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CN101828270B - 发光器件及其制造方法 - Google Patents

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CN101828270B CN2008801116385A CN200880111638A CN101828270B CN 101828270 B CN101828270 B CN 101828270B CN 2008801116385 A CN2008801116385 A CN 2008801116385A CN 200880111638 A CN200880111638 A CN 200880111638A CN 101828270 B CN101828270 B CN 101828270B
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Abstract

所公开的是一种发光器件。所述发光器件包括：导电衬底；在所述导电衬底上的绝缘层；在所述绝缘层上的多个发光器件单元；将所述发光器件单元相互电连接的连接层；将所述导电衬底与至少一个发光器件单元电连接的第一接触部分；以及在所述至少一个发光器件单元上的第二接触部分。

Description

发光器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及发光器件及其制造方法。
背景技术
LED(发光二极管)是用于将电流转换为光的半导体发光器件。
从这样的LED发射的光的波长根据用于LED的半导体材料而变化。这是因为光的波长根据表示价带电子和导带电子之间的能隙的半导体材料的带隙而变化。
近来，随着LED的亮度逐步增加，LED被用作显示器的光源、交通工具的照明和光源。以优良效率发白光的LED可通过使用荧光材料或组合呈现多种颜色的LED来实现。
发明内容
技术问题
实施方式提供具有新颖结构的发光器件及其制造方法。
实施方式提供可被交流(AC)电源驱动的发光器件及其制造方法。
技术方案
一种实施方式中的发光器件包括：导电衬底；在所述导电衬底上的绝缘层；在所述绝缘层上的多个发光器件单元；将所述发光器件单元相互电连接的连接层；将所述导电衬底与至少一个发光器件单元电连接的第一接触部分；以及在所述至少一个发光器件单元上的第二接触部分。
一种实施方式中的发光器件包括：导电衬底；在所述导电衬底上的绝缘层；被所述绝缘层彼此电隔离的多个发光器件单元；将所述发光器件单元相互电连接的连接层；通过穿过所述绝缘层将所述导电衬底与至少一个发光器件单元电连接的第一接触部分；以及在所述至少一个发光器件单元上的第二接触部分。
一种实施方式中的发光器件包括以下步骤：在衬底上形成第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层；通过选择性地去除所述第一导电半导体层、所述有源层以及所述第二导电半导体层来形成多个发光器件单元；在所述发光器件单元上形成第一绝缘层，以部分地暴露出所述第一和第二导电半导体层；形成将所述第一导电半导体层与所述第二导电半导体层电连接的连接层，使得所述发光器件单元相互电连接；在所述第一绝缘层、所述发光器件单元和所述连接层上形成第二绝缘层，以部分地暴露出所述发光器件单元；通过选择性地去除所述第二绝缘层来形成第一接触孔；在所述第一接触孔中形成第一接触部分，和在所述第二绝缘层上形成导电衬底；以及去除所述衬底和形成与至少一个发光器件单元电连接的第二接触部分。
有益效果
所述实施方式能够提供具有新颖结构的发光器件及其制造方法。
所述实施方式能够提供可以被AC电源驱动的发光器件及其制造方法。
附图说明
图1是示出根据一种实施方式的发光器件与AC电源电连接的结构的视图；以及
图2到图9是示出根据一种实施方式的发光器件及其制造方法的截面图。
具体实施方式
下文中将参照附图详细描述根据本发明的一种实施方式。
然而，本发明可以以多种不同形式实现，而不应被理解为限于此处阐述的示例性实施方式。相反，这些示例性实施方式的提供是为了使本公开详尽且完整，能够向本领域技术人员完全地传达本发明的范围。
在所有附图中用相同的附图标记代表相同元件。在附图中，可为了清楚而夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。
当比如层、区域或衬底等元件被称为在其它元件“上”或“下”时，应理解其可以直接在其它元件上或者可能存在中间元件。当元件的一部分(比如表面等)用术语“内部(的)”指代时，应理解该部分与元件的其它部分相比距离某器件较远。
应理解这些术语除了附图中示出的方向以外还包括器件的其它方向。最后，当元件被称为“直接”在其它元件“上”时，不存在中间元件。如此处所用的，术语“和/或”包括相关的所列举术语中的一个或多个术语的任意和全部的组合。
图1是示出根据一种实施方式的发光器件与AC电源电连接的结构的视图。
根据本实施方式的发光器件100包括具有彼此串联的多个发光器件单元300的第一阵列块110，以及具有彼此串联的多个发光器件单元300的第二阵列块120。
第一和第二阵列块110和120在第一和第二节点151和152彼此并联，以接收来自AC电源130的电力，使得第一和第二阵列块110和120能够被从AC电源130提供的电压交替驱动。基于第一和第二节点151和152，第一阵列块110中的发光器件单元300具有与第二阵列块120中的发光器件单元300相反的极性布置。
第一阵列块110中的发光器件单元300的数量可以与第二阵列块120中的发光器件单元300的数量相等。因而，即使第一和第二阵列块110和120被交替驱动，从发光器件100发出的光的亮度仍然不变。
发光器件单元300可以以发光二极管的形式制造。例如，该发光二极管可以包括GaN基半导体层。
可在发光器件100和AC电源130之间连接作为无源限流器件的电容器140。此外，也可在发光器件100和AC电源130之间连接比如电阻器或感应器等器件。
图2到图9是示出根据本实施方式的发光器件及其制造方法的截面图。
参照图2，在衬底200上依次形成第一导电半导体层310、有源层320、第二导电半导体层330和欧姆接触层331，并且通过去除分隔区301而形成发光器件单元300。
例如，衬底200可包括蓝宝石衬底，第一导电半导体层310可包括包含N型杂质的GaN基半导体层，以及第二导电半导体层330可包括包含P型杂质的GaN基半导体层。此外，有源层320可包括具有多量子阱结构的GaN型半导体层。
可选择性地形成欧姆接触层331。本实施方式描述其中形成欧姆接触层331的情况。
欧姆接触层331可以包括欧姆金属层、欧姆金属层以及反射金属层或具有优良欧姆特性的反射金属层。
例如，欧姆接触层331可包括含有Ni的欧姆金属层。此外，欧姆接触层331可制造为多层形式，所述多层包括Ni欧姆金属层和包含Ag、Ag基合金、Pd、Rh或Pt中至少一种的反射金属层。此外，欧姆接触层331可通过使用包含Ag、Ag基合金、Pd、Rh或Pt中至少一种的反射金属层制造为单层或多层的形式。此外，欧姆接触层331可包括透明金属层比如ITO(氧化铟锡)等。
其中，当去除分隔区301时，能够与去除有源层320、第二导电半导体层330和欧姆接触层331的蚀刻工艺分开地进行划分发光器件单元300的蚀刻工艺，使得发光器件单元300的第一导电半导体层310暴露出来。
参照图3，在包括发光器件单元300的衬底200上形成第一绝缘层340，通过选择性地蚀刻第一绝缘层340，使得第一导电半导体层310和欧姆接触层331部分地暴露出来，从而形成通孔341。第一绝缘层340可以用作钝化层。
如果不形成欧姆接触层331，则选择性地蚀刻第一绝缘层340以部分暴露出第一和第二导电半导体层310和330。
接着，在包括发光器件单元300的衬底200上形成金属图案以形成连接层400。
连接层400可以包括金属，从而通过通孔341使发光器件单元300的欧姆接触层331与相邻的发光器件单元300的第一导电半导体层310电连接。
发光器件单元300通过连接层400彼此串联。
图4是示出图3中的发光器件的平面图。
参照图4，在根据本实施方式的发光器件100中，发光器件单元300可以被排列为阵列形式，同时彼此隔开，并可通过第一绝缘层340电隔离。
此外，相邻的发光器件单元300可通过连接层400彼此电连接。
参照图5，在包括发光器件单元300的衬底200上形成第二绝缘层350。
第二绝缘层350使包括发光器件单元300的衬底200的上部结构平面化。
此外，第二绝缘层350使连接层400与随后形成的导电衬底隔离。
参照图6，选择性地去除第二绝缘层350和第一绝缘层340以形成第一接触孔511。接着，在包括第一接触孔511的第二绝缘层350上形成导电衬底500。
通过在第一接触孔511中形成的第一接触部分510，导电衬底500与发光器件单元300电连接。
可彼此一体地形成导电衬底500和与导电衬底500连接的第一接触部分510，且导电衬底500可包括金属材料。
在本实施方式中，第一接触部分510通过在穿过第一和第二绝缘层340和350之后与欧姆接触层331进行接触来与发光器件单元300电连接。此外，第一接触部分510还能够通过在穿过第二绝缘层350之后与连接层400进行接触来与发光器件单元300电连接。
第一接触部分510用作图1中示出的第一节点151。根据发光器件100的设计可以形成多个第一接触部分510。
通过电镀工艺可在第一接触孔511和第二绝缘层350上形成导电衬底500和第一接触部分510。当通过电镀工艺形成导电衬底500和第一接触部分510时，可在欧姆接触层331和第二绝缘层350上形成种子层或接合金属层。
此外，可通过接合工艺形成导电衬底500和第一接触部分510。
参照图7，去除衬底200。
当衬底200被去除时，导电衬底500能够支撑发光器件单元300。
可通过用激光照射衬底200使其从发光器件单元300分离，或者可通过物理或化学方法将其去除。
如果在衬底200和第一导电半导体层310之间形成缓冲层或未掺杂的GaN层，则可将缓冲层和未掺杂的GaN层与衬底200一起去除。
参照图8，在第一导电半导体层310上形成第二接触部分530。第二接触部分530用作图1中示出的第二节点152。
此外，在第一导电半导体层310上形成透明电极层520。
与第一导电半导体层310相比，透明电极层520可包括具有优良导电性的材料。因此，通过第一导电半导体层310被施加到相邻的发光器件单元300的电流可被施加给透明电极层520，使得由第一导电半导体层310导致的电阻能够减小。
因此，可促进相邻的发光器件单元300之间电流的流动。
透明电极层520可包括ITO材料。
在没有第一接触部分510的发光器件单元300上形成第二接触部分530。
图9是示出图8中的发光器件的平面图。
参照图9，在布置在发光器件100的最下部分的最右侧的发光器件单元300上形成第一接触部分510，在布置在发光器件100的最上部分的最左侧的发光器件单元300上第二接触部分520。
如图1中所示，发光器件单元300彼此串联，从而形成第一和第二阵列块110和120。
包括在第一和第二阵列块110和120中的发光器件单元300响应于通过第一和第二接触部分510和530的电力而交替发光。
可根据发光器件100的电路设计形成相同数量的第一和第二接触部分510和530。
如上所述，如图1中所示第一和第二接触部分510和530与AC电源130电连接，使得对于从AC电源130施加的正弦波的一个半周期，第一阵列块110的发光器件单元300被驱动，对于正弦波的另一半周期，第二阵列块120的发光器件单元300被驱动。
因此，根据本实施方式的发光器件能够由AC电源高效地驱动。
尽管在此参照许多示例性的实施方式描述了多种实施方式，但是应理解本领域的技术人员还可设计出落在本公开的原理的精神和范围内的许多其它的修改和实施方式。
工业实用性
根据本实施方式的发光器件封装可被用作多种电子设备以及照明设备的光源。

Claims (12)

1.一种发光器件，包括：
导电衬底；
在所述导电衬底上的绝缘层；
在所述绝缘层上的多个发光器件单元；
将所述发光器件单元相互电连接的连接层；
将所述导电衬底与至少一个发光器件单元电连接的第一接触部分；以及
在所述至少一个发光器件单元上的第二接触部分，
其中，所述发光器件单元包括第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层，
其中，所述有源层被布置在所述第一导电半导体层与所述第二导电半导体层之间，
其中，所述第一接触部分将所述导电衬底与所述第二导电半导体层电连接，且所述第二接触部分与所述第一导电半导体层电连接。
2.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述发光器件单元包括在所述第二导电半导体层上或在所述第二导电半导体层下的欧姆接触层。
3.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述连接层将所述发光器件单元的第一导电半导体层与相邻的发光器件单元的第二导电半导体层电连接。
4.根据权利要求1所述的发光器件，包括在所述第一导电半导体层上的透明电极层，其中所述第二接触部分在所述透明电极层上形成。
5.根据权利要求1所述的发光器件，其中所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，且所述连接层至少形成在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的部分。
6.根据权利要求2所述的发光器件，其中所述欧姆接触层包括欧姆金属层和反射金属层中的至少一种。
7.一种发光器件，包括：
导电衬底；
在所述导电衬底上的绝缘层；
被所述绝缘层彼此电隔离的多个发光器件单元；
将所述发光器件单元相互电连接的连接层；
通过穿过所述绝缘层将所述导电衬底与至少一个发光器件单元电连接的第一接触部分；以及
在所述至少一个发光器件单元上的第二接触部分，
其中，所述发光器件单元包括第一导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层，
其中，所述有源层被布置在所述第一导电半导体层与所述第二导电半导体层之间，
其中，所述第一接触部分将所述导电衬底与所述第二导电半导体层电连接，且所述第二接触部分与所述第一导电半导体层电连接。
8.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述导电衬底通过电镀工艺来形成。
9.根据权利要求7所述的发光器件，包括在所述第二导电半导体层下的欧姆接触层，其中所述第一接触部分在所述欧姆接触层下形成。
10.根据权利要求7所述的发光器件，其中所述绝缘层包括具有至少一个通孔的第一绝缘层以及在所述第一绝缘层和所述连接层下的第二绝缘层。
11.一种用于制造发光器件的方法，所述方法包括以下步骤：
在衬底上形成导电半导体层、有源层以及第二导电半导体层；
通过选择性地去除所述第一导电半导体层、所述有源层以及所述第二导电半导体层来形成多个发光器件单元；
在所述发光器件单元上形成第一绝缘层，以部分地暴露出所述第一和第二导电半导体层；
形成将所述第一导电半导体层与所述第二导电半导体层电连接的连接层，使得所述发光器件单元相互电连接；
在所述第一绝缘层、所述发光器件单元和所述连接层上形成第二绝缘层，以部分地暴露出所述发光器件单元；
通过选择性地去除所述第二绝缘层来形成第一接触孔；
在所述第一接触孔中形成第一接触部分，并在所述第二绝缘层上形成导电衬底；以及
去除所述衬底，并形成与至少一个发光器件单元电连接的第二接触部分。
12.根据权利要求11所述的用于制造发光器件的方法，其中将所述第二导电半导体层、所述有源层以及所述第一导电半导体层垂直布置，所述第一接触部分与所述第二导电半导体层电连接，以及所述第二接触部分与所述第一导电半导体层电连接。
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