专利名称：发光器件、发光器件封装件及包括其的照明系统的制作方法
技术领域：
实施方案涉及一种发光器件、一种发光器件封装件以及一种包括其的照明系统。
背景技术：
由于薄膜生长工艺和用于发光器件的材料的发展，所以使用III-V族或II-VI族化合物半导体材料的发光器件如发光二极管可以发出具有各种颜色的光，如红光、绿光、蓝光以及紫外光。而且，所述发光器件可以通过使用磷光体或是通过颜色的组合来高效地发出白光。此外，与传统的光源如荧光灯或白炽灯相比，所述发光器件具有功耗低、半永久性寿命、响应时间快、安全以及环境友好的优点。因此，所述发光器件的应用扩展到光通信装置的传输模块、可以替代构成液晶显示装置的背光的冷阴极荧光灯的发光二极管背光、可以替代荧光灯或白炽灯的白光发光二极管照明装置、车辆前灯以及信号灯。
发明内容
实施方案提供了一种发光器件，其中电流均匀地分布，从而提高了发光效率，并且防止了局部加热发光器件，从而提高了发光器件的可靠性；一种发光器件封装件；以及一种包括该发光器件封装件的照明系统。在一个实施方案中，发光器件包括衬底、设置在衬底上的第一导电型半导体层、设置在第一导电型半导体层的一部分上的有源层、设置在有源层上的第二导电型半导体层、设置在第二导电型半导体层上的第一电极以及设置在第一导电型半导体层的其它部分上的第二电极，其中第二导电型半导体层、有源层或第一导电型半导体层的一部分处形成有沟槽，使得沟槽设置在第一电极下。而且，沟槽可以为沿平行于衬底的延伸方向延伸。而且，沟槽可以形成为与第一导电型半导体层的其上形成有第二电极的表面处于同一水平，使得沟槽和第二电极相邻设置。或者，沟槽可以形成为与第一导电型半导体层的其上形成有第二电极的表面处于不同的水平，使得沟槽和第二电极相邻设置。而且，发光器件还可以包括设置在衬底与第一导电型半导体层之间的反射层以及设置在有源层与第二导电型半导体层之间的电子阻挡层。而且，从衬底到第一电极的上表面的距离可以与从衬底到第二电极的上表面的距离相等或不同。而且，沟槽的厚度可以大于或小于第二电极的厚度。此外，沟槽的厚度可以等于第一导电型半导体层的总厚度的0. 25%至25%。例如，沟槽的厚度可以为50人到10000人。而且，从第一导电型半导体层的与衬底相对侧的表面到沟槽的高度可以是第一导电型半导体层的总厚度的30%至80%。例如，该高度可以是Ium至2iim。而且，沟槽的宽度可以等于第二导电型半导体层的总宽度的20%至40%。例如，沟槽的宽度可以是20 iim到40iim。
在另一实施方案中，发光器件包括衬底、设置在衬底上的第一导电型半导体层、设置在第一导电型半导体层的一部分上的有源层、设置在有源层上的第二导电型半导体层、设置在第二导电型半导体层上的透光导电层、设置在透光导电层上的第一电极以及设置在第一导电型半导体层的其它部分上的第二电极，其中在第二导电型半导体层、有源层或第一导电型半导体层的一部分处形成有沟槽，使得沟槽设置在第一电极下。而且，透光导电层可以设置为暴露出第二导电型半导体层的上表面的一部分，并且第一电极可以设置在第二导电型半导体层的暴露出部分上和透光导电层上。而且，透光导电层可以由选自铟锡氧化物(IT0)、铟锌氧化物(IZ0)、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)、锑锡氧化物(ATO)以及镓锌氧化物(GZO)中的至少一种形成。而且，发光器件还可以包括设置在第一电极与第二导电型半导体层之间的绝缘层。例如，绝缘层可以由Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4或Al2O3形成。 此外，发光器件还可以包括覆盖选自第一导电型半导体层、有源层、第二导电型半导体层、透光导电层、第一电极以及第二电极中的至少之一的钝化层。此外，沟槽可以在其表面处形成有粗糙结构。
可以参考以下附图对布置和实施方案进行详细描述，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，其中图I是示出根据一个实施方案的发光器件的截面图；图2是示出根据另一实施方案的发光器件的截面图；图3是示出根据另一实施方案的发光器件的截面图；图4是示出根据另一实施方案的发光器件的截面图；图5是示出根据另一实施方案的发光器件的截面图；图6是示出根据另一实施方案的发光器件的截面图；图7是示出根据另一实施方案的发光器件的截面图；图8是示出根据另一实施方案的发光器件的截面图；图9A至图9C是示出根据一个实施方案的沟槽的形状的截面图；图10是示出根据一个实施方案的发光器件封装件的视图；以及图11是示出根据一个实施方案的具有发光模块的照明系统的视图。
具体实施例方式下文中，将参考附图来描述实施方案。应理解当元件称为在另一元件“上”或“下”时，该元件可以直接在该另一元件上/下，也可以存在一个或更多个中间元件。当元件称为在“上”或“下”时，可以基于元件包括“在元件下”以及“在元件上”。在附图中，为了描述清楚和方便，放大、省略或示意性地示出各个层的尺寸。此外，各个元件的尺寸并不表示其实际尺寸。图I是示出根据一个实施方案的发光器件100的截面图。
发光器件100可以包括衬底110和设置在衬底110上的第一导电型半导体层120、有源层130、电子阻挡层(EBL) 140以及第二导电型半导体层150。衬底110 可以由例如蓝宝石(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3 或 GaAs 形成。第一导电型半导体层120设置在衬底110上。第一导电型半导体层120可以由具有组成式InxAlyGamN (0彡x彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡I)的半导体材料例如GaN、AlN、AlGaN, InGaN, InN或InAlGaN形成，并且可以掺杂有n型掺杂剂例如Si、Ge、Sn、Se或Te。有源层130设置在第一导电型半导体层120的一部分上。有源层130可以由具有组成式例如InxAlyGa1IyN (0x+y ( I)的半导体材料形成,并且可以具有选自量子线结构、量子点结构、单量子阱结构以及多量子阱(MQW)结构中的至少一种。例如，有源层130可以由具有多量子阱结构的InGaN/GaN层形成。由能带隙大于第二导电型半导体层150的能带隙的半导体形成的电子阻挡层140 可以设置在有源层130上。第二导电型半导体层150设置在电子阻挡层140上。第二导电型半导体层150可以由具有组成式InxAlyGamN(0 ^ x ^ 1,0 ^ y ^ 1,0 ^ x+y ^ I)的半导体材料例如GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN或InAlGaN形成，并且可以掺杂有p型掺杂剂例如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。同时，第二导电型半导体层150上可以设置有第一电极160。同时，通过台面蚀刻部分移除第二导电型半导体层150、电子阻挡层140、有源层130以及第一导电型半导体层120，以暴露出第一导电型半导体层120的一部分。在第一导电型半导体层120的暴露出的部分上形成有第二电极170。发光器件100可以通过倒装芯片接合电连接至在封装件本体50上的引线框51和引线框52。S卩，钎料60接合在第一电极160的上表面与引线框51之间以及第二电极170的上表面与引线框52之间。通过第一电极160供给的电流经由第二导电型半导体层150、电子阻挡层140、有源层130以及第一导电型半导体层120流至第二电极170。由于第一导电型半导体层120的高电阻，所以通过第一电极160供给的较大量的电流可以沿着最短路径从第一电极160流至第二电极170，如箭头所示。因此，较大量的电流流至发光器件100的靠近第二电极170的一侧，而较少量的电流流至发光器件100的远离第二电极170的一侧。图I中，较粗的箭头表示较大量的电流。电流的这种不均匀的流动可以降低内量子效率(IQE)并且使得发光器件100被局部加热，从而使发光器件100的可靠性劣化。图2是示出根据另一实施方案的发光器件200的截面图。发光器件200可以包括衬底210和设置在衬底210上的第一导电型半导体层220、有源层230、电子阻挡层240以及第二导电型半导体层250。衬底210 可以由例如蓝宝石(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP, Ga2O3 或者 GaAs形成。第一导电型半导体层220设置在衬底210上。第一导电型半导体层220可以由具有组成式InxAlyGamN(0彡x彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡I)的半导体材料如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN或InAlGaN形成，并且可以掺杂有n型掺杂剂如Si、Ge、Sn、Se或Te。例如，第一导电型半导体层220可以由掺杂有n型掺杂剂的GaN层或AlGaN层形成。有源层230设置在第一导电型半导体层220的一部分上。有源层230可以由具有组成式如InxAlyGa1IyN (0x+y ( I)的半导体材料形成，并且可以具有选自量子线结构、量子点结构、单量子阱结构以及多量子阱(MQW)结构中的至少一种。例如，有源层230可以由具有多量子阱结构的InGaN/GaN层形成。如果有源层230构造为具有量子阱结构，则有源层230可以具有包括具有组成式InxAlyGa1IyN(0 : x : 1,0 : y : 1,0 : x+y彡I)的讲层和具有组成式InaAlbGa1^bN(0彡a彡1，0彡b彡1，0彡a+b ( I)的势垒层的单量子阱层结构或多量子阱层结构。阱层可以由能带隙小于阻挡层的能带隙的材料形成。有源层230使用在从第一导电型半导体层220供给的电子与从第二导电型半导体层250供给的空穴的复合期间产生的能量来发出光。
衬底210与第一导电型半导体层220之间可以设置有反射层211。反射层211可以防止从有源层230发出的光被吸收到衬底210中，从而可以提高发光器件的发光效率。反射层211可以是反射具有特定波长带的光的分布式布拉格反射(DBR)层。包括由具有不同折射率的两种材料形成的交替堆叠的层的DBR层可以透射具有第一波长带的光和反射具有第二波长带的光。此外，反射层211可以由光敏阻焊剂(PSR)尤其是白色光敏阻焊剂(白色PSR)形成。由能带隙大于第二导电型半导体层250的能带隙的半导体形成的电子阻挡层240可以设置在有源层230上。在本实施方案中，电子阻挡层240可以由AlGaN形成。或者，可以省略电子阻挡层240。因为电子阻挡层240的能带隙大于第二导电型半导体层250的能带隙，所以可以有效防止从第一导电型半导体层220提供给第二导电型半导体层250的电子溢出而未在有源层230处复合。因此，电子阻挡层240可以减小由于溢出而浪费的电子的数量，从而提高发光器件的发光效率。第二导电型半导体层250设置在电子阻挡层240上。第二导电型半导体层250可以由具有组成式InxAlyGa1IyN(0彡x彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡I)的半导体材料如GaN、AIN、AlGaN, InGaN, InN或InAlGaN形成，并且可以掺杂有p型掺杂剂如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。例如，第二导电型半导体层250可以由掺杂有p型掺杂剂的GaN层形成。第二导电型半导体层250上设置有第一电极260。同时，通过台面蚀刻部分移除第二导电型半导体层250、电子阻挡层240、有源层230以及第一导电型半导体层220，以暴露出第一导电型半导体层220的一部分。在第一导电型半导体层220的暴露出部分上，即第一导电型半导体层220的未形成源层230的部分上设置有第二电极270。在本实施方案中，第一导电型半导体层220由n型半导体形成，第二导电型半导体层250由p型半导体形成。或者，第一导电型半导体层220可以由p型半导体形成，第二导电型半导体层250可以由n型半导体形成。发光器件200可以以其中将发光器件200翻转即衬底210在第二导电型半导体层250上的状态安装在封装件本体50上。发光器件200可以通过倒装芯片接合电连接至封装件本体50上的引线框51和引线框52。S卩,钎料60接合在第一电极260的上表面与引线框51之间以及第二电极270的上表面与引线框52之间。从衬底210到第一电极260的上表面的距离可以与从衬底210到第二电极270的上表面的距离相等。或者，从衬底210到第一电极260的上表面的距离可以与从衬底210到第二电极270的上表面的距离不同。在本实施方案中，在第二导电型半导体层250、有源层230或第一导电型半导体层220的一部分处形成有沟槽，使得沟槽设置在第一电极260下。例如，如图2所示，可以沿水平方向移除第一导电型半导体层220的与第二电极270相邻的一部分，以在第一导电型半导体层220中形成沟槽280。如果从第一导电型半导体层220的与衬底210相对侧的表面到沟槽280的高度h太小，则增加了第一导电型半导体层220的片电阻，使得电流不能平稳地流动，从而增加了功耗。另一方面，如果高度h太大，则电流不能均匀地流动。为此，高度h可以等于第一导电型半导体层220的总厚度Tl的30%到80%。例如，高度h可以是Iiim到2iim。如果沟槽280的宽度w太小，则沟槽280可不能显著地使得电流旁通。S卩，如果宽 度w太小，则电流可以流动而不受沟槽280影响，如图I所示。另一方面,如果宽度w太大，则沟槽280可能干扰电流的流动。为此，沟槽280的宽度w可以等于第二导电型半导体层250的总宽度W的20%到40%。例如，第二导电型半导体层250的宽度W可以是100 y m，并且沟槽280的宽度w可以是20 ii m到40 u m。而且，如果沟槽280的厚度tl太大，则会过度地减小高度h，而引起与由于高度h太小所引起的问题相同的问题。另一方面，如果沟槽280的厚度tl太小，则会过度地增加高度h，而引起与由于高度h太大所引起的问题相同的问题。为此，沟槽280的厚度tl可以等于第一导电型半导体层220的总厚度Tl的0. 25%到25%。例如，沟槽280的厚度tl可以是50人至10000人。在本实施方案中，沟槽280可以沿着与堆叠第一导电型半导体层220、有源层230、电子阻挡层240以及第二导电型半导体层250的方向290垂直的方向294形成。S卩，沟槽280可以沿着与衬底210的延伸方向平行的方向延伸。而且，沟槽280可以形成在第一导电型半导体层220的其上形成有第二电极270的上表面292上，使得沟槽280和第二电极270沿着水平方向294相邻设置。S卩，沟槽280可以形成为与第一导电型半导体层220的其上形成有第二电极270的上表面292处于同一水平，使得沟槽280和第二电极270可以相邻设置。而且，如图2所示，沟槽280的厚度tl可以小于第二电极270的厚度t2 ;但是，本实施方案不限于此。即，沟槽280的厚度tl可以等于或者大于第二电极270的厚度t2。因为沟槽280与第二电极270相邻，所以通过第一电极260供给的电流如图2中的箭头所示旁路通过沟槽280。因为通过第一电极260供给的电流旁路通过沟槽280，然后流至第二电极270，所以减小了与第二电极270相邻的一侧的电流集中，从而实现了电流的均匀流动。电流的这种均匀流动可以提高IQE，并且可以防止局部加热发光器件200，从而提高发光器件200的可靠性。图3是示出根据另一实施方案的发光器件300的截面图。发光器件300可以包括衬底310和设置在衬底310上的第一导电型半导体层320、有源层330、电子阻挡层340以及第二导电型半导体层350。衬底310、第一导电型半导体层320、有源层330、电子阻挡层340以及第二导电型半导体层350与图2所示的衬底210、第一导电型半导体层220、有源层230、电子阻挡层240以及第二导电型半导体层250在构造上是相同的，所以，将省略其具体描述。第二导电型半导体层350上设置有第一电极360。同时，通过台面蚀刻部分移除第二导电型半导体层350、电子阻挡层340、有源层330以及第一导电型半导体层320，以暴露出第一导电型半导体层320的一部分。在第一导电型半导体层320的暴露出的部分上，即第一导电型半导体层320的未形成源层330的部分上设置有第二电极370。发光器件300可以经由导线55电连接至封装件本体50上的引线框51和引线框52。在本实施方案中，第一导电型半导体层320由n型半导体形成，第二导电型半导体层350由p型半导体形成。或者，第一导电型半导体层320可以由p型半导体形成，第二导电型半导体层350可以由n型半导体形成。
在第二导电型半导体层350、有源层330或第一导电型半导体层320的一部分处形成有沟槽，使得沟槽设置在第一电极360下。例如，如图3所示，可以沿水平方向移除第一导电型半导体层320的与第二电极370相邻的一部分，以在第一导电型半导体层320中形成沟槽380。沟槽380的高度h、宽度w和厚度tl，沟槽380的高度h与第一导电型半导体层320的总厚度Tl之间的关系，沟槽380的宽度w与第二导电型半导体层350的宽度W之间的关系，以及沟槽380的厚度tl与第一导电型半导体层320的总厚度Tl之间的关系与图2所示的沟槽280中的那些相同，所以将省略其详细描述。而且，图3所示的沟槽380的厚度大于第二电极370的厚度；但是，本实施方案不限于此。即，沟槽380的厚度可以等于或者小于第二电极370的厚度。由于沟槽380与第二电极370相邻，所以通过第一电极360供给的电流如箭头所示旁路通过沟槽380。因此，减小了与第二电极370相邻的一侧上的通过第一电极360供给的电流的浓度，从而实现了电流的均匀流动。因此，提高了发光器件300的IQE，并且防止了局部加热发光器件300，从而提高了发光器件300的可靠性。图4是示出根据另一实施方案的发光器件400的截面图。发光器件400可以包括衬底410和设置在衬底410上的第一导电型半导体层420、有源层430、电子阻挡层440以及第二导电型半导体层450。衬底410 可以由如蓝宝石(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP, Ga2O3 或者 GaAs 形成。在衬底410上可以设置有反射层411。反射层411可以防止从有源层430发出光的被吸收到衬底410中，从而可以提高发光器件的发光效率。反射层411可以是反射具有特定波长带的光的分布式布拉格反射(DBR)层。包括由具有不同折射率的两种材料形成的交替堆叠的层的DBR层可以透射具有第一波长带的光并且反射具有第二波长带的光。而且，反射层411可以由光敏阻焊剂(photo solderresist, PSR)尤其是白色光敏阻焊剂(白色PSR)形成。第一导电型半导体层420设置在反射层411上。第一导电型半导体层420可以由具有组成式InxAlyGamN(0彡x彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡I)的半导体材料如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN或InAlGaN形成，并且可以掺杂有n型掺杂剂如Si、Ge、Sn、Se或Te。例如，第一导电型半导体层420可以由掺杂有n型掺杂剂的GaN层或AlGaN层形成。有源层430设置在第一导电型半导体层420的一部分上。有源层430可以由具有组成式如InxAlyGa1IyN (0x+y ( I)的半导体材料形成，并且可以具有选自量子线结构、量子点结构、单量子阱结构以及多量子阱(MQW)结构中的至少一种。例如，有源层430可以由具有多量子阱结构的InGaN/GaN层形成。如果有源层430构造为具有量子阱结构，则有源层430可以具有包括具有组成式InxAlyGa1IyN (0x+y彡I)的讲层和具有组成式InaAlbGa1^bN(0彡a彡1，0彡b彡1，0彡a+b ( I)的势垒层的单量子阱层结构或多量子阱层结构。阱层可以由能带隙小于势垒层的能带隙的材料形成。由能带隙大于第二导电型半导体层450的能带隙的半导体形成的电子阻挡层(EBL) 440可以设置在有源层430上。在本实施方案中，电子阻挡层440可以由AlGaN形成。或者，可以省略电子阻挡层440。第二导电型半导体层450设置在电子阻挡层440上。第二导电型半导体层450可以由具有组成式InxAlyGa1IyN(0彡x彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡I)的半导体材料如GaN、AIN、AlGaN, InGaN, InN或InAlGaN形成，并且可以掺杂有p型掺杂剂如Mg、Zn、Ca、Sr或Ba。例如,第二导电型半导体层450可以由掺杂有p型掺杂剂的GaN层形成。第二导电型半导体层450上设置有第一电极460。同时，通过台面蚀刻部分移除第二导电型半导体层450、电子阻挡层440、有源层430以及第一导电型半导体层420，以暴露出第一导电型半导体层420的一部分。在第一导电型半导体层420的暴露出的部分上，即第一导电型半导体层420的未形成源层430的部分上设置有第二电极470。可以间隔开地移除第二导电型半导体层450、电子阻挡层440以及有源层430，以形成多个第二电极470。对应地，形成多个第一电极460。第二导电型半导体层450、有源层430或者第一导电型半导体层420的一部分处形成有沟槽，使得沟槽设置在第一电极460下。例如，如图4所示，可以沿着水平方向移除第一导电型半导体层420的与第二电极470相邻的一部分，以在第一导电型半导体层420中形成沟槽480。在图2或者图3中，沟槽280或者沟槽380可以形成为与其上形成有第二电极270或者第二电极370的第一导电型半导体层220或者第一导电型半导体层320的上表面292处于同一水平，使得沟槽280或者沟槽380与第二电极270或第二电极370相邻设置。但是，如图4所示，沟槽480可以形成为与第一导电型半导体层420的其上形成有 第二电极470的上表面292处于不同的水平，使得沟槽480和第二电极470相邻设置。除此以外，沟槽480与图2所示的沟槽280在结构上是相同的。S卩，沟槽480的高度h、宽度w和厚度tl，沟槽480的高度h与第一导电型半导体层420的总厚度Tl之间的关系，沟槽480的宽度w与第二导电型半导体层450的宽度W之间的关系，以及沟槽480的厚度tl与第一导电型半导体层420的总厚度Tl之间的关系与图2所示的沟槽280中的那些相同，所以将省略其详细描述。在本实施方案中，在一个发光器件400中形成有多个第一电极460和多个第二电极470,使得第一电极460和第二电极470交替地设置。从而，各自均具有第一电极460和第二电极470的多个单元发光器件彼此连接以构成发光器件400。在每个单元发光器件中，第二电极470定位在第一导电型半导体层420的相对侧。从而，沟槽480可以设置在第一导电型半导体层420的相对侧。发光器件400可以通过倒装芯片接合以其中将发光器件400翻转的状态电连接至封装件本体50上的引线框51和引线框52。在本实施方案中，第一导电型半导体层420由n型半导体形成，第二导电型半导体层450由p型半导体形成。或者，第一导电型半导体层420可以由p型半导体形成，第二导电型半导体层450可以由n型半导体形成。在根据本实施方案的发光器件和发光器件封装件中，实现了电流的均匀分布。从而，提高了发光器件和发光器件封装件的发光效率，并且防止了局部加热发光器件和发光器件封装件，从而提高了发光器件和发光器件封装件的可靠性。 而且，在发光器件300经由导线55电连接至封装件本体50上的引线框51和引线框52时，如图3所示，发光器件300的第一电极360可以具有如下各种形状。图5是示出根据另一实施方案的发光器件500的截面图。图5所示的衬底510、第一导电型半导体层520、有源层530、电子阻挡层540、第二导电型半导体层550、第二电极570以及沟槽580与图3所示的衬底310、第一导电型半导体层320、有源层330、电子阻挡层340、第二导电型半导体层350、第二电极370以及沟槽380在构造上是相同的，从而，将省略其详细描述。与图3所示的发光器件300不同，图5所示的发光器件500还可以包括透光导电层590。在这种情况下，透光导电层590设置在第二导电型半导体层550上，并且在透光导电层590上设置有第一电极560。图6是不出根据另一实施方案的发光器件600的截面图。图6所示的衬底610、第一导电型半导体层620、有源层630、电子阻挡层640、第二导电型半导体层650、第二电极670以及沟槽680与图3所示的衬底310、第一导电型半导体层320、有源层330、电子阻挡层340、第二导电型半导体层350、第二电极370以及沟槽380在构造上是相同的，从而，将省略其详细描述。图5所不的透光导电层590设置在第二导电型半导体层550的整个表面上,而图6所不的透光导电层690可以设置为暴露出第二导电型半导体层650的上表面的一部分。在这种情况下，在第二导电型半导体层650的暴露出的部分上和透光导电层690的上表面上设置有第一电极660。图5所不的透光导电层590和图6所不的透光导电层690可以由选自铟锡氧化物(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)、锑锡氧化物(ATO)以及镓锌氧化物(GZO)中的至少一种形成。在图5和图6中，透光导电层590和透光导电层690的厚度T4可以为20nm到200nmo图7是示出根据另一实施方案的发光器件700的截面图。图7所示的衬底710、第一导电型半导体层720、有源层730、电子阻挡层740、第二导电型半导体层750、第二电极770以及沟槽780与图3所示的衬底310、第一导电型半导体层320、有源层330、电子阻挡层340、第二导电型半导体层350、第二电极370以及沟槽380在构造上是相同的，从而，将省略其详细描述。图7所示的发光器件700还可以包括部分设置在第一电极760与第二导电型半导体层750之间以及透光导电层790与第二导电型半导体层750之间的绝缘层792。除此之夕卜，图7所示的发光器件700与图6所示的发光器件600是相同的。例如，绝缘层792可以由Si02、Si0x、Si0xNy、Si3N4或Al2O3形成。而且，绝缘层792的厚度T5可以为IOnm到500nm ；但是，绝缘层792的厚度不限于此。图8是示出根据另一实施方案的发光器件800的截面图。与图7所示的发光器件700不同，图8所示的发光器件800还可以包括钝化层894，并且衬底810可以是在其上表面处形成有突起812的图案化的蓝宝石衬底(PSS)。例如，衬底810可以由选自蓝宝石(Al2O3)、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP以及Ge中的至少一种形成；但是，用于衬底810的材料不限于此。 如果如上所述在衬底810的上表面处形成有突起，则从有源层830发出的光可以以散射的方式被有效地反射并且朝着发光面前进。从而，可以提高光提取效率(LEE)。除此之外，图8所示的发光器件800与图7所示的发光器件700是相同的。图8所不的钝化层894覆盖选自第一导电型半导体层820、有源层830、第二导电型半导体层850、透光导电层890、第一电极860以及第二电极870中的至少之一。例如钝化层894覆盖第一导电型半导体层820、有源层830、电子阻挡层840、第二导电型半导体层850以及透光导电层890的侧面。而且，钝化层894部分覆盖第一电极860和第二电极870的侧面和上表面以及透光导电层890的上部。钝化层894用于防止电流从发光器件800泄露以及保护芯片免受粒子影响。在图I至图8所示的发光器件100至800中，第一导电型半导体层120、220、320、420、520、620、720 或820 的厚度Tl 可以为 I U m至Ij 3 y m，有源层 130、230、330、430、530、630、730或830的厚度T2可以为IOnm到lOOnm，第二导电型半导体层150、250、350、450、550、650、750或850的厚度T3可以为50nm到300nm。而且，在图I至图8所示的发光器件100至800中，第一电极160、260、360、460、560,660,760或860可以由具有欧姆和反射功能的材料形成。而且，在图2至图8所示的发光器件200至800中，沟槽280、380、480、580、680、780或880形成在第一导电型半导体层220、320、420、520、620、720或820中。但是，这些实施方案不限于此。S卩，沟槽可以形成在第二导电型半导体层250、350、450、550、650、750或850、有源层230、330、430、530、630、730或830或者第一导电型半导体层220、320、420、520、620、720或820的一部分处，使得沟槽设置在第一电极260、360、460、560、660、760或860 下。沟槽 280、380、480、580、680、780 或 880 可以形成为与第二电极 270、370、470、570、670、770 或 870 相邻。例如，沟槽280、380、480、580、680、780 或 880 可以形成在有源层 230、330、430、530,630,730或830、电子阻挡层240、340、440、540、640、740或840或者第二导电型半导体层250、350、450、550、650、750或850中，而不形成在第一导电型半导体层220、320、420、520、620、720或820中。或者，沟槽280、380、480、580、680、780或880可以形成在第一导电型半导体层 220、320、420、520、620、720 或 820 与有源层 230、330、430、530、630、730 或 830之间的界面处。或者，沟槽280、380、480、580、680、780或880可以形成在有源层230、330、430、530、630、730或830与电子阻挡层240、340、440、540、640、740或840之间的界面处。或者，沟槽 280、380、480、580、680、780 或 880 可以形成在电子阻挡层 240、340、440、540、640、740或840与第二导电型半导体层250、350、450、550、650、750或850之间的界面处。图9A至图9C是示出根据一个实施方案的沟槽980的形状的截面图。图2至图8中所示的沟槽280、380、480、580、680、780或880具有垂直的内侧面；但是，沟槽的形状不限于此。沟槽280、380、480、580、680、780或880可以具有各种形状。例如，沟槽980的内侧面902可以不是垂直的而如图9A所示是圆的。或者，如图9B所示，沟槽980的内侧面904可以形成为关于拐点为三角形。或者，如图9C所示，沟槽980的表面可以不是平滑的而是在沟槽980的表面处形成有粗糙结构。在沟槽980的表面处形成有粗糖结构时，可以进一步提闻发光效率。
图10是示出根据一个实施方案的发光器件封装件1000的视图。发光器件封装件1000包括封装件本体1010、引线框1012及1014、发光器件1020、反射板1025以及树脂层1040。在封装件本体1010的上表面处形成有腔。腔可以具有倾斜的侧壁。封装件本体可以由显示出高的绝缘性和热导率的衬底如硅基晶片级封装件、硅衬底、碳化硅(SiC)或氮化铝(AlN)形成。封装件本体1010可以包括多个堆叠的衬底。封装件本体1010的材料、结构以及形状不限于此。考虑到发光器件1012的散热或绝缘，引线框1012和1014设置在封装件本体1010上，使得引线框1012和1014彼此电绝缘。发光器件1020电连接至引线框1012和1014。发光器件1020可以是图2所示至图8所示的发光器件200至800中的一种。发光器件1020可以通过倒装芯片接合电连接至在封装件本体1010上的引线框1012和1014。这时，发光器件1020可以经由钎料1021电连接至封装件本体1010上的引线框1012和1014。或者，如图3及图5至图8所示，发光器件1020可以经由引线55电连接至在封装件本体1010上的引线框1012和1014。反射板1025设置在封装件本体1010的腔的侧壁处，以沿着预定方向引导从发光器件1020发出的光。反射板1025由反光材料形成。例如，反射板1025可以是金属涂层或
薄金属片。树脂层1040包围定位在封装件本体1010的腔中的发光器件1020，以保护发光器件1020免受外部环境的影响。树脂层1040可以由无色透明的聚合物树脂材料如环氧树脂或硅树脂形成。树脂层1040可以包含荧光材料以改变从发光器件1020发出的光的波长。在本实施方案中，板上可以设置有多个发光器件封装件。发光器件封装件的光学路径上可以设置有光学构件如导光板、棱镜片或扩散片。在其它实施方案中，可以实现包括根据以上实施方案之一的发光器件和发光器件封装件的显示装置、指示装置以及照明系统。例如，照明系统可以包括灯和街灯。图11是示出根据一个实施方案的具有发光模块的照明系统的视图。该照明系统可以包括发光模块1120和导光件1130，以调节从发光模块1120发出的光的方向角。
发光模块1120可以包括设置在印刷电路板(PCB)1121上的至少一个发光器件1122(或至少一个发光器件封装件)。发光器件1122可以是图I至图8所示发光器件100至800中的之一或者是图10所示的发光器件封装件1000。多个发光器件1122可以间隔开地设置在PCB1121上。每个发光器件可以是如发光二极管(LED)。导光件1130聚集从发光模块1120发出的光，使得光通过具有预定方向角的开口发出。导光件1130可以具有形成在其内侧的镜面。发光模块1120和导光件1130可以彼此间隔开预定的距离d。如上所述，照明系统可以用作通过多个发光器件1122发光的照明灯，尤其是用作埋在建筑物的天花板中或墙中使得导光件1130的开口暴露出的埋灯(筒灯)。虽然已经参照大量示意性实施方案描述了实施方案，但是应当理解，本领域技术人员可以在本公开内容的原理的精神和范围内设计出大量其它的修改和实施方案。更具体地，可以在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内对主题组合设置的部件和/或设置 进行各种变化和修改。除了部件和/或设置方面的变化和修改，替选用途对于本领域技术人员来说也是明显的。
权利要求
1.一种发光器件，包括 衬底； 设置在所述衬底上的第一导电型半导体层； 设置在所述第一导电型半导体层的一部分上的有源层； 设置在所述有源层上的第二导电型半导体层； 设置在所述第二导电型半导体层上的第一电极；以及 设置在所述第一导电型半导体层的其它部分上的第二电极， 其中在所述第二导电型半导体层、所述有源层或所述第一导电型半导体层的一部分处形成有沟槽，使得所述沟槽设置在所述第一电极下。
2.根据权利要求I所述的发光器件，其中所述沟槽为沿平行于所述衬底的延伸方向延伸。
3.根据权利要求I所述的发光器件，其中所述沟槽形成为与所述第一导电型半导体层的其上形成有所述第二电极的表面处于同一水平，使得所述沟槽和所述第二电极相邻设置。
4.根据权利要求I所述的发光器件，其中所述沟槽形成为与所述第一导电型半导体层的其上形成有所述第二电极的表面处于不同的水平，使得所述沟槽和所述第二电极相邻设置。
5.根据权利要求I所述的发光器件，其中所述沟槽的厚度大于所述第二电极的厚度。
6.根据权利要求I所述的发光器件，其中所述沟槽的厚度小于所述第二电极的厚度。
7.根据权利要求I所述的发光器件，其中所述沟槽的表面处形成有粗糙结构。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中从所述第一导电型半导体层的与所述衬底相对侧的表面到所述沟槽的高度是所述第一导电型半导体层的总厚度的30%到 80%。
9.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中所述沟槽的宽度等于所述第二导电型半导体层的总宽度的20%到40%。
10.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中所述沟槽的厚度等于所述第一导电型半导体层的总厚度的O. 25%到25%。
11.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中从所述第一导电型半导体层的与所述衬底相对侧的表面到所述沟槽的高度是I μ m到2 μ m。
12.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中所述沟槽的宽度是20μ m到40 μ m0
13.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中所述沟槽的厚度是50Λ到ιοοοοΑ。
14.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，还包括设置在所述衬底与所述第一导电型半导体层之间的反射层。
15.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，还包括设置在所述有源层与所述第二导电型半导体层之间的电子阻挡层。
16.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中从所述衬底到所述第一电极的上表面的距离与从所述衬底到所述第二电极的上表面的距离相等。
17.根据权利要求I至7中任一项所述的发光器件，其中从所述衬底到所述第一电极的上表面的距离与从所述衬底到所述第二电极的上表面的距离不同。
18.—种发光器件,包括 衬底； 设置在所述衬底上的第一导电型半导体层； 设置在所述第一导电型半导体层的一部分上的有源层； 设置在所述有源层上的第二导电型半导体层； 设置在所述第二导电型半导体层上的透光导电层； 设置在所述透光导电层上的第一电极；以及 设置在所述第一导电型半导体层的其它部分上的第二电极； 其中在所述第二导电型半导体层、所述有源层或所述第一导电型半导体层的一部分处形成有沟槽，使得所述沟槽设置在所述第一电极下。
19.根据权利要求I或18所述的发光器件，其中所述沟槽设置为与所述第二电极相邻。
20.根据权利要求18所述的发光器件，其中所述透光导电层设置为暴露出所述第二导电型半导体层的上表面的一部分，并且所述第一电极设置在所述第二导电型半导体层的所述暴露出的部分上和所述透光导电层的上部上。
21.根据权利要求18或20所述的发光器件，其中所述透光导电层由选自铟锡氧化物(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)、锑锡氧化物(ATO)以及镓锌氧化物(GZO)中的至少一种形成。
22.根据权利要求I至7、18和20中任一项所述的发光器件，还包括设置在所述第一电极与所述第二导电型半导体层之间的绝缘层。
23.根据权利要求21所述的发光器件，还包括覆盖选自所述第一导电型半导体层、所述有源层、所述第二导电型半导体层、所述透光导电层、所述第一电极以及所述第二电极中的至少之一的钝化层。
24.一种发光器件封装件，包括 封装件本体； 根据权利要求I所述的发光器件，所述发光器件设置在所述封装件本体上； 设置在所述封装件本体上的引线框，使得所述弓I线框电连接至所述发光器件；以及 包围所述发光器件的树脂层。
25.根据权利要求24所述的发光器件封装件，其中所述发光器件通过倒装芯片接合电连接至所述引线框。
26.根据权利要求24所述的发光器件封装件，其中所述发光器件经由导线电连接至所述引线框。
27.根据权利要求24所述的发光器件封装件，其中所述发光器件经由钎料电连接至所述引线框。
28.根据权利要求24所述的发光器件封装件，其中所述树脂层包含荧光材料。
29.根据权利要求24所述的发光器件封装件，其中所述封装件本体具有腔，并且所述发光器件安装在所述腔中。
30.根据权利要求29所述的发光器件封装件，其中在所述腔的侧壁处设置有反射板。
31.一种照明系统，包括根据权利要求24所述的发光器件封装件。
全文摘要
公开了一种发光器件、一种发光器件封装件以及一种照明系统。该发光器件包括衬底、设置在衬底上的第一导电型半导体层、设置第一导电型半导体层的一部分上的有源层、设置在有源层上的第二导电型半导体层、设置第二导电型半导体层上的第一电极以及设置在第一导电型半导体层的其它部分上的第二电极，其中在第二导电型半导体层、有源层或第一导电型半导体层的一部分处形成有沟槽，使得沟槽设置在第一电极下。
文档编号H01L33/20GK102832307SQ20121010346
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月9日 优先权日2011年6月13日
发明者黄盛珉 申请人:Lg伊诺特有限公司