發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、以及發(fā)光器件封裝的制作方法
【專利說明】發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、以及發(fā)光器件封裝
[0001]本申請是2011年1月6日提交的申請?zhí)枮?01110006105.4，發(fā)明名稱為“發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、以及發(fā)光器件封裝”的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及制造發(fā)光器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]發(fā)光二極管(LED)是將電流轉(zhuǎn)換成光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。近來，LED的亮度得以增加，使得LED已經(jīng)被用作用于顯示裝置、車輛、或者照明裝置的光源。另外，LED能夠通過采用熒光材料或者組合具有各種顏色的LED而呈現(xiàn)出具有優(yōu)秀的光效率的白色。
[0004]同時，LED制造工藝要求高精確度，并且在LED制造工藝中可靠性和高生產(chǎn)率是非常重要的。在這點上，已經(jīng)執(zhí)行了各種學(xué)習(xí)和研究，以確保LED制造工藝的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]實施例提供能夠提高可靠性的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及制造發(fā)光器件的方法。
[0006]根據(jù)實施例的發(fā)光器件可以包括:導(dǎo)電支撐構(gòu)件；保護構(gòu)件，該保護構(gòu)件在導(dǎo)電支撐構(gòu)件的頂表面的外圍表面上方；反射層，該反射層在導(dǎo)電支撐構(gòu)件上方；以及發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)在反射層和保護構(gòu)件上方，其中保護構(gòu)件具有大約2 μπι至100 μm的厚度。
[0007]根據(jù)實施例的制造發(fā)光器件的方法可以包括下述步驟:形成發(fā)光結(jié)構(gòu)；在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成具有大約2 μπι至100 μπι的厚度的保護構(gòu)件；在保護構(gòu)件內(nèi)的發(fā)光結(jié)構(gòu)層上形成反射層；在保護構(gòu)件和反射層上形成導(dǎo)電支撐構(gòu)件；以及沿著發(fā)光結(jié)構(gòu)的芯片邊界區(qū)域，通過執(zhí)行隔離工藝將多個芯片劃分為單獨的芯片。
[0008]根據(jù)實施例的發(fā)光器件封裝可以包括:主體；第一和第二電極，該第一和第二電極在主體上方；發(fā)光器件，該發(fā)光器件被電氣地連接到主體上方的第一和第二電極；以及成型構(gòu)件，該成型構(gòu)件包圍發(fā)光器件，其中，發(fā)光器件包括:導(dǎo)電支撐構(gòu)件；保護構(gòu)件，該保護構(gòu)件在導(dǎo)電支撐構(gòu)件的頂表面的外圍表面上方，具有大約2 μπι至100 μπι的厚度；反射層，該反射層在導(dǎo)電支撐構(gòu)件上方；以及發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)在反射層和保護構(gòu)件上方。
[0009]實施例能夠提供能夠提高可靠性的發(fā)光器件、發(fā)光器件封裝、以及制造發(fā)光器件的方法。
【附圖說明】
[0010]圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件的截面圖；
[0011]圖2至圖12是示出制造根據(jù)實施例的發(fā)光器件的方法的截面圖；
[0012]圖13是示出根據(jù)第二實施例的發(fā)光器件的截面圖；
[0013]圖14是示出根據(jù)第三實施例的發(fā)光器件的截面圖；
[0014]圖15是示出根據(jù)第四實施例的發(fā)光器件的截面圖；
[0015]圖16是示出根據(jù)第五實施例的發(fā)光器件的截面圖；
[0016]圖17是示出根據(jù)第六實施例的發(fā)光器件的截面圖；
[0017]圖18是示出包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件的發(fā)光器件封裝的截面圖；
[0018]圖19是示出包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件的背光單元的分解透視圖；以及
[0019]圖20是示出包括根據(jù)實施例的發(fā)光器件的照明單元的透視圖。
【具體實施方式】
[0020]在實施例的描述中，將會理解的是，當層(或者膜)、區(qū)域、圖案、或結(jié)構(gòu)被稱為在另一襯底、另一層(或膜)、另一區(qū)域、另一墊、或另一圖案“上”或“下”時，它能夠“直接”或“間接”位于其它襯底、層(或膜)、區(qū)域、墊、或圖案上，或者也可以存在一個或多個中間層。已經(jīng)參考附圖描述該種層的位置。
[0021]為了方便或清楚的目的，可以夸大、省略、或者示意性地繪制附圖中所示的每層的厚度和尺寸。另外，元件的尺寸沒有完全反映其實際尺寸。
[0022]在下文中，將會參考附圖來描述根據(jù)實施例的發(fā)光器件、制造發(fā)光器件的方法、以及發(fā)光器件封裝。
[0023]<第一實施例>
[0024]圖1是示出根據(jù)第一實施例的發(fā)光器件100的截面圖。
[0025]參考圖1，發(fā)光器件100包括支撐電極，該支撐電極具有在支撐電極的橫向側(cè)處向內(nèi)凹陷的彎曲表面172 ;反射層159，該反射層159被形成在是支撐電極的中心區(qū)域的第一區(qū)域上；歐姆層158，該歐姆層158被形成在反射層159上；保護構(gòu)件155，該保護構(gòu)件155被形成在第二區(qū)域上，所述第二區(qū)域被布置在位于支撐電極的中心處的第一區(qū)域周圍；發(fā)光結(jié)構(gòu)145，該發(fā)光結(jié)構(gòu)145被形成在歐姆層158和保護構(gòu)件155上；以及電極180，該電極180被形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)145上。
[0026]支撐電極包括導(dǎo)電支撐構(gòu)件170和被形成在導(dǎo)電支撐構(gòu)件170上的結(jié)合層160。
[0027]發(fā)光結(jié)構(gòu)145是用于產(chǎn)生光的最小單元，并且至少包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150上的有源層140、以及有源層140上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130。
[0028]電極180和導(dǎo)電支撐構(gòu)件170用作發(fā)光器件100的電極，并且將電力提供到發(fā)光結(jié)構(gòu)145。
[0029]導(dǎo)電支撐構(gòu)件170可以包括11、0、祖、41、？1411、1、(:11、]\10、(:111以及被摻雜有雜質(zhì)的半導(dǎo)體襯底中的至少一個。優(yōu)選地，半導(dǎo)體襯底包括具有S1、Ge、GaAs、ZnO、SiC、或者SiGe的載體半導(dǎo)體襯底。
[0030]向內(nèi)彎曲的彎曲表面172可以被形成在導(dǎo)電支撐構(gòu)件170的下橫向部分處。當在稍后將會詳細地描述的用于發(fā)光器件100的制造工藝中執(zhí)行芯片隔離工藝以將多個芯片劃分為單獨的芯片時，能夠形成被彎曲表面172。
[0031]結(jié)合層160可以被形成在導(dǎo)電支撐構(gòu)件170上。結(jié)合層160可以提高發(fā)光結(jié)構(gòu)145和導(dǎo)電支撐構(gòu)件170之間的界面結(jié)合強度。
[0032]例如，結(jié)合層160 包括 T1、Au、Sn、N1、Cr、Ga、In、B1、Cu、Ag 以及 Ta 中的至少一個。另外，結(jié)合層160可以具有包括通過使用異質(zhì)材料形成的多層的多結(jié)構(gòu)。通過鍍工藝以及結(jié)合工藝能夠形成導(dǎo)電支撐構(gòu)件170。如果通過鍍工藝形成導(dǎo)電支撐構(gòu)件170，那么形成晶種層來替代結(jié)合層160。
[0033]反射層159可以被形成在結(jié)合層160上。反射層159反射從發(fā)光結(jié)構(gòu)145入射的光，以增加被發(fā)射到外部的光的量，從而提高發(fā)光器件100的光效率。
[0034]反射層159可以包括如下的合金或者金屬，所述合金或者金屬包括具有較高的反射率的4831、？(1、？1以及(:11中的至少一個。
[0035]歐姆層158可以被形成在反射層159上。為了發(fā)光結(jié)構(gòu)145的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150和反射層159之間的歐姆接觸，形成歐姆層158。
[0036]歐姆接觸層158可以包括金屬或者金屬氧化物。例如，歐姆層158可以包括ΙΤ0、N1、Pt、Ir、Rh以及Ag中的至少一個，但是實施例不限于此。
[0037]另外，電流阻擋層能夠被形成在歐姆層158和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150之間。電流阻擋層的至少一部分與電極180重疊，以允許電流在發(fā)光結(jié)構(gòu)145上廣泛地擴展。
[0038]保護構(gòu)件155能夠被形成在結(jié)合層160的頂表面周圍。保護構(gòu)件155防止發(fā)光結(jié)構(gòu)145和導(dǎo)電支撐構(gòu)件170之間的電路短路。
[0039]優(yōu)選地，保護構(gòu)件155具有電氣絕緣性能，并且包括透明材料以最小化光損耗。例如，保護構(gòu)件 155 包括從由 Si02、Six0y、Si3N4、SixNy、S1xNy、A1203、Ti02、ITO, AZO、以及 ZnO組成的組中選擇的至少一個。
[0040]保護構(gòu)件155可以具有大約2 μ m至大約100 μ m，優(yōu)選地，大約5 μ m至大約50 μ m的厚度(h)。因為保護構(gòu)件155具有相對厚的厚度，所以保護構(gòu)件155能夠防止在芯片隔離工藝期間由于毛邊引起的導(dǎo)電支撐構(gòu)件170中出現(xiàn)電路短路。
[0041]另外，因為保護構(gòu)件155具有上述厚度(h)，所以結(jié)合層160可以在其下外圍部分處具有臺階部分，并且保護構(gòu)件144被形成在結(jié)合層160的臺階部分上。即，保護構(gòu)件155的底表面低于反射層159的底表面。
[0042]另外，由于保護構(gòu)件155，導(dǎo)電支撐構(gòu)件170的中間部分的厚度比導(dǎo)電支撐構(gòu)件170的外圍部分的厚度厚，并且保護構(gòu)件155被布置在被定義在導(dǎo)電支撐構(gòu)件170的外圍部分和中間部分之間的臺階部分上。
[0043]發(fā)光結(jié)構(gòu)145被形成在歐姆層158和保護構(gòu)件155上。
[0044]通過隔離工藝，能夠傾斜發(fā)光結(jié)構(gòu)145的橫向側(cè)。因此，發(fā)光結(jié)構(gòu)145的下部分的寬度可以大于發(fā)光結(jié)構(gòu)145的上部分的寬度，但是實施例不限于此。另外，通過隔離工藝可以部分地暴露保護構(gòu)件155的頂表面。
[0045]發(fā)光結(jié)構(gòu)145可以包括第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150上的有源層140、以及有源層140上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層130。
[0046]通過金屬有機化學(xué)氣相沉積(M0CVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)、分子束外延(MBE)、或者氫化物氣相外延(HVPE)方案能夠形成發(fā)光結(jié)構(gòu)145，但是實施例不限于此。
[0047]第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150包括ρ型半導(dǎo)體層。ρ型半導(dǎo)體層可以包括具有InxAlyGai x yN(0彡X彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的組成式的半導(dǎo)體材料。詳細地，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150可以包括從由InAlGaN、GaN、AlGaN、InGaN、A1N、以及InN組成的組中選擇的一個，并且可以被摻雜有諸如Mg、Zn、Ca、Sr、或者Ba的p型摻雜物。
[0048]如果采用M0CVD方案，那么將三甲基鎵(TMGa)氣體、三甲基銦(TMIn)氣體、三甲基鋁(TMA1)氣體、氨氣(NH3)、氮氣(N2)以及氫氣(?)中的至少一個連同包括諸如Mg的ρ型摻雜物的硅烷氣體(SiN4)和(EtCp2Mg) {Mg(C2H5C5H4)2} 一起注入腔室來能夠形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150，但是實施例不限于此。
[0049]有源層140可以被形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層150上。有源層140可以包括具有In^lyGaj x yN(0彡x彡1，0彡y彡1，0彡x+y ( 1)的組成式的半導(dǎo)體材料。另外，有源層140可以具有單量子阱