CN103187496B - 发光器件 - Google Patents
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Abstract
公开了一种发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***。该发光器件包括:衬底;第一导电半导体层,位于衬底上;有源层,位于第一导电半导体层上;第二导电半导体层,位于有源层上;以及氮化物半导体层,位于第二导电半导体层上,且折射率小于第二导电半导体层的折射率。根据实施例的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***,能够提高光提取效率。
Description
技术领域
实施例涉及一种发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装、以及照明***。
背景技术
发光器件(LED)包括具有将电能转换成光能的特性的p-n结二极管。p-n结二极管能够通过结合周期表的III-V组元素形成。LED可以通过调节化合物半导体的组分比表现出不同的颜色。
当向LED施加正向电压时,n层电子与p层空穴接合,使得可以产生与导带和价电带之间的能隙对应的能量。所述能量主要实现为热量或光,并且LED将能量作为光来发射。
氮化物半导体表现出优良的热稳定性和宽带隙能量,使得氮化物半导体成了光学器件和高功率电子器件领域关注的焦点。尤其,采用氮化物半导体的蓝色、绿色以及UV发光器件取得了发展,并得到了广泛应用。
在根据现有技术的GaN基发光二级管(LED)中,为了提高发光效率,光效率通过有源层的设计得到了进一步提高,然后进行提高提取效率的工作,使得实现最优化。
根据现有技术,在发光器件芯片的下部使用在衬底上使用图案的图案化蓝宝石衬底(PSS),并且在发光器件芯片的上部使用粗糙化,使得可以提高光提取效率。然而,根据高输出发光器件的要求,光提取效率的提高是必需的。
发明内容
实施例提供一种能够提高光提取效率(light extraction efficiency)的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***。
实施例提供一种能够提高光效率(optical efficiency)的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***。
根据实施例,提供一种发光器件,包括:衬底;第一导电半导体层,位于衬底上;有源层,位于第一导电半导体层上;第二导电半导体层,位于有源层上;以及氮化物半导体层,位于第二导电半导体层上,且折射率小于第二导电半导体层的折射率。
附图说明
图1为示出根据第一实施例的发光器件的剖视图。
图2为示出根据第一实施例的发光器件的局部放大图。
图3为示出根据第二实施例的发光器件的剖视图。
图4为示出根据第三实施例的发光器件的剖视图。
图5至图8为示出根据实施例的发光器件的制造工艺的剖视图。
图9为示出根据实施例的发光器件封装的剖视图。
图10为根据实施例的包括发光器件的照明***的示例的分解透视图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图描述根据实施例的发光器件、发光器件封装以及照明***。
在实施例的描述中,应当理解,当某一层(或膜)称为位于另一层或衬底“上”时,其能够直接位于另一层或衬底上,或者还可以存在中间层。进一步,应当理解,当某一层称为位于另一层“下方”时,其能够直接位于另一层下方,并还可以存在一个或多个中间层。另外,应当理解,当某一层称为位于两个层“之间”时,其能够是位于两个层之间的唯一层,或者还可以存在一个或多个中间层。
(实施例)
图1为示出根据第一实施例的发光器件100的剖视图,图2为示出根据第一实施例的发光器件130的局部放大图。
发光器件100可以包括:衬底105;第一导电半导体层112,位于衬底105上;有源层114,位于第一导电半导体层112上;第二导电半导体层116,位于有源层114上;以及氮化物半导体层130,位于第二导电半导体层116上,折射率小于第二导电半导体层116的折射率。
氮化物半导体层130可以包括AlxGa1-xN(0≤x≤1)。
实施例提供一种能够提高光提取效率的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***。
实施例提供一种能够提高光效率的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***。
为了实现上述目的,在发光二极管(LED)的生长期间原位生长低折射率的材料以提高光提取效率。
例如,氮化物半导体层130的折射率n可以从有源层114到第二导电半导体层116变得逐渐减小。
氮化物半导体层130可以与第二导电半导体层116接触。
实施例可以通过控制包含于氮化物半导体层130中的Al的组分(composition)来控制氮化物半导体层的折射率。例如,包含于氮化物半导体层130中的Al的组分x可以从有源层114到第二导电半导体层116变得逐渐增大。
因此,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得逐渐减小,使得从有源层114发射的光的光提取效率沿向上方向(而非沿横向)增大。
氮化物半导体层130可以包括第一氮化物半导体层131、第二氮化物半导体层132、第三氮化物半导体层133、第四氮化物半导体层134、第五氮化物半导体层135、第六氮化物半导体层136、第七氮化物半导体层137、第八氮化物半导体层138以及第九氮化物半导体层139,第一氮化物半导体层131可以包括GaN,以及第九氮化物半导体层139可以包括AlN,但是实施例不限于此。
因此,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得从大约2.4逐渐减小到大约2.0,但实施例不限于此。
根据实施例,氮化物半导体层130可以包括掺杂有n型掺杂剂的n型氮化物半导体层。例如,氮化物半导体层130可以掺杂有Si,但实施例不限于此。
由于氮化物半导体层130掺杂有n型掺杂剂,即使第二电极152形成在130上而不与第二导电半导体层116接触,也可容易地注入载流子。
氮化物半导体层130可以具有使载流子隧穿(tunneling)的足够的厚度,但实施例不限于此。
实施例还可以包括位于氮化物半导体层130上的折射率小于氮化物半导体层130的折射率的传输欧姆层(transmissive ohmic layer)140。第二电极152可以形成在传输欧姆层140上。
第一传输欧姆层140的水平宽度可以与氮化物半导体层130的水平宽度基本相同,使得可以在氮化物半导体层130实现均匀的电流扩散。同时,第一传输欧姆层140的水平宽度可以小于氮化物半导体层130的水平宽度。
传输欧姆层140可以具有由能够促进载流子注入的金属氧化物构成的单层或多层结构。传输欧姆层140可以包括从由ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、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(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、GZO(氧化镓锌)、IZON(IZO氮化物)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au以及Ni/IrOx/Au/ITO构成的组里选择的至少一个,实施例不限于此。
因此,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得从大约2.4逐渐减小到大约2.0。
由于该折射率在传输欧姆层140中被控制为从大约2.0到大约1.0以上,该折射率沿第二导电半导体层116、氮化物半导体层130以及传输欧姆层140的方向逐渐减小,使得可以沿向上方向L2有效提取从有源层114发射的光。
图3为示出根据第二实施例的发光器件102的剖视图。
第二实施例可以采用第一实施例的技术特征和效果。
根据第二实施例,第二电极152可以穿过氮化物半导体层130与第二导电半导体层116接触。
根据第二实施例,在用于载流子的隧穿的氮化物半导体层130的厚度上没有限制。
根据第二实施例,氮化物半导体层130可以包括掺杂有p型元素的p型氮化物半导体层。例如,在形成第二导电半导体层116之后,可以原位形成包括掺杂有p型元素的P型氮化物半导体层的氮化物半导体层130。
氮化物半导体层130可以包括未掺杂有元素的非掺杂氮化物半导体层。在形成氮化物半导体层130时,可以执行工艺而不掺杂n型或p型导电元素以形成包括非掺杂氮化物半导体层的氮化物半导体层130。
第二实施例还可以包括位于氮化物半导体层130上的折射率小于氮化物半导体层130的折射率的透明绝缘层。
透明绝缘层142可以包括氧化硅或氮化硅,但实施例不限于此。
根据第二实施例,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得从大约2.4逐渐减小到大约2.0,通过将透明绝缘层142的折射率控制为从大约2.0到大约1.0以上,上述折射率沿第二导电半导体层116、氮化物半导体层130以及透明绝缘层142的方向变得逐渐减小,使得可以沿向上方向(而非沿横向)更加有效地提取从有源层114发射的光。
图4为示出根据第三实施例的发光器件103的剖视图。
第三实施例可以采用第一实施例和第二实施例的技术特征和效果。
第三实施例还可以包括位于第二导电半导体层116与氮化物半导体层130之间的第二传输欧姆层140b。
第二传输欧姆层140b的折射率在第二导电半导体层116的折射率与氮化物半导体层130的折射率之间,使得可以最大化光提取效率。
形成在第二导电半导体层116上方的第二电极152可以形成在第二传输欧姆层140b上。
将在以下制造方法中示出未在图1至图4中描述的附图标记。
根据实施例,通过控制Al的含量(%)可以提高光的扩散,并易于将实施例应用于产品。
根据实施例的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***,能够提高光提取效率。另外,根据实施例,能够提高光效率。
在下文中,将参考图5至图8描述发光器件的制造方法。
首先,可以制备图5所示的衬底105。衬底105可以包括导电衬底或绝缘衬底。例如,衬底105可以包括Al2O3、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP、Ge以及Ga2O3中的至少一个。凹凸结构能够形成在衬底105上,但实施例不限于此。衬底105可受到湿式清洗以从衬底105的表面去除杂质。
光提取结构(例如,PSS(未示出))可以形成在衬底105上,但实施例不限于此。
然后,包括第一导电半导体层112、有源层114以及第二导电半导体层116的发光结构110可以形成在衬底105上。
缓冲层(未示出)可以形成在衬底105上。缓冲层可以减弱发光结构110与衬底105之间的晶格失配。缓冲层可以包括III-V族化合物半导体。例如,缓冲层可以包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN以及AlInN中的至少一个。
非掺杂半导体层(未示出)可以形成在缓冲层上,但实施例不限于此。
第一导电半导体层112可以形成在衬底105或该半导体层上。
第一导电半导体层112可以包括掺杂有第一导电掺杂剂的III-V族化合物半导体。如果第一导电半导体层112是N型半导体层,则第一导电掺杂剂是N型掺杂剂(例如Si、Ge、Sn、Se或Te),但实施例不限于此。
第一导电半导体层112可以包括具有组分公式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料。
第一导电半导体层112可以包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP以及InP中的至少一个。
第一导电半导体层112可以包括通过CVD(化学气相沉积)、MBE(分子束外延)、溅射或HVPE(氢化物气相外延)形成的N型GaN层。另外,第一导电半导体层112可以通过将包括n型杂质(例如,硅)的三甲基镓(TMGa)气体、氨(NH3)气体、氮(N2)气体以及硅烷(SiH4)气体注入到腔室中形成。
接下来,电流扩散层122可以形成在第一导电半导体层112上。电流扩散层122可以是非掺杂GaN层,但实施例不限于此。
之后,根据实施例,电子注入层124可以形成在电流扩散层122上。电子注入层124可以是第一导电GaN层。通过以6.0x1018atoms/cm3~8.0x1018atoms/cm3浓度的N型掺杂元素掺杂电子注入层124,电子可以被有效注入到电子注入层124中。
根据实施例,应变控制层(未示出)可以形成在电子注入层124上。例如,包括InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)/GaN的应变控制层可以形成在电子注入层124上。
应变控制层可以有效减弱由第一导电半导体层112与有源层114之间的晶格失配造成的应力。
由于该应变控制层在具有第一Inx1GaN和第二Inx2GaN的组分公式的至少6个周期反复叠置,因而更多电子聚集在有源层114的低能级,使得增大了电子与空穴的复合(recombination)概率,从而提高了发光效率。
之后,有源层114可以形成在第一导电半导体层112上。
有源层114可以包括单量子阱结构、多量子阱(MQW)结构、量子线结构以及量子点结构中的至少一个。例如,通过注入TMGa气体、NH3气体、N2气体以及三甲基铟(TMIn)气体,有源层114能够形成有MQW结构,但实施例不限于此。
有源层114可以具有包括InGaN/GaN、InGaN/InGaN、AlGaN/GaN、InAlGaN/GaN、GaAs/AlGaAs(InGaAs)以及GaP/AlGaP(InGaP)中的至少一个的阱层/阻挡层,但实施例不限于此。阱层可以包括带隙能低于阻挡层的材料。
根据实施例,为了有源层的电子阻挡和MQW包覆(cladding)的目的,电子阻挡层126可以形成在有源层114上,使得可以提高发光效率。例如,电子阻挡层126可以包括能带隙高于有源层114的AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)基半导体。电子阻挡层126可以具有处于大约至大约范围的厚度,但实施例不限于此。
电子阻挡层126可以具有AlzGa(1-z)N/GaN(0≤z≤1)超晶格,但实施例不限于此。
p型离子可以被注入到电子阻挡层126中以有效阻挡溢出电子,并增大空穴的注入效率。大约10180/cm3至大约1020/cm3范围浓度的Mg离子被注入到电子阻挡层126中,以有效阻挡溢出电子,并增大空穴的注入效率。
接下来,第二导电半导体层116可以形成在电子阻挡层126上。
第二导电半导体层116可以包括掺杂有第二导电掺杂剂的III-V族化合物半导体。例如,第二导电半导体层116可以包括具有组分公式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半导体材料。详细地,第二导电半导体层116可以包括从由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP以及AlGaInP构成的组里选择的一个。如果第二导电半导体层116是P型半导体层,则第二导电掺杂剂包括P型掺杂剂(例如,Mg、Zn、Ca、Sr或Ba)。第二导电半导体层116能够被制备为单层或多层,但实施例不限于此。
第二导电半导体层116可以包括p型GaN层,该p型GaN层能够通过将包括p型杂质(例如,Mg)的TMGa气体、NH3气体、N2气体以及(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}气体注入到腔室中形成,但实施例不限于此。
根据实施例,第一导电半导体层112可以包括N型半导体层,第二导电半导体层116可以包括P型半导体层,但实施例不限于此。另外,半导体层,例如,极性与第二导电半导体层116相反的N型半导体层(未示出)能够形成在第二导电半导体层116上。这样,发光结构110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结结构中的一个。
之后,如图6所示,折射率小于第二导电半导体层116的氮化物半导体层130形成在第二导电半导体层116上。氮化物半导体层130可以包括AlxGa1-xN(0≤x≤1)。
通过在发光二极管(LED)的生长期间原位生长低折射率的材料可以提高光提取效率。例如,氮化物半导体层130的折射率n可以从有源层114到第二导电半导体层116变得逐渐减小。
实施例可以通过控制包含于氮化物半导体层130中的Al的组分来控制氮化物半导体层的折射率。例如,包含于氮化物半导体层130中的Al的组分x可以从有源层114到第二导电半导体层116变得逐渐增大。
因此,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得逐渐减小,使得从有源层114发射的光可以沿向上方向(而非沿横向)增大光提取效率。
例如,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得从大约2.4逐渐减小到大约2.0,但实施例不限于此。
根据实施例,氮化物半导体层130可以包括掺杂有N型掺杂剂的N型氮化物半导体层。例如,氮化物半导体层130可以掺杂有Si,但实施例不限于此。
由于氮化物半导体层130掺杂有N型掺杂剂,即使第二电极152形成在氮化物半导体层130上而不与第二导电半导体层116接触,也可容易地注入载流子。
氮化物半导体层130可以具有使载流子隧穿的足够的厚度,但实施例不限于此。
如图1所示,第一实施例还可以包括位于氮化物半导体层130上的折射率小于氮化物半导体层130的折射率的传输欧姆层140。第二电极152可以形成在传输欧姆层140上。传输欧姆层140可以具有由能够促进载流子注入的金属氧化物构成的单层或多层结构。传输欧姆层140可以包括从由ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、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(氧化铝锌)、ATO(氧化锑锡)、GZO(氧化镓锌)、IZON(IZO氮化物)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au以及Ni/IrOx/Au/ITO构成的组里选择的至少一个,但实施例不限于此。
因此,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得从大约2.4逐渐减小到大约2.0。由于折射率在传输欧姆层140中被控制为从大约2.0到大约1.0以上,因而该折射率沿第二导电半导体层116、氮化物半导体层130以及传输欧姆层140的方向逐渐减小,使得可以沿向上方向L2有效提取从有源层114发射的光。
如图6所示,第二实施例还可以包括位于氮化物半导体层上的折射率小于氮化物半导体层130的折射率的透明绝缘层142。透明绝缘层142可以包括氧化硅或氮化硅,但实施例不限于此。
根据第二实施例,氮化物半导体层130的折射率n从有源层114到第二导电半导体层116可以变得从大约2.4逐渐减小到大约2.0。由于折射率在传输欧姆层140中被控制为从大约2.0到大约1.0以上,因而该折射率沿第二导电半导体层116、氮化物半导体层130以及传输欧姆层140的方向逐渐减小,使得可以沿向上方向L2有效提取从有源层114发射的光。
根据第二实施例,第二电极152可以穿过氮化物半导体层130与第二导电半导体层116接触。根据第二实施例,在用于载流子的隧穿的氮化物半导体层130的厚度上没有限制。
如图4所示,第三实施例还可以包括位于第二导电半导体层116与氮化物半导体层130之间的传输欧姆层140b。
第二传输欧姆层140b具有的折射率在第二导电半导体层116的折射率与氮化物半导体层130的折射率之间,使得可以最大化光提取效率。
根据实施例,通过控制Al的含量(%)可以提高光的扩散,并易于将实施例应用于产品。
为此目的,如图7所示,根据实施例,通过部分去除透明绝缘层142和氮化物半导体层130,可以暴露第二导电半导体层116。
通过部分去除透明绝缘层142、氮化物半导体层130、第二导电半导体层、电子阻挡层、应变控制层、电子注入层124以及电流扩散层122,可以暴露第一导电半导体层112。
之后,如图8所示,第二电极152和第一电极151可以分别形成在暴露的第二导电半导体层116和暴露的第一导电半导体层112上。
根据实施例的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***,能够提高光提取效率。
另外,根据实施例,能够提高光效率。
图9为示出根据实施例的发光器件封装200的剖视图。
根据实施例的发光器件封装200包括:封装体205;第三电极层213和第四电极层214,形成在封装体205上;发光器件100,设置在封装体205上并电连接至第三电极层213和第四电极层214;以及模塑元件230,包围发光器件100。
封装体205可以包括硅、合成树脂或金属材料。倾斜表面可以形成在发光器件100周围。
第三电极层213和第四电极层214可以彼此电气隔离,以给发光器件100供电。另外,第三电极层213和第四电极层214反射从发光器件100发射的光,以提高光效率,并将从发光器件100产生的热量消散到外部。
能够采用图1、图3或图4所示的横向式(lateral type)发光器件作为发光器件100,但实施例不限于此。
发光器件100可以被安装在封装体205或第三电极层213和第四电极层214上。
发光器件100通过引线接合方案、倒装芯片焊接方案以及芯片接合(die bonding)方案中的至少一个电连接至第三电极层213和/或第四电极层214。根据实施例,发光器件100通过引线电连接至第三电极层213,并通过芯片接合方案电连接至第四电极层214,但实施例不限于此。
模塑元件230包围发光器件100,以保护发光器件100。另外,模塑元件230可以包括荧光体(phosphor),以改变从发光器件100发射的光的波长。
根据实施例的多个发光器件封装可以排列在衬底上,包括导光板、棱镜片、扩散片或荧光片(fluorescent sheet)的光学元件可以被设置在从发光器件封装发射的光的光程上。发光器件封装、衬底以及光学元件可以用作背光单元或照明单元。例如,照明***可以包括背光单元、照明单元、指示器、灯或路灯。
图10为根据实施例的包括发光器件的照明***的示例的分解透视图。
如图10所示,根据实施例的照明***可以包括罩2100、光源模块2200、散热器(radiator)2400、供电部件2600、内壳2700以及接套2800。根据实施例的照明***还可以包括元件2300和支架2500的至少一个。光源模块2200可以包括根据实施例的发光器件100或发光器件模块200。
例如,罩2100可以具有灯泡形状、半球形状、部分开口空心形状。罩2100可以与光源模块2200光学耦合。例如,罩2100可以扩散、散射或激发从光源模块提供的光。罩2100可以是一种光学元件。罩2100可以与散热器2400耦合。罩2100可以包括与散热器2400耦合的耦合部件。
罩2100可以包括涂布有乳白色涂料的内表面。乳白色涂料可以包括用来扩散光的扩散材料。罩2100可以具有表面粗糙度大于其外表面的内表面。设置表面粗糙度是为了充分散射和扩散来自光源模块2200的光。
例如,罩2100的材料可以包括玻璃、塑料、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)以及聚碳酸酯(PC)。在上述材料中,聚碳酸酯(PC)具有优良的耐光性、耐热性以及强度。罩2100可以是透明的,使得用户可以从外部看到光源模块2200,或者也可以是不透明的。罩2100可以通过吹塑方案形成。
光源模块2200可以被布置在散热器2400的一个表面。因此,来自光源模块2200的热量被传递到散热器2400。光源模块2200可以包括光源2210、连接板2230以及连接器2250。
元件2300被布置在散热器2400的顶表面,并包括其中***有多个光源2210和连接器2250的导槽2310。导槽2310与光源2210的衬底和连接器2250对应。
元件2300的表面可以涂布有反光材料。例如,元件2300的表面可以涂布有白色涂料。元件2300将由罩2100的内表面反射的并返回到光源模块2200的方向的光再次反射到罩2100的方向。因此,可以提高根据实施例的照明***的照明效率。
例如,元件2300可以包括绝缘材料。光源模块2200的连接板2230可以包括导电材料。因此,散热器2400可以电连接至连接板2230。元件2300可以由绝缘材料配置成,从而防止连接板2230与散热器2400电短路。散热器2400从光源模块2200和供电部件2600接收热量并放热。
支架2500覆盖内壳2700的绝缘部件2710的容纳槽2719。因此,容纳在内壳2700的绝缘部件2710中的供电部件2600被封闭。支架2500包括引导突起2510。引导突起2510具有穿过供电部件2600的突起的孔。
供电部件2600处理或转换从外部接收的电信号,并将处理或转换的电信号提供到光源模块2200。供电部件2600容纳在内壳2700的容纳槽中,并通过支架2500封闭在内壳2700内。
供电部件2600可以包括突起2610、引导部件2630、基座2650以及延伸部件2670。
引导部件2630具有从基座2650的一侧向外部突起的形状。引导部件2630可以被***到支架2500中。多个组件可以被布置在基座2650的一个表面上方。例如,这些组件可以包括:直流(DC)转换器,将从外部电源提供的交流(AC)电转换成直流电;驱动芯片,控制光源模块2200的驱动;以及静电放电(ESD)保护器件,保护光源模块2200,但实施例不限于此。
延伸部件2670具有从基座2650的相反侧向外部突起的形状。延伸部件2670被***到内壳2700的连接部件2750的内部,并从外部接收电信号。例如,延伸部件2670的宽度可以小于或等于内壳2700的连接部件2750的宽度。“+电线”和“-电线”的第一端子电连接至延伸部件2670,“+电线”和“-电线”的第二端子可以电连接至接套2800。
内壳2700可以包括位于其中的塑型部件连同供电部件2600。通过使塑化液硬化制备该塑型部件,并且供电部件2600可以通过塑型部件被固定在内壳2700内。
根据实施例的发光器件、发光器件的制造方法、发光器件封装以及照明***,能够增大光提取效率。
另外,根据实施例,能够增大光效率。
本说明书中任何提及的“一个实施例”,“一实施例”,“示例性实施例”等等是指结合这些实施例所描述的具体的特征、结构或特性都包括在本发明的至少一个实施例中。本说明书中多处出现的这些语句并不必然全部涉及相同的实施例。此外,当结合任一实施例来描述具体的特征、结构或特性时,应当认为其落入到本领域技术人员结合其他实施例来实施该特征、结构或特性的范围内。
虽然已经参照其中的多个阐释性实施例来对实施例进行描述,但是应该理解的是,在发明的精神或范围中,本领域普通技术人员可以设计出多种改进和实施例。更具体而言,在本说明书、附图以及权利要求的范围内,可以在组成部件和/或组合排列布局上进行多种改进和变型。除了组成部件和/或布局上的多种改进和变型以外,对于本领域的技术人员,选择性的使用也是显而易见的。
Claims (21)
1.一种发光器件,包括:
衬底;
第一导电半导体层,位于所述衬底上;
有源层,位于所述第一导电半导体层上;
第二导电半导体层,位于所述有源层上;以及
氮化物半导体层,位于所述第二导电半导体层的顶面上,且所述氮化物半导体层的折射率小于所述第二导电半导体层的折射率,
其中所述氮化物半导体层包括n型氮化物半导体层,并且
其中所述氮化物半导体层的折射率随着所述氮化物半导体层远离所述第二导电半导体层变得逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的发光器件,其中,所述氮化物半导体层包括AlxGa1-xN层,0≤x≤1。
3.根据权利要求2所述的发光器件,其中,所述氮化物半导体层中的Al的组分随着所述氮化物半导体层远离所述第二导电半导体层变得逐渐增大。
4.根据权利要求1至3的任何一个所述的发光器件,其中所述n型氮化物半导体层具有用于使得能够隧穿的足够的厚度。
5.根据权利要求1至3的任何一个所述的发光器件,其中,所述氮化物半导体层与所述第二导电半导体层接触。
6.根据权利要求1至3的任何一个所述的发光器件,还包括位于所述氮化物半导体层上的第一传输欧姆层。
7.根据权利要求6所述的发光器件,其中,所述第一传输欧姆层具有的折射率小于所述氮化物半导体层的折射率。
8.根据权利要求7所述的发光器件,还包括位于所述第一传输欧姆层上的第二电极。
9.根据权利要求7所述的发光器件,其中,所述传输欧姆层的水平宽度等于或小于所述氮化物半导体层的水平宽度。
10.根据权利要求1至3的任何一个所述的发光器件,还包括位于所述氮化物半导体层上的折射率小于所述氮化物半导体层的折射率的透明绝缘层。
11.根据权利要求10所述的发光器件,还包括位于所述第二导电半导体层上的第二电极,
其中所述第二电极穿过所述氮化物半导体层与所述第二导电半导体层接触。
12.根据权利要求1至3的任何一个所述的发光器件,还包括位于所述第二导电半导体层与所述氮化物半导体层之间的第二传输欧姆层。
13.根据权利要求12所述的发光器件,其中,所述第二传输欧姆层具有的折射率在所述第二导电半导体层的折射率与所述氮化物半导体层的折射率之间。
14.根据权利要求13所述的发光器件,还包括位于所述第二导电半导体层上的第二电极,
其中所述第二电极形成在所述第二传输欧姆层上。
15.根据权利要求14所述的发光器件,其中,所述第二电极穿过所述氮化物半导体层与所述第二传输欧姆层接触。
16.根据权利要求2所述的发光器件,其中,所述氮化物半导体层的折射率沿着从所述有源层到所述第二导电半导体层的方向从2.4逐渐减小到2.0。
17.根据权利要求2所述的发光器件,其中,所述氮化物半导体层包括第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第三氮化物半导体层、第四氮化物半导体层、第五氮化物半导体层、第六氮化物半导体层、第七氮化物半导体层、第八氮化物半导体层以及第九氮化物半导体层,所述第一氮化物半导体层包括GaN,并且所述第九氮化物半导体层包括AlN。
18.根据权利要求6所述的发光器件,其中,所述第一传输欧姆层的折射率被控制为从2.0至1.0。
19.根据权利要求10所述的发光器件,其中,所述透明绝缘层包括氧化硅或氮化硅。
20.根据权利要求5所述的发光器件,其中所述氮化物半导体层的最下表面与所述第二导电半导体层的最上表面接触。
21.根据权利要求18所述的发光器件,其中所述第一传输欧姆层的折射率小于所述氮化物半导体层的最小折射率。
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---|---|---|---|---|
TWI758603B (zh) * | 2014-07-03 | 2022-03-21 | 晶元光電股份有限公司 | 光電元件及其製造方法 |
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TWI759602B (zh) * | 2019-05-24 | 2022-04-01 | 晶元光電股份有限公司 | 半導體元件 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1933201A (zh) * | 1998-03-12 | 2007-03-21 | 日亚化学工业株式会社 | 氮化物半导体元件 |
CN101840983A (zh) * | 2009-03-16 | 2010-09-22 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件、发光器件封装及包括发光器件封装的照明*** |
CN102110753A (zh) * | 2009-12-28 | 2011-06-29 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件、发光器件封装以及照明*** |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09116192A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-05-02 | Toshiba Corp | 発光ダイオード |
EP2273572B1 (en) * | 1998-03-12 | 2015-04-29 | Nichia Corporation | A nitride semiconductor device |
JP4356555B2 (ja) * | 1998-03-12 | 2009-11-04 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
JP3804335B2 (ja) * | 1998-11-26 | 2006-08-02 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ |
WO2002084829A1 (en) * | 2001-04-11 | 2002-10-24 | Cielo Communications, Inc. | Long wavelength vertical cavity surface emitting laser |
TW493287B (en) * | 2001-05-30 | 2002-07-01 | Epistar Corp | Light emitting diode structure with non-conductive substrate |
US7692182B2 (en) * | 2001-05-30 | 2010-04-06 | Cree, Inc. | Group III nitride based quantum well light emitting device structures with an indium containing capping structure |
JP2003168822A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 発光素子及びその製造方法 |
JP4254373B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2009-04-15 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体素子 |
US7751455B2 (en) * | 2004-12-14 | 2010-07-06 | Palo Alto Research Center Incorporated | Blue and green laser diodes with gallium nitride or indium gallium nitride cladding laser structure |
JP2007096116A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光素子 |
JP2007134388A (ja) * | 2005-11-08 | 2007-05-31 | Sharp Corp | 窒化物系半導体素子とその製造方法 |
JP2007220973A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Showa Denko Kk | 半導体発光素子及びその製造方法、並びにランプ |
US20070228385A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-04 | General Electric Company | Edge-emitting light emitting diodes and methods of making the same |
TW200812113A (en) * | 2006-05-23 | 2008-03-01 | Alps Electric Co Ltd | Semiconductor light emitting element and method for manufacturing the same |
EP1883141B1 (de) * | 2006-07-27 | 2017-05-24 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH | LD oder LED mit Übergitter-Mantelschicht |
CN101606246B (zh) * | 2006-10-05 | 2012-07-04 | 三菱化学株式会社 | 使用GaN LED芯片的发光器件 |
US20080277682A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-11-13 | The Regents Of The University Of California | Dual surface-roughened n-face high-brightness led |
JP2009038239A (ja) * | 2007-08-02 | 2009-02-19 | Toshiba Corp | 光半導体装置 |
JP5164641B2 (ja) * | 2008-04-02 | 2013-03-21 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 電流狭窄型半導体発光素子の製造方法 |
JP5994420B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-09-21 | 豊田合成株式会社 | Iii族窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
US20140097442A1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-10 | Industrial Technology Research Institute | Nitride semiconductor device |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1933201A (zh) * | 1998-03-12 | 2007-03-21 | 日亚化学工业株式会社 | 氮化物半导体元件 |
CN101840983A (zh) * | 2009-03-16 | 2010-09-22 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件、发光器件封装及包括发光器件封装的照明*** |
CN102110753A (zh) * | 2009-12-28 | 2011-06-29 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件、发光器件封装以及照明*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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