TW201131808A - Light emitting device, method of manufacturing the same, light emitting device package, and lighting system - Google Patents

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201131808 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係主張關於2〇〇9年12月2日申請之韓國專利申請 案號10-2009-0118720之優先權。藉以引用的方式併入本文用作 參考。 本發明係關於一發光裝置及其製造方法、發光裝置封裝以 及照明系統。 【先前技術】 發光二極體（light emitting diode，LED)主要做為一種發 光裝置。LED將電訊號轉換成光的形式，例如藉由利用化合物 半導體（compound semiconductor )特徵的紫外線或可見光。 近來LED的發光效率（light efficiency)已逐漸增加，使得 LED被使用在各種電氣和電子設備，例如顯示减照明裝置。 【發明内容】 本發明實施例提供-具有新穎結構的發光裝置及其製造方 法、一發光裝置封裝、以及一照明系統。 本發明實施例提供—可以增加内部量子效率（q⑽麵 efficie卿）的發钱置及錄造方法、1光裝韻|、以及— 201131808 照明系統。 本發明實施例提供一可以增加光效率的發光裝置及其製造 方法、一發光裝置封裝、以及一照明系統。 根據本發明實施例，一發光裝置包括一第一傳導半導體層 具有第一導電雜質(conductive impurities)、一第二傳導半導體磨 具有與第一導電雜質不同的第二導電雜質、一主動層介於在第一 傳導半導體層和第二料半導體層之間 '以及—氮化銘銦基 (AlInN-based)半導體層***在主動層和第二傳導半導體層之間， 其中以氮化鋁銦基半導體層皆與主動層和第二傳導半導體層接 觸’而且包括第二導電雜質。 根據本發明實施例，發光裝置的製造方法包括形成一第一 傳導半導體層、形成一主動層在第一傳導半導體層、形成一氮化 鋁銦基半導體層直接形成在主動層上且包括第二導電雜質、以及 形成一第二傳導半導體層在氮化鋁錮基半導體層上。 【實施方式】 必須說明在本發明實施例的說明中，當指明一層（或 膜）、區域、圖案、或一結構是在另一個基板、一層（或膜）、 區域、墊狀物、或圖案「之上」或「之下」，則其可以是「直 接」或「間接」在這另一個基板、一層（或膜）、區域、墊狀 201131808 物、或圓案上’或者可能呈現-個以上的中間層。參照附圖說明 該層膜位置。 為求方便、清晰，附圖所示每一層的厚度與大小，可能被 誇大、省略或是以示意®繪製。另外，®中零件大小並不完全反 映實際的大小。 以下將詳細敘述根據本發明實施例的發光裝置、發光裝置 封裝、以及發光裝置的製造方法。 圖1為根據本發明第一實施例的發光裝置的視圖，且特別 顯示一水平型(horizontal)發光裝置。 參閱圖1，根據本發明第一實施例，發光裝置1〇〇包括—爲 板10、一包含一緩衝層（未顯示）的未摻雜氮化物層20形成在 基板10上、-第-傳導半導體層3G形成在未摻_氮化物層 20上、一主動層40形成在第一傳導半導體層3〇上、一電子咀 擔層 50形成在主動層 40 (electron blocking layer)上、LV n ^及一^第 二傳導半導體層60形成在電子阻擋層5〇上。此外，一 罘一電子 層70形成在第一傳導半導體層3〇上，以及一第二電子層 成在第二傳導半導體層60上。 在第-傳導半導體層30和主麟4〇之卿鱗 ^ 一導 電雜質的氮化銦鎵（InGaN) /氮化鎵（GaN)超晶 。結構 201131808 (superlattice structure)或氮化銦鎵（InGaN)/氮化銦鎵(inGaN)超 晶格結構。 舉例而言，基板10可包括藍寶石（Al2〇3)、碳化石夕 (SiC )、砷化鎵（GaAs )、氮化鎵（GaN )、氧化鋅 (ZnO)、矽（Si)、磷化鎵(GaP)、磷化銦（inp)和鍺（Ge) 中的至J 一種，但本實化例並非用以限定本發明。複數個突起物 圖案可形成在基板10的上表面，且可散射從主動層4〇發出的光 以增加光效率。舉例而言，突起物圖案可有一個半球形、多角 形、二棱錐形、以及奈米柱形(nano-column shape) 〇 緩衝層（未顯示）形成在基板10上。舉例而言，緩衝層可 包括一氮化鎵基的材料，或者可有如氮化鋁銦(A1InN)/氮化鎵 (GaN)、或氮化|呂銦（AllnGaN)/氮化銦鎵(inGaN)/氮化鎵(GaN) 的疊層結構。 未摻雜氮化物層20形成在緩衝層（未顯示）上。例如，未 摻雜氮化物層20可包括一未摻雜氮化鎵層。 第一傳導半導體層30可包括第一導電雜質，例如，一 N型 半導體層。第一傳導半導體層3〇可包括ΙηχΑ1ρ〜Ν (〇如， 〇分$1’ O^X+y^l)的半導體材料。舉例而言，第一傳導半導體層 3〇的材料可係選自由氮化鎵銦鋁（InA1GaN)、氮化鎵、 201131808 氮化銘鎵(AlGaN)、氮化細（A1InN)、氮化銦鎵(InGaN)、氣 化鋁(A1N)、氮化銦(inN)所組成的群組。第一傳導半導體層 可摻雜如石夕、鍺、和錫的N型雜質。 藉由注入三曱基鎵（TMGa)氣體、氨氣（NH3)、和石夕烧 (8¾)氣體至腔體與氫氣氓）混合而形成第—傳導半導體層 30 ° 根據構成主動層40的材料藉由第一傳導半導體層3〇注入 的電子（或電洞）和藉由第二傳導半導體層5〇注入的電洞（或 電子）的再、而使主動層4〇依據能帶（energyb⑽的能 帶隙(band gap)差異而發光。絲層4〇可為單量子井結構多量 子井、”。構（MQW)、量子點結構、或量子線結構，但本實施例 並非用以限定本發明。 主動層40可包括具有組成化學式為化為Ga^N (〇对， 〇卸，牧+y湖半導體材料。料動層4()具有多量子井結構 (MQW) ’則主動層4〇可包括氮化銦鎵井伽⑽減)/氮化 鍊阻隔層（GaN barrier layer)的疊層結構。 主動層40可藉由入二甲基鎵（ΤΜ&)氣體、三甲基姻 (TMIn)氣體、和氨氣(馳）至腔體内與氣氣㈤混合而形 成0 201131808 電子阻擔層50形成在主動層4〇上，且與主動層4〇和第二 傳導半導體層60接觸。 電子阻擋層50可包括-有例如鎂（Mg) a p_型雜質的氣 化脑基(AlInN-based)的半導體層。電子阻擋層5〇可直接形成 在主動層40上，或者在主動層4〇上形成電子阻擔層％時，在 電子阻擔層50和主動層40之間***另一半導體層。 電子阻擔層50可藉由注入三甲基铭（TMA1)氣體、三甲 基姻（TMIn)氣體、氨（NH3)氣、以及 bis(ethylcyclopentadienyl)magnesium ((EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}) 氣體至腔體與氫氣混合而形成。 第二傳導半導體層60形成在電子阻擋層5〇上。舉例而 吕，第一傳導半導體層60可包括一 p型半導體層。第二傳導半 導體層60可具有組成化學式為InxAiyGai^N⑴^^丨，03^， 〇$x+y£l)的半導體材料。例如，第二傳導半導體層6〇的材料係 可選自由氮化鎵銦鋁（InAlGaN)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵 (AlGaN)、氮化銦鎵(inGaN)、氮化鋁銦(AlinN)、氮化鋁(A1N)、 氮化銦(InN)所組成的群組，且可摻雜如鎂(Mg)、鋅(Zn)、i弓 (Ca)、鳃(Sr)、和鋇(Ba)的P型摻雜物。 第二傳導半導體層60可藉由注入三曱基鎵（TMGa)氣 201131808 體、氨氣(励)和(EtC^MgHMgAHAH^}氣體至腔體與氣氣 (H2)混合而形成。 同時’第-傳導半導體層3G可包括p型半導體層，而第一 傳導半導體層60可包括N型半導體層。此外，—包μ型料 體層或Ρ型半導體層的第三料半導體層（麵示）可形成在 第二傳導半導體層6G上。因此，包含第—傳導半導體層％、主 動層4〇寿口第二傳導半導體層6〇的發光結構層可具彳灿、ρΝ、 ΝΡΝ、和ΡΝΡ接合結構中的至少一種。此外，在第—和第二傳 導半導體層30、60中的雜勝雜濃度可為相同或不規律的。換 句話說，發光結構層可有各種結構，但實施例並非限定於此。 心光裝置100可包括氮化鎵基(GaN based)的發光二極體以 發出藍光’該藍光波長頻帶介於至她m、最好巾央波長大 約為465細、以及具有半峰全寬（M width at half顧画吼 FWHM)為約 15 至 4〇nm。 為了製造發光裝置1〇〇 導半導體層30、主動層4〇、 ’在形成未摻雜氮化層20、第一傳 電子阻擋層50、第二傳導半導體層 60於基板1〇之後’進行一台面钱刻（刪&咖㈣）步驟以g 擇性移除第一傳導半導體層3〇、主動層40、電子阻擋層50、, 第傳導半導體層6〇。第一電極層兀形成在第一傳導半導觉 201131808 層30上’而第二電極層80形成在第二傳導半導體層6〇上。 ㈣’為改善_量子效率’根據本發第__實施例的發光 裝置100包括一電子阻擋層50***在主動層4〇和第二傳導半導 體層60之間。 為改善發光裝置100發光效能，儘可能有效率地將電子和 電洞注入主動層40，並彼此再結合且不洩漏至其他區域產生 光。 在注入主動層40的電洞和電子中，電子移動較電洞快，且 由主動層40產生的熱能所造成的熱電子從主動層4〇偏離，因此 熱電子洩漏至第二傳導半導體層60中。為防止電子洩漏至第二 傳導半導體層60，可形成一電子阻擋層5〇，其具有的能帶隙 (bandgap)大於主動層40的能帶隙，以作為電子的阻隔層。 在根據本發明第一實施例的發光裝置1〇〇中，形成的電子 阻擋層50可具有組成化學式為ΑΙ^ΙϋχΝ : Mg (〇<χ<〇·35)，其 中當X的範圍為0.15<χ<0.19，呈現更好的效果。特別是當χ 為0.17日#，電子阻擋層50可與氮化鎵（GaN)晶格匹配 (lattice-matched )。 雖然電子阻擔層50傳統上包括氮化銘鎵(AiGaN)，由於晶 格常數（lattice constant)與主動層40失配所造成的晶格缺陷 12 201131808 (lattice defect)，氮化鋁鎵(AlGaN)很難加入（participate) P 型 摻雜’而且由於晶格常數失配所造成的晶格缺陷和摻雜物的大量 活性化能（activation energy)，無法生成帶有優越傳導性和結晶 性的晶體。這在價能帶（valance band )形成能量阻隔層（energy blocking layer)，因此防止電洞移至主動層40的多量子井層。 當藉由摻雜而形成的費米能階（Fermi level)增加至高於價能帶 的費米能階時’則電洞阻隔層（holeblocking layer)亦會增加。 因此’在根據本發明第一實施例的發光裝置1〇〇中，電子 阻擋層50包括氮化紹銦(Αΐιη]ν^的三元(temary)混合化合物，因 此可移除晶格常數與氮化鎵層的失配。此外，藉由在氮化鋁銦的 二元混合化合物之間使用一局部能量部（l〇cal energy site)而增 加電洞移動率’而且由於載子濃度（carrier c〇ncentration)的活 性效能低於氮化銘鎵(AlGaN)的活性效能，載子濃度因此增加。 如此一來，結構和電氣特性得以獲得改善，主動層4〇的發光效 率因此獲得改善。 圖3為根據本發明第一實施例發光裝置ι〇〇的帶隙能量 (band gap energy )。 參閱圖3，電子阻擋層50可包括一氮化鋁銦(AiInN)層。由 於氮化鋁銦層包含銦，因銦的低可溶性，在固態時發生如 13 201131808

Spin—的相分離（phase，咖1〇n)。於是由於相分離，因此 含有大量_晶體在氮化細層局部的形成。晶體的帶隙能量低 於預定的肢細(A1InN)_能量，且在氮化脑層形成局部 月t*里部。因此其巾堆積了局部電子和局部電洞而帶有電氣特性的 化合物半導體形成在局部能量部中。 當氮化紹銦層包括17%的銦時，氮化脑層與氮化録晶格 匹配’因此在發光裝置中可防止晶格缺陷。在此例中，氮化紹姻 層在獲得較高摻雜效率上是較有利的。當Ali xInxN:Mg的又範圍 為〇<x<0.17時，氮化鋁銦層的帶隙能量可介於62eV和 4.92eV的範圍内。當x為〇17時，理論上氮化鋁銦層的帶隙能 量為4.92eV。然而事實上，由於翹曲(Bowing)，所測得的具有銦 混合物的氮化鋁銦層之帶隙能量至3 7eV。 如圖3所示，當施加一順向電壓時，帶隙能量因電壓方向 而改變。因此當氮化鋁銦層***在主動層4〇 (多量子井主動 層）和第一傳導半導體層6〇之間時，由於足夠的高能量阻擋層 對抗電子和Kronig-Penny模式，在價能帶的局部能量部累積的 電洞可輕易提供給主動層40。因此增加主動層40的内部量子效 應。 圖2為根據本發明第二實施例的發光裝置1〇〇的視圖。圖2 201131808 揭露-垂直發光裝置⑽。後文t將仔細描雜據本發明第 -實施例的發光裝置100 ’但著重在與根據第—實施例發光裝置 的不同之處以避免贅文。 參閱圖2，根據本發明第二實施例的發光裝置1〇〇包括第二 電極層80、第二料半導體層6Q形成在第二電極層8()上、電 子阻擔層5〇形成在第二傳導半導體層6〇上、主動層4〇形成在 電子阻擋層50上、第一傳導半導體層3〇形成在主動層4〇上、 以及第一電極層70形成在第一傳導半導體層3〇上。 -包含第-料雜質的氮化錮鎵//氮化鎵超晶格結構或氣 化銦鎵/氮化銦鎵超晶格結構可***在第一傳導半導體層％和 主動層40之間。 一具有柱狀或孔狀的光線擷取結構31可形成在第一傳導半 導體層30的上表面上。规娜結構31可有效將從主動層4〇 發出的光娜至外部。舉例*言，光賴取結構31可為半球體 狀、多角形、三稜錐形、以及奈米柱形的其中—種。光線擷取結 構可包括一光子晶體（photonic crystal)。 第二電極層80包括-傳導支撐基板13〇、一反射層12〇形 成在傳導支撐基板130上、-歐姆接觸11Q形成在反射層12〇 上。傳導支撐基板130係可選自由銅(Cu)、鎳⑽、銦(M〇)， 15 201131808 (Al)、金(Au)、鈮（Nb)、鎢（W)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、钽(Ta)、 鈀(Pd)、鉑(Pt)、矽(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵（GaAs)、氧化鋅 (ZnO)、以及碳化矽(SiC)所組成的群組，而反射層120係可選自 由銀(Ag)、銀合金、銘(A1)、和銘合金所組成的群組。一黏著金 屬層可***在傳導支撐基板130和反射層120之間，以改善傳導 支撐基板130和反射層120之間的介面黏著強度。黏著金屬層係 可選自由銅(Cu)、鎳(Ni)、銀(Ag)、鉬(Mo)、鋁(A1)、金(Au)、銳 (Nb)、鶴(W)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鈕(Ta)、鈀(A1)、錯（Pb)、在白 (Pt)、矽(Si)、鋁-石夕(Al-Si)、銀·鑛(Ag-Cd)、金-銻（Au-Sb)、 !呂-辞(Al-Zn)、在呂-鎂(Al-Mg)、銘-鍺(Al-Ge)、！巴-錯（Pd-Pb)、 銀-錄(Ag-Sb)、金·銦(Au-In)、鋁-銅-石夕(Al-Cu-Si)、銀-錢·銅(Ag_ Cd-Cu)、銅-銻(Cu-Sb)，锅-銅(Cd-Cu)、銘-夕-銅(Al-Si-Cu) ' 銀_ 銅(Ag-Cu)，銀-鋅(Ag-Zn)，銀-銅-鋅(Ag-Cu-Zn)，銀-録-銅-鋅(Ag_ Cd-Cu-Zn)，金-石夕(Au-Si)，金-錯(Au-Ge)，金-鎳(Au-Ni),金-銅(Au· Cu)，金-銀-銅(Au-Ag-Cu)，銅-氧化銅(Cu-Cu2〇)，銅-辞(Cu-Zn),銅_ 磷（Cu-P)、鎳-磷(Ni-P)、鎳-鐘巴（Ni_Mn_Pd)、鎳_鱗例_ P)、以及叙-錄(Pd-Ni)。歐姆接觸層no可包括透明金屬氧化 物。舉例而言，歐姆接觸層110可為一單層結構或為一多層結構 其係選自由氧化銦錫（ιτο)、銦辞氧化物（12〇)、氧化銦錫 16 201131808 鋅（ΙΖΤΟ)、氧化銦簡（IAZ0)、氧化銦録鋅（iGz〇)、 氧化銦鎵錫（IGTO)、偶氮（AZ0)、錄錫氧化物（AT〇)、 氧化鎵辞（GZO)、氧化鉉（ΐΓ〇χ)、氧似了（Ru〇J、氧化釘 /氧化銦錫、鎳，銀，鎳/氧化銥/金、以及鎳/氧化銀/金/氧 化銦鎵所組成的群組。但也只可形成反射層m和歐姆接觸層 110甲的其中一種。 -電流阻擔層14G (e_tblQekinglayer)形成在第二傳導 半導體層60和第二電極層8〇之間。至少部份的電流阻播層⑽ 在垂直方向與第-電極層7〇重4。電流崎層i4G可由絕緣材 料形成’或由-種與第二料半導體層⑻形成—蕭特基接觸 (schottky contact)的材料所形成。因此，電流阻擔層14〇可防 止電流集中地流人第二電極層8G和第—電極層7()之間的最短距 離，以改善發光裝置100的光效率。 -保護層150可***在第二電極層8〇上表面的圓周區域。 亦即’保護層150可設置在第二傳導半導_ 6〇和第二電極層 8〇之間的圓周區域。另外，保護層15G可由如氧化辞(Zn0)或二 氧化石夕(Si〇2)的絕緣材料所形成。保護層⑼的部份可設置在第 二電極層80和第二傳導半導體層⑻之間，以與第二傳導半導體 層60垂直重疊。 17 201131808 保護層！50增加了第二電極層8〇和主動層仙之間側面的 距離。因此保護層150可防止第二電極層8()和主_如彼此發 生電氣短路。 另外，當在保護層150進行隔離敍刻步驟（is〇lati〇n細㈣ process)以在晶片分離步驟將發光結構層分離為單元晶片時，碎 片可能會在第二電極層8G產生。如此—來，碎片附著在第二傳 導半導體層6G和主動層4G之間，或附著在主動層⑼和第一傳 導半㈣層3G之間’以防止其彼此發生電氣短路。另外，保護 層150可由不會破碎或不會產生碎片的材料所形成，或是即使多 ^會破碎或產生小量制但也*會造成電氣轉的材料所形成。 保"蒦層90可形成在第一傳導半導體層30、主動層4〇、 ' 擋層50、以及第二傳導半導體層6〇。保護層9〇可電性上 或貫質上保護第—傳導半導體層3G、主動層⑼、電子阻擔層 50、以及第二傳導半導體層60。 為了製造根據本發明第二實施例、圖2的發光裂置励，在 °斤示於基板1〇上形成未摻雜氮化層20、第一傳導半導體 層30、主動層40、電子阻擔層50、以及第二傳導半導體層6〇 之後’―第二電極I 80形成在第二傳導半導體層60之下，如圖 斤丁形成第二電極層80之前，可形成電流阻擋層14〇和保 18 201131808 護層150在第二傳導半導體層60上。接著，在第一傳導半導體 層30、主動層40、電子阻檔層50、以及第二傳導半導體層恥 進行隔離蝕刻步驟，以在晶片分離步驟中將發光結構層分離為單 元晶片。 接著在藉由雷射剝離法（laser lift off scheme)或蝕刻法移 除基板10和未摻雜氮化層20之後’第一電極層70形成在第一 傳導半導體層30上。 同時’根據本發明第二實施例發光裝置100的電子阻擔層 50之特性與根據本發明第一實施例發光裝置電子阻擋層的特性 完全相同。 圖4為一圖形表示當根據本發明實施例發光裝置使用氮化 铭銦層作為電子阻播層(electron blocking layer)時，以及當根據本 發明實施例發光裝置使用傳統的氮化鋁鎵層做為電子阻擋層時， 發光效率為電流密度的函數。 如圖4所示，一包含15〇/0鋁(A1)的氮化鋁鎵(AlGaN)層*** 在主動層和第二傳導半導體層之間，以測量發光效率，以及一包 含25°/。銦(In)的氮化銦鋁(AlinN)層***在主動層和第二傳導半 導體層之間，以測量發光效率。測量結果為當使用氮化鋁銦 (AlInN)層為電子阻擋層時，發光效率獲得改善。 19 201131808 圖5為一圖形表示當根據本發明實施例發光裝置使用氮化 銘銦(AlInN)層做為電子阻擔層時’根據氮化铭銦層銦⑽含量的 變化，發光效率為電流密度的函數。 如圖5所不，當使用含有17%銦(In)的氮化銘銦(AlInN)層 為電子Wt料’呈現最佳發光效率，以及當氮化減(A_) 層含有25%銦㈣時則呈現較佳發光效率。此外，即使當氮她 雖ΙΙηΝ)層含有30%或35%的銦⑽時，發光裝置的發光效率獲 得改善。 圖6為-_表示根據本發明實施例發光裝置，當主動層 和P-氮化鎵層之間***含有17%銦(In)的氮化銘銦(AiinN)層時， 以及當根據本發明實_發光裝置的絲層和含有17%铜的氣 化脑層之_人—厚度約4Qnm的p氮化鎵糾，發光效率為 電流密度的函數。 如圖6所不’當第二傳導層，亦即，p_氮化錄層***在主 動層和氮傾銦__之間時，由於p_氮化鎵層，氮化脑 層無法充分發揮電子輯層的_。因此，發纽率並無法大為 改善。相反地’當氮化__權插人在絲層和卜氮化録 層之間時，發光效率大為改善。 圖7為根據本發明實施例含有發光裝置的發光裝置封裝。 20 201131808 參閱圖7，根據本發明實施例，發光裝置封裝包括一封裝體 200、在封裝體200形成的第一和第電極21〇、22〇、提供在封裝 體200的發光裝置1〇〇且電性連接至第一和第二電極2ι〇、 220，以及圍繞發光裝置1〇〇的一模製件4〇〇 (111〇1出％ member) 〇 封裝體200可括矽、合成樹脂、或金屬材料。另在發光裝 置100的周圍形成一傾斜表面。 第一和第二電極210、220彼此電氣絕緣，以提供電力給發 光裝置100。此外，第一和第二電極反射發光裝置1〇〇發出的 光’以改善光效率和將發光裝置1〇〇所產生的熱排散至外部。 圖1的水平型發光裝置或圖2的垂直型發光裝置適用於發 光裝置100。發光裝置1〇〇可安裝在封裝體2〇〇或在第一和第二 電極210、220上。 發光裝置100可經由一導線(wire)300而電性連接至第一電 極210和/或第二電極220。因為本發明實施例揭示垂直型發光 裴置，因此使用一導線300。根據本發明另一實施例，如果使用 水平型發光裝置，則使用二條導線300。如果發光裝置1〇〇為覆 晶型（flip-chip )，則不需使用導線300。 模製件400圍繞(surround)發光裝置1〇〇，以保護發光襄置 21 201131808 100。此外’模製件400可包括螢光材料，以改變發光裝置1〇〇 發出光的波長。 如上所述，根據本發明實施例的發光裝置中，氮化銘銦 (AlInN)層***在主動層和第二傳導半導體層之間，作為一電子 阻擋層，因此發光裝置的發光效率可獲得改善。 根據本發明實施例的複數個發光裝置封裝排列(arrayed)在基 板上，而且從發光裝置封裝發出的光的光學路徑上提供了包括導 光板、稜鏡片、擴散片、及螢光片的光學構件。此外，發光裝置 封裝、基板、以及光學齡可作為H單元或發光單元。例 如，照明线可包括—f光單元、發光單元、指示燈、發光體 (lamp)、或街燈。 圖8顯不-背光單元聰，包括根據本發明實施例的發光 農置或發光裝置封裝。圖8所示的背光單元·為照明系統的 一範例’但實施例並非限定於此。 參閱圖8 ’背光單元11⑻包括-底框1140、-導光構件 2〇女裝在底框1140中、以及一發光模組111〇安裝在導光構 件mo的-側或底部表面上。此外，一反射片⑽配置在導光 構件1120下方。 底框114G為相狀’上表面有—開口以接收導光構件⑽、 22 201131808 發光模組1110和反射片1130於其内。此外，底框114〇可包括 金屬材料或樹脂材料’但實施例並非限定於此。 發光模組1110可包括一基板700和複數個發光裝置封裝 6〇〇安裝在級上。發絲置封裝_提供光線至導光構件 1120。根據本發明實施例的發光模組111〇 ,發光裝置封農 安裝在基板700上。但是，根據本發明實施例的發光裝置封裝亦 可能直接安裝在發光裝置1〇〇。 如圖8所示，發光模組111〇安裝在底框114〇的至少一内 側’以提供光線到導光構件U2〇的至少一側。 此外’可在底框1140下方提供發光模組111〇，以提供光線 朝向導光構件1120底部表面。可根據背光單元u⑻的設計而改 變此配置，但實施例並非限定於此。 導光構件1120安裝在底框1140中。導光構件1120將發光 模、、且1110發出的光轉換成面光源（S山也π light)，以將面光源 導向顯示面板（未顯示）。 導光構件1120的上部(Upperp〇rti〇n)可提供一導光板(light 8 plate)例如’導光板可由丙稀醯基樹脂（aeryi_based reSltl )製造而成，例如聚甲基丙烯酸曱脂（polymethyl methacrylate; PMMa )、聚對苯二甲酸二乙酉旨（_她作狀 23 201131808 te_thalate;PET)、聚碳酸醋（p〇lycarb〇搶;pc)、環狀烯烴 /、t物（COC )、及聚奈二甲酸乙二醇自旨（ naphtiialate; PEN )樹脂。 光學片1150可提供在導光構件ii2〇之上。 光學片1150包括-擴散片、—集光片、—增光片、以及一 螢光片中的至少-種。例如’光學片⑽為擴散片、集光片、 增光片、和螢光片的-層疊結構。在此情況，擴散片一致地散射 從發光她1110發出的光，因此可II轉光丨將散射的光集中 至顯示面板（未顯示）上。集光片的光輸出隨機極化 (polarized)，增光片則增加集光片光輸出極化的程度。集光片可 包括-水平和/或垂直的賴片。此外，增光片可包括一雙面增 光膜(dual brightness enhancement)，螢光片可包括一透射板或包 含螢光體（phosphor)的透射膜。 反射片謂可設置在導光構件112〇之下。反射片⑽反 射光線，該統透過發光構件⑽底部表崎出，耐向發光 構件 1120 的出光表面(light exit surface) 〇 反射片1130包括具有高反射性的樹脂，如聚對笨二甲酸二 乙酉旨（PET)、聚碳_旨⑽、聚氣乙稀（pvc)樹脂，但實 施例並非限定於此。 24 201131808 圖9為根據本發明實施例、包括發光裝置或發光裝置封裝 的發光單元之透視圖。圖9所示的發光單元1200為照明系統的 一例’但實施例並非限定於此。 參閱圖9 ’發光單元1200包括一殼體121〇、—發光模組 1230安裝在殼體1210中、以及一連接端子122〇安裝在殼體 1210中以從外部電源取得電力。 殼體1210最好包括具有高散熱特性的材料。例如，殼體 1210包括金屬材料或樹脂材料。 發光模組1230可包括一基板7〇〇和至少一發光裝置封裝 600安裝在基板700上。根據本發明實施例，發光裝置封裝6〇〇 女裝在基板700上。但是，根據本發明實施例亦可能直接安裝在 發光裝置100。 基板700包括一印有電路圖案的絕緣構件。例如，基板7〇〇 包括印刷電路板（PCB)、金屬核心（MC)印刷電路板、可撓 式（flexible)印刷電路板、或陶瓷（ceramjc)印刷電路板。 此外，基板700可包括一有效反射光線的材料。基板3〇〇 的表面可塗上顏色，如白色或銀色，以有效反射光線。 根據本發明實施例，至少一發光裝置封裝6〇〇安裝在基板 700上。每一個發光裝置封裝6〇〇可包括至少一發光二極體。發 25 201131808 光二極體可包含-發出紅、綠、藍、或白光的發光二極體，及— 發出紫外線（uv)的紫外線發光二極體。 發光模組1230的發光二極體可有不同的排列，以提供各種 顏色和亮度。舉例而言，可配置白色發光二極體、紅色發光二極 體、及綠色發光二極體，以此獲得高現色性指數（cri)。此 外，可在發光模組1230光線發出的路徑配置一螢光片，以改變 發光模組1230發出的光的波長。例如，如果發光模組123〇發出 的光具有縣的波長帶，_以可包括黃色縣體。在此例 中’從發光模組1230發出的光通過螢光片，因此該光線看起來 為白光。 連接端子1220電性連接至發光模組咖，以提供電力至發 光模、、且1230參閱圖9 ’連接端子122〇為牙槽(磁州形狀並與 外部電源螺接’但實酬並非限定於此。例如，連接端子咖 可以製成-銷式且插人—外部電源’或可藉由—電線連接至該外 部電源。 、、根據如上所賴明祕，在發細組發出光的路徑上提供 導光構件、擴散片、集光片、增光片和螢光片中的至少一種，因 此可達到預定的光學效果。 如上所述’根據本發明呈現優越發光效率實施例，照明系 26 201131808 統包括發光裝践發光裝置封裝，因此照㈣統呈現優越光效 率。 在本說明書中指稱任何「一實施例」、「一個實施例」、 「示範實施例」意指與實施例結合而描述的—特讀徵、結構、 或特色包含在本發明之至少—實關巾。在本說#各處出現的此 類名稱不—定都指翻_實施例。再者，當與任何實施例結合而 描述特㈣徵、結構、或特色時，則結合料實_中之其他者 來實現此特徵、結構或特性是在熟習此項技術者之能力範圍内。 雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應 理解，熟習此項技術者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇 内的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發明、圖式及所 附申請專利範圍之範疇内，所主張組合配置之零部件及/或配置 的各種變化及修改為可能的。除了零部件及/或配置之變化及修 改外，對於熟習此項技術者而言替代用途亦將顯而易見。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明第一實施例的發光裝置的視圖； 圖2為根據本發明第二實施例的發光裝置的視圖； 圖3為根據本發明第一實施例顯示發光裝置的帶隙能量； 27 201131808 圖4為®形表不當根據本發明實施例發光裝置使用氮化 曰作為電子輯層(eleetn)n blGeking laye树以及當根據本 發月實知例發絲置使⑽朗氮化贿層做為電子阻擔層時， 發光效率為電流密度的函數； 圖5為一圖形表示當根據本發明實施例發光裝置使用氮化 銘銦層做為電子賴層時，根據氮化脑層銦含量的變化，發光 效率為電流密度的函數； 圖6為一圖形表示根據本發明實施例發光裝置，當主動層 和P-氮化鎵層之間***含冑17%銦的氮化紹銦層時，以及當根 據本發明實施繼光裝置駐動層和含有17 %鋪氮化銘銦層 之門***居度約4〇nm的p_氮化鎵層時，發光效率為電流密度 的函數； 圖7顯示根據本發明實施例安裝有發光裝置的發光裝置封 裝視圖； 圖8顯示根據本發明實施例的一背光單元包括一發光裝置 或發光裝置封裝的視圖； 圖9為根據本發明實施例發光裝置或發光裝置封裝的示意 圖0 28 201131808 【主要元件符號說明】 10 基板 20 氮化物層 30 第一傳導半導體層 31 光線擷取結構 40 主動層 50 電子阻擋層 60 第二傳導半導體層 70 第一電子層 80 第二電子層 90 保護層 100 發光裝置 110 歐姆接觸層 120 反射層 130 傳導支撐基板 140 電流阻擋層 150 保護層 200 封裝體 210 第一電極 29 201131808 220第二電極 300導線 400模製件 600複數個發光裝置封裝 700基板 1100背光裝置 1110發光模組 1120導光構件 1130反射片 1140底框 1150光學片 1200發光單元 1210殼體 1220連接端子 1230發光模組 30

Claims (1)

1. 201131808 七、申請專利範圍： 1. 一種發光裝置包括： 一第一傳導半導體層包括第一導電雜質； 一第二傳導半導體層包括不同於該第一導電雜質的第二 導電雜質； 一主動層在該第一傳導半導體層和該第二傳導半導體層 之間；以及 一氮化鋁銦基半導體層***在該主動層和該第二傳導半 導體層之間，其中該氮化鋁銦基半導體層與該主動層和該第 二傳導半導體層皆接觸，且包括該第二導電雜質。 2. 如申請專利範圍第1項所述之發光結構，其中該氮化鋁銦基 半導體層包括 AUrixNiMgCiXxS0.35)。 3. 如申請專利範圍第2項所述之發光結構，其中該X的範圍為 0.15<χ<0·19。 4. 如申請專利範圍第1項所述之發光結構，更包含： 一未摻雜氮化層在該第一傳導半導體層之下；以及 一基板在該未摻雜氮化層之下。 5. 如申請專利範圍第4項所述之發光結構，更包含：一第一電 極層在該第一傳導半導體層上；以及 31 201131808 一第二電極層在該第二傳導半導體層上。 6.如申請專利範圍第！項所述之發歧構日，更包含—第二電極 在該第一傳導半導體層之下；以及 一第一電極層在該第一傳導半導體層上。 7·如申請專補财丨項所述之發絲構，其中該第—傳導半 導體層包括-N型氮化鎵基半導體層，以及該第二傳導半導 體層為一P型氮化鎵基半導體層。 8. 如申睛專利範圍第i項所述之發光結構，更包含—氮化麵錄 /氮化鎵^Ba格結構或—氮化銦鎵/氮化銦鎵超晶格結構包 括該第-導電雜質位於該第一傳導半導體層和該主動層之 間。 9. 一種發光裝置的製造方法包括·· 形成一第一傳導半導體層上； 形成一主動層在該第一傳導半導體層上； 形成—氮化銘銦基半導體層直接形成在該主動層上而且 包括第二導電雜質；和 形成-第二傳導半導體層在該氮化銘銦基半導體層上。 1〇‘如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中該氮化細基 半導體層包括 AWnxN:Mg(〇<x<0.35)。 32 201131808 其t該X的範圍為 n.如㈣專利範圍第9項所述之製造方法， 0.15<x<〇.i9 〇 之間。 12·如^專__ 9項所述之製造方法，更包含形成一氮化 銦鎵/氮化鎵超晶格結_ —氮化氮化銦鎵超晶格結 構包括該第一導電雜質介於該第一傳導半導體層和該主動層 •傳導半 13. 如申請專利翻第9項所述之製造方法，其中該第 導體層直接形成在該氮化銘銦基半導體層上。 14. 一種發光裝置封裝包括： 一封裝體； —第一電極和—第二極在該封農體上； —發光裝置根據申請專利範圍第Ui2項所述之一， 且電性連接至在該_上的該第1極和該第二電極；以 及 一模製件圍繞在該職體上咐轉光裳置。 光源，該照明系統包 15. —種照明系統使用—發光裝置做為一 含： 基板，以及 33 201131808 至少一發光裝置在該基板上，其中該發光裝置為根據申 請專利範圍第1至12項所述之一。 34