發(fā)光器件及照明裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】發(fā)光器件及照明裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年7月1日在韓國(guó)提交的第10-2014-0081739號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用整體并入本文，視同將其全文描述于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]實(shí)施例涉及一種發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0004]諸如GaN的II1-V族氮化物半導(dǎo)體具有優(yōu)異的物理特性和化學(xué)特性，并因此被廣泛地用作諸如發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和太陽(yáng)能電池之類的半導(dǎo)體光學(xué)器件的重要材料。
[0005]II1-V族氮化物半導(dǎo)體光學(xué)器件發(fā)出藍(lán)光和綠光，且具有高亮度和高可靠性，因此被用作發(fā)光器件的元件。
[0006]通常，發(fā)光器件可以包括發(fā)光結(jié)構(gòu)以及將電力供應(yīng)至發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型電極和η型電極。
[0007]發(fā)光結(jié)構(gòu)可以包括η型氮化物半導(dǎo)體層、有源層和ρ型氮化物半導(dǎo)體層，ρ型電極可以被可傳導(dǎo)地連接至Ρ型氮化物半導(dǎo)體層，而η型電極可以被可傳導(dǎo)地連接至η型氮化物半導(dǎo)體層。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，實(shí)施例提供一種歐姆特性得以增強(qiáng)并且光量增加的發(fā)光器件。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，一種發(fā)光器件包括:襯底；發(fā)光結(jié)構(gòu)，包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)布置在所述襯底上；第一電極，布置在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上；以及第二電極，布置在所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上，其中所述第一電極包括:歐姆接觸層，布置在所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上且由透明導(dǎo)電氧化物形成；以及反射層，布置在所述歐姆接觸層上，其中所述歐姆接觸層的厚度為lnm或更大且小于60nmo
[0010]所述歐姆接觸層可以包括銦錫氧化物(ΙΤ0)、氧化錫(T0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、銦鋅錫氧化物(ΙΤΖ0)、銦鋁鋅氧化物(ΙΑΖ0)、銦鎵鋅氧化物(IGZ0)、銦鎵錫氧化物(IGT0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、銻錫氧化物(ΑΤ0)和鎵鋅氧化物(GZ0)中的一種。
[0011 ] 所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層可以是η型半導(dǎo)體層。
[0012]所述歐姆接觸層的厚度可以是lnm至10nm。
[0013]所述第一電極還可以包括布置在所述反射層上的擴(kuò)散勢(shì)皇層。
[0014]所述歐姆接觸層可以通過(guò)隧穿效應(yīng)傳遞電子。
[0015]所述發(fā)光器件還可以包括布置在所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的導(dǎo)電層，所述第二電極可以布置在所述導(dǎo)電層上；以及所述導(dǎo)電層由透明導(dǎo)電氧化物形成。
[0016]所述第一電極還可以包括布置在所述擴(kuò)散勢(shì)皇層上的結(jié)合層。
[0017]所述反射層可以包括Ag、Al或Rh。
[0018]所述擴(kuò)散勢(shì)皇層可以包括附、0、11、？(1、？1￥、(:0和Cu中的一種。
[0019]所述第二電極可以具有與所述第一電極相同的配置。
[0020]所述結(jié)合層可以由金(Au)、銀(Ag)和金(Au)合金中的任何一種形成。
[0021]所述發(fā)光結(jié)構(gòu)可以具有其中所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層被暴露的區(qū)域，并且所述第一電極可以被布置在其中所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層被暴露的所述區(qū)域上；以及所述歐姆接觸層可以直接接觸被暴露的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
[0022]所述歐姆接觸層可以僅位于所述反射層與其中所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層被暴露的所述區(qū)域之間。
[0023]所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層為包括ρ型摻雜劑的ρ型半導(dǎo)體層。
[0024]所述導(dǎo)電層由銦錫氧化物(ΙΤ0)、氧化錫(T0)、銦鋅氧化物(ΙΖ0)、銦鋅錫氧化物(ΙΤΖ0)、銦鋁鋅氧化物(ΙΑΖ0)、銦鎵鋅氧化物(IGZ0)、銦鎵錫氧化物(IGT0)、鋁鋅氧化物(ΑΖ0)、銻錫氧化物(ΑΤ0)、鎵鋅氧化物(GZO)、Ir0x、Ru0x、Ru0x/IT0、N1、Ag、Ni/Ir0x/Au 和Ni/IrOx/Au/ITO中的一種被形成為單層結(jié)構(gòu)。
[0025]所述第一電極包括第一襯墊部以及從所述第一襯墊部延伸的至少一個(gè)分支電極。
[0026]在所述歐姆接觸層與所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間的接觸界面是平坦的。
[0027]所述擴(kuò)散勢(shì)皇層的厚度為100nmo
[0028]所述反射層的厚度為200nmo
[0029]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種發(fā)光器件包括:襯底；第一半導(dǎo)體層，布置在所述襯底上；有源層，布置在所述第一半導(dǎo)體層上；第二半導(dǎo)體層，布置在所述有源層上；第一電極，布置在所述第一半導(dǎo)體層上；以及第二電極，布置在所述第二半導(dǎo)體層上，其中所述第一電極包括:第一歐姆接觸層，接觸所述第一半導(dǎo)體層且由透明導(dǎo)電氧化物形成；以及第一反射層，布置在所述第一歐姆接觸層上；以及所述第一歐姆接觸層的厚度為lnm或更大且小于 60nmo
[0030]所述第一電極還可以包括布置在所述第一反射層上的第一擴(kuò)散勢(shì)皇層。
[0031 ] 所述第一電極還可以包括布置在所述第一擴(kuò)散勢(shì)皇層上的第一結(jié)合層。
[0032]所述發(fā)光器件還可以包括布置在所述第二半導(dǎo)體層上且由透明導(dǎo)電氧化物形成的導(dǎo)電層，并且所述第二電極可以布置在所述導(dǎo)電層上。
[0033]所述第二電極還可以包括:第二歐姆接觸層，布置在所述導(dǎo)電層上；第二反射層，布置在所述第二歐姆接觸層上；第二擴(kuò)散勢(shì)皇層，布置在所述第二反射層上；以及第二結(jié)合層，布置在所述第二擴(kuò)散勢(shì)皇層上。
[0034]在又一個(gè)實(shí)施例中，一種照明裝置包括:光源模塊，包括襯底和布置在所述襯底上的根據(jù)前述實(shí)施例的發(fā)光器件；蓋，配置為擴(kuò)散、散射或激發(fā)從所述光源模塊供應(yīng)的光；以及散熱器，與所述蓋耦接且配置為消散從所述光源模塊產(chǎn)生的熱量。
[0035]實(shí)施例提供了一種歐姆特性得以增強(qiáng)并且光量增加的發(fā)光器件。
【附圖說(shuō)明】
[0036]參照以下附圖將詳細(xì)描述布置和實(shí)施例，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，附圖中:
[0037]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件的平面圖；
[0038]圖2是圖1中沿線A-B示出的發(fā)光器件的剖面圖；
[0039]圖3是示出根據(jù)實(shí)施例的關(guān)于工作電壓、發(fā)射波長(zhǎng)和光量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表；
[0040]圖4A是不出根據(jù)實(shí)施例的圖3中工作電壓的發(fā)散程度的圖；
[0041]圖4B是示出根據(jù)實(shí)施例的圖3中發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)散程度的圖；
[0042]圖4C是示出根據(jù)實(shí)施例的圖3中光量的發(fā)散程度的圖；
[0043]圖5是示出取決于厚度的未經(jīng)退火的歐姆接觸層的歐姆特性的圖；
[0044]圖6是示出取決于厚度的經(jīng)過(guò)退火的歐姆接觸層的歐姆特性的圖；
[0045]圖7是示出取決于退火溫度的歐姆接觸層的歐姆特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；
[0046]圖8是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件封裝的剖面圖；
[0047]圖9是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有發(fā)光器件的照明裝置的分解透視圖；以及
[0048]圖10是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的具有發(fā)光器件的顯示裝置的分解透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]在下文中，將參照附圖來(lái)描述實(shí)施例。在對(duì)實(shí)施例的描述中，可以理解地是，當(dāng)元件，諸如層(膜)、區(qū)域、圖案或結(jié)構(gòu)，被稱為位于另一個(gè)元件，諸如層(膜)、區(qū)域、襯墊或圖案，“上方”或“下方”時(shí)，術(shù)語(yǔ)“上方”或“下方”是指元件直接位于其它元件上方或下方，或者也可以存在中間元件。還可以理解地是，基于附圖來(lái)確定“上方”或“下方”。
[0050]在附圖中，為了描述方便和清楚，元件的尺寸可以被擴(kuò)大、減小或省略。此外，元件的尺寸并不是指元件的實(shí)際尺寸。盡可能在所有附圖中用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或相似的部件。
[0051]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光器件100的平面圖，圖2是圖1中沿線A-B示出的發(fā)光器件100的剖面圖。
[0052]參照?qǐng)D1和圖2，發(fā)光器件100包括襯底110、緩沖層115、發(fā)光結(jié)構(gòu)120、導(dǎo)電層130、第一電極142和第二電極144。
[0053]襯底110適合在其上生長(zhǎng)半導(dǎo)體。襯底110可以由具有優(yōu)異的導(dǎo)熱率的材料形成且可以是導(dǎo)電襯底或絕緣襯底。
[0054]例如，襯底110可以是藍(lán)寶石襯底、硅(Si)襯底、氧化鋅(ZnO)襯底和氮化物半導(dǎo)體襯底中的任何一個(gè)。另外，襯底110可以是模板(template)襯底，其上堆疊有GaN、InGaN、AlGaN 和 AlInGaN 中的至少一種。
[0055]可以在襯底110的上表面上形成用于光提取的不均勻部(未示出)。例如，襯底110可以是圖案化的藍(lán)寶石襯底(PSS)。
[0056]發(fā)光結(jié)構(gòu)120布置在襯底110上并產(chǎn)生光。
[0057]為了減少襯底110與發(fā)光結(jié)構(gòu)120之間的晶格常數(shù)差，緩沖層115可以布置在襯底110與發(fā)光結(jié)構(gòu)120之間。緩沖層115可以由II至VI族化合物半導(dǎo)體形成且包括超晶格結(jié)構(gòu)。
[0058]發(fā)光結(jié)構(gòu)120可以包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層 126。
[0059]例如，發(fā)光結(jié)構(gòu)120可以具有將第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126順序堆疊在襯底110上的結(jié)構(gòu)。
[0060]第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122可以布置在襯底110上。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122可以由化合物半導(dǎo)體(即，II1-V族或I1-VI族化合物半導(dǎo))形成，并且可以摻雜有第一導(dǎo)電型摻雜劑。
[0061 ] 第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122可以由具有Ir^AlyGa! x yN (0 ^ x ^ 1,0 ^ y ^ 1，0 ( x+y ( 1)的組分的半導(dǎo)體形成。例如，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122可以包括InAlGaN、GaN、AlGaN, InGaN, AIN和InN中的任何一種，并且可以摻雜有η型摻雜劑(例如，S1、Ge、Se 或 Te) ο
[0062]有源層124可以布置在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126之間，并通過(guò)經(jīng)由從第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層122和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層126提供的電子和空穴的復(fù)合生成的能量產(chǎn)生光。
[0063]有源層124可以由化合物半導(dǎo)體(例如，II1-V族或I1-VI族化合物半導(dǎo)體)形成，且具有單阱結(jié)構(gòu)、多阱結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)或量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
[0064]有源層124