以将粗糙或者凹凸图案131形成在发光结构145的顶表面上，即，第二导电半导体层130的顶表面上。隔离蚀刻可以包括诸如ICP(电感耦合等离子体)蚀刻的干法蚀刻。通过湿法蚀刻可以随机的形成粗糙或者凹凸图案131，或者粗糙或者凹凸图案 131可以沿着掩模图案具有光子晶体结构，但是实施例不限于此。例如，通过CVD、电子束蒸镀或者溅射能够形成第二电极170。参考图12，形成布线互连，以允许控制开关120用作开关。在发光器件100已经被安装在衬底上之后能够形成此布线互连，但是实施例不限于此。例如，如图11中所示，源极电极1 和漏极电极125中的一个通过第一布线181 而被电连接到被形成在发光结构145上的第二电极170，并且源极电极IM和漏极电极125 中的另一个通过第二布线182被连接到外部电源。另外，另一外部电源能够通过第三布线 183被连接到栅极电极127以提高控制信号。在下文中，将会详细地描述根据第二实施例的发光器件和制造发光器件的方法。图13是根据第二实施例的发光器件的截面图。根据第二实施例的发光器件100B 与根据第一实施例的发光器件100相类似，不同之处在于电极结构。因此，为了避免重复， 将会省略或者简化在第一实施例中先前已经描述的元件和结构的细节，并且相同的附图标记将会被分配给相同的元件。参考图13，根据第二实施例的发光器件100B包括第一电极160 ；第一电极160上的粘附层158 ；第一电极160上或者粘附层158的顶表面的外围区域上的保护构件155 ；粘附层158上的反射层157 ；反射层157上的欧姆接触层156 ；保护构件155和欧姆接触层156 上的发光结构145 ；发光结构145上的控制开关120 ；以及第二电极171，该第二电极171被形成在控制开关120和发光结构145上，以将控制开关120电连接到发光结构145。控制开关120可以包括主体121，该主体121由硅材料组成并且被掺杂有ρ型掺杂物；源极和漏极区域122和123，通过在主体121的上部分注入η型掺杂物来形成源极和漏极区域122和123 ；栅极绝缘层126，该栅极绝缘层1 被形成在主体121以及源极和漏极区域122和123上；栅极绝缘层1 上的栅极电极127 ；以及源极电极124，该源极电极 124被形成在源极区域122和漏极区域123中的一个上。第二电极171被形成在源极区域122和漏极区域123中的另一个上，并且被电连接到发光结构145。在这样的情况下，为了防止第二电极171被电连接到主体121，绝缘层175可以被形成在第二电极171和主体121的侧面之间。如果第二电极171被电连接到主体121，那么可能出现控制开关120的故障。绝缘层175可以被形成在主体121的顶表面的一部分和侧面上，以及在与凹凸凸案131相邻的第二导电半导体层130的顶表面的一部分上。绝缘层175 可以包括从由 SiO2, SixOy、Si3N4, SixNy、SiOxNy> Al2O3 以及 TiO2 组成的组中选择的至少一个。第二电极171能够被电连接到发光结构的第二导电半导体层130，以及源极和漏极区域122和123中的一个。被电连接到第二导电半导体层130的第二电极171可以从第二导电半导体层130延伸，以电连接到源极和漏极区域122和123中的一个。第二电极171被形成在绝缘层175上。第二电极171的一个末端被电连接到第二导电半导体层130，并且第二电极171的另一端被电连接到源极和漏极区域122和123中的一个。绝缘层175防止第二电极171被电连接到控制开关120的主体121，使得可以不出现控制开关120的故障。S卩，与在其中布线被附加地提供，以将源极和漏极区域122和123中的一个电连接到发光结构145的第一实施例不同，通过形成第二电极171，在根据第二实施例的发光器件 100B中布线能够被省略。因此，光没有受到布线干扰。图14是示出根据实施例的包括发光器件的发光器件封装的截面图。参考图14，发光器件封装30包括封装主体20 ；被形成在封装主体20中的第一至第三引线电极31至33 ；发光器件100，其被提供在封装主体20上，以接收来自于第一和第二引线电极31和32的电力和来自于第三引线电极33的控制信号；以及包围发光器件100 的成型构件40。封装主体20可以包括硅、合成树脂或者金属材料。当从顶部看到时，封装主体20 具有被形成有倾斜内壁53的腔体50。第一至第三引线电极31至33相互电隔离。例如，电力被提供到第一和第三引线电极31和33，并且控制信号被提供到第二电极32。第一和第二引线电极31和32可以穿过封装主体20进行延伸。详细地，第一和第二引线电极31和32的一个末端被布置在腔体50中，并且第一和第二电极31和32的另一末端被附接到封装主体20的外表面并且被暴露在外部。第三引线电极33被提供在第一和第二引线电极31和32之间的封装主体20上。第一至第三引线电极31至33被涂覆有反射层，以反射从发光器件100发射的光， 从而提高光效率。此外，第一至第三引线电极31至33将从发光器件100产生的热散发到外部。发光器件100能够被直接地安装在主体20上，或者第一至第三引线电极31至33 中的一个上。例如，发光器件的第一电极160(参见图1)被形成在第三引线电极33上，第一引线电极31通过第二布线182(参见图1)被电连接到控制开关120的源极电极124，并且第二引线电极32通过第三布线183被电连接到控制开关120的栅极电极127。如上所述，控制开关120的漏极电极125通过第一布线181被电连接到第二电极 170。成型构件40围绕发光器件100，以保护发光器件100。另外，成型构件40可以包括荧光体，以改变从发光器件100发射的光的波长。根据实施例的发光器件或者发光器件封装能够被应用于照明单元。照明单元包括多个发光器件或者多个发光器件封装。照明单元可以包括如图15和图16中所示的显示装置和图17中所示的照明装置。另外，照明单元可以包括照明灯、信号灯、车辆的头灯以及电子标识牌。图15是示出根据实施例的显示装置的分解透视图。参考图15，显示装置1000包括导光板1041 ；发光模块1031，该发光模块1031用于将光提供给导光板1041 ；反射构件1022，该反射构件1022被提供在导光板1041的下方； 光学片1051，该光学片1051被提供在导光板1041上方；显示面板1061，该显示面板1061 被提供在光学片1051上方；以及底盖1011，该底盖1011用于容纳导光板1041、发光模块 1031、以及反射构件1022。然而，实施例不限于上述结构。底盖1011、反射片1022、导光板1041以及光学片1051可以组成照明单元1050。导光板1041扩散从发光模块1031提供的光，以提供表面光。导光板1041可以包括透明材料。例如，导光板1041可以包括诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的丙烯基树脂、 PET (聚对苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)、COC(环烯烃共聚合物)以及PEN(聚萘二甲酸乙二酯)树脂中的一个。发光模块1031被布置在导光板1041的至少一侧处，以将光提供给导光板1041的至少一侧。发光模块1031用作显示装置的光源。提供至少一个发光模块1031以直接或间接地从导光板1041的一侧提供光。发光模块1031可以包括根据实施例的发光器件封装30和基板1033。发光器件封装30被布置在基板1033上，同时以预定的间隔相互隔开。基板1033可以包括印刷电路板(PCB)，但是实施例不限于此。另外，基板1033还可以包括金属核PCB (MCPCB)、或者柔性PCB (FPCB)，但是实施例不限于此。如果发光器件封装30被安装在底盖1011的侧面上或者散热板上，那么可以省略基板1033。散热板部分地接触底盖1011的顶表面。因此，从发光器件封装30 产生的热能够通过散热板发射到底盖1011。另外，发光器件封装30被布置为发光器件封装30的出光表面与导光板1041隔开预定的距离，但是实施例不限于此。发光器件封装30可以将光直接或者间接地提供给作为导光板1041的一侧的光入射表面，但是实施例不限于此。反射构件1022被布置在导光板1041的下方。反射构件1022朝着显示面板1061 反射通过导光板1041的底表面向下行进的光，从而提高显示面板1061的亮度。例如，反射构件1022可以包括PET、PC或者PVC树脂，但是实施例不限于此。反射构件1022可以用作底盖1011的顶表面，但是实施例不限于此。底盖1011可以在其中容纳导光板1041、发光模块1031、以及反射构件1022。为此，底盖1011具有容纳部1012，其具有带有开口的顶表面的盒形形状，但是实施例不限于此。底盖1011能够与顶盖(未示出)耦接，但是实施例不限于此。通过使用金属材料或者树脂材料，能够通过按压工艺或者挤压工艺制造底盖 1011。另外，底盖1011可以包括具有优异的导热性的非金属材料或者金属材料，但是实施例不限于此。例如，显示面板1061是包括彼此相对的第一和第二透明基板，以及被插入在第一和第二基板之间的液晶层的LCD面板。偏振板能够附着到显示面板1061的至少一个表面， 但是实施例不限于此。显示面板1061通过阻挡从发光模块1031产生的光或者允许光从其经过来显示信息。显示装置1000能够被应用于各种便携式终端、笔记本计算机的监视器、 膝上电脑的监视器、以及电视。光学片1051被布置在显示面板1061和导光板1041之间，并且包括至少一个透射片。例如，光学片1051包括扩散片、水平和垂直棱镜片和亮度增强片中的至少一个。扩散片扩散入射光，水平和垂直棱镜片将入射光集中在显示面板1061上，并且亮度增强片通过重新使用丢失的光提高亮度。另外，保护片能够被设置在显示面板1061上，但是实施例不限于此。导光板1041和光学片1051能够被设置在发光模块1031的光路径中作为光学构件，但是实施例不限于此。图16是示出根据实施例的显示装置的截面图。参考图16，显示装置1100包括底盖1152、其上排列发光器件封装30的基板1120、 光学构件1巧4以及显示面板1155。基板1120和发光器件封装30可以组成发光模块1160。另外，底盖1152、至少一个模块1160、以及光学构件IlM可以组成照明单元。底盖1151可以被设置有容纳部分1153，但是实施例不限于此。光学构件IlM可以包括透镜、导光板、扩散片、水平和垂直棱镜片、以及亮度增强片中的至少一个。导光板可以包括PC或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。导光板能够被省略。扩散片扩散入射光，水平和垂直棱镜片将入射光集中在显示面板1巧5上，并且亮度增强片通过重新使用丢失的光提高亮度。光学构件IlM被布置在发光模块1160的上方，以将从发光模块1160发射的光转换为表面光。另外，光学构件IIM可以扩散或者收集光。图17是示出根据实施例的照明装置的透视图。参考图17，照明装置1500包括外壳1510 ；发光模块1530，该发光模块1530被安装在外壳1510中；以及连接端子1520，该连接端子1520被安装在外壳1510中以从外部电源接收电力。优选地，外壳1510包括具有优异的散热性能的材料。例如，外壳1510包括金属材料或者树脂材料。发光模块1530可以包括基板1532，和被安装在基板1532上的发光器件封装30。 发光器件封装30被相互隔开，或者以矩阵的形式布置。基板1532包括印有电路图案的绝缘构件。例如，基板1532包括PCB、MCPCB、FPCB、 陶瓷PCB、FR-4基板。另外，基板1532可以包括有效地反射光的材料。涂层能够形成在基板1532的表面上。这时，涂层具有有效地反射光的白色或者银色。至少一个发光器件封装30被安装在基板1532上。每个发光器件封装30可以包括至少一个LED (发光二极管)芯片。LED芯片可以包括发射具有红、绿、蓝或者白色的可见光的LED，和发射UV (紫外线)光的UVLED。发光模块1530的发光器件封装30能够不同地组合以提供各种颜色和亮度。例如， 能够布置白光LED、红光LED以及绿光LED，以实现高显色指数(CRI)。连接端子1520被电连接到发光模块1530，以将电力提供给发光模块1530。连接端子1520具有与外部电源插座螺纹耦合的形状，但是实施例不限于此。例如，能够以被插入到外部电源的插脚的形式制备连接端子1520，或者通过布线将连接端子1520连接到外部电源。根据实施例，制造根据实施例的发光器件的方法包括下述步骤通过在硅衬底上顺序地堆叠第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层来形成发光结构；在发光结构上形成导电支撑构件；选择性地移除硅衬底，并且注入η型导电掺杂物和P型导电掺杂物中的一个以形成控制开关的主体；通过将η型导电掺杂物和ρ型导电掺杂物中的另一个注入主体的下部分来形成源极和漏极区域；以及形成接触主体和源极和漏极区域的栅极绝缘层，并且在栅极绝缘层下面形成栅极电极。根据实施例，通过高效率的简单工艺，可以将控制开关形成在发光结构的顶表面上，从而能够有效地控制发光器件的导通/截止工作和/或亮度。根据实施例，发光器件包括控制开关，因此不需要额外的组件来将开关连接到发光器件，以控制发光器件的工作。根据实施例，通过简单工艺能够制造包括具有简单结构的控制开关的发光器件， 使得可以将发光器件应用于各种领域中。根据实施例，控制开关被提供在发光器件中，从而能够防止开关组件和发光器件之间发生电气断开。在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构、或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中，在各处出现的这类短语不必都表示相同的实施例。此外，当结合任何实施例描述特定特征、结构或特性时，都认为结合实施例中的其它实施例实现这样的特征、结构或特性也是本领域技术人员所能够想到的。虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例，但是应该理解，本领域的技术人员可以想到将落入本发明原理的精神和范围内的多个其它修改和实施例。更加具体地，在本说明书、附图和所附权利要求的范围内的主题组合布置的组成部件和/或布置中，各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置中的变化和修改之外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。
权利要求
1.一种发光器件，包括第一电极；所述第一电极上的发光结构，所述发光结构包括第一半导体层、有源层以及第二半导体层；所述发光结构上的第二电极；以及所述发光结构上的控制开关，用以控制所述发光结构。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述控制开关响应控制信号来控制所述发光结构的工作。
3.根据权利要求2所述的发光器件，其中，所述控制信号包括导通/截止控制信号和灰阶控制信号中的一个。
4.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述控制开关包括半导体开关。
5.根据权利要求4所述的发光器件，其中，所述半导体开关包括MOSFET开关、JFET开关、CMOS开关、以及BJT开关中的一个。
6.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述控制开关被形成在所述发光结构的外围区域处。
7.根据权利要求1所述的发光器件，其中，所述控制开关包括主体，所述主体包括第一掺杂物；所述主体上的源极和漏极区域，所述源极和漏极区域包括第二掺杂物；在所述源极和漏极区域之间的所述主体上的栅极绝缘层；以及所述栅极绝缘层上的栅极电极。
8.根据权利要求7所述的发光器件，其中，所述主体从用于支撑所述发光结构的衬底形成。
9.根据权利要求7所述的发光器件，其中，所述主体包括硅和蓝宝石中的一个。
10.根据权利要求7所述的发光器件，其中，所述第一掺杂物具有与所述第一半导体层相同的极性。
11.根据权利要求7所述的发光器件，其中，所述第二掺杂物具有与所述第二半导体层相同的极性。
12.根据权利要求7所述的发光器件，进一步包括分别在所述源极区域和所述漏极区域上的源极和漏极电极。
13.根据权利要求12所述的发光器件，进一步包括在所述源极区域和所述漏极电极中的一个和所述第二电极之间的布线。
14.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括在所述第一电极和所述发光结构之间的欧姆接触层和反射层中的至少一个。
15.根据权利要求1所述的发光器件，进一步包括与所述第二电极接触的所述发光结构上的凹凸图案。
全文摘要
本发明涉及发光器件和发光器件封装。根据实施例的发光器件包括第一电极；第一电极上的发光结构，该发光结构包括第一半导体层、有源层以及第二半导体层；发光结构上的第二电极；以及控制开关，该控制开关被安装在发光结构上，以控制发光结构。
文档编号H01L27/15GK102222741SQ20111006231
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月11日 优先权日2010年4月13日
发明者丁焕熙, 宋俊午, 崔光基, 李尚烈 申请人:Lg伊诺特有限公司