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1. CN105633257 - Semiconductor light emitting device and semiconductor light emitting apparatus having the same

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半导体发光器件和具有半导体发光器件的半导体发光设备


相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年11月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0165567的优先权,该申请的公开以引用方式全文并入本文中。
技术领域
符合示例性实施例的设备涉及半导体发光器件和包括该半导体发光器件的半导体发光设备。
背景技术
发光二极管(LED)是一种包括当向其施加电能时发射光的材料的器件,其中通过半导体结部中的电子-空穴复合产生的能量被转换为将从其发射的光。通常采用LED作为照明器件、显示器件等中的光源,因此,加速了LED的发展。
随着近来基于氮化镓(GaN)的LED的发展加快,利用这种基于氮化镓的LED的移动小键盘、转弯信号灯、相机闪光灯等已经商业化。因此,加速了利用LED的普通照明器件的发展。对于诸如大TV的背光单元、车辆的大灯、普通照明器件等的应用它们的产品,发光器件的应用逐渐朝着具有高输出和高效率程度的大型产品发展。
通常,由于倒装芯片式LED的限制在于电极焊盘较宽地设置在其上安装有LED的表面上,这吸收了从有源层发射的光,外部光提取效率会降低。另外,由于电极焊盘较大,因此会不能确保相对于设置在下部上的具有不同极性的接触电极的绝缘。
发明内容
本发明构思的示例性实施例提供了一种减少通过电极焊盘吸收的光的量的方案。
本发明构思的示例性实施例还提供了一种确保接触电极与电极焊盘之间的电绝缘的方案。
根据示例性实施例的一方面,提供了一种半导体发光器件,该器件可包括:发光结构,其包括具有被划分为第一区和第二区的上表面的第一导电类型的半导体层、按顺序设置在第一导电类型的半导体层的第二区中的有源层和第二导电类型的半导体层;第一接触电极,其设置在第一导电类型的半导体层的第一区上;第二接触电极,其设置在第二导电类型的半导体层上;第一电极焊盘,其电连接至第一接触电极,并且具有设置在第二接触电极上的至少一部分;第二电极焊盘,其电连接至第二接触电极;以及多层反射结构,其介于第一电极焊盘与第二接触电极之间,并且包括具有不同的折射率并且交替地堆叠的多个介电层。
多层反射结构可形成其中具有第一折射率的第一介电层和具有第二折射率的第二介电层交替地堆叠的分布布拉格反射器。
调整多层反射结构的第一介电层和第二介电层的第一折射率和第二折射率以及厚度,以相对于由有源层产生的光的波长获得高度反射率。
多层反射结构设置在发光结构上以覆盖整个发光结构,并且使沿着半导体发光器件的衬底的反方向行进的光的方向改变为衬底的方向。
半导体发光器件还可包括设置在发光结构上的绝缘层,以使得第一接触电极和第二接触电极的至少一部分被暴露出来。
绝缘层可形成其中具有不同折射率的多个介电层交替地堆叠的分布布拉格反射器。
绝缘层可包括与多层反射结构的材料相同的材料。
绝缘层具有与多层反射结构的一个介电层的厚度实质相同的厚度。
第一区可包括从发光结构的一侧延伸至其与所述一侧相对的另一侧的多个指状物区,并且第一接触电极和第二接触电极可包括设置在所述多个指状物区中的指状物电极。
多层反射结构可设置在绝缘层上,并且具有暴露出第一接触电极的区的第一开口和暴露出第二接触电极的区的第二开口,并且第一电极焊盘和第二电极焊盘可分别通过第一开口和第二开口连接至第一接触电极和第二接触电极。
可设置多个第一开口和多个第二开口,并且第一电极焊盘和第二电极焊盘分别通过所述多个第一开口和所述多个第二开口连接至第一接触电极和第二接触电极。
第一电极焊盘和第二电极焊盘可设置为穿过所述多个指状物区。
绝缘层设置在包括分别设置在第一接触电极和第二接触电极上的多个开口的多层反射结构上。
绝缘层包括多个开口,所述多个开口设置在与部分地暴露出对应的第一接触电极和第二接触电极的第一接触电极和第二接触电极相对应的位置中。
第二电极焊盘的至少一部分可设置在第一接触电极上,并且第二电极焊盘的至少一部分与第一接触电极可通过多层反射结构绝缘。
多层反射结构的一部分可设置为与发光结构的表面接触。
在多层反射结构中,可将具有不同折射率的多个介电层重复堆叠4次至20次。
多层反射结构的所述多个介电层可由选自由SiO x 、SiN x 、Al 2 O 3 、HfO、TiO 2 、ZrO和它们的组合构成的组的材料形成。
半导体发光器件还可包括钝化层,该钝化层设置在电极焊盘上并且包括部分地暴露出第一电极焊盘和第二电极焊盘的多个键合区。
钝化层的所述多个键合区的一部分设置为不与多层反射结构的多个开口的一部分重叠。
钝化层包括与多层反射结构的材料相同的材料。
钝化层包括开放区,该开放区部分地暴露出第一电极焊盘和第二电极焊盘,并且连接至探针引脚以在安装半导体发光器件之前确定半导体发光器件是否可操作。
根据示例性实施例的另一方面,提供了一种半导体发光器件,所述器件可包括:发光结构,其包括按顺序堆叠的第一导电类型的半导体层、有源层和第二导电类型的半导体层,并且通过去除第二导电类型的半导体层和有源层的一些部分而形成蚀刻区以暴露出第一导电类型的半导体层的一部分;多层反射结构,其设置在发光结构上并且具有多个开口;第一接触电极和第二接触电极,其电连接至第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层,并且设置在所述多个开口中;绝缘层,其覆盖多层反射结构以及第一接触电极和第二接触电极;第一电极焊盘,其设置在多层反射结构的包括与第二接触电极的上部相对应的区的区中;以及第二电极焊盘,其电连接至第二接触电极。
凸块下冶金层还可设置在第一电极焊盘和第二电极焊盘上。
第一电极焊盘和第二电极焊盘可包括具有实质相同水平的区。
根据示例性实施例的另一方面,提供了一种半导体发光设备,该设备可包括:封装件主体,其具有引线框;以及半导体发光器件,其设置在封装件主体上并且连接至引线框,其中半导体发光器件包括:发光结构,其包括具有被划分为第一区和第二区的上表面的第一导电类型的半导体层、按顺序设置在第一导电类型的半导体层的第二区上的有源层和第二导电类型的半导体层;第一接触电极,其设置在第一导电类型的半导体层的第一区中;第二接触电极,其设置在第二导电类型的半导体层上;第一电极焊盘,其电连接至第一接触电极,并且第一电极焊盘的至少一部分被设置在第二接触电极上;第二电极焊盘,其电连接至第二接触电极;以及多层反射结构,其介于第一电极焊盘与第二接触电极之间,并且包括具有不同的折射率并且交替地堆叠的多个介电层。
引线框可包括第一引线框和第二引线框,并且半导体发光器件的第一电极焊盘和第二电极焊盘与第一引线框和第二引线框可经焊料连接。
焊料可包括分别设置在第一电极焊盘和第二电极焊盘上的第一焊料和第二焊料,并且第一焊料和第二焊料可具有相同的厚度。
半导体发光设备还可包括覆盖半导体发光器件的密封剂,其中密封剂可包含对由半导体发光器件产生的光的波长进行转换的波长转换材料。
多层反射结构可形成分布布拉格反射器。
根据示例性实施例的另一方面,提供了一种半导体发光器件,该器件可包括:发光结构,其包括按顺序设置在衬底上的第一导电类型的半导体层、有源层和第二导电类型的半导体层,其中通过去除第二导电类型的半导体层、有源层和第一导电类型的半导体层的一些部分而形成蚀刻区,以暴露出第一导电类型的半导体层的至少一部分;第一接触电极,其通过蚀刻区的底表面连接至第一导电类型的半导体层,并且包括多个电极焊盘部分和多个指状物部分;第二接触电极,其连接至第二导电类型的半导体层,并且包括反射金属层;多层反射结构,其覆盖发光结构,并且包括其中具有不同的折射率的多个介电层交替地堆叠的结构;电极焊盘,其设置在多层反射结构上,并且分别通过第一接触电极和第二接触电极电连接至第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层;以及钝化层,其设置在电极焊盘上,并且包括部分地暴露出电极焊盘的多个键合区。
半导体发光器件还可包括绝缘层,该绝缘层覆盖多层反射结构以及第一接触电极和第二接触电极。
半导体发光器件还可包括焊料焊盘,该焊料焊盘包括第一焊料焊盘和第二焊料焊盘,并且设置在通过键合区部分地暴露出来的第一电极焊盘和第二电极焊盘上。
电极焊盘可包括使第一导电类型的半导体层与第二导电类型的半导体层电绝缘的至少一对电极焊盘,其中,第一电极焊盘通过第一接触电极电连接至第一导电类型的半导体层,第二电极焊盘通过第二接触电极电连接至第二导电类型的半导体层,并且第一电极焊盘和第二电极焊盘分离以电绝缘。
多层反射结构可通过调整交替地堆叠的各层的折射率和厚度来形成分布布拉格反射器。
多层反射结构可包括多个开口,并且第一接触电极和第二接触电极通过所述多个开口在第一导电类型的半导体层和第二导电类型的半导体层上被部分地暴露出来。
钝化层的多个键合区的一部分设置为不与多层反射结构的多个开口重叠。
附图说明
将从以下结合附图的详细描述中更加清楚地理解示例性实施例的以上和其它方面、特征和优点,其中:
图1是示意性地示出根据示例性实施例的半导体发光器件的平面图;
图2A是沿着图1的半导体发光器件的线A-A'截取的剖视图;
图2B是图2A的部分“B”的放大图;
图3A是根据示例性实施例的图2A的半导体发光器件的修改示例;
图3B是图3A的部分“C”的放大图;
图4A是根据示例性实施例的图2A的半导体发光器件的另一修改示例;
图4B是图4A的部分“D”的放大图;
图5A是根据示例性实施例的图2A的半导体发光器件的另一修改示例;
图5B是图5A的部分“E'”的放大图;
图6A是示出比较例的光学路径的示图;
图6B是示出示例性实施例的光学路径的示图;
图7A至图12B是示出根据示例性实施例的制造半导体发光器件的工艺的示图;
图13是示出根据示例性实施例的图2A的焊料焊盘的修改示例的示图;
图14A和图14B是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件的半导体发光器件封装件的示例的剖视图;
图15是CIE 1931色空间色度图;
图16和图17是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件的背光单元的示例的示图;
图18是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件封装件的照明装置的示例的示图;
图19是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件的大灯的示例的示图;以及
图20和图21是示意性地示出根据示例性实施例的采用利用了照明装置的照明系统的家用网络的示图。
具体实施方式
现在,将参照其中示出了一些实施例的附图来更完全地描述本发明构思的各个示例性实施例。然而,本发明构思可按照许多不同形式实现,并且不应理解为限于本文阐述的示例性实施例。相反,提供这些示例性实施例以使得本公开将是彻底和完整的,并且将本发明构思完全传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚起见,可夸大层和区的大小和相对大小。
应该理解,当元件或层被称作“位于”另一元件或层“上”、“连接至”或“耦接至”另一元件或层时,其可直接位于另一元件或层上、连接至或耦接至另一元件或层,或者可存在中间元件或层。相反,当元件被称作“直接位于”另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时,不存在中间元件或层。相同的附图标记始终指代相同的元件。如本文所用,术语“和/或”包括相关所列项之一或多个的任何和所有组合。
应该理解,虽然本文中可使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、组件、区、层和/或部分,但是这些元件、组件、区、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区、层或部分与另一元件、组件、区、层或部分区分开。因此,下面讨论的第一元件、组件、区、层或部分可被称作第二元件、组件、区、层或部分,而不脱离示例性实施例的教导。
为了方便描述,本文中可使用诸如“在……下方”、“在……之下”、“下”、“在……之上”、“上”等的空间相对术语,以描述附图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应该理解,空间相对术语旨在涵盖使用或操作中的装置的除图中所示的取向之外的不同取向。例如,如果图中的装置颠倒,则被描述为“在其它元件之下”或“在其它元件下方”的元件将因此被取向为“在其它元件或特征之上”。因此,示例性术语“在……之下”可涵盖在……之上和在……之下这两个取向。装置可按照其它方式取向(旋转90度或位于其它取向),并且本文所用的空间相对描述语将相应地解释。
本文所用的术语仅是为了描述特定实施例,并不旨在限制本发明构思。如本文所用,除非上下文清楚地指明不是这样,否则单数形式“一个”、“一”和“该”也旨在包括复数形式。还应该理解,术语“包括”和/或“包括……的”当用于本说明书中时,指明存在所列特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
除非另外限定,否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应该理解,除非本文中明确这样定义,否则诸如在通用词典中定义的那些的术语应该被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义,而不应该按照理想化或过于正式的含义解释它们。
同时,当可不同地实施实施例时,在特定方框中描述的功能或操作可按照与流程图中所述的流程不同的方式发生。例如,根据相关功能或操作,两个连续的方框可同时执行,或者可相反地执行所述方框。
将参照图1至图2B描述根据示例性实施例的半导体发光器件封装件。
图1是示意性地示出根据示例性实施例的半导体发光器件的平面图,图2A是沿着图1的半导体发光器件的线A-A'截取的剖视图,图2B是图2A的部分“B”的放大图。
参照图1和图2A,根据示例性实施例的半导体发光器件1可包括发光结构100、第一接触电极140和第二接触电极150、第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620以及多层反射结构300。
发光结构100可具有其中堆叠有多个半导体层的结构,并且可包括按顺序堆叠在衬底101上的第一导电类型的半导体层110、有源层120和第二导电类型的半导体层130。
衬底101可具有沿着x方向和y方向延伸的上表面。衬底101可设为半导体生长衬底,并且可由诸如蓝宝石、硅(Si)、SiC、MgAl 2 O 4 、MgO、LiAlO 2 、LiGaO 2 或GaN之类的绝缘材料、导电性材料或半导电性材料形成。通常用作氮化物半导体生长衬底的材料的蓝宝石是具有电绝缘特性的晶体,其具有Hexa-Rhombo R3c对称性,并且晶格常数为(c轴)和(a轴)。蓝宝石具有C面(0001)、A面(11-20)和R面(1-102)。在这种情况下,C面主要用作氮化物生长衬底,这是因为其有利于氮化物薄膜的生长,并且在高温下稳定。
如图所示,不规则图案102可形成在衬底101的上表面(也就是说,半导体层的生长表面)上,并且半导体层的结晶度、发光效率等可通过不规则图案102提高。在示例性实施例中,不规则图案102可具有圆顶状凸形形状,但不限于此。例如,不规则图案102可具有诸如四边形、三角形等的各种形状。另外,根据示例性实施例,可选择性地形成和省略不规则图案102。
在一些示例性实施例中,可稍后去除衬底101。也就是说,在将衬底101设为用于生长第一导电类型的半导体层110、有源层120和第二导电类型的半导体层130的生长衬底之后,衬底101可通过分离工艺去除。可通过激光剥离(LLO)工艺、化学剥离(CLO)工艺等将衬底101从半导体层分离。
虽然图中未示出,缓冲层还可形成在衬底101的上表面上。用于减轻生长在衬底101上的半导体层中的晶格缺陷的缓冲层可由诸如氮化物之类的未掺杂的半导体层形成。例如,缓冲层可减轻蓝宝石衬底101与由GaN形成并且堆叠在其上的第一导电类型的半导体层110之间的晶格常数的差异,以增大GaN层的结晶度。缓冲层可为未掺杂的GaN、AlN、InGaN等,并且在500℃至600℃的低温下可生长为具有几十至几百埃的厚度。这里,未掺杂是指其上未执行杂质掺杂工艺的半导体层。半导体层可具有固有水平的杂质浓度。例如,当利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺生长氮化镓半导体时,可将用作掺杂物的硅(Si)等按照大约1014至1018/cm3的量包括在其中,但这并非有意的。然而,根据示例性实施例,缓冲层不是必要的,并且可省略。
堆叠在衬底101上的第一导电类型的半导体层110可由掺杂有n型杂质的半导体形成,诸如n型氮化物半导体层。另外,第二导电类型的半导体层130可由掺杂有p型杂质的半导体形成,诸如p型氮化物半导体层。可替换地,根据示例性实施例,第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130的位置可互换。第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130可具有实验式Al x In y Ga (1-x-y) N,其中0≤x<1、0≤y<1并且0≤x+y<1,并且可为例如GaN、AlGaN、InGaN或AlInGaN。
设置在第一导电类型的半导体层110与第二导电类型的半导体层130之间的有源层120可发射通过电子-空穴复合产生的具有预定等级能量的光。有源层120可包括能带隙比第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130的能带隙更小的材料。例如,当第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130由基于GaN的化合物半导体形成时,有源层120可包括能带隙比GaN的能带隙更小的基于InGaN的化合物半导体。另外,有源层120可具有其中量子阱层和量子势垒层交替地堆叠的多量子阱(MQW)结构,例如,InGaN/GaN结构。然而,有源层120可不限于此,而是可具有单量子阱(SQW)结构。
如图2A所示,发光结构100可包括其中第二导电类型的半导体层130、有源层120和第一导电类型的半导体层110的一些部分被蚀刻的蚀刻区E和部分地通过蚀刻区E界定的多个台式区M。
蚀刻区E可具有间隙结构,该间隙结构从具有四边形的发光结构100的一侧至与其相对的发光结构100的另一侧去除以具有预定厚度和长度,并且多个蚀刻区E可在发光结构100的四边形区的内侧上彼此平行地排列。因此,多个蚀刻区E可由台式区M包围。
第一接触电极140可设置在第一导电类型的半导体层110的暴露于蚀刻区E的上表面上并且连接至第一导电类型的半导体层110,并且第二接触电极150可设置在多个台式区M的上表面上并且连接至第二导电类型的半导体层130。第一接触电极140和第二接触电极150可设置在其上设置有发光结构100的半导体发光器件1的第一表面上。因此,第一接触电极140和第二接触电极150可设置为在LED芯片中共面,并且以倒装芯片方式安装在封装件主体1002(将在稍后描述)上。
如图1所示,第一接触电极140可包括多个焊盘部分141和分别从多个焊盘部分141沿着蚀刻区E延伸出来的宽度小于焊盘部分141的宽度的多个指状物部分142。多个第一接触电极140可排列为彼此间隔开以均匀地分布在整个第一导电类型的半导体层110上。因此,注入第一导电类型的半导体层110的电流可通过多个第一接触电极140均匀地注射在第一导电类型的半导体层110上。
多个焊盘部分141可布置为彼此间隔开,并且多个指状物部分142可连接多个焊盘部分141。多个指状物部分142可具有彼此不同的宽度。例如,当第一接触电极140如在示例性实施例中示出的那样具有两个指状物部分142时,任一个指状物部分142的宽度可大于另一个指状物部分142的宽度。可以在考虑通过第一接触电极140注入的电流的电阻的情况下来调整所述任一个指状物部分142的宽度。
第二接触电极150可包括反射金属层151。另外,第二接触电极150还可包括覆盖反射金属层151的涂布金属层152。然而,根据示例性实施例,涂布金属层152可选择性地设置,并且可省略。第二接触电极150可覆盖限定台式区M的上表面的第二导电类型的半导体层130的上表面。
为了覆盖暴露于蚀刻区E的有源层120,由绝缘材料形成的绝缘层200可设置在包括台式区M的横侧表面的发光结构100上。例如,绝缘层200可由诸如SiO 2 、SiN、SiO x N y 、TiO 2 、Si 3 N 4 、Al 2 O 3 、TiN、AlN、ZrO 2 、TiAlN或TiSiN之类的绝缘材料形成。另外,绝缘层200可包括第一开口210和第二开口220,以暴露出第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130的一些部分。第一接触电极140和第二接触电极150可设置在第一开口210和第二开口220中。绝缘层200可防止第一接触电极140和第二接触电极150以及有源层120电短路,以及防止第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130彼此直接电连接。另外,通过设置绝缘层200,当多层反射结构300在后续工艺中沉积时,多层反射结构300可容易地附着。然而,根据示例性实施例,绝缘层200可选择性地设置,并且可省略。另外,在绝缘层200沉积在发光结构100上之后,当利用等离子体蚀刻绝缘层200的表面时,将沿着辐射等离子体的方向突出的绝缘层200的区较大程度地蚀刻,并且可较小程度地蚀刻其凹进区。因此,绝缘层200的表面可变得更光滑。如果绝缘层200光滑,则当多层反射结构300沉积在绝缘层200上时,防止了在多层反射结构300中形成空隙,并且提高了多层反射结构300的质量。
多层反射结构300可设置在发光结构100上,以使得其覆盖整个发光结构。多层反射结构300将从有源层120发射的光中的沿着衬底101的反方向行进的光反射,以使所述光改变方向以沿着衬底101的方向。
通常,倒装芯片类型的半导体发光器件使通过有源层120产生的光沿着朝着衬底101的方向发射。因此,沿着与衬底101的方向相反的朝着电极焊盘400的方向发射的大量光可被设置在有源层120上方的半导体层或金属层吸收并损失。为了解决由于光被半导体层或金属层吸收而导致的亮度降低的问题,在示例性实施例中采用多层反射结构300。
多层反射结构300可具有其中具有不同折射率的层交替地堆叠的多层结构。下文中将详细描述这一点。如图2B所示,多层反射结构300可具有其中具有不同折射率的第一介电层300a和第二介电层300b交替地堆叠的结构。
通过合适地调整第一介电层300a和第二介电层300b的折射率和厚度,多层反射结构300可设为分布布拉格反射器(DBR)。
例如,当有源层120产生的光的波长为λ并且对应的层的折射率为n时,多层反射结构300的第一介电层300a和第二介电层300b可具有等于λ/4n的厚度,基本具有大约的厚度。这里,在多层反射结构300中,可选择性地设计第一介电层300a和第二介电层300b的反射率和厚度,以获得相对于有源层120产生的光的波长的高度反射率(95%或更大)。
可确定第一介电层300a和第二介电层300b的折射率在约1.4至2.5的范围内。第一介电层300a和第二介电层300b的折射率可小于第一导电类型的半导体层110的折射率和衬底101的折射率,或者可小于第一导电类型的半导体层110的折射率或大于衬底101的折射率。
另外,多层反射结构300还可包括折射率与第一介电层300a和第二介电层300b的折射率不同的第三层至第n层(n是等于或大于4的自然数)。构成多层反射结构300的层可具有相同厚度或不同厚度。另外,多层反射结构300可为其中第一介电层300a和第二介电层300b重复堆叠四次至20次的结构。
多层反射结构300可由具有绝缘特性和光传输特征的材料形成,并且可由无机材料或有机材料形成。例如,多层反射结构300可包括具有绝缘特性和光传输特征的氧化硅或氮化硅,并且可由SiO 2 、SiN、SiO x N y 、TiO 2 、Si 3 N 4 、Al 2 O 3 、TiN、AlN、ZrO 2 、TiAlN或TiSiN形成。
多层反射结构300可包括设置在第一接触电极140和第二接触电极150中的每一个上的多个开口310和320。多个开口310和320可设置在与第一接触电极140和第二接触电极150中的每一个相对应的位置以部分地暴露出第一接触电极140和第二接触电极150。
在多个开口310和320中,设置在第一接触电极140上的开口310可仅暴露出第一接触电极140中的焊盘部分141和指状物部分142中的焊盘部分141。因此,多个开口310和320可设置在与第一接触电极140上的焊盘部分141相对应的位置。多层反射结构300的这种布置可被不同地修改。图3A是图2A的半导体发光器件的修改示例,并且图3B是图3A的部分“C”的放大图。与图1至图2B中的附图标记相同的附图标记指示相同的元件,因此,将省略重复描述。
如图3A和图3B所示,与上述示例性实施例相比,绝缘层200和多层反射结构300的堆叠次序互换。因此,开口310和320设置在多层反射结构300中,并且第一接触电极140和第二接触电极150设置在开口310和320中。另外,设置在绝缘层200上的开口210和220可设置在与第一接触电极140和第二接触电极150中的每一个相对应的位置,以将对应的第一接触电极140和第二接触电极150部分地暴露出来。由于在设置多层反射结构300之前不设置绝缘层200,多层反射结构300的粘着性可降低。然而,由于光在穿过绝缘层200之前可从多层反射结构300反射,因此从多层反射结构300反射的光的量可增大。
图4A是图2A的半导体发光器件的另一修改示例,并且图4B是图4A的部分“D”的放大图。与图1至图2B的附图标记相同的附图标记指代相同的元件,因此,将省略重复描述。
如图4A和图4B所示,与上述示例性实施例相比,仅堆叠多层反射结构300而没有绝缘层200。在这种情况下,由于在设置多层反射结构300之前不设置绝缘层200,因此可降低多层反射结构300的粘着性。然而,由于光可在没有穿过绝缘层200的情况下从多层反射结构300反射,因此从多层反射结构300反射的光的量可增加。另外,与上述示例性实施例相比,由于未设置绝缘层,因此可简化制造工艺。
图5A是图2A的半导体发光器件的另一修改示例,图5B是图5A的部分“E'”的放大图。与图1至图2B的附图标记相同的附图标记指代相同元件,因此,将省略重复描述。
如图5A和图5B所示,与上述示例性实施例相比,绝缘层200更薄。如果绝缘层200的厚度基本等于多层反射结构300的第二介电层300b的厚度,并且绝缘层200由与多层反射结构300的材料相同材料形成,则绝缘层200可用作形成多层反射结构300的单个介电层。因此,绝缘层200可执行与第二介电层300b的功能相同的功能。在这种情况下,由于绝缘层200和多层反射结构300构成单个多层反射结构300',因此可进一步提高反光率。
如图2A所示,电极焊盘400可设置在多层反射结构300上,并且可通过多个开口310和320分别电连接至第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130。
如图2A所示,电极焊盘400可通过覆盖发光结构100的整个上表面的多层反射结构300与第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130绝缘。电极焊盘400可连接至通过多个开口310和320部分地暴露的第一接触电极140和第二接触电极150,以电连接至第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130。
电极焊盘400与第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130之间的电连接可通过设置在多层反射结构300中的多个开口310和320不同地调整。例如,电极焊盘400与第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130之间的电连接可根据多个开口310和320的数量和位置不同地修改。
电极焊盘400可包括至少一对第一电极焊盘410和第二电极焊盘420。也就是说,第一电极焊盘410可通过第一接触电极140电连接至第一导电类型的半导体层110,并且第二电极焊盘420可通过第二接触电极150电连接至第二导电类型的半导体层130。在这种情况下,将第一接触电极140暴露出来的开口310可设置在其中开口310与第一电极焊盘410重叠的位置,并且将第二接触电极150暴露出来的开口320可设置在其中开口320与第二电极焊盘420重叠的位置。第一电极焊盘410和第二电极焊盘420可彼此分离和电绝缘。
例如,电极焊盘400可由包括金(Au)、钨(W)、铂(Pt)、硅(Si)、铱(Ir)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)和它们的合金中的至少一个的材料形成。
设置在其中第二电极焊盘420布置于其上以与第二电极焊盘420重叠的位置的第一接触电极140可能需要防止电连接至第二电极焊盘420。这样,在与第二电极焊盘420重叠的位置,多层反射结构300可不具有将第一接触电极140的焊盘部分141暴露出来的开口310。
如图1所示,当第一接触电极140包括三个焊盘部分141和两个指状物部分142时,将焊盘部分141暴露出来的开口310可仅设置在两个焊盘部分141上而可不设置在另一个焊盘部分141上,所述两个焊盘部分141设置在其中所述两个焊盘部分141与第一电极焊盘410重叠的位置,所述另一个焊盘部分141设置在其中该焊盘部分141与第二电极焊盘420重叠的位置。因此,位于第一电极焊盘410下方的第一接触电极140的焊盘部分141可通过开口310连接至第一金属电极焊盘410,但是由于开口310不设置在位于第二电极焊盘420下方的焊盘部分141上,因此焊盘部分141和第二电极焊盘420可彼此电绝缘。结果,通过分别将第一接触电极140和第二接触电极150暴露出来的多个开口310和320的排列方式,第一电极焊盘410可连接至第一接触电极140,第二电极焊盘420可连接至第二接触电极150。
钝化层500可设置在电极焊盘400上,并且覆盖整个电极焊盘400。钝化层500可包括部分地暴露出电极焊盘400的键合区510。
可设置多个键合区510以将第一电极焊盘410和第二电极焊盘420部分地暴露出来。在这种情况下,多个键合区510中的一些可不与多层反射结构300的多个开口310和320中的一些重叠。例如,如图2A所示,将第二电极焊盘420部分地暴露出来的一些键合区510可不与将第二接触电极150部分地暴露出来的一些开口320重叠。也就是说,键合区510在竖直方向上不位于开口320上方。部分地暴露出第一电极焊盘410的键合区510可与部分地暴露出第一接触电极140的开口310部分地重叠。
在当前示例性实施例中,两个键合区410平行布置,但是键合区510的数量和布置形式不限于此,而是可不同地修改。
钝化层500可由与多层反射结构300的材料相同的材料形成。
钝化层500还可包括与键合区510相似的部分地暴露出第一电极焊盘410和第二电极焊盘420的开放区。开放区可设为连接至探针引脚(probe pin,未示出)的区,以在安装之前确定半导体发光器件是否合适地操作。
焊料焊盘600可设置在键合区510中。焊料焊盘600可包括第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620,以分别连接至通过键合区510部分地暴露出的第一电极焊盘410和第二电极焊盘420。焊料焊盘600可通过电极焊盘400电连接至第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130。焊料焊盘600可由以下材料形成,所述材料包括诸如镍(Ni)、金(Au)、铜(Cu)和它们的合金中的至少一种材料。
例如,第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620可为凸块下冶金(UBM)层。可设置单个第一焊料焊盘和单个第二焊料焊盘或多个第一焊料焊盘和多个第二焊料焊盘。
将参照图13描述焊料焊盘600的修改示例。图13中仅示出了第二焊料焊盘620的修改示例,但是第一焊料焊盘610也可按照相同方式修改。
图13是示出图2A的焊料焊盘620的修改示例的示图。
第二焊料焊盘620可增大半导体器件的第二电极焊盘420与焊料凸块S2之间的界面键合力,并且提供电路径。另外,第二焊料焊盘620在回流工艺中可防止焊料扩散到电极。也就是说,第二焊料焊盘620可防止焊料的组分渗透到第二电极焊盘420中。
第二焊料焊盘620可包括:第一表面620a,该第一表面620a位于第二电极焊盘420的表面的相反侧上,并且布置为与第二电极焊盘420上方的金属间化合物(IMC)624接触;以及第二表面620b,其从第一表面620a的边缘延伸,并且连接至第二电极焊盘420。
第一表面620a可具有整体平坦的结构,并限定了第二焊料焊盘620的上表面。第二表面620b可具有从第一表面620a朝着第二电极焊盘420逐渐倾斜的结构,并且限定了第二焊料焊盘620的侧部。
第二焊料焊盘620可由用于形成与第二电极焊盘420的电连接的金属形成。
例如,第二焊料焊盘620可具有多层结构,该多层结构包括与第二电极焊盘420接触的钛(Ti)层621和设置在钛(Ti)层621上的镍(Ni)层622。另外,虽然未示出,第二焊料焊盘620可具有多层结构,该多层结构包括替代镍层622的设置在钛层621上的铜层。
在当前示例性实施例中,第二焊料焊盘620具有钛(Ti)和镍(Ni)的多层结构,但不限于此。例如,第二焊料焊盘620可具有这样的多层结构,该多层结构包括与第二电极焊盘420接触的铬(Cr)层和设置在铬层上的镍(Ni)层,或者具有这样的多层结构,该多层结构包括铬层和设置在铬层上的铜(Cu)层。
另外,在当前示例性实施例中,第二焊料焊盘620具有多层结构,但不限于此。例如,第二焊料焊盘620可具有包括镍层或铜层的单层结构。
可通过诸如溅射、电子束沉积或电镀之类的工艺形成第二焊料焊盘620。
金属间化合物(IMC)624可形成在第二焊料焊盘620的第一表面620a上。金属间化合物(IMC)624可在形成焊料凸块S2的回流工艺中形成。金属间化合物(IMC)624可随着焊料的锡(Sn)组分与第二焊料焊盘620的例如镍(Ni)的金属反应而形成,并且可形成二元系统锡镍合金。
焊料凸块S2可通过金属间化合物(IMC)624的介质键合至第二焊料焊盘620。也就是说,焊料凸块S2可通过用作粘合剂的金属间化合物(IMC)624牢固地键合至第二焊料焊盘620。
焊料凸块S2可通过对布置在第二焊料焊盘620上的焊料进行回流而形成。作为焊料,例如,可使用普通的SAC305(Sn 96.5 Ag 3.0 Cu 0.5 )。
可形成势垒层623以覆盖第二焊料焊盘620的第二表面620b。势垒层623可最小化相对于焊料凸块S2的润湿性,阻挡金属间化合物(IMC)624和焊料凸块S2扩散至第二表面620b。可通过利用相对于金属间化合物(IMC)624和焊料凸块S2具有充分最小化的润湿性的材料形成势垒层623来实现这一点。
势垒层623可为包含第二焊料焊盘620的元素中的至少一种的氧化层。例如,势垒层623可为包含镍(Ni)和铜(Cu)中的至少一种元素的氧化膜。
可通过执行例如热氧化或等离子体氧化使第二焊料焊盘620的第二表面620b氧化来形成势垒层623。
钝化层500可布置在第二电极焊盘420上的第二焊料焊盘620周围。钝化层500可由例如SiO 2 形成。
钝化层500可与第二电极焊盘400上的第二焊料焊盘620间隔开预定间隔,以不与第二焊料焊盘620接触。钝化层500可具有薄膜结构,并且具有比第二焊料焊盘620更低的高度。也就是说,相对于第二电极焊盘420的表面,第二焊料焊盘620的第一表面620a可设置在比钝化层500的上表面更高的位置。
在当前示例性实施例中,钝化层500布置在第二焊料焊盘620周围,但是不限于此,钝化层500可选择性地设置。因此,在另一示例性实施例中,可省略钝化层500。
在当前示例性实施例中,设置了一个第一焊料焊盘610和一个第二焊料焊盘620,但是第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620的数量不限于此。可根据键合区510来调整第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620的数量和布置结构。然而,第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620可确定为具有基本相同的面积。
焊料凸块S1和S2设置在第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620上,并且焊料凸块S1和S2的高度往往与其面积成比例地增大。因此,如果第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620的面积不同,则分别设置在第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620上的焊料凸块S1和S2的高度可变得不同,从而当在后续工艺中将半导体发光器件1安装在插件板上时,在焊料凸块S1和S2的高度更低的一侧上引起虚焊现象,这导致其中半导体发光器件1可能不能导通的问题。
焊料凸块S1和S2可分别设置在第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620上并在后续工艺中将半导体发光器件1安装在插件板上时被使用。焊料凸块S1和S2是用于以倒装芯片方式将半导体发光器件1安装在插件板上的导电粘合剂。Sn焊料可用作焊料凸块S1和S2,并且可在Sn焊料中包含诸如少量的银(Ag)或铜(Cu)之类的材料。
如上所述,在半导体发光器件1中,从有源层120发射的光中的沿着衬底101的反方向移动的光可被改变方向为朝着衬底101,以提高光提取效率,并且可确保接触电极与电极焊盘之间的电绝缘。
将参照图6A和图6B详细描述这一点。图6A是示出比较例的光学路径的示图,图6B是示出示例性实施例的光学路径的示图。
在图6A的比较例中,设置了替代根据当前示例性实施例的多层反射结构300的普通绝缘层300”。就倒装芯片式半导体发光器件而言,辐射至辐射表面的光沿着P2方向发射,并且光在诸如绝缘层300”的上部之类的区中朝着与方向P2相反的方向P1行进。
在诸如发光结构100的蚀刻的横侧区和发光器件的边缘区之类的区中,更加强烈地表现出这一点。这种区占据半导体发光器件的平面面积的约22%,并且由于光在这些区中不朝着辐射表面取向,因此减小了半导体发光器件的外部光提取效率。
在当前示例性实施例中,如图6B所示,多层反射结构300设置在该区中,以基本上阻挡沿着如在比较例中的方向P1行进的光。因此,辐射至辐射表面的光的量可增大,从而增加亮度。在一个实验中,多层反射结构300由十六个介电层形成,并且将辐射至辐射表面的光的亮度与比较例中辐射至辐射表面的光的亮度进行比较,并且获得了在当前示例性实施例中亮度增加2%的结果。
另外,由于通过交替地堆叠由绝缘材料形成的层而形成的多层反射结构300被设置在位于多层反射结构300上方和下方的第一电极焊盘410与第二接触电极150之间,因此可在第一电极焊盘410与第二接触电极150之间更有效地形成电绝缘。因此,在当前示例性实施例中,可通过多层反射结构300提高半导体发光器件的亮度,并且可在第一电极焊盘410与第二接触电极150之间确保电绝缘。
下文中,将描述制造图1的半导体发光器件的工艺。图7A至图12B是示出根据示例性实施例的制造半导体发光器件的工艺的示图。在图7A至图12B中,与图1至图2A的附图标记相同的附图标记指示相同的构件,因此,将省略对其的重复描述。
参照图7A和图7B,图7A是形成在衬底101上的发光结构100的平面图,图7B是沿着图7A的线A-A'截取的剖视图。按照相同的方式示出图8A至图12B。
不规则图案102可形成在衬底101上。然而,根据示例性实施例可省略不规则图案102。如上所述,由诸如蓝宝石、Si、SiC、MgAl 2 O 4 、MgO、LiAlO 2 、LiGaO 2 或GaN之类的材料形成的衬底可用作衬底101。
可利用金属-有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)或分子束外延(MBE)将第一导电类型的半导体层110、有源层120和第二导电类型的半导体层130按顺序生长在衬底101上,以形成具有多个半导体层的堆叠结构的发光结构100。这里,第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130可分别为n型半导体层和p型半导体层。在发光结构100中,第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130的位置可互换,并且第二导电类型的半导体层130可首先形成在衬底101上。
参照图8A和图8B,第二导电类型的半导体层130、有源层120和第一导电类型的半导体层110中的一些可被蚀刻以暴露出第一导电类型的半导体层110中的至少一些部分。因此,可形成蚀刻区E和部分地通过蚀刻区E界定的多个台式区M。
在蚀刻工艺中,掩模层可形成在除其中暴露出第一导电类型的半导体层110的区以外的区中,并且可按顺序执行湿蚀刻或干蚀刻,以形成台式区M。根据示例性实施例,可执行蚀刻工艺以使得第一导电类型的半导体层110不被蚀刻,并且仅仅其上表面的一些部分被暴露出来。
可在通过蚀刻工艺暴露于蚀刻区E的台式区M的横侧表面上形成绝缘层200。绝缘层200可形成为覆盖包括台式区M的上表面的边缘的台式区M的横侧表面和蚀刻区E的一些底表面。因此,暴露于蚀刻区E的有源层120可被绝缘层200覆盖,以不向外暴露。然而,根据示例性实施例,绝缘层200选择性地形成,并且可被省略。
参照图9A和图9B,第一接触电极140和第二接触电极150可分别形成在蚀刻区E和台式区M中。第一接触电极140可沿着蚀刻区E延伸,并且可连接至限定蚀刻区E的底表面的第一导电类型的半导体层110。第二接触电极150可连接至第二导电类型的半导体层130。
第一接触电极140可包括多个焊盘部分141和从焊盘部分141延伸的多个指状物部分142。第二接触电极150可包括反射金属层151和覆盖反射金属层151的涂布金属层152。
参照图10A和图10B,可提供其中多层反射结构300覆盖发光结构100的表面的结构。
例如,多层反射结构300可包括氧化硅或氮化硅,并且可通过重复地沉积诸如SiO 2 、SiN、SiO x N y 、TiO 2 、Si 3 N 4 、Al 2 O 3 、TiN、AlN、ZrO 2 、TiAlN或TiSiN之类的材料形成。可利用MOCVD、HVPE、MBE等执行该工艺。
多层反射结构300可设为多层结构,并且具有其中具有不同折射率的多个介电层交替地堆叠的结构。多层反射结构300可通过合适地调整交替地堆叠的层的折射率和厚度而设为分布布拉格反射器(DBR)。
第一接触电极140和第二接触电极150可通过多个开口310和320在第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130上部分地暴露。
参照图11A和图11B,电极焊盘400可形成在多层反射结构300上。电极焊盘400可连接至通过开口310和320暴露的第一接触电极140和第二接触电极150,以分别电连接至第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130。
电极焊盘400可设为至少一对,以使第一导电类型的半导体层110和第二导电类型的半导体层130电绝缘。也就是说,第一电极焊盘410可通过第一接触电极140电连接至第一导电类型的半导体层110,第二电极焊盘420可通过第二接触电极150电连接至第二导电类型的半导体层130,并且第一电极焊盘410和第二电极焊盘420可分离以电绝缘。
参照图12A和图12B,钝化层500可形成在电极焊盘400上。钝化层500可通过键合区510将电极焊盘400部分地暴露出来。
键合区510可设置为多个,以分别将第一电极焊盘410和第二电极焊盘420部分地暴露出来。在这种情况下,多个键合区510中的一些可设置为不与多层反射结构300的多个开口310和320重叠。例如,如图12A所示,将第二电极焊盘420部分地暴露出来的一些键合区510可不与多个开口310和320中的将第二接触电极150部分地暴露出来的开口320重叠。也就是说,键合区510在竖直方向上不位于开口320上方。
钝化层500可由与多层反射结构300的材料相同的材料形成。
包括第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620的焊料焊盘600可形成在通过键合区510部分地暴露出来的第一电极焊盘410和第二电极焊盘420上。第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620可为例如凸块下冶金(UBM)层。第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620的数量和布置结构可不同地修改,而不限于此。
钝化层500还可包括与键合区510相似的部分地暴露出第一电极焊盘410和第二电极焊盘420的开放区。开放区用于在发布包含制造的半导体发光器件的产品之前允许确定制造的半导体发光器件的可操作性。在这种情况下,可通过将探针引脚(未示出)连接至暴露于开放区的第一电极焊盘410和第二电极焊盘420以及向其供应驱动功率来确定半导体发光器件的操作。
图14A和图14B是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件的半导体发光器件封装件的示例的剖视图。
参照图14A,半导体发光器件封装件1000可包括作为光源的半导体发光器件1001、封装件主体1002、一对引线框1010和密封剂1005。半导体发光器件1001可为图1的半导体发光器件1,并且将省略对其的详细描述。
半导体发光器件1001可安装在引线框1010上,并且通过导电键合材料电连接至引线框1010。作为导电键合材料,可使用例如包括Sn的焊料凸块S1和S2。
所述一对引线框1010可包括第一引线框1012和第二引线框1014。半导体发光器件1001的第一焊料焊盘610和第二焊料焊盘620可通过介于半导体发光器件1001与所述一对引线框1010之间的焊料凸块S1和S2分别连接至第一引线框1012和第二引线框1014。
封装件主体1002可具有用于提高光反射效率和光提取效率的反射杯。由透光材料形成的密封剂1005可形成在反射杯中以密封半导体发光器件1001。
密封剂1005可包括波长转换材料。可通过在透光树脂中包含在受半导体发光器件1中产生的光激发时发射具有不同波长的光的一种或多种荧光物质来形成密封剂1005。因此,可发射蓝光、绿光或红光,并且也可通过调整来发射白光、紫外光等。
例如,当半导体发光器件1发射蓝光时,蓝光可与黄色荧光物质、绿色荧光物质、红色荧光物质和橙色荧光物质组合以发射白光。另外,可提供发射紫光、蓝光、绿光、红光和/或红外光的半导体发光器件1中的至少一个。在这种情况下,半导体发光器件1可控制显色指数(CRI)在40至100等的范围内,以及控制色温在2000K至20000K的范围内,以产生各种等级的白光。在必要时,半导体发光器件1可产生具有紫色、蓝色、绿色、红色、橙色的可见光或红外光以根据周围气氛或心情来调整照明颜色。另外,半导体发光器件1可产生具有刺激植物生长的特殊波长的光。
通过将黄色荧光物质、绿色荧光物质、红色荧光物质与蓝色发光器件组合和/或通过将绿色发光器件和红色发光器件中的至少一个与蓝色发光器件组合产生的白光可具有两个或更多个峰值波长,并且可布置在图15所示的CIE 1931色度图的区段连接(x,y)坐标(0.4476,0.4074)、(0.3484,0.3516)、(0.3101,0.3162)、(0.3128,0.3292),(0.3333,0.3333)。可替换地,白光可布置在由黑体辐射光谱和该区段包围的区中。白光的色温对应于约2000K至约20000K的范围。
荧光物质可具有以下实验式和颜色:
氧化物:黄色和绿色Y 3 Al 5 O 12 :Ce、Tb 3 Al 5 O 12 :Ce、Lu 3 Al 5 O 12 :Ce
硅酸盐:黄色和绿色(Ba,Sr) 2 SiO 4 :Eu、黄色和橙色(Ba,Sr) 3 SiO 5 :Ce
氮化物:绿色β-SiAlON:Eu、黄色La 3 Si 6 N 11 :Ce、橙色α-SiAlON:Eu、红色CaAlSiN 3 :Eu、Sr 2 Si 5 N 8 :Eu、SrSiAl 4 N 7 :Eu、SrLiAl 3 N 4 :Eu、Ln 4-x (Eu z M 1-z ) x Si 12-y Al y O 3+x+y N 18-x-y ,其中0.5≤x≤3、0<z<0.3并且0<y≤4(这里,Ln可为选自由IIIa族元素和稀土元素组成的组中的至少一种元素,并且M可为选自由钙(Ca)、钡(Ba)、锶(Sr)和镁(Mg)组成的组中的至少一种元素)
氟化物:基于KSF的红色K 2 SiF 6 :Mn4+、K 2 TiF 6 :Mn4+、NaYF 4 :Mn4+、NaGdF 4 :Mn4+
荧光物质混合物应该基本符合化学计算法,并且各个元素可由周期表的各个族的不同元素代替。例如,锶(Sr)可由钡(Ba)、钙(Ca)、镁(Mg)等碱土类元素代替,钇(Y)可由铽(Tb)、镥(Lu)、钪(Sc)、钆(Gd)等代替。另外,根据期望的能级,作为活化剂的铕(Eu)可由铈(Ce)、铽(Tb)、镨(Pr)、铒(Er)、镱(Yb)等代替,并且活化剂可单独应用,或者可额外应用共活化剂等来改变特性。
另外,诸如量子点等的材料可作为用于替换荧光物质的材料应用,并且荧光物质和量子点可组合使用或单独使用。
量子点(QD)可具有包括诸如CdSe或InP之类的芯(直径范围为3nm至10nm)、诸如ZnS或ZnSe之类的壳(厚度范围为0.5nm至2nm)和用于稳定所述芯和壳的配体的结构,并且可根据尺寸实现各种颜色。
参照图14B,半导体发光器件封装件2000可包括半导体发光器件2001、安装板2010和密封剂2005。半导体发光器件2001可为图1的半导体发光器件1,并且将省略对其的详细描述。
半导体发光器件2001可安装在安装板2010上,并且电连接至第一电路图案2012和第二电路图案2014。半导体发光器件2001可被密封剂2005密封。按照这种方式,可实现板上芯片(COB)式封装结构。
安装板2010可设为印刷电路板(PCB)、金属芯印刷电路板(MCPCB)、金属印刷电路板(MPCB)、柔性印刷电路板(FPCB)等,并且可按照各种形式来应用安装板2010的结构。半导体发光器件2001可通过导电键合材料电连接至第一电路图案2012和第二电路图案2014。作为导电键合材料,例如,可使用包括Sn的焊料凸块S1和S2。
图16和图17是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件的背光单元的示例的示图。
参照图16,背光单元3000包括安装在板3002上的光源3001以及设置在光源3001上方的一个或多个光学片材3003。具有以上参照图1描述的结构或相似结构的半导体发光器件可用作光源3001。可替换地,半导体发光器件可直接安装在板3002上(所谓的COB式安装方案)并用作光源。
与其中光源3001朝着设置有液晶显示器的上侧发射光的图16中的背光单元3000不同,作为图17所示的另一示例的背光单元4000被构造为使得安装在板4002上的光源4001沿着横侧方向发射光,并且发射的光可入射至导光板4003,以转换为表面光源。经过导光板4003的光向上发射,并且为了提高光提取效率,可将反射层4004设置在导光板4003的下表面上。
图18是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件封装件的照明装置的示例的示图。
参照图18,照明装置5000是灯泡型灯,并且包括发光模块5010、驱动单元5020和外部连接单元5030。另外,照明装置5000还可包括诸如外部壳体5040和内部壳体5050以及盖子5060之类的外部结构。
发光模块5010可包括具有与图1的半导体发光器件1的结构相同或相似的结构的半导体发光器件5011和其上安装有半导体发光器件5001的电路板5012。在当前示例性实施例中,单个半导体发光器件5011安装在电路板5012上,但是可根据需要安装多个半导体发光器件。另外,可将半导体发光器件5011作为封装件制造并且随后安装,而不是将其直接安装在电路板5012上。
外部壳体5040可用作散热单元,并且可包括设置为与发光模块5010直接接触以增强散热的散热板5041和包围外部壳体5040的侧表面的散热翅片5042。盖子5060可安装在发光模块5010上,并且具有凸透镜形状。驱动单元5020可安装在内部壳体5050中,并且连接至具有插孔结构的外部连接单元5030,以从外部电源接收功率。另外,驱动单元5020可用于将功率转换为用于驱动半导体发光器件5011的合适的电流源,并提供该电流源。例如,驱动单元5020可被构造为AC-DC转换器、整流电路组件等。
另外,虽然未示出,但是照明装置5000还可包括通信模块。
图19是示出根据示例性实施例的采用半导体发光器件的大灯的示例的示图。
参照图19,用作车灯等的头灯6000可包括光源6001、反射单元6005和透镜盖单元6004。透镜盖单元6004可包括中空导向件6003和透镜6002。光源6001可包括上述半导体发光器件或具有该半导体发光器件的封装件。
头灯6000还可包括用于将通过光源6001产生的热向外消散的散热单元6012。为了有效地散热,散热单元6012可包括散热器6010和冷却扇6011。另外,头灯6000还可包括固定地支承散热单元6012和反射单元6005的壳体6009,并且壳体6009可具有主体单元6006和形成在其一个表面上的中心孔6008,其中散热单元6012耦接于该中心孔6008中。
壳体6009可具有形成在一体地连接至所述一个表面并且沿着直角方向弯曲的另一表面上的前孔6007。前孔6007可允许反射单元6005固定地布置在光源6001上方。因此,前侧通过反射单元6005敞开,并且反射单元6005固定至壳体6009,以使得敞开的前侧对应于前孔6007,并且通过反射单元6005反射的光可通过前孔6007以向外出射。
图20和图21是示意性地示出根据示例性实施例的采用了利用照明装置的照明系统的家用网络的示图。
如图20所示,家用网络可包括家用无线路由器7000、网关集线器7010、ZigBeeTM模块7020、照明装置7030、车库门锁7040、无线门锁7050、家庭应用7060、蜂窝电话7070、安装在墙壁上的开关7080和云网络7090。
可通过利用家庭无线通信(ZigBeeTM、Wi-Fi等)自动地调整卧室、起居室、门厅、车库、家电用品的操作状态和照明装置7030的照明亮度。
例如,如图21所示,可根据在TV 8030中节目广播的类型或屏幕的亮度、利用网关8010和ZigBeeTM模块8020A自动地调整照明装置8020B的亮度。例如,当播送人类戏剧因此需要舒适气氛时,可调整色调,以使得照明的色温降至5000K或以下。在另一示例中,在诸如逗乐节目之类的轻松气氛中,照明的色温增至5000K或更高,并且将照明调整为基于蓝色的白色照明。
另外,可利用网关8010和ZigBeeTM模块8020A通过蜂窝电话8040来控制照明装置8020B的照明亮度。
可将ZigBeeTM模块7020和8020A与光学传感器一体地模块化,并且可将其与照明装置一体地构造。
可见光无线通信技术是一种通过利用具有可通过裸眼识别的可见光波段的光来无线地传输信息的无线通信技术。可见光无线通信技术与有线光学通信技术的区别在于其利用具有可见光波段的光以及通信环境基于无线方案。
另外,与RF无线通信不同,可见光无线通信技术具有优秀的方便性和物理安全特性,这是由于其可自由地被使用而没有在频率使用方面的管制或需要许可,并且其区别在于用户可在物理上检查通信链路,最重要的是,可见光无线通信技术具有作为融合技术的特征,所述融合技术获得作为光源和通信功能的独特用途二者。
LED照明装置可用作车辆的内部或外部光源。作为内部光源,LED照明装置可用作室内灯、阅读灯或用作车辆的各种仪表板光源。作为外部光源,LED照明装置可用作头灯、刹车灯、转弯信号灯、雾灯、行驶灯等。
利用特定波段内的光的LED照明可促进植物生长和稳定人的情绪或治疗疾病。另外,LED还可用作在机器人或各种机械设施中使用的光源。与LED的低功耗和长寿命相关的是,可通过诸如太阳能电池、风力等的自然友好的新的和可再生的能量功率系统来实现照明。
如上所述,根据示例性实施例,可提供其中减少了通过电极焊盘的光吸收并且确保接触电极与电极焊盘之间的绝缘的半导体发光器件以及具有该半导体发光器件的半导体发光设备。
虽然上面已经示出和描述了示例性实施例,但是本领域技术人员应该理解,在不脱离由所附权利要求限定的本发明构思的范围的情况下,可作出修改和改变。