CN105140380A - 发光器件和具有该发光器件的发光设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供发光器件和具有该发光器件的发光设备。可以提供一种发光器件,其包括衬底、发光结构、在第一导电半导体层下的第一电极、在第二导电半导体层下的反射电极层、在反射电极层下的第二电极、以及在第一和第二电极周围的在第一导电半导体层和反射电极层下的支撑构件。可以在第一电极下设置第一连接电极。在支撑构件中设置第一连接电极的至少一部分。可以在第二电极下设置第二连接电极。可以在支撑构件中设置第二连接电极的至少一部分。
Description
本申请是2012年5月4日提交的申请号为201210138022.5,发明名称为“发光器件和具有该发光器件的发光设备”的专利申请的分案申请。
技术领域
实施例可以涉及发光器件和/或发光设备。
背景技术
III-V族氮化物半导体由于其物理和化学特性而被用作诸如发光二极管(LED)或者激光二极管(LD)的发光器件的主要材料。III-V族氮化物半导体可以包括具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1和0≤x+y≤1)的半导体材料。
LED是半导体器件,其通过下述方式来发送/接收信号:即,通过使用化合物半导体的特性将电子信号转换为红外线或者光。LED也可以被用作光源。
使用氮化物半导体材料的LED或者LD可以用于发光器件,以提供光。例如,LED或者LD可以被用作诸如蜂窝电话(或移动终端)的小键盘发光部分、电子招牌和/或照明装置的各种产品的光源。
发明内容
实施例可以提供具有新颖结构的发光器件。
实施例可以提供晶片级封装的发光器件。
实施例可以提供发光器件及其制造方法,其中,该发光器件包括支撑构件,该支撑构件具有在第一和第二电极的***表面上形成的基于陶瓷的添加物。
实施例可以提供具有发光器件的发光设备、发光器件封装和/或照明装置。
一种发光器件可以包括:衬底;发光结构,其包括第一导电半导体层、第二导电半导体层、和在第一导电半导体层和第二导电半导体层之间的有源层;在第一导电半导体层下的第一电极;在第二导电半导体层下的反射电极层;在反射电极层下的第二电极;在第一导电半导体层和反射电极层下布置的支撑构件(在第一和第二电极周围布置支撑构件);在第一电极下的第一连接电极(第一连接电极的至少一部分被布置在支撑构件中);以及,在第二电极下的第二连接电极(第二连接电极的至少一部分被布置在支撑构件中)。
一种发光器件可以包括:发光结构,其包括第一导电半导体层、第二导电半导体层、和在第一导电半导体层和第二导电半导体层之间的有源层;在第一导电半导体层下的第一电极;在第二导电半导体层下的反射电极层;在反射电极层下的第二电极,所述反射电极层的一部分设置在所述第二电极和所述第二导电半导体层之间;在第一导电半导体层和反射电极层下布置的支撑构件(在第一和第二电极周围布置支撑构件);在第一电极下的第一连接电极(第一连接电极的至少一部分被布置在支撑构件中);以及,在第二电极下的第二连接电极(第二连接电极的至少一部分被布置在支撑构件中)。
一种发光设备可以包括:多个发光器件;以及,模块基板,用于在其上安装发光器件,并且包括第一和第二电极焊盘。每一个发光器件可以包括:发光结构,其包括第一导电半导体层、第二导电半导体层、和在第一导电半导体层和第二导电半导体层之间的有源层;在第一导电半导体层下的第一电极;在第二导电半导体层下的反射电极层;在反射电极层下的第二电极;在第一导电半导体层和反射电极层下布置的支撑构件(在所述第一和第二电极周围布置支撑构件);在第一电极下的第一连接电极(第一连接电极的至少一部分被布置在支撑构件中);以及,在第二电极下的第二连接电极,第二连接电极的至少一部分被布置在支撑构件中。
一种用于制造发光器件的方法可以包括:形成发光结构,发光结构包括在衬底上的第一导电半导体层、有源层、和第二导电半导体层;蚀刻发光结构,使得部分地暴露第一导电半导体层;在发光结构上形成反射电极层;在反射电极层和发光结构上形成绝缘层;在第一导电半导体层上形成第一电极,并且在反射电极层上形成第二电极;在第一电极上形成第一连接电极,并且在第二电极上形成第二连接电极;在绝缘层上形成支撑构件,使得支撑构件具有与第一和第二连接电极的顶表面对应的高度;在已经形成支撑构件后去除衬底;并且,在支撑构件中形成基于陶瓷的热扩散体。
一种用于制造发光器件的方法可以包括:形成发光结构,发光结构包括在衬底上的第一导电半导体层、有源层、和第二导电半导体层;蚀刻发光结构,使得部分地暴露第一导电半导体层;在发光结构上形成反射电极层;在反射电极层和发光结构上形成绝缘层;在第一导电半导体层上形成第一电极,并且在反射电极层上形成第二电极;在第一电极上形成第一连接电极,并且在第二电极上形成第二连接电极;并且,在绝缘层上形成支撑构件,使得支撑构件具有与第一和第二连接电极的顶表面对应的高度,其中,在支撑构件中形成基于陶瓷的热扩散体。
根据实施例,可以改善用于发光器件的倒装工艺。
根据实施例,以晶片级封装发光器件,使得可以省略封装工艺,由此减少制造步骤。
根据实施例,可以改善发光器件的光提取效率。
根据实施例,可以改善发光器件的散热效率。
根据实施例,可以改善具有发光器件(通过倒装方案安装)的发光设备、显示装置和照明装置的可靠性。
附图说明
将参考下面的附图详细描述布置和/或实施例,在附图中,相似的附图标记指示相似的元件,并且在附图中:
图1是根据第一实施例的发光器件的侧截面图;
图2是图1中所示的发光器件的底视图;
图3至9是示出根据第一实施例的发光器件的制造工艺的截面图;
图10是具有在图1中所示的发光器件的发光设备的侧截面图;
图11是根据第二实施例的发光器件的侧截面图;
图12是根据第三实施例的发光器件的侧截面图;
图13和14分别是根据第四实施例的发光器件的侧截面图和底视图;
图15和16分别是根据第五实施例的发光器件的侧截面图和底视图;
图17是根据第六实施例的发光器件的侧截面图;
图18是根据第七实施例的发光器件的侧截面图;
图19是根据第八实施例的发光器件的侧截面图;
图20是根据第九实施例的发光器件的侧截面图;
图21是示出图20的反射电极层和第二电极焊盘的示例的视图;
图22是示出图20的第二电极结合层的示例的视图;
图23是示出图20的第一电极结合层的示例的视图;
图24是示出图20的第二电极结合层的示例的视图;
图25是示出具有图1的发光器件的发光器件封装的视图;
图26根据第十实施例的发光器件的侧截面图;
图27是在图26中所示的发光器件的底视图;
图28至37是示出在图26中所示的发光器件的制造工艺的截面图;
图38是具有在图26中所示的发光器件的发光设备的侧截面图;
图39是根据第十一实施例的发光器件的侧截面图;
图40是根据第十二实施例的发光器件的侧截面图;
图41和42分别是根据第十三实施例的发光器件的侧截面图和底视图;
图43和44分别是根据第十四实施例的发光器件的侧截面图和底视图;
图45是根据第十五实施例的发光器件的侧截面图;
图46是根据第十六实施例的发光器件的侧截面图;
图47是根据第十七实施例的发光器件的侧截面图;
图48是根据第十八实施例的发光器件的侧截面图;
图49是具有图26的发光器件的发光器件封装的截面图;
图50是示出根据实施例的显示装置的分解透视图;
图51是示出根据实施例的显示装置的截面图;以及
图52是示出根据实施例的照明装置的透视图。
具体实施方式
可以理解,当层(或膜)、区域、图案或结构被称为在另一个衬底、另一个层(或膜)、另一个区域、另一个焊盘或另一个图案“上”或“下”时,它可以“直接地”或“间接地”在该另一个衬底、层(或膜)、区域、焊盘、或图案上,并且/或者,也可以存在一个或多个中间层。可以参考附图描述了该层的位置。
为了方便或清楚的目的,可能夸大、省略和/或示意地绘制(在附图中所示的)每层的厚度和大小。另外,元件的大小不完全地反映实际大小。
将参考附图描述实施例。
图1是根据第一实施例的发光器件的侧截面图。图2是图1中所示的发光器件的底视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图1和2,发光器件100可以包括:衬底111、第一半导体层113、第一导电半导体层115、有源层117、第二导电半导体层119、反射电极层131、绝缘层133、第一电极135、第二电极137、第一连接电极141、第二连接电极143、和支撑构件151。
衬底111可以包括透射衬底、绝缘衬底和/或导电衬底。例如,衬底111可以包括Al2O3、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge和/或Ga2O3的至少一种。可以在衬底111的一个横向侧上形成诸如凹凸图案的光提取结构。可以通过蚀刻衬底或在衬底上形成粗糙部分来形成凹凸图案。凹凸图案可以具有条纹状或凸透镜形状。
第一半导体层113可以形成在衬底111下。第一半导体层113可以包括II至VI族化合物半导体。通过使用II至VI族化合物半导体,第一半导体层113可以被形成为单层或多层。例如,第一半导体层113可以包括III-V族化合物半导体,该III-V族化合物半导体包括GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和/或AlInN的至少一种。第一半导体层113可以包括诸如ZnO的氧化物,但是实施例不限于此。
第一半导体层113可以包括缓冲层。缓冲层可以在衬底111和氮化物半导体层之间减小晶格失配。
第一半导体层113可以包括未掺杂半导体层。未掺杂的半导体层可以被制备为包括III-V族化合物半导体的GaN基的半导体层。未掺杂的半导体层可以具有第一导电属性,即使当在制造工艺中未有意添加导电掺杂物时也是如此。另外,未掺杂的半导体层可以具有比第一导电半导体层115的导电掺杂物低的掺杂物浓度。
第一半导体层113可以包括缓冲层和/或未掺杂半导体层的至少一个,但是实施例不限于此。
发光结构120可以形成在第一半导体层113上。发光结构120可以包括III-V族化合物半导体。例如,发光结构120可以包括具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1和0≤x+y≤1)的半导体,并且可以发射具有在紫外线带至可见光带的波长范围中的预定峰值波长的光。
发光结构120可以包括第一导电半导体层115、第二导电半导体层119、以及在第一导电半导体层115和第二导电半导体层119之间的有源层117。
第一导电半导体层115形成在第一半导体层113下。第一导电半导体层115可以包括掺杂了第一导电掺杂物的III-V族化合物半导体。第一导电半导体层115是N型半导体层,并且第一导电掺杂物是包括Si、Ge、Sn、Se和/或Te的至少一种的N型掺杂物。
可以在第一导电半导体层115和第一半导体层113之间形成包括在彼此之上交替堆叠的各种半导体层的超晶格结构。超晶格结构可以减少晶格缺陷。超晶格结构的每层可以具有大约几个或更大的厚度。
第一导电包覆层可以形成在第一导电半导体层115和有源层117之间。第一导电包覆层可以包括GaN基的半导体,并且可以具有比有源层117大的带隙。第一导电包覆层可以限制载流子。
有源层117可以形成在第一导电半导体层115下。有源层117可以选择性地包括单量子阱结构、多量子阱结构、量子线结构和/或量子点结构,并且有源层117可以具有阱层和势垒层的周期。阱层可以具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1和0≤x+y≤1),并且,势垒层可以具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1和0≤x+y≤1)。
通过使用InGaN/GaN、AlGaN/GaN、InGaN/AlGaN和/或InGaN/InGaN的堆叠结构,阱层/势垒层可以具有至少一个周期。势垒层可以包括具有比阱层大(或高)的带隙的半导体材料。
第二导电半导体层119可以形成在有源层117下。第二导电半导体层119可以包括掺杂了第二导电掺杂物的半导体。例如,第二导电半导体层119可以包括化合物半导体,诸如GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN和/或AlInN。第二导电半导体层119可以是P型半导体层,并且第二导电掺杂物可以是P型掺杂物,诸如Mg、Zn、Ca、Sr和/或Ba。
第二导电半导体层119可以包括超晶格结构,诸如InGaN/GaN和/或AlGaN/GaN。供应给第二导电半导体层119的异常电流可以利用超晶格结构来扩散,由此保护有源层117。
另外,第一导电半导体层115可以被制备为P型半导体层,并且第二导电半导体层119可以被制备为N型半导体层。可以在第二导电半导体层119上形成具有与第二导电半导体层119相反的极性的第三导电半导体层。
(发光器件100的)发光结构120可以被第一导电半导体层115、有源层117和第二导电半导体层119限定。发光结构120可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和/或P-N-P结结构的至少一个。在这个示例中,符号“N”和“P”分别表示N和P型半导体层,并且符号“-”表示两层直接地或间接地彼此堆叠。为了容易说明,第二导电半导体层119可以被称为发光结构120的最上层。
反射电极层131可以形成在第二导电半导体层119下。反射电极层131可以包括欧姆接触层、反射层、扩散势垒层和/或保护层的至少一个。
反射电极层131可以包括下述结构:欧姆接触层/反射层/扩散势垒层/保护层、反射层/扩散势垒层/保护层、欧姆接触层/反射层/保护层、反射层/扩散势垒层、和/或者反射层。
欧姆接触层可以接触第二导电半导体层119的下表面,其中,欧姆接触层的接触区域对应于基于第二导电半导体层119的下表面区域的70%或更大。欧姆接触层可以包括从由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)、SnO、InO、InZnO、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Ni、Cr及其化合物和/或合金组成的组中选择的一个。欧姆接触层可以包括具有大约1至的厚度的至少一层。
在欧姆接触层下形成的反射层可以包括具有大约70%或更大的反射率的材料。例如,反射层可以包括从由Al、Ag、Ru、Pd、Rh、Pt、Ir和具有上面的元素的至少两种的合金组成的组中选择的一个。反射层的金属可以与第二导电半导体层119的下表面进行欧姆接触。在这个示例中,可以省略欧姆接触层。反射层可以具有大约1至的厚度。
扩散势垒层可以包括从由Au、Cu、Hf、Ni、Mo、V、W、Rh、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和具有上面的元素的至少两种的合金组成的组选择的一个。扩散势垒层可以防止在两个不同层之间的边界区域处的层间扩散。扩散势垒层可以具有大约1至的厚度。
保护层可以包括从由Au、Cu、Hf、Ni、Mo、V、W、Rh、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和具有上面的元素的至少两种的合金组成的组中选择的一个。保护层可以具有大约1至的厚度。
反射电极层131可以包括透射电极层/反射层的堆叠结构。反射电极层131可以包括从由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)、SnO、InO、InZnO、ZnO、IrOx和/或RuOx组成的组中选择的一个。反射层可以形成在透射电极层下。反射层可以包括具有第一折射率的第一层和具有第二折射率的第二层。反射层可以包括堆叠结构,其中,至少两对的第一和第二层交替地堆叠。第一折射率与第二折射率不同,并且第一和第二层可以包括具有在1.5至2.4的范围中的折射率的材料。例如,第一和第二层可以包括导电材料或绝缘材料。这样的结构可以被定义为DBR(分布式布拉格反射)结构。
可以在第二导电半导体层119和/或反射电极层131的至少一个的表面上形成诸如粗糙部分的光提取结构。该光提取结构可以改变入射层的临界角以改善光提取效率。
第一电极135可以形成在第一导电半导体层115的预定区域A1下,并且,第二电极137可以形成在反射电极层131的预定区域下。第一连接电极141可以形成在第一电极135下,并且第二连接电极143可以形成在第二电极137下。
第一电极135可以电连接到第一导电半导体层115的预定区域A1。第一电极135可以包括电极焊盘,但是实施例不限于此。
第一电极135可以与有源层117和第二导电半导体层119的横向侧间隔开,并且,第一电极135可以具有比第一导电半导体层115的预定区域A1小的面积。
第二电极137可以通过反射电极层131物理地和/或电子地连接到第二导电半导体层119。第二电极137可以包括电极焊盘。
第一和第二电极135和137可以包括附着层、反射层、扩散势垒层和/或结合层的至少一个。附着层可以与第一导电半导体层115的预定区域A1的下表面进行欧姆接触。附着层可以包括从由Cr、Ti、Co、Ni、V、Hf及其合金组成的组中选择的一个,并且可以具有大约1至的厚度。反射层可以形成在附着层下,并且可以包括从由Ag、Al、Ru、Rh、Pt、Pd及其合金组成的组中选择的一个。反射层可以具有大约1至的厚度。扩散势垒层可以形成在反射层下,并且可以包括从由Ni、Mo、W、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti及其合金组成的组中选择的一个。扩散势垒层可以具有大约1至的厚度。结合层可以结合到第一连接电极141,并且可以包括从由Al、Ru、Rh、Pt和合金组成的组中选择的一个。结合层可以具有大约1至的厚度。
第一和第二电极135和137可以具有相同的堆叠结构或不同的堆叠结构。第二电极137的堆叠结构可以小于第一电极135的堆叠结构。例如,第一电极135可以具有附着层/反射层/扩散势垒层/结合层或附着层/扩散势垒层/结合层的堆叠结构,并且,第二电极137可以具有附着层/反射层/扩散势垒层/结合层或附着层/扩散势垒层/结合层的堆叠结构。
第二电极137的顶表面面积可以等于反射电极层131的下表面面积,或,第二电极137的顶表面面积可以至少大于第二连接电极143的顶表面面积。
第一和第二电极135和137的至少一个可以包括电流扩散图案,该电流扩散图案具有从电极焊盘分支出的臂结构或指结构。另外,第一和第二电极135和137可以包括一个电极焊盘或多个电极焊盘,但是实施例不限于此。
第一和第二连接电极141和143可以作为用于供应电力和散热路径的引线。第一和第二连接电极141和143可以具有柱形状。例如,第一和第二连接电极141和143可以具有球形、圆柱形、多边柱形和/或任意形状。多边柱形可以是等角柱形也可以不是等角柱形,而且实施例不限于此。第一和第二连接电极141和143的顶和下表面可以具有圆形和/或多边形,但是实施例不限于此。第一和第二连接电极141和143的下表面面积可以与第一和第二连接电极141和143的顶表面面积不同。例如,第一和第二连接电极141和143的下表面面积比第一和第二连接电极141和143的顶表面面积大或小。
第一和第二连接电极141和143中的一个可以比发光结构120的下表面的宽度小,并且可以比第一和第二电极135和137的下表面的直径或宽度大。
第一和第二连接电极141和143的直径或宽度可以在1μm~100,000μm的范围内,并且第一和第二连接电极141和143的高度可以在1μm~100,000μm的范围内。第一连接电极141的高度H1可以比第二连接电极143的高度H2大,并且第一和第二连接电极141和143的下表面可以在同一平面(即,水平平面)上对齐。
通过使用一种金属或合金,可以将第一和第二连接电极141和143制备为单层。单层的宽度和高度可以在1μm~100,000μm的范围内。例如,单层可以具有比第二连接电极143的厚度大的厚度。
第一和第二连接电极141和143可以包括从由Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W及其合金组成的组中选择的一种。为了改善相对于第一和第二电极135和137的附着强度,第一和第二连接电极141和143可以被镀上金属,该金属包括从由In、Sn、Ni、Cu及其合金组成的组中选择的一个。镀层的厚度可以在的范围中。
镀层可以进一步形成在第一和第二连接电极141和143的表面上。镀层可以包括Sn或其合金、Ni或其合金、和/或Sn-Ag-Cu。镀层可以具有大约0.5μm~10μm的厚度。镀层可以改善相对于其他结合层的结合强度。
绝缘层133可以形成在反射电极层131下。绝缘层133可以形成在第二导电半导体层119的下表面、第二导电半导体层119和有源层117的横向侧、以及与第一导电半导体层115的预定区域A1的下表面上。绝缘层133可以形成在除了用于反射电极层131、第一电极135、和第二电极137的表面之外的发光结构120的下部区域上,以电保护发光结构120的下部。
绝缘层133可以包括通过使用包括Al、Cr、Si、Ti、Zn和/或Zr的至少一种的氧化物、氮化物、氟化物或硫化物而形成的绝缘材料或绝缘树脂。例如,绝缘层133可以包括从由SiO2、Si3N4、Al2O3和TiO2组成的组中选择的一个。绝缘层133可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。绝缘层133可以当在发光结构120下形成金属结构以用于倒装结合的目的时,防止在发光结构120的层之间的短路。
绝缘层133可以仅形成在发光结构120的表面上,而不形成在反射电极层131的下表面上。因为具有绝缘属性的支撑构件151形成在反射电极层131的下表面上,所以绝缘层133可以不延伸到反射电极层131的下表面。
绝缘层133具有DBR结构,其中,交替地排列具有彼此不同的折射率的第一和第二层。第一层可以包括SiO2、Si3N4、Al2O3和/或TiO2中的一个,并且,第二层可以包括除了第一层的材料之外的材料。在这个示例中,可以省略反射电极层。
绝缘层133可以具有在100至的范围内的厚度。如果绝缘层133被制备为多层,则每层可以具有在1至或者100至的范围中的厚度。具有多层的绝缘层133的每层的厚度可以根据发射波长来改变反射效率。
第一和第二连接电极141和143可以包括Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W和/或其合金。另外,第一和第二连接电极141和143可以具有包括In、Sn、Ni、Cu和其合金的镀层,以改善相对于第一和第二电极135和137的附着强度。在这个示例中,镀层可以具有在的范围内的厚度。第一和第二连接电极141和143可以被用作焊料球或金属凸块,但是实施例不限于此。
支撑构件151可以作为支撑层以支撑发光器件100。支撑构件151可以包括绝缘材料。例如,绝缘材料可以是包括硅或环氧树脂的树脂。另外,绝缘材料可以包括糊状物或绝缘墨。绝缘材料也可以包括从由聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂(PPE)、聚苯醚树脂(PPO)、聚亚苯基硫化物树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯(BCB)、聚酰胺-胺型树状聚合物(PAMAM)、聚丙烯亚胺树状聚合物(PPI)、具有PAMAM的内部结构和有机硅的外表面的PAMAM-OS(有机硅),和/或其组合组成的组中选择的树脂。支撑构件151的材料可以与绝缘层133的材料不同。
诸如包括Al、Cr、Si、Ti、Zn和/或Zr的至少一种的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物的化合物的至少一种可以被添加到支撑构件151。向支撑构件151添加的化合物可以是热扩散体。热扩散体是具有预定大小、粒度、填充物和/或添加物的粉末颗粒。为了容易描述,以下描述包括热扩散体的支撑构件151。热扩散体可以包括具有大小的绝缘材料或导电材料。为了改善热扩散效率,热扩散体可以具有的大小。热扩散体的增益可以具有球形或不规则形状,但是实施例不限于此。
热扩散体可以包括陶瓷材料。该陶瓷材料可以包括LTCC(低温共烧陶瓷)、HTCC(高温共烧陶瓷)、矾土、石英、钙锆酸盐、镁橄榄石、SiC、石墨、熔融石英、莫来石、堇青石、氧化锆、氧化铍和/或氮化铝的至少一种。该陶瓷材料可以包括具有比氮化物或氧化物高的导热率的金属氮化物。例如,金属氮化物可以包括具有等于或大于140W/mK的导热率的材料。例如,该陶瓷材料可以包括从由SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、BN、Si3N4、SiC(SiC-BeO)、BeO、CeO和/或AlN组成的组中选择的一个。导热材料可以包括C成分,诸如金刚石或CNT。
支撑构件151可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。支撑构件151可以具有陶瓷粉末,因此可以改善支撑构件151的强度和导热率。
另外,向支撑构件151添加的热扩散体的量可以是1~99wt%。为了改善热扩散效率。50~99wt%的热扩散体可以被加到支撑构件151。因为热扩散体被加到支撑构件151,所以可以在支撑构件151的内部更多地改善导热率。另外,支撑构件151可以具有热膨胀系数4-11[x106/℃]。上面的热膨胀系数可以等于或类似于诸如蓝宝石衬底的衬底111的热膨胀系数,因此晶片可以不由支撑构件151和在衬底111上形成的发光结构120之间的热膨胀系数差而引起翘曲或损坏,由此改善发光器件100的可靠性。
支撑构件151的下表面面积可以与支撑构件151的顶表面面积基本上相同。另外,支撑构件151的下表面面积可以等于第一导电半导体层115的顶表面面积。支撑构件151的下表面的宽度可以等于衬底111的顶表面的宽度和半导体层115的顶表面的宽度。因此,因为可以在已经形成支撑构件151后分成为单独的芯片,所以支撑构件151、衬底111和第一导电半导体层115的横向侧可以在同一平面上对齐。
参见图2,支撑构件151的第一横向侧的长度D1可以与衬底111的第一横向侧的长度基本上相同,并且,支撑构件151的第二横向侧的长度D2可以与衬底111的第二横向侧的长度基本上相同。另外,在第一连接电极141和第二连接电极143之间的距离D5是在两个邻近的电极焊盘之间的间隔,并且可以对应于相对于发光器件100的一个横向侧的长度的1/2或更大。
支撑构件151的下表面可以是基本上平坦的表面或不规则表面,但是实施例不限于此。
支撑构件151的第一区域的厚度T1可以比第二连接电极143的厚度H2厚。替代地,支撑构件151的第一区域的厚度T1可以比第二连接电极143的厚度H2薄。如果绝缘层133的厚度比第二连接电极143的厚度厚,则支撑构件151的厚度可能变薄。支撑构件151的第二区域的厚度T2可以比第一连接电极141的厚度厚。支撑构件151可以具有在1μm~100,000μm或50μm~1,000μm的范围中的厚度。
支撑构件151的下表面可以低于第一和第二电极135和137的下表面,并且/或者可以与第一和第二连接电极141和143的下表面对齐在同一平面(即,水平平面)上。
支撑构件151可以接触第一和第二电极135和137以及第一和第二连接电极141和143的外部***表面。因此,从第一和第二电极135和137以及第一和第二连接电极141和143引起的热可以通过支撑构件151扩散和散发。可以通过在支撑构件151中包含的热扩散体来改善支撑构件151的导热率,使得支撑构件151可以通过支撑构件151的整个表面散发热。因此,可以相对于热而再一次改善发光器件100的可靠性。
支撑构件151的横向侧可以与发光结构120和衬底111的横向侧对齐在同一平面(即,垂直平面)上。
可以通过倒装方案安装发光器件100,因此,大部分的光朝向衬底111的顶表面发射,并且通过衬底111和发光结构120的横向侧来发射一些光。因此,可以减少由第一和第二电极135和137引起的光损失。因此,可以改善发光器件100的光提取效率和散热效率。
图3至9是示出根据第一实施例的发光器件的制造工艺的截面图。虽然可以基于单独器件来提供下面的说明以便利说明,但是可以以晶片级制造发光器件,并且可以通过下述的工艺来制造该单独的器件。然而,单独的器件的制造可以不限于下述的工艺。但是可以增加或减少工艺操作以制造单独的器件。
参见图3,可以在生长设备中设置衬底111,并且,以层或图案的形式来在衬底111上形成包括II-VI族元素的化合物半导体。衬底111可以作为生长衬底。
衬底111可以包括透射衬底、绝缘衬底和/或导电衬底。例如,衬底111可以包括从由Al2O3、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3和/或GaAs组成的组中选择的一种。可以在衬底111的顶表面上形成有诸如凹凸图案的光提取结构。凹凸图案可以改变光的临界角,由此改善光提取效率。
生长设备可以包括电子束蒸发器、PVD(物理气相沉积)设备、CVD(化学气相沉积)设备、PLD(等离子体激光沉积)设备、双型热蒸发器、溅射设备、和/或MOCVD(金属有机化学气相沉积)设备,但是实施例不限于此。
第一半导体层113形成在衬底111上。可以通过使用包括III-V族元素的化合物半导体来形成第一半导体层113。第一半导体层113可以作为缓冲层,以减少相对于衬底111的晶格失配。第一半导体层113可以是未掺杂的半导体层,该未掺杂的半导体层包括不意欲掺杂的GaN基的半导体。
发光结构120形成在第一半导体层113上。发光结构120可以包括可以依序形成的第一导电半导体层115、有源层117、和第二导电半导体层119。
第一导电半导体层115可以包括掺杂了第一导电掺杂物的III-V族化合物半导体。第一导电半导体层115可以包括从由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和/或AlGaInP组成的组中选择的一个。如果第一导电半导体层115是N型半导体层,则第一导电掺杂物包括N型掺杂物,诸如Si、Ge、Sn、Se和/或Te。第一导电半导体层115可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。第一导电半导体层115可以进一步包括包含各种材料的超晶格结构,但是实施例不限于此。
有源层117形成在第一导电半导体层115上。有源层117可以包括单量子阱结构、多量子阱结构、量子线结构和/或量子点结构中的至少一种。可以通过使用III-V族元素的半导体材料来形成有源层117,使得有源层117可以具有阱层和势垒层的周期,该阱层和势垒层具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1和0≤x+y≤1)。例如,有源层117可以具有InGaN阱层/GaN势垒层、InGaN阱层/AlGaN势垒层、和/或InGaN阱层/InGaN势垒层的周期,但是实施例不限于此。
导电包覆层可以形成在有源层117上和/或下。导电包覆层可以包括AlGaN基的半导体。有源层117的势垒层可以具有比阱层高(或大)的带隙,并且导电包覆层可以具有比势垒层大的带隙。
第二导电半导体层119形成在有源层117上。第二导电半导体层119可以包括掺杂了第二导电掺杂物的III-V族化合物半导体。例如,第二导电半导体层119可以包括从由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP和/或AlGaInP组成的组中选择的一个。如果第二导电半导体层119是P型半导体层,则第二导电掺杂物可以包括P型掺杂物,诸如Mg或Zn。第二导电半导体层119可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。第二导电半导体层119可以进一步包括包含各种材料的超晶格结构,但是实施例不限于此。
发光结构120可以被第一导电半导体层115、有源层117和第二导电半导体层119限定。另外,可以在第二导电半导体层119上形成具有与第二导电半导体层119(即,N型半导体层)相反的极性的第三导电半导体层。因此,发光结构120可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和/或P-N-P结结构中的一个。
参见图4,可以蚀刻发光结构120的预定区域A1。发光结构120的预定区域A1可以暴露第一导电半导体层115,并且,第一导电半导体层115的暴露部分可以比有源层117的顶表面低。
在蚀刻工艺期间,在使用掩模图案掩蔽发光结构120的顶表面之后,干法蚀刻发光结构120的预定区域A1。可以通过使用ICP(电感耦合的等离子体)设备、RIE(反应离子蚀刻)设备、CCP(电容耦合等离子体)设备和/或ECR(电子回旋共振)设备的至少一个来执行干法蚀刻。可以通过湿法蚀刻工艺来执行蚀刻工艺,但是实施例不限于此。
发光结构120的预定区域A1可以是蚀刻区域,并且可以形成一个或多个预定区域A1。
参见图5,反射电极层131可以形成在发光结构120上。反射电极层131可以具有比第二导电半导体层119的顶表面面积小的面积,以当制造反射电极层131时防止短路。在使用掩模对与上边缘间隔开预定距离D3的区域和发光结构120的预定区域A1进行掩蔽之后,可以通过使用溅射设备和/或沉积设备来沉积反射电极层131。
反射电极层131可以包括具有至少70%或90%的反射率的金属材料。
反射电极层131可以包括下述结构:欧姆接触层/反射层/扩散势垒层/保护层、反射层/扩散势垒层/保护层、欧姆接触层/反射层/保护层、和/或反射层。关于每层的材料和厚度的说明可以参考在图1中的说明。
可以交换图4和5所示的工艺,并且实施例不限于此。
参见图6,在将第一电极135形成在第一导电半导体层115上之后,在反射电极层131上形成第二电极137。在使用掩模掩蔽除了电极区域之外的区域后,可以通过使用溅射设备和/或沉积设备来形成第一和第二电极135和137,但是实施例不限于此。第一和第二电极135和137可以包括从由Cr、Ti、Co、Ni、V、Hf、Ag、Al、Ru、Rh、Pt、Pd、Ni、Mo、W、La、Ta、Ti和/或其合金组成的组中选择的一个。第一和第二电极135和137可以被制备为多层。例如,第一和第二电极135和137可以包括通过使用上面的元素而形成的附着层、反射层、扩散势垒层和结合层中的至少两种。第一和第二电极135和137可以通过相同的制造工艺被形成得具有相同的堆叠结构,但是实施例不限于此。
第二电极137可以物理地接触反射电极层131和第二导电半导体层119。
参见图7,绝缘层133可以通过溅射或沉积工艺形成在反射电极层131上。绝缘层133可以形成在除了第一和第二电极135和137的区域之外的反射电极层131的整个区域上,由此覆盖反射电极层131和第二导电半导体层119的顶表面,与第一导电半导体层115的暴露部分。
绝缘层133可以包括通过使用包括Al、Cr、Si、Ti、Zn和Zr的氧化物、氮化物、氟化物或硫化物形成的绝缘材料或绝缘树脂。例如,绝缘层133可以包括从由SiO2、Si3N4、Al2O3和TiO2组成的组选择的一个。绝缘层133可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。
在图6中所示的第一和第二电极135和137的工艺可以与在图7中所示的用于形成绝缘层133的工艺交换。
参见图8,第一连接电极141结合到第一电极135,并且第二连接电极143结合到第二电极137。第一连接电极141可以包括导电焊盘,诸如焊料球和/或金属凸块,并且可以结合到第一电极135。第一连接电极141可以排列为与第一导电半导体层115的顶表面垂直。第二连接电极143可以包括导电焊盘,诸如焊料球和/或金属凸块,并且可以结合到第二电极137。第二连接电极143可以排列为与第二导电半导体层119的顶表面垂直。
第一连接电极141的高度H1可以大于第二连接电极143的高度H2。第一和第二连接电极141和143的下表面可以被设置在不同的平面上,并且第一和第二连接电极141和143的顶表面可以在同一平面(即,同一水平平面)上对齐。
参见图9,支撑构件151可以通过挤压方案和/或分配(dispensing)方案形成在绝缘层133上。
通过向诸如硅或环氧树脂的树脂添加热扩散体,支撑构件151可以被制备为绝缘支撑层。
热扩散体可以包括具有Al、Cr、Si、Ti、Zn或Zr的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物的至少一种。例如,热扩散体可以包括陶瓷材料。热扩散体可以是具有预定大小、粒度、填充物和/或添加物的粉末颗粒。
热扩散体可以包括陶瓷材料。该陶瓷材料可以包括LTCC(低温共烧陶瓷)或HTCC(高温共烧陶瓷)。该陶瓷材料可以包括具有比氮化物或氧化物的导热率高的导热率的金属氮化物。例如,金属氮化物可以包括具有等于或大于140W/mK的导热率的材料。例如,该陶瓷材料可以包括从由SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、BN、Si3N4、SiC(SiC-BeO)、BeO、CeO和/或AlN组成的组中选择的一个。导热材料可以包括C成分,诸如金刚石或CNT。另外,向支撑构件151添加的热扩散体的量可以是1~99wt%。为了改善热扩散效率,可以向支撑构件151添加至少50wt%的热扩散体。
可以通过使用球磨机、行星式球磨机、搅拌叶轮(mixingimpeller)、珠研磨机或篮式研磨机将聚合物与墨或糊状物混和来形成支撑构件151。在这个示例中,可以使用溶剂和分散剂来均匀地分布混合物。可以添加溶剂来调整粘度。以墨为示例,添加3至400Cps的溶剂。另外,以糊状物为示例,添加100至1百万Cps的溶剂。溶剂可以包括从由水、甲醇、乙醇、异丙醇、二甘醇丁醚、MEK、甲苯、二甲苯、二甘醇(DEG)、甲酰胺(FA)、α-松油醇(TP)、γ-丁内酯(BL)、甲基溶纤剂(MCS)、丙基甲基溶纤剂(PM),和/或其组合组成的组中选择的一个。为了加强在微粒之间的耦合强度,可以向溶剂添加硅烷基添加物,诸如1-三甲基硅基丁-1-炔-3-醇、烯丙基三甲基硅烷、三甲基硅基甲磺酸酯、三甲基硅基三氯乙酸、(三甲基硅基)乙酸甲酯,和/或(三甲基硅基)丙酸。在这个示例中,可能出现凝胶,因此可以考虑添加硅烷基添加物。
在制造工艺中,可以预先制造和结合连接电极(诸如焊料凸块),并且可以在连接电极周围设置支撑构件151。相反,在印刷或分配包括墨或糊状物的绝缘层后,可以固化绝缘层,然后,在与连接电极对应的孔中填充导电材料,由此形成连接电极。
支撑构件151可以具有与第一和第二连接电极141和143的顶表面对应的高度。
可以将支撑构件151填充在第一和第二连接电极141和143以及第一和第二电极135和137周围。通过支撑构件151的顶表面来暴露第一和第二连接电极141和143的顶表面。
支撑构件151可以是支撑第一和第二连接电极141和143的绝缘支撑层。第一和第二连接电极141和143可以被***支撑构件151内。
支撑构件151可以具有足以暴露第一和第二连接电极141和143的顶表面的厚度T。
可以在预定温度处固化支撑构件151。例如,可以在温度200℃±100℃处固化支撑构件151,这可以不对于半导体层施加影响。
在已经形成支撑构件151后,可以在支撑构件151中形成连接电极孔,以形成第一和第二连接电极141和143。
在至少一个实施例中,支撑构件151可以由不透明材料制成,使得光不通过支撑构件151。
衬底111可以具有大约150μm或更大的厚度。通过抛光衬底111的下表面,衬底111可以具有在130μm至150μm的范围中的厚度。因为在发光器件100中与衬底111相反地设置支撑构件151,所以可以将衬底111用作发光层,使得衬底111的厚度可以变薄。可以对于支撑构件151与第一和第二连接电极141和143的表面执行CMP(化学机械抛光)。
在将如图9中所示制造的发光器件旋转180°的角度后,发光器件可以如图10中所示地使用发光器件来作为发光模块。发光器件可以以晶片级封装到支撑构件内,并且可以通过划片、裂片和/或切割工作而被分成为单独的芯片,使得可以提供如图9中所示的发光器件。可以以晶片级来封装发光器件,使得可以以不使用布线的倒装结合方案来在模块基板上安装发光器件。
支撑构件151的顶表面面积可以等于衬底111的下表面面积,并且支撑构件151的高度可以比第一和第二电极135和137的顶表面高。
图10是示出具有发光器件(在图1中所示)的发光设备的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图10,通过倒装方案在模块基板170上安装发光器件100。
模块基板170可以包括金属层171、绝缘层172和保护层175。绝缘层172可以形成在模块基板170的金属层171上,并且第一和第二电极焊盘173和174可以形成在绝缘层172上。第一和第二电极焊盘173和174可以是用于供应电力的平台(land)图案。保护层175可以形成在除了第一和第二电极焊盘173和174的区域之外的绝缘层172上。保护层175可以是阻焊层,并且可以包括白色保护层或绿色保护层。保护层175可以有效地反射光,使得反射光的量可以增加。
模块基板170可以包括具有电路图案(未示出)的印刷电路板(PCB)。模块基板170也可以包括树脂PCB、金属芯PCB(MCPCB)和/或柔性PCB(FPCB),使得实施例不限于此。
(发光器件100的)第一连接电极141可以排列为对应于第一电极焊盘173的顶表面,并且(发光器件100的)第二连接电极143可以排列为对应于第二电极焊盘174的顶表面。第一电极焊盘173通过结合材料177与第一连接电极141结合,并且,第二电极焊盘174通过结合材料177与第二连接电极143结合。
当从第一和第二电极焊盘173和174向发光器件100施加电力时,发光器件100可以运行。可以通过第一和第二连接电极141和143传送从发光器件100产生的热,并且可以通过支撑构件151的整个表面向外部散发热。支撑构件151的下表面与模块基板170的顶表面间隔开与结合材料177的厚度对应的预定距离。
在(发光器件100的)第一和第二连接电极141和143的下表面和模块基板170的顶表面之间的距离可以等于在支撑构件151的下表面和模块基板170的顶表面之间的距离。
虽然已经描述的是在模块基板170上安装一个发光器件100,但是可以在模块基板170上排列多个发光器件,并且实施例不限于此。
图11是根据第二实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图11,发光器件可以包括在衬底111的表面上与支撑构件151相反地形成(即,在出光表面上形成)的荧光体层161。荧光体层161可以包括荧光膜或涂层,并且可以被制备为单层或多层。
荧光体层161可以包括包含发光(luminescence)材料的透射树脂层。透射树脂层可以包括硅或环氧树脂,并且发光材料可以包括从由YAG、TAG、硅酸盐、氮化物和/或氧氮化物基材料而组成的组中选择的一个。发光材料可以包括红发光材料、黄发光材料和/或绿发光材料中的至少一种,并且可以以使得光具有各种波长的方式来激励从有源层117发射的光的一部分。
荧光体层161可以形成在衬底111的顶表面S1与衬底111和发光结构120的横向侧S2上。荧光体层161可以具有在1~100,000μm或者1~10,000μm的范围中的厚度。
荧光体层161可以包括彼此不同的各种荧光体层,其中,第一层是红、黄和/或绿荧光体层中的一个,并且,第二层形成在第一层上并且与第一层不同。两个不同的荧光体层可以分别布置在彼此不重叠的第一和第二区域上。包含透射树脂材料的保护层可以形成在荧光体层161和发光结构的横向侧上,但是实施例不限于此。
图12是根据第三实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图12,多个突出物12形成在衬底111的上部处。突出物112与支撑构件151相反地突出,以改变通过衬底111入射的光的临界角。因此,可以改善发光器件的光提取效率。突出物112可以具有透镜形状和/或多边形,并且可以以条纹状图案或矩阵的形式布置突出物112。
荧光体层162可以被设置在衬底111的顶表面上。荧光体层162的下表面可以具有沿着突出物112延伸的凹凸形状,并且荧光体层162的顶表面可以具有平坦形状和/或凹凸形状。
荧光体层162可以仅形成在衬底111的顶表面上,或者,可以另外形成在衬底111和发光结构120的横向侧上,但是实施例不限于此。
图13是示出根据第四实施例的发光器件的视图。图14是图13的底视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图13和14,在支撑构件152和152A之间形成分开狭缝152B(divisionslot)。分开狭缝152B将支撑构件152和152A彼此分开。第一支撑构件152被布置在发光结构120的下侧的一部分下,在第一连接电极141周围。第二支撑构件152A被布置在发光结构120的下侧的另一部分下,在第二连接电极143周围。
分开狭缝152B可以物理地和电子地将第一支撑构件152与第二支撑构件152A分离,并且可以暴露在分开狭缝152B下形成的绝缘层133。
第一和第二支撑构件152和152A可以包括绝缘材料或导电材料。绝缘材料可以包括具有热扩散体的树脂材料。导电材料可以包括碳、SiC和/或金属。如果第一和第二支撑构件152和152A包括导电材料,则第一和第二连接电极141和143包括与导电材料不同的材料。
因为包括导电材料的第一和第二支撑构件152和152A彼此通过分开狭缝152B而分离,所以可以防止电短路。
分开狭缝152B可以具有与在第一和第二支撑构件152和152A之间的距离对应的宽度D6,以及对应于第二支撑构件152的高度T1的深度。分开狭缝152B可以防止在第一和第二支撑构件152和152A之间的电干扰。
第一和第二支撑构件152和152A的下表面可以与第一和第二连接电极141和143的下表面对齐在同一平面上。可以通过第一和第二连接电极141和143来安装第一和第二支撑构件152和152A,即使当第一和第二支撑构件152和152A包括导电材料时也是如此。
包括陶瓷材料的绝缘材料可以进一步被布置在第一和第二支撑构件152和152A之间。在这个示例中,陶瓷材料与第一和第二支撑构件152和152A的下表面对齐在同一平面(即,水平平面)上。
图15是根据第五实施例的发光器件的视图。图16是图15的底视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图15和16,发光器件可以包括在第一和第二连接电极141和143周围排列的多个支撑构件153和153A。第一连接电极141的***部分可以被第一支撑构件153覆盖,并且第二连接电极143的***部分可以被第二支撑构件153A覆盖。第一和第二支撑构件153和153A可以包括绝缘材料或导电材料。
第一支撑构件153的宽度W3可以比第一连接电极141的宽度宽,使得第一支撑构件153可以作为热和电传导路径。第二支撑构件153A的宽度W4可以比第二连接电极143的宽度宽,使得第二支撑构件153A可以作为热和电传导路径。
在第一和第二支撑构件153和153A之间的距离D7是发光结构120的一个横向侧的长度的至少1/2。
包括陶瓷材料的绝缘材料可以被进一步设置在第一和第二支撑构件153和153A之间。在这个示例中,陶瓷材料可以与第一和第二支撑构件153和153A的下表面对齐在同一平面(即,水平平面)上。
图17是示出根据第六实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图17,第一连接电极141A的宽度W5可以比第一电极135的宽度宽,并且第一连接电极141A和第一电极135的横向侧可以与发光结构120和衬底111的横向侧对齐在同一平面上。可以蚀刻发光结构120的预定区域A1,使得可以暴露第一导电半导体层115的蚀刻区域。发光结构120的下边缘区域可以沿着第一导电半导体层115的下边缘区域与发光结构120的外侧表面间隔开预定距离D8,并且可以以环状形成。第一电极135的部分135A沿着第一导电半导体层115的边缘区域以环形形成。该环形可以包括开环形状或闭环形状。
第二连接电极143A的宽度W6可以比第二电极137的宽度宽。
诸如粗糙部分的光提取结构可以形成在荧光体层161的表面161A上。
图18是示出根据第七实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图18,荧光体层163可以形成在衬底111的顶表面上,并且透镜164可以形成在荧光体层163上。荧光体层163以预定厚度形成在衬底111的顶表面上,并且,在荧光体层163上形成的透镜164具有凸透镜形状。透镜164也可以具有凹透镜形状或具有凹凸图案的非球面透镜形状,但是实施例不限于此。
多个第二电极137形成在反射电极层131下,并且第二连接电极143对齐在第二电极137下。第二连接电极143以预定间隔T3彼此间隔开。当从发光器件的底部观看时,第二连接电极143以点矩阵的形式排列。支撑构件151被布置在第一和第二连接电极141和143之间和在第二连接电极143之间,以作为绝缘支撑层。因为第二连接电极143被布置在发光结构下,所以可以加强支撑构件151的强度,并且,可以改善电接触效率。另外,可以防止在发光器件的第二连接电极143处出现结合缺陷。可以提供多个第一连接电极141,但是实施例不限于此。
图19是示出根据第八实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图19,发光结构120的预定区域A1是蚀刻区域,以在多个区域暴露第一导电半导体层115。第一电极135被布置在第一导电半导体层115下,并且,第二电极137被布置在反射电极层131下。因为交替地排列第一和第二电极135和137,所以可以均匀地供应电流。荧光体层165可以形成在衬底111的顶表面上。发光结构120可以被多个单元限定,使得可以改善亮度。
图20是示出根据第九实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。在下面的说明中,可以向已经在第一实施例中说明的元件和结构分配相同的附图标记,并且可以省略其详细说明,以便避免重复。
参见图20,反射电极层130和第二电极焊盘132被布置在发光结构120下,并且,反射电极层130可以作为在第二导电半导体层119下的欧姆和反射电极。第二电极焊盘132可以具有分层形状或图案形状。
可以在第一导电半导体层115下设置第一电极焊盘134。第一电极焊盘134可以与第一导电半导体层115接触,并且/或者可以结合在第一电极结合层136和第一导电半导体层115之间。第一电极结合层136可以结合在第一电极焊盘134和第一连接电极141之间,以将第一电极焊盘134与第一连接电极141电连接。第一电极结合层136可以包括第一结合电极136A和在第一结合电极136A下的第二结合电极136B。第一电极结合层136A可以结合到第一电极焊盘134,并且第一电极结合层136B可以结合在第一连接电极141和第一电极结合层136A之间。
第一电极焊盘134具有与下述的第二电极焊盘132的堆叠结构相同材料和厚度的结构。例如,第一和第二电极焊盘134和132可以包括附着层、在附着层下的反射层、在反射层下的扩散势垒层和/或在扩散势垒层下的结合层。第一电极结合层136结合在第一连接电极141和第一电极焊盘134之间,以改善在第一连接电极141和第一电极焊盘134之间的结合属性。
第一电极结合层136的第一结合电极136A与结合到第一连接电极141的第二结合电极136B结合,使得可以改善第一连接电极141的物理结合和电连接属性。
反射电极层130可以形成在第二导电半导体层119下,并且,第二电极焊盘132可以形成在反射电极层130下。反射电极层130的下表面面积可以等于或小于第二电极焊盘132的顶表面面积,但是实施例不限于此。第二电极结合层138可以形成在第二电极焊盘132和第二连接电极143之间,以改善在第二电极焊盘132和第二连接电极143之间的结合强度。
第二电极结合层138可以将第二电极焊盘132与第二连接电极143连接。第二电极结合层138可以包括第三结合电极138A和在第三结合电极138A下的第四结合电极138B。第三结合电极138A结合到第二电极焊盘132,第四结合电极138B结合在第二连接电极143和第三结合电极138A之间。
第二电极结合层138结合在第二连接电极143和第二电极焊盘132之间,以改善在第二连接电极143和第二电极焊盘132之间的结合属性。第一电极焊盘134可以作为第一电极,并且第二电极焊盘132作为第二电极。
图21是示出图20的反射电极层和第二电极焊盘的示例的视图。
参见图21,反射电极层130可以包括:欧姆接触层11、在欧姆接触层11下的反射层12、在反射层12下的扩散势垒层13、与在扩散势垒层13下的保护层14。
欧姆接触层11可以包括从由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)、SnO、InO、InZnO、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Ni、Cr和/或包括上面的元素的至少两种的合金组成的组中选择的一个。欧姆接触层11可以包括至少一层并且可以具有大约1至的厚度。
在欧姆接触层11下形成的反射层12可以包括具有大约70%或更大的反射率的材料。例如,反射层12可以包括从由Al、Ag、Ru、Pd、Rh、Pt、Ir和/或具有上面的元素的至少两种的合金组成的组中选择的一个。反射层12的金属可以与第二导电半导体层的下表面进行欧姆接触。在该情况下,可以省略欧姆接触层11。反射层12可以具有大约1至的厚度。
扩散势垒层13可以包括从由Au、Cu、Hf、Ni、Mo、V、W、Rh、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和/或有上面的元素的至少两种的合金组成的组中选择的一个。扩散势垒层13可以防止在两个不同层之间的边界区域处的层间扩散。扩散势垒层13可以具有大约1至的厚度。
保护层14可以包括从由Au、Cu、Hf、Ni、Mo、V、W、Rh、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和/或具有上面的元素的至少两种的合金组成的组中选择的一个。保护层14可以具有大约1至的厚度。反射电极层130可以不包括欧姆接触层11、扩散势垒层13和/或保护层14的至少一个。
第二电极焊盘132可以包括:附着层15、在附着层15下的反射层16、在反射层16下的扩散势垒层17、和在扩散势垒层17下的结合层18。附着层15结合到反射电极层130,并且可以包括从由Cr、Ti、Co、Ni、V、Hf和/或其合金组成的组中选择的一个。附着层15具有大约1至的厚度。反射层16形成在附着层15下,并且可以包括从由Ag、Al、Ru、Rh、Pt、Pd及其合金组成的组中选择的一个。反射层16具有大约1至的厚度。扩散势垒层17形成在反射层16下,并且可以包括从由Ni、Mo、W、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和/或其合金组成的组中选择的一个。扩散势垒层17具有大约1至的厚度。结合层18可以包括从由Al、Au、Cu、Hf、Pd、Ru、Rh、Pt和/或其合金组成的组中选择的一个。结合层18具有大约1至的厚度。第二电极焊盘132可以不包括反射层16。
反射电极层130和第二电极焊盘132的至少一个可以被应用到在图1中所示的反射电极层和第二电极焊盘,并且/或者可以在其他实施例中被包括,但是实施例不限于此。
图22是示出图20的第二电极结合层的示例的视图。
返回图22,第二电极结合层138包括第三结合电极138和第四结合电极138B,其中,第三结合电极138A包括至少三个金属层。第三结合电极138A包括附着层21、在附着层21下的支撑层22、和在支撑层22下的保护层23。附着层21结合到第二电极焊盘,并且可以包括从由Cr、Ti、Co、Cu、Ni、V、Hf和/或包括上面的元素的至少两个的合金组成的组中选择的一个。附着层21具有的厚度。支撑层22比附着层21厚,并且可以包括从由Ag、Al、Au、Co、Cu、Hf、Mo、Ni、Ru、Rh、Pt、Pd和/或包括上面的元素的至少两个的合金组成的组中选择的一个。支撑层22具有或的厚度。保护层23防止第一导电半导体层受到外部影响,并且可以包括从由Au、Cu、Ni、Hf、Mo、V、W、Rh、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和/或包括上面的元素的至少两个的合金组成的组中选择的一个。保护层23具有的厚度。
通过至少一个周期来重复地堆叠第三结合电极138A的附着层21和支撑层22。
第四结合电极138B可以包括至少三个金属层。第四结合电极138B可以包括:附着层24、在附着层24下的扩散势垒层25、和在扩散势垒层25下的结合层26。附着层24结合到第三结合电极138A,并且可以包括从由Cr、Ti、Co、Ni、V、Hf和/或包括上面的元素的至少两个的合金组成的组中选择的一个。附着层24具有的厚度。扩散势垒层25可以防止层间扩散,并且可以包括从由Ni、Mo、Hf、W、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和/或包括上面的元素的至少两个的合金组成的组中选择的一个。扩散势垒层25具有的厚度。结合层26结合到第一连接电极,并且可以包括从由Au、Cu、Ni、Hf、Mo、V、W、Rh、Ru、Pt、Pd、La、Ta、Ti和/或包括上面的元素的至少两个的合金组成的组中选择的一个。结合层26具有的厚度。可以通过至少一个周期来重复地堆叠第四结合电极138B的附着层24和扩散势垒层25。在图22中所示的第二电极结合层的结构可以被应用到在图1中所示的电极,或者在其他实施例中被公开,但是实施例不限于此。
图23是示出图20的第一电极结合层的示例的视图。
参见图23,第一电极结合层136可以包括第一结合电极136A和第二结合电极136B,其中,第一结合电极136A包括与第三结合层138A(在图25中示出)相同的金属层,并且第二结合电极136B包括与第四结合层138B(在图25中示出)相同的金属层。因此,第一结合电极136A被布置在第一电极焊盘和第二结合电极136B之间,并且第二结合电极136B被布置在第一结合电极136A和第一连接电极141之间。第一和第二结合电极136A和136B的堆叠结构可以被称为在图22中所示的第三和第四结合电极的堆叠结构。在图23中所示的第一电极结合层的结构可以被应用到在图1中所示的电极,或者可以在其他实施例中被公开,但是实施例不限于此。
图24是示出图20的第二电极结合层的示例的视图。
参见图20和24,第二电极结合层138的第三结合电极138A的顶部表面面积可以等于第二电极焊盘132的下表面面积。第二电极结合层138的第三结合电极138A的顶表面面积可以大于第四结合电极
138B的顶表面面积,并且可以等于或小于第二电极的下表面面积。在图24中所示的第二电极焊盘和第二电极结合层的结构可以被应用到在图1中所示的电极,或者可以被在其他实施例中被公开,但是实施例不限于此。
图25是示出具有图1的发光器件的发光器件封装的视图。
参见图25,发光器件封装200可以包括:主体211、在主体211中安装的第一和第二引线电极215和217、模制构件219、和发光器件100。
可以通过使用高反射树脂(例如PPA)、聚合材料或塑料材料中的一个来注入成型主体211,并且可以将主体211制备为具有单层的基板或制备为多层。主体211可以包括具有开口的顶表面的腔体212,其中,腔体212的侧壁相对于腔体212的下表面倾斜或相对于其垂直。
第一和第二引线电极215和217可以被设置在腔体212中,使得第一和第二引线电极215和217彼此间隔开。
发光器件100通过倒装方案结合到第一和第二引线电极215和217。(发光器件100的)第一连接电极141结合到第二引线电极217,并且(发光器件100的)第二连接电极143结合到第一引线电极215。
在第一引线电极215的顶表面和发光器件100的下表面(例如,第一连接电极141、第二连接电极143和支撑构件151的下表面)之间的距离可以等于在第二引线电极217的顶表面和发光器件100的下表面之间的距离。
支撑构件151形成在第一引线电极215和第二引线电极217上,以通过支撑构件151的整个表面散热。
模制构件219可以形成在腔体212中。模制构件219包括透射树脂材料,诸如硅或环氧树脂。模制构件219可以进一步包括发光材料。
通过发光器件100的顶表面和横向侧来提取从发光器件100产生的大部分光,通过模制构件217向外部散发所提取的光。
可以在发光器件封装200中安装一个或多个发光器件100,但是实施例不限于此。如果在发光器件封装中安装具有发光层(或荧光体层)的发光器件,则可以不向模制构件217添加发光材料。另外,可以向模制构件217添加彼此不同的各种发光材料或发射类似颜色的发光材料。
图26根据第十实施例的发光器件的侧截面图。图27是在图26中所示的发光器件的底视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图26和27,发光器件101可以包括:第一导电半导体层115、有源层117、第二导电半导体层119、反射电极层131、绝缘层133、第一电极135、第二电极137、第一连接电极141、第二连接电极143、和支撑构件151。
发光器件101的顶表面可以是第一导电半导体层115的顶表面,并且发光器件101的下表面可以是支撑构件151的下表面。第一导电半导体层115的顶表面与支撑构件151的下表面相反。
发光结构120可以被第一导电半导体层115、第二导电半导体层119、和有源层117限定。发光结构120包括III-V族化合物半导体。例如,发光结构120可以包括具有组成式InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1、0≤y≤1和0≤x+y≤1)的半导体,并且可以发射具有在紫外线带至可见光带的波长范围中的预定峰值波长的光。
(发光器件100的)发光结构120可以被第一导电半导体层115、有源层117和第二导电半导体层119限定。发光结构120可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和/或P-N-P结结构中的一个。在这个示例中,符号“N”和“P”分别表示N和P型半导体层,并且符号“-”表示两层直接地或间接地彼此堆叠。为了容易说明,第二导电半导体层119可以被称为发光结构120的最上层。
可以通过从在图1中所示的发光器件100去除衬底111来获得发光器件101。即,第一导电半导体层115的顶表面被设置在发光器件101的顶侧处。
反射电极层131形成在第二导电半导体层119下。反射电极层131可以包括欧姆接触层、反射层、扩散势垒层和/或保护层中的至少一个。
反射电极层131可以包括下述结构:欧姆接触层/反射层/扩散势垒层/保护层、反射层/扩散势垒层/保护层、欧姆接触层/反射层/保护层、反射层/扩散势垒层、和/或反射层。
反射电极层131可以包括透射电极层/反射层的堆叠结构。反射电极层131可以包括从由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)、SnO、InO、InZnO、ZnO、IrOx和/或RuOx组成的组中选择的一个。反射层可以形成在透射电极层下。反射层可以包括具有第一折射率的第一层和具有第二折射率的第二层。反射层可以包括其中至少两对第一和第二层交替地堆叠的堆叠结构。第一折射率与第二折射率不同,并且第一和第二层可以包括具有在1.5至2.4的范围中的折射率的材料。例如,第一和第二层可以包括导电材料或绝缘材料。这样的结构可以被定义为DBR(分布式布拉格反射)结构。
可以在第二导电半导体层119和/或反射电极层131的至少一个的表面上形成诸如粗糙部分的光提取结构。该光提取结构可以改变入射层的临界角以改善光提取效率。
第一和第二连接电极141和143可以作为用于供应电力和散热路径的引线。第一和第二连接电极141和143可以具有柱形状。例如,第一和第二连接电极141和143可以具有球形、圆柱形、多边柱形和/或任意形状。多边柱形可以是等角柱形或不是等角柱形,但是实施例不限于此。第一和第二连接电极141和143的顶和下表面可以具有圆形和/或多边形,但是实施例不限于此。第一和第二连接电极141和143的下表面面积可以与第一和第二连接电极141和143的顶表面面积不同。例如,第一和第二连接电极141和143的下表面面积可以比第一和第二连接电极141和143的顶表面面积大或小。
第一和第二连接电极141和143中的一个可以比发光结构120的下表面的宽度小,并且可以比第一和第二电极135和137的下表面的直径或宽度大。
第一和第二连接电极141和143的直径或宽度可以在1μm~100,000μm的范围内,并且第一和第二连接电极141和143的高度可以在1μm~100,000μm的范围内。第一连接电极141的高度H1可以比第二连接电极143的高度H2大,并且第一和第二连接电极141和143的下表面可以对齐在同一平面(即,水平平面)上。
通过使用一种金属或合金,可以将第一和第二连接电极141和143制备为单层。单层的宽度和高度可以在1μm~100,000μm的范围内。例如,单层可以具有比第二连接电极143的厚度大的厚度。
第一和第二连接电极141和143可以包括从由Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W及其合金组成的组中选择的一种。为了改善相对于第一和第二电极135和137的附着强度,第一和第二连接电极141和143可以被镀上金属,该金属包括从由In、Sn、Ni、Cu及其合金组成的组中选择的一个。镀层的厚度可以在的范围中。
镀层可以进一步形成在第一和第二连接电极141和143的表面上。镀层可以包括Sn或其合金、Ni或其合金、和/或Sn-Ag-Cu。镀层可以具有大约0.5μm~10μm的厚度。镀层可以改善相对于其他结合层的结合强度。
绝缘层133可以形成在反射电极层131下。绝缘层133可以形成在第二导电半导体层119的下表面、第二导电半导体层119和有源层117的横向侧、以及第一导电半导体层115的预定区域A1的下表面上。绝缘层133可以形成在除了用于反射电极层131、第一电极135和第二电极137的区域之外的发光结构120的下部区域上,以电保护发光结构120的下部。
绝缘层133可以包括通过使用包括Al、Cr、Si、Ti、Zn和/或Zr的至少一种的氧化物、氮化物、氟化物或硫化物而形成的绝缘材料或绝缘树脂。例如,绝缘层133可以包括从由SiO2、Si3N4、Al2O3和TiO2组成的组中选择的一个。绝缘层133可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。绝缘层133可以当在发光结构120下形成金属结构以用于倒装结合的目的时,防止在发光结构120的层之间的短路。
绝缘层133可以仅形成在发光结构120的表面上,而不形成在反射电极层131的下表面上。因为具有绝缘属性的支撑构件151形成在反射电极层131的下表面上,所以绝缘层133可以不必延伸到反射电极层131的下表面。
绝缘层133具有DBR结构,其中,交替地排列具有彼此不同的折射率的第一和第二层。第一层可以包括SiO2、Si3N4、Al2O3和/或TiO2中的一个,并且,第二层可以包括除了第一层的材料之外的材料。
绝缘层133可以具有在100至的范围内的厚度。如果绝缘层133被制备为多层,则每层可以具有在1至或者100至的范围中的厚度。具有多层的绝缘层133的每层的厚度可以根据发射波长来改变反射效率。在这个示例中可以省略反射电极层。
第一和第二连接电极141和143可以包括Ag、Al、Au、Cr、Co、Cu、Fe、Hf、In、Mo、Ni、Si、Sn、Ta、Ti、W和/或其合金。另外,第一和第二连接电极141和143可以具有包括In、Sn、Ni、Cu和其合金的镀层,以改善相对于第一和第二电极135和137的附着强度。在这个示例中,镀层可以具有在的范围内的厚度。第一和第二连接电极141和143可以被用作诸如焊料球或金属凸块的单个金属,但是实施例不限于此。
支撑构件151可以作为支撑层以支撑发光器件101。支撑构件151可以包括绝缘材料。例如,绝缘材料可以是包括硅或环氧树脂的树脂。另外,绝缘材料可以包括糊状物或绝缘墨。绝缘材料也可以包括从由聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂(PPE)、聚苯醚树脂(PPO)、聚亚苯基硫化物树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯(BCB)、聚酰胺-胺型树状聚合物(PAMAM)、聚丙烯亚胺树状聚合物(PPI)、具有PAMAM的内部结构和有机硅的外表面的PAMAM-OS(有机硅),和/或其组合组成的组中选择的树脂。支撑构件151的材料可以与绝缘层133的材料不同。
诸如包括Al、Cr、Si、Ti、Zn和/或Zr的至少一种的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物的化合物的至少一种可以被加到支撑构件151。向支撑构件151添加的化合物可以是热扩散体。热扩散体是具有预定大小、粒度、填充物和/或添加物的粉末颗粒。为了容易描述,以下描述包括热扩散体的支撑构件151。热扩散体可以包括具有大小的绝缘材料或导电材料。为了改善热扩散效率,热扩散体可以具有的大小。热扩散体的增益可以具有球形或不规则形状,但是实施例不限于此。
热扩散体可以包括陶瓷材料。该陶瓷材料可以包括LTCC(低温共烧陶瓷)、HTCC(高温共烧陶瓷)、矾土、石英、钙锆酸盐、镁橄榄石、SiC、石墨、熔融石英、莫来石、堇青石、氧化锆、氧化铍和/或氮化铝的至少一种。该陶瓷材料可以包括具有比氮化物或氧化物高的导热率的金属氮化物。例如,金属氮化物可以包括具有等于或大于140W/mK的导热率的材料。例如,该陶瓷材料可以包括从由SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、BN、Si3N4、SiC(SiC-BeO)、BeO、CeO和/或AlN组成的组中选择的一个。导热材料可以包括C成分,诸如金刚石或CNT。
支撑构件151可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。支撑构件151可以具有陶瓷粉末,因此可以改善支撑构件151的强度和导热率。
另外,向支撑构件151添加的热扩散体的量可以是1~99wt%。为了改善热扩散效率。50~99wt%的热扩散体可以被加到支撑构件151。因为热扩散体被加到支撑构件151,所以可以在支撑构件151的内部改善导热率。另外,支撑构件151可以具有热膨胀系数4-11[x106/℃]。上面的热膨胀系数可以等于或类似于诸如蓝宝石衬底的衬底的热膨胀系数,因此晶片可以不由支撑构件151和在衬底上形成的发光结构120之间的热膨胀系数差而引起翘曲或损坏,由此改善发光器件101的可靠性。
支撑构件151的下表面面积可以与发光结构120的顶表面面积(即,支撑构件151的顶表面面积)基本上相同。另外,支撑构件151的下表面面积可以等于第一导电半导体层115的顶表面面积。参见图27,支撑构件151的第一横向侧的长度D1可以与发光结构120(在图26中所示)的第一横向侧的长度基本上相同,并且,支撑构件151的第二横向侧的长度D2可以与发光结构120(在图26中所示)的第二横向侧的长度基本上相同。另外,在第一连接电极141和第二连接电极143之间的距离D5可以是在两个邻近的电极焊盘之间的间隔,并且可以对应于相对于发光器件101的一个横向侧的长度的1/2或更大。
支撑构件151的下表面可以是基本上平坦的表面,或者可以是不规则表面,但是实施例不限于此。
支撑构件151的第一区域的厚度T1可以比第二连接电极143的厚度厚。替代地,支撑构件151的第一区域的厚度T1可以比第二连接电极143的厚度H2薄。如果绝缘层133的厚度比第二连接电极143的厚度厚,则支撑构件151的厚度可能变薄。支撑构件151的第二区域的厚度T2可以比第一连接电极141的厚度T2厚。支撑构件151可以具有在1μm~100,000μm或50μm~1,000μm的范围中的厚度T1。
支撑构件151的下表面可以低于第一和第二电极135和137的下表面,并且可以与第一和第二连接电极141和143的下表面对齐在同一平面(即,水平平面)上。
支撑构件151可以接触第一和第二电极135和137以及第一和第二连接电极141和143的外部***表面。因此,从第一和第二电极135和137以及第一和第二连接电极141和143引起的热可以通过支撑构件151扩散和散发。可以通过在支撑构件151中包含的热扩散体来改善支撑构件151的导热率,使得支撑构件151可以通过支撑构件151的整个表面散发热。因此,可以相对于热而再一次改善发光器件101的可靠性。
另外,支撑构件151的横向侧可以与发光结构120和衬底111的横向侧对齐在同一平面(即,垂直平面)上。
可以通过倒装方案安装发光器件101,因此,大部分的光朝向衬底111的顶表面发射,并且通过衬底111和发光结构120的横向侧来发射一些光。因此,可以减少由第一和第二电极135和137引起的光损失。因此,可以改善发光器件101的光提取效率和散热效率。
图28至37是示出根据实施例的发光器件100的制造工艺的截面图。虽然基于单独装置提供下面的说明以便利说明,但是可以以晶片级制造发光器件,并且可以通过下述的工艺来制造该单独装置。然而,单独装置的制造可以不限于下述的工艺。而是可以增加或减少工艺操作,以制造单独装置。
参见图28,可以在生长设备中加载衬底111,并且,以层或图案的形式来在衬底111上形成包括II-VI族元素的化合物半导体。衬底111可以作为生长衬底。
衬底111可以包括透射衬底、绝缘衬底和/或导电衬底。例如,衬底111可以包括从由Al2O3、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3和/或GaAs组成的组中选择的一种。可以在衬底111的顶表面上形成有诸如凹凸图案的光提取结构。凹凸图案可以改变光的临界角,由此改善光提取效率。
第一半导体层113可以形成在衬底111上。可以通过使用包括III-V族元素的化合物半导体来形成第一半导体层113。第一半导体层113可以作为缓冲层,以减少相对于衬底的晶格失配。第一半导体层113可以是未掺杂的半导体层,该未掺杂的半导体层包括不意欲掺杂的GaN基的半导体。第一半导体层113可以是被掺杂第一导电掺杂物的半导体层。
发光结构120可以形成在第一半导体层113上。发光结构120可以包括可以依序形成的第一导电半导体层115、有源层117、和第二导电半导体层119。
发光结构120可以具有N-P结结构、P-N结结构、N-P-N结结构和/或P-N-P结结构中的一个。
可以在发光结构120的至少一层的表面上形成凹凸图案。可以通过湿法蚀刻和/或干法蚀刻来形成凹凸图案,但是实施例不限于此。因为在(发光结构120的)第二导电半导体层119的顶表面上形成凹凸图案,所以发光结构120可以被用作光提取结构。
参见图29,蚀刻发光结构120的预定区域A1。发光结构120的预定区域A1暴露第一导电半导体层115,并且,第一导电半导体层115的暴露部分比有源层117的顶表面低。
参见图30,反射电极层131形成在发光结构120上。反射电极层131具有比第二导电半导体层119的顶表面面积小的面积,以当制造反射电极层131时防止短路。反射电极层131可以包括具有至少70%或90%的反射率的金属材料。
反射电极层131可以包括下述结构:欧姆接触层/反射层/扩散势垒层/保护层、反射层/扩散势垒层/保护层、欧姆接触层/反射层/保护层、和/或反射层。关于每层的材料和厚度的说明可以参考在图1中的说明。
可以交换在图29和30中所示的工艺,并且实施例不限于此。
参见图31,在将第一电极135形成在第一导电半导体层115上之后,可以在反射电极层131上形成第二电极137。在使用掩模对除了电极区域之外的区域进行掩蔽之后,可以通过使用溅射设备和/或沉积设备来形成第一和第二电极135和137,但是实施例不限于此。
参见图32,绝缘层133可以通过溅射或沉积工艺形成在反射电极层131上。绝缘层133形成在除了第一和第二电极135和137的区域之外的反射电极层131的整个区域上,由此覆盖反射电极层131和第二导电半导体层119的顶表面,以及第一导电半导体层115的暴露部分。
绝缘层133可以包括通过使用包括Al、Cr、Si、Ti、Zn和Zr的氧化物、氮化物、氟化物或硫化物形成的绝缘材料或绝缘树脂。例如,绝缘层133可以包括从由SiO2、Si3N4、Al2O3和TiO2组成的组中选择的一个。绝缘层133可以被制备为单层或多层,但是实施例不限于此。
在图31中所示的电极135和137的工艺可以与在图32中所示的用于形成绝缘层133的工艺交换。
参见图33,第一连接电极141结合到第一电极135,并且第二连接电极143结合到第二电极137。第一连接电极141可以包括导电焊盘,诸如焊料球和/或金属凸块,并且可以结合到第一电极135。第一连接电极141可以被排列为与第一导电半导体层115的顶表面垂直。第二连接电极143可以包括导电焊盘,诸如焊料球和/或金属凸块,并且可以结合到第二电极137。第二连接电极143可以被排列为与第二导电半导体层119的顶表面垂直。
参见图34,支撑构件151可以通过挤压方案和/或分配方案形成在绝缘层133上。
通过向诸如硅或环氧树脂的树脂添加热扩散体,支撑构件151可以被制备为绝缘支撑层。
热扩散体可以包括具有Al、Cr、Si、Ti、Zn或Zr的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物的至少一种。例如,热扩散体可以包括陶瓷材料。热扩散体可以是具有预定大小、粒度、填充物和/或添加物的粉末颗粒。
热扩散体可以包括陶瓷材料。该陶瓷材料可以包括LTCC(低温共烧陶瓷)或HTCC(高温共烧陶瓷)。该陶瓷材料可以包括具有比氮化物或氧化物的导热率高的导热率的金属氮化物。例如,金属氮化物可以包括具有等于或大于140W/mK的导热率的材料。例如,该陶瓷材料可以包括从由SiO2、SixOy、Si3N4、SixNy、SiOxNy、Al2O3、BN、Si3N4、SiC(SiC-BeO)、BeO、CeO和/或AlN组成的组中选择的一个。导热材料可以包括C成分,诸如金刚石或CNT。另外,向支撑构件151添加的热扩散体的量可以是1~99wt%。为了改善热扩散效率,可以向支撑构件151添加至少50wt%的热扩散体。
可以通过使用球磨机、行星式球磨机、搅拌叶轮、珠研磨机或篮式研磨机将聚合物与墨或糊状物混和来形成支撑构件151。在这个示例中,可以使用溶剂和分散剂来均匀地分布混合物。可以添加溶剂来调整粘度。以墨为示例,添加3至400Cps的溶剂。另外,以糊状物为示例,添加100至1百万Cps的溶剂。溶剂可以包括从由水、甲醇、乙醇、异丙醇、二甘醇丁醚、MEK、甲苯、二甲苯、二甘醇(DEG)、甲酰胺(FA)、α-松油醇(TP)、γ-丁内酯(BL)、甲基溶纤剂(MCS)、丙基甲基溶纤剂(PM),和/或其组合组成的组中选择的一个。为了加强在微粒之间的耦合强度,可以向溶剂添加硅烷基添加物,诸如1-三甲基硅基丁-1-炔-3-醇、烯丙基三甲基硅烷、三甲基硅基甲磺酸酯、三甲基硅基三氯乙酸、(三甲基硅基)乙酸甲酯,和/或(三甲基硅基)丙酸。在这个示例中,可能会出现凝胶,因此可以认真地考虑添加硅烷基添加物。
在制造工艺中,可以预先制造和结合连接电极(诸如焊料凸块),并且可以在连接电极周围设置支撑构件。相反,在印刷或分配包括墨或糊状物的绝缘层后,可以固化绝缘层,然后,在与连接电极对应的孔中填充导电材料,由此形成连接电极。
支撑构件151可以具有与第一和第二连接电极141和143的顶表面对应的高度。
可以将支撑构件151填充在第一和第二连接电极141和143以及第一和第二电极135和137周围。通过支撑构件151的顶表面来暴露第一和第二连接电极141和143的顶表面。
支撑构件151可以是支撑第一和第二连接电极141和143的绝缘支撑层。第一和第二连接电极141和143可以被***支撑构件151内。
支撑构件151可以具有足以暴露第一和第二连接电极141和143的顶表面的厚度T。根据一个实施例,在已经形成支撑构件151后,可以在支撑构件151中形成连接电极孔,以形成第一和第二连接电极141和143。
可以在预定温度处固化支撑构件151。例如,可以在温度200℃±100℃处固化支撑构件151,这可以不对于半导体层施加影响。
参见图35,如果在图34中所示的晶片旋转180°的角度,则衬底111位于如图35中所示的发光器件的最上部分处。在该状态中,衬底111可以进行剥离工艺。可以在物理方案和/或化学方案中采用剥离工艺来去除衬底。根据物理方案,可以向衬底111上辐射激光,以去除衬底111。另外,根据化学方案,在衬底111中形成孔,并且,通过湿法蚀刻去除在衬底111和第一导电半导体层115之间的半导体层,由此将衬底111从发光结构120分离。
参见图35和36,如果去除衬底111,则如图11中所示暴露第一半导体层113,使得可以通过湿法蚀刻工艺来去除第一半导体层113。替代地,可以不去除第一半导体层114。
参见图36和37,可以以晶片级封装发光器件101,并且将其通过划片、裂片和/或切割工作而分成为单独的芯片,使得可以提供如图37中所示的发光器件101。因为以晶片级来封装发光器件,所以可以通过不使用布线的倒装结合方案来在模块基板上安装发光器件。另外,因为出光表面被排列为朝向发光结构120的顶表面和横向侧,而不是电极,所以可以减少光损失,并且可以改善亮度和光分布。
支撑构件151的下表面面积可以等于发光结构120的顶表面面积,并且支撑构件151的高度可以大于第一和第二电极135和137的厚度,使得支撑构件151可以与第一和第二连接电极141和143的下表面对齐在同一水平平面上。
图38是具有在图1中所示的发光器件的发光设备的侧截面图;
参见图38,通过倒装方案在模块基板170上安装发光器件101。
模块基板170可以包括:金属层171、绝缘层172和保护层175。绝缘层172可以形成在模块基板170的金属层171上,并且第一和第二电极焊盘173和174可以形成在绝缘层172上。第一和第二电极焊盘173和174可以是用于供应电力的平台图案。保护层175可以形成在除了第一和第二电极焊盘173和174的区域之外的绝缘层172上。保护层175可以是阻焊层,并且可以包括白色保护层或绿色保护层。保护层175可以有效地反射光,使得反射光的量可以增加。
模块基板170可以包括具有电路图案(未示出)的印刷电路板(PCB)。模块基板170也可以包括树脂PCB、金属芯PCB(MCPCB)和/或柔性PCB(FPCB),使得实施例不限于此。
(发光器件101的)第一连接电极141可以排列为对应于第一电极焊盘173的顶表面,并且(发光器件101的)第二连接电极143可以排列为对应于第二电极焊盘174的顶表面。第一电极焊盘173通过结合材料177与第一连接电极141结合,并且,第二电极焊盘174通过结合材料177与第二连接电极143结合。
在(发光器件101的)第一和第二连接电极141和143的下表面和模块基板170的顶表面之间的距离可以等于在支撑构件151的下表面和模块基板170的顶表面之间的距离。
虽然已经描述的是在模块基板170上安装一个发光器件101,但是可以在模块基板170上排列多个发光器件,并且实施例不限于此。
图39是根据第十一实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图39,发光器件可以包括在发光结构120的顶表面上与支撑构件151相反地形成的荧光体层161。荧光体层161可以包括荧光膜或涂层,并且可以被制备为单层或多层。
荧光体层161可以包括包含发光材料或者荧光材料的透射树脂层。透射树脂层可以包括硅或环氧树脂,并且发光材料或者荧光材料可以包括从由YAG、TAG、硅酸盐、氮化物和/或氧氮化物基材料组成的组中选择的一个。荧光材料可以包括红荧光材料、黄荧光材料和/或绿荧光材料中的至少一种,并且可以以使得光具有各种波长的方式来激励从有源层117发射的光的一部分。
荧光体层161可以形成在衬底111的顶表面S1以及衬底111和发光结构120的横向侧S2上。荧光体层161可以具有在1~100,000μm或者1~10,000μm的范围中的厚度。
荧光体层161可以包括彼此不同的各种荧光体层,其中,第一层是红、黄和/或绿荧光体层中的一个,并且,第二层形成在第一层上并且与第一层不同。两个不同的荧光体层可以分别布置在彼此不重叠的第一和第二区域上。包含透射树脂材料的保护层可以形成在荧光体层161和发光结构的横向侧上,但是实施例不限于此。
图40是根据第十二实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图40,多个突出物115A可以形成在第一导电半导体层115的上部处。突出物115A与支撑构件151相反地突出,以改变通过第一导电半导体层115入射的光的临界角。因此,可以改善发光器件的光提取效率。突出物115A可以具有透镜形状和/或多边形,并且可以以条纹状图案或矩阵的形式布置突出物115A。每一个突出物115A可以具有三维结构,诸如多边形喇叭(horn)结构。
荧光体层162可以被布置在第一导电半导体层115的顶表面上。荧光体层162的下表面可以具有沿着突出物115A延伸的凹凸形状,并且荧光体层162的顶表面可以具有平坦形状和/或凹凸形状。
荧光体层162可以形成在第一导电半导体层115的顶表面或顶表面的一部分上。另外,荧光体层162可以形成在发光结构120的横向侧上,但是实施例不限于此。
图41是示出根据第十三实施例的发光器件的视图。图42是图41的底视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图41和42,可以在支撑构件152和152A之间形成分开狭缝152B。分开狭缝152B将支撑构件152和152A彼此分开。第一支撑构件152被布置在发光结构120的下侧的一部分下,在第一连接电极141周围。第二支撑构件152A被布置在发光结构120的下侧的另一部分下,在第二连接电极143周围。
分开狭缝152B可以物理地和电子地将第一支撑构件152与第二支撑构件152A分离,并且可以暴露在分开狭缝152B下形成的绝缘层133。
第一和第二支撑构件152和152A可以包括绝缘材料或导电材料。绝缘材料可以包括具有热扩散体的树脂材料。导电材料可以包括碳、SiC和/或金属。如果第一和第二支撑构件152和152A包括导电材料,则第一和第二连接电极141和143包括与导电材料不同的材料。因为包括导电材料的第一和第二支撑构件152和152A通过分开狭缝152B而彼此分离,所以可以防止电短路。
分开狭缝152B可以具有与在第一和第二支撑构件152和152A之间的距离对应的宽度D6,并且具有对应于第二支撑构件152的高度T1的深度。分开狭缝152B可以防止在第一和第二支撑构件152和152A之间的电干扰。
第一和第二支撑构件152和152A的下表面可以与第一和第二连接电极141和143的下表面对齐在同一平面(即,水平表面)上。可以通过第一和第二连接电极141和143来安装第一和第二支撑构件152和152A,即使当第一和第二支撑构件152和152A包括导电材料时也是如此。
包括陶瓷材料的绝缘材料可以进一步被布置在第一和第二支撑构件152和152A之间。在这个示例中,陶瓷材料与第一和第二支撑构件152和152A的下表面对齐在同一平面(即,水平平面)上。
图43是示出根据第十四实施例的发光器件的视图。图44是图43的底视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图43和44,发光器件可以包括在第一和第二连接电极141和143周围设置的多个支撑构件153和153A。第一连接电极141的***部分可以被覆盖有第一支撑构件153,并且第二连接电极143的***部分可以被覆盖有第二支撑构件153A。第一和第二支撑构件153和153A可以包括绝缘材料或导电材料。
第一支撑构件153的宽度W3可以比第一连接电极141的宽度宽,使得第一支撑构件153可以与第一连接电极141一起作为热和电传导路径。第二支撑构件153A的宽度W4可以比第二连接电极143的宽度宽,使得第二支撑构件153A可以与第二连接电极143一起作为热和电传导路径。
在第一和第二支撑构件153和153A之间的距离D7可以是发光结构120的一个横向侧的长度的至少1/2。
包括陶瓷材料的绝缘材料可以被进一步设置在第一和第二支撑构件153和153A之间。在这个示例中,陶瓷材料可以与第一和第二支撑构件153和153A的下表面对齐在同一平面(即,水平平面)上。
图45是根据第十五实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图45,第一连接电极141A的宽度W5可以比第一电极135的宽度宽,并且第一连接电极141A和第一电极135的横向侧可以与发光结构120的横向侧对齐在同一平面(即,垂直平面)上。可以蚀刻发光结构120的预定区域A1,使得可以暴露第一导电半导体层115的蚀刻区域。发光结构120的下边缘区域可以沿着第一导电半导体层115的下边缘区域与发光结构120的外侧表面间隔开预定距离D8,并且可以以环状形成。第一电极135的部分135A沿着第一导电半导体层115的边缘区域以环形形成。该环形可以包括开环形状或闭环形状。
第二连接电极143A的宽度W6可以比第二电极137的宽度宽。
诸如粗糙部分的光提取结构可以形成在荧光体层161的表面161A上。
图46是根据第十六实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图46,发光器件可以包括第一半导体层113、荧光体层163和透镜164。荧光体层163可以形成在第一半导体层113的顶表面上,并且透镜164可以形成在荧光体层163上。可以以凹凸图案形成在第一半导体层113的顶表面,实施例不限于此。
荧光体层163可以具有预定厚度,并且,在荧光体层163上形成的透镜164可以具有凸透镜形状。透镜164也可以具有凹透镜形状或具有凹凸图案的非球面透镜形状,并且实施例不限于此。
多个第二电极137形成在反射电极层131下,并且第二连接电极143对齐在第二电极137下。第二连接电极143以预定间隔T3彼此分离。当从发光器件的底部观看时,第二连接电极143以点矩阵的形式排列。支撑构件151被布置在第一和第二连接电极141和143之间,以及在第二连接电极143之间,以作为绝缘支撑层。因为第二连接电极143被布置在发光结构下,所以可以加强支撑构件151的强度,并且,可以改善电接触效率。另外,可以防止在发光器件的第二连接电极143处出现结合缺陷。可以提供多个第一连接电极141,并且实施例不限于此。
图47是示出根据第十七实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图47,发光结构120的预定区域A1是蚀刻区域,以在多个区域暴露第一导电半导体层115。第一电极135被布置在第一导电半导体层115下,并且,第二电极137被布置在反射电极层131下。因为交替地排列第一和第二电极135和137,所以可以均匀地供应电流。发光结构120可以被多个单元限定,使得可以改善亮度。
图48是示出根据第十八实施例的发光器件的侧截面图。也可以提供其他实施例和配置。在下面的说明中,向已经在第一实施例中描述的元件和结构分配相同的附图标记,并且可以省略其详细说明以避免重复。
参见图48,反射电极层130和第二电极焊盘132被布置在发光结构120下,并且,反射电极层130可以作为在第二导电半导体层119下的欧姆和反射电极。第二电极焊盘132可以具有分层形状或图案形状。
可以在第一导电半导体层115下设置第一电极焊盘134。第一电极焊盘134可以与第一导电半导体层115接触,并且可以结合在第一电极结合层136和第一导电半导体层115之间。第一电极结合层136可以结合在第一电极焊盘134和第一连接电极141之间,以将第一电极焊盘134与第一连接电极141电连接。第一电极结合层136可以包括第一结合电极136A和在第一结合电极136A下的第二结合电极136B。第一电极结合层136A可以结合到第一电极焊盘134,并且第一电极结合层136B可以结合在第一连接电极141和第一电极结合层136A之间。
第一电极焊盘134具有与第二电极焊盘132的堆叠结构相同材料和厚度的结构。例如,第一和第二电极焊盘134和132可以包括附着层、在附着层下的反射层、在反射层下的扩散势垒层和/或在扩散势垒层下的结合层。第一电极结合层136可以结合在第一连接电极141和第一电极焊盘134之间,以改善在第一连接电极141和第一电极焊盘134之间的结合属性。
第一电极结合层136的第一结合电极136A与结合到第一连接电极141的第二结合电极136B结合,使得可以改善第一连接电极141的物理结合和电连接属性。
反射电极层130形成在第二导电半导体层119下,并且,第二电极焊盘132形成在反射电极层130下。反射电极层130的下表面面积可以等于或小于第二电极焊盘132的顶表面面积,但是实施例不限于此。第二电极结合层138形成在第二电极焊盘132和第二连接电极143之间,以改善在第二电极焊盘132和第二连接电极143之间的结合强度。
第二电极结合层138可以将第二电极焊盘132与第二连接电极143连接。第二电极结合层138可以包括第三结合电极138A和在第三结合电极138A下的第四结合电极138B。第三结合电极138A结合到第二电极焊盘132,并且第四结合电极138B结合在第二连接电极143和第三结合电极138A之间。
第二电极结合层138结合在第二连接电极143和第二电极焊盘132之间,以改善在第二连接电极143和第二电极焊盘132之间的结合属性。第一电极焊盘134作为第一电极,并且第二电极焊盘132作为第二电极。
图49是示出具有图26的发光器件的发光器件封装的截面图。
参见图49,发光器件封装201可以包括主体211、在主体211中安装的第一和第二引线电极215和217、模制构件219和发光器件101。
可以通过使用高反射树脂(例如PPA)、聚合材料、和/或塑料材料中的一个来注入成型主体211,并且可以将主体211制备为具有单层的基板,或者制备为多层。主体211可以包括具有开口的顶表面的腔体212,其中,腔体212的侧壁相对于腔体212的下表面倾斜或垂直。
第一和第二引线电极215和217可以被设置在腔体212中,使得第一和第二引线电极215和217彼此间隔开。
根据在前的实施例的发光器件101可以通过倒装方案而结合到第一和第二引线电极215和217。(发光器件101的)第一连接电极141结合到第二引线电极217,并且(发光器件101的)第二连接电极143结合到第一引线电极215。
在第一引线电极215的顶表面和发光器件101的下表面(例如,第一连接电极141、第二连接电极143、和支撑构件151的下表面)之间的距离可以等于在第二引线电极217的顶表面和发光器件101的下表面之间的距离,但是实施例不限于此。
(发光器件101的)支撑构件151形成在第一引线电极215和第二引线电极217上,以通过支撑构件151的整个表面散热。
模制构件219形成在腔体212中。模制构件219包括透射树脂材料,诸如硅或环氧树脂。模制构件219可以进一步包括荧光材料。
可以通过发光器件101的顶表面和横向侧来提取从发光器件101产生的大部分光,通过第二模制构件217向外部散发所提取的光。
可以在发光器件封装201中安装一个或多个发光器件101,但是实施例不限于此。如果在发光器件封装中安装如图39所示的具有荧光体层的发光器件,则可以不向模制构件127A添加荧光材料。另外,可以向模制构件127A添加彼此不同的各种荧光材料,或发射类似颜色的荧光材料。
<照明***>
根据实施例的发光器件或发光器件封装可以被应用到光单元。该光单元可以具有其中排列多个发光器件或多个发光器件封装的结构。该光单元可以包括(如图50和51中所示的)显示装置和/或(如图52中所示的)照明装置。另外,该光单元可以包括照明灯、信号灯、车辆的头灯和/或电子指示牌。
图50是示出根据实施例的显示装置1000的分解透视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图50,显示装置1000可以包括:导光板1041;发光模块1031,其用于向导光板1041供应光;在导光板1041下面的反射构件1022;在导光板1041上面设置的光学片1051;在光学片1051上设置的显示面板1061;以及,底盖1011,用于容纳导光板1041、发光模块1031和反射构件1022。然而,实施例不限于这种结构。
底盖1011、反射片1022、导光板1041和光学片1051可以构成光单元1050。
导光板1041可以扩散光以提供平面光。导光板1041可以包括透明材料。例如,导光板1041可以包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸基树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸脂(PC)、环烯烃共聚物(COC)和/或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂中的一个。
发光模块1031可以向导光板1041的至少一侧提供光,并且可以作为显示装置的光源。
至少一个发光模块1031可以被设置为直接或间接地从导光板1041的横向侧提供光。发光模块1031可以包括模块基板1033和根据实施例的发光器件100。发光器件100(101)在以预定间隔彼此间隔开的同时被布置在模块基板1033上。根据另一个实施例,可以在模块基板1033上布置发光器件封装。
基板1033可以包括具有电路图案(未示出)的印刷电路板(PCB)。另外,模块基板1033也可以包括金属芯PCB(MCPCB)或柔性PCB(FPCB)以及典型的PCB,但是实施例不限于此。如果发光器件100(101)被安装在底盖1011的横向侧上或散热板上,则可以省略模块基板1033。散热板可以与底盖1011的顶表面部分地接触。
另外,发光器件100(或101)可以被布置使得用于在模块基板1033上发射光的出光表面与导光板1041间隔开预定距离,但是实施例不限于此。发光器件100(101)可以直接地或间接地向光入射表面供应光,该光入射表面是导光板1041的一侧,但是实施例不限于此。
反射构件1022被布置在导光板1041下面。反射构件1022可以向导光板1041反射通过导光板1041的下表面向下行进的光,由此提高光单元1050的亮度。例如,反射构件1022可以包括PET、PC或PVC树脂,但是实施例不限于此。反射构件1022可以作为底盖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、和反射构件1022。底盖1011可以包括具有盒形形状的容纳部分1012,该盒形形状具有开口的顶表面,但是实施例不限于此。底盖1011可以与顶盖耦接,但是实施例不限于此。
通过使用金属材料或树脂材料,能够通过冲压工艺或挤压工艺来制造底盖1011。另外,底盖1011可以包括具有优异的导热率的金属或非金属材料,但是实施例不限于此。
显示面板1061例如是LCD面板,该LCD面板包括彼此相对的透明的第一和第二基板,和在第一和第二基板之间***的液晶层。偏振板可以附接在显示面板1061的至少一个表面上,但是实施例不限于此。显示面板1061基于通过光学片1051的光来显示信息。显示装置1000可以被应用到各种便携终端、监控器或膝上型计算机和/或电视机。
光学片1051被布置在显示面板1061和导光板1041之间,并且可以包括至少一个透射片。例如,光学片1051可以包括扩散片、水平和垂直棱镜片、与亮度增强片的至少一个。扩散片可以使入射光扩散,水平和垂直棱镜片将入射光聚集在显示区域上,并且,亮度增强片通过重新利用丢失的光来增强亮度。另外,保护片可以被布置在显示面板1061上,但是实施例不限于此。
导光板1041和光学片1051可以作为光学构件被设置在发光模块1031的光路上,但是实施例不限于此。
图51是根据实施例的显示装置的截面图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图51,显示装置1100可以包括:底盖1152;其上布置了发光器件100(101)的模块基板1120;光学构件1154;以及,显示面板1155。
模块基板1120和发光器件100(101)可以构成发光模块1160。另外,底盖1152、至少一个发光模块1160、和光学构件1154可以构成光单元。可以通过倒装方案来在模块基板1120上排列发光器件。另外,可以在模块基板1120上排列发光器件封装。底盖1151可以具有容纳部分1153,但是实施例不限于此。
光学构件1154可以包括透镜、导光板、扩散片、水平和垂直棱镜片、和/或亮度增强片中的至少一个。导光板可以包括PC或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。可以省略导光板。扩散片可以使入射光扩散,水平和垂直棱镜片可以将入射光聚集在显示区域,并且,亮度增强片通过重新利用丢失的光来增强亮度。
图52是示出根据实施例的照明装置的透视图。也可以提供其他实施例和配置。
参见图52,照明装置1500可以包括:壳体1510;发光模块1530,其被安装在壳体1510中;以及,连接端子1520,其被安装在壳体1510中,以从外部电源接收电力。
壳体1510可以包括具有优异的散热特性的材料。例如,壳体1510可以包括金属材料或树脂材料。
发光模块1530可以包括模块基板1532和在模块基板1532上安装的发光器件100(或101)。发光器件100可以彼此间隔开,或以矩阵的形式排列。发光器件可以通过倒装方案排列在模块基板1532上。另外,发光器件封装可以排列在模块基板1532上。
模块基板1532可以包括印刷了电路图案的绝缘构件。例如,模块基板1532包括PCB、MCPCB、FPCB、陶瓷PCB和/或FR-4基板。
另外,模块基板1532可以包括有效地反射光的材料。可以在基板1532的表面上形成涂层。此时,该涂层可以具有白色或银色,以有效地反射光。
至少一个发光器件封装200(或201)可以被安装在模块基板1532上。每一个发光器件封装200可以包括至少一个LED(发光二极管)芯片。该LED芯片可以包括发射具有红、绿、蓝或白光的可见光带的光的LED和发射UV光(紫外光)的UVLED。
发光模块1530的发光器件封装200(或201)可以被不同地布置,以提供不同颜色和亮度。例如,可以布置白光LED、红光LED和绿光LED以获得高显色指数(CRI)。
连接端子1520电连接到发光模块1530,以向发光模块1530供应电力。连接端子1520具有与外部电源螺纹耦接的插座的形状,但是实施例不限于此。例如,连接端子1520可以以插头形式被制备,该插头被***外部电源或可以通过布线来连接到外部电源。
在本说明书中,任何对于“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”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,认为结合实施例中的其它实施例实现这样的特征、结构或特性也在本领域技术人员的理解范围内。
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设计出许多将落入本公开内容的原理的精神和范围内的其它修改和实施例。更加具体地,在本公开内容、附图、和所附权利要求书的范围内,主题组合布置的组成部件和/或布置方面的各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置方面的变化和修改之外,对于本领域的技术人员来说,替代使用也将是显而易见的。
Claims (20)
1.一种发光器件,包括:
发光结构,所述发光结构包括第一导电半导体层、在所述第一导电半导体层上的第二导电半导体层,以及在所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层之间的有源层;
在所述第一导电半导体层的第一区域下面的第一电极,
在所述第二导电半导体层下面的反射电极层;
在所述反射电极层下面的第二电极;
在所述第一电极下面的第一连接电极;
在所述第二电极下面的第二连接电极;
在所述反射电极层和所述第一导电半导体层的第一区域下面的支撑构件,
其中,所述支撑构件包括在所述第一电极周围的第一支撑构件和在所述第二电极周围的第二支撑构件,并且狭缝被设置在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件之间。
2.一种发光器件,包括:
发光结构,所述发光结构包括第一导电半导体层、在所述第一导电半导体层上的第二导电半导体层,以及在所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层之间的有源层;
在所述第一导电半导体层的第一区域下面的第一电极,
在所述第二导电半导体层下面的反射电极层;
在所述反射电极层下面的第二电极;
在所述第一电极下面的第一连接电极;
在所述第二电极下面的第二连接电极;
在所述反射电极层和所述第一导电半导体层的第一区域下面的支撑构件,
其中,所述支撑构件包括在所述第一电极周围的第一支撑构件和在所述第二电极周围的第二支撑构件,
其中,在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件之间的距离是所述发光结构的一个横向侧的长度的至少1/2。
3.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中,所述支撑构件包括包含树脂的绝缘材料。
4.根据权利要求3所述的发光器件,其中,所述支撑构件具有热扩散体。
5.根据权利要求4所述的发光器件,其中,所述热扩散体具有绝缘材料、陶瓷材料或导电材料。
6.根据权利要求4所述的发光器件,其中,所述热扩散体包括具有Al、Cr、Si、Ti、Zn和Zr中的至少一种的氧化物、氮化物、氟化物和硫化物中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的发光器件,其中,在所述支撑构件中包含的所述热扩散体的量在50~99wt%的范围内。
8.根据权利要求1或2所述的发光器件,进一步包括:在所述发光结构上方的第一荧光体层,并且所述第一导电半导体层被设置在所述第一荧光体层和所述有源层之间。
9.根据权利要求1或2所述的发光器件,进一步包括在所述发光结构上的透射衬底。
10.根据权利要求9所述的发光器件,进一步包括在所述透射衬底上的第二荧光体层。
11.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中,包括陶瓷材料的绝缘材料被布置在所述第一支撑构件和所述第二支撑构件之间。
12.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中,所述第一支撑构件和所述第二支撑构件中的至少一个由导电材料形成,
其中,所述第一支撑构件具有大于所述第二连接电极的厚度的厚度。
13.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中,所述支撑构件的下边缘在所述发光结构的横向侧上是直的,
其中,所述支撑构件的横向侧与所述发光结构的横向侧对齐在同一平面上。
14.根据权利要求1或2所述的发光器件,进一步包括在所述第一电极和所述第一连接电极之间的结合电极。
15.根据权利要求1或2所述的发光器件,进一步包括在所述支撑构件和所述反射电极层之间的绝缘层。
16.根据权利要求15所述的发光器件,其中,所述绝缘层直接接触所述第一支撑构件和所述第二支撑构件。
17.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中,所述第一支撑构件和所述第二支撑构件的下表面与所述第一连接电极的下表面和所述第二连接电极的下表面对齐在同一水平平面上。
18.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中,所述第一连接电极具有比所述第一电极的宽度宽的宽度,并且所述第二连接电极具有比所述第二电极的宽度宽的宽度。
19.根据权利要求1或2所述的发光器件,其中,所述第一导电半导体层的上部具有多个突出物。
20.一种具有发光器件的发光设备,包括:
模块基板;以及
排列在所述模块基板上的多个发光器件,所述发光器件是根据权利要求1或2所述的发光器件,
其中,所述模块基板包括金属层、在所述金属层上的绝缘层以及在所述绝缘层上的第一焊盘和第二焊盘,
其中,所述第一焊盘通过结合材料与所述发光器件的第一连接电极结合,以及
其中,所述第二焊盘通过结合材料与所述发光器件的第二连接电极结合。
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